DE112014004835B4

DE112014004835B4 - Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE112014004835B4
Application number: DE112014004835.6T
Authority: DE
Inventors: Hiromasa Nishioka; Kazuhiro Ito; Yoshihisa Tsukamoto; Hiroshi Otsuki; Yasumasa NOTAKE; Daichi Imai; Ryota Koutake
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: CN105658919B; CN105658919A; DE112014004835T5; WO2015060014A1; JP2015081541A; US20160281565A1; JP6131821B2; US9840954B2

Abstract

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine (1), aufweisend:ein NOxAdsorptionsmittel (25) zum Adsorbieren von NOxim Abgas und einen NOxReinigungskatalysator (26) zum Reinigen von NOxin dem Abgas, welche in einer Maschinenabgaspassage (21) angeordnet sind, wobei das NOxAdsorptionsmittel (25) die Eigenschaft hat, dass die adsorbierte Feuchtigkeit beginnt desorbiert zu werden, wenn die Temperatur des NOxAdsorptionsmittel (25) erhöht wird, und die Temperatur des NOxAdsorptionsmittels (25) eine Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur (TDW) erreicht, und dass das adsorbierte NOxbeginnt desorbiert zu werden, wenn die Temperatur des NOxAdsorptionsmittels (25) weiter angehoben wird und die Temperatur des NOxAdsorptionsmittels (25) eine NOxDesorptionstemperatur (TDN) erreicht;eine elektrische Heizung (27) zum Erhöhen der Temperatur des NOxAdsorptionsmittels (25); undeinen Kontroller, der derart konfiguriert ist, dass er beginnt der elektrischen Heizung (27) elektrische Leistung zuzuführen, bevor die Verbrennungsmaschine (1) vollständig aufgewärmt ist, wenn ein Signal ausgegeben wird, das ein Anlassen der Verbrennungsmaschine (1) anfordert, und der elektrischen Heizung (27) eine elektrische Leistungsmenge zuzuführen, welche die Temperatur des NOxAdsorptionsmittels (25) gleich oder höher der Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur (TDW) aber niedriger als die NOxDesorptionstemperatur (TDN) einstellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der Vergangenheit ist eine Verbrennungsmaschine bekannt, welche ein NO_x Adsorptionsmittel zum Adsorbieren von NO_x im Abgas und einen NO_x Reinigungskatalysator zum Reinigen von NO_x im Abgas in einer Maschinenabgaspassage anordnet. Bei dieser Verbrennungsmaschine wird das NO_x in dem Abgas an dem NO_x Adsorptionsmittel ab dem Zeitpunkt adsorbiert, wenn ein Betrieb der Maschine gestartet wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Temperatur des NO_x Reinigungskatalysators die Aktivierungstemperatur erreicht, wodurch die Freisetzung von NO_x in die Atmosphäre verhindert wird.
In dieser Hinsicht enthält das Gas, welches in der Maschinenabgaspassage vorhanden ist, Feuchtigkeit, während der Betrieb der Maschine unterbrochen ist. Diese Feuchtigkeit wird an dem NO_x Adsorptionsmittel adsorbiert, bevor die Maschine wieder gestartet wird. Wenn die Maschine wieder gestartet wird, wird im Ergebnis die Menge von NO_x, welche das NO_x Adsorptionsmittel adsorbieren kann, durch die Menge an Feuchtigkeit reduziert, welche an dem NO_x Adsorptionsmittel adsorbiert wurde. D.h., bevor die Temperatur des NO_x Reinigungskatalysators die Aktivierungstemperatur erreicht, steigt die Menge von NO_x, welche in die Atmosphäre freigesetzt wird, um die Feuchtigkeitsmenge, welche an dem NO_x Adsorptionsmittel adsorbiert wurde.
Daher ist eine Verbrennungsmaschine bekannt, welche eine elektrische Heizung an einem NO_x Adsorptionsmittel anbringt, eine Menge an Feuchtigkeit berechnet, welche an dem NO_x Adsorptionsmittel adsorbiert wurde, die elektrische Heizung derart betreibt, dass sie die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittel erhöht, wenn die Menge von adsorbierter Feuchtigkeit einen Grenzwertmenge übersteigt, und dadurch das NO_x Adsorptionsmittel dazu bringt, die Feuchtigkeit freizusetzen (siehe JP 2002-155736 A ).
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
In der JP 2002-155736 A wird jedoch eine Feuchtigkeitsfreisetzaktion nicht durchgeführt bis die Menge an adsorbierter Feuchtigkeit eine Grenzwertmenge wird. Abgesehen von dem Zeitpunkt unmittelbar nachdem die Feuchtigkeitsfreisetzaktion durchgeführt wurde, ist im Ergebnis die Menge von NO_x, welche das NO_x Adsorptionsmittel adsorbieren kann, um die Menge von Feuchtigkeit reduziert, welche an dem NO_x Adsorptionsmittel adsorbiert wurde. Bevor die Temperatur des NO_x Reinigungskatalysators die Aktivierungstemperatur erreicht, wird daher die Menge von NO_x, welche in die Atmosphäre freigesetzt wird, erhöht. Alternativ ist es notwendig, die Adsorptionskapazität des NO_x Adsorptionsmittels um die Menge der adsorbierten Feuchtigkeit zu erhöhen.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine vorgeschlagen, wobei ein NO_x Adsorptionsmittel zum Adsorbieren von NO_x im Abgas und ein NO_x Reinigungskatalysator zum Entfernen von NO_x im Abgas in einer Maschinenabgaspassage angeordnet sind, wobei das NO_x Adsorptionsmittel die Eigenschaft hat, dass die adsorbierte Feuchtigkeit beginnt desorbiert zu werden, wenn die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittel erhöht wird, und die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels eine Feuchtigkeitdesorptionstemperatur erreicht, und das adsorbierte NO_x beginnt desorbiert zu werden, wenn die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels weiter angehoben wird, und die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels eine NO_x Desorptionstemperatur erreicht, wobei die Vorrichtung weiter mit einer elektrischen Heizung zum Erhöhen der Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels ausgestattet ist, und wobei die Vorrichtung beginnt, elektrische Leistung der elektrischen Heizung zuzuführen bevor die Verbrennungsmaschine vollständig aufgewärmt ist, wenn ein Signal ausgegeben wird, welches ein Anlassen bzw. Hochfahren der Verbrennungsmaschine anfordert, und der elektrischen Heizung eine elektrische Leistungsmenge zuführt, welche die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels gleich oder höher der Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur, aber niedriger als die NO_x Desorptionstemperatur einstellt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Es ist möglich, eine Freisetzung von NO_x in die Atmosphäre zu verhindern bis die Temperatur des NO_x Reinigungskatalysators die Aktivierungstemperatur erreicht, während die Absorptionskapazität von NO_x des Absorptionsmittels gering bleibt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Überblick über eine Verbrennungsmaschine;
