DE10335828A1

DE10335828A1 - Abgasemissionsverfahren und -system

Info

Publication number: DE10335828A1
Application number: DE10335828A
Authority: DE
Inventors: Koichiro Toyota Nakatani; Shinya Toyota Hirota
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: FR2843419A1; JP2004068700A; DE10335828B4; US7073325B2; US20040025499A1

Abstract

Ein Abgasemissionssteuerverfahren zum Behandeln von Abgas, das von einer Brennkraftmaschine emittiert wird, ist vorgesehen, in dem eine Emissionssteuervorrichtung, die in einem Abgaskanal des Motors angeordnet ist, SOx speichert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und setzt das gespeicherte SOx frei, wenn die Temperatur der Emissionssteurvorrichtung auf eine Entschwefelungstemperatur oder höher gesteigert wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird. In dem Verfahren wird ein Temperatursteuerungsprozess ausgeführt, um die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu steuern, dessen untere Grenze im Wesentlichen gleich oder höher als die Entschwefelungstemperatur ist, und ein Entschwefelungsprozess wird ausgeführt, um Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett freizusetzen, wenn die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs ist. In dem Verfahren wird der Temperatursteuerprozess und der Entwschwefelungsprozess wiederholt, wenn Schwefel aus der Emissionssteuervorrichtung freizusetzen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasemissionssteuerverfahren und -system zum Behandeln von Abgas, das von einer Brennkraftmaschine emittiert wird.

In einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, wie beispielsweise einem Dieselmotor, die in einem Automobil oder der gleichen installiert ist, ist es im Allgemeinen erforderlich, Stickoxide (NOx) zu entfernen, die im Abgas enthalten sind. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist es vorgeschlagen worden, ein NOx-Speichermittel als einen Typ einer Abgasemissionssteuereinrichtung in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine vorzusehen.

Das NOx-Speichermittel, das zum Entfernen von NOx verwendet wird, hat die Funktion des Speicherns von NOx, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und des Freisetzens von gespeichertem NOx zur Reduktion und Entfernung, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases verringert ist und ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise HC und CO, in dem Abgas vorhanden ist. Durch Anwenden dieser Funktion speichert das NOx-Speichermittel NOx in dem Abgas, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und wird Reduktion und Entfernung des in dem NOx-Speichermittel gespeicherten NOx beispielsweise durch Zuführen eines Reduktionsmittels (z.B. Kraftstoff) zu dem NOx-Speichermittel bewirkt, wenn oder bevor die Speicherkapazität des NOx-Speichermittels nach einem bestimmten Nutzungszeitraum verringert ist.

Der Begriff "Speicherung", der in der vorliegenden Spezifikation verwendet ist, beinhaltet die Bedeutung von beidem, "Absorption" und "Adsorption". Hier bezieht sich "Absorption" auf Speicherung von NOx in der Form von Nitraten oder der gleichen und "Adsorption" bezieht sich auf Adsorption von NOx in der Form von NO₂ oder der gleichen.

Unterdessen kann Kraftstoff, der in der Brennkraftmaschine verwendet wird, eine Schwefelkomponente (S) enthalten und in diesem Fall enthält emittiertes Abgas als Ergebnis einer Verbrennung des Kraftstoffes Schwefeloxide (SOx). Wenn SOx in dem Abgas vorhanden ist, speichert das NOx-Speichermittel SOx durch den gleichen Mechanismus wie für die Speicherung von NOx in dem Abgas.

Es ist jedoch anzumerken, dass durch das NOx-Speichermittel gespeichertes SOx relativ stabil ist und im Allgemeinen dazu neigt, in dem NOx-Speichermittel akkumuliert zu werden. Wenn die Menge an SOx, die in dem NOx-Speichermittel akkumuliert ist, erhöht wird, wird die NOx-Speicherkapazität des NOx-Speichermittels verringert und das NOx-Speichermittel wird nicht in der Lage sein, ausreichen NOx aus dem Abgas zu entfernen. Somit tritt ein Problem einer sogenannten Schwefelvergiftung (oder S-Vergiftung) auf, die in einer Verringerung der NOx-Umsetzungswirkungsgrads resultiert. Insbesondere tritt wahrscheinlich das Problem der Schwefelvergiftung in einem Dieselmotor auf, der Leichtöl als einen Kraftstoff verwendet, das einen verhältnismäßig großen Anteil an Schwefelkomponenten hat.

Es ist ferner bekannt, dass das NOx-Speichermittel SOx, das in dem NOx-Speichermittel gespeichert ist, durch den gleichem Mechanismus wie dem zum Freisetzen von NOx freigesetzt werden kann. Da jedoch SOx in dem NOx- Speichermittel in einer verhältnismäßig stabilen Form gespeichert ist, ist es für das NOx-Speichermittel schwierig, darin gespeichertes SOx bei einer Temperatur freizusetzen (z.B. ungefähr 250°C oder höher), bei der NOx normalerweise reduziert und entfernt wird. Um eine Schwefelvergiftung zu eliminieren, muss daher eine Schwefelregenerationssteuerung periodisch ausgeführt werden, in der die Temperatur des NOx-Speichermittels auf eine Schwefelfreisetzungstemperatur (oder Entschwefelungstemperatur) (z.B. 600°C) oder höher gesteigert wird, die höher als die NOx-Reduktions-/Entfernungstemperatur ist, und wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel fließt, im Wesentlichen auf gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett gesteuert (nachstehend einfach "auf fett gesteuert" ausgedrückt). Die Entschwefelungstemperatur, die hierbei erwähnt ist, ist die niedrigste Temperatur, die erlaubt, dass Schwefel von dem NOx-Speichermittel freigesetzt wird.

Ein Verfahren zum Ausführen der Schwefelregenerationssteuerung, wie es z.B. in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 2000-291462 offenbart ist, verwendet eine sogenannte Niedrigtemperaturverbrennung. Die Niedrigtemperaturverbrennung wird durch Rückführen einer verhältnismäßig großen Menge an Abgas von der Abgasseite zu der Einlassseite des Motors ausgeführt und bewirkt eine Verbrennung in der Verbrennungskammer, während die Temperatur des Kraftstoffes und des Gases, das den Kraftstoff umgibt, auf einem verhältnismäßig niedrigen Niveau durch Einsetzen der endothermischen Wirkung des rückgeführten Gases (EGR-Gas) gehalten wird, so dass die Erzeugung von Rauch unterdrückt wird. Wenn die Niedrigtemperaturverbrennung auf diese Weise ausgeführt wird, ist eine große Menge an Reduktionsmittel (wie beispielsweise HC und CO) in dem Abgas enthalten und die Temperatur des NOx-Speichermittels, das in dem Abgaskanal angeordnet ist, wird hauptsächlich durch die Reaktion des Reduktionsmittels auf die Entschwefelungstemperatur oder höher gesteigert. In diesem Fall kann, da Unterschiede zwischen entsprechenden Abschnitten des NOx-Speichermittels verhältnismäßig klein sind, fast das gesamte Volumen des NOx-Speichermittels regeneriert werden oder von der Schwefelvergiftung durch Bewirken der Niedrigtemperaturverbrennung wiederhergestellt werden, während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett gehalten wird oder ein Reduktionsmittel an einem Ort stromaufwärtig des NOx-Speichermittels eingespritzt wird, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett gemacht wird.

Wenn jedoch das erforderliche Drehmoment des Motors erhöht wird, und zwar wenn eine Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, wird es schwierig, die Niedrigtemperaturverbrennung auszuführen, da die Temperatur des Kraftstoffes und des umgebenden Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung gesteigert wird. Und zwar kann die Niedrigtemperaturverbrennung nur ausgeführt werden, wenn der Motor in einem Niedriglastbetriebszustand ist, in dem die Wärmemenge, die durch die Verbrennung erzeugt wird, verhältnismäßig klein ist. Somit kann das Schwefelregenerationsverfahren zum Regenerieren des NOx-Speichermittels durch Einsetzen der Niedrigtemperaturverbrennung nicht ausgeführt werden, während der Motor mit hoher Last arbeitet.

In einem weiteren bekannten Verfahren zum Ausführen der Schwefelregenerationssteuerung, wie z.B. in der japanischen offengelegten Patentdruckschrift Nr. 11-350949 offenbart ist, wird Kraftstoff, der als ein Reduktionsmittel dient, in einen Abgaskanal stromaufwärtig des NOx-Speichermittel eingespritzt. In diesem Fall wird die Temperatur des NOx-Speichermittels durch die Reaktion des somit eingespritzten Kraftstoffes gesteigert. Dieses Verfahren ermöglicht Schwefelregeneration sogar in einem Motorbetriebsbereich auszuführen, in dem die vorstehend beschriebene Niedrigtemperaturverbrennung nicht ausgeführt werden kann.

Wenn jedoch die Einspritzung des Kraftstoffes oder des Reduktionsmittels zum Halten des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem fetten Bereich angewendet wird, wird die Temperatur des NOx-Speichermittels fortschreitend durch die Reaktion des Kraftstoffes oder Reduktionsmittels in dem NOx-Speichermittel erhöht und kann eine Hitzeermüdungstemperatur, bei der das NOx-Speichermittel eine Hitzeermüdung erleidet, abhängig vom Betriebszustand des Motors überschreiten. Insbesondere wird, wenn der Kraftstoff oder das Reduktionsmittel, die in den Abgaskanal eingespritzt werden, eine verhältnismäßig niedrige Reaktivität haben, die Temperatur wahrscheinlich in einem stromabwärtigen Abschnitt des NOx-Speichermittels gesteigert und dieser Abschnitt kann übermäßig erhitzt werden, und zwar kann seine Temperatur die Hitzeermüdungstemperatur überschreiten.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Abgasemissionssteuerverfahren und -system zu schaffen, das Freisetzung von Schwefel von einer Emissionssteuervorrichtung in einem breiteren Bereich von Motorbetriebszuständen erlaubt, ohne die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung übermäßig zu steigern.

Um die vorstehende Aufgabe und/oder weitere Ziele zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Abgasemissionssteuerverfahren zum Behandeln von Abgas, das aus einer Brennkraftmaschine emittiert wird, vorgesehen, das die Schritte: (a) Anordnen einer Emissionssteuervorrichtung in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine, wobei die Emissionssteuervorrichtung SOx speichert, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, mager ist, und das gespeicherte SOx freisetzt, wenn eine Temperatur der Emissionssteuervorrichtung auf eine Entschwefelungstemperatur oder höher gesteigert wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, im Wesentlichen gleich einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird, (b) Ausführen eines Temperatursteuerprozesses, um die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu steuern, dessen untere Grenze im Wesentlichen gleich oder höher als eine Entschwefelungstemperatur ist, und (c) Ausführen eines Entschwefelungsprozesses hat, um Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, auf im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett freizusetzen, wenn die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs ist. In dem Abgasemissionssteuerverfahren wird der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt, wenn Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung freizusetzen ist.

