DE60302476T2

DE60302476T2 - Versorgungssystem eines Reduktionsmittels

Info

Publication number: DE60302476T2
Application number: DE60302476T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Toyota-shi Aichi-ken Itoh
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: EP1331373A3; JP2003222019A; DE60302476D1; EP1331373B1; EP1331373A2; JP3855781B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Reduktionsmittelzuführungssystem zum Zuführen eines Reduktionsmittels zu einem NOx-Katalysator.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Eine unlängst bekannte Einrichtung zum Reduzieren der Stickoxidmenge (NOx), die in einem Abgas aus einer Brennkraftmaschine vorhanden ist, welche einen mageren Verbrennungsbetrieb durchführen kann, ist ein Mager-NOx-Katalysator wie zum Beispiel ein selektiver Reduktions-NOx-Katalysator, ein Speicherreduktions-NOx-Katalysator, etc.
Der selektive Reduktions-NOx-Katalysator ist ein Katalysator, der eine Reduktion oder Zerlegung von Stickoxyden (NOx) bewirkt, wenn ein Reduktionsmittel in einer Atmosphäre mit überschüssigem Sauerstoff vorhanden ist. Diese Bauart des Katalysators beinhaltet Katalysatoren, die durch laden eines Zeolithträgers mit einem Übergangsmetall wie zum Beispiel Cu oder dergleichen ausgebildet ist, Katalysatoren, die Titan/Vanadium tragen, Katalysatoren, die durch Laden eines Zeolith- oder Aluminiumträgers mit einem Edelmetall ausgebildet sind, etc.
Um die Strickoxide (NOx) unter Verwendung eines derartigen selektiven Reduktions-NOx-Katalysators zu beseitigen, ist es erforderlich, eine geeignete Menge eines Reduktionsmittels vorzusehen. Eine vorhandene Technik verwendet Kohlenwasserstoffe (HC), Verbindungen auf Ammoniakbasis oder dergleichen als ein derartiges Reduktionsmittel.
Der Speicherreduktions-NOx-Katalysator ist ein Katalysator, der Stickoxide (NOx) aus einem einströmenden Abgas absorbiert, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist, und der die gespeicherten Stickoxide (NOx) zu Stickstoff (N₂) reduziert, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas niedrig ist und ein Reduktionsmittel vorhanden ist.
Im Allgemeinen können Mager-NOx-Katalysatoren einschließlich des selektiven Reduktions-NOx-Katalysators, des Speicherreduktions-NOx-Katalysators etc. Stickoxide (NOx) aus einem Abgas beim Vorhandensein eines Reduktionsmittels beseitigen. Um die Stickoxide (NOx) aus dem Abgas unter Verwendung eines Mager-NOx-Katalysators zu beseitigen, ist es daher erforderlich, eine geeignete Menge eines Reduktionsmittels dem Mager-NOx-Katalysator zuzuführen.
Ein Verfahren zum Zuführen eines Reduktionsmittels in ein Abgas ist eine Zugabe für ein Reduktionsmittel in ein Abgas. Die Zugabe eines Reduktionsmittels wird durch Einspritzen des Reduktionsmittels in das Abgas über eine Reduktionsmitteleinspritzdüse durchgeführt. Da jedoch die Reduktionsmitteleinspritzdüse immer dem Abgas ausgesetzt ist, verfestigt die Wärme des Abgases das in der Einspritzdüse verbleibende Reduktionsmittel in einigen Fällen, so dass die Reduktionsmitteleinspritzdüse verstopft werden kann.
Angesichts dieses Problems wird bei der Technik, die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-9-150038 beschrieben ist, Wasser für eine vorbestimmte Zeit vor oder nach einer Einspritzung einer wässrigen Karbamid-Lösung eingespritzt. Die Einspritzung von Wasser wäscht das verfestigte Karbamid aus der Reduktionsmitteleinspritzdüse, wodurch das Verstopfen der Reduktionsmitteleinspritzdüse im Wesentlichen verhindert wird.