2A ist eine Vorderansicht eines Partikelfilters;
2B ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Partikelfilters;
3 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Trennwand eines Partikelfilters;
4 ist ein Graph zur Erklärung der Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur und der NO_x Desorptionstemperatur;
5 ist ein Graph zur Erklärung der Aktivierungstemperatur des NO_x Reinigungskatalysators;
6 ist ein Zeitdiagramm, welches die Steuerung der elektrischen Heizung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt;
7 ist eine Ansicht, die ein Kennfeld einer anfänglichen bzw. ursprünglichen Menge QAW0 von adsorbierter Feuchtigkeit darstellt;
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerprogramm der elektrischen Heizung darstellt;
9 ist ein Zeitdiagramm, das die Steuerung einer elektrischen Heizung einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 ist ein Zeitdiagramm, das die Steuerung einer elektrischen Heizung einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
11 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung der elektrischen Heizung nach einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
12 ist eine Darstellung, die eine andere Ausführungsform des NO_x Adsorptionsmittels darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezugnehmend auf 1 zeigt 1 einen Körper einer Kompressionszündungsverbrennungsmaschine bzw. eines Dieselmotors, 2 eine Brennkammer eines Zylinders, 3 eine elektromagnetisch gesteuerte Einspritzdüse zum Einspritzen von Brennstoff in eine entsprechende Brennkammer 2, 4 ein Ansaugsammelrohr bzw. Einlasssammelrohr und 5 ein Abgassammelrohr bzw. Auslasssammelrohr. Das Ansaugsammelrohr 4 ist über einen Ansaugkanal 6 mit einem Auslass eines Kompressors 7c eines Abgasturboladers 7 verbunden, während der Einlass des Kompressors 7c über ein Ansaugeinführrohr 8 mit einem Luftmassenmesser 9 und einem Luftreiniger bzw. Luftfilter 10 verbunden ist. Im Inneren des Ansaugkanals 6 ist elektrisch gesteuertes Drosselventil 11 angebracht. Zudem ist um den Ansaugkanal 6 eine Kühlvorrichtung 12 angebracht, um die angesaugte Luft zu kühlen, welche durch das Innere des Ansaugkanals 6 strömt. Auf der anderen Seite ist das Abgassammelrohr 5 mit einem Einlass einer Abgasturbine 7t bzw. Auslassturbine 7t des Abgasturboladers 7 verbunden, während der Auslass der Abgasturbine 7t mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 20 bzw. Auslassnachbehandlungsvorrichtung 20 verbunden ist.
Jede Einspritzdüse 3 ist mit einer Brennstoffzufuhrleitung bzw. einem Brennstoffzufuhrrohr 13 mit einem Common-Rail 14 verbunden. Dieses Common-Rail 14 ist über eine elektrisch gesteuerte Abgasbrennstoffpumpe 15 bzw. Auslassbrennstoffpumpe 15 mit einem Brennstofftank 16 verbunden. Der Brennstoff im Inneren des Brennstofftanks 16 wird durch eine Brennstoffpumpe 15 zum Inneren des Common-Rail 14 geführt. Der Brennstoff, welcher zum Inneren des Common-Rail 14 geführt wird, wird über die Brennstoffzufuhrrohre 13 der Einspritzdüse 3 zugeführt. In der in 1 gezeigten Ausführungsform, besteht dieser Brennstoff aus Diesel bzw. Dieselöl. In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform besteht die Verbrennungsmaschine aus einer fremdgezündeten Verbrennungsmaschine, die Brennstoff bzw. Kraftstoff unter einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbrennt. In diesem Fall besteht der Kraftstoff bzw. Brennstoff aus Benzin.
Das Abgassammelrohr 5 bzw. das Auslasssammelrohr 5 und das Einlasssammelrohr 4 sind miteinander über eine Abgaszirkulation (nachfolgend als „EGR“ bezeichnet) Passage 17 verbunden. Im Inneren der EGR Passage 17 ist ein elektrisch gesteuertes EGR Steuerventil 18 angeordnet. Zudem ist um die EGR Passage 17 eine Kühlvorrichtung 19 zum Kühlen des EGR Gases, welches durch das Innere der EGR Passage 17 strömt, angeordnet.
Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 20 ist mit einem Abgasrohr 21 bzw. Auslassrohr 21 ausgestattet, welches mit dem Auslass der Abgasturbine 7t verbunden ist. Dieses Abgasrohr 21 ist über ein Gehäuse 22 mit einer Abgasleitung 23 bzw. Auslassleitung 23 verbunden. Im Inneren des Gehäuses 22 ist ein Partikelfilter 24 zum Auffangen von Partikeln in dem Abgas angeordnet. Auf dem Partikelfilter 24 sind ein NO_x Adsorptionsmittel 25 zum Adsorbieren von NO_x in dem Abgas und ein NO_x Reinigungskatalysator 26 zum Reinigen von NO_x in dem Abgas aufgebracht bzw. werde von dem Partikelfilter 24 getragen. Zudem ist stromaufwärts von dem Partikelfilter 24 im Inneren des Gehäuses 22 eine elektrische Heizung 27 mit dem Partikelfilter 24 verbunden angeordnet. Außerdem ist in der Abgasleitung 21, welche stromaufwärts von dem NO_x Reinigungskatalysator 26 positioniert ist, ein Reduktionsmittelzufuhrventil 28, welches dem Abgas ein Reduktionsmittel zuführt, angebracht.
