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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Reinigen von Abgas für eine Verbrennungskraftmaschine
und insbesondere eine Abgasreinigungsvorrichtung, die einen Drei-Wege-Katalysator sowie
eine Stickstoffoxid-Reinigungseinrichtung zum Reinigen des Abgases
von Stickstoffoxid beinhaltet und die die Beeinträchtigung
der Stickstoffoxid-Reinigungseinrichtung
bewerten kann.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis der
einer Verbrennungskraftmaschine zugeführten Brennstoffmischung magerer
eingestellt ist als das theoretische Luft-Brennstoff-Verhältnis (wenn
also ein sogenannter magerer Betrieb ausgeführt wird), tendiert das Volumen
des Stickstoffoxids (im folgenden als NOx bezeichnet), das mit den
Abgasen abgegeben wird, dazu, anzusteigen. Daher ist gemäß einer
herkömmlichen,
wohlbekannten Technik eine Reinigungseinrichtung für das Abgassystem
einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, die einen NOx-Absorbenten beinhaltet,
um NOx aus dem Abgas zu entfernen. Das Material, das als NOx-Absorbent
verwendet wird, hat die folgenden Eigenschaften: wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis so
eingestellt ist, dass eine magerere Mischung zugeführt wird
als die, die theoretisch korrekt ist, und wenn der Sauerstoffgehalt
der Abgase vergleichsweise hoch ist (das Abgas einen hohen Prozentsatz
an NOx beinhaltet) (ein Zustand, der im folgenden als magerer Abgaszustand
bezeichnet wird), wird NOx absorbiert, während dann, wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis so
eingestellt ist, dass eine reichere Mischung zugeführt wird
als die theoretisch korrekte und der Sauerstoffgehalt der Abgase
vergleichsweise gering ist (ein Zustand, der im folgenden als reicher
Abgaszustand bezeichnet wird), NOx abgegeben wird. Die NOx-Reinigungseinrichtung,
die einen solchen NOx-Absorbenten beinhaltet, ist so ausgestaltet, dass
während
eines reichen Abgaszustands das von dem NOx-Absorbenten freigegebene
NOx durch He und Co reduziert und als Stickstoffgas abgegeben wird,
währen
das He und Co oxidiert werden und als Dampf und Kohlendioxid abgegeben
werden.
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Das Volumen des NOx, das der NOx-Absorbent
entfernen kann, ist natürlich
begrenzt, und dieser begrenzte Wert tendiert dazu, kleiner zu werden, wenn
der NOx-Absorbent beeinträchtigt
ist. Daher ist ein wohlbekanntes herkömmliches Verfahren zum Bewerten
des Zustandes des NOx-Absorbenten offenbart worden (JP-A-10299460).
In dieser Veröffentlichung
sind Sauerstoffsensoren stromaufwärts und stromabwärts der
NOx absorbierenden Einrichtung vorgesehen, und das Luft-Brennstoff-Verhältnis wird gesteigert,
um das NOx abzugeben, das von dem NOx-Absorbenten gehalten wird.
Die Beeinträchtigung
des NOx-Absorbenten wird dann bestimmt durch Messen der Zeit, die
von dem Zeitpunkt, zu welchem der Wert einer von dem stromaufwärtigen Sauerstoffsensor
erzielten Lesung ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis anzeigt,
bis der wert einer Lesung, die von dem stromabwärtigen Sauerstoffsensor erhalten
wird, für
das reiche Luft-Brennstoff-Verhältnis steht,
abläuft.
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Ein magerer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine
wird nicht konstant verwendet, und gemäß dem Betriebszustand werden
auch Vorgänge,
bei welchen das theoretische Luft-Brennstoff- Verhältnis gewählt wird,
oder reiche Vorgänge,
für welche
das gewählte
Luft-Brennstoff-Verhältnis
magerer ist als das theoretische, durchgeführt. Daher wird normalerweise
nicht nur eine NOx-Reinigungseinrichtung verwendet, sondern auch
ein Drei-Wege-Katalysator mit einer Oxidreduktionsfunktion. Wenn
ein verwendet wird, ist er, da er so früh wie möglich nach dem Start der Maschine
aktiviert werden muss, so positioniert, dass er sich näher an der
Verbrennungskammer der Maschine befindet als die NOx-Reinigungseinrichtung,
die sich stromabwärts
des Drei-Wege-Katalysators befindet, weil der NOx-Absorbent einen
geringen Wärmewiderstand
hat. So tritt das folgende Problem bei dem herkömmlichen Verfahren auf .
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Wenn die Beeinträchtigung des Drei-Wege-Katalysators
aufgetreten ist und wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis von
einem mageren hin zu einem reichen Luft-Brennstoff-Verhältnis verändert worden
ist, ist der Zeitpunkt, bei welchem stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators
die Reduktion der Sauerstoffdichte durchgeführt werden muss, früher, und
die Dichten des HC und des CO, die die Reduktionsfunktion durchführen, werden
angehoben. Daher verändert
sich die für
die Reduktion erforderliche Zeit, selbst wenn das Volumen des von
einem NOx-Absorbenten absorbierten NOx das gleiche ist, und eine
präzise
Bewertung der Beeinträchtigung
einer NOx-Reinigungseinrichtung
kann nicht durchgeführt
werden.
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EP 0 903 478 A2 offenbart eine Einrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine.
Die Einrichtung weist einen NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator
auf, der sich stromabwärts
eine Drei-Wege-Katalysators befindet, und zwei Luft-Brennstoff-Verhältnissensoren
zum Erfassen der Sauerstoffdichte in diesen Abgasen. Der erste Luft-Brennstoff-Verhältnissensor
ist an der Position zwischen dem Drei-Wege-Katalysator und dem NOx
absorbierenden und reduzierenden Katalysator vorgesehen, und der
zweite Luft-Brennstoff-Verhältnissensor
befindet sich stromabwärts
des NOx absorbierenden und reduzierenden Sensors. Außerdem weist
die Einrichtung gemäß der
EP 0 903 478 A2 ein
erstes Bewertungsmittel zum Bewerten der Fähigkeit Druckerzeugungssystems
sowie ein zweites Bewertungsmittel für das Bewerten der Fähigkeiten
des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators auf.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren zur Reinigung von Abgas zu schaffen, das eine
präzise
Bewertung der Beeinträchtigung
einer NOx-Reinigungseinrichtung durchführen kann, selbst wenn sich
diese stromabwärts
eines Drei-Wege-Katalysators befindet.