Um jedoch das Wasser aus der Reduktionsmitteleinspritzdüse einzuspritzen, besteht ein Bedarf an einem Wasserzuführungssystem neben dem Reduktionsmittelzuführungssystem, was zu einem komplizierten und vergrößertem Gerät führt. Falls darüber hinaus ein NOx-Katalysator eingebaut ist, der mit Vanadium geladen ist, dann besteht die Gefahr, dass das Vanadium durch das Wasser illudiert, welches zum Verhindern der Verstopfung der Reduktionsmitteleinspritzdüse eingespritzt wird, und daher kann die Katalysatorfunktion verschlechtert werden.
Die Druckschrift EP-A-0 558 452 offenbart ein Reduktionsmittelzuführungssystem mit einem Katalysator, der in dem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine vorgesehen sein kann, dass die Reduktion von Stickoxiden und das Vorhandensein eines Reduktionsmittels erleichtert. Eine Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung ist vorgesehen, die das Reduktionsmittel dem Katalysator zuführt. Darüber hinaus ist eine Verstopfungsschätzeinrichtung zum Schätzen einer möglichen Verstopfung des Einspritzloches vorgesehen, welches für die Einspritzung des Reduktionsmittels verwendet wird. Das Reduktionsmittel wird in ein Luftsystem eingespritzt und in dem Katalysator zusammen mit der beschriebenen Luft reduziert, die mit Druck beaufschlagt ist.
Dieses Reduktionsmittelzuführungssystem ist des Weiteren mit einer Verstopfungsschätzeinrichtung versehen, die das Volumen der Luftströmung überwachen kann, und falls die Luftströmung auf einen Minimalwert abfällt, dann wird die weitere Einspritzung des Reduktionsmittels gestoppt, um ein vollständiges Verstopfen des Einspritzloches zu vermeiden. Im Falle einer Verstopfung wird versucht, das Einspritzloch durch Blasen einer mit Druck beaufschlagten Luft in das Einspritzloch zu reinigen. Falls es nicht möglich ist, das Einspritzloch mit der mit Druck beaufschlagten Luft zu reinigen, dann muss das Einspritzsystem demontiert werden, und das Einspritzloch muss durch bestimmte Werkzeuge mechanisch gereinigt werden. Falls eine Verstopfung geschätzt wird, wird somit die Einführung des Reduktionsmittels gestoppt, und die mit Druck beaufschlagte Luft wird verwendet, um das Einspritzloch zu reinigen. Falls die Reinigung durch die mit Druck beaufschlagte Luft nicht möglich ist, dann sollte ein Werkzeug für eine mechanische Reinigung verwendet werden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde zum Lösen der vorstehend beschriebenen Probleme geschaffen. Es ist die Aufgabe der Erfindung, dass der Stopfen der Reduktionsmitteleinspritzdüse bei einem Reduktionsmittelzuführungsgerät zu verhindern.
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, wird ein Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Ein Reduktionsmittelzuführungssystem hat nämlich einen NOx-Katalysator, der in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, und der eine Reduktion eines Stickoxides beim Vorhandensein eines Reduktionsmittels erleichtert, und eine Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung, die das Reduktionsmittel dem NOx-Katalysator zuführt, und es ist des Weiteren gekennzeichnet durch:
Eine Verstopfungsschätzeinrichtung zum Schätzen einer Verstopfungszeit, bei der ein Einspritzloch der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung verstopft ist; und
eine Verstopfungssteuereinrichtung zum Steuern der Verstopfung des Einspritzloches durch Einspritzen des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung gemäß der Verstopfungszeit, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt ist.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Zeit, bei der das Verstopfen durch das Reduktionsmittel verursacht wird, welches in dem Einspritzloch abgelagert ist, durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt wird, und das gemäß der Durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzten Verstopfungszeit das Reduktionsmittel aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung so eingespritzt wird, dass das Einspritzloch nicht verstopft wird.