Die elektronische Steuereinheit 30 besteht aus einem digitalen Computer, welcher mit Komponenten, welche miteinander durch einen bidirektionalen Bus 31 verbunden sind, ausgestattet ist, wie beispielsweise einem ROM (Festwertspeicher) 32, einem RAM (Arbeitsspeicher) 33, einem CPU (Mikroprozessor) 34, einem Eingabeanschluss 35, einem Ausgabeanschluss 36. An dem Ansaugeinfiihrrohr 8 ist ein Temperatursensor 8T angebracht, um die Temperatur der Luft im Inneren des Ansaugeinfuhrrohres 8 zu erfassen. An dem NO_x Adsorptionsmittel 25 ist ein Temperatursensor 25T zum Erfassen der Temperatur des NO_x Adsorptionsmittel 25 angebracht. In der in 1 dargestellten Ausführungsform stellt die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels 25 die Temperatur des Partikelfilter 24 und des NO_x Reinigungskatalysators 26 dar. Die Ausgabespannungen des Luftmassenmessers 9 und die Temperatursensoren 8T und 25T werden über die entsprechenden AD (Analog-Digital) Wandler 37 in den Eingabeanschluss 35 eingegeben. Zudem ist ein Gaspedal 39 mit einem Lastsensor 40 verbunden, welcher eine Ausgabespannung erzeugt, die proportional zu der Betätigung bzw. Größe des Niederdrückens des Gaspedals 39 ist. Die Ausgabespannung des Lastsensors 40 wird über einen entsprechenden AD Wandler 37 zu dem Eingabeanschluss 35 eingegeben. Zudem ist ein Kurbelwellenwinkelsensor 41 mit dem Eingabeanschluss 35 verbunden, welcher jedes Mal eine Pulsausgabe erzeugt, wenn die Kurbelwelle beispielsweise um 30 Grad rotiert. Bei der CPU 34 werden die Pulsausgaben von dem Kurbelwellenwinkelsensor 41 als Basis verwendet, um die Maschinengeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl zu berechnen. Zudem wird ein Signal, welches angibt, ob ein Zündschalter 42, welcher von dem Fahrzeugfahrer betätigt wird, an oder aus ist, zu dem Eingabeanschluss 35 eingegeben. An der anderen Seite ist der Ausgabeanschluss 36 über entsprechende Steuerkreise 38 mit der Einspritzdüse 3, einer Antriebsvorrichtung des Drosselventils 11, der Brennstoffpumpe 15, dem EGR Steuerventil 18, der elektrischen Heizung 27 und dem Reduktionsmittelzufuhrventil 28 verbunden.
2A und 2B zeigen die Struktur eines Wandstrompartikelfilters 24. Es sei angemerkt, dass 2A eine Vorderansicht des Partikelfilters 24 darstellt, während 2B eine Seitenquerschnittsansicht des Partikelfilters 24 darstellt. Wie in 2A und 2B dargestellt, bildet der Partikelfilter 24 eine Wabenstruktur, welche mit einer Mehrzahl von Abgasströmungsleitungen 71i und 71o, welche sich parallel zueinander erstrecken, und Trennwänden 72 ausgebildet ist, welche diese Abgasströmungsleitungen 71i und 71o voneinander trennen. In der in 2A dargestellten Ausführungsform bestehen die Abgasströmungsleitungen 71i und 71o aus Abgaseinströmpassagen 71i mit stromaufwärts gelegenen Enden, welche offen sind, und mit stromabwärts gelegenen Enden, welche durch Stopper 73d geschlossen sind, und Abgasausströmpassagen 71o und mit stromaufwärts gelegenen Enden, welche durch Stopper 73u geschlossen sind, und mit stromabwärts gelegenen Enden, welche offen sind. Es sei angemerkt, dass die schraffierten Teile in 2A die Stopper 73u darstellen. Daher sind die Abgaseinströmpassagen 71i und die Abgasausströmpassagen 71o abwechselnd über dünne Trennwände 72 angeordnet. Mit anderen Worten ist in den Abgaseinströmpassagen 71i und den Abgasausströmpassagen 71o jede Abgaseinströmpassage 71i von vier Abgasausströmpassagen 71o umgeben und jede Abgasausströmpassage 71o ist von vier Abgaseinströmpassagen 71i umgeben. In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform besteht die Abgasströmungsleitung aus Abgaseinströmpassagen mit stromaufwärts gelegenen Enden und stromabwärts gelegenen Enden, welche offen sind, und Abgasausströmpassagen mit stromaufwärts gelegenen Enden, welche durch Stopper geschlossen sind und mit stromabwärts gelegenen Enden, welche offen sind.
Die Trennwände 72 sind aus durchlässigen bzw. porösen Materialien wie beispielsweise Cordierit, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Zirkonium, Titan, Aluminoxid, Silikum, Mullit, Lithiumaluminiumsilikat, Zirkoniumphosphat und anderen solcher Keramiken gebildet. Daher wie in 2B durch die Pfeile dargestellt, strömt das Abgas zuerst in die Abgaseinströmpassagen 71i, strömt dann weiter über die umgebenden Trennwände 72 und strömt aus dem Inneren der angrenzenden Abgasausströmpassagen 71o. Auf diese Weise bilden die Trennwände 72 die Innenumfangsflächen der Abgaseinströmpassagen 71i. In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform sind die Trennwände oder Substrate aus porösem Widerstandsheizmaterialien, wie beispielsweise einer Ni-Cr basierten Verbindung, Molybdän-Disilizid (MoSi₂) oder anderen Metallheizelementen, aus Siliziumkarbid (SiC) oder anderen nicht metallischen Heizelementen gebildet. In diesem Fall werden die Trennwände elektrisiert, wodurch die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels 25 ansteigt. Daher fungieren die Trennwände als die elektrische Heizung 27.
3 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Trennwand 72. Wie in 3 dargestellt ist, ist an der Seitenfläche der Trennwand 72 an der Seite der Abgaseinströmpassage 71i eine Schicht von einem NO_x Adsorptionsmittel 25 gebildet. An der Schicht des NO_x Adsorptionsmittels 25 ist eine Schicht eines NO_x Reinigungskatalysators 26 gebildet.