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Um dieses Ziel zu erreichen, weist
gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung eine Abgasreinigungseinrichtung, die
für das
Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, folgendes
auf: Stickstoffoxid-Reinigungsmittel zum Absorbieren von Stickstoffoxid
in Abgasen in einem mageren Abgaszustand; einen Drei-Wege-Katalysator,
der stromaufwärts
des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels vorgesehen ist; einen ersten
Sauerstoffsensor zwischen dem Stickstoffoxid-Reinigungsmittel und dem Drei-Wege-Katalysator
zum Erfassen der Sauerstoffdichte in den Abgasen; einen zweiten
Sauerstoffsensor stromabwärts
des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels
zum Erfassen der Sauerstoffdichte in dem Abgas; erste Mittel zur
Bestimmung der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators; und zweite Mittel zum Bewerten der Beeinträchtigung
des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels auf der Basis der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators und eines ersten Zeitraums, nachdem ein
mageres Luft-Brennstoff-Verhältnis des
Abgases sich hin zu einem reichen Luft- Brennstoff-Verhältnis durch ein Absinken in dem
Luft-Brennstoff-Verhältnis einer
der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Mischung verschoben
hat, von einem Zeitpunkt, zu welchem der von dem ersten Sauerstoffsensor
ausgegebene Wert sich hin zu einem Wert verändert, der ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis anzeigt,
bis der von dem zweiten Sauerstoffsensor ausgegebene Wert sich hin zu
einem Wert verändert,
der ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis anzeigt.
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Der gemessene Wert dieses ersten
Bestimmungszeitraums wird korrigiert gemäß dem Beeinträchtigungszustand
des Drei-Wege-Katalysators. Die
Beeinträchtigung
des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels
wird dann bestimmt durch Vergleichen des korrigierten Werts des
ersten Bestimmungszeitraums mit einem Bezugswert.
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Mit dieser Anordnung wird die Beeinträchtigung
des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels bewertet auf der Basis der
Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators und des ersten Bestimmungszeitraums von
dem Zeitpunkt, zu dem, nachdem eine magere Abgasmischung hin zu
einem reichen Luft-Brennstoffgaszustand
verschoben worden ist durch einen Anstieg in dem Luft-Brennstoff-Verhältnis einer
der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Mischung, der von dem
ersten Sauerstoffoxidsensor ausgegebene Wert sich hin zu einem verändert, der
für ein
reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis steht,
bis der von dem zweiten Sauerstoffsensor ausgegebene Wert sich auch
verändert,
bis er für
ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis
steht. Daher kann eine Bewertung der Beeinträchtigung des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels
erzielt werden, unabhängig von
dem Grad, zu welchem sich der Drei-Wege-Katalysator verschlechtert
hat.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
Erfindung weist das Abgasreinigungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine
des ersten Aspekts außerdem
einen dritten Sauerstoffsensor auf, der stromaufwärts des
Drei-Wege-Katalysators vorgesehen ist, um die Sauerstoffdichte in
den Abgasen zu erfassen. Das erste Beeinträchtigungsmittel bewertet den Grad
der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators auf der Basis einer zweiten Bestimmungszeit,
die sich erstreckt, nachdem das magere Abgas hin zu dem reichen
Luft-Brennstoff-Verhältnis verschoben worden
ist, von einem Zeitpunkt, zu welchem ein von dem dritten Sauerstoffsensor
ausgegebener Wert sich hin zu einem Wert verändert, der für das reiche Luft-Brennstoff-Verhältnis steht,
bis der von dem ersten Sauerstoffsensor ausgegebene Wert sich hin
zu einem Wert verändert,
der für
das reiche Luft-Brennstoff-Verhältnis
steht.
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Gemäß dieser Anordnung wird eine
Bewertung der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators auf der Basis der zweiten Bestimmungszeit
erzielt, die sich von dem Zeitpunkt erstreckt, zu welchem das Luft-Brennstoff-Verhältnis ansteigt
und der von dem dritten Sauerstoffsensor ausgegebene Wert sich hin
zu einem Wert verändert,
der für
ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis steht,
bis der ausgegebene Wert des ersten Sauerstoffsensors sich auch
zu einem Wert hin verändert,
der für
ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis
steht. Daher kann nicht nur die Beeinträchtigung des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels
bewertet werden, sondern auch die Beeinträchtigung des Drei-Wege-Katalysators
kann bewertet werden, und zwar gleichzeitig.
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Vorzugsweise korrigieren die zweiten
Mittel zur Bestimmung der Beeinträchtigung die erste Bestimmungszeit
so, dass sie sich als Ergebnis einer starken Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators
verlängert,
und dass, wenn die korrigierte erste Bestimmungszeit kürzer ist
als eine Bezugszeit, die zweiten Mittel zur Bestimmung der Beeinträchtigung bestimmen,
dass das Stickstoffoxid-Reinigungsmittel beeinträchtigt ist. Alternativ können die
zweiten Beeinträchtigungsmittel
auch die Bezugszeit korrigieren, so dass sie reduziert wird als
Ergebnis einer starken Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators, und
wenn die erste Bestimmungszeit dann kürzer ist als die korrigierte
Bezugszeit, können
die zweiten Mittel zur Bestimmung der Beeinträchtigung bestimmen, dass die
Beeinträchtigung
der Stickstoffoxid-Reinigungsmittel aufgetreten ist. Die Bezugszeit wird
so gewählt,
dass sie gleich einer Zeit ist, die der entspricht, die erforderlich
ist, wenn die Reinigungskapazität
eines Stickstoffoxid-Reinigungsmittels
reduziert ist, bis sie ungefähr
50% von der eines brandneuen Produkts beträgt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen ist:
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1 ein
Diagramm, das eine Anordnung für eine
Verbrennungskraftmaschine sowie eine Steuerung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ein
Flussdiagramm, das den Vorgang darstellt, der zum Berechnen eines
Soll-Koeffizienten des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
durchgeführt
wird (KCMD);
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3 ein
Zeitdiagramm zum Erläutern
der Einstellung eines Soll-Luft-Brennstoff-Verhältnisses während eines mageren Betriebs;
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4 ein
Flussdiagramm, das den Vorgang zeigt, der zum Bestimmen des Grades
der Beeinträchtigung
eines Drei-Wege-Katalysators und einer NOx-Reinigungseinrichtung durchgeführt wird;
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5 ein
Flussdiagramm, das den Vorgang zeigt, der zum Bestimmen des Grades
der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators
und der NOx-Reinigungseinrichtung durchgeführt wird;
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6 ein
Diagramm, das eine Tabelle zeigt, die für den Vorgang in 5 verwendet wird; und
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7A, 7A und 7C Zeitdiagramme sind, um eine Veränderung
des Ausgabewertes eines Sauerstoffsensors sowie Zeitverzögerungen
(TMON1 und TMON2) zu erläutern.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
ein Diagramm, das die gesamte Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine
(im folgenden als Maschine bezeichnet) zeigt, die eine Abgasreinigungseinrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung sowie eine Steuerung dafür beinhaltet. Ein Drosselventil 3 befindet
sich entlang des Wegs einer Lufteinlassleitung 2 einer
Vier-Zylinder-Maschine 1.
