DE112009000597B4

DE112009000597B4 - Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE112009000597B4
Application number: DE112009000597.7T
Authority: DE
Inventors: Kimikazu Yoda; Takaaki Itou; Keisuke Sano; Kazuhiro Wakao
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2029-03-13
Also published as: JP2009270535A; CN101981284A; WO2009136238A1; DE112009000597T5; US8904756B2; CN101981284B; JP4506874B2; US20110047987A1

Abstract

Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor (10), aufweisend:eine Umgehungsleitung (22), die in einer Abgasleitung (14) des Verbrennungsmotors (10) vorgesehen ist und die so angeordnet ist, dass sie eine Hauptleitung (16), die Teil der Abgasleitung (14) ist, umgeht;ein Adsorptionsmittel (28), das in der Umgehungsleitung (22) vorgesehen ist und das dafür ausgelegt ist, Komponenten, die im Abgas enthalten sind, zu adsorbieren;eine Strömungsweg-Umschaltvorrichtung (30), die einen Strömungsweg des Abgases zwischen der Hauptleitung (16) und der Umgehungsleitung (22) umschaltet;eine Adsorptionssteuervorrichtung, welche die Strömungsweg-Umschaltvorrichtung (30) auf der Basis von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (10) steuert, um zu bewirken, dass das Abgas durch die Umgehungsleitung (22) strömt; undeine Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung,dadurch gekennzeichnet, dassdas Adsorptionsmittel ein NOx-Adsorptionsmittel (28) ist und dafür ausgelegt ist, von den Komponenten, die im Abgas enthalten sind, zumindest NOx zu adsorbieren, und dassdie Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung, wenn die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels (28) zurückgeht, bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein überwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) erholen kann, oder ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann;wobei das Abgasemissions-Steuersystem weiter aufweist:eine erste Temperatur-Erfassungsvorrichtung (40), die eine Temperatur (T1) eines Abschnitts des NOx-Adsorptionsmittels (28), der sich in Strömungsrichtung des Abgases gesehen auf der stromaufwärtigen Seite befindet, als stromaufwärtsseitige Temperatur erfasst; undeine zweite Temperatur-Erfassungsvorrichtung (42), die eine Temperatur (T2) eines Abschnitts des NOx-Adsorptionsmittels (28), der sich in Strömungsrichtung des Abgases gesehen auf der stromabwärtigen Seite befindet, als stromabwärtsseitige Temperatur erfasst, wobeidie Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung Änderungen der stromaufwärtsseitigen Temperatur mit Änderungen der stromabwärtsseitigen Temperatur vergleicht, wenn das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel (28) strömt, wodurch die Änderungen der stromaufwärtsseitigen Temperatur und der stromabwärtsseitigen Temperatur bewirkt werden, und auf der Basis eines Vergleichsergebnisses bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Abgasemissions-Steuersystem, das mit Vorteil in einem Verbrennungsmotor verwendet wird, und genauer ein Abgasemissions-Steuersystem eines Verbrennungsmotors, in dem ein NOx-Adsorptionsmittel in einer Umgehungsleitung angeordnet ist, die in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors vorgesehen ist.
Beschreibung der verwandten Technik
Ein Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, in dem eine Umgehungsleitung in einem Abgassystem vorgesehen ist und ein NOx-Adsorptionsmittel in der Umgehungsleitung angeordnet ist, ist bekannt, wie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP 2006-342700 A offenbart.
Bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors bewirkt beispielsweise ein Abgasemissions-Steuersystem der oben genannten Art, dass Abgas durch die Umgehungsleitung strömt. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, während ein Katalysator noch nicht aufgewärmt ist, ermöglicht somit das System dem NOx-Adsorptionsmittel, eine NOx-Komponente, die im Abgas enthalten ist, zu adsorbieren, um dadurch die Qualität von Abgasemissionen während des Motorstarts zu verbessern.
In dem oben beschriebenen Abgasemissions-Steuersystem wird die NOx-Komponente im Abgas vom NOx-Adsorptionsmittel adsorbiert. Jedoch kann die NOx-Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels beispielsweise abhängig von einer Umgebung, in der das Adsorptionsmittel verwendet wird, sinken oder zurückgehen. Der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit kann ein überwindbarer Rückgang sein, der durch reversible Änderungen der Struktur des Adsorptionsmittels bewirkt wird und von dem sich das Adsorptionsmittel erholen kann, oder ein unüberwindbarer Rückgang (eine dauerhafte Verschlechterung), der von irreversiblen Strukturänderungen im Adsorptionsmittel bewirkt wird und von dem sich das Adsorptionsmittel nicht erholen kann.
In dem oben beschriebenen Abgasemissions-Steuersystem wird zwischen den oben genannten beiden Arten eines Rückgangs der Adsorptionsfähigkeit nicht unterschieden. In dem oben beschriebenen Emissions-Steuersystem kann daher eine unwirtschaftliche Regenerationssteuerung oder dergleichen, um die Adsorptionsfähigkeit wiederherzustellen, auch in dem Fall durchgeführt werden, wo eine dauerhafte Verschlechterung im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt. In diesem Fall wird das NOx-Adsorptionsmittel weiterhin verwendet, ohne dass es sich von dem Rückgang der Adsorptionsfähigkeit erholt hat, was zu einer Verschlimmerung von Abgasemissionen während des Startens des Verbrennungsmotors führt. Falls außerdem eine Kraftstoffeinspritzung oder andere Motorfunktionen unter einer nutzlosen Regenerationssteuerung durchgeführt werden, können die Abgasemissionen weiter verschlimmert werden.
Aus der DE 199 63 927 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem der Speicherkatalysator mit Stickoxiden be- und entladen wird. Hierbei werden mehrere Alterungszustände des Speicherkatalysators ermittelt, und aus den Alterungszuständen wird ein reversibler Alterungsverlauf und ein nicht-reversibler Alterungsverlauf ermittelt.
Ein weiteres beispielhaftes Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor ist aus der US 6,158,212 A bekannt, die die Basis für den Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche bildet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung schafft ein Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, das eine angemessene Maßnahme gemäß der Art eines Leistungsrückgangs ergreift, wenn die Leistung (z.B. die Adsorptionsfähigkeit) eines NOx-Adsorptionsmittels abnimmt.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1. Das Abgasemissions-Steuersystem weist auf: eine Umgehungsleitung, die in einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors vorgesehen ist und die so angeordnet ist, dass sie eine Hauptleitung umgeht, die Teil der Abgasleitung ist, ein NOx-Adsorptionsmittel bzw. -Adsorbens, das in der Umgehungsleitung vorgesehen ist und das dafür ausgelegt ist, von im Abgas enthaltenen Komponenten zumindest NOx zu adsorbieren, eine Strömungsweg-Umschaltvorrichtung, die einen Strömungsweg des Abgases zwischen der Hauptleitung und der Umgehungsleitung umschaltet, eine Adsorptions-Steuervorrichtung, welche die Strömungsweg-Umschaltvorrichtung auf der Basis von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors steuert, um zu bewirken, dass das Abgas durch die Umgehungsleitung strömt, und eine Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung, die, wenn die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels zurückgeht, bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein überwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel erholen kann, oder ein unüberwindbarer Rückgang, von dem das NOx-Adsorptionsmittel sich nicht erholen kann.
Das oben beschriebene Abgasemissions-Steuersystem weist ferner auf: eine erste Temperatur-Erfassungsvorrichtung, die eine Temperatur eines Abschnitts des NOx-Adsorptionsmittels, der sich in Bezug auf die Abgasströmungsrichtung auf der stromaufwärtigen Seite befindet, als stromaufwärtsseitige Temperatur erfasst, und eine zweite Temperatur-Erfassungsvorrichtung, die eine Temperatur eines Abschnitts des NOx-Adsorptionsmittels, der sich in Bezug auf die Abgasströmungsrichtung auf der stromabwärtigen Seite befindet, als stromabwärtige Temperatur erfasst. In diesem System kann die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung Änderungen der stromaufwärtsseitigen Temperatur mit Änderungen der stromabwärtsseitigen Temperatur vergleichen, wenn das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel strömt, wodurch Änderungen der stromabwärtsseitigen Temperatur und der stromabwärtsseitigen Temperatur bewirkt werden, und kann aufgrund dieses Vergleichs bestimmen, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, vom dem sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann.
Wenn die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels zurückgeht, ist das Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsmittel mit der oben beschriebenen Anordnung in der Lage, zu bestimmen, ob der Rückganz der Adsorptionsfähigkeit eine überwindbare Verschlechterung ist, von der sich das NOx-Adsorptionsmittel erholen kann, oder eine unüberwindbare Verschlechterung, von der sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann. Somit kann das System je nach Art der Verschlechterung schnell eine geeignete Maßnahme ergreifen, wie eine Reduktionssteuerung oder eine Warnoperation. Das heißt, es wird verhindert, dass die Reduktionssteuerung auch in dem Fall durchgeführt wird, dass eine unüberwindbare Verschlechterung vorliegt, oder es wird verhindert, dass eine unwirtschaftliche Operation, wie ein Einschalten eines Warnlichts, auch im Fall einer überwindbaren Verschlechterung durchgeführt wird. Demgemäß kann die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels auf einem ausreichend hohen Niveau gehalten werden.
Wenn Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel strömt, wird in dem oben beschriebenen System Wasser, das im Abgas enthalten ist, zuerst von einem stromabwärtsseitigen Abschnitt (einem vorderen Abschnitt) des NOx-Adsorptionsmittels adsorbiert, was zu einem Anstieg der Temperatur des vorderen Abschnitts führt. Falls der vordere Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels dann in einen gesättigten Zustand gebracht wird, d.h. mit daran adsorbiertem Wasser gesättigt wird, erreicht das Wasser einen stromabwärtigen Abschnitt (einen hinteren Abschnitt) des NOx-Adsorptionsmittels, was zu einem Anstieg der Temperatur des hinteren Abschnitts führt.
Demgemäß kann die Wasseradsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels durch Vergleichen der Änderungsrate der stromaufwärtsseitigen Temperatur mit derjenigen der stromabwärtsseitigen Temperatur und durch Erfassen des Zeitpunkts, zu dem die Temperatur ansteigt, wie einer Verzögerung zwischen dem jeweiligen Ansteigen der stromaufwärtsseitigen Temperatur und der stromabwärtsseitigen Temperatur, erfasst oder geschätzt werden. Dann kann der Grad der unüberwindbaren Verschlechterung, die im NOx-Adsorptionsmittel stattfindet, anhand der Beziehung zwischen der Wasseradsorptionsfähigkeit und dem Grad der unüberwindbaren Verschlechterung, die miteinander korreliert sind, exakt bestimmt werden.
Im System gemäß dem oben genannten Aspekt der Erfindung weist die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung auf: eine Oxidations-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit durch eine Oxidation des NOx-Adsorptionsmittels bewirkt wird, und eine Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung, die, wenn der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit nicht oxidationsbedingt ist, bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit von irreversiblen Strukturänderungen des NOx-Adsorptionsmittels bewirkt wird.
Wenn die Oxidations-Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels nicht von einer oxidationsbedingten, überwindbaren Verschlechterung bewirkt wird, bestimmt die Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung mit der oben beschriebenen Anordnung, ob in dem NOx-Adsorptionsmittel eine unüberwindbare, dauerhafte Verschlechterung vorliegt. Auf diese Weise kann der Einfluss einer oxidativen Verschlechterung im Voraus ausgeschlossen werden, bevor eine Bestimmung über das Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung getroffen wird. Das heißt, da eine Bestimmung über eine dauerhafte Verschlechterung getroffen werden kann, ohne den oxidationsbedingten Rückgang der Adsorptionsleistung zu berücksichtigen, wird verhindert, dass eine fehlerhafte Bestimmung aufgrund eines gleichzeitigen Vorliegens einer oxidativen Verschlechterung und einer dauerhaften Verschlechterung getroffen wird, und das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen nur der dauerhaften Verschlechterung kann mit hoher Exaktheit bestimmt werden.
Das oben beschriebene Abgasemissions-Steuersystem kann ferner aufweisen: eine Temperaturanstiegsraten-Ermittlungsvorrichtung, die für die stromaufwärtsseitige Temperatur und/oder die stromabwärtsseitige Temperatur, die ansteigen, wenn das Abgas durch das NOx-Adsorptionsmittel strömt, eine Änderungsrate der Temperatur pro Zeiteinheit ermittelt, und eine Verzögerungs-Ermittlungsvorrichtung, die eine Verzögerung bzw. einen zeitlichen Abstand zwischen einem Anstieg der stromaufwärtsseitigen Temperatur und einem Anstieg der stromabwärtsseitigen Temperatur ermittelt. In diesem System kann die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung aufgrund eines Produkts der Temperaturanstiegsrate und der Verzögerung bestimmen, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann.
Wenn die Strömungsrate des Abgases steigt, nimmt in dem oben beschriebenen System die Wärmemenge zu, die pro Zeiteinheit erzeugt wird, wenn das NOx-Adsorptionsmittel Wasser im Abgas adsorbiert, und die Temperaturanstiegsrate wird entsprechend höher. Wenn die Strömungsrate des Abgases steigt, wird andererseits ein zeitlicher Abstand zwischen einem Temperaturanstieg im vorderen Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels und einem Temperaturanstieg im hinteren Abschnitt in einem Umfang verringert, der einer Zunahme der Wassermenge, die pro Zeiteinheit zum Adsorptionsmittel geliefert wird, entspricht.