In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das NO_x Adsorptionsmittel Zeolith. In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform enthält das NO_x Adsorptionsmittel 25 Mangan Mn.
Wenn die Temperatur des NOx Adsorptionsmittels 25 niedrig ist, wird das NO_x an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbiert. Wenn die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels 25 steigt, wird das adsorbierte NO_x desorbiert und von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 freigesetzt. Zudem wird die Feuchtigkeit an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 ähnlich adsorbiert und von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 desorbiert.
4 zeigt die Menge QDW der Feuchtigkeit und die Menge QDN von NO_x, welche von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 desorbiert werden. Wie aus 4 ersichtlich wird, wenn die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 niedriger als die Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW ist, wird die Menge der desorbierten Feuchtigkeit QDW bei im Wesentlichen Null beibehalten. Daher desorbiert das NO_x Adsorptionsmittel 25 nicht viel Feuchtigkeit. Wenn die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 erhöht wird und die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW erreicht, steigt die Menge der desorbierten Feuchtigkeit QDW von Null und damit beginnt die Feuchtigkeit, welche an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbiert ist, desorbiert zu werden. Auf der anderen Seite, wenn die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 niedriger als die NO_x Desorptionstemperatur TDN ist, wird die Menge QDN des desorbierten NO_x im Wesentlichen bei null gehalten. Daher desorbiert das NO_x Adsorptionsmittel 25 nicht viel NO_x. Wenn die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 weiter angehoben wird und die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die NO_x Desorptionstemperatur TDN erreicht, steigt die Menge QDN des desorbierten NO_x von Null, und damit beginnt das NO_x, das an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbiert ist, desorbiert zu werden. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wird die Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW ungefähr bei 100°C eingestellt und die NO_x Desorptionstemperatur TDN wird ungefähr bei 180°C oder höher als die Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW eingestellt.
Auf der anderen Seite besteht der NO_x Reinigungskatalysator 26 in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem NO_x selektiven Reduktionskatalysator, welcher geeignet ist, um NO_x im Abgas durch ein Reduktionsmittel unter Sauerstoffüberschuss zu reduzieren. Dieser NO_x selektive Reduktionskatalysator verwendet Titandioxid TiO₂ als Träger und enthält Vanadiaumoxid V₂O₅, der auf diesem Träger getragen wird, oder verwendet Zeolith ZSM5 als Träger und enthält Kupfer Cu, der auf diesem Träger getragen wird. Zudem wird eine wässrige Harnstofflösung von dem Reduktionsmittelzufuhrventil 28 zugeführt und Ammoniak, das aus der wässrigen Harnstofflösung gewonnen wird, fungiert als ein Reduktionsmittel. In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform wird ein Reduktionsmittel verwendet, das aus Brennstoff (Kohlenwasserstoff) gebildet ist.
Wenn auf das Verhältnis von Luft zu Brennstoff (Kohlenwasserstoff) Bezug genommen wird, welche in die Maschinenaufnahmepassage und die Abgaspassage stromaufwärts von den Verbrennungskammern 2 und des NO_x Reinigungskatalysators 26 als das Luft-Brennstoff Verhältnis des Abgases zugeführt werden, besteht in einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform der NO_x Reinigungskatalysator 26 aus einem NO_x Speicherkatalysator, welcher NO_x speichert, welches in dem Abgas enthalten ist, wenn das Luft-Brennstoff Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist und setzt das gespeicherte NO_x frei, wenn das Luft-Brennstoff Verhältnis des einströmenden Abgases fett wird. Dieser NO_x Speicherkatalysator ist mit einem Edelmetallkatalysator, wie beispielsweise Platin Pt, Rhodium Rh, Palladium Pd und einer basischen Schicht, welche zumindest eines aus Kalium K, Natrium Na, Cäsium Cs oder einem anderen derartigem Alkalimetall, Barium Ba, Calcium Ca oder anderen derartigen Erdalkalimetallen, ein Lanthanoide oder anderen derartigen seltenen Erden und Silber Ag, Kupfer Cu, Eisen Fe, Iridium Ir oder anderen derartigen Metallen, welche Elektronen an NO_x abgeben können, enthält. Es sei angemerkt, dass der Begriff „Speichern“ Adsorption und Absorption enthält.
5 zeigt die Beziehung zwischen dem NO_x Reinigungsverhältnis EFF des NO_x Reinigungskatalysators 26 und der Temperatur TC des NO_x Reinigungskatalysators 26. Wie in 5 dargestellt ist, wird das NO_x Reinigungsverhältnis EFF des NO_x Reinigungskatalysators 26 höher, wenn die Temperatur TC des NO_x Reinigungskatalysators 26 höher wird, und erreicht einen Höhepunkt. In diesem Fall, wenn die Temperatur TC des NO_x Reinigungskatalysators 26 die Aktivierungstemperatur TCACT oder höher ist, wird das NO_x Reinigungsverhältnis EFF der zulässige Wert EFF1 oder höher. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aktivierungstemperatur TCACT des NO_x Reinigungskatalysators 26 als im Wesentlichen gleich zu der NO_x Desorptionstemperatur TDN des NO_x Adsorptionsmittels 25 eingestellt, d.h., bei etwa 180°C. In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform wird die Aktivierungstemperatur TCACT des NO_x Reinigungskatalysators 26 geringer als die NO_x Desorptionstemperatur TDN des NO_x eingestellt.
Wenn der Betrieb der Verbrennungsmaschine gestartet wurde, wird anschließend das Abgas in den Partikelfilter 24 geleitet. In diesem Fall, auch wenn die Temperatur des NO_x Reinigungskatalysators 26 niedriger als die Aktivierungstemperatur TCACT ist, wird das NO_x an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbiert. Im Ergebnis wird eine Freisetzung von NO_x in die Atmosphäre verhindert. Anschließend veranlasst das Abgas, einen Anstieg der Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels 25 und des NO_x Reinigungskatalysator 26. Falls die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels 25 die NO_x Desorptionstemperatur TDN erreicht, beginnt das adsorbierte NO_x von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 zu desorbieren und das desorbierte NO_x strömt in den NO_x Reinigungskatalysator 26. Zu diesem Zeitpunkt hat die Temperatur TC des NO_x Reinigungskatalysators 26 die Aktivierungstemperatur TCACT erreicht, wodurch das NO_x durch den NO_x Reinigungskatalysator 26 gereinigt wird. Es sei angemerkt, dass, wenn die Temperatur TC des NO_x Reinigungskatalysators 26 die Aktivierungstemperatur TCACT erreicht, die Zuführung des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmittelzufuhrventils 28 beginnt.