Das Drosselventil 3 ist mit einem Sensor 4 für den Grad
der Öffnung
des Drosselventils (θTH)
verbunden, und ein elektrisches Signal, das den Öffnungsgrad des Drosselventils 3 repräsentiert, wird
von dem Sensor 4 an eine elektronische Steuerungseinheit
der Maschine (im folgenden als ECU bezeichnet) 5 ausgegeben.
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Ein Brennstoffeinspritzventil 6 ist
vorgesehen für
jeden Zylinder zwischen der Maschine 1 und dem Drosselventil 3 und geringfügig stromaufwärts des
Lufteinlassventils (nicht dargestellt) der Lufteinlassleitung 2.
Jedes Brennstoffeinspritzventil 6 ist mit einer Brennstoffpumpe
verbunden (nicht dargestellt) und elektrisch mit der ECU 4 verbunden,
so dass die Zeit, die zum Öffnen
des Brennstoffeinspritzventils 6 erforderlich ist, gemäß einem
Signal von der ECU 5 gesteuert wird.
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Ein Sensor 8 für den absoluten
internen Druck der Lufteinlassleitung (PBA) befindet sich als Belastungserfassungsmittel
unmittelbar stromabwärts
des Drosselventils 3. Ein absolutes Drucksignal wird mittels
des Sensors 8 in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches
dann an die ECU 5 übertragen
wird. Ein Sensor 9 für
die Einlasslufttemperatur (TA), der stromabwärts des Sensors vorgesehen ist,
erfasst eine Einlasslufttemperatur TA und gibt ein entsprechendes
elektrisches Signal an die ECU 5 aus.
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Ein Sensor 10 für die Maschinenwassertemperatur
(TW), der an dem Hauptkörper
der Maschine 1 angebracht ist, wird durch einen Thermistor
gebildet. Der Sensor 10 erfasst eine Maschinenwassertemperatur
(Kühlwassertemperatur)
TW und gibt ein entsprechendes elektrisches Signal an die ECU 5 aus.
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Ein Sensor 11 für die Maschinendrehzahl (NE)
sowie ein Sensor 12 zur Zylinderidentifizierung (CYL) sind
an den Außenumfängen der
Nockenwelle sowie der Kurbelwelle (nicht dargestellt) der Maschine 1 vorgesehen.
Bezüglich
des oberen Totpunkts (TDC) gibt, wenn jeder Zylinder der Maschine 1 mit seinem
Einlasshub beginnt, der Sensor 11 für die Maschinendrehzahl einen
TDC Signalimpuls bei einem Kurbelwinkel (jedem Kurbelwinkel von
180° für die Vier-Zylinder-Maschine)
aus, der kleiner ist als ein vorbestimmter Kurbelwinkel. Der Zylinder 12 für die Zylinderidentifizierung
gibt einen Signalimpuls für
die Zylinderidentifizierung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel
für einen
spezifischen Zylinder aus, und jeder Signalimpuls wird an die ECU 5 übertragen.
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Ein Drei-Wege-Katalysator 14 sowie
eine NOx-Reinigungseinrichtung 15,
wobei es sich um ein Stickstoffoxid-Reinigungsmittel handelt, sind
in dieser Reihenfolge stromaufwärts
entlang einer Abgasleitung 13 positioniert.
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Der Drei-Wege-Katalysator 14 hat
eine Sauerstoff-Speicherkapazität. Bei einem
mageren Abgaszustand, wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis einer
der Maschine 1 zuzuführende
Mischung magerer eingestellt ist als das theoretische und diese
Sauerstoffdichte in dem Abgas vergleichsweise hoch ist, speichert
der Drei-Wege-Katalysator 14 Sauerstoff in den Abgasen.
Bei dem reichen Abgaszustand, wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis der der Maschine 1 zuzuführenden
Luftmischung reicher eingestellt ist als das theoretische Luft-Brennstoff-Verhältnis, ist
die Sauerstoffdichte in dem Abgas gering, und die HC- und CO-Elemente
sind reich, und der Drei-Wege-Katalysator 14 verwendet
Sauerstoff, um das in den Abgasen vorhandene HC und CO zu oxidieren.
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Die NOx-Reinigungseinrichtung 15 beinhaltet
einen NOx-Absorbenten
zum Absorbieren von NOx sowie einen Katalysator zum Fördern der
Oxidation und Reduktion. Der NOx-Absorbent kann von der absorbierenden
und speichernden Art sein oder von der absorbierenden und reduzierenden
Art. Die erste Art von Absorbent absorbiert das NOx in dem mageren
Abgaszustand, wobei das Luft-Brennstoff-Verhältnis der der Maschine 1 zuzuführenden
Luftmischung magerer eingestellt ist als das theoretische, und wobei
die Sauerstoffdichte in dem Abgas vergleichsweise hoch ist (viel
NOx ist vorhanden), während
der Absorbent NOx ausstößt, das
in einem reichen Abgaszustand absorbiert worden ist, wobei das Luft-Brennstoff-Verhältnis der
der Maschine 1 zuzuführenden
Mischung so gewählt
ist, dass es gleich dem theoretischen Luft-Brennstoff-Verhältnis oder sogar
größer ist,
und wobei die Sauerstoffdichte in dem Abgas vergleichsweise gering
ist. Die zweite Art von Absorbent absorbiert NOx in dem mageren
Abgaszustand, und reduziert NOx in dem reichen Abgaszustand. Die
NOx-Reinigungseinrichtung 15 ist so
ausgestaltet, dass der NOx-Absorbent
NOx in einem mageren Abgaszustand absorbiert und NOx in einem reichen
Abgaszustand von dem NOx-Absorbenten ausstößt, das mittels HC und CO reduziert wird
und als Stickstoffgas abgegeben wird, während das CO oxidiert wird
und als Dampf und Dioxid abgegeben wird. Balliumoxid (BaO) wird
beispielsweise als NOx-Absorbent der absorbierenden und speichernden
Art verwendet, während
Natrium (Na) und Titan (Ti) oder Strontium (Sr) und Titan (Ti) als NOx-Absorbent
der absorbierenden und reduzierenden Art verwendet werden. Ein Edelmetall
wie beispielsweise Rhodium (Rh), Palladium (Pd) oder Platin (Pt)
wird als Katalysator für
die absorbiere und speichernde Art oder für die absorbiere und reduzierende
Art verwendet.