Bei der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung, die gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, verbleibt das Reduktionsmittel manchmal in dem Einspritzloch, wenn das Reduktionsmittel dem NOx-Katalysator zugeführt wird. Die Reduktionsmittelreste neigen zu einer Verfestigung in dem Einspritzloch aufgrund einer Verdampfung von Wasser und dergleichen, die durch Wärme von dem Abgas verursacht wird. Somit besteht die Gefahr, dass das Einspritzloch durch die Verfestigung des Reduktionsmittels verstopft wird.
Bei dem Reduktionsmittelzuführungssystem, das gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird jedoch das Reduktionsmittel aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung gemäß der Verstopfungszeit eingespritzt, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt wird. Daher ist es möglich, das Problem der Verstopfung des Einspritzloches zu beseitigen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Verstopfungssteuereinrichtung eine Verstopfungsverhinderungseinrichtung zum Einspritzen einer kleinen Menge des Reduktionsmittels sein, um das Verstopfen des Einspritzloches vor der Verstopfungszeit im Wesentlichen zu verhindern, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt ist.
Gemäß dem Reduktionsmittelzuführungssystem, das gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird die Zeit, bei der die Verstopfung durch das Reduktionsmittel verursacht wird, welches in dem Einspritzloch abgelagert ist, durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt, und die Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung wird veranlasst, eine kleine Menge des Reduktionsmittels einzuspritzen, bevor die Verstopfung auftritt. Daher kann die Verstopfung im Wesentlichen dadurch verhindert werden, dass das abgelagerte Reduktionsmittel aus dem Einspritzloch gewaschen wird.
Beispiele des Reduktionsmittels beinhalten Kohlenwasserstoffe, Karbamid, Ammoniak, Carbamat, etc.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Verstopfungssteuereinrichtung eine Verstopfungslöseeinrichtung zum Einspritzen einer Menge des Reduktionsmittels sein, die größer ist als eine gewöhnliche Menge, falls das Reduktionsmittel nach der Verstopfungszeit zugeführt wird, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt ist.
Bei der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung, die gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, verbleibt das Reduktionsmittel manchmal in dem Einspritzloch, wenn das Reduktionsmittel dem NOx-Katalysator zugeführt wird. Die Reduktionsmittelreste neigen zu einer Verfestigung in dem Einspritzloch aufgrund einer Verdampfung von Wasser und dergleichen oder aufgrund einer Verkohlung der Reduktionsmittelreste, was durch Wärme von dem Abgas hervorgerufen wird. Somit besteht die Gefahr, dass das Einspritzloch durch eine Verfestigung des Reduktionsmittels verstopft wird.
Jedoch kann das in dem Einspritzloch abgelagerte Reduktionsmittel beseitigt werden, und zwar auch nachdem das Reduktionsmittel verfestigt ist, in dem das Reduktionsmittel durch das Einspritzloch für eine lange Zeit eingespritzt wird. Daher kann das Verfestigte Reduktionsmittel durch Einspritzen einer Reduktionsmittelmenge beseitigt werden, die größer ist als die gewöhnliche Menge, und zwar nach der Verstopfungszeitgebung, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Verstopfungssteuereinrichtung eine Verstopfungslöseeinrichtung zum Einspritzen des Reduktionsmittels mit einem Druck sein, der größer ist als ein gewöhnlicher Druck, falls das Reduktionsmittel nach der Verstopfungszeit zugeführt wird, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt ist.
Bei der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung, die gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, verbleibt das Reduktionsmittel manchmal in dem Einspritzloch, wenn das Reduktionsmittel dem NOx-Katalysator zugeführt wird. Die Reduktionsmittelreste neigen zu einer Verfestigung in dem Einspritzloch aufgrund einer Verdampfung von Wasser und dergleichen oder aufgrund einer Verkohlung der Reduktionsmittelreste, was durch Wärme von dem Abgas hervorgerufen wird. Somit besteht die Gefahr, dass das Einspritzloch durch eine Verfestigung des Reduktionsmittels verstopft wird.