Diesbezüglich, wenn der Betrieb der Verbrennungsmaschine gestartet wird, falls das NO_x Adsorptionsmittel 25 Feuchtigkeit adsorbiert, wird die Menge von NO_x, welche das NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbieren kann, durch die Menge dieser Feuchtigkeit geringer. Auf der anderen Seite ist es möglich, dass das NO_x Adsorptionsmittel 25 Feuchtigkeit desorbiert, falls die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 auf die Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW angehoben wird.
In einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher, wenn ein Signal, welches ein Anlassen der Verbrennungsmaschine anfragt, ausgegeben wird, die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet, bevor die Verbrennungsmaschine vollständig aufgewärmt ist, und eine Menge von elektrischer Leistung, welche die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 gleich oder höher der Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW, aber niedriger als die NO_x Desorptionstemperatur TDN einstellt, der elektrischen Heizung 27 zugeführt. Im Ergebnis ist es möglich, die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels 25 anzuheben, bevor das Abgas in das NO_x Adsorptionsmittel 25 strömt. Zudem wird die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 gleich oder höher der Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW aber niedriger als die NO_x Desorptionstemperatur TDN eingestellt, so dass es möglich ist, dass das NO_x Adsorptionsmittel Feuchtigkeit desorbiert, während das NO_x Adsorptionsmittel 25 NO_x adsorbiert. Daher ist es möglich, die Menge von NO_x, welche das NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbieren kann, zu vergrößern. Daher ist es möglich, die Adsorptionskapazität des NO_x Adsorptionsmittels 25 gering beizubehalten, während weiter verhindert wird, dass NO_x in die Atmosphäre freigesetzt wird, bis die Temperatur TC des NO_x Reinigungskatalysators 26 die Aktivierungstemperatur TCACT erreicht.
In einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Signal, welches ein Anlassen der Verbrennungsmaschine anfordert, aus einem Signal, welches anzeigt, dass der Zündschalter 42 an ist. In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform besteht das Signal, welches ein Anlassen der Verbrennungsmaschine anfordert, aus einem Signal, welches anzeigt, dass der Startmotorschalter an ist, ein Signal, welches anzeigt, dass die Fahrzeugtür offen ist oder ein Signal, welches anzeigt, dass die Fahrzeugtür nicht abgeschlossen ist. Gemäß noch einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform besteht in einem Hybridfahrzeug, welches mit einem Elektromotor und einer Verbrennungsmaschine ausgestattet ist, und in welchem die Verbrennungsmaschine betrieben wird, wenn die Fahrzeugantriebskraft erhöht werden soll, oder die gespeicherte Elektrizität bzw. Ladung der Batterie erhöht werden soll, das Signal, welches ein Anlassen der Verbrennungsmaschine anfordert, aus einem Signal, welches eine Erhöhung der Fahrzeugantriebskraft anfordert, oder einem Signal, welches eine Erhöhung der gespeicherten Elektrizität bzw. Ladung der Batterie anfordert.
Wie oben beschrieben, wenn elektrische Leistung der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird, wird Feuchtigkeit von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 desorbiert. In der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird festgestellt, ob die Menge von adsorbierter Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 geringer als eine Grenzwertmenge, während der Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 wird. Wenn nicht festgestellt wird, dass die Menge von adsorbierter Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 geringer als die Grenzwertmenge wird, wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 beibehalten. Wenn festgestellt wird, dass die Menge von adsorbierter Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 geringer als die Grenzwertmenge geworden ist, wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 angehalten. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass überschüssige elektrische Leistung der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 6 die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiter erklärt. Unter Bezugnahme auf 6 zeigt die Zeit ta1 den Zeitpunkt, wenn der Zündschalter 42 eingeschalten wird. In der Ausführungsform, welche in 6 dargestellt ist, ist die Menge QAW von adsorbierter Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 zu dem Zeitpunkt ta1 eine ursprüngliche Menge QAW0. Wenn der Zündschalter 42 zu dem Zeitpunkt ta1 eingeschalten wird, wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet. D.h., die elektrische Heizung 27 wird betrieben. Im Ergebnis steigt die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25. Zudem beginnt die Menge EEH der elektrischen Leistung, welche der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird, zu steigen.
Anschließend, wenn die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW zu dem Zeitpunkt ta2 erreicht, beginnt die Feuchtigkeit, welche an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbiert wurde, zu desorbieren. Im Ergebnis beginnt die Menge QAW der adsorbierten Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 reduziert zu werden. In diesem Fall wird eine Menge elektrischer Leistung, welche die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 gleich oder höher der Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW aber niedriger als die NO_x Desorptionstemperatur TDN macht, der elektrischen Heizung 27 zugeführt. Im Ergebnis wird Feuchtigkeit von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 desorbiert, während NO_x an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbiert wird.
Anschließend wird, wenn die Menge elektrischer Leistung EEH, welche dem NO_x Adsorptionsmittel 25 zugeführt wird, die benötigte elektrische Leistungsmenge EEHR zu dem Zeitpunkt ta3 erreicht, die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 angehalten. Diese benötigte elektrische Leistungsmenge EEHR ist die Menge an elektrischer Leistung, welche benötigt wird, um die Menge QAW der adsorbierten Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 geringer als die Grenzwertmenge QAWT von der ursprünglichen Menge QAW0 einzustellen. Wenn die Menge der elektrischen Leistung EEH, welche dem NO_x Adsorptionsmittel 25 zugeführt wird, die benötigte elektrische Leistungsmenge EEHR erreicht, kann festgestellt werden, dass die Menge QAW der adsorbierter Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 geringer als die Grenzwertmenge QAWT der adsorbierten Feuchtigkeit wurde. In der in 6 dargestellten Ausführungsform wurde zu dem Zeitpunkt ta3 die Menge QAW der adsorbierten Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 geringer als die Grenzwertmenge QAWT von adsorbierter Feuchtigkeit. Die Grenzwertmenge QAWT wird auf im Wesentlichen Null in der in 6 dargestellten Ausführungsform eingestellt.