Gemäß dem wie vorstehend beschriebenen Verfahren werden der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt ausgeführt, so dass Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung freigesetzt wird. Entsprechend kann Freisetzung einer Schwefelkomponente (z.B. Schwefelregeneration) in einem Motorbetriebszustand bewirkt werden, in dem die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung übermäßig gesteigert würde, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, für eine verlängerte Zeit im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luftkraftstoffgemisch oder fett gehalten wird, so dass die Schwefelkomponente freigesetzt wird. Und zwar wird gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung, wenn eine Möglichkeit besteht, dass die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung auf höher als den vorgegebenen Temperaturbereich steigt und die Emissionssteuervorrichtung in dem Entschwefelungsprozess übermäßig aufgeheizt wird, die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung auf ein Temperaturniveau innerhalb des Temperaturbereichs in dem nachstehenden Temperatursteuerprozess gesteuert und somit verhindert, dass sie übermäßig gesteigert wird. Dieser Temperatursteuerprozess wird dann von einen weiteren Entschwefelungsprozess gefolgt, in dem die Schwefelkomponente von der Emissionssteuervorrichtung wieder freigesetzt wird. Somit macht es das Verfahren gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung möglich, die Schwefelkomponente von der Emissionssteuervorrichtung in einem breiteren Bereich der Motorbetriebsbedingungen freizusetzen, ohne die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung übermäßig zu steigern.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie vorstehend beschrieben ist, wird die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung in dem Temperatursteuerprozess durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, gesteigert oder gesenkt.

Da die Kraftstoffmenge (oder Reduktionsmittelmenge), die in der Emissionssteuervorrichtung einer Reaktion ausgesetzt ist, durch geeignetes Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, erhöht oder verringert werden kann, kann die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gesteigert und gesenkt werden. Somit kann die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung durch ein einfaches Verfahren gesteuert werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Menge des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, in dem Temperatursteuerprozess größer als in dem Entschwefelungsprozess.

In dem Fall, in dem die Menge an Abgas, die durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, steuerbar ist, kann eine Freisetzung von Schwefel durch die Emissionssteuervorrichtung durch Steuern der Menge des Abgases auf einen gewünschten Wert bei jeden von dem Temperatursteuerprozess und dem Entschwefelungsprozess gefördert werden. Insbesondere wird, wenn die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung durch Einspritzen von Kraftstoff als ein Reduktionsmittel in den Abgaskanal in dem Temperatursteuerprozess gesteigert werden muss, die Menge des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, erhöht, so dass eine größere Menge an Sauerstoff zu der Emissionssteuervorrichtung zugeführt wird, wodurch die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung in einer kurzen Zeit erhöht werden kann. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett durch Einspritzen von Kraftstoff als ein Reduktionsmittel in den Abgaskanal in dem Entschwefelungsprozess gemacht werden muß, kann die erforderliche Menge des Kraftstoffes (oder des Reduktionsmittels) durch Verringern der Menge des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, verringert werden. In diesem Fall kann, da eine Temperaturerhöhung in dem Entschwefelungsprozess unterdrückt wird, eine Freisetzung von Schwefel (z.B. Schwefelregeneration) sogar in einem Motorbetriebszustand bewirkt werden, in dem die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung übermäßig gesteigert werden würde, wenn die Menge des Abgases nicht gesteuert werden kann.

In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung kann daher Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung gefördert oder beschleunigt werden und kann sogar in einem breiteren Bereich von Motorbetriebszuständen ausgeführt werden, ohne die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung übermäßig zu erhöhen.

In dem Verfahren gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung kann der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt werden, bis Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung beendet ist. In diesem Fall kann Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung, oder Schwefelregeneration von der Emissionssteuervorrichtung, mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden.

Alternativ können der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess in einer vorgegebenen Anzahl von Zeiten wiederholt werden. In diesem Fall kann der Steuerprozess vereinfacht werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung fährt der Temperatursteuerprozess für einen ersten vorgegebenen Zeitraum fort und der Entschwefelungsprozess fährt für einen zweiten vorgegebenen Zeitraum fort. In diesem Fall kann der Steuerprozess vereinfacht werden.

In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der erste vorgegebene Zeitraum für den Temperatursteuerprozess gemäß einer Rate der Erhöhung oder der Verringerung der Temperatur der Emissionssteuervorrichtung korrigiert werden und kann der zweite vorgegebene Zeitraum für den Entschwefelungsprozess gemäß einer Geschwindigkeit der Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung korrigiert werden.

Bei der vorstehenden Anordnung wird die Steuerung in Übereinstimmung mit der Ist-Situation ausgeführt und der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess werden mit einem hohen Wirkungsgrad ausgeführt, so dass Schwefel sicher von der Emissionssteuervorrichtung freigesetzt werden kann.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, in dem Temperatursteuerprozess gemäß einer Rate der Erhöhung oder der Verringerung der Temperatur der Emissionssteuervorrichtung gesteuert und das Luft- Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, wird in dem Entschwefelungsprozess gemäß der Geschwindigkeit einer Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung gesteuert.

Bei der vorstehenden Anordnung wird die Steuerung in Übereinstimmung mit der Ist-Situation ausgeführt und der Temperaturprozess und der Entschwefelungsprozess werden mit hoher Effizienz ausgeführt, so dass Schwefel sicher von der Emissionssteuervorrichtung freigesetzt werden kann.

Die Emissionssteuervorrichtung, die in dem Verfahren der Erfindung eingesetzt wird, kann ein NOx-Speichermittel enthalten, das NOx speichert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel fließt, mager ist, und gibt das gespeicherte NOx zur Reduktion und Entfernung ab, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel fließt, reduziert wird und ein Reduktionsmittel in dem Abgas vorhanden ist. In diesem Fall wird NOx, das in dem Abgas enthalten ist, gespeichert oder durch das NOx-Speichermittel gefangen, und das gespeicherte NOx wird von dem NOx-Speichermittel zur Reduktion und Entfernung freigesetzt.