Jedoch kann das in dem Einspritzloch abgelagerte Reduktionsmittel auch dann ausgewaschen werden, nachdem das Reduktionsmittel verfestigt wurde, in dem das Reduktionsmittel durch das Einspritzloch mit einem erhöhten Druck des Reduktionsmittels eingespritzt wird. Daher ist es möglich, das verfestigte Reduktionsmittel durch Einspritzen des Reduktionsmittels mit einem erhöhten Druck nach der Verstopfungszeit zu beseitigen, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung geschätzt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Verstopfungsschätzeinrichtung schätzen, dass das Einspritzloch verstopft wird, falls eine verstrichene Zeit nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels von der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung zumindest eine vorbestimmte Zeit erreicht.
Gemäß der Verstopfungsschätzeinrichtung kann die Zeit der Verstopfung des Einspritzloches auf der Grundlage der verstrichenen Zeit nach der letzten Einspritzung des Reduktionsmittels durch das Einspritzloch geschätzt werden, da das Reduktionsmittel in dem Einspritzloch aufgrund einer Verdampfung von Wasser und dergleichen oder aufgrund einer Verkohlung der Reduktionsmittelreste verfestigt wird, wenn die Zeit verstreicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Reduktionsmittelzuführungssystem des Weiteren eine Abgastemperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur des Abgases sowie eine Abgastemperaturintegrationseinrichtung zum Integrieren der Abgastemperaturen aufweisen, welche durch die Abgastemperaturmesseinrichtung gemessen sind.
Durch diesen Aufbau kann die Verstopfungsschätzeinrichtung schätzen, dass das Einspritzloch verstopft wird, falls ein integrierter Wert der Abgastemperatur nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.
Die Zeit, die zum Verfestigen des Reduktionsmittels erforderlich ist, ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgases, der das Reduktionsmittel ausgesetzt ist, sowie der Zeit, in der es dem Abgas ausgesetzt ist. Das Reduktionsmittel wird wahrscheinlicher verfestigt, wenn die Temperatur des Abgases größer ist, und wenn die Zeit der Aussetzung länger ist. Daher kann gemäß der Verstopfungsschätzeinrichtung die Zeit der Verstopfung des Einspritzloches auf der Grundlage des integrierten Wertes der Abgastemperatur nach der letzten Einspritzung des Reduktionsmittels geschätzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung ein Ventil aufweisen, das in der Zuführungszeit des Reduktionsmittels geöffnet wird, um das Reduktionsmittel so zu fördern, ein Reservoir, in der das Reduktionsmittel vorübergehend gespeichert wird, nachdem es durch das Ventil hindurch getreten ist, und eine Berechnungseinrichtung der aufgenommenen Wärmemenge zum Berechnen eines integrierten Wertes der Wärmemenge, die durch das Reduktionsmittel aufgenommen wird, welches in dem Reservoir verbleibt.
Durch diesen Aufbau kann die Verstopfungsschätzeinrichtung schätzen, dass das Einspritzloch verstopft wird, falls der integrierte Wert der Wärmemenge, welche durch das in dem Reservoir verbleibende Reduktionsmittel aufgenommen wird, nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.