Die benötigte elektrische Leistungsmenge EEHR wird allgemein gesprochen als der Gesamtbetrag der Menge an elektrischer Leistung bezeichnet, welche benötigt wird, um die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 auf die Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW zu erhöhen, und die Menge an elektrischer Leistung, welche benötigt wird, um die Menge (QAW0 - QAWT) an Feuchtigkeit von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 zu desorbieren. Ersteres kann im Voraus in Abhängigkeit der Wärmekapazität des NO_x Adsorptionsmittels 25, noch genauer gesagt, in der in 1 dargestellten Ausführungsform, der Wärmekapazitäten des NO_x Adsorptionsmittels 25, des NO_x Reinigungskatalysators 26 und des Partikelfilters 24 festgestellt werden. Auf der anderen Seite wird Letzteres in Abhängigkeit der Feuchtigkeitsmenge, welche an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbiert wird, wenn die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet wird, bestimmt d.h., die oben beschriebene ursprüngliche bzw. anfängliche Menge QAW0. Die ursprüngliche Menge QAW0 der adsorbierten Feuchtigkeit, wie in 7 dargestellt, wird größer, wenn die atmosphärische Temperatur TA bzw. Umgebungstemperatur TA niedriger wird, wenn die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet wird. Die ursprüngliche Menge QAW0 der adsorbierten Feuchtigkeit ist als eine Funktion der atmosphärischen Temperatur TA in Form der in 7 dargestellten Kennfeldlinie im Voraus in der ROM 32 gespeichert. Es sei angemerkt, dass die atmosphärische Temperatur TA durch den Temperatursensor 8T erfasst wird, wenn die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet wird (1).
In 6 stellt X den Zeitpunkt dar, wenn der Betrieb der Verbrennungsmaschine gestartet wird, und Y stellt den Zeitpunkt dar, wenn die Verbrennungsmaschine vollständig aufgewärmt ist, d.h., den Zeitpunkt, wenn die Maschinengeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl Ne einen vordefinierte eingestellte Geschwindigkeit NeC übersteigt. In der Ausführungsform, welche in 6 dargestellt ist, wird, vor dem Zeitpunkt Y, wenn die Verbrennungsmaschine vollständig aufgewärmt ist, die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet (tal). Daher kann die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels 25 schnell erhöht werden. Zudem wird in der in 6 dargestellten Ausführungsform die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 angehalten (ta3), dann wird der Maschinenbetrieb gestartet (X) und die Verbrennungsmaschine ist vollständig aufgewärmt (Y). Bevor das Abgas von der Verbrennungsmaschine in das NO_x Adsorptionsmittel 25 strömt, wird daher die Menge an NO_x, welche das NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbieren kann, im Voraus erhöht. In einer anderen Ausführungsform, welche nicht dargestellt ist, wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet (ta1), anschließend wird der Maschinenbetrieb gestartet (X), anschließend wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestoppt (ta3), anschließend erwärmt sich die Verbrennungsmaschine vollständig (Y). Zudem wird in einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet (ta1), dann wird der Maschinenbetrieb gestartet (X), dann erwärmt sich die Verbrennungsmaschine vollständig (Y), dann wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 angehalten (ta3).
8 zeigt das Programm bzw. den Ablauf zum Ausführen der elektrischen Heizungssteuerung der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses Programm wird einmalig ausgeführt, wenn der Zündschalter 42 eingeschalten wird. Unter Bezugnahme auf 8 wird bei Schritt 100 die atmosphärische Temperatur TA ausgelesen. Bei dem anschließenden Schritt 101 wird die ursprüngliche Menge QAW0 der adsorbierten Feuchtigkeit aus dem Kennfeld von 7 berechnet. Bei dem nachfolgenden Schritt 102 wird die benötigte elektrische Leistungsmenge EEHR berechnet. Bei dem anschließenden Schritt 103 wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 gestartet. An dem nachfolgenden Schritt 104 wird die elektrische Leistungsmenge EEH, welche der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird, berechnet. An dem nachfolgenden Schritt 105, wird festgestellt, ob eine elektrische Leistungsmenge EEH, welche der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird, die benötigte elektrische Leistungsmenge EEHR oder mehr ist. Wenn EEH < EEHR, geht das Programm auf Schritt 103 zurück, wo die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 fortgesetzt wird. Wenn EEH ≥ EEHR, fährt das Programm mit Schritt 106 fort, wo die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 angehalten wird.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 9 eine andere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt werden. Bezugnehmend auf 9 wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 zu dem Zeitpunkt tb1 gestartet. In diesem Fall wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 derart gesteuert, dass die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 eine erste Zieltemperatur TTNA1 wird. Daher steigt die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 allmählich. Anschließend, wenn die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die erste Zieltemperatur TTNA1 zu dem Zeitpunkt tb2 erreicht, wird die elektrische Leistungsmenge, welche der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird, schrittweise derart erhöht, dass die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 eine zweite Zieltemperatur TTNA2 wird. Im Ergebnis steigt die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25.
Anschließend, wenn die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die zweite Zieltemperatur TTNA2 zu dem Zeitpunkt tb3 erreicht, wird die Zeit dt berechnet, welche benötigt wird, um die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 von der ersten Zieltemperatur TTNA1 zu der zweiten Zieltemperatur TTNA2 ansteigen zu lassen (dt = tb3 - tb2). Diese benötigte Zeit dt stellt die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 dar, wenn die elektrische Leistungsmenge, welche der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird, schrittweise erhöht wird.
Diese benötigte Zeit dt wird kürzer, wenn die Feuchtigkeitsmenge, welche an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 adsorbiert wird, kleiner wird. 9 zeigt den Fall, in dem die Menge QAW der adsorbierten Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 klein ist und daher die benötigte Zeit dt kurz ist. Im Gegensatz dazu zeigt 10 den Fall, in dem die Menge QAW der adsorbierten Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 groß ist und daher die benötigte Zeit dt lang ist.
In einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher festgestellt, ob die benötigte Zeit dt kürzer als eine vordefinierte eingestellte Zeit dtS ist. Wenn die benötigte Zeit dt kürzer als die eingestellte Zeit dtS ist, wird festgestellt, dass die Menge QAW der adsorbierten Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 kleiner als die Grenzwertmenge QAWT wird und die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 wird angehalten. Im Ergebnis wird eine übermäßige Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 verhindert.
Wenn die benötigte Zeit dt länger als die vordefinierte eingestellte Zeit dtS ist, wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 fortgesetzt. In diesem Fall wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 derart gesteuert, dass die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die erste Zieltemperatur TTNA1 wird. Anschließend, wenn die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 auf die erste Zieltemperatur TTNA1 fällt, wird die elektrische Leistung, welche der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird, wieder schrittweise angehoben und die benötigte Zeit dt wird wieder berechnet. Anschließend wird wieder festgestellt, dass die benötigte Zeit dt kürzer als die vordefinierte eingestellte Zeit dtS ist.
D.h., in einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wird die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 erfasst, wenn die elektrische Leistung, welche der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird, erfasst wird. Wenn die Anstiegsgeschwindigkeit höher als die vordefinierte eingestellte Geschwindigkeit ist, wird festgestellt, dass die Menge QAW der adsorbierten Feuchtigkeit des NO_x Adsorptionsmittels 25 kleiner als die Grenzwertmenge QAWT geworden ist.
Es sei angemerkt, dass die erste Zieltemperatur TTNA1 und die zweite Zieltemperatur TTNA2 zwischen der Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur TDW und der NO_x Desorptionstemperatur TDN eingestellt werden. In einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird die erste Zieltemperatur TTNA1 auf 110°C eingestellt, während die zweite Zieltemperatur TTNA2 auf 120°C eingestellt wird.
11 zeigt ein Programm zum Ausführen einer elektrischen Heizungssteuerung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses Programm wird nur dann ausgeführt, wenn der Zündschalter 42 eingeschalten wird. Unter Bezugnahme auf 11 wird bei Schritt 200 die elektrische Heizung 27 betrieben. Bei dem nachfolgenden Schritt 201 wird die Zieltemperatur TTNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 auf die erste Zieltemperatur TTNA1 eingestellt. Im Ergebnis wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung 27 derart gesteuert, dass die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die erste Zieltemperatur TTNA1 wird. Bei dem nachfolgenden Schritt 202 wird festgestellt, ob die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die erste Zieltemperatur TTNA1 geworden ist. Wenn TNA ≠ TTNA1, geht das Programm auf Schritt 201 zurück. Wenn TNA = TTNA1 fährt das Programm mit Schritt 203 fort, in dem die Zieltemperatur TTNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 auf die zweite Zieltemperatur TTNA2 eingestellt wird. Bei dem nachfolgenden Schritt 204 wird festgestellt, ob die Temperatur TNA des NO_x Adsorptionsmittels 25 die zweite Zieltemperatur TTNA2 geworden ist. Wenn TNA ≠ TTNA2 geht das Programm auf Schritt 203 zurück. Wenn TNA = TTNA2 fährt das Programm anschließend mit Schritt 205 fort, in dem die benötigte Zeit dt berechnet wird. Bei dem nachfolgenden Schritt 206 wird festgestellt, ob die benötigte Zeit dt kürzer als eine vordefinierte eingestellte Zeit dtS ist. Wenn dt ≥ dtS gilt, geht das Programm auf Schritt 201 zurück. D.h., elektrische Leistung wird wieder der elektrischen Heizung 27 zugeführt. Wenn dt < dtS gilt, fährt das Programm mit Schritt 207 fort, in dem elektrische Leistung nicht mehr der elektrischen Heizung 27 zugeführt wird.
Wie bezugnehmend auf 3 erklärt wurde, werden in der in 1 dargestellten Ausführungsform das NO_x Adsorptionsmittel 25 und der NO_x Reinigungskatalysator 26 auf einem für beide gemeinsamen Grundmaterial getragen bzw. aufgenommen. Das NO_x Adsorptionsmittel 25 ist an der dem Grundmaterial nahe gelegenen Seite angeordnet, während der NO_x Reinigungskatalysator 26 an der von dem Substrat entfernte gelegenen Seite angeordnet ist. Das Substrat ist durch einen Partikelfilter 24 konfiguriert. Dadurch kann nicht nur die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels 25, sondern auch die Temperatur des Partikelfilters 24 und des NO_x Reinigungskatalysators 26 schnell durch die elektrische Heizung 27 erhöht werden. Zudem kann das Volumen des Gehäuses 22 reduziert werden.
12 zeigt eine andere Ausführungsform des NO_x Adsorptionsmittels 25. In dieser Ausführungsform werden das NO_x Adsorptionsmittel 25 und der NO_x Reinigungskatalysator 26 auf separaten Substratgen getragen. Das NO_x Adsorptionsmittel 25 ist an der stromaufwärts gelegenen Seite in der Abgasströmung bzw. der Auslassströmung angeordnet, während der NO_x Reinigungskatalysator 26 an der stromabwärts gelegenen Seite in der Abgasströmung angeordnet ist. In diesem Fall bildet das Substrat, welches das NO_x Adsorptionsmittel 25 trägt, eine Wabenstruktur und ist mit einer Mehrzahl von Abgasströmungsleitungen, welche durch dünne Trennwände separiert sind, ausgebildet. Diese Abgasströmungsleitungen sind an den stromaufwärts gelegenen Enden und den stromabwärts gelegenen Enden geöffnet. Ein NO_x Adsorptionsmittel 25 wird an zwei Oberflächen der Trennwände getragen. Dieses Substrat ist auf die gleiche Weise konfiguriert wie der Partikelfilter 24. Auf der anderen Seite besteht das Substrat, welches den NO_x Reinigungskatalysator 26 trägt, aus dem Partikelfilter 24. Zudem ist die elektrische Heizung 27 an dem NO_x Adsorptionsmittel 25 angebracht, während das Reduktionsmittelzufuhrventil 28 zwischen dem NO_x Adsorptionsmittel 25 und dem NO_x Reinigungskatalysator 26 angebracht ist.
In der in 12 dargestellten Ausführungsform ist der Partikelfilter 24 stromabwärts von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 angebracht. Im Ergebnis strömt Abgas, welches durch das NO_x Adsorptionsmittel 25 strömt, welches durch die elektrische Heizung 27 in der Temperatur erhöht wurde, in den Partikelfilter 24, so dass die Temperatur des Partikelfilters 24 und des NO_x Reinigungskatalysator 26 schnell erhöht werden.
Wenn die Erfindung derart ausgedrückt wird, dass die in 1 dargestellte Ausführungsform und die in 12 dargestellte Ausführungsform umfasst werden, kann festgehalten werden, dass das NO_x Adsorptionsmittel 25 und der NO_x Reinigungskatalysator 26 in der Maschinenabgaspassage derart angeordnet sind, dass das NO_x, welches von dem NO_x Adsorptionsmittel 25 desorbiert wird, dazu gebracht wird, in den NO_x Reinigungskatalysator 26 zu strömen.
Bezugszeichenliste:

1: Maschinenkörper bzw. Motorblock
21: Abgasrohr bzw. Auslassrohr
24: Partikelfilter
25: NO_x Adsorptionsmittel
26: NO_x Reinigungskatalysator
27: elektrische Heizung
42: Zündschalter

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine (1), aufweisend: ein NO_x Adsorptionsmittel (25) zum Adsorbieren von NO_x im Abgas und einen NO_x Reinigungskatalysator (26) zum Reinigen von NO_x in dem Abgas, welche in einer Maschinenabgaspassage (21) angeordnet sind, wobei das NO_x Adsorptionsmittel (25) die Eigenschaft hat, dass die adsorbierte Feuchtigkeit beginnt desorbiert zu werden, wenn die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittel (25) erhöht wird, und die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels (25) eine Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur (TDW) erreicht, und dass das adsorbierte NO_x beginnt desorbiert zu werden, wenn die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels (25) weiter angehoben wird und die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels (25) eine NO_x Desorptionstemperatur (TDN) erreicht; eine elektrische Heizung (27) zum Erhöhen der Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels (25); und einen Kontroller, der derart konfiguriert ist, dass er beginnt der elektrischen Heizung (27) elektrische Leistung zuzuführen, bevor die Verbrennungsmaschine (1) vollständig aufgewärmt ist, wenn ein Signal ausgegeben wird, das ein Anlassen der Verbrennungsmaschine (1) anfordert, und der elektrischen Heizung (27) eine elektrische Leistungsmenge zuzuführen, welche die Temperatur des NO_x Adsorptionsmittels (25) gleich oder höher der Feuchtigkeitsdesorptionstemperatur (TDW) aber niedriger als die NO_x Desorptionstemperatur (TDN) einstellt.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1, wobei festgestellt wird, ob die Menge der adsorbierten Feuchtigkeit (QAW) von dem NO_x Adsorptionsmittel (25), während einer Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung (27), geringer als eine Grenzwertmenge (QAWT) wird und die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung (27) angehalten wird, wenn festgestellt wird, dass die Menge von adsorbierter Feuchtigkeit (QAW) des NO_x Adsorptionsmittels (25) geringer als die Grenzwertmenge (QAWT) geworden ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach Anspruch 2, wobei eine elektrische Leistungsmenge (EEHR), welche benötigt wird, um die Menge an adsorbierter Feuchtigkeit (QAW) geringer als die Grenzwertmenge (QAWT) zu machen, eingestellt wird, und wenn die elektrische Leistungsmenge (EEH), welche der elektrischen Heizung (27) zugeführt wird, diese benötigte elektrische Leistungsmenge erreicht (EEHR), festgestellt wird, dass die Menge an adsorbierter Feuchtigkeit (QAW) des NO_x Adsorptionsmittels (25) geringer als die Grenzwertmenge (QAWT) geworden ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach Anspruch 3, wobei besagte benötigte elektrische Leistungsmenge (EEHR) auf Basis der atmosphärischen Temperatur (TA) eingestellt wird, wenn die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der elektrischen Heizung (27) gestartet wird.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach Anspruch 2, wobei die Anstiegsgeschwindigkeit (dt) der Temperatur (TNA) des NO_x Adsorptionsmittels (25) erfasst wird, wenn eine elektrische Leistungsmenge schrittweise angehoben wird, welche der elektrischen Heizung (27) zugeführt wird, und festgestellt wird, dass die Menge an adsorbierter Feuchtigkeit (QAW) des NO_x Adsorptionsmittels (25) geringer als die Grenzwertmenge (QAWT) wird, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit (dt) höher als eine vordefinierte eingestellte Geschwindigkeit (dtS) ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das NO_x Adsorptionsmittel (25) und der NO_x Reinigungskatalysator (26) derart angeordent sind, dass das NO_x, welches von dem NO_x Adsorptionsmittel (25) desorbiert wird, in den NO_x Reinigungskatalysator (26) strömt.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach Anspruch 6, wobei das NO_x Adsorptionsmittel (25) und der NO_x Reinigungskatalysator (26) auf einem für beide gemeinsamen Substrat (72) getragen werden, wobei das NO_x Adsorptionsmittel (25) an der dem Substrat (72) nahe gelegenen Seite angeordnet ist, und der NO_x Reinigungskatalysator (26) an der von dem Substrat (72) entfernten Seite angeordnet ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach Anspruch 7, wobei besagtes Substrat aus Trennwänden (72) eines Partikelfilters (24) besteht, um Partikel in dem Abgas aufzufangen.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach Anspruch 6, wobei das NO_x Adsorptionsmittel (25) und der NO_x Reinigungskatalysator (26) an für beide separaten Substraten aufgebracht sind, wobei das NO_x Adsorptionsmittel (25) an einer stromaufwärts gelegenen Seite in einer Strömung des Abgases angeordnet ist, und der NO_x Reinigungskatalysator (26) an einer stromabwärts gelegenen Seite in der Strömung des Abgases angeordnet ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine nach Anspruch 9, wobei ein Partikelfilter (24) zum Auffangen von Partikeln in dem Abgas stromabwärts von dem NO_x Adsorptionsmittel (25) angeordnet ist.