Daher kann das Produkt der Temperaturanstiegsrate und der Verzögerung verwendet werden, um Änderungen der Abgasströmungsrate auszugleichen. Falls eine Bestimmung der Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels aufgrund des Produkts durchgeführt wird, können somit Schwankungen des Produkts oder Schwankungen des Bestimmungsergebnisses, die mit Änderungen der Strömungsrate des Abgases einhergehen, verringert oder eliminiert werden. Infolgedessen wird verhindert, dass abhängig von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors Fehler im Bestimmungsergebnis auftreten, auch wenn der Grad der Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels konstant ist, wodurch eine verbesserte Genauigkeit der Bestimmung sichergestellt wird.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6. Das Abgasemissions-Steuersystem weist auf: eine Umgehungsleitung, die in einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors vorgesehen ist und die so angeordnet ist, dass sie eine Hauptleitung umgeht, die Teil der Abgasleitung ist, ein NOx-Adsorptionsmittel bzw. -Adsorbens, das in der Umgehungsleitung vorgesehen ist und das dafür ausgelegt ist, von im Abgas enthaltenen Komponenten zumindest NOx zu adsorbieren, eine Strömungsweg-Umschaltvorrichtung, die einen Strömungsweg des Abgases zwischen der Hauptleitung und der Umgehungsleitung umschaltet, eine Adsorptions-Steuervorrichtung, welche die Strömungsweg-Umschaltvorrichtung auf der Basis von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors steuert, um zu bewirken, dass das Abgas durch die Umgehungsleitung strömt, und eine Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung, die, wenn die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels zurückgeht, bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein überwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel erholen kann, oder ein unüberwindbarer Rückgang, von dem das NOx-Adsorptionsmittel sich nicht erholen kann.
Das oben beschriebene Abgasemissions-Steuersystem weist ferner auf: eine Temperaturanstiegsraten-Ermittlungsvorrichtung, die für die stromaufwärtsseitige Temperatur und die stromabwärtsseitige Temperatur, die ansteigen, wenn das Abgas durch das NOx-Adsorptionsmittel strömt, eine Temperaturanstiegsrate pro Zeiteinheit ermittelt, und eine Verzögerungs-Ermittlungsvorrichtung, die einen zeitlichen Abstand zwischen einem Anstieg der stromaufwärtsseitigen Temperatur und einem Anstieg der stromabwärtsseitigen Temperatur ermittelt. In diesem System kann die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung aufgrund eines Produkts eines Durchschnitts der Anstiegsrate der stromaufwärtsseitigen Temperatur und der Anstiegsrate der stromabwärtsseitigen Temperatur und der Verzögerung bestimmen, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann.
Mit der oben beschriebenen Anordnung wird aufgrund des Produkts des Durchschnitts der Anstiegsrate der stromaufwärtsseitigen Temperatur und der Anstiegsrate der stromabwärtsseitigen Temperatur und der Verzögerung bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann. Somit können Einflüsse von Fehlern bei der Erfassung der individuellen Temperaturen auf die Bestimmung verringert werden, und der Parameter, der in der Bestimmung verwendet wird, kann exakt berechnet werden.
In dem oben beschriebenen Abgasemissions-Steuersystem kann die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung nach Abschluss einer Spülsteuerung zum Ausspülen von im NOx-Adsorptionsmittel adsorbiertem NOx bestimmen, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann.
In dem oben beschriebenen System trifft die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung nach Abschluss der Spülsteuerung eine Bestimmung über die Verschlechterung. Somit kann der Prozess der Verschlechterungsbestimmung immer ab dem Zeitpunkt gestartet werden, zu dem das NOx-Adsorptionsmittel im Wesentlichen den gleichen Trockenheitszustand aufweist. Infolgedessen können Schwankungen des Bestimmungsergebnisses aufgrund von Unterschieden der Anfangsbedingungen verringert werden, und die Bestimmung kann stabil durchgeführt werden.
Das Abgasemissions-Steuersystem kann ferner aufweisen: eine Temperaturbedingungs-Bestimmungsvorrichtung, die, nachdem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel zu strömen begonnen hat, bestimmt, ob eine bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt, und eine Gesamtwärmemengen-Berechnungsvorrichtung, die eine Gesamtwärmemenge berechnet, die während eines Zeitraums von einem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel zu strömen beginnt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die spezielle Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel auftritt, zum NOx-Adsorptionsmittel hinzukommt. In diesem System kann die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung aufgrund der Gesamtwärmemenge bestimmen, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann.
Die Gesamtwärmemenge, die ab dem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel zu strömen beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem im NOx-Adsorptionsmittel eine bestimmte Temperaturbedingung bewirkt wird, zum NOx-Adsorptionsmittel hinzukommt, ist mit dem Grad der unüberwindbaren Verschlechterung korreliert. Demgemäß kann aufgrund der Gesamtwärmemenge bestimmt werden, ob im NOx-Adsorptionsmittel eine unüberwindbare Verschlechterung vorliegt.
In dem unmittelbar vorstehend beschriebenen Abgasemissions-Steuersystem kann die Temperaturbedingungs-Bestimmungsvorrichtung bestimmen, dass die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt, wenn das NOx-Adsorptionsmittel eine vorgegebene Bezugstemperatur erreicht.
Die Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels steigt mit einer niedrigen Rate, bis die Desorption von am Adsorptionsmittel adsorbiertem Wasser abgeschlossen ist, und steigt nach Abschluss der Desorption dann stark oder mit einer hohen Rate an. Falls der Grad der Temperatur, den die Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels erreicht hat, wenn sie stark ansteigt, als Bezugstemperatur eingestellt wird, kann somit der Zeitpunkt, zu dem die Desorption von adsorbiertem Wasser abgeschlossen ist, exakt bestimmt werden. Ferner kann die Bestimmung der Temperaturbedingung auf einfache Weise getroffen werden, indem man lediglich die Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels mit der Bezugstemperatur vergleicht.
In dem oben beschriebenen Abgasemissions-Steuersystem kann die Temperaturbedingungs-Bestimmungsvorrichtung bestimmen, dass die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt, wenn ein Wendepunkt in der Temperaturanstiegsrate des NOx-Adsorptionsmittels pro Zeiteinheit auftritt.
Die Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels beginnt mit hoher Rate zu steigen, wenn die Desorption von adsorbiertem Wasser abgeschlossen ist, und ein Wendepunkt erscheint in der Temperaturanstiegsrate zu dem Zeitpunkt, zu dem die Desorption abgeschlossen ist. Demgemäß kann der Zeitpunkt, zu dem die Desorption des adsorbierten Wassers abgeschlossen ist, durch Erfassen des Wendepunkts in der Temperaturanstiegsrate präzise bestimmt werden. Ferner ermöglicht dieses Bestimmungsverfahren die stabile Erfassung einer geringfügigen Änderung der Anstiegsrate (oder der Steigung) der Temperatur sogar dann, wenn andere Störgrößen, wie eine Änderung der Umgebungstemperatur, vorhanden sind.
Das oben beschriebene Abgasemissions-Steuersystem kann ferner aufweisen: eine Abgasströmungsraten-Ermittlungsvorrichtung, die eine Strömungsrate des aus dem Verbrennungsmotor ausgestoßen Abgases ermittelt, eine erste Gastemperatur-Erfassungsvorrichtung, die eine Temperatur eines in das NOx-Adsorptionsmittel strömenden Abgases als Gaszustromtemperatur erfasst, eine zweite Gastemperatur-Erfassungsvorrichtung, die eine Temperatur des aus dem NOx-Adsorptionsmittel strömenden Abgases als Gasabstromtemperatur erfasst, und eine Zeitmessvorrichtung, die eine Zeit misst, die ab dem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel zu strömen beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel auftritt, vergeht. In diesem System kann die Gesamtwärmemengen-Berechnungsvorrichtung die Gesamtwärmemenge auf der Basis der ermittelten Abgasströmungsrate, der erfassten Gaszustromtemperatur, der erfassten Gasabstromtemperatur und der gemessenen vergangenen Zeit berechnen.
Mit der oben beschriebenen Anordnung kann ein Unterschied zwischen der Temperatur des Abgases, das in das NOx-Adsorptionsmittel strömt, und des Abgases, das aus dem NOx-Adsorptionsmittel strömt, erfasst werden. Demgemäß kann die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit zum NOx-Adsorptionsmittel hinzukommt, anhand des Temperaturunterschieds und der Strömungsrate des Abgases berechnet werden. Dann wird die Gesamtwärmemenge durch Integrieren der Wärmemenge, die pro Zeiteinheit hinzukommt, über einen Zeitraum von dem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel zu strömen beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Wasserdesorption abgeschlossen ist, berechnet.
In dem oben beschriebenen Abgasemissions-Steuersystem kann die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung beim Starten einer Spülsteuerung zum Ausspülen von auf dem NOx-Adsorptionsmittel adsorbiertem NOx bestimmen, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann.
In dem oben beschriebenen System trifft die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung eine Bestimmung über die Verschlechterung, wenn eine Spülsteuerung gestartet wurde. Somit kann der Prozess der Verschlechterungsbestimmung immer ab dem Zeitpunkt gestartet werden, zu dem das NOx-Adsorptionsmittel im Wesentlichen den gleichen Wasseradsorptionszustand zeigt. Infolgedessen können Schwankungen des Bestimmungsergebnisses aufgrund von Unterschieden der Ausgangsbedingungen verringert werden, und die Bestimmung kann stabil durchgeführt werden.
Das oben beschriebene Abgasemissions-Steuersystem kann ferner in der Umgehungsleitung ein zusätzliches Adsorptionsmittel, das zusammen mit dem NOx-Adsorptionsmittel vorgesehen ist und dafür ausgelegt ist, eine von NOx verschiedene Abgaskomponente zu adsorbieren, und eine zusätzliche Verschlechterungs-Bestimmungsvorrichtung aufweisen, die bestimmt, ob das zusätzliche Adsorptionsmittel einen unüberwindbaren Rückgang der Adsorptionsfähigkeit erlitten hat, von dem sich das zusätzliche Adsorptionsmittel nicht erholen kann. In diesem System kann die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung ein Bestimmungsergebnis in Bezug auf die Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels auf der Basis eines Bestimmungsergebnisses über die Verschlechterung des zusätzlichen Adsorptionsmittels korrigieren.
Mit der oben beschriebenen Anordnung kann eine endgültige Bestimmung über die Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels beispielsweise anhand eines Unterschieds zwischen dem Grad der Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels und dem Grad der Verschlechterung des zusätzlichen Adsorptionsmittels oder des Verhältnisses der Verschlechterungsgrade dieser Adsorptionsmittel durchgeführt werden. Somit kann das Bestimmungsergebnis in Bezug auf das NOx-Adsorptionsmittel auf der Basis einer Bestimmung in Bezug auf das zusätzliche Adsorptionsmittel korrigiert werden.
Selbst bei Vorliegen von Fehlern in den Bestimmungsergebnissen, die auf Störgrößen oder dergleichen zurückgehen, oder von inhärenten Fehlern, die eine Folge der Umgebung sind, in der das NOx-Adsorptionsmittel installiert ist, können diese Fehler demgemäß zwischen dem Bestimmungsergebnis in Bezug auf das NOx-Adsorptionsmittel und das Bestimmungsergebnis in Bezug auf das zusätzliche Adsorptionsmittel ausgeglichen werden. Demgemäß wird die Genauigkeit der Verschlechterungsbestimmung verbessert, und die Zuverlässigkeit der Bestimmung wird verbessert.
Das oben beschriebene Abgasemissions-Steuersystem kann ferner aufweisen: eine Abgasgemischzusammensetzungs-Bestimmungsvorrichtung, die eine Gemischzusammensetzung bzw. ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das aus dem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, ermittelt, und eine Normalzeit-Reduzierungsvorrichtung, welche die Strömungsweg-Umschaltvorrichtung steuert, um zu bewirken, dass das Abgas durch die Umgehungsleitung strömt, wenn eine Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels in einem Temperaturbereich liegt, der für einen Reduktionsprozess geeignet ist, und die erfasste Gemischzusammensetzung fett wird.
Im Hinblick auf die Verbrennungsmotorleistung, die Abgasemissionen und andere Faktoren gibt es eine Grenze für die Durchführung des Reduktionsprozesses für den Zweck einer Regenerierung des NOx-Adsorptionsmittels während des Verbrennungsmotorbetriebs. Wenn die Abgasgemischzusammensetzung während einer normalen Verbrennungssteuerung vorübergehend fett bzw. brennstoffreich wird (beispielsweise während einer Beschleunigung, Abbremsung oder dergleichen), kann die Normalzeit-Reduzierungsvorrichtung in dem oben beschriebenen System eine Reduktionsbehandlung des NOx-Adsorptionsmittels unter Ausnutzung des brennstoffreichen Zustands durchführen. Somit ist es möglich, die Chance für den Reduktionsprozess zu erhöhen, obwohl die Leistung des Verbrennungsmotors und die Abgasemissionen kaum beeinträchtigt werden, und somit den Wirkungsgrad des Reduktionsprozesses zu verbessern.
Das oben beschriebene Abgasemissions-Steuersystem kann ferner aufweisen: eine Adsorptionsmittel-Regenerierungsvorrichtung, die eine Reduktionsbehandlung des NOx-Adsorptionsmittels durchführt, wenn ein überwindbarer Rückgang der Adsorptionsfähigkeit, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel erholen kann, im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt, und eine Informationsvorrichtung, die meldet, dass ein unüberwindbarer Rückgang der Adsorptionsfähigkeit, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel nicht erholen kann, im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt, wenn der unüberwindbare Rückgang der Adsorptionsfähigkeit im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt.
Wenn im NOx-Adsorptionsmittel eine unüberwindbare Verschlechterung vorliegt, kann die Informationsvorrichtung mit der oben beschriebenen Anordnung z.B. den Nutzer des Fahrzeugs über das Vorliegen einer Verschlechterung informieren, wodurch der Nutzer z.B. in die Lage versetzt wird, das NOx-Adsorptionsmittel schnell durch ein neues zu ersetzen. Falls bloß eine überwindbare Verschlechterung, von der sich das NOx-Adsorptionsmittel erholen kann, im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt, kann das NOx-Adsorptionsmittel außerdem nach der Verschlechterung mittels der Adsorptionsmittel-Regenerierungsvorrichtung regeneriert werden. Somit kann eine angemessene Maßnahme je nach der Art der Verschlechterung ergriffen werden.