Bei der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung, die gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird das Reduktionsmittel vorübergehend in dem Reservoir gespeichert, wenn das bei dem Einspritzloch vorgesehene Ventil geöffnet wird. Falls das Reservoir mit dem Reduktionsmittel gefüllt ist, dann steigt der Druck des in dem Reservoir gespeicherten Reduktionsmittels an, und das Reduktionsmittel wird durch das Einspritzloch eingespritzt. Wenn das Ventil danach geschlossen wird, wird der Druck des in dem Reservoir gespeicherten Reduktionsmittels allmählich auf einen Druck verringert, der im Wesentlichen gleich dem Druck des Abgases ist. Somit endet die Einspritzung des Reduktionsmittels. Somit hat die Zeit zum Verfestigen des Reduktionsmittels eine Wechselwirkung mit der Wärmemenge, die das in dem Reservoir verbleibende Reduktionsmittel aufnimmt, und zwar nach der letzten Einspritzung des Reduktionsmittels durch das Einspritzloch. Die Berechnungseinrichtung der aufgenommenen Wärmemenge kann die Wärmemenge berechnen, die durch das in dem Reservoir verbleibende Reduktionsmittel aufgenommen wird, und die Verstopfungsschätzeinrichtung kann die Zeit der Verstopfung des Einspritzloches auf der Grundlage der Wärmemenge schätzen, welche durch das in dem Reservoir verbleibende Reduktionsmittel aufgenommen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, des Weiteren eine Abgastemperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur des Abgases, eine Abgasdurchsatzmesseinrichtung zum Messen eines Durchsatzes des Abgases sowie eine Abgastemperaturintegrationseinrichtung zum Integrieren der Abgastemperaturen vorzusehen, die durch die Abgastemperaturmesseinrichtung gemessen werden.
Durch diesen Aufbau kann die Verstopfungsschätzeinrichtung die Verstopfung des Einspritzloches auf der Grundlage des Abgasdurchsatzes und eines integrierten Wertes der Abgastemperaturen schätzen, wenn diese nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung zumindest einen vorbestimmten Wert erreichen.
Das in dem Einspritzloch abgelagerte Reduktionsmittel verursacht die Verstopfung des Einspritzloches aufgrund einer Verdampfung von Wasser und dergleichen oder aufgrund einer Verkohlung der Reduktionsmittelreste in Abhängigkeit der Abgastemperatur. Das in dem Einsritzloch abgelagerte Reduktionsmittel verfestigt sich früher und bewirkt daher eine frühere Verstopfung, falls eine höhere Temperatur des Abgases andauert und der Abgasdurchsatz größer ist, und zwar aufgrund einer beschleunigten Verdampfung des Wasser und dergleichen, das in dem Reduktionsmittel enthalten ist, welches in dem Reservoir verbleibt. Somit besteht eine Wechselwirkung der Verstopfungszeit des Einspritzloches mit dem integrierten Temperaturwert des Abgases und dem Abgasdurchsatz. Daher ist es möglich, die Verstopfungszeit des Einspritzloches auf der Grundlage der Temperatur des Abgases und des Durchsatzes des Abgases zu schätzen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung ein Ventil aufweisen, das in der Zuführungszeit des Reduktionsmittels geöffnet wird, um so das Reduktionsmittel zu fördern, eine Reduktionsmitteldruckmesseinrichtung zum Messen eines Drucks des Reduktionsmittels stromaufwärts von dem Ventil und eine Reduktionsmitteldruckintegrationseinrichtung zum Integrieren des Druckes, der durch die Reduktionsmitteldruckmesseinrichtung gemessen wird.
Durch diesen Aufbau kann die Verstopfungsschätzeinrichtung schätzen, dass das Einspritzloch verstopft wird, falls der integrierte Wert des Druckes nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels auf der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.