Die vorstehenden und/oder weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen besser ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und wobei:
1 eine Ansicht ist, die ein System zeigt, in dem ein Abgasemissionssteuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf eine Direkteinspritzselbstzündungsbrennkraftmaschine angewandt wird;
2A eine Ansicht ist, die zum Erläutern der Funktion eines NOx-Speichermittels, NOx zu speichern, geeignet ist;
2B eine Ansicht ist, die zum Erläutern der Funktion des NOx-Speichermittels, zu reduzierendes und zu entfernendes NOx freizusetzen, geeignet ist;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Steuerroutine zeigt, gemäß der ein Schwefelregenerationsverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird;
4 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel von Änderungen in der Temperatur des NOx-Speichermittels zeigt, wenn eine Steuerung gemäß der Steuerroutine, die in 3 gezeigt ist, mit einem Einspritzmuster eines Reduktionsmittels und Änderungen in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, das durch das NOx-Speichermittel fließt, ausgeführt wird;
5 eine Ansicht ist, die ein System zeigt, in dem ein weiteres Beispiel einer Emissionssteuervorrichtung in einer Direkteinspritzselbstzündungsbrennkraftmaschine eingesetzt wird;
6 eine Ansicht ist, die die Konstruktion eines weiteren Beispiels einer Emissionssteuervorrichtung zeigt; und
7 eine Ansicht ist, die die Konstruktion eines weiteren Beispiels einer Emissionssteuervorrichtung zeigt.
Beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt ein System, in dem ein Abgasemissionssteuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf eine Direkteinspritzselbstzündungsbrennkraftmaschine angewandt wird. Die Erfindung kann ebenso auf eine fremdgezündete Brennkraftmaschine angewandt werden.
Das System, das in 1 gezeigt ist, hat einen Motorkörper 1, einen Zylinderblock 2, einen Zylinderkopf 3, einen Kolben 4, eine Verbrennungskammer 5, einen elektrisch gesteuerten Kraftstoffinjektor 6, ein Einlassventil 7, einen Einlassanschluss 8, ein Abgasventil 9 und einen Abgasanschluss 10. Der Einlassanschluss 8 kommuniziert mit einem Sammelbehälter 12 über eine entsprechende Einlasszweigleitung 11, wobei der Sammelbehälter 12 mit einem Kompressor 15 eines Abgasturboladers 14 über einen Einlasskanal 13 verbunden ist. Ein Drosselventil 17, das durch einen Schrittmotor 16 antreibbar angepasst ist, ist in dem Einlasskanal 13 angeordnet, und eine Kühlvorrichtung 18 zum Kühlen von Einlassluft, die in den Einlasskanal 13 fließt, ist um den Einlasskanal 13 angeordnet. In diesem System, das in 1 gezeigt ist, wird ein Motorkühlmittel zu der Kühlvorrichtung 18 geführt, so dass die Einlassluft durch das Motorkühlmittel in der Kühlvorrichtung 18 gekühlt wird.
Andererseits ist ein Abgasanschluss 10 mit einer Abgasturbine 21 des Abgasturboladers 14 über einen Abgaskrümmer 19 und eine Abgasleitung 20 verbunden, und eine Emissionssteuervorrichtung 100 ist mit einem Auslass der Abgasturbine 21 gekoppelt. Die Emissionssteuervorrichtung 100 beinhaltet ein NOx-Speichermittel 46. Zusätzlich muss eine Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in einen Abgasweg stromaufwärtig des NOx-Speichermittels 46 vorgesehen werden. Es versteht sich jedoch, dass die Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 an jeglichen Ort zwischen dem NOx-Speichermittel 46 und dem Abgasanschluss 10 angeordnet werden kann.
In der vorliegenden Spezifikation werden Ausdrücke, wie beispielsweise „ein stromaufwärtiger Abschnitt des NOx-Speichermittels" und „ein stromabwärtiger Abschnitt des NOx-Speichermittels" mit der Bedeutung „ein NOx-Speichermittel, das an einem stromaufwärtigen Abschnitt eines Trägers gelagert ist" und „ein NOx-Speichermittel, das an einem stromabwärtigen Abschnitt eines Trägers gelagert ist" zugunsten der Einfachheit eingesetzt.
Der Abgaskrümmer 19 und der Sammelbehälter 12 sind miteinander durch einen Abgasrückführkanal (der „EGR-Kanal" genannt wird) 24 verbunden. Ein elektrisch gesteuertes EGR-Steuerventil 25 ist in dem EGR-Kanal 24 angeordnet. Ferner ist eine Kühlvorrichtung 26 zum Kühlen eines EGR-Gases, das in den EGR-Kanal 24 fließt, um dem EGR-Kanal 24 angeordnet. In diesem System, das in 1 gezeigt ist, wird ein Motorkühlmittel zu der Kühlvorrichtung 26 geführt, so dass das EGR-Gas durch das Motorkühlmittel gekühlt wird. Unterdessen ist jeder von den Kraftstoffinjektoren 6 für zugehörige Zylinder mit einem Kraftstoffvorratsbehälter oder einer Commonrail 27 über eine entsprechende Kraftstoffzuführleitung 6a verbunden. Kraftstoff wird von einer elektrisch gesteuerten Kraftstoffpumpe zugeführt, deren Kraftstoffzuführmenge zu der Commonrail 27 variabel ist, und der Kraftstoff, der zu der Commonrail 27 zugeführt wird, wird dann zu dem Kraftstoffinjektor 6 über die entsprechende Kraftstoffzuführleitung 6a zugeführt. An der Commonrail 27 ist ein Kraftstoffdrucksensor 29 zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks in der Commonrail 27 angebracht. Im Betrieb wird die Fördermenge der Kraftstoffpumpe 28 basierend auf einem Ausgangssignal des Kraftstoffdrucksensors 29 gesteuert, so dass der Kraftstoffdruck in der Commonrail 27 gleich einem Sollkraftstoffdruck wird.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 besteht hauptsächlich aus einem Digitalrechner und beinhaltet eine ROM (Nur-Lese-Speicher) 32, eine RAM (Direkt-Zugriffsspeicher) 33, eine CPU (Mikroprozessor) 34, einen Eingangsanschluss 35 und einen Ausgangsanschluss 36, die miteinander über einen bi-direktionalen Bus 31 verbunden sind. Der Eingangsanschluss 35 erhält ein Ausgangssignal von dem Kraftstoffdrucksensor 29 über einen entsprechenden A/D-Wandler 37. Ein Kraftaufnehmer 41, der eine Ausgangsspannung proportional zu einem Niederdrückungsgrad L eines Gaspedals 40 erzeugt, ist mit dem Gaspedal 40 verbunden und der Eingangsanschluss 35 empfängt ein Ausgangssignal des Kraftaufnehmers 41 über einen entsprechenden A/D-Wandler 37. Ein Kurbelstellungssensor 42, der jedes Mal, wenn die Kurbelwelle sich um 30° dreht, einen Ausgangsimpuls erzeugt, ist z.B. mit dem Eingangsanschluss 35 verbunden. Andererseits ist der Ausgangsanschluss 36 mit den Kraftstoffinjektoren 6, dem Schrittmotor 16 zum Antreiben des Drosselventils 17, dem EGR-Steuerventil 25, der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 und der Kraftstoffpumpe 28 über entsprechende Antriebssteuerkreise 38 verbunden.
Als nächstes wird das NOx-Speichermittel 46 in näheren Einzelheiten beschrieben. Das NOx-Speichermittel 46 besteht hauptsächlich z.B. aus mindestens einem Element ausgewählt aus Alkalimetallen, wie beispielsweise Kalium (K), Natrium (Na), Lithium (Li) und Cäsium (Cs), Erdalkalimetallen, wie beispielsweise Barium (Ba) und Kalzium (Ca), und seltenen Erden, wie beispielsweise Lanthanum (La) und Yttrium (Y), und einem Edelmetall, wie beispielsweise Platin (Pt). Das NOx-Speichermittel 46 speichert NOx, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel 46 fließt (was, wenn angemessen, „durchfließendes Abgas" genannt wird) mager ist und setzt das gespeicherte NOx bei Vorhandensein eines Reduktionsmittels frei, so dass das NOx durch das Reduktionsmittel reduziert wird und somit von dem NOx-Speichermittel 46 entfernt wird. Somit hat das NOx-Speichermittel 46 eine Funktion zum Speichern, Freisetzen, Reduzieren und Entfernen von NOx.
Während einem normalen Betrieb der Selbstzündungsbrennkraftmaschine, wie in 1 gezeigt ist, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases normalerweise mager und das NOx-Speichermittel 46 speichert NOx aus dem Abgas. Wenn ein Reduktionsmittel von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 stromaufwärtig des NOx-Speichermittels 46 in den Abgaskanals eingeführt wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel 46 fließt, verringert. Bei Vorhandensein des somit eingeführten Reduktionsmittels setzt das NOx-Speichermittel 46 das gespeicherte NOx frei und das freigesetzte NOx wird durch das Reduktionsmittel reduziert und somit von dem NOx-Speichermittel 46 entfernt.
Während der detaillierte Mechanismus zum Speichern, Freisetzen, Reduzieren und Entfernen von NOx nicht vollständig geklärt worden ist, wird angenommen, dass Speicherung, Freisetzung, Reduktion und Entfernung von NOx durch einen Mechanismus ausgeführt werden, der in 2A und 2B beispielhaft gezeigt ist. Dieser Mechanismus wird nachstehend unter Bezugnahme auf den Fall erläutert, in dem Platin (Pt) und Barium (Ba) auf dem Träger gelagert sind und NOx in der Form von Nitrat gespeichert wird.
Wenn das Abgas, das durch das NOx-Speichermittel 46 fließt, ein beträchliches mageres (d.h. großes) Luft-Kraftstoff-Verhältnis hat, ist die Sauerstoffkonzentration in dem durchfließenden Abgas stark erhöht und Sauerstoff O₂ haftet an der Oberfläche des Platins Pt in der Form von O₂ ^– oder O^2–, wie in 2A gezeigt ist. Andererseits reagiert NO, das in dem durchfließenden Abgas enthalten ist, mit O₂ ^– oder O^2– an der Oberfläche des Platins Pt, um NO₂ zu bilden (2NO + O₂ → 2NO₂). Ein Teil von NO₂, das somit ausgebildet wird, wird in dem NOx-Speichermittel 46 gespeichert oder gefangen, während es weiter auf dem Platin Pt oxidiert wird und diffundiert in das NOx-Speichermittel 46 in der Form von Nitrationen NO₃ ^–, wie in 2A gezeigt ist, während es sich mit Bariumoxid BaO vereinigt wird. Auf diese Weise wird NOx in dem NOx-Speichermittel 46 gespeichert.
NO₂ wird auf der Oberfläche des Platins Pt, so lange wie die Sauerstoffkonzentration in dem durchfließenden Abgas hoch ist, erzeugt und das NO₂ wird in dem NOx-Speichermittel 46 gespeichert, um Nitrationen NO₃ ^– auszubilden, so lange wie die NOx-Speicherkapazität des NOx-Speichermittels 46 nicht gesättigt ist. Im Gegensatz dazu, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem durchfließenden Abgas gesenkt ist und die Menge an auf dem Platin Pt ausgebildeten NO₂ verringert ist, schreitet die Reaktion in die entgegengesetzte Richtung fort (d.h. NO₃ ^– → NO₂) und in dem NOx-Speichermittel 46 gespeicherte Nitrationen NO₃ ^– werden von dem NOx-Speichermittel 46 in der Form von NO₂ freigesetzt. Und zwar wird, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem durch das NOx-Speichermittel 46 fließende Abgas gesenkt ist, NOx von dem NOx-Speichermittel 46 freigesetzt. Wenn der Grad der Magerkeit des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases verringert ist, ist die Sauerstoffkonzentration in dem durchfließenden Abgas verringert, wodurch NOx von dem NOx-Speichermittel 46 freigesetzt wird.
Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases in dieser Situation verringert ist, reagieren HC und CO in dem Abgas mit Sauerstoff O₂ ^– oder O^2– an dem Platin Pt, um oxidiert zu werden. Ferner wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem durchfließenden Abgas verringert wird, die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas erheblich gesenkt, und daher wird NO₂ von dem NOx-Speichermittel 46 freigesetzt, so dass das NO₂ mit dem unverbrannten HC und CO reagiert, um reduziert und entfernt zu werden, wie in 2B gezeigt ist. Wenn NO₂ von der Oberfläche des Platins Pt verschwindet, wird mehr und mehr NO₂ von dem NOx-Speichermittel 46 freigesetzt. Daher wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durchfließenden Abgases verringert ist und das Reduktionsmittel um das NOx-Speichermittel 46 vorhanden ist, NOx von dem NOx-Speichermittel 46 in kurzer Zeit freigesetzt, um reduziert und entfernt zu werden.