Figurenliste
Die oben aufgeführten und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitende Zeichnung deutlich, in der gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen, und worin:

1 eine Darstellung des Gesamtaufbaus eines Abgasemissions-Steuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
2 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen dem jeweiligen Verhalten der stromaufwärtsseitigen Temperatur und der stromabwärtsseitigen Temperatur des in 1 dargestellten NOx-Adsorptionsmittels und dem Vorliegen oder Nicht-Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung darstellt;
3 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen einem Parameter zur Verwendung bei der Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung und dem Grad der dauerhaften Verschlechterung darstellt;
4 ein Graph ist, der eine Kennlinie darstellt, die durch Differenzierung der stromaufwärtsseitigen Temperatur und der stromabwärtsseitigen Temperatur in 2 mit Bezug auf die Zeit erhalten wird;
5 ein Ablaufschema einer Routine ist, die in dem Abgasemissions-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;
6 ein Ablaufschema einer Routine ist, die im Abgasemissions-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;
7 eine Darstellung des Gesamtaufbaus eines Abgasemissions-Steuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
8 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen der Betttemperatur eines NOx-Adsorptionsmittels und der Zeit, die zum Abschließen der Wasserdesorption nötig ist, darstellt;
9 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen der Gesamtwärmemenge, die dem NOx-Adsorptionsmittel hinzugefügt wird, und dem Grad der dauerhaften Verschlechterung darstellt;
10A und 10b ein Ablaufschema einer Routine zeigen, die in einem Abgasemissions-Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;
11 eine Darstellung des gesamten Aufbaus eines Abgasemissions-Steuersystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist;
12 eine Darstellung ist, die das zeitabhängige Fortschreiten der dauerhaften Verschlechterung in Bezug auf ein NOx-Adsorptionsmittel und ein Wasser-Adsorptionsmittel (ein Adsorptionsmittel für eine Vorbehandlung) erläutert; und
13 ein Ablaufschema einer Routine ist, die in der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf 1 bis 6 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben. 1 stellt den gesamten Aufbau eines Abgasemissions-Steuersystems gemäß der ersten Ausführungsform dar. Ein in 1 dargestellter Verbrennungsmotor 10 ist mit einer Ansaugleitung 12, durch die Luft in Zylinder gesaugt wird, und mit einer Abgasleitung 14, durch die von den Zylindern ausgestoßenes Abgas strömt, ausgestattet.
Eine Hauptleitung 16, die parallel zu einer Umgehungsleitung 22 (später beschrieben) angeordnet ist, bildet einen Teil der Abgasleitung 14. In der Abgasleitung 14 ist ein in Abgasströmungsrichtung gesehen stromaufwärtsseitiger Katalysator 18 stromaufwärts von der Hauptleitung 16 angeordnet, und ein stromabwärtsseitiger Katalysator 20 ist stromabwärts von der Hauptleitung 16 angeordnet. Wenn die Katalysatoren 18, 20 nach einer Aufwärmung aktiviert werden, wandeln sie im Abgas enthaltene Schadstoffe, wie NOx, HC und CO, in harmlose Komponenten um, um das Abgas zu reinigen.
Die Umgehungsleitung 22 ist parallel zur Hauptleitung 16 mit der Abgasleitung 14 verbunden, so dass sie die Hauptleitung 16 umgeht. Das heißt, die Umgehungsleitung 22 zweigt an einem stromaufwärtsseitigen Verbindungspunkt 24, der sich an einem stromaufwärtigen Ende der Hauptleitung 16 befindet, von der Abgasleitung 14 ab und läuft an einem stromabwärtsseitigen Verbindungspunkt 26, der sich am stromabwärtsseitigen Ende der Hauptleitung 16 befindet, wieder mit der Abgasleitung 14 zusammen bzw. mündet in diese.
Ein NOx-Adsorptionsmittel 28, das von den im Abgas enthaltenen Komponenten zumindest NOx adsorbiert, ist in der Umgehungsleitung 22 vorgesehen. Das NOx-Adsorptionsmittel 28 ist aus einem Material wie aluminiumhaltigem Zeolith gebildet, das einem Ionenaustausch mit einem Metall, wie Eisen, unterzogen wurde. Das NOx-Adsorptionsmittel 28 ist dafür ausgelegt, einen Schadstoff im Abgas, wie NOx, bei niedrigen Temperaturen zu adsorbieren, und den Schadstoff bei hohen Temperaturen freizusetzen.
Ein Schaltventil 30 in Form von beispielsweise einem elektromagnetischen Dreiwegeventil, das als Strömungsweg-Umschaltmittel dient, ist zwischen der Hauptleitung 16 und der Umgehungsleitung 22 vorgesehen. Das Schaltventil 30 wird von einer ECU 50 (die noch zu beschreiben ist) gesteuert und kann betätigt werden, um den Strömungsweg des Abgases zwischen der Hauptleitung 16 und der Umgehungsleitung 22 umzuschalten. Obwohl das Schaltventil 30 sich in dieser Ausführungsform am stromaufwärtsseitigen Verbindungspunkt 24 befindet, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt, sondern das Schaltventil 30 kann sich auch am stromabwärtsseitigen Verbindungspunkt 26 befinden.
Nun wird ein Sensorsystem dieser Ausführungsform erläutert. Das Sensorsystem weist einen Luftströmungsmesser 32, der die Ansaugluftmenge Ga des Verbrennungsmotors erfasst, einen A/F-Sensor 34 als Abgasgemischzusammensetzungs-Ermittlungsmittel zum Erfassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von Abgas (der sogenannten „Abgasgemischzusammensetzung“) an einem Ort stromaufwärts vom stromaufwärtsseitigen Katalysator 18, NOx-Sensoren 36, 38 und Temperatursensoren 40, 42 auf.
Die NOx-Sensoren 36, 38 sind in der Umgehungsleitung 22 vorgesehen, um die im Abgas enthaltene NOx-Menge (Konzentration) zu erfassen. In dieser Ausführungsform ist der stromaufwärtsseitige NOx-Sensor in der Umgehungsleitung 22 stromaufwärts von NOx-Adsorptionsmittel 28 angeordnet, und der stromabwärtsseitige NOx-Sensor 38 ist in der Umgehungsleitung 22 stromabwärts vom NOx-Adsorptionsmittel 28 angeordnet.
Die Temperatursensoren 40, 42 dienen als erste und zweite Temperaturerfassungsmittel zum Erfassen der Temperatur (Betttemperatur) des NOx-Adsorptionsmittels 28. In dieser Ausführungsform erfasst der stromaufwärtsseitige Temperatursensor 40 eine stromaufwärtsseitige Temperatur T1, bei der es sich um eine Temperatur eines Abschnitts des NOx-Adsorptionsmittels 28 handelt, der sich, in Abgasströmungsrichtung gesehen, auf dessen stromaufwärtiger Seite befindet (im Folgenden „vorderer Abschnitt“ genannt). Der stromabwärtsseitige Temperatursensor 42 erfasst eine stromabwärtsseitige Temperatur T2, bei der es sich um eine Temperatur eines Abschnitts des NOx-Adsorptionsmittels 28 handelt, der sich auf dessen stromabwärtsseitiger Seite befindet (im Folgenden „hinterer Abschnitt“ genannt).
Das Abgasemissions-Steuersystem dieser Ausführungsform weist eine ECU (elektronische Steuereinheit) 50 auf, um Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 10 zu steuern. Die ECU 50 besteht aus einem Mikrorechner, der Speichervorrichtungen, wie einen ROM und einen RAM, aufweist. Das oben beschriebene Sensorsystem ist mit der Eingangsseite der ECU 50 verbunden. Das Sensorsystem weist ferner auf: einen Kurbelwinkelsensor zum Erfassen des Kurbelwinkels des Verbrennungsmotors oder der Motordrehzahl, einen Wassertemperatursensor zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors, einen Gaspedalpositionssensor zum Erfassen des Gaspedal-Verstellwegs, d.h. des Umfangs, in dem das Gaspedal niedergedrückt wird.
Das oben beschriebene Schaltventil 30 und verschiedene Stellglieder, zu denen unter anderem eine elektromotorisch angetriebene Drosselklappe zur Erhöhung oder Senkung der Ansaugluftmenge, Kraftstoff-Einspritzventile und Zündkerzen gehören, sind mit der Ausgangsseite der ECU 50 verbunden. Die ECU 50 steuert die jeweiligen Stellglieder so an, dass der Betrieb des Verbrennungsmotors 10 gesteuert wird, während die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 10 mittels des Sensorsystems erfasst werden.
Genauer steuert die ECU 50 den Öffnungsgrad der Drosselklappe gemäß dem Umfang, in dem das Gaspedal vom Fahrer niedergedrückt wird, usw., und steuert die Menge des Kraftstoffs, der von Kraftstoff-Einspritzventilen eingespritzt wird, gemäß der vom Luftströmungsmesser 32 erfassten Ansaugluftmenge. Dann bewirkt die ECU 50, dass die Zündkerzen zu geeigneten Zündzeitpunkten einen Funken erzeugen. Die ECU 50 dient auch als Adsorptionssteuermittel dieser Ausführungsform und führt eine Adsorptionssteuerung und Spülsteuerung gemäß den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors aus.
Die Adsorptionssteuerung wird unter Niedrigtemperaturbedingungen durchgeführt, beispielsweise während des Verbrennungsmotor-Kaltstarts, wenn die Katalysatoren 18, 20 noch nicht aktiviert wurden. Unter der Adsorptionssteuerung schaltet das Schaltventil 30 den Strömungsweg des Abgases auf die Umgehungsleitung 22 um. Infolgedessen strömt das vom Verbrennungsmotor abgegebene Abgas an einem Punkt (d.h. am stromaufwärtsseitigen Verbindungspunkt 24) der Abgasleitung 14 in die Umgehungsleitung 22 und strömt durch das NOx-Adsorptionsmittel 28. Während des Strömens durch das NOx-Adsorptionsmittel 28 wird eine NOx-Komponente im Abgas vom NOx-Adsorptionsmittel adsorbiert, so dass der Abgasemissionszustand gut bleibt.
Die Adsorptionssteuerung wird beispielsweise beendet, wenn der Verbrennungsmotor aufgewärmt und die Katalysatoren 18, 20 aktiviert wurden. Zu dieser Zeit bewirkt die ECU 50, dass das Schaltventil 30 den Strömungsweg des Abgases auf die Hauptleitung 16 umschaltet. Infolgedessen wird das Abgas von den Katalysatoren 18, 20 gereinigt, während es durch die Abgasleitung 14 strömt, und wird dann nach außen abgeführt.
Andererseits wird die Spülsteuerung beispielsweise dann durchgeführt, wenn mindestens eine bestimmte NOx-Menge auf dem NOx-Adsorptionsmittel 28 adsorbiert ist, während die Katalysatoren 18, 20 aktiviert sind. Unter der Spülsteuerung schaltet das Schaltventil 30 den Strömungsweg auf die Umgehungsleitung 22 um. Infolgedessen wird Abgas mit hoher Temperatur zum NOx-Adsorptionsmittel 28 geliefert, und das auf dem Adsorptionsmittel 28 adsorbierte NOx wird vom Adsorptionsmittel freigesetzt und strömt in die Abgasleitung 14, wo das NOx und das Abgas vom stromabwärtsseitigen Katalysator 20 gereinigt werden. Infolgedessen wird das NOx-Adsorptionsmittel 28 regeneriert oder in einen Zustand zurückgebracht, in dem das Adsorptionsmittel 28 NOx adsorbieren kann.
Wie oben beschrieben, kann die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels 28 durch die Spülsteuerung, die zu geeigneten Zeiten durchgeführt wird, aufrechterhalten werden. In manchen Fällen fällt jedoch die Adsorptionsfähigkeit beispielsweise abhängig von einer Umgebung, in der das NOx-Adsorptionsmittel 28 verwendet wird, ab oder zeigt einen Rückgang. Der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit kann ein überwindbarer Leistungsrückgang (eine sogenannte „oxidative Verschlechterung“) sein, der (bzw. die) aufgrund von reversiblen Strukturänderungen des NOx-Adsorptionsmittels 28 auftritt, oder es kann sich dabei um einen unüberwindbaren Leistungsrückgang (eine sogenannte „dauerhafte Verschlechterung“) handeln, der aufgrund von irreversiblen Strukturänderungen des NOx-Adsorptionsmittels 28 auftritt.
Im Allgemeinen wird angenommen, dass die oxidative Verschlechterung beispielsweise durch eine Oxidation eines Teils von NOx-Adsorptionsstellen, aus denen das NOx-Adsorptionsmittel 28 besteht, bewirkt wird, aber im Einzelnen wurde diese Art einer Verschlechterung noch nicht geklärt. Jedoch wurde gefunden, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28, wenn eine oxidative Verschlechterung vorliegt, die Adsorptionsfähigkeit wieder erlangen kann, indem es einem Reduktionsprozess (einem Regenerierungsprozess) unter Verwendung eines Reduktionsmittels, wie CO und HC, unterzogen wird. Die oben genannte NOx-Adsorptionsstelle ist eine Struktureinheit, die aus in Zeolith enthaltenem Aluminium, welches das NOx-Adsorptionsmittel 28 darstellt, Metallionen, die auf dem Aluminium liegen, und umgebendem Silicium besteht.
Dagegen wird angenommen, dass die dauerhafte Verschlechterung von der Freisetzung und Eliminierung von Aluminium in Zeolith aus den NOx-Adsorptionsstellen bewirkt wird, beispielsweise wenn das NOx-Adsorptionsmittel 28 hohen Temperaturen und Feuchtigkeit ausgesetzt wird. In diesem Fall werden die NOx-Adsorptionsstellen zerstört oder beschädigt, und daher wird die Adsorptionsfähigkeit nicht wiedererlangt. Somit ist es nur dann sinnvoll, das Verfahren für die Wiedererlangung der Adsorptionsfähigkeit auf dem NOx-Adsorptionsmittel 28 durchzuführen, das an einer oxidativen Verschlechterung leidet, aber seine Durchführung auf dem NOx-Adsorptionsmittel 28, der an einer dauerhaften Verschlechterung leidet, ist nicht sinnvoll.