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Wenn NOx bis zur Grenze der NOx Absorptionsfähigkeit
des NOx-Absorbenten,
d. h. bis zum maximalen NOx Absorptionsvolumen, absorbiert worden
ist, kann kein weiteres NOx mehr absorbiert werden. Daher wird das
Luft-Brennstoff-Verhältnis gesteigert,
d. h. eine Steigerung der Reduktion durchgeführt, um das NOx wie für die Reduktion
benötigt
abzugeben.
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Ein proportionaler Luft-Brennstoff-Verhältnissensor
(im folgenden bezeichnet als LAF Sensor) 17 ist stromaufwärts des
Drei-Wege-Katalysators 14 angeordnet. Der LAF Sensor 17 gibt
an die ECU 5 ein elektrisches Signal aus, das im wesentlichen
proportional zu der Sauerstoffdichte (dem Luft-Brennstoff-Verhältnis) des
Abgases ist.
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Binäre Sauerstoffsensoren (im folgenden
als "02 Sensoren" bezeichnet) 18 und 19 sind
zwischen dem Drei-Wege-Katalysator 14 und der NOx-Reinigungseinrichtung 15 stromabwärts der
NOx-Reinigungseinrichtung 15 angeordnet.
Erfassungssignale von den Sensoren 18 und 19 werden
an die ECU 5 übertragen.
Eine Eigenschaft der O2 Sensoren 1 und 19 ist,
dass ihre Ausgaben sich drastisch verändern, bevor und nachdem das
theoretische Luft-Brennstoff-Verhältnis verwendet wird: die Ausgaben
erreichen einen hohen Level auf der reichen Seite des theoretischen
Luft-Brennstoff-Verhältnisses
und sinken auf einen niedrigen Level auf der mageren Seite ab.
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Die Maschine 1 hat einen
Ventiltaktungs-Umschaltmechanismus 30, der die Ventiltaktungen
für das
Lufteinlassventil und das Luftauslassventil zwischen zwei Stufen
umschalten kann: einer schnellen Ventiltaktung, die für den schnellen
Drehzahlbereich der Maschine geeignet ist, und eine langsame Ventiltaktung,
die geeignet für
den langsamen Drehzahlbereich ist. Das Umschalten der Ventiltaktung
beinhaltet das Umschalten der Anhebedistanzen der Ventile. Und außerdem wird,
wenn die langsame Ventiltaktung ausgewählt ist, eines der beiden Ventile
angehalten, so dass eine stabile Verbrennung sichergestellt ist,
selbst wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis geringer
ist als das theoretische.
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Der Ventiltaktungs-Umschaltmechanismus 30 verwendet
einen Hydraulikdruck, um die Ventiltaktung umzuschalten. Ein Elektromagnet
und ein Hydrauliksensor für
diese Umschaltung sind mit der ECU 5 verbunden. Das von
dem Hydrauliksensor ausgegebene Erfassungssignal wird an die ECU 5 übertragen,
welche dann den Elektromagneten ansteuert, auf eine Ventiltaktung
umzuschalten, die zu dem Betriebszustand der Maschine 1 passt.
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Die ECU 5 beinhaltet: einen
Eingangsschaltkreis 5a mit Funktionen zum Gestalten der
Wellenform eines von jedem Sensor empfangenen Signals, zum Korrigieren
und Einstellen des Spannungslevels auf einen vorbestimmten Level
sowie zum Umwandeln eines analogen Signalwerts in einen digitalen
Signalwert; eine zentrale Verarbeitungseinheit (im folgenden als
CPU bezeichnet) 5b; eine Speichereinheit 5c zum
Speichern verschiedener Betriebsprogramme, die durchgeführt werden,
und der Ergebnisse, die mittels der CPU 5b beschafft werden;
und einen Ausgabeschaltkreis 5d zum Übertragen eines Antriebssignals
auf das Brennstoffeinspritzventil 6.
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Auf der Grundlage der oben beschriebenen Maschinenparametersignale
bestimmt die CPU 5b verschiedene Maschinenbetriebszustände, und
in Übereinstimmung
mit dem bestimmten Maschinebetriebszustand verwendet sie die Gleichung
(1), um die Brennstoffeinspritzzeit TOUT für das Brennstoffeinspritzventil 6 zu
berechnen, das synchron mit dem TDC Signalimpuls geöffnet wird.
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TOUT = TiM × KCMD·KLAF·K1 + K2,
.. (1)
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In dieser Gleichung bezeichnet TiM
ein grundlegendes Brennstoffvolumen, genauer gesagt die grundlegende
Brennstoffeinspritzzeit für
das Brennstoffeinspritzventil 6, und wird bestimmt durch Suchen
der Ti Karte, die gemäß den Maschinenumdrehungen
NE und dem absoluten internen Druck der Lufteinlassleitung BPA gewählt wird.
Die Ti Karte wird so gewählt,
dass das Luft-Brennstoff-Verhältnis
einer der Maschine zuzuführenden
Mischung im wesentlichen gleich dem theoretischen Luft-Brennstoff-Verhältnis in
einem Betriebszustand ist, der den Maschinenumdrehungen NE und dem
absoluten internen Druck der Lufteinlassleitung PBA entspricht.
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KCMD bezeichnet einen Soll-Koeffizienten des
Luft-Brennstoff-Verhältnisses
und wird gewählt gemäß Maschinenparametern
wie beispielsweise den Maschinenumdrehungen NE, dem Drosselventilweg θTH sowie
der Maschinenwassertemperatur TW. Da der Soll-Luft-Brennstoff-Koeffizient
KCMD proportional zum Kehrwert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
A/F ist, d. h. Luft-Brennstoff-Verhältnis F/A, und einen Wert von
1,0 bei dem theoretischen Luft-Brennstoff-Verhältnis hat, wird der Koeffizient KCMD
auch ein Soll-Äquivalenzverhältnis genannt. Wenn
ein durch die Reproduktion geschaffener Anstieg des Verhältnisses
ausgeführt
werden soll, ein Vorgang, der später
beschrieben wird, wird außerdem
der Soll-Koeffizient KCMZ des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
auf einen vorbestimmten Wert KCMDR gesetzt, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis anzuheben.
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KLAF bezeichnet einen Kompensationskoeffizienten
für das
Luft-Brennstoff-Verhältnis,
der unter PID Steuerung berechnet wird, wenn der Rückführsteuerungs-Ausführungszustand
aufgebaut wird, so dass das Äquivalenzverhältnis KALT,
das von einem Erfassungswert des LAF Sensors 17 beschafft
wird, zu dem Soll-Äquivalenzverhältnis KCMD
passt.