Das hierbei genannte Luft-Kraftstoff-Verhältnis, bedeutet das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff, die zu dem Abgaskanal stromaufwärtig des NOx-Speichermittels 46 und der Verbrennungskammer oder dem Einlasskanal zugeführt werden. Wenn weder Luft noch Reduktionsmittel zu dem Abgaskanal zugeführt wird, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases gleich dem Betriebs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors (d.h. ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, das in der Verbrennungskammer verbrannt wird). In diesem Ausführungsbeispiel wird Leichtöl, das als Kraftstoff des Motors dient, als das Reduktionsmittel verwendet, so dass der Aufwand des Speicherns und Zuführens des Reduktionsmittels vermieden wird.
Als nächstes wird ein Mechanismus der Schwefelvergiftung des NOx-Speichermittels 46 erläutert. Wenn Abgas eine SOx-Komponente enthält, speichert das NOx-Speichermittel 46 SOx in dem Abgas durch den gleichen Mechanismus wie dem für die Speicherung von NOx. Und zwar wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, SOx (wie beispielsweise SO₂) in dem Abgas an Platin Pt oxidiert, um SO₃ ^– oder SO₄ ^– auszubilden, das sich dann mit Bariumoxid BaO verbindet, um BaSO₄ auszubilden. Da BaSO₄ verhältnismäßig stabil ist und wahrscheinlich große Kristalle ausbildet, ist es weniger wahrscheinlich, dass es gelöst und freigesetzt wird, wenn es einmal gebildet ist. Wenn die Menge an BaSO₄, das somit in dem NOx-Speichermittel 46 ausgebildet ist, erhöht ist, wird die Menge an BaO, die zum Speichern von NOx verwendet werden kann, verringert, und die NOx-Speicherkapazität wird verringert.
Um die Schwefelvergiftung zu eliminieren, ist es notwendig, BaSO₄, das in dem NOx-Speichermittel 46 bei hoher Temperatur ausgebildet wird, zu lösen und Sulfationen, wie beispielsweise SO₃ ^– oder SO₄ ^–, die durch Lösung ausgebildet werden, unter einer Atmosphäre zu verringern, die annähernd das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (inklusive einem leicht mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis) oder ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (deren Atmosphäre einfach „fette Atmosphäre" genannt wird) hat, so dass die Sulfationen in gasförmiges SO₂ umgewandelt werden, das von dem NOx-Speichermittel 46 freigesetzt wird. Somit muss das NOx-Speichermittel 46 einer hohen Temperatur und einer fetten Atmosphäre ausgesetzt werden, um von der Schwefelvergiftung regeneriert oder wiederhergestellt zu werden.
Während sogenannte Niedrigtemperaturverbrennung in einem von Schwefelregenerationsverfahren eingesetzt werden kann, wird dieses Verfahren nur ausgeführt, wenn der Motor sich in einem Niedriglastbetriebszustand befindet, wie vorstehend diskutiert ist. In einem weiteren Schwefelregenerationsverfahren wird ein Reduktionsmittel (z.B. Kraftstoff) stromaufwärtig des NOx-Speichermittels in den Abgaskanal eingespritzt, so dass die Temperatur des NOx-Speichermittels gesteigert und eine fette Atmosphäre erzeugt wird. In diesem Verfahren wird jedoch, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel fließenden Abgases in einem fetten Bereich gesteuert gehalten wird, die Temperatur des NOx-Speichermittels fortschreitend durch die Reaktion des Reduktionsmittel in dem NOx-Katalysator erhöht und kann abhängig von den Betriebsbedingungen des Motors übermäßig erhöht werden. Insbesondere neigt, dort wo das Reduktionsmittel, das in den Abgaskanal eingespritzt wird, eine verhältnismäßig niedrige Reaktivität hat, die Temperatur dazu, an einem stromabwärtigen Abschnitt des NOx-Speichermittels erhöht zu werden, und die Temperatur dieses Abschnitts kann eine Hitzeermüdungstemperatur überschreiten, bei der Hitzeermüdung auftritt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung verständlich ist, sind die Motorbetriebsbedingungen, die Schwefelregeneration des NOx-Speichermittels erlauben, auf nur einen Teil der Motorbetriebsbedingungen begrenzt.
Angesichts der vorstehenden Situation zielt die Erfindung auf die Realisierung einer Schwefelregeneration in einem breiten Bereich der Motorbetriebsbedingungen, ohne die Temperatur des NOx-Speichermittels (oder einer Emissionssteuervorrichtung) übermäßig zu erhöhen.
Als nächstes wird ein Abgasemissionssteuerverfahren, das Schwefelregeneration in der Brennkraftmaschine, die in 1 gezeigt ist, in einem breiteren Bereich der Motorbetriebsbedingungen erlaubt, unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerroutine zeigt, die eingerichtet ist, um dieses Verfahren auszuführen. Die ECU 30 führt diese Steuerroutine als eine Unterbrechungsroutine bei vorgegebenen Zeitintervallen aus.
Bei Start der Steuerroutine wird bei Schritt 101 bestimmt, ob eine Bedingung, unter der Schwefel (S) Regeneration des NOx-Speichermittels 46 ausgeführt wird, erfüllt ist. Zum Beispiel ist die Bedingung, unter der Schwefelregeneration ausgeführt wird, das die Menge an in dem NOx-Speichermittel 46 gespeichertem SOx gleich oder größer als eine vorgegebene Menge wird. In diesem Fall wird, da es schwierig ist, die gespeicherte SOx-Menge direkt zu erhalten, die gespeicherte SOx-Menge basierend auf der von der Brennkraftmaschine emitierten SOx-Menge geschätzt, die z.B. der Fahrzeugfahrstrecke entspricht. Und zwar wird bestimmt, dass die Bedingung zum Ausführen der Schwefelregeneration erfüllt ist, wenn die Fahrstrecke, die von einem Zeitpunkt gemessen wird, an dem Schwefelregeneration als letztes ausgeführt wurde, größer als ein vorgegebener Wert wird.
Wenn bei Schritt 101 bestimmt ist, dass der Zustand des Ausführens der Schwefelregeneration nicht erfüllt ist, wird die gegenwärtige Steuerroutine beendet. Wenn bestimmt ist, dass die Bedingung zum Ausführen der Schwefelregeneration erfüllt ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 103 vor.
Bei Schritt 103 wird ein Temperatursteuerprozess ausgeführt. Der Temperatursteuerprozess erfolgt, um die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu steuern, der Freisetzung von Schwefel von dem NOx-Speichermittel 46 erlaubt. Die untere Grenztemperatur des Temperaturbereichs kann beispielsweise auf eine Schwefelfreisetzungstemperatur (oder Entschwefelungstemperatur) (z.B. 600°C) gesetzt werden, die die untere Grenztemperatur ist, die erlaubt, Schwefel von dem NOx-Speichermittel 46 freizusetzen. Die obere Grenztemperatur des Temperaturbereichs kann beispielsweise auf eine Temperatur gesetzt werden, die niedriger als die Hitzeermüdungstemperatur des NOx-Speichermittels 46 ist. Die obere Grenztemperatur kann so bestimmt sein, dass die Temperatur für eine Weile nicht die Hitzeermüdungstemperatur erreicht, nachdem ein wie beschriebener Entschwefelungsprozess später startet.
In dem Temperatursteuerprozess wird die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs gesteuert. Insbesondere wird die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 gesteigert, wenn sie niedriger als die untere Grenztemperatur des Temperaturbereichs ist, und die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 wird gesenkt, wenn sie höher als die obere Grenztemperatur des Temperaturbereichs ist.
Als ein Verfahren des Steigerns der Temperatur des NOx-Speichermittels 46 wird ein Reduktionsmittel von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 in den Abgaskanal eingespritzt. Wenn das Reduktionsmittel von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 eingespritzt wird, durchläuft das somit eingespritzte Reduktionsmittel eine Reaktion bei dem NOx-Speichermittel 46, so dass die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 gesteigert werden kann. In diesem Fall ist es bevorzugt, während spezielle Bedingungen zur Einspritzung des Reduktionsmittels inklusive der Menge des eingespritzten Reduktionsmittels abhängig von einem erforderlichen Grad der Erhöhung der Temperatur bestimmt werden können, das Reduktionsmittel einzuspritzen, so dass das durchschnittliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager wird, so dass eine schnelle Erhöhung der Temperatur verhindert wird und das Reduktionsmittel zum Erhöhen der Temperatur effizient verwendet wird.
Als ein Verfahren zum Senken der Temperatur des NOx-Speichermittels wird andererseits die Menge des Reduktionsmittels, die eingespritzt wird, verringert oder die Einspritzung des Reduktionsmittels wird gestoppt. Auf diese Weise wird die Menge des Reduktionsmittels, die eine Reaktion bei dem NOx-Speichermittel 46 durchläuft, verringert und wird Wärme des NOx-Speichermittels 46 durch das durch das NOx-Speichermittel 46 fließende Abgas abgeführt, so dass die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 gesenkt werden kann.
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases wird verringert, wenn das Reduktionsmittel von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 eingespritzt wird, und wird erhöht, wenn die Menge des eingespritzten Reduktionsmittels verringert wird oder die Einspritzung des Reduktionsmittels gestoppt wird. Es folgt aus der vorstehenden Beschreibung, dass in dem Temperatursteuerprozess die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases gesteigert oder gesenkt wird.
Bei Schritt 105, der Schritt 103 folgt, wird bestimmt, ob eine erste Schaltbedingung zum Schalten der Steuerung von dem Temperatursteuerprozess zu dem Entschwefelungsprozess erfüllt ist. Die erste Schaltbedingung ist im Wesentlichen die, dass die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs ist. Die Bedingung kann jedoch spezieller auf verschiedene Arten eingestellt werden.
Zum Beispiel ist in dem vorliegendem Ausführungsbeispiel ein Temperatursensor zum Messen der Temperatur des NOx-Speichermittels 46 nicht vorgesehen und es wird bestimmt, dass die erste Schaltbedingung erfüllt ist, wenn die Zeitdauer, für die der Temperatursteuerprozess weiter ausgeführt wird, eine vorgegebene Zeit erreicht. Die vorgegebene Zeit kann auf eine feste Zeit in Bezug auf jeden von dem Fall, in dem die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 gesteigert wird, und dem Fall gesetzt sein, in dem die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 gesenkt wird. In diesem Fall kann das Verfahren zum Einspritzen des Reduktionsmittels für jeden von dem Fall, in dem die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 erhöht wird, und von dem Fall fixiert werden, in dem die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 gesenkt wird, und die Zeit, die um die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 zu steigern oder zu senken erforderlich ist, um in den vorgegebenen Temperaturbereich einzutreten, kann im voraus bestimmt sein, so dass die somit bestimmte Zeit als die vorstehend aufgezeigte vorgegebene Zeit gesetzt wird. Dieses Verfahren kann die Steuerung vorteilhaft vereinfachen, aber macht es schwierig oder unmöglich, eine feine und fortgeschrittene Temperatursteuerung auszuführen.
Um eine fortgeschrittenere Temperatursteuerung auszuführen, kann die vorgegebene Zeit entsprechend den Betriebsbedingungen (zum Beispiel Motorlast Q/N (Durchflussrate der Einlassluft Q/Motordrehzahl N), Motordrehzahl N und so weiter) des Motors bestimmt werden. Und zwar können die erforderliche Zeit, um die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 auf ein Niveau in dem vorgegebenen Temperaturbereich in Bezug auf die Motorbetriebsbedingungen zu erhöhen oder zu verringern, das Verfahren des Einspritzen des Reduktionsmittels und so weiter im voraus bestimmt werden und in der Form eines Kennfeldes aufgezeichnet werden, und die vorgegebene Zeit kann entsprechend den Motorbetriebsbedingungen zu dieser Zeit basierend auf dem Kennfeld gesetzt werden.