Wenn die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels 28 abfällt oder zurückgeht, wird in dieser Ausführungsform daher bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit durch eine oxidative Verschlechterung bewirkt wird oder durch eine dauerhafte Verschlechterung bewirkt wird, und es wird eine geeignete Maßnahme gemäß dem Ergebnis der Bestimmung ergriffen. Im Folgenden werden ein Verfahren zum Bestimmen der Art des Leistungsrückgangs, Prozesse, die aufgrund des Bestimmungsergebnisses ausgeführt werden, usw. erläutert.
Wenn bestimmt wird, dass die Leistung (d.h. Adsorptionsfähigkeit) des NOx-Adsorptionsmittels 28 zurückgegangen ist, bestimmt die ECU 50 zunächst, ob eine oxidative Verschlechterung (d.h. eine oxidationsbedingte Verschlechterung) im Adsorptionsmittel 28 vorliegt. Um eine Bestimmung über eine Oxidation zu treffen, wird die oben beschriebene Spülsteuerung durchgeführt, in der die Abgasgemischzusammensetzung fett gehalten wird. Das heißt, ein Reduktionsmittel (z.B. Kraftstoff) wird zum NOx-Adsorptionsmittel 28 geliefert, so dass ein provisorischer Reduktionsprozess durchgeführt wird.
Während des provisorischen Reduktionsprozesses passt die ECU 50 beispielsweise den Anfettungsgrad der Abgasgemischzusammensetzung, die Zeit, über die das Abgas kraftstoffreich bzw. fett gehalten wird, usw. an, um dadurch den Verbrennungsmotor so zu steuern, dass die Reduktionsmittelmenge, die zum NOx-Adsorptionsmittel 28 geliefert wird, einer voreingestellten oder festgelegten Menge (einer relativ kleinen Menge) gleich wird. Ebenso passt die ECU 50 die Betriebsbedingungen des Motors an, um dadurch den Motor so zu steuern, dass die Temperatur des Abgases in einem bestimmten Temperaturbereich liegt, der für den Reduktionsprozess geeignet ist.
Wenn die Adsorptionssteuerung nach Ausführen des oben beschriebenen provisorischen Reduktionsprozesses durchgeführt wird, erfasst die ECU 50 einen Unterschied zwischen der NOx-Menge im Abgas, das in das NOx-Adsorptionsmittel 28 strömt, und der NOx-Menge im Abgas, das aus dem NOx-Adsorptionsmittel 28 strömt, mittels der NOx-Sensoren 36, 38. Auf diese Weise kann die NOx-Menge, die vom NOx-Adsorptionsmittel adsorbiert wird, berechnet werden. Dann kann aufgrund der Menge des adsorbierten NOx bestimmt werden, ob die Adsorptionsfähigkeit wiedererlangt wurde, d.h. ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit von einer oxidativen Verschlechterung bewirkt wird.
Falls die Adsorptionsfähigkeit selbst dann nicht wiedererlangt wird, wenn der provisorische Reduktionsprozess ausgeführt wird, wird bestimmt, dass der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit nicht von der oxidativen Verschlechterung bewirkt wird, und es wird eine Bestimmung in Bezug auf das Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung (die noch zu beschreiben ist) durchgeführt. Falls die Adsorptionsfähigkeit durch den provisorischen Reduktionsprozess wiedererlangt wird, liegt dagegen im NOx-Adsorptionsmittel 28 zumindest eine oxidative Verschlechterung vor, und die ECU 50 führt eine umfassende Reduktionssteuerung durch.
Während der Reduktionssteuerung liefert die ECU 50 Brennstoff, der als Reduktionsmittel dient, in das Abgas und steuert gleichzeitig das Schaltventil 30 so, dass das Abgas in die Umgehungsleitung 22 eingeführt wird. Infolgedessen strömt Abgas mit hoher Temperatur zusammen mit dem Reduktionsmittel in das NOx-Adsorptionsmittel 28. Das Reduktionsmittel bewirkt eine Reduzierung der oxidierten Adsorptionsstellen im Zeolith des NOx-Adsorptionsmittels 28, und die Adsorptionsfähigkeit, die aufgrund einer oxidativen Verschlechterung zurückgegangen war, wird wiedererlangt.
In diesem Fall wird, als Beispiel für eine Möglichkeit, das Reduktionsmittel zum Abgas zu liefern, die Gemischzusammensetzung der Luft/Kraftstoff-Mischung absichtlich angefettet. Ebenso kann eine Einspritzsteuerung (eine sogenannte „Nacheinspritzung“ oder dergleichen) durchgeführt werden, um Kraftstoff zum Abgas zu liefern, wobei der Kraftstoff zu einem Zeitpunkt eingespritzt wird, zu dem kein Ansaughub durchgeführt wird. Als weitere Möglichkeit für die Zuführung des Reduktionsmittels kann Kraftstoff beispielsweise aus einem in der Abgasleitung 14 installierten Abgaseinspritzventil 14 eingespritzt werden.
In der oben beschriebenen Reduktionssteuerung hat die Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nicht den gleichen Zweck wie in der Verbrennungssteuerung des Verbrennungsmotors. Daher gibt es im Hinblick auf die Verbrennungsmotorleistung, die Abgasemissionen und andere Faktoren eine Grenze für die Durchführung der Reduktionssteuerung während des Verbrennungsmotorbetriebs. Wenn die Abgasgemischzusammensetzung unter einer normalen Verbrennungssteuerung angefettet wird oder eine Steuerung für einen anderen Zweck als für den Prozess der Reduktion des NOx-Adsorptionsmittels 28 durchgeführt wird, wird daher in dieser Ausführungsform eine passive Reduktionssteuerung (Oxidationsverzögerungssteuerung) unter Ausnutzung dieser Bedingung (d.h. dass die Abgasgemischzusammensetzung fett ist) durchgeführt.
Während einer normalen Verbrennungssteuerung kann die Abgasgemischzusammensetzung zeitweise angefettet werden, beispielsweise wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abgebremst wird. Wenn vom A/F-Sensor 34 ein kraftstoffreicher Zustand erfasst wird, wird, falls die Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels 28 in einem Temperaturbereich liegt, der für den Reduktionsprozess geeignet ist, die Oxidationsverzögerungssteuerung durchgeführt, unter der die Schaltungssteuerung 30 so gesteuert wird, dass das Abgas in die Umgehungsleitung 22 eingeführt wird.
Infolgedessen wird das NOx-Adsorptionsmittel 28 gemäß dem gleichen Prinzip wie bei der Reduktionssteuerung reduziert, und eine Oxidation des NOx-Adsorptionsmittels 28 kann verzögert oder verhindert werden. Ferner hat die Oxidationsverzögerungssteuerung, die kraftstoffreiche Bedingungen ausnutzt, die während einer normalen Verbrennungssteuerung entstehen, im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Leistung des Motors und die Abgasemissionen. Somit macht es die Anwendung sowohl der Oxidationsverzögerungssteuerung als auch der Reduktionssteuerung möglich, die Chancen für den Reduktionsprozess ohne eine erzwungene Anfettung der Gemischzusammensetzung zu vermehren und somit den Wirkungsgrad des Reduktionsprozesses zu erhöhen.
Wenn der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittel 28 von einer oxidativen Verschlechterung bewirkt wird, werden, wie oben beschrieben, die Reduktionssteuerung und die Oxidationsverzögerungssteuerung so durchgeführt, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 sich zuverlässig von der oxidativen Verschlechterung erholt. Wenn aufgrund der oben beschriebenen Oxidationsbestimmung bestimmt wird, dass der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit nicht durch eine oxidative Verschlechterung bewirkt wird, und wenn die Adsorptionsfähigkeit auch nach der Durchführung der Reduktionssteuerung oder dergleichen nicht wiedererlangt wird, wird außerdem eine Bestimmung über das Auftreten einer dauerhaften Verschlechterung getroffen wie nachstehend beschrieben.
Gemäß dieser Ausführungsform kann daher der Einfluss der oxidativen Verschlechterung im Voraus ausgeschlossen werden, bevor eine Bestimmung über eine dauerhafte Verschlechterung getroffen wird. Das heißt, da der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit aufgrund einer oxidativen Verschlechterung nicht berücksichtigt werden muss, wenn eine Bestimmung über eine dauerhafte Verschlechterung getroffen wird, wird verhindert, dass eine fehlerhafte Bestimmung aufgrund des Vorliegens einer oxidativen Verschlechterung neben einer dauerhaften Verschlechterung getroffen wird, und das Vorliegen nur der dauerhaften Verschlechterung kann mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
Das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung wird durch Erfassen der stromaufwärtsseitigen Temperatur T1 und der stromabwärtsseitigen Temperatur T2 des NOx-Adsorptionsmittels 28 mittels der Temperatursensoren 40, 42 und durch Vergleichen von Änderungen dieser Temperaturen bestimmt. Wenn eine Bestimmung in Bezug auf das Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung getroffen wird, wird das Schaltventil 30 zu Anfang so gesteuert, dass ein Abgas mit hoher Temperatur in die Umgehungsleitung 22 eingeführt wird, während das NOx-Adsorptionsmittel 28 in einem Zustand ist, in dem die oben beschriebene Spülsteuerung abgeschlossen ist (das heißt, in einem ausreichend trockenen Zustand).
Wenn das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel 28 strömt, wird im Wasser enthaltenes Abgas zu Anfang von einem vorderen Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels 28 adsorbiert. Infolgedessen steigt die stromaufwärtsseitige Temperatur T1, die im vorderen Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels 28 gemessen wird, aufgrund der Adsorptionswärme, die während der Wasseradsorption erzeugt wird. Nachdem eine bestimmte Zeit vergangen ist, ist der vordere Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels 28 mit warmem Wasser gesättigt (das heißt, die Wassermenge, die im vorderen Abschnitt adsorbiert wird, erreicht das Maximum), und Wasser, das nicht im vorderen Abschnitt adsorbiert werden kann, wird dann vom hinteren Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels 28 adsorbiert. Infolgedessen steigt die stromabwärtsseitige Temperatur T2 mit einem gewissen zeitlichen Abstand zum Anstieg der stromaufwärtsseitigen Temperatur T1.
2 zeigt die Beziehung zwischen dem Verhalten der stromaufwärtsseitigen Temperatur T1 und der stromabwärtsseitigen Temperatur T2 und dem Vorliegen oder Nicht-Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung. In 2 stellen T1 und T2 die stromaufwärtsseitige Temperatur bzw. die stromabwärtsseitige Temperatur des normalen NOx-Adsorptionsmittels 28 dar, das frei ist von einer dauerhaften Verschlechterung. Ebenso stellen T1' und T2' die stromaufwärtsseitige Temperatur bzw. die stromabwärtsseitige Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels 28 dar, das an einer dauerhaften Verschlechterung leidet.
In 2 stellt A_F die Änderungsrate der stromaufwärtsseitigen Temperatur T1 dar, und A_R stellt die Änderungsrate der stromabwärtsseitigen Temperatur T2 dar. Die Änderungsrate A_F , A_R ist als Umfang der Änderung (des Anstiegs) der Temperatur pro Zeiteinheit definiert und entspricht der Steigung der entsprechenden Kennlinie, wie in 2 dargestellt. In diesem Fall sind A_0F und A_0R die Änderungsraten der Temperaturen im normalen NOx-Adsorptionsmittel 28, und A'_F und A'_R sind die Änderungsraten der Temperaturen im NOx-Adsorptionsmittel 28, das an einer dauerhaften Verschlechterung leidet. Ebenso ist der zeitliche Abstand t_F→R als Zeit definiert, die ab einem Anstieg der stromaufwärtsseitigen Temperatur T1 bis zu einem Anstieg der stromabwärtsseitigen Temperatur T2 vergeht. In diesem Fall stellt T_0F→R einen zeitlichen Abstand für das normale NOx-Adsorptionsmittel 28 dar, und t'_F→R stellt einen zeitlichen Abstand für das NOx-Adsorptionsmittel 28 dar, das an einer dauerhaften Verschlechterung leidet.
Das im Abgas enthaltene Wasser wird von den NOx-Adsorptionsstellen des NOx-Adsorptionsmittels 28 adsorbiert. Je mehr die Zahl der normalen NOx-Adsorptionsstellen aufgrund einer dauerhaften Verschlechterung abnimmt, desto kleiner wird dementsprechend auch die maximale Wassermenge, die vom NOx-Adsorptionsmittel 28 adsorbiert werden kann (d.h. die Wassermenge, die das NOx-Adsorptionsmittel 28 sättigt). Das heißt, in dem dauerhaft verschlechterten NOx-Adsorptionsmittel beginnt die Wasseradsorption auf der Seite des hinteren Abschnitts umso früher, je kleiner die Wassermenge wird, die den vorderen Abschnitt sättigt. Demgemäß ist der zeitliche Abstand t'_F→R für das dauerhaft verschlechterte NOx-Adsorptionsmittel kürzer als der zeitliche Abstand T_0F→R für das normale NOx-Adsorptionsmittel 28, wie in 2 dargestellt. Das heißt, der zeitliche Abstand t_F→R wird umso kürzer, je weiter die dauerhafte Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels 28 fortschreitet.
Falls die Wassermenge, die das NOx-Adsorptionsmittel sättigt, aufgrund einer dauerhaften Verschlechterung kleiner wird, sinken auch die maximalen Temperaturen (d.h. die in 2 dargestellten Spitzenwerte der Temperaturen T1, T2, T1', T2'), die erreicht werden, wenn die entsprechenden Abschnitte des NOx-Adsorptionsmittels mit Wasser gesättigt sind. Jedoch wird die Änderungsrate der Wasseradsorption pro Zeiteinheit durch eine dauerhafte Verschlechterung kaum beeinflusst, falls das NOx-Adsorptionsmittel im ungesättigten Zustand ist. Daher erscheint kein bedeutender Unterschied zwischen den Temperaturänderungsraten A_0F , A_0R im normalen NOx-Adsorptionsmittel 28 und den Temperaturänderungsraten A'_F , A'_R im dauerhaft verschlechterten Adsorptionsmittel.