Bei der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung, die gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, tritt das Reduktionsmittel trotz einer Schließung des Ventils in einigen Fällen auf. Ähnlich wie das eingespritzte Reduktionsmittel verursacht das austretende Reduktionsmittel die Verstopfung des Einspritzloches. Die Austrittsmenge des Reduktionsmittels hat eine Wechselwirkung mit dem integrierten Wert des Druckes des Reduktionsmittels. Daher ist es möglich, die Austrittsmenge des Reduktionsmittels dadurch zu schätzen, dass ein integrierter Wert des Druckes des Reduktionsmittels bestimmt wird, und dass die Verstopfungszeit des Einspritzloches auf der Grundlage der Austrittsmenge des Reduktionsmittels geschätzt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend genannte Aufgabe sowie wie weitere Merkmale und Vorteile und die gewerbliche Anwendbarkeit dieser Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verständlich, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, wobei:
1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Brennkraftmaschine und seines Abgassystems, auf das das Reduktionsmittelzuführungsgerät der Erfindung angewendet wird;
2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Beispielhaften Aufbaus eines distalen Endabschnittes eines Reduktionsmitteleinspritzventils;
3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines anderen beispielhaften Aufbaus eines distalen Endabschnittes des Reduktionsmitteleinspritzventils;
4 zeigt ein Zeitdiagramm, das einen Zeitabhängigen Übergang des Reduktionsmittelzugabesignals angibt, das dem Reduktionsmitteleinspritzventil bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zugeführt wird;
5 zeigt ein Zeitdiagramm von Zeitabhängigen Übergängen des Reduktionsmittelzugabesignals, das dem Reduktionsmitteleinspritzventil zugeführt wird, sowie der Abgastemperatur bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
6 zeigt ein Zeitdiagramm von Zeitabhängigen Übergängen des Reduktionsmittelzugabesignals, das dem Reduktionsmitteleinspritzventil zugeführt wird, sowie dem Verstopfungsindex bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 zeigt ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Temperatur und den Substanzen, bei denen sich das Karbamid in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, und zwar bei einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In der folgenden Beschreibung sowie in den beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung hinsichtlich von beispielhaften Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
Spezifische Ausführungsbeispiele des Reduktionsmittelzuführungsgerätes der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben, bei dem das Reduktionsmittelzuführungsgerät der Erfindung auf eine Fahrzeugdieselkraftmaschine angewendet wird.
Die 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Brennkraftmaschine und eines Abgassystems davon, auf die das Reduktionsmittelzuführungsgerät der Erfindung angewendet wird.
Eine in der 1 gezeigte Brennkraftmaschine 1 ist eine Viertakt-Diesel-Kraftmaschine. Ein Abgasrohr 2 ist mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Das Abgasrohr 2 ist an seinem stromabwärtigen Ende mit einem Krümmer (nicht gezeigt) verbunden. Ein selektiver Reduktions-NOx-Katalysator 3, das Karbamid als ein Reduktionsmittel verwendet, ist in einem mittleren Abschnitt des Abgasrohres 2 angeordnet. In dem Abgasrohr 2 stromaufwärts von dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 ist ein Reduktionsmitteleinspritzventil 4 angeordnet, um Karbamid als ein Reduktionsmittel in den selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 auszugeben. Stromaufwärts von dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 ist ein Abgastemperatursensor 9 angeordnet, der ein elektrisches Signal entsprechend der Temperatur des Abgases abgibt, das in das Abgasrohr 2 hineinströmt.
Bei dem so aufgebauten Abgassystem wird ein Gasgemisch (verbranntes Gas), das in Folge einer Verbrennung in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 erzeugt wird, in das Abgasrohr 2 über Abgasanschlüsse ausgelassen, und es strömt in den selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3, wodurch schädliche Gaskomponenten in dem Abgas beseitigt werden. Nach der Beseitigung der schädlichen Gaskomponenten durch den selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 wird das Abgas in die Atmosphäre durch den Krümmer ausgelassen.
Der selektive Reduktions-NOx-Katalysator 3 bewirkt die selektive Reduktion mit Karbamid, das als ein Reduktionsmittel dem Katalysator zugeführt wird.
Beispiele des selektiven Reduktions-NOx-Katalysators beinhalten Katalysatoren, die durch Laden eines Zeolitträgers mit einem Übergangsmetall wie zum Beispiel Cu oder dergleichen ausgebildet sind, Katalysatoren, die Titan/Vanadium tragen, etc. Beispiele der selektiven Reduktions-NOx-Katalysatoren beinhalten des Weiteren Katalysatoren, die durch Laden eines Zeolith- oder Aluminiumträgers mit einem Edelmetall ausgebildet sind.
Ein Reduktionsmittelzuführungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird als nächstes beschrieben. Das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 10 elektrisch verbunden, und es spritzt das Reduktionsmittel auf der Grundlage eines Signals von der ECU 10 ein. Karbamid als das Reduktionsmittel ist in der Form einer wässrigen Lösung in einem Reduktionsmittelspeicherbehälter 5 gespeichert. Der Reduktionsmittelspeicherbehälter 5 ist mit einer Reduktionsmittelausstoßpumpe 6 über einen Reduktionsmittelsaugkanal 11 verbunden. Die Reduktionsmittelausstoßpumpe 6 ist mit dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 über einen Reduktionsmittelzuführungskanal 7 verbunden. Der Reduktionsmittelzuführungskanal 7 zwischen dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 und der Reduktionsmittelausstoßpumpe 6 ist mit einem Druckregulator 12 versehen, der dann automatisch öffnet, wenn der Druck des Reduktionsmittels einen vorbestimmten Druck erreicht, sowie einen Reduktionsmitteldrucksensor 8, der ein Signal entsprechend dem Druck des Reduktionsmittels in dem Reduktionsmittelzuführungskanal 7 abgibt. Der Druckregulator 12 ist mit dem Reduktionsmittelspeicherbehälter 5 über ein Rückführungsrohr 13 verbunden.
Bei dem Reduktionsmittelzuführungsgerät, das gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, zieht die Reduktionsmittelausstoßpumpe 6 das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittelspeicherbehälter 5 durch den Reduktionsmittelsaugkanal 11 ein. Das in die Reduktionsmittelausstoßpumpe 6 eingezogene Reduktionsmittel wird in den Reduktionsmittelzuführungskanal 7 ausgestoßen. Wenn der Druck in dem Reduktionsmittelzuführungskanal 7 auf den vorbestimmten Druck ansteigt, dann wird der Druckregulator 12 geöffnet, so dass das Reduktionsmittel in das Rückführungsrohr 13 strömt. Somit kehrt das Reduktionsmittel zu dem Reduktionsmittelspeicherbehälter 5 zurück. Auf diese Art und Weise wird der Druck des Reduktionsmittels in dem Reduktionsmittelzuführungskanal 7 auf ein konstantes Niveau gehalten. Wenn das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 als Reaktion auf das Signal von der ECU 10 geöffnet wird, dann wird das Reduktionsmittel in ein Abgas eingespritzt. Nachdem es in das Abgas eingespritzt wurde, strömt das Reduktionsmittel in den selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 zusammen mit dem Abgas.
Die Brennkraftmaschine 1, die gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, ist mit der ECU 10 zum Steuern der Brennkraftmaschine 1 versehen. Die ECU 10 ist eine Einheit, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 gemäß den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 1 und einer Anforderung von einem Fahrer steuert.
Die ECU 10 ist mit verschiedenen Sensoren wie zum Beispiel den Reduktionsmitteldrucksensor 8, den Abgastemperatursensor 9, etc. über eine elektrische Verdrahtung verbunden. Abgabesignale von den verschiedenen Sensoren werden in die ECU 10 eingegeben.
Die ECU 10 ist ebenfalls mit dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 und dergleichen über eine elektrische Verdrahtung verbunden, so dass die ECU 10 die vorstehend beschriebenen Bauelemente und Abschnitte steuern kann.
Bei einer selektiven Reduktions-NOx-Steuerung führt die ECU 10 eine Karbamidzugabesteuerung zum Zugeben von Karbamid als das Reduktionsmittel in ein Abgas durch, das in den selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 strömt.
Bei der Karbamidzugabesteuerung bestimmt die ECU 10, ob eine Karbamidzugabesteuerausführungsbedingung erfüllt ist, und zwar in vorbestimmten Zyklen. Beispiele der Karbamidzugabsteuerausführungsbedingung beinhalten eine Bedingung, dass die Temperatur des selektiven Reduktions-NOx-Katalysators 3, die aus dem Wert des abgegebenen Signals (Abgastemperatur) des Abgastemperatursensors 9 bestimmt wird, eine Aktivierungstemperatur erreicht hat, und dergleichen.