Alternativ kann ein Temperatursensor vorgesehen werden und es kann bestimmt werden, ob die erste Schaltbedingung basierend auf der Temperatur erfüllt ist, die durch den Temperatursensor gemessen wird. In diesem Fall ist anzumerken, dass der Temperaturbereich, der eine Basis für die Bestimmung schafft, von dem vorstehend beschriebenen Temperaturbereich abhängig davon abweichen kann, welcher Abschnitt des NOx-Speichermittels 46 die durch den Temperatursensor gemessene Temperatur hat.
Insbesondere treten, wenn ein Reduktionsmittel in den Abgaskanal eingespritzt wird, große Temperaturunterschiede zwischen entsprechenden Abschnitten des NOx-Speichermittels 46 auf, da zum Beispiel die Reaktivität des Reduktionsmittels (zum Beispiel Kraftstoff) verhältnismäßig niedrig ist. Im Allgemeinen steigt die Temperatur eines stromabwärtigen Abschnitts des NOx-Speichermittels 46 wahrscheinlicher als die seines stromaufwärtigen Abschnitts. In dem Fall, in dem die Temperatur des stromabwärtigen Abschnitts des NOx-Speichermittels 46 durch den Temperatursensor gemessen wird, besteht daher eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Temperatur der anderen Abschnitte des NOx-Speichermittels 46 die Entschwefelungstemperatur nicht erreicht hat, sogar wenn die Temperatur des stromabwärtigen Abschnitts die Entschwefelungstemperatur erreicht. In dem Fall, in dem die Temperatur des stromaufwärtigen Abschnitts des NOx-Speichermittels 46 durch den Temperatursensor gemessen wird, kann andererseits die Temperatur des stromabwärtigen Abschnitts des NOx-Speichermittels 46 die Hitzeermüdungstemperatur bis zu dem Zeitpunkt überschreiten, wenn die somit gemessene Temperatur des stromaufwärtigen Abschnitts die Entschwefelungstemperatur erreicht.
Es versteht sich aus der vorstehenden Beschreibung, dass, wenn der Temperatursensor vorgesehen ist, und es bestimmt wird, ob die erste Schaltbedingung basierend auf der gemessenen Temperatur erfüllt ist, der Temperaturbereich, der die Basis für die Bestimmung schafft, angesichts des Abschnitts des NOx-Speichermittels 46, für den die Temperatur durch den Temperatursensor gemessen wird, und der Temperaturverteilung, die in dem NOx-Speichermittel 46 auftritt, gesetzt werden muss. Der Temperatursensor kann in einem stromaufwärtigen Abschnitt, einem mittleren Abschnitt oder einem stromabwärtigen Abschnitt des NOx-Speichermittels 46 vorgesehen sein oder kann stromabwärtig des NOx-Speichermittels 46 angeordnet sein. In dem letzteren Fall wird die Temperatur des Abgases gemessen und die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 wird basierend auf der Abgastemperatur geschätzt. Während es keine besondere Beschränkung für die Position gibt, an der der Temperatursensor vorgesehen ist, ist es gewünscht, dass der Temperatursensor die Temperatur des stromabwärtigen Abschnitts des NOx-Speichermittels 46 misst, um Hitzeermüdung des NOx-Speichermittels 46 zu verhindern. Beim Setzen des Temperaturbereichs, der die Basis für die Bestimmung schafft, können die zu setzende obere Grenztemperatur und die untere Grenztemperatur jeweils niedriger als diese des vorgegebenen Temperaturbereichs, der wie vorstehend beschrieben Freisetzung von Schwefel erlaubt, angesichts einer Temperaturerhöhung gesetzt werden, die auftritt, nach dem der Entschwefelungsprozess, wie nachstehend beschrieben, startet.
Wenn bei Schritt 105 bestimmt wird, dass die erste Schaltbedingung nicht erfüllt ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 103 zurück, um den Temperatursteuerprozess fortzufahren. Wenn bestimmt wird, dass die erste Schaltbedingung erfüllt ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 107 fort.
Bei Schritt 107 wird der Entschwefelungsprozess ausgeführt. In dem Entschwefelungsprozess wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases auf im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett (nachstehend einfach „fett gesteuert" genannt) gesteuert und Schwefel wird von dem NOx-Speichermittel 46 freigesetzt.
Als ein Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases wird ein Reduktionsmittel von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 in den Abgaskanal eingespritzt. Die Einspritzung des Reduktionsmittels bei dem Entschwefelungsprozess, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett zu machen, wird auf eine von der Einspritzung des Reduktionsmittels in dem Temperatursteuerprozess hinsichtlich der Menge des eingespritzten Reduktionsmittels und anderen Bedingungen unterschiedliche Weise ausgeführt. Beispielsweise ist, wenn ein Prozess des Einspritzens des Reduktionsmittels aus mehreren Malen der Einspritzung von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 besteht, die Menge des eingespritzten Reduktionsmittels pro Einspritzung oder die Einspritzdauer im Entschwefelungsprozess größer oder länger als in dem Temperatursteuerprozess ausgeführt, oder der Einspritzdruck in dem Entschwefelungsprozess ist höher als der in dem Temperatursteuerprozess ausgeführt, oder das Intervall der Einspritzvorgänge in dem Entschwefelungsprozess ist kürzer als in dem Temperatursteuerprozess ausgeführt, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf fett gesteuert ist.
Bei Schritt 109, der Schritt 107 folgt, wird bestimmt, dass eine Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration erfüllt ist. Die Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration kann auf verschiedene Arten eingestellt werden. Beispielsweise kann ein gesetzter Wert für eine Zeitdauer, für die der Entschwefelungsprozess auszuführen ist (das heißt die Dauer des Entschwefelungsprozesses, die für Schwefelregeneration des NOx-Speichermittels 46 erforderlich ist), bestimmt werden und es kann bestimmt werden, ob die Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration durch Vergleichen des gesetzten Werts mit der Ist-Zeit erfüllt ist, für die der Entschwefelungsprozess ausgeführt worden ist. Da der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess gemäß der Erfindung normal wiederholt werden, ist der mit dem gesetzten Wert zu vergleichende Istwert die Gesamtperiode oder -dauer der mehreren Male des Entschwefelungsprozesses.
In einem weiteren Beispiel kann ein gesetzter Wert für die Zahl der Male, zu denen der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt werden, (das heißt die Zahl der Male der Wiederholung des Temperatursteuerprozesses und des Entschwefelungsprozesses, die für die Schwefelregeneration des NOx-Speichermittels 46 erforderlich sind) vorgegeben werden und es kann bestimmt werden, dass die Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration erfüllt ist, wenn der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess die gesetzte Zahl an Malen wiederholt worden ist.
In einem weiteren Beispiel kann ein SOx-Sensor zum Messen der SOx-Konzentration in dem Abgas stromabwärtig des NOx-Speichermittels 46 vorgesehen sein. In diesem Fall wird bestimmt, dass die Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration erfüllt ist, wenn die SOx-Konzentration, die durch den SOx-Sensor gemessen wird, auf gleich oder geringer als einen vorgegebenen Wert verringert ist, was anzeigt, dass die Freisetzung von Schwefel von dem NOx-Speichermittel 46 beendet ist.
Wenn bei Schritt 109 bestimmt ist, dass die Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration erfüllt ist, wird die gegenwärtige Steuerroutine beendet. Da der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess in dieser Routine wiederholt ausgeführt werden, kann die Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration als gleich einer Bedingung gesetzt werden, unter der die Wiederholung des Temperatursteuerprozesses und des Entschwefelungsprozesses beendet wird.
Wenn bei Schritt 109 bestimmt ist, dass die Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration nicht erfüllt worden ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 111 vor. Bei Schritt 111 wird bestimmt, ob eine zweite Schaltbedingung zum Schalten der Steuerung von dem Entschwefelungsprozess zu dem Temperatursteuerprozess erfüllt ist. Die zweite Schaltbedingung ist im Wesentlichen, dass die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 außerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs, wie vorstehend beschrieben ist, kommt, aber kann auf verschiedene Arten ähnlich zu diesen in dem Fall der ersten Schaltbedingungen gesetzt werden.
Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die zweite Schaltbedingung erfüllt ist, wenn die Zeitdauer des Entschwefelungsprozesses (das heißt der Zeitraum, für den der Entschwefelungsprozess weiter ausgeführt wird) eine vorgegebene Zeit erreicht hat. Diese vorgegebene Zeit kann eine feste Zeit sein oder kann in Bezug auf die Betriebsbedingungen des Motors, den Verfahren des Einspritzens des Reduktionsmittels und so weiter, wie in dem Fall der ersten Schaltbedingung, gesetzt werden.
Im Allgemeinen steigt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases in dem Entschwefelungsprozess durch beispielsweise Einspritzen des Reduktionsmittels in den Abgaskanal auf fett gesteuert wird, die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 fortschreitend durch beispielsweise Reaktion des Reduktionsmittels. Wie in dem Fall der ersten Schaltbedingung kann die Zeit, die für den Anstieg der Temperatur des NOx-Speichermittels 46 auf ein Niveau außerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs im Bezug auf die Motorbetriebsbedingungen, das Verfahren des Einspritzens des Reduktionsmittels und so weiter erforderlich ist, im voraus bestimmt sein und in der Form eines Kennfelds aufgezeichnet sein, und die vorgegebene Zeit kann entsprechend den Motorbetriebsbedingungen, die zu dieser Zeit erfasst werden, basierend auf dem Kennfeld gesetzt werden.
Alternativ kann ein Temperatursensor vorgesehen werden und es kann bestimmt werden, ob die zweite Schaltbedingung basierend auf der Temperatur, die durch den Temperatursensor gemessen wird, erfüllt ist. In diesem Fall ist anzumerken, dass der Temperaturbereich, der eine Basis für die Bestimmung vorsieht, von dem vorgegebenen Temperaturbereich, wie vorstehend beschrieben ist, abhängig davon abweichen kann, welcher Abschnitt des NOx-Speichermittels 46 die Temperatur, die durch den Temperatursensor gemessen wird, wie in dem Fall der ersten Schaltbedingung hat.
In dem Fall, in dem die erste Schaltbedingung basierend auf der Temperatur, die durch den Temperatursensor gemessen wird, bestimmt wird und der Temperaturbereich, der die Basis für die Bestimmung vorsieht, hinsichtlich des Ortes des NOx-Speichermittels 46, bei dem die Temperatur durch den Temperatursensor gemessen wird, und der Temperaturverteilung, die in dem NOx-Speichermittel 46 auftritt, gesetzt ist, kann die zweite Schaltbedingung basierend auf der Temperatur, die durch den gleichen Temperatursensor gemessen wird, durch Verwenden, als eine Basis für die Bestimmung, des gleichen Temperaturbereichs wie dem, der die Basis für die Bestimmung der ersten Schaltbedingung vorsieht, bestimmt werden.
Wenn bei Schritt 111 bestimmt wird, dass die zweite Schaltbedingung nicht erfüllt ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 107 zurück, um den Entschwefelungsprozess weiterzuführen. Wenn bestimmt ist, dass die zweite Schaltbedingung erfüllt ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 103 fort, um den Temperatursteuerprozess wieder auszuführen. Somit wird gemäß der vorliegenden Steuerroutine der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt für Schwefelregeneration ausgeführt, bis bei Schritt 109 bestimmt ist, dass die Bedingung des Abschlusses der Schwefelregeneration erfüllt ist.