Angesichts der oben beschriebenen Punkte wird das Vorliegen oder das Nichtvorliegen einer dauerhaften Verschlechterung anhand des Produkts der Temperaturänderungsrate und des zeitlichen Abstands als Parameter bestimmt. Genauer werden die Temperaturänderungsraten A_F , A_R am vorderen Abschnitt bzw. am hinteren Abschnitt berechnet, und der zeitliche Abstand t_F→R wird aufgrund von Änderungen der erfassten Temperaturwerte T1, T2 berechnet. Dann wird das Produkt von Average(A_F , A_R ) als dem Durchschnitt der Änderungsraten A_F , A_R und dem zeitlichen Abstand t_F→R als Parameter P zur Verwendung bei der Bestimmung gemäß der folgenden Gleichung (1) berechnet. $P = Average (A_{F}, A_{R}) \cdot t_{F \to R}$
3 zeigt die Beziehung zwischen dem Parameter P und dem Grad der dauerhaften Verschlechterung. Wie aus der obigen Gleichung (1) hervorgeht, stellt Average(A_0F , A_0R) · t_0F→R in 3 einen Parameter dar, der für das normale NOx-Adsorptionsmittel 28 ermittelt wird, und Average(A'_F, A'_R) · t'_F→R stellt einen Parameter dar, der für das dauerhaft verschlechterte Adsorptionsmittel ermittelt wird.
Da, wie oben beschrieben, der zeitliche Abstand t_F→R umso kürzer wird, je mehr die dauerhafte Verschlechterung fortschreitet, nimmt der Parameter P umso mehr ab, je mehr der Grad der dauerhaften Verschlechterung zunimmt, wie in 3 dargestellt. Wenn der Parameter P so weit gesenkt wird, dass er kleiner wird als ein vorgegebener Verschlechterungsbestimmungswert, wird somit bestimmt, dass im NOx-Adsorptionsmittel 28 eine dauerhafte Verschlechterung vorliegt, deren Grad so hoch ist, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 nicht verwendet werden kann. In diesem Fall wird der Verschlechterungsbestimmungswert, der ein Wert des Parameters ist, der dem zulässigen Grenzwert für den Verschlechterungsgrad entspricht, im Voraus in der ECU 50 gespeichert.
Um den oben beschriebenen Parameter P zu berechnen, wird aus den folgenden Gründen der Durchschnitt der Änderungsrate Average(A_F , A_R ), der von einer dauerhaften Verschlechterung kaum beeinflusst wird, zusätzlich zur Verzögerung t_F→R verwendet. Während der Wassergehalt des Abgases auf einem im Wesentlichen konstanten Wert (etwa 12,5 %) gehalten wird, wird die Wassermenge, die dem NOx-Adsorptionsmittel 28 pro Zeiteinheit zugeführt wird, umso größer, je weiter die Strömungsrate des Abgases (≈ Ansaugluftmenge) steigt. Auch wenn der Grad der dauerhaften Verschlechterung konstant ist, wird infolgedessen die Zeit, die es dauert, bis der vordere Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels 28 mit Wasser gesättigt ist (d.h. bis die Wassermenge, die vom vorderen Abschnitt adsorbiert wird, das Maximum erreicht), kürzer, d.h. der zeitliche Abstand t_F→R wird umso kürzer, je höher die Strömungsrate des Abgases wird.
Je mehr die Wassermenge, die dem NOx-Adsorptionsmittel 28 pro Zeiteinheit zugeführt wird, zunimmt, desto größer wird andererseits die Wärmemenge, die vom NOx-Adsorptionsmittel 28 freigesetzt wird. Auch wenn der Grad der dauerhaften Verschlechterung konstant ist, steigen somit die Änderungsraten A_F , A_R als Steigerungsraten der Temperaturen und ihr Durchschnitt Average(A_F , A_R ) umso mehr, je mehr die Strömungsrate des Abgases steigt.
Falls das Produkt des Durchschnitts Average(A_F , A_R ) und des zeitlichen Abstands tF->R als Parameter P verwendet wird, können demgemäß Änderungen der Strömungsrate des Abgases, die von den Betriebsbedingungen des Motors abhängen, zwischen dem durchschnittlichen Durchschnitt Average(A_F , A_R ) und dem zeitlichen Abstand t_F→R ausgeglichen werden. Das heißt, der Parameter P kann im Hinblick auf Änderungen der Strömungsrate des Abgases im Wesentlichen konstant gehalten werden. Somit kann verhindert werden, dass der Parameter P abhängig von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors variiert, selbst wenn der Grad der dauerhaften Bestimmung des NOx-Adsorptionsmittels 28 konstant ist, wodurch eine verbesserte Bestimmungsgenauigkeit sichergestellt wird.
Die Verwendung des Durchschnitts Average(A_F , A_R ) als Änderungsrate der Temperatur führt zu einer Verringerung des Einflusses von Fehlern bei der Erfassung der Änderungsraten A_F , A_R auf den Parameter P, und der Parameter P kann mit verbesserter Genauigkeit berechnet werden. Obwohl in dieser Ausführungsform der Durchschnitt Average(A_F , A_R ) zur Berechnung des Parameters P verwendet wird, kann der Parameter P auch durch Multiplizieren von einer oder beiden der Änderungsraten A_F , A_R mit dem zeitlichen Abstand t_F→R ermittelt werden, statt den Durchschnitt zu verwenden. Ferner ist das Verfahren zur Berechnung des Parameters P gemäß dieser Erfindung nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, in dem das Produkt des Durchschnitts Average(A_F , A_R ) und des zeitlichen Abstands t_F→R ermittelt wird. Das heißt, es können auch andere Rechenmethoden angewendet werden, vorausgesetzt, diese Änderungen der Ansaugluftmenge können zwischen den Änderungsraten A_F , A_R und dem zeitlichen Abstand t_F→R ausgeglichen werden.
In dieser Ausführungsform wird der zeitliche Abstand t_F→R anhand von zeitabhängigen Änderungen der Temperaturen T1, T2 (Zeitdifferentialwerten) berechnet. 4 zeigt Kennlinien, die durch Differenzieren der Temperaturen T1 bzw. T2 in 2 in Bezug auf die Zeit erhalten werden. Wie in 4 dargestellt, wird ein Zeitunterschied zwischen zwei Punkten auf den Kennlinien, bei denen die Zeitdifferentialwerte der Temperaturen T1, T2 am höchsten sind, als zeitlicher Abstand t_F→R zur Verwendung bei der Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung berechnet. Auf diese Weise kann der zeitliche Abstand t_F→R zwischen den Temperaturen T1, T2, die sich entlang der Linien ändern, zu bestimmten Zeiten stabil berechnet werden, wodurch eine verbesserte Rechengenauigkeit gewährleistet wird.
Falls bestimmt wird, dass im NOx-Adsorptionsmittel 28 eine dauerhafte Verschlechterung vorliegt, kann z.B. eine Warnlampe (malfunction indicator light, MIL) des Fahrzeugs eingeschaltet werden, um z.B. den Nutzer des Fahrzeugs darüber zu informieren, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 dauerhaft verschlechtert wurde. Mit dieser Anordnung kann z.B. der Nutzer das NOx-Adsorptionsmittel 28 schnell gegen ein neues austauschen. Falls nur eine oxidative Verschlechterung im NOx-Adsorptionsmittel 28 vorliegt, kann das NOx-Adsorptionsmittel 28 durch die Reduktionssteuerung und/oder die Oxidationsverzögerungssteuerung regeneriert werden, wie oben beschrieben. Somit kann je nach der Art der Verschlechterung eine geeignete Maßnahme gegen eine Verschlechterung ergriffen werden.
Wenn die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels 28 zurückgeht, kann gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung exakt und auf einfache Weise bestimmt werden, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit von einer oxidativen Verschlechterung oder einer dauerhaften Verschlechterung bewirkt wird, wie oben ausführlich beschrieben. Somit kann umgehend die Reduktionssteuerung oder eine geeignete Maßnahme, wie eine Warnoperation, gemäß der Art der Verschlechterung ausgeführt werden. Das heißt, es wird verhindert, dass ohne Rücksicht auf das Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung die Reduktionssteuerung durchgeführt wird, während verhindert wird, dass ohne Rücksicht auf das Vorliegen einer oxidativen Verschlechterung eine unwirtschaftliche Operation, wie ein Einschalten des Warnlichts, durchgeführt wird. Demgemäß kann die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels 28 konstant auf einem ausreichend hohen Grad gehalten werden.
Außerdem wird in dieser Ausführungsform das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer dauerhaften Verschlechterung durch Vergleichen der stromaufwärtsseitigen Temperatur T1 mit der stromabwärtsseitigen Temperatur T2 bestimmt. Genauer kann die Wasseradsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels 28 beispielsweise durch Vergleichen der Änderungsraten der Temperaturen T1, T2, des Zeitpunkts des Temperaturanstiegs und so weiter für den vorderen Abschnitt und den hinteren Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels 28 ermittelt werden. Dann kann der Grad der dauerhaften Verschlechterung, die im NOx-Adsorptionsmittel 28 vorliegt, unter Nutzung der Korrelation oder Beziehung zwischen der Wasseradsorptionsfähigkeit und dem Grad der dauerhaften Verschlechterung exakt bestimmt werden.
In dieser Ausführungsform wird eine Bestimmung in Bezug auf das Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung getroffen, nachdem eine Spülsteuerung abgeschlossen wurde. Somit wird der Prozess der Bestimmungsverschlechterung immer ab dem Zeitpunkt gestartet, zu dem das NOx-Adsorptionsmittel 28 im Wesentlichen in den gleichen Trocknungszustand gebracht wurde. Infolgedessen können Schwankungen des Bestimmungsergebnisses aufgrund von Unterschieden der Ausgangsbedingungen verringert oder eliminiert werden, und das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer dauerhaften Verschlechterung kann mit hoher Stabilität oder Zuverlässigkeit bestimmt werden.
5 und 6 sind Ablaufschemata von Routinen, welche die ECU 50 ausführt, um den Systembetrieb dieser Ausführungsform zu implementieren. Die in 5 und 6 dargestellten Routinen werden in bestimmten Zeitintervallen wiederholt ausgeführt.
In der in 5 dargestellten Routine bestimmt die ECU 50 zu Anfang, ob die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels 28 zurückgegangen ist (Schritt 100). In einem bestimmten Beispiel dieser Bestimmung berechnet die ECU 50 die NOx-Strömungsrate aufgrund der Ansaugluftmenge, die vom Luftströmungsmesser 32 erfasst wird, und der Abgasgemischzusammensetzung, die vom A/F-Sensor 34 erfasst wird, während das Abgas durch die Umgehungsleitung 22 geleitet wird.
Ebenso berechnet die ECU 50 die NOx-Menge, die vom NOx-Adsorptionsmittel 28 adsorbiert wird, aufgrund der NOx-Menge, die von den NOx-Sensoren 36, 38 auf der Adsorptionsmittel-Einlassseite und -auslassseite erfasst wird. Dann bestimmt die ECU 50, ob das Verhältnis der NOx-Menge, die vom NOx-Adsorptionsmittel 28 adsorbiert wird, zur NOx-Menge, die in das NOx-Adsorptionsmittel 28 strömt (oder die NOx-Strömungsrate), kleiner ist als ein bestimmter Wert. Falls bei dieser Bestimmung eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, ist die Adsorptionsfähigkeit zurückgegangen, und daher bestimmt die ECU 50, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit durch eine oxidative Verschlechterung bewirkt wird. Falls eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, besteht weiterhin eine normale Adsorptionsfähigkeit, und daher führt die ECU 50 Schritt 100 wiederholt aus, um die Überwachung der Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels 28 fortzusetzen.
Anschließend wird bestimmt, ob die oxidative Verschlechterung (d.h. die oxidationsbedingte Verschlechterung) im NOx-Adsorptionsmittel 28 vorliegt (Schritt 102). Falls in diesem Schritt eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, führt die ECU 50 die Oxidationsverzögerungssteuerung unter Nutzung einer normalen Verbrennungssteuerung durch (Schritt 104) und führt die Reduktionssteuerung nach Bedarf durch (Schritt 106). Infolgedessen erholt sich das NOx-Adsorptionsmittel 28 im Wesentlichen von der oxidativen Verschlechterung.
Falls in Schritt 102 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird (d.h. falls bestimmt wird, dass der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit nicht durch eine oxidative Verschlechterung bewirkt wird), wird die Oxidationsverzögerungssteuerung unterbrochen (Schritt 108), und es wird bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit durch eine dauerhafte Verschlechterung bewirkt wird (Schritt 110). Falls in Schritt 110 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, wird eine Warnlampe eingeschaltet (Schritt 112), um beispielsweise dem Nutzer nahezulegen, das NOx-Adsorptionsmittel 28, das an einer dauerhaften Verschlechterung leidet, gegen ein neues auszutauschen. Falls in Schritt 110 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, kehrt die ECU 50 zu Schritt 100 zurück, um die Adsorptionsfähigkeit zu überwachen.
Mit Bezug auf 6 wird ein Verfahren zur Durchführung einer Bestimmung in Bezug auf das Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung, das im obigen Schritt 110 durchgeführt wird, genauer erläutert.
In der Routine von 6 bestimmt die ECU 50 zu Anfang, ob Bedingungen für ein Starten der Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung erfüllt sind (Schritt 120). Spezielle Beispiele für die Startbedingungen sind beispielsweise unter anderem, ob eine Spülsteuerung abgeschlossen ist. Falls die Startbedingungen nicht erfüllt sind, wartet die ECU 50, bis die Startbedingungen erfüllt sind. Falls die Startbedingungen erfüllt sind, steuert die ECU 50 das Schaltventil 30 so, dass Abgas in die Umgehungsleitung 22 eingeführt wird (Schritt 122).