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K1 und K2 bezeichnen einen anderen
Kompensationskoeffizienten und eine Kompensationsvariable, die gemäß verschiedenen
Maschineparametersignalen beschafft werden und bestimmt werden, so
dass sie vorher gewählte
Werte sind, so dass verschiedene Eigenschaften wie beispielsweise
die Brennstoffeigenschaften und die Maschinenbeschleunigungseigenschaften,
die zu dem Betriebzustand der Maschine passen, optimiert werden.
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Auf der Basis der so beschafften
Brennstoffeinspritzzeit TOUT überträgt die CPU 5b ein
Antriebssignal zum Öffnen
des Brennstoffeinspritzsignals 6 auf das Brennstoffeinspritzventil 6 über den Ausgabeschaltkreis 5d.
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2 ist
ein Flussdiagramm, das die Bearbeitung zeigt, die durchgeführt wird,
um den Soll-Koeffizienten des Luft-Brennstoff-Verhältnisses KCVMD zu berechnen,
der in der Gleichung (1) verwendet wird. Diese Bearbeitung wird
mittels der CPU 5b für jede
einer Anzahl von vorbestimmten Zeiten durchgeführt.
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Im Schritt S21 wird überprüft, ob ein
magerer Betrieb ausgeführt
wird, d. h. ob der Wert KCMDB des Soll-Koeffizienten des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
KCMD, der unter normaler Steuerung im Schritt S28 gespeichert worden
ist, und welcher später
beschrieben wird, kleiner ist als 1. Wenn KCMDB gleich oder größer ist
als 1 und momentan kein magerer Betrieb durchgeführt wird, geht die Programmsteuerung zum
Schritt S25, und eine reiche Fahne FRROK, die momentan gleich 1
ist und einen Anstieg durch eine Reduktion repräsentiert, die durchgeführt wird,
wird auf 0 gesetzt. Außerdem
wird die Zeit TRR (beispielsweise fünf bis 10 Sekunden) für den Anstieg
durch die Reduktion in einem Abwärtszähler tmRR
gesetzt, auf den später
im Schritt S32 Bezug genommen werden wird, und der Zähler wird
gestartet (Schritt S26). Anschließend wird der Soll-Koeffizient
des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
KCMD unter normaler Steuerung gesetzt, d. h. gemäß dem Maschinenbetriebszustand
(Schritt S27). Der Soll-Koeffizient des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
KCMD wird im Grunde berechnet gemäß den Maschinenumdrehungen
NE und dem absoluten internen Druck der Lufteinlassleitung PBA und
auf einen Wert gemäß dem Betriebszustand
verändert,
wenn die Maschinenwassertemperatur TW niedrig ist oder wenn eine
vorbestimmte hohe Belastung aufgebracht wird. Der Soll-Koeffizient des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
KCMD aus dem Schritt S27 wird als Wert KCMDB (Schritt S28) gespeichert,
und die Bearbeitung wird anschließend beendet.
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Wenn im Schritt S21 der Soll-Koeffizient
des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
KCMDB jedoch kleiner ist als 1 und ein magerer Betrieb durchgeführt wird, wird
ein Anstiegswert ADDNOx, der im Schritt S23 verwendet wird, gemäß den Maschinenumdrehungen
NE und dem absoluten internen Druck der Lufteinlassleitung PBA bestimmt
(Schritt S22). Der Anstiegswert ADDNOx ist ein Parameter, der dem
Volumen des NOx entspricht, das in jeder Einheitsstunde während eines
mageren Betriebs abgegeben wird. Der Wert ADDNOx wird gesteigert
in Übereinstimmung
mit Anstiegen in den Maschinenumdrehungen NE und dem absoluten internen
Druck der Lufteinlassleitung PBA.
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Im Schritt S23 wird der Anstiegswert
ADDNOx, der im Schritt S22 bestimmt wird, verwendet, um den NOx
Zähler
CNOx zu erhöhen.
Als Ergebnis wird das abgegebene NOx Volumen, d. h. der Zählwert, der
dem von dem NOx-Absorbenten absorbierten NOx Volumen entspricht,
erzielt.
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CNOx = CNOx +
ADDNOx
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Im Schritt S24 wird überprüft, ob der
Wert des NOx Zählers
CNOx einen zulässigen
Wert CNOxREF überschreitet.
Wenn der Zählwert
diesen erlaubten Wert CNOxREF (NO) nicht überschreitet, schreitet die
Programmsteuerung zum Schritt S25 fort, und der Soll-Koeffizient
des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
KCMD wird in Übereinstimmung
mit der normalen Steuerung, d. h. dem Maschinenbetriebszustand gesetzt.
Der zulässige
Wert CNOxRef wird auf einen Wert gesetzt, der einem NOx Volumen
entspricht, das geringfügig
kleiner ist als die maximale NOx Absorptionskapazität des NOx-Absorbenten.
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Wenn im Schritt S24 der Wert des
Zählers CNOx
den erlaubten Wert CNOxREF überschreitet, wird
die reiche Flagge FRROK auf 1 gesetzt (Schritt S30). Dann wird der
Soll-Koeffizient des Luft-Brennstoff-Verhältnisses KCMD auf einen vorbestimmten reichen
Wert KCMDR gesetzt, der einem Luft-Brennstoff-Verhältnis
von 14,0 entspricht, und der Anstieg durch Reduktion wird durchgeführt (Schritt
S31). Dann wird überprüft, ob der
Wert des Zählers
tmRR gleich 0 ist (Schritt S32). Wenn der Wert des Zählers tmRR
größer ist
als 0, wird die Bearbeitung unmittelbar beendet, aber wenn tmRR
gleich 0 ist, wird die reiche Flagge FRROK auf 0 gesetzt und der
von dem NOx Zähler
CNOx gehaltene Wert zurückgesetzt (Schritt
S33). Da von nun an die Entscheidung beim Schritt S24 negativ ist
(NO), wird die Steuerung des Vorgangs zum Normalen hin verschoben.
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Durch die Bearbeitung in 2 wird bei dem Betriebszustand
der Maschine, bei welchem eine magere Betriebsweise ermöglicht wird,
ein Anstieg durch Reduktion mit Unterbrechungen durchgeführt (Zeiträume t1 bis
t2, t3 und t4 sowie t5 und t6), wie in 3 dargestellt, so dass das von dem NOx-Absorbenten
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 absorbierte NOx wie benötigt abgegeben
wird.
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Die 4 und 5 sind Flussdiagramme für die Bearbeitung,
die durchgeführt
wird, um die Beeinträchtigung
Drei-Wege-Katalysators 14 und
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 zu bewerten. Diese Bearbeitung
wird in vorbestimmten Zeitabständen (beispielsweise
80 msec) durchgeführt.