Wie vorstehend erläutert ist, wird ein einzelner Schwefelregenerationsablauf gemäß dem vorstehenden Verfahren durch mehrere Male Wiederholen des Temperatursteuerprozesses und der Entschwefelungsprozess ausgeführt, und daher wird die Dauer eines einzelnen Entschwefelungsprozesses verkürzt. Die Verringerung der Dauer des einzelnen Entschwefelungsprozesses macht es möglich, Schwefelregeneration sogar in dem Motorbetriebszustand auszuführen, in dem die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 übermäßig gesteigert werden würde, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases für eine verlängerte Zeit zur Schwefelregeneration fett gehalten wird.
Wenn der Motor in einem Betriebszustand ist, der Niedrigtemperaturverbrennung erlaubt, kann Niedrigtemperaturverbrennung mit dem auf mager gesteuertem Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausgeführt werden, um die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 in dem Temperatursteuerprozess zu steigern, oder Niedrigtemperaturverbrennung kann mit dem auf fett gesteuerten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Entschwefelungsprozess ausgeführt werden.
In einem anderen Beispiel kann eine von der ersten und der zweiten Schaltbedingung basierend auf der Dauer des Temperatursteuerprozesses oder des Entschwefelungsprozesses bestimmt werden und die andere Bedingung kann basierend auf der durch einen Temperatursensor gemessenen Temperatur bestimmt werden.
In einem weiteren Beispiel, in dem bestimmt wird, dass die erste Schaltbedingung erfüllt ist, wenn die Dauer des Temperatursteuerprozesses eine vorgegebene Zeit erreicht, und ein Temperatursensor zum Messen der Temperatur des NOx-Speichermittels 46 vorgesehen ist, kann die vorgegebene Zeit, die für den Temperatursteuerprozess gesetzt ist, gemäß der Rate des Erhöhens oder Verringerns der Temperatur des NOx-Speichermittels 46, die durch den Temperatursensor gemessen wird, korrigiert werden. Gleichermaßen kann, wo bestimmt ist, dass die zweite Schaltbedingung erfüllt ist, wenn die Dauer des Entschwefelungsprozesses eine vorgegebene Zeit erreicht, und ein SOx-Sensor zum Messen der SOx-Konzentration in dem Abgas stromabwärtig des NOx-Speichermittels 46 vorgesehen ist, die vorgegebene Zeit, die für den Entschwefelungszeit gesetzt ist, entsprechend der Rate oder der Geschwindigkeit der Freisetzung von Schwefel von dem NOx-Speichermittel 46 korrigiert werden.
Auf diese Weise wird eine Steuerung entsprechend der Ist-Situation ausgeführt, und der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess werden mit verbesserter Effizienz ausgeführt, so dass das NOx-Speichermittel 46 sicher von der Schwefelvergiftung regeneriert oder wiederhergestellt werden kann.
Gleichermaßen kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases in dem Temperatursteuerprozess gemäß der Rate der Erhöhung oder der Verringerung der Temperatur des NOx-Speichermittels 46 gesteuert werden und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases kann in dem Entschwefelungsprozess entsprechend der Rate oder Geschwindigkeit der Freisetzung von Schwefel von dem NOx-Speichermittel 46 gesteuert werden. Auf diese Weise können auch der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess effizient ausgeführt werden und das NOx-Speichermittel 46 kann sicher von einer Schwefelvergiftung regeneriert oder wiederhergestellt werden.
4 zeigt ein Beispiel von Temperaturänderungen in dem NOx-Speichermittel, wenn eine Steuerung entsprechend der Steuerroutine, die in 3 gezeigt ist, ausgeführt wird. In 4 sind die Temperaturänderungen gemäß einem Einspritzmuster des Reduktionsmittels und Änderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des durch das NOx-Speichermittel fließenden Abgases aufgezeichnet. In 4 ist eine Periode A eine Periode, in der die Temperatur des NOx-Speichermittels in dem Temperatursteuerprozess gesteigert wird, und eine Periode B ist eine Periode des Entschwefelungsprozesses, während eine Periode C eine Periode ist, in der die Temperatur des NOx-Speichermittels in dem Temperatursteuerprozess gesenkt wird. Ferner stellt S, das in dem Abschnitt von 4 verwendet ist, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zeigt, das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis dar, stellt TS, das in dem Abschnitt verwendet wird, der die Temperatur des NOx-Speichermittels zeigt, die Entschwefelungstemperatur dar, während TD, das in dem gleichen Abschnitt verwendet ist, die Hitzeermüdungstemperatur darstellt.
Wie in 4 gezeigt ist, wird das Reduktionsmittel in den Abgaskanal eingespritzt, so dass die Temperatur des NOx-Speichermittels in der Periode A gesteigert wird. In der Periode B wird eine größere Menge an Reduktionsmittel bei kürzeren Intervallen verglichen mit der Menge und dem Intervall in Periode A eingespritzt, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett gehalten ist. In der nachfolgenden Periode C wird die Einspritzung des Reduktionsmittels gestoppt, um die Temperatur des NOx-Speichermittels zu senken.
Aus dem in 4 gezeigten Beispiel versteht sich, dass die Temperatur am wahrscheinlichsten in dem stromabwärtigen Abschnitt des NOx-Speichermittels erhöht wird und die Temperatur des stromabwärtigen Abschnitts die Hitzeermüdungstemperatur TD überschreiten kann, wenn die Periode B verlängert ist, und zwar wenn die Einspritzung des Reduktionsmittels nicht gestoppt wird, nachdem die Periode C startet. Und zwar ist der Motorbetriebszustand in diesem Beispiel so, dass die Temperatur des NOx-Speichermittels übermäßig gesteigert werden würde, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durchfließenden Abgases für einen verlängerten Zeitraum fett gehalten wird, um Schwefelregeneration zu erhalten. Somit wird eine Steuerung gemäß der Steuerroutine, die in 3 gezeigt ist, ausgeführt, um eine übermäßige Erhöhung der Temperatur zu verhindern, was andererseits in diesem Motorbetriebszustand auftreten würde.
In der Periode B des Beispiels, das in 4 gezeigt ist, sind die Temperaturen des stromaufwärtigen, des mittleren und des stromabwärtigen Abschnitts des NOx-Speichermittels alle innerhalb eines Temperaturbereichs, der mindestens die Entschwefelungstemperatur TS ist, aber geringer als die Hitzeermüdungstemperatur TD ist. Dementsprechend wird Schwefel von dem gesamten Volumen des NOx-Speichermittels freigesetzt, und zwar wird das NOx-Speichermittel als Ganzes von der Schwefelvergiftung regeneriert oder wiederhergestellt.
Nachstehend bezugnehmend auf 5 wird ein weiteres Schwefelregenerationsverfahren zum Regenerieren des NOx-Speichermittels 46 erläutert. 5 zeigt eine Brennkraftmaschine, die für die Einführung dieses Verfahrens geeignet ist. Bei dem Motor von 5 ist ein Abgasdurchflusssteuerventil 73, das durch einen Antrieb 72 antreibbar angepasst ist, in einer Abgasleitung stromabwärtig des NOx-Speichermittels 46 angeordnet. Durch Antreiben des Abgasdurchflusssteuerventils 73 durch den Antrieb 72 kann die Durchflussrate des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel 46 gelangt, wie gewünscht gesteuert werden.
Eine Steuerroutine für dieses Schwefelregenerationsverfahren ist ähnlich dem in 3 gezeigten, aber ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussrate des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel 46 gelangt, so gesteuert wird, das der Temperatursteuerprozess (Schritt 103) und der Entschwefelungsprozess (Schritt 107) mit verbesserter Effizienz ausgeführt werden, während Freisetzung von Schwefel von dem NOx-Speichermittel 46 gefördert wird (nämlich Förderung von Schwefelregeneration). Darüber hinaus ermöglicht dieses Verfahren Schwefelregeneration in einem sogar breiteren Bereich der Motorbetriebsbedingungen auszuführen.
In diesem Verfahren, wenn die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 durch eine Einspritzung des Reduktionsmittels in dem Temperatursteuerprozess von Schritt 103 der Steuerroutine von 3 gesteigert werden muss, wird die Menge des durch das NOx-Speichermittels 46 fließenden Abgases als so groß wie möglich gesteuert. Als ein Ergebnis wird eine große Menge an Sauerstoff, die für eine Reaktion erforderlich ist, zu dem NOx-Speichermittel 46 zugeführt, und die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 kann auf ein gewünschtes Niveau in einer verhältnismäßig kurzen Zeit gesteigert werden. Wenn die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 gesenkt werden muss, wird die Menge des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases als so groß wie möglich gesteuert, während die Einspritzung des Reduktionsmittels gestoppt wird. Als ein Ergebnis wird Wärme von dem NOx-Speichermittel 46 durch das fließende Abgas abgeführt und die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 kann in einer verhältnismäßig kurzen Zeit gesenkt werden.
Andererseits, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases durch Einspritzen des Reduktionsmittels in den Abgaskanal in dem Entschwefelungsprozess von Schritt 107 in der Steuerroutine von 3 fett gemacht werden muss, wird die Durchflussrate des Abgases verringert. Als ein Ergebnis kann die Menge des eingespritzten Reduktionsmittels, das zum Ausführen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases als fett erforderlich ist, verringert werden, was eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit sicherstellt. In diesem Fall kann, da die Erhöhung der Temperatur des NOx-Speichermittels 46 in dem Entschwefelungsprozess unterdrückt wird (das heißt da die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 weniger wahrscheinlich in dem Entschwefelungsprozess verringert wird), Freisetzung von Schwefel (oder Schwefelregeneration) sogar in einem Motorbetriebszustand ausgeführt werden, in dem die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 übermäßig gesteigert werden würde, wenn die Durchflussrate des Abgases nicht gesteuert werden kann.
Somit wird gemäß dem vorstehenden Verfahren Freisetzung von Schwefel von dem NOx-Speichermittel 46 gefördert und kann Schwefelregeneration in einem sogar breiteren Bereich von Motorbetriebsbedingungen ausgeführt werden, ohne die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 übermäßig zu erhöhen.
Die Schwefelregeneration gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann ausgeführt werden und gleiche vorteilhafte Wirkungen können in dem Fall erhalten werden, in dem Emissionssteuervorrichtungen 102 und 103, die wie nachstehend erläutert konstruiert sind, die Emissionssteuervorrichtungen ersetzen, die durch die Bezugszeichen 100 und 101 in 1 und 5 bezeichnet sind.
Die Emissionssteuervorrichtung 102, die in 7 gezeigt ist, hat einen Hauptkanal 60, der das NOx-Speichermittel 46 hat, und einen Bypasskanal 62, der von dem Hauptkanal 60 an der stromaufwärtigen Seite des NOx-Speichermittels 46 abzweigt und an der stromabwärtigen Seite des NOx-Speichermittels 46 in den Hauptkanal 60 aufgeht. Eine Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in den Hauptkanal 60 ist an der stromaufwärtigen Seite des NOx-Speichermittels 46 in dem Hauptkanal 60 vorgesehen. Ein Abgasdurchflusssteuerventil 73, das durch einen Antrieb 72 antreibbar angepasst ist, ist in einem Verbindungsabschnitt des Hauptkanals 60 und des Bypasskanals 62, der stromabwärtig des NOx-Speichermittels 46 angeordnet ist, zum Steuern der Durchflussraten von Abgasen, die durch den Hauptkanal 60 beziehungsweise den Bypasskanal 62 verlaufen, vorgesehen.