Infolgedessen beginnt das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel 28 zu strömen, und dann erfasst die ECU 50 die stromaufwärtsseitige Temperatur T1 und die stromabwärtsseitige Temperatur T2 des NOx-Adsorptionsmittels 28 mittels der Temperatursensoren 40, 42 (Schritt 124). Die Temperaturerfassung wird in einem Abtastungszyklus wiederholt, der dafür geeignet ist, Änderungen der Temperaturen T1, T2 nachzuverfolgen. Falls im Abgas enthaltenes Wasser vom NOx-Adsorptionsmittel 28 adsorbiert wird, steigen unter dieser Bedingung die Temperaturen T1, T2 entsprechend. Dann berechnet die ECU 50 die Änderungsraten A_F , A_R und den zeitlichen Abstand T_F→R (Schritte 126, 128) aufgrund des Erfassungsergebnisses der Temperaturen T1, T2, wie oben beschrieben.
Dann berechnet die ECU 50 den Durchschnitt Average(A_F , A_R ) der Änderungsraten (Schritt 130) und berechnet den Parameter P unter Verwendung des Durchschnitts und des zeitlichen Abstands t_F→R (Schritt 132). Dann bestimmt die ECU 50, ob der Parameter P mindestens so groß ist wie der oben genannte Verschlechterungsbestimmungswert (Schritt 134). Falls in Schritt 134 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, wird bestimmt, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 frei ist von einer dauerhaften Verschlechterung, deren Grad so hoch ist, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 nicht verwendet werden kann (Schritt 136). Falls in Schritt 134 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wird bestimmt, dass eine dauerhafte Verschlechterung im NOx-Adsorptionsmittel vorliegt (Schritt 138).
Nun wird unter Bezug auf 7 bis 10A und 10B ein Abgasemissions-Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform werden im Wesentlichen der gleiche Systemaufbau und die gleiche Steuerroutine (5) wie in der ersten Ausführungsform verwendet. Jedoch unterscheidet sich diese Ausführungsform von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer dauerhaften Bestimmung gemäß der Gesamtmenge an Wärme, die zum NOx-Adsorptionsmittel 28 geliefert wird, bestimmt wird.
7 zeigt den Gesamtaufbau des Abgasemissions-Steuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. In 7 werden die gleichen Bezugszahlen, die in 1 verwendet werden, um die erste Ausführungsform darzustellen, verwendet, um gleiche Bestandteile zu bezeichnen, auf deren Beschreibung verzichtet wird. Wie in 7 dargestellt, sind zwei Abgastemperatursensoren 60, 62, die als erste und zweite Gastemperatur-Erfassungsmittel dienen, in der Umgehungsleitung 22 vorgesehen.
Der stromaufwärtsseitige Abgastemperatursensor 60 ist in der Umgehungsleitung 22 stromaufwärts vom NOx-Adsorptionsmittel 28 angeordnet und ist dafür ausgelegt, die Temperatur des Abgases, das in das NOx-Adsorptionsmittel 28 strömt, als Zustromgastemperatur Tin zu erfassen. Der stromabwärtsseitige Abgastemperatursensor 62 ist in der Umgehungsleitung 22 stromabwärts vom NOx-Adsorptionsmittel 28 angeordnet und ist dafür ausgelegt, die Temperatur des Abgases, das aus dem NOx-Adsorptionsmittel 28 strömt, als Abstromgastemperatur Tout zu erfassen.
Wenn die oben beschriebene Spülsteuerung gestartet wird, wird in dieser Ausführungsform der Prozess zur Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung parallel mit der Spülsteuerung ausgeführt. Bevor die Spülsteuerung gestartet wird, wird Wasser auf dem NOx-Adsorptionsmittel 28 in einer Menge adsorbiert, die derjenigen des Wassers, das in einem gesättigten Zustand unter der letzten Adsorptionssteuerung adsorbiert worden war, nahe kommt. Sobald die Spülsteuerung gestartet wird, strömt Abgas mit hoher Temperatur in das NOx-Adsorptionsmittel 28, und daher wird das adsorbierte Wasser allmählich vom NOx-Adsorptionsmittel 28 desorbiert.
Da die Desorptionsreaktion eine endotherme Reaktion ist, wird ein Teil der Wärme, die während der Desorptionsreaktion zum NOx-Adsorptionsmittel 28 hinzukommt, durch die Desorptionsreaktion verbraucht, und die Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels 28 steigt nicht so sehr. Sobald die Wasserdesorption abgeschlossen ist, beginnt jedoch die Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels 28 stark (oder mit einer hohen Rate) zu steigen. Um das Vorliegen oder Nichtvorliegen der dauerhaften Verschlechterung zu bestimmen, wird die Wärmemenge, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel 28 zu strömen beginnt, und dem Zeitpunkt, zu dem ein starker Temperaturanstieg erscheint, zum NOx-Adsorptionsmittel hinzukommt, als Wärmegesamtmenge berechnet, die der Wassermenge entspricht, die auf dem NOx-Adsorptionsmittel 28 adsorbiert ist. Dann wird das Vorliegen oder Nichtvorliegen der dauerhaften Verschlechterung aufgrund der so berechneten Wärmegesamtmenge bestimmt.
8 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur (d.h. der Betttemperatur) T des NOx-Adsorptionsmittels 28 und der Wasserdesorptions-Vervollständigungszeit t. Die Wasserdesorptions-Vervollständigungszeit ist definiert als die Zeit, die von einem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel 28 zu strömen beginnt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Desorption von Wasser abgeschlossen ist, dessen Menge der des Wassers, das in einem gesättigten Zustand adsorbiert ist, nahe kommt. In 8 stellt Toa die Temperatur des normalen NOx-Adsorptionsmittels 28 dar, das frei ist von einer dauerhaften Verschlechterung, und t₀ stellt die Desorptions-Vervollständigungszeit des normalen NOx-Adsorptionsmittels 28 dar. Ebenso stellen Ta' und t' die Temperatur des dauerhaft verschlechterten NOx-Adsorptionsmittels 28 bzw. dessen Desorptions-Vervollständigungszeit dar. Ferner ist die Gesamtwärmemenge H definiert als ein integrierter Wert der Wärmemenge, die während der Desorptions-Vervollständigungszeit t zum NOx-Adsorptionsmittel hinzukommt. H₀ und H' stellen die Gesamtwärmemenge dar, die zum jeweiligen normalen NOx-Adsorptionsmittel 28 und dauerhaft verschlechterten NOx-Adsorptionsmittel 28 hinzukommt.
Wie aus den Kennlinien in 8 hervorgeht, steigt die Temperatur T des NOx-Adsorptionsmittels stark an, sobald die Desorption des adsorbierten Wassers abgeschlossen ist, und erreicht eine vorgegebene Bezugstemperatur Ts, bei der ein Wendepunkt in der Steigerungsrate der Temperatur T pro Zeiteinheit erscheint. Die Bezugstemperatur Ts wird als Temperaturhöhe eingestellt, welche die Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels 28 erreicht hat, wenn sie stark steigt (oder wenn ein Wendepunkt in der Steigerungsrate der Temperatur erscheint). Die Bezugstemperatur Ts wird vorab in der ECU 50 gespeichert.
In dem Prozess zur Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung wird daher die Temperatur T des NOx-Adsorptionsmittels 28 erfasst, sobald die Spülsteuerung gestartet wurde. Da es bevorzugt ist, die Temperatur T an einer Position zu erfassen, wo die erfasste Temperatur die Temperatur des gesamten NOx-Adsorptionsmittels 28 widerspiegelt, wird die Temperaturerfassung in dieser Ausführungsform unter Verwendung des stromabwärtsseitigen Temperatursensors 42 durchgeführt, der im hinteren Abschnitt des NOx-Adsorptionsmittels 28 angeordnet ist. Wenn zumindest eine von zwei Bedingungen (1), (2) erfüllt ist, d.h. (1) es erscheint ein Wendepunkt in der Steigerungsrate der Temperatur T, und (2) die Temperatur T steigt auf oder über die vorgegebene Bezugstemperatur Ts, wird bestimmt, dass eine bestimmte Temperaturbedingung erreicht ist, die anzeigt, dass die Desorption des adsorbierten Wassers abgeschlossen ist.
Anschließend wird die Zeit, die von dem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das Adsorptionsmittel 28 zu strömen beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die oben beschriebene Bestimmung getroffen wird, vergeht, als Desorptions-Vervollständigungszeit t (d.h. eine Zeit, die es dauert, bis die Desorption abgeschlossen ist) gemessen. Dann wird die Wärmegesamtmenge H, die während der Desorptions-Vervollständigungszeit t zum NOx-Adsorptionsmittel 28 hinzukommt, unter Verwendung der Ansaugluftmenge Ga (die der Strömungsrate des Abgases entspricht), die vom Luftströmungsmesser 32 erfasst wird, der oben genannten Zustromgastemperatur Tin und Abstromgastemperatur Tout und der Desorptions-Vervollständigungszeit t berechnet. Genauer wird die Gesamtwärmemenge H durch Ausführen einer Integration gemäß der folgenden Gleichung (2) über einen Integrationszeitraum oder -bereich, welcher der Desorptions-Vervollständigungszeit t gleich ist, unter Verwendung des Verlaufs Ga(i) der Ansaugluftmenge und der Verläufe Tin(i), Tout(i) der Temperaturen als Zeitreihendaten zur Verwendung bei der Integration ermittelt. $H = \int_{0}^{t} G a (i) • {T i n (i) - T o u t (1)} d t Λ$
Die so berechnete Gesamtwärmemenge H entspricht der Wärmemenge, die nötig ist, um Wasser in einer Menge vom NOx-Adsorptionsmittel 28 zu desorbieren, die derjenigen des Wassers entspricht, das auf dem NOx-Adsorptionsmittel 28 im gesättigten Zustand adsorbiert ist. In diesem Zusammenhang besteht eine Korrelation zwischen der Sättigungsmenge von adsorbiertem Wasser (d.h. der Wassermenge, mit der das NOx-Adsorptionsmittel 28 gesättigt ist) und der Anzahl der NOx-Adsorptionsstellen im NOx-Adsorptionsmittel 28, d.h. dem Grad der dauerhaften Verschlechterung, wie oben beschrieben. Je höher der Grad der Verschlechterung wird, desto kleiner wird die Sättigungsmenge des adsorbierten Wassers, und demgemäß wird auch die Gesamtwärmemenge H kleiner.
9 zeigt eine Kennlinie, welche die Beziehung zwischen der Wärmegesamtmenge, die zum NOx-Adsorptionsmittel 28 hinzukommt, und dem Grad der dauerhaften Verschlechterung zeigt. Wie aus 9 hervorgeht, wird die Gesamtwärmemenge H', die zum dauerhaft verschlechterten NOx-Adsorptionsmittel 28 hinzukommt, kleiner, so dass sie kleiner ist als die Gesamtwärmemenge Ho, die zum normalen NOx-Adsorptionsmittel 28 hinzukommt, und der Umfang der Verringerung der Wärmegesamtmenge steigt umso mehr, je weiter der Verschlechterungsprozess fortschreitet (d.h. der Grad der Verschlechterung steigt). Somit wird bestimmt, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 an einer dauerhaften Verschlechterung leidet, deren Grad so hoch ist, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 nicht verwendet werden kann, wenn die Wärmegesamtmenge H so weit sinkt, dass sie kleiner wird als ein vorgegebener Verschlechterungsbestimmungswert. In diesem Fall wird der Verschlechterungsbestimmungswert, bei dem es sich um einen Wert für die Gesamtwärmemenge handelt, der dem zulässigen Grenzwert des Verschlechterungsgrades entspricht, vorab in der ECU 50 gespeichert.
Mit der oben beschriebenen Anordnung kann das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer dauerhaften Verschlechterung aufgrund der Wärmegesamtmenge H, die für die Desorbierung von Wasser vom NOx-Adsorptionsmittel 28 nötig ist, exakt bestimmt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird von den Bedingungen (1), dass ein Wendepunkt in der Temperaturanstiegsrate erfasst wird, und (2), dass die Temperatur T auf oder über die Bezugstemperatur Ts steigt, mindestens einer zur Bestimmung der Vervollständigung der Wasserdesorption verwendet, so dass der Zeitpunkt der Vervollständigung der Wasserdesorption exakt oder genau bestimmt werden kann. In diesem Fall ermöglicht die Bestimmung aufgrund der Bedingung (1) die stabile Erfassung einer Änderung der Anstiegsrate der Temperatur T selbst bei Vorliegen von Störgrößen, wie einer Änderung der Umgebungstemperatur. Ebenso kann die Bestimmung über die Vervollständigung einer Wasserdesorption auf einfache Weise aufgrund der Bedingung (2) getroffen werden, wozu lediglich eine Operation zum Vergleichen der Temperatur T mit der Bezugstemperatur Ts erforderlich ist. Durch Verwenden beider Bedingungen (1), (2) kann die Bestimmungsgenauigkeit weiter verbessert werden.
Ferner wird in dieser Ausführungsform der Prozess der Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung ausgeführt, wenn die Spülsteuerung gestartet wird. Somit kann der Verschlechterungsbestimmungsprozess immer ab dem Zeitpunkt gestartet werden, zu dem das NOx-Adsorptionsmittel 28 im Wesentlichen den gleichen Wasseradsorptionszustand aufweist. Infolgedessen können Schwankungen der Bestimmungsergebnisse aufgrund von Unterschieden der Ausgangsbedingungen verringert oder eliminiert werden, und das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer dauerhaften Verschlechterung kann stabil bestimmt werden.
10A und 10B zeigen ein Ablaufschema einer Routine, welche die ECU 50 ausführt, um den Systembetrieb dieser Ausführungsform zu implementieren. In dieser Ausführungsform wird die Routine von 10A und 10B anstelle der Routine von 6 ausgeführt, wenn eine Routine ähnlich derjenigen von 5 ausgeführt wird.
In der in 10A dargestellten Routine bestimmt die ECU 50 zu Anfang, ob Bedingungen zum Starten des Prozesses zur Bestimmung des Vorliegens einer dauerhaften Verschlechterung erfüllt sind (Schritt 200). Spezielle Beispiele für die Startbedingungen sind unter anderem, ob eine Spülsteuerung startbereit ist. Falls die Startbedingungen nicht erfüllt sind, wartet die ECU 50, bis die Startbedingungen erfüllt sind. Falls die Startbedingungen erfüllt sind, startet die ECU 50 die Spülsteuerung (Schritt 202) und startet einen Zeitnehmer zum Messen der Desorptions-Vervollständigungszeit t (Schritt 204).