Falls bestimmt wird, dass die vorstehend erwähnte Karbamidzugabesteuerausführungsbedingung erfüllt ist, dann gibt die ECU 10 Karbamid in das Abgas zu, das in dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 hinein strömt, in dem das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 so gesteuert wird, dass das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 eingespritzt wird.
Insbesondere liest die ECU 10 die Kraftmaschinendrehzahl, den Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag, den Wert des abgegebenen Signals von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (nicht gezeigt), etc. auf einen Speicher. Darüber hinaus greift die ECU 10 auf ein Karbamidzugabesteuerkennfeld zu, das in der ECU 10 gespeichert ist, und sie berechnet eine Karbamidmenge, die zugegeben werden muss (Sollmenge der Karbamidzugabe), und zwar unter Verwendung der Kraftmaschinendrehzahl, des Beschleunigungsbetätigungsbetrages und der Einlassluftmenge als Parameter.
Nachfolgend greift die ECU 10 unter Verwendung der Sollmenge der Karbamidzugabe als ein Parameter auf ein Kennfeld zu, das in der ECU 10 gespeichert ist, und sie berechnet eine Ventilöffnungsdauer des Reduktionsmitteleinspritzventils 4, die dazu erforderlich ist, die Soll-Karbamidmenge aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 einzuspritzen (Soll-Ventilöffnungsdauer).
Nach der Berechnung der Soll-Ventil-Öffnungsdauer öffnet ECU 10 das Reduktionsmitteleinspritzventil 4.
Die ECU 10 schließt das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 beim Verstreichen der Sollventilöffnungsdauer nach dem Zeitpunkt, bei dem das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 geöffnet wird.
Wenn das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 in der Sollventilöffnungsdauer gemäß der vorstehenden Beschreibung geöffnet wird, wird die Soll-Karbamidmenge in das Abgasrohr 2 aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 eingespritzt. Das aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 eingespritzte Karbamid vermischt sich mit dem Abgas, das von einem stromaufwärtigen Abschnitt des Abgasrohres 2 strömt, und es strömt in den selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3, wodurch eine selektive Reduktion von NOx durchgeführt wird.
Die 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Aufbaus eines distalen Endabschnittes des Reduktionsmitteleinspritzventils 4. Das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 hat ein Gehäuse 42, eine Nadel 41, die in dem Gehäuse 42 enthalten ist und sich auf der Grundlage eines Signals von der ECU 10 zurück und vor bewegt, ein sackartiges Reservoir 43, der das Reduktionsmittel vorübergehend speichert, das dann ausströmt, wenn die Nadel 41 geöffnet ist, und ein Einspritzloch 44, das sich durch einen Abschnitt des Reservoirs 43 hindurch erstreckt. Bei dem so aufgebauten Reduktionsmitteleinspritzventil 4 ist ein distaler Endabschnitt 41a der Nadel 41 mit einem Öffnungsabschnitt 42a des Reservoirs 43 in Kontakt, wenn das Reduktionsmittel nicht zugeführt wird. Aufgrund der Kontaktflächen 45 wird eine Strömung des Reduktionsmittels gestoppt. Wenn das Reduktionsmittel zugeführt werden soll, dann wird die Nadel 41 weg von dem Reservoir 43 gemäß einem Signal von der ECU 10 bewegt, so dass das Reduktionsmittel in das Reservoir 43 strömt. Wenn der Druck des Reduktionsmittels in dem Reservoir 43 größer wird als der Druck außerhalb des Reservoirs 43, dann strömt das Reduktionsmittel in das Einspritzloch 44, so dass eine Einspritzung des Reduktionsmittels aus dem Reservoir 43 startet.
Die 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines anderen beispielhaften Aufbaus eines distalen Endabschnittes des Reduktionsmitteleinspritzventils 4. Das in der 3 gezeigte Reduktionsmitteleinspritzventil 4 hat ein Gehäuse 42, eine Nadel 41, die in dem