Wenn die Emissionssteuervorrichtung 102 eingesetzt wird, wird das Abgasdurchflusssteuerventil 73 verwendet, wenn die Menge des durch das NOx-Speichermittels 46 fließenden Abgases während Ausführung des vorstehend beschriebenen Schwefelregenerationsverfahrens gesteuert werden muss. Insbesondere wird die Menge des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases durch Steuern der Mengen der Abgase, die durch den Hauptkanal 60 beziehungsweise den Bypasskanal 62 fließen, gesteuert. Da der Bypasskanal 62 in der Emissionssteuervorrichtung 102 eingesetzt wird, kann die Menge des durch das NOx-Speichermittel 46 fließenden Abgases gesteuert werden, ohne die Gesamtmenge des Abgases groß zu variieren, die durch den Abgaskanal fließt.
Ein Verfahren zum Ausführen des vorstehend beschriebenen Schwefelregenerationsverfahrens durch Verwenden der Emissionssteuervorrichtung 102 ist aus der nachstehenden Beschreibung dieses Verfahrens und der Beziehung zwischen Komponenten von jeder der Emissionssteuervorrichtungen 100, 101, die in 1 und 5 gezeigt sind, und Komponenten der Emissionssteuervorrichtung 102, die in 6 gezeigt ist, mit Ausnahme der Verwendung des Bypasskanals 72 zum Steuern des Flusses des Abgases, wie vorstehend beschrieben ist, ersichtlich. Somit ist eine detaillierte Beschreibung dieses Verfahrens hierbei nicht vorgesehen.
Nachstehend wird die Konstruktion der Emissionssteuervorrichtung 103, die in 7 gezeigt ist, erläutert. Die Emissionssteuervorrichtung 103, die in 7 gezeigt ist, hat einen stromaufwärtigen Hauptkanal 64, einen ersten und einen zweiten Zweigkanal 66, 66', in die der Hauptkanal 64 verzweigt, und einen stromabwärtigen Hauptkanal 64, in den sich die Zweigkanäle 66, 66' verbinden oder vereinigen. Ein erstes und ein zweites NOx-Speichermittel 46, 46' sind in dem ersten bzw. dem zweiten Zweigkanal 66, 66' angeordnet. Ferner sind Reduktionsmitteleinspritzdüsen 44, 44' zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in die jeweiligen Zweigkanäle 66, 66' in den jeweiligen Zweigkänalen 66, 66' stromaufwärts des entsprechenden NOx-Speichermittels 46, 46' vorgesehen.
Ein Abgasdurchflusssteuerventil 73, das durch einen Antrieb 72 antreibbar angepasst ist, ist in einem Verbindungsabschnitt der zwei Zweigkanäle 66, 66' vorgesehen, die stromabwärtig der NOx-Speichermittel 46, 46' angeordnet sind. Das Abgasdurchflussventil 73 funktioniert, um das Verhältnis der Durchflussrate von Abgas, das durch den Zweigkanal 66 gelangt, und der Durchflussrate von Abgas, das durch den Zweigkanal 66' gelangt, wie erforderlich zu steuern. Das Abgasdurchflusssteuerventil 73 ist normalerweise an einer Zwischenposition angeordnet, wie in 7 gezeigt ist, so dass die Menge des Abgases, das durch den ersten Zweigkanal 66 fließt, im Wesentlichen gleich der Menge des Abgases, das durch den zweiten Zweigkanal 66' fließt, ausgeführt ist.
Ein Verfahren zum Bewirken des vorstehend beschriebenen Schwefelregenerationsverfahrens durch Verwenden der Emissionssteuervorrichtung 103 ist aus der vorstehenden Beschreibung dieses Verfahrens und der Beziehung zwischen Komponenten von jeder der Emissionssteuervorrichtungen 100, 101, die in 1 und 5 gezeigt sind, und Komponenten der Emissionssteuervorrichtung 103, die in 7 gezeigt ist, ersichtlich. Daher ist eine detaillierte Beschreibung dieses Verfahrens hierbei nicht vorgesehen. Die Konstruktion der Emissionssteuervorrichtung 103 ist jedoch von diesen der anderen Emissionssteuervorrichtungen dahingehend verschieden, dass die Zweigkanäle 66, 66' jeweils mit dem NOx-Speichermittel 46, 46' vorgesehen sind, die von der Schwefelvergiftung regeneriert oder wiederhergestellt werden müssen. Nachstehend wird ein Betrieb der somit konstruierten Emissionssteuervorrichtung 103 in größeren Einzelheiten beschrieben.
In der Emissionssteuervorrichtung 103 ist es erforderlich, dass beide von den NOx-Speichermitteln 46, 46', die an zwei unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, einer Schwefelregeneration unterzogen werden. Abhängig von dem ausgewählten Verfahren zum Ausführen der Schwefelregeneration können beide von den NOx-Speichermitteln 46, 46' gleichzeitig der Schwefelregeneration ausgesetzt werden oder eins von den NOx-Speichermitteln 46, 46' kann einer Schwefelregeneration zu einer bestimmten Zeit ausgesetzt werden, während das andere NOx-Speichermittel 46, 46' einer Schwefelregeneration zu einer anderen Zeit ausgesetzt werden kann.
Wenn das ausgewählte Schwefelregenerationsverfahren eine Steuerung der Durchflussrate des Abgases, das durch das zu regenerierende NOx-Speichermittel gelangt, wird eine Schwefelregeneration nur an einem der NOx-Speichermittel 46, 46' zu einer Zeit ausgeführt, da die Emissionssteuervorrichtung 103 derartig konstruiert ist, dass die Menge des Abgases, das nur durch eines von den NOx-Speichermitteln 46, 46' fließt, auf einen gewünschten Wert gesteuert werden kann. In diesem Fall wird das Abgasdurchflusssteuerventil 43 betätigt, so dass die Menge des Abgases, die durch das zu regenerierende NOx-Speichermittel 46 oder 46' fließt, abhängig von dem auszuführenden Prozess (das heißt Temperatursteuerprozess oder Entschwefelungsprozess) und seinem Zweck auf einen gewünschten Wert gesteuert wird. Zu gleicher Zeit wird ein Reduktionsmittel von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 oder 44' entsprechend dem zu regenerierenden NOx-Speichermittel 46, 46' durch ein Verfahren eingespritzt, das für den auszuführenden Prozess und seinen Zweck geeignet ist.
Wenn die Steuerung der Abgasdurchflussrate in der Emissionssteuervorrichtung 103, wie vorstehend beschrieben ist, ausgeführt wird, wird bewirkt, dass Abgas, das das NOx-Speichermittel (zum Beispiel 46) umgeht, das der Schwefelregeneration unterzogen wird, durch das andere NOx-Speichermittel (zum Beispiel 46') gelangt, das der Schwefelregeneration nicht unterzogen wird. Dementsprechend wird sogar während dem Schwefelregenerationsprozess verhindert, dass Abgas zu der Atmosphäre freigesetzt wird, ohne dass es durch eins von den NOx-Speichermitteln 46, 46' gerät.
Wenn das gewählte Schwefelregenerationsverfahren keine Steuerung der Durchflussrate des Abgases, das durch das zu regenerierende NOx-Speichermittel gelangt, erfordert, können beide der NOx-Speichermittel 46, 46' von der Schwefelvergiftung zur gleichen Zeit regeneriert werden oder eins von den NOx-Speichermitteln 46, 46' kann zu jeder Zeit regeneriert werden. Und zwar sind die Reduktionsmitteleinspritzdüsen 44, 44' stromaufwärts der zugehörigen NOx-Speichermittel 46, 46' in der Emissionssteuervorrichtung 103 vorgesehen und damit kann das Reduktionsmittel von beiden von den Reduktionsmitteleinspritzdüsen 44, 44' abhängig von dem auszuführenden Prozess und seinem Zweck zu gleicher Zeit eingespritzt werden oder können von einer der Düsen 44, 44' zu jeder Zeit eingespritzt werden. Somit kann die gleichzeitige Regeneration oder getrennte Regeneration der NOx-Speichermittel 46, 46' wie gewünscht durch Steuern der Art der Einspritzung des Reduktionsmittels von den Reduktionsmitteleinspritzdüsen 44, 44' ausgewählt werden.
In jedem der dargestellten Ausführungsbeispiele sind die Temperatursteuereinrichtung zum Steuern der Temperatur des NOx-Speichermittels 46 oder 46' in dem Temperatursteuerprozess und die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des durch das NOx-Speichermittel 46 oder 46' fließenden Abgases in dem Entschwefelungsprozess durch die Reduktionsmitteleinspritzdüsen 44 oder 44' zum Einspritzen des Reduktionsmittels zu dem Abgaskanal stromaufwärtig des NOx-Speichermittel 46 oder 46' vorgesehen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung begrenzt. Beispielsweise kann eine Nacheinspritzung anstelle oder zusätzlich zu der Einspritzung des Reduktionsmittels von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 oder 44' in jedem der dargestellten Ausführungsbeispiele ausgeführt werden. Die Nacheinspritzung wird durch Einspritzen von Kraftstoff von den Kraftstoffinjektoren 6 in die zugehörigen Zylinder während dem Expansionshub oder dem Abgashub des Motors bewirkt werden, um hierdurch die Temperatur des NOx-Speichermittels 46 oder 46' zu steuern und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel 46 oder 46' fließt, zu steuern. Daher sieht die Nacheinspritzung ähnliche Wirkungen zu diesen vor, die durch die Einspritzung des Reduktionsmittels von der Reduktionsmitteleinspritzdüse 44 oder 44' vorgesehen werden.
Wenn die Nacheinspritzung anstelle der Einspritzung des Reduktionsmittels von den Reduktionsmitteleinspritzdüsen 44 oder 44' ausgeführt wird, gibt es keine Notwendigkeit, die Reduktionsmitteleinspritzdüsen 44 und 44' vorzusehen, was die Konstruktion der Emissionssteuervorrichtung vorteilhaft vereinfacht.
Wenn die Nacheinspritzung für den vorstehenden Zweck bewirkt wird, wird Kraftstoff, der als ein Reduktionsmittel dient, in die Zylinder des Motors eingespritzt. Daher muss angemerkt werden, dass in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Abgaswegen in der Emissionssteuervorrichtung vorgesehen ist, das Reduktionsmittel nicht einzeln zu jedem der Abgaswege eingeführt werden kann. Und zwar kann das Reduktionsmittel zu mehreren Abgaswegen auf verschiedene Arten eingeführt werden. Zum Beispiel, wenn die Nacheinspritzung in dem Motor ausgeführt wird, der mit der Emissionssteuervorrichtung 103 vorgesehen ist, wie in 7 gezeigt ist, kann das Reduktionsmittel nicht einzeln in die jeweiligen NOx-Speichermittel 46, 46' eingeführt werden. Wenn die Nacheinspritzung in dem Motor ausgeführt wird, der mit der Emissionssteuervorrichtung 102 versehen ist, wie in 6 gezeigt ist, wird bewirkt, dass das Abgas, zu dem der Kraftstoff (das Reduktionsmittel) durch Nacheinspritzung hinzugefügt wurde, durch den Abgasweg fließt, der kein NOx-Speichermittel hat, was in einer Verschwendung von Kraftstoff (Reduktionsmittel) und einer Erhöhung des Kraftstoffes (Reduktionsmittels) resultiert, der in die Atmosphäre freigesetzt wird.
Während die Schwefelregeneration in Bezug auf die Ausführungsbeispiele oder Beispiele beschrieben worden ist, in denen das NOx-Speichermittel 46 oder 46' als eine Abgasemissionssteuereinrichtung verwendet wird, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele oder Beispiele beschränkt, sondern kann auf andere Abgasemissionssteuereinrichtungen angewandt werden, die fähig sind Schwefel auf ähnliche Weise freizusetzen. Zum Beispiel kann die Erfindung auf die Steuerung zum Freisetzen von Schwefel von einem Schwefeladsorbtionskatalysator oder dergleichen angewandt werden.
Ein Abgasemissionssteuerverfahren zum Behandeln von Abgas, das von einer Brennkraftmaschine emittiert wird, ist vorgesehen, in dem eine Emissionssteuervorrichtung, die in einem Abgaskanal des Motors angeordnet ist, SOx speichert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und setzt das gespeicherte SOx frei, wenn die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung auf eine Entschwefelungstemperatur oder höher gesteigert wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird. In dem Verfahren wird ein Temperautursteuerungsprozess ausgeführt, um die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu steuern, dessen untere Grenze im Wesentlichen gleich oder höher als die Entschwefelungstemperatur ist, und ein Entschwefelungsprozess wird ausgeführt, um Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett freizusetzen, wenn die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs ist. In dem Verfahren wird der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt, wenn Schwefel aus der Emissionssteuervorrichtung freizusetzen ist.

Claims

Abgasemissionssteuerverfahren zum Behandeln von Abgas, das von einer Brennkraftmaschine emittiert wird, mit den Schritten: Anordnen einer Emissionssteuervorrichtung in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine, wobei die Emissionssteuervorrichtung SOx speichert, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, mager ist, und das gespeicherte SOx freisetzt, wenn eine Temperatur der Emissionssteuervorrichtung auf eine Entschwefelungstemperatur oder höher gesteigert wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, im Wesentlichen gleich einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird; Ausführen eines Temperatursteuerprozesses, um die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu steuern, dessen untere Grenze im Wesentlichen gleich oder höher als eine Entschwefelungstemperatur ist; und Ausführen eines Entschwefelungsprozesses, um Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, auf im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett freizusetzen, wenn die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs ist, wobei der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt werden, wenn Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung freizusetzen ist.
Abgasemissionssteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Temperatursteuerprozess die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, gesteigert oder gesenkt wird.
Abgasemissionssteuerverfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei eine Menge des Abgases, die durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, in dem Temperatursteuerprozess größer als in dem Entschwefelungsprozess ist.
Abgasemissionssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt werden, bis Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung beendet ist.
Abgasemissionssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt werden, bis eine Gesamtzeit der Ausführung des Entschwefelungsprozesses einen gesetzten Wert erreicht.
Abgasemissionssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt wird.
Abgasemissionssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Temperatursteuerprozess für eine erste vorgegebene Zeitperiode fortfährt und der Entschwefelungsprozess für eine zweite vorgegebene Zeitperiode fortfährt.
Abgasemissionssteuerverfahren nach Anspruch 7, wobei mindestens eine von der ersten vorgegebenen Zeitperiode und der zweiten vorgegebenen Zeitperiode abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt wird.
Abgasemissionssteuerverfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei die erste vorgegebene Zeitperiode für den Temperatursteuerprozess entsprechend einer Rate der Erhöhung oder der Verringerung der Temperatur der Emissionssteuervorrichtung korrigiert wird und die zweite vorgegebene Zeitperiode für den Entschwefelungsprozess entsprechend einer Geschwindigkeit der Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung korrigiert wird.
Abgasemissionssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, in dem Temperatursteuerprozess entsprechend einer Rate der Erhöhung oder Verringerung der Temperatur der Emissionssteuervorrichtung gesteuert wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, in dem Entschwefelungsprozess entsprechend einer Geschwindigkeit einer Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung gesteuert wird.
Abgasemissionssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Emissionssteuervorrichtung ein NOx-Speichermittel hat, das NOx speichert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel fließt, mager ist, und das gespeicherte NOx zur Reduktion und Entfernung freisetzt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel fließt, verringert ist und ein Reduktionsmittel in dem Abgas vorhanden ist.
Abgasemissionssteuersystem zum Behandeln von Abgas, das von einer Brennkraftmaschine emittiert wird, mit: einer Emissionssteuervorrichtung, die in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, zum Speichern von SOx, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, mager ist, und Freisetzen von gespeichertem SOx, wenn eine Temperatur der Emissionssteuervorrichtung auf eine Entschwefelungstemperatur oder höher gesteigert wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuervorrichtung fließt, im Wesentlichen gleich einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird; einer Einrichtung zum Ausführen eines Temperatursteuerprozesses, um die Temperatur der Emissionssteuervorrichtung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu steuern, dessen untere Grenze im Wesentlichen gleich oder höher als die Entschwefelungstemperatur ist; und einer Einrichtung zum Ausführen eines Entschwefelungsprozesses, um Schwefel von der Emissionssteuervorrichtung durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das durch die Emissionssteuereinrichtung fließt, auf im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett freizusetzen, wenn die Temperatur der Emissionssteuereinrichtung innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs ist, wobei der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt werden, wenn Schwefel aus der Emissionssteuereinrichtung freizusetzen ist.
Abgasemissionssteuersystem nach Anspruch 12, wobei in dem Temperatursteuerprozess die Temperatur der Emissionssteuereinrichtung durch Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das durch die Emissionssteuereinrichtung fließt, gesteigert oder gesenkt wird.
Abgasemissionssteuersystem nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei eine Menge des Abgases, die durch die Emissionssteuereinrichtung fließt, auf größer in dem Temperatursteuerprozess als in dem Entschwefelungsprozess gesteuert wird.
Abgasemissionssteuersystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt werden, bis Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuereinrichtung beendet ist.
Abgasemissionssteuersystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess wiederholt werden, bis eine Gesamtzeit des Ausführens des Entschwefelungsprozesses einen gesetzten Wert erreicht.
Abgasemissionssteuersystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Temperatursteuerprozess und der Entschwefelungsprozess für eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt wird.
Abgasemissionssteuersystem nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei der Temperatursteuerprozess für eine erste vorgegebene Zeitperiode fortfährt und der Entschwefelungsprozess für eine zweite vorgegebene Zeitperiode fortfährt.
Abgasemissionssteuersystem nach Anspruch 18, wobei mindestens eine von der ersten vorgegebenen Zeitperiode und der zweiten vorgegebenen Zeitperiode abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt wird.
Abgasemissionssteuersystem nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei die erste vorgegebene Zeitperiode für den Temperatursteuerprozess entsprechend einer Rate der Erhöhung oder der Verringerung der Temperatur der Emissionssteuereinrichtung korrigiert wird und die zweite vorgegebene Zeitperiode für den Entschwefelungsprozess entsprechend einer Geschwindigkeit einer Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuereinrichtung korrigiert wird.
Abgasemissionssteuersystem nach einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuereinrichtung fließt, in dem Temperatursteuerprozess entsprechend einer Rate der Erhöhung oder der Verringerung der Temperatur der Emissionssteuereinrichtung gesteuert wird, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch die Emissionssteuereinrichtung fließt, in dem Entschwefelungsprozess entsprechend einer Geschwindigkeit einer Freisetzung von Schwefel von der Emissionssteuereinrichtung gesteuert wird.
Abgasemissionssteuersystem nach einem der Ansprüche 12 bis 21, wobei die Emissionssteuereinrichtung ein NOx-Speichermittel hat, das NOx speichert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel fließt, mager ist, und das gespeicherte NOx zur Reduktion und Entfernung freisetzt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das durch das NOx-Speichermittel fließt, verringert ist und ein Reduktionsmittel in dem Abgas vorhanden ist.