Nachdem die Spülsteuerung auf diese Weise gestartet wurde, beginnt das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel 28 zu strömen, und die ECU 50 erfasst die Ansaugluftmenge Ga, die Temperatur T des NOx-Adsorptionsmittels 28 und die Zustromgastemperatur Tin und die Abstromgastemperatur Tout (Schritte 206 - 210). Die Erfassung dieser Parameter wird in einem Abtastzyklus wiederholt, der dafür geeignet ist, Änderungen der Temperatur T nachzuverfolgen und die Verläufe Ga(i), Tin(i) und Tout(i) als Zeitreihendaten zur Verwendung in einer Integration zu akkumulieren.
Die ECU 50 bestimmt aufgrund der Temperatur T des NOx-Adsorptionsmittels 28, ob die oben beschriebene Bedingung (1) oder (2) erfüllt ist (Schritte 212, 214), während sie die oben beschriebenen Erfassungsoperationen durchführt. Falls eine der Bedingungen (1), (2) erfüllt ist, bestimmt die ECU 50, dass die Desorption von adsorbiertem Wasser abgeschlossen ist, und ermittelt die Desorptions-Vervollständigungszeit t aus dem Wert des Zeitnehmers (Schritt 216). Falls keine der Bedingungen (1), (2) erfüllt ist, bestimmt die ECU 50, dass die Wasserdesorption noch nicht abgeschlossen ist, und setzt die Erfassungsoperationen der Schritte 206 - 210 fort.
Anschließend berechnet die ECU 50 die Gesamtwärmemenge H durch Integration entsprechend der oben angegebenen Gleichung (2) unter Verwendung des Verlaufs Ga(i) der Ansaugluftmenge, der Verläufe Tin(i), Tout(i) der Temperaturen und der Desorptions-Vervollständigungszeit t (Schritt 218). Die ECU 50 bestimmt dann, ob die Wärmegesamtmenge H mindestens so groß ist wie der oben genannte Verschlechterungsbestimmungswert (Schritt 220). Falls in Schritt 220 eine positive Bestimmung (JA) erhalten wird, bestimmt die ECU 50, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 nicht an einer dauerhaften Verschlechterung leidet, deren Grad so hoch ist, dass das NOx-Adsorptionsmittel 28 nicht verwendet werden kann (Schritt 222). Falls in Schritt 220 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, bestimmt die ECU 50, dass im NOx-Adsorptionsmittel 28 eine dauerhafte Verschlechterung vorliegt (Schritt 224).
In der zweiten Ausführungsform wird die Erfindung beispielsweise auf ein System (nachstehend als „System vom Typ Abgasspülung“) angewendet, in dem NOx (Spülgas), das aus den NOx-Adsorptionsmittel 28 desorbiert wurde, in das Abgassystem mündet oder strömt. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt und kann beispielsweise auch auf ein System (nachstehend als „System vom Typ EGR-Spülung“ bezeichnet) angewendet werden, in dem Spülgas in das Ansaugsystem zurückgeführt wird. Das System vom Typ EGR-Spülung ist mit einem Strömungsmesser zum Erfassen der Strömungsrate V_EGR von Spülgas, das in das Ansaugsystem zurückgeführt wird, ausgestattet. In diesem System kann die Wärmegesamtmenge H_EGR zur Verwendung für die Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung gemäß der folgenden Gleichung (3) unter Verwendung des Verlaufs V_EGR(i) der Spülgas-Strömungsrate berechnet werden. $H_{E G R} = \int_{0}^{t} V_{E G R} (i) • {T i n (i) - T o u t (1)} d t Λ$
In einem System vom Typ Kombispülung, in dem das System vom Typ Abgasspülung und das System vom Typ EGR-Spülung miteinander kombiniert sind, kann die Wärmegesamtmenge HALL für das gesamte System (d.h. das Kombispülsystem) gemäß der folgenden Gleichung (4) unter Verwendung der Gesamtwärmemenge H, die für das zum Abgassystem gelieferte Spülgas berechnet wird, und der Gesamtwärmemenge H_EGR , die für das durch das EGR-System gelieferte Spülgas berechnet wird, berechnet werden. $H_{ALL} = H + H_{EGR}$
In der zweiten Ausführungsform wird die Ansaugluftmenge Ga, die vom Luftströmungsmesser 32 erfasst wird, als Parameter verwendet, der die Strömungsrate des Abgases darstellt. Jedoch ist die Erfindung nicht auf dieser Anordnung beschränkt, sondern die Strömungsrate des Abgases kann beispielsweise auch aufgrund der Ansaugluftmenge Ga und der vom A/F-Sensor 34 erfassten Gemischzusammensetzung berechnet werden. Auf diese Weise kann die Strömungsrate des Abgases, die nicht nur mit der Ansaugluftmenge, sondern auch mit der Gemischzusammensetzung (fett oder mager) variiert, exakt berechnet werden, wodurch eine weiter verbesserte Genauigkeit bei der Berechnung der Gesamtwärmemenge sichergestellt wird.
Nun wird mit Bezug auf 11 bis 13 eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform werden im Wesentlichen der gleiche Aufbau und die gleiche Routine wie in der ersten Ausführungsform verwendet. Jedoch unterscheidet sich die dritte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform darin, dass das NOx-Adsorptionsmittel zusammen mit einem zusätzlichen Adsorptionsmittel verwendet wird, und dass ein Ergebnis der Bestimmung über die Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels aufgrund eines Ergebnisses der Bestimmung über die Verschlechterung des zusätzlichen Adsorptionsmittels korrigiert wird.
11 zeigt den Aufbau eines Abgasemissions-Steuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. In 11 werden die gleichen Bezugszahlen, die in 1 verwendet werden, wo die erste Ausführungsform darstellt ist, zur Bezeichnung gleicher Bestandteile verwendet, auf deren Erläuterung verzichtet wird. Wie in 11 dargestellt, weist das System dieser Ausführungsform ein Wasser-Adsorptionsmittel 70 als zusätzliches Adsorptionsmittel und Temperatursensoren 72, 74 auf.
Wie das NOx-Adsorptionsmittel 28 ist das Wasser-Adsorptionsmittel 70 beispielsweise aus Aluminiumoxid enthaltendem Zeolith gebildet. Jedoch wurde der Zeolith einem Ionenaustausch mit einem Metall wie Natrium anstelle von Eisen unterzogen. Daher weist das Wasser-Adsorptionsmittel 70 keine NOx-Adsorptionsfähigkeit auf, aber ist in der Lage, im Abgas enthaltenes Abgas zu adsorbieren. Das Wasser-Adsorptionsmittel 70 ist in der Umgehungsleitung 22 an einer Position stromaufwärts vom NOx-Adsorptionsmittel 28 vorgesehen.
Die Temperatursensoren 72, 74 sind dafür ausgelegt, die Temperatur (Betttemperatur) eines vorderen Abschnitts des Wasser-Adsorptionsmittels 70 bzw. die Temperatur eines hinteren Abschnitts des Wasser-Adsorptionsmittels 70 zu erfassen. Mit dieser Anordnung ist die ECU 50 in der Lage, das Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung im Wasser-Adsorptionsmittel 70 auf die gleiche Weise wie bei der Bestimmung des Vorliegens einer dauerhaften Verschlechterung im NOx-Adsorptionsmittel 28 in der ersten Ausführungsform zu bestimmen. In der dritten Ausführungsform wird das Ergebnis der Bestimmung über eine dauerhafte Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels 28 aufgrund des Ergebnisses der Bestimmung über eine dauerhafte Verschlechterung des Wasser-Adsorptionsmittels 70 korrigiert.
12 ist eine erläuternde Darstellung des Fortschreitens einer zeitabhängigen dauerhaften Verschlechterung für das NOx-Adsorptionsmittel 28 bzw. das Wasser-Adsorptionsmittel 70 (ein Vorbehandlungs-Adsorptionsmittel). Da das Wasser-Adsorptionsmittel 70 Natrium anstelle von Eisen trägt, wird Aluminiumoxid stabil im Zeolith gehalten. Daher zeichnet sich das Wasser-Adsorptionsmittel 70 dadurch aus, dass es weniger leicht eine dauerhafte Verschlechterung durchmacht als das NOx-Adsorptionsmittel 28, wie in 12 dargestellt.
In dieser Ausführungsform wird daher ein Unterschied zwischen dem Grad der dauerhaften Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels 28 und dem Grad der dauerhaften Verschlechterung des Wasser-Adsorptionsmittels 70 oder das Verhältnis der Grade der dauerhaften Verschlechterungen dieser Adsorptionsmittel 28, 70 berechnet. Dann wird eine endgültige Bestimmung des Vorliegens einer dauerhaften Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels 28 unter Verwendung des errechneten Werts getroffen. Auf diese Weise kann das Ergebnis der Bestimmung über eine dauerhafte Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels 28 aufgrund des Ergebnisses über die dauerhafte Verschlechterung des Wasser-Adsorptionsmittels 70 korrigiert werden.
Das heißt, selbst bei Vorliegen von Fehlern im Bestimmungsergebnis aufgrund von beispielsweise Störgrößen oder inhärenten Fehlern, die sich aus einer Umgebung ergeben, in der das NOx-Adsorptionsmittel 28 installiert ist, können diese Fehler zwischen dem Bestimmungsergebnis über das NOx-Adsorptionsmittel und dem Bestimmungsergebnis über das Wasser-Adsorptionsmittel ausgeglichen werden. Somit kann die Genauigkeit der Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung verbessert werden, und die Zuverlässigkeit der Bestimmung kann verbessert werden.
13 ist ein Ablaufschema eine Routine, welche die ECU 50 ausführt, um den Systembetrieb dieser Ausführungsform zu implementieren. Die Routine von 13 wird in Schritt S110 von 5 ausgeführt, während in dieser Ausführungsform eine Routine, die der von 5 ähnlich ist, ausgeführt wird.
In der in 13 dargestellten Routine bestimmt die ECU 50 beispielsweise anhand eines Bestimmungsverfahrens, das dem der ersten Ausführungsform ähnlich ist, ob eine dauerhafte Verschlechterung im NOx-Adsorptionsmittel 28 vorliegt (Schritt 300). Das in Schritt 300 erhaltene Bestimmungsergebnis ist ein provisorisches (vor einer Korrektur). Dann bestimmt die ECU 50 anhand des gleichen Verfahrens wie in Schritt 300, ob eine dauerhafte Verschlechterung im Wasser-Adsorptionsmittel 70 vorliegt (Schritt 302).
Dann berechnet die ECU 50 einen Unterschied zwischen dem Grad der dauerhaften Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels 28 und dem Grad der dauerhaften Verschlechterung des Wasser-Adsorptionsmittels 70 oder das Verhältnis der Grade der dauerhaften Verschlechterungen dieser Adsorptionsmittel 28, 70 als endgültigen Bestimmungsparameter (Schritt 304). Dann bestimmt die ECU 50 wie in der ersten Ausführungsform, ob der in Schritt 304 erhaltene Parameter mindestens so groß ist wie ein vorgegebener Verschlechterungsbestimmungswert (Schritt 306), und bestimmt das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer dauerhaften Verschlechterung gemäß dem Bestimmungsergebnis (Schritt 308, Schritt 310). Somit ist es möglich, das Vorliegen einer dauerhaften Verschlechterung exakt zu bestimmen, während Einflüsse von Störgrößen oder umweltbedingten Fehlern ausgeschlossen werden.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform stellen die Schritte 102, 110 von 5 ein spezielles Beispiel für ein Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsmittel dar. Von diesen Schritten stellt Schritt 102 ein spezielles Beispiel für ein Oxidationsbestimmungsmittel dar, und Schritt 110 stellt ein spezielles Beispiel für ein Mittel zur Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung dar. Ebenso stellt Schritt 104 ein spezielles Beispiel für ein Normalzeit-Verkürzungsmittel dar, und Schritt 106 stellt ein spezielles Beispiel für ein Adsorptionsmittel-Regenerierungsmittel dar, während Schritt 112 ein spezielles Beispiel für ein Informationsmittel darstellt. Ferner stellt Schritt 126 von 6 ein spezielles Beispiel für ein Temperaturanstiegsraten-Ermittlungsmittel dar, und Schritt 128 stellt ein spezielles Beispiel für ein Mittel zur Ermittlung eines zeitlichen Abstands dar.
In der zweiten Ausführungsform stellt Schritt 206 von 10A und 10B ein spezielles Beispiel für ein Abgasströmungsraten-Ermittlungsmittel dar, die Schritte 212, 214 stellen ein spezielles Beispiel für ein Temperaturbedingungs-Bestimmungsmittel dar, Schritt 216 stellt ein spezielles Beispiel für ein Zeitmessmittel dar, Schritt 218 stellt ein spezielles Beispiel für ein Gesamtwärmemengen-Berechnungsmittel dar, und die Schritte 220 - 224 stellen ein spezielles Beispiel für ein Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsmittel dar. In der dritten Ausführungsform stellt Schritt 302 von 13 ein spezielles Beispiel für ein zusätzliches Verschlechterungs-Bestimmungsmittel dar, und Schritt 304 stellt ein spezielles Beispiel für ein Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsmittel dar.
In der dritten Ausführungsform nimmt das zusätzliche Adsorptionsmittel beispielsweise die Form des Wasser-Adsorptionsmittels 70 an. Jedoch ist das zusätzliche Adsorptionsmittel der Erfindung nicht auf das Wasseradsorptionsmittel beschränkt, das dafür ausgelegt ist, Wasser zu adsorbieren, sondern kann auch aus anderen Adsorptionsmitteln ausgewählt werden, die dafür ausgelegt sind, andere Abgaskomponenten als NOx zu adsorbieren. Beispielsweise kann ein CO-Adsorptionsmittel, ein HC-Adsorptionsmittel oder dergleichen als zusätzliches Adsorptionsmittel verwendet werden.