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Im Schritt S41 wird überprüft, ob eine
Endflagge FNOxMEND, die, wenn sie auf 1 gesetzt ist, anzeigt, dass
die Bearbeitung zur Bewertung der Beeinträchtigung vollendet worden ist,
auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Endflagge FNOxMEND auf 1 gesetzt worden
ist und die Bearbeitung zur Bewertung der Beeinträchtigung
beendet ist, geht die Programmsteuerung weiter zum Schritt S45.
Wenn jedoch die Endflagge FNOxMEND auf 0 gesetzt ist, ist die Bewertung
der Beeinträchtigung
noch nicht beendet, und es wird überprüft, ob eine vorbestimmte
Zeit TLBCNT abgelaufen ist, seit der Zustand der Ausführung der
mageren Betriebsweise aufgebaut wurde (Schritt S42). Wenn diese
Zeit TLBCNT noch nicht abgelaufen ist, geht die Programmsteuerung
weiter zum Schritt S45. Wenn die Zeit TLBCNT jedoch abgelaufen ist,
wird bestimmt, ob die reiche Flagge FRROK auf 1 gesetzt ist (Schritt
S43). Wenn die reiche Flagge FRROK auf 0 gesetzt ist und ein Anstieg durch
Reduktion noch nicht durchgeführt
worden ist, geht die Programmsteuerung zum Schritt S45, wo eine
Beeinträchtigungs-Überwachungsflagge FCATMON auf
0 gesetzt wird und ein erster Hochzähltimer tmMON1 sowie ein zweiter
Hochzähltimer
tmMON2 für
die Bestimmung der Beeinträchtigung
auf 0 gesetzt werden. Außerdem
werden eine erste Timerbetriebsflagge FTMR 1 sowie eine
zweite Timerbetriebsflagge FTMR 2, die anzeigen, wenn sie
auf 1 gesetzt sind, dass das Zählen
mittels des Timers tmMON1 und des Timers tmMON2 begonnen hat, sowie
eine Erfassungsbeendigungsflagge FTMR 3, die, wenn sie
auf 1 gesetzt ist, anzeigt, dass das Zählen mittels dieser Timer unterbrochen
worden ist, auf 0 gesetzt (Schritt S47). Die Bearbeitung wird anschließend beendet.
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Wenn im Schritt S43 die reiche Flagge
FRROK auf 1 gesetzt wird und ein Anstieg durch Reduktion durchgeführt wird,
wird die Beeinträchtigungsüberwachungsflagge
FCATMON auf 1 gesetzt (Schritt S44). Dann wird überprüft, ob ein Ausgabewert VLRF des
LAF Sensors 17 größer ist
als ein vorbestimmter Ausgabewert VLAFREF (beispielsweise ein Wert, der
dem theoretischen Luft-Brennstoff-Verhältnis entspricht), d. h. der
Ausgabewert VLAF stellt das reiche Luft-Brennstoff-Verhältnis dar
(Schritt S46). Wenn der Ausgabewert VLAF gleich dem Wert VLAFREF ist
oder kleiner als dieser Wert, geht die Programmsteuerung zum Schritt
S47; und wenn der Ausgabewert VLAF größer als der Wert VLAFREF ist,
bewegt sich das Programm zum Schritt S48, wo bestimmt wird, ob die
erste Timerbetriebsflagge FTMR1 auf 1 gesetzt ist. Da die Flagge FTMR1
anfänglich
auf 0 gesetzt ist, wird der erste Timer tmMON1 gestartet, und die
erste Timerbetriebsflagge FTMR1 wird auf 1 gesetzt (Schritt S49).
Die Programmsteuerung geht dann zum Schritt S50. Da die Flagge FTMR1
anschließend
auf 1 gesetzt wird, bewegt sich die Programmsteuerung unmittelbar
vom Schritt S48 zum Schritt S50.
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Im Schritt S50 wird überprüft, ob ein
Ausgabewert SVO2 des O2 Sensors 18 größer ist als ein vorbestimmter
Ausgabewert SVO2REF, der geringfügig
größer ist
als ein Wert, der dem theoretischen Luft-Brennstoff-Verhältnis äquivalent
ist. Da ursprünglich
die Auswirkung des Anstiegs in dem Luft-Brennstoff-Verhältnis nicht stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators 14 erscheint,
ist der Ausgabewert SVO2 gleich dem Wert SVO2REF oder kleiner als
dieser. Die Programmsteuerung geht dann zum Schritt S62, wo überprüft wird,
ob die erste Timerbetriebsflagge FTMR1 auf 0 gesetzt ist. Solange der
Wert SVO2 gleich dem Wert SVO2REF oder kleiner als dieser ist, ist
die erste Timerbetriebsflagge FTMR1 auf 1 gesetzt, und die Entscheidung
im Schritt S62 ist negativ (NO), so dass die Bearbeitung unmittelbar
beendet wird.
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Wenn jedoch im Schritt S50 der Ausgabewert
SVO2 größer ist
als der Ausgabewert SVO2REF, wird der Timer tmMON1 angehalten (Schritt
S41), und es wird überprüft, ob die
zweite Timerbetriebsflagge FTMR2 auf 1 gesetzt ist. Da die Flagge
FTMR2 ursprünglich
auf 0 gesetzt ist, wird der zweite Timer TmMON2 gestartet, und die
zweite Timerbetriebsflagge FTMR2 wird auf 1 gesetzt (Schritt S53).
Die Programmsteuerung geht dann zum Schritt S54, denn da in dem
folgenden Vorgang die Flagge FTMR2 auf 1 gesetzt wird, springt die
Programmsteuerung unmittelbar vom Schritt S52 auf den Schritt S54.
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Im Schritt S54 wird überprüft, ob ein
Wert TVO2, ausgegeben von einem O2 Sensor 19, größer ist
als ein vorbestimmter Ausgabewert TVO2REF, der geringfügig größer ist
als ein Wert, der dem theoretischen Luft-Brennstoff-Verhältnis entspricht.
Da anfänglich
der durch den Anstieg des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
bewirkte Effekt nicht stromabwärts
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 erscheint, ist
der Ausgabewert TV2 gleich dem Wert TVO2REF oder kleiner als dieser.
Die Programmsteuerung geht anschließend zum Schritt S62, wo die
Erfassungsbeendigungsflagge FTMR3 auf 1 gesetzt wird. Solange der
Wert TVO2 gleich dem Wert TVO2REF oder kleiner als dieser ist, ist
die Erfassungsbeendigungsflagge FTMR3 auf 0 gesetzt, und die Entscheidung
im Schritt S62 ist negativ (NO). Als Ergebnis wird die Bearbeitung
sofort beendet.
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Wenn im Schritt S54 der Wert TVO2
den Wert TVO2REF überschreitet,
wird der Timer tmMON2 angehalten, und die Erfassungsbeendigungsflagge
TMR3 wird auf 1 gesetzt (Schritt S55). Die Programmsteuerung bewegt
sich dann zum Schritt S62. Da zu diesem Zeitpunkt die Entscheidung
im Schritt S62 affirmativ ist (YES), bewegt sich die Programmsteuerung
zum Schritt S63, wo überprüft wird,
ob der Wert des ersten Timers tmMON1 kleiner ist als die erste Bezugszeit
TWCREF. Da der Wert des Timers tmMON1 kleiner ist, wird festgestellt,
dass eine Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators 14 aufgetreten ist, d. h. dass
der Grad der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators 14 groß ist. Wenn der Wert des Times
tmMON1 größer ist
als die Bezugszeit TWCREF, wird festgestellt, dass der Drei-Wege-Katalysator 14 normal
ist (Schritt S65). Und wenn der Wert des Timers tmMON1 gleich der
Bezugszeit TWCREF kleiner als diese ist, wird festgestellt, dass
die Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators 14 aufgetreten ist (Schritt
S64). Die Programmsteuerung bewegt sich dann zum Schritt S66.
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Im Schritt S66 wird eine KMON2 Tabelle
in 6 gemäß dem von
dem ersten Timer tmMON1 gehaltenen Wert durchsucht, und ein Korrekturkoeffizient
KMON2 wird beschafft. Die KMON2 Tabelle ist so ausgestaltet, dass
der Korrekturkoeffizient in Übereinstimmung
mit einer Reduktion des Wertes des ersten Timers tmMON1 ansteigt,
d. h. wenn der Grad der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators 14 ansteigt. Im Schritt S67
wird der Wert des zweiten Timers tmMON2 mit dem Korrekturkoeffizienten
KMON2 multipliziert, um einen korrigierten Timerwert tmMON2C zu
beschaffen. Dann wird überprüft, ob der
korrigierte Timerwert tmMON2 kleiner ist als die zweite Bezugszeit
TNOxREF (Schritt S68).
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Wenn der Wert des zweiten Timers
tmMON2 kleiner ist, wird festgestellt, dass eine zusätzliche
Beeinträchtigung
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 aufgetreten
ist. Und wenn der Timerwert tmMON2C größer ist als die Bezugszeit
TNOxREF, wird festgestellt, dass die NOx-Reinigungseinrichtung 15 normal ist
(Schritt S70). Wenn der Wert tmMON2C gleich oder kleiner als die
Bezugszeit TNOxREF ist, wird festgestellt, dass die Beeinträchtigung
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 aufgetreten ist (Schritt
S69), und dann wird eine Endflagge FNOxMEND auf 1 gesetzt (Schritt
S71) und die Bearbeitung wird anschließend beendet.
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Die erste Bezugszeit TWCREF wird
bestimmt durch Experimente, so dass sie mit einer Verzögerungszeit
Schritt halten kann, wenn beispielsweise die Sauerstoff-Speicherkapazität des Drei-Wege-Katalysators 14 sich
auf 50% von der eines brandneuen Produkts reduziert. Die zweite
Bezugszeit TNOxREF wird auch durch Experimente bestimmt, so dass
sie mit einer Zeitverzögerung
Schritt halten kann, wenn beispielsweise die NOx Absorptionskapazität des NOx-Absorbenten
sich auf 50% von der eines brandneuen Produktes reduziert.
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Durch die Bearbeitung in den 4 und 5 misst, wenn die vorbestimmte Zeit TLBCNT
abgelaufen ist, seit der magere Betrieb begonnen wurde, und wenn
ein Anstieg durch Reduktion durchgeführt wird, nachdem der NOx-Absorbent
genug NOx absorbiert hat, um die Beeinträchtigung zu erfassen, wie es
in 7 dargestellt ist,
der erste Timer tmMON1 eine erste Zeitverzögerung TMON1, die sich von
dem Zeitpunkt t11, zu dem der Wert LAF, der von dem LAF Sensor 17 ausgegeben
wird, der sich stromaufwärts des
Drei-Wege-Katalysators 14 befindet, den vorbestimmten Ausgabewert
VLAFREF überschreitet,
bis zu dem Zeitpunkt 12 erstreckt, bei welchem der Ausgabewert
SVO2 des O2 Sensors 18, der sich stromabwärts des
Drei-Wege-Katalysators 14 befindet, den
vorbestimmten Ausgabewert SVO2REF überschreitet. Außerdem misst
der zweite Timer tmMON2 eine zweite Zeitverzögerung TMON2, die sich von dem
Zeitpunkt 12, zu dem der Ausgabewert SVO2 des O2 Sensors 18 den
vorbestimmten Ausgabewert SVO2REF überschreitet, bis zu dem Zeitpunkt
t13 erstreckt, bei dem der Ausgabewert TVO2 des O2 Sensors 19,
der sich stromabwärts
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 befindet,
den vorbestimmten Ausgabewert TVO2REF überschreitet. Und wenn beispielsweise
eine Bestimmungsbezugsgröße für die Beeinträchtigung
als Absorptionskapazität
eines brandneuen Absorbenten gesetzt wird, ist ein zufriedenstellendes
Volumen von NOx, das für
die Erfassung der Beeinträchtigung
des NOx-Absorbenten erforderlich ist, ein Volumen, das 50% von der
Absorptionskapazität
(dem maximalen Absorptionsvolumen) des brandneuen Absorbenten überschreitet.
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Die erste Zeitverzögerung TMON1
ist ein Parameter, der den Grad der Beeinträchtigung des Drei-Wege-Katalysators 14 wiedergibt.
Die zweite Zeitverzögerung
TMON2 ist die Zeit, die zum Abgeben des gesamten NOx erforderlich
ist, das von dem NOx-Absorbenten absorbiert worden ist, und sie
repräsentiert
die NOx Absorptionskapazität
des NOx- Absorbenten.
Das heißt,
da sich die NOx Absorptionskapazität reduziert, wenn die zweite
Zeitverzögerung
TMON2 kürzer
wird, kann diese Tatsache verwendet werden, um den Grad der Beeinträchtigung
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 zu bestimmen. In dieser
Ausführungsform
wird in Betracht gezogen, dass die zweite Verzögerungszeit TMON2 sich gemäß dem Grad
der Beeinträchtigung
verändert,
die der Drei-Wege-Katalysator
erfährt,
der sich stromaufwärts
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 befindet.
Genauer gesagt tritt, wenn der Grad der Beeinträchtigung des Drei-Wege-Katalysators 14 ansteigt,
die Reduktion der Sauerstoffdichte stromabwärts früher auf, und die Dichten des
HC und des CO, die der Reduktionsfunktion zugewiesen sind, werden
gesteigert, so dass selbst wenn das gleiche Volumen von NOx von
dem NOx-Absorbenten
absorbiert wird, die zweite Zeitverzögerung TMO2, die für die Reduktion
erforderlich ist, reduziert wird. Auf der Basis dieser Betrachtungen
wird der Timerwert TMON2 (die zweite Zeitverzögerung TMON2) durch den Korrekturkoeffizient
KMON2 korrigiert, und wenn der korrigierte Timerwert tmMON2C kleiner
ist als die Bezugszeit TNOxREF, wird festgestellt, dass die Beeinträchtigung
des NOx-Absorbenten aufgetreten ist. Daher kann der Grad der Beeinträchtigung
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 präzise bestimmt werden,
unabhängig
von dem Grad der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators 14.
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In dieser Ausführungsform wird die zweite Zeitverzögerung TMON2
gemäß dem Grad
der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators
korrigiert, der sich stromaufwärts
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 befindet,
und die Beeinträchtigung
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 wird bestimmt durch Verwenden
der korrigierten Zeitverzögerung.
Daher kann der Grad der Beeinträchtigung
präzise
bestimmt werden, ohne dass das Ergebnis durch den Grad der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators 14 beeinflusst
würde.
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In dieser Ausführungsform entsprechen die O2
Sensoren 18 und 19 dem ersten und dem zweiten Sauerstoffsensor,
und der LAF Sensor 17 entspricht dem dritten Sauerstoffsensor.
Die Schritte S46 bis S51 in 4 entsprechen
dem ersten Mittel zur Bestimmung der Beeinträchtigung, und die Schritte
S50 und S52 bis S55 in 4 und
die Schritte S66 bis S70 in 5 entsprechen
dem zweiten Mittel zur Bestimmung der Beeinträchtigung. Die zweite Zeitverzögerung TMON2
entspricht dem ersten Bestimmungsmittel in dem ersten Aspekt, und
die erste Zeitverzögerung
TMON1 entspricht der zweiten Bestimmungszeit in dem zweiten Aspekt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf diese Ausführungsform
beschränkt
und kann verschieden modifiziert werden. In dieser Ausführungsform
werden beispielsweise die erste und die zweite Zeitverzögerung TMON1
und TMON2, die gleichzeitig gemessen werden, verwendet, um eine
Bestimmung der Beeinträchtigung
zu bewirken. Es ist jedoch bevorzugt, dass die erste und die zweite
Zeitverzögerung
TMON1 und TMON2 mehrfach gemessen werden, beispielsweise zehn Mal,
und dass die Mittelwerte dann für
die Bestimmung verwendet werden.
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Ein anderes wohlbekanntes Verfahren
wie beispielsweise das in JP-A-6-212955 offenbarte Verfahren, kann
verwendet werden, um den Grad der Beeinträchtigung des Drei-Wege-Katalysators 14 zu bestimmen.
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In der Ausführungsform wird die zweite
Zeitverzögerung
TMON (tmMON2) gemäß dem Grad
der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators 14 korrigiert.
Stattdessen kann jedoch auch die zweite Bezugszeit TNOxREF korrigiert
werden gemäß dem Grad
der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators 14. In diesem Fall wird die
zweite Bezugszeit TNOxREF so korrigiert, dass sie sich reduziert,
wenn die Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators fortschreitet.
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Wenn der vorbestimmte reiche Wert
KCMDR, der verwendet wird, um einen Anstieg durch Reduktion durchzuführen, gemäß dem Maschinenbetriebszustand
verändert
wird, werden die Zeitverzögerungen
TMON1 und TMON2 gemäß dem Wert KCMDR
variiert. Daher ist es bevorzugt, dass, wenn der reiche Wert KCMDR
ansteigt, die Bezugszeiten TWCREF und TNOxREF, die zur Bestimmung
der Beeinträchtigung
verwendet werden, auf kleine Werte gesetzt werden.
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In der Ausführungsform ist der proportionale Sensor
für das
Luft-Brennstoff-Verhältnis
(der Sauerstoffsensor) 17 stromaufwärts des Drei-Wege-Katalysators 14 vorgesehen,
und die binären
Sauerstoffsensoren 18 und 19 sind stromaufwärts und
stromabwärts
der NOx-Reinigungseinrichtung 15 vorgesehen. Es können jedoch
beliebige Arten und Anordnungen von Sauerstoffsensoren verwendet
werden. Beispielsweise können
auch alle Sauerstoffsensoren entweder proportional oder binär sein.
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Wie oben beschrieben, wird gemäß der Erfindung
des ersten Aspekts der Grad der Beeinträchtigung des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels
in Übereinstimmung
mit dem Grad der Beeinträchtigung
des Drei-Wege-Katalysators bestimmt, der sich stromaufwärts des
Stickstoffoxid-Reinigungsmittels befindet, und die erste Bestimmungszeit,
die sich von dem Zeitpunkt erstreckt, zu dem ein magerer Abgaszustand
hin zu einem reichen Abgaszustand verschoben wird, indem das Luft-Brennstoff-Verhältnis einer einer
Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Mischung
gesteigert wird, der Ausgabewert des ersten Sauerstoffsensors zu
einem Wert verändert
wird, der für
ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis
steht, und zu dem Zeitpunkt endet, wo der Ausgabewert des zweiten Sauerstoffsensors
gleich einem Wert ist, der für
ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis
steht. Daher kann der Grad der Beeinträchtigung des Stickstoffoxid-Reinigungsmittels
präzise
bestimmt werden, unabhängig
von dem Grad der Beeinträchtigung des
Drei-Wege-Katalysators.
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Gemäß der Erfindung des zweiten
Aspekts wird der Grad der Beeinträchtigung des Drei-Wege-Katalysators
bestimmt auf der Basis der zweiten Bestimmungszeit, die sich von
dem Zeitpunkt erstreckt, zu dem, nachdem der Luft-Brennstoff-Verhältnis angestiegen
ist, der Ausgabewert des dritten Sauerstoffsensors hin zu einem
Wert verändert
wird, der für
ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis
steht, und zu dem Zeitpunkt endet, zu dem der Ausgabewert des ersten
Sauerstoffsensors gleich dem Wert ist, der für ein reiches Luft-Brennstoff-Verhältnis steht.
Daher kann nicht nur der Grad der Beeinträchtigung der Stickstoffoxid-Reinigungsmittel,
sondern auch der Grad der Beeinträchtigung des Drei-Wege-Katalysators
bestimmt werden.