Außerdem wird in der dritten Ausführungsform das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer dauerhaften Verschlechterung auf die gleiche oder eine ähnliche Weise wie in der ersten Ausführungsform bestimmt. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt, sondern eine dauerhafte Verschlechterung des Adsorptionsmittels 28, 70 kann in der dritten Ausführungsform auch auf die gleiche oder eine ähnliche Weise wie in der zweiten Ausführungsform bestimmt werden.
Ferner wird in jeder der dargestellten Ausführungsformen ein Adsorptionsmittel auf Zeolith-Basis als NOx-Adsorptionsmittel verwendet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Verwendung dieser Art von Adsorptionsmittel beschränkt, sondern kann in breitem Umfang auf Systeme angewendet werden, die andere NOx-Adsorptionsmittel als das Adsorptionsmittel auf Zeolith-Basis verwenden.

Claims

Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor (10), aufweisend: eine Umgehungsleitung (22), die in einer Abgasleitung (14) des Verbrennungsmotors (10) vorgesehen ist und die so angeordnet ist, dass sie eine Hauptleitung (16), die Teil der Abgasleitung (14) ist, umgeht; ein Adsorptionsmittel (28), das in der Umgehungsleitung (22) vorgesehen ist und das dafür ausgelegt ist, Komponenten, die im Abgas enthalten sind, zu adsorbieren; eine Strömungsweg-Umschaltvorrichtung (30), die einen Strömungsweg des Abgases zwischen der Hauptleitung (16) und der Umgehungsleitung (22) umschaltet; eine Adsorptionssteuervorrichtung, welche die Strömungsweg-Umschaltvorrichtung (30) auf der Basis von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (10) steuert, um zu bewirken, dass das Abgas durch die Umgehungsleitung (22) strömt; und eine Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmittel ein NOx-Adsorptionsmittel (28) ist und dafür ausgelegt ist, von den Komponenten, die im Abgas enthalten sind, zumindest NOx zu adsorbieren, und dass die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung, wenn die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels (28) zurückgeht, bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein überwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) erholen kann, oder ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann; wobei das Abgasemissions-Steuersystem weiter aufweist: eine erste Temperatur-Erfassungsvorrichtung (40), die eine Temperatur (T1) eines Abschnitts des NOx-Adsorptionsmittels (28), der sich in Strömungsrichtung des Abgases gesehen auf der stromaufwärtigen Seite befindet, als stromaufwärtsseitige Temperatur erfasst; und eine zweite Temperatur-Erfassungsvorrichtung (42), die eine Temperatur (T2) eines Abschnitts des NOx-Adsorptionsmittels (28), der sich in Strömungsrichtung des Abgases gesehen auf der stromabwärtigen Seite befindet, als stromabwärtsseitige Temperatur erfasst, wobei die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung Änderungen der stromaufwärtsseitigen Temperatur mit Änderungen der stromabwärtsseitigen Temperatur vergleicht, wenn das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel (28) strömt, wodurch die Änderungen der stromaufwärtsseitigen Temperatur und der stromabwärtsseitigen Temperatur bewirkt werden, und auf der Basis eines Vergleichsergebnisses bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann.
Abgasemissions-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung aufweist: eine Oxidations-Bestimmungsvorrichtung, die bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit von einer Oxidierung des NOx-Adsorptionsmittels (28) verursacht wird, und eine Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Verschlechterung, die, wenn der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit nicht oxidationsbedingt ist, bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit durch irreversible strukturelle Änderungen im NOx-Adsorptionsmittel (28) verursacht wird.
Abgasemissions-Steuersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Temperaturanstiegsraten-Ermittlungsvorrichtung, die eine Temperaturanstiegsrate pro Zeiteinheit für die stromaufwärtsseitige Temperatur und/oder die stromabwärtsseitige Temperatur ermittelt, die steigen/steigt wenn das Abgas durch das NOx-Adsorptionsmittel (28) strömt; und eine Verzögerungs-Ermittlungsvorrichtung, die einen zeitlichen Abstand zwischen einem Anstieg der stromaufwärtsseitigen Temperatur und einem Anstieg der stromabwärtsseitigen Temperatur ermittelt, wobei die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung auf der Basis eines Produkts der Temperaturanstiegsrate und des zeitlichen Abstands bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann.
Abgasemissions-Steuersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Temperaturanstiegsraten-Ermittlungsvorrichtung, die eine Anstiegsrate der Temperatur pro Zeiteinheit für die stromaufwärtsseitige Temperatur und für die stromabwärtsseitige Temperatur ermittelt, die steigen, wenn das Abgas durch das NOx-Adsorptionsmittel (28) strömt; und eine Verzögerungs-Ermittlungsvorrichtung, die einen zeitlichen Abstand zwischen einem Anstieg der stromaufwärtsseitigen Temperatur und einem Anstieg der stromabwärtsseitigen Temperatur ermittelt, wobei die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung auf der Basis eines Produkts aus einem Durchschnitt der Anstiegsrate der stromaufwärtsseitigen Temperatur und der Anstiegsrate der stromabwärtsseitigen Temperatur und des zeitlichen Abstands bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann.
Abgasemissions-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung nach Abschluss einer Spülsteuerung zum Ausspülen von auf dem NOx-Adsorptionsmittel (28) adsorbiertem NOx bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann.
Abgasemissions-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor (10), aufweisend: eine Umgehungsleitung (22), die in einer Abgasleitung (14) des Verbrennungsmotors (10) vorgesehen ist und die so angeordnet ist, dass sie eine Hauptleitung (16), die Teil der Abgasleitung (14) ist, umgeht; ein Adsorptionsmittel (28), das in der Umgehungsleitung (22) vorgesehen ist und das dafür ausgelegt ist, Komponenten, die im Abgas enthalten sind, zu adsorbieren; eine Strömungsweg-Umschaltvorrichtung (30), die einen Strömungsweg des Abgases zwischen der Hauptleitung (16) und der Umgehungsleitung (22) umschaltet; eine Adsorptionssteuervorrichtung, welche die Strömungsweg-Umschaltvorrichtung (30) auf der Basis von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (10) steuert, um zu bewirken, dass das Abgas durch die Umgehungsleitung (22) strömt; und eine Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmittel ein NOx-Adsorptionsmittel (28) ist und dafür ausgelegt ist, von den Komponenten, die im Abgas enthalten sind, zumindest NOx zu adsorbieren, und dass die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung, wenn die Adsorptionsfähigkeit des NOx-Adsorptionsmittels (28) zurückgeht, bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein überwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) erholen kann, oder ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann; wobei das Abgasemissions-Steuersystem weiter aufweist: eine Temperaturbedingungs-Bestimmungsvorrichtung, die bestimmt, ob eine bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel (28) vorliegt, nachdem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel (28) zu strömen begonnen hat; und eine Gesamtwärmemengen-Berechnungsvorrichtung, die eine Gesamtwärmemenge berechnet, die während eines Zeitraums von einem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel (28) zu strömen beginnt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel (28) vorliegt, zum NOx-Adsorptionsmittel (28) hinzukommt, wobei die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung auf der Basis der Gesamtwärmemenge bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann.
Abgasemissions-Steuersystem nach Anspruch 6, wobei die Temperaturbedingungs-Besimmungsvorrichtung bestimmt, dass die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel (28) vorliegt, wenn das NOx-Adsorptionsmittel (28) eine vorgegebene Bezugstemperatur erreicht.
Abgasemissions-Steuersystem nach Anspruch 6, wobei die Temperaturbedingungs-Besimmungsvorrichtung bestimmt, dass die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel (28) vorliegt, wenn ein Wendepunkt in der Temperaturanstiegsrate des NOx-Adsorptionsmittels (28) pro Zeiteinheit auftritt.
Abgasemissions-Steuersystem nach Anspruch 6, wobei die Temperaturbedingungs-Besimmungsvorrichtung bestimmt, dass die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel (28) vorliegt, wenn das NOx-Adsorptionsmittel (28) eine vorgegebene Bezugstemperatur erreicht und wenn ein Wendepunkt in der Temperaturanstiegsrate des NOx-Adsorptionsmittels (28) pro Zeiteinheit auftritt.
Abgasemissions-Steuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner aufweisend: eine Abgasströmungsraten-Ermittlungsvorrichtung (34), die eine Strömungsrate des Abgases, das aus dem Verbrennungsmotor (10) abgegeben wird, ermittelt; eine erste Gastemperatur-Erfassungsvorrichtung (60), die eine Temperatur eines Abgases, das in das NOx-Adsorptionsmittel (28) strömt, als Gaszustromtemperatur erfasst; eine zweite Gastemperatur-Erfassungsvorrichtung (62), die eine Temperatur eines Abgases, das aus dem NOx-Adsorptionsmittel (28) strömt, als Gasabstromtemperatur erfasst; und eine Zeitmessvorrichtung, die eine Zeit misst, die ab dem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel (28) zu strömen beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel (28) auftritt, vergeht, wobei die Gesamtwärmemengen-Berechnungsvorrichtung die Gesamtwärmemenge auf der Basis der ermittelten Abgasströmungsrate, der erfassten Gaszustromtemperatur, der erfassten Gasabstromtemperatur und der gemessenen vergangenen Zeit berechnet.
Abgasemissions-Steuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung bestimmt, ob der Rückgang der Adsorptionsfähigkeit ein unüberwindbarer Rückgang ist, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann, wenn eine Spülsteuerung zum Ausspülen von auf dem NOx-Adsorptionsmittel (28) adsorbiertem NOx gestartet wird.
Abgasemissions-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend: ein zusätzliches Adsorptionsmittel, das zusammen mit dem NOx-Adsorptionsmittel (28) in der Umgehungsleitung (22) angeordnet ist und das dafür ausgelegt ist, eine Abgaskomponente, bei der es sich nicht um NOx handelt, zu adsorbieren; und eine zusätzliche Verschlechterungs-Bestimmungsvorrichtung, die bestimmt, ob das zusätzliche Adsorptionsmittel an einem unüberwindbaren Rückgang der Adsorptionsfähigkeit leidet, von dem sich das zusätzliche Adsorptionsmittel nicht erholen kann, wobei die Adsorptionsfähigkeits-Bestimmungsvorrichtung ein Ergebnis der Bestimmung über eine Verschlechterung des NOx-Adsorptionsmittels (28) auf der Basis eines Ergebnisses der Bestimmung über eine Verschlechterung des zusätzlichen Adsorptionsmittels korrigiert.
Abgasemissions-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend: eine Abgasgemischzusammensetzungs-Ermittlungsvorrichtung, die eine Gemischzusammensetzung des Abgases, das aus dem Verbrennungsmotor (10) abgegeben wird, ermittelt; und eine Normalzeit-Reduzierungsvorrichtung, welche die Strömungsweg-Umschaltvorrichtung (30) steuert, um zu bewirken, dass das Abgas durch die Umgehungsleitung (22) strömt, wenn eine Temperatur des NOx-Adsorptionsmittels (28) in einem Temperaturbereich liegt, der sich für einen Reduktionsprozess eignet, und die erfasste Gemischzusammensetzung des Abgases fett wird.
Abgasemissions-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner aufweisend: eine Adsorptionsmittel-Regenerierungsvorrichtung, die einen Reduktionsprozess an dem NOx-Adsorptionsmittel (28) durchführt, wenn im NOx-Adsorptionsmittel (28) ein überwindbarer Rückgang der Adsorptionsfähigkeit vorliegt, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) erholen kann; und eine Informationsvorrichtung, die eine Meldung ausgibt, dass ein unüberwindbarer Rückgang der Adsorptionsfähigkeit vorliegt, von dem sich das NOx-Adsorptionsmittel (28) nicht erholen kann, wenn im NOx-Adsorptionsmittel (28) ein unüberwindbarer Rückgang der Adsorptionsfähigkeit vorliegt.
Abgasemissions-Steuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner aufweisend: eine EGR-Leitung, durch die ein Teil des Abgases, das aus dem NOx-Adsorptionsmittel (28) abgegeben wird, in ein Ansaugsystem des Verbrennungsmotors (10) zurückgeführt wird; eine erste Abgasströmungsraten-Ermittlungsvorrichtung (34), die eine Strömungsrate des Abgases ermittelt, das in das Ansaugsystem zurückgeführt wird; eine zweite Abgasströmungsraten-Ermittlungsvorrichtung (34), die eine Strömungsrate von Abgas ermittelt, das aus dem Verbrennungsmotor (10) abgegeben wird; eine erste Gastemperatur-Erfassungsvorrichtung (60), die eine Temperatur eines Abgases, das in das NOx-Adsorptionsmittel (28) strömt, als Gaszustromtemperatur erfasst; eine zweite Gastemperatur-Erfassungsvorrichtung (62), die eine Temperatur eines Abgases, das aus dem NOx-Adsorptionsmittel (28) strömt, als Gasabstromtemperatur erfasst; und eine Zeitmessvorrichtung, die eine Zeit misst, die ab dem Zeitpunkt, zu dem das Abgas in das NOx-Adsorptionsmittel (28) zu strömen beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die bestimmte Temperaturbedingung im NOx-Adsorptionsmittel (28) vorliegt, vergeht, wobei die Gesamtwärmemengen-Berechnungsvorrichtung die Gesamtwärmemenge auf der Basis der Abgasströmungsrate, die von der ersten Abgasströmungsraten-Ermittlungsvorrichtung (34) ermittelt wird, der Abgasströmungsrate, die von der zweiten Abgasströmungsraten-Ermittlungsvorrichtung (34) ermittelt wird, der erfassten Gaszustromtemperatur, der erfassten Gasabstromtemperatur und der gemessenen vergangenen Zeit berechnet.
Abgasemissions-Steuersystem nach Anspruch 12, wobei das zusätzliche Adsorptionsmittel mindestens eine Abgaskomponente adsorbiert, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus im Abgas enthaltenem Wasser, CO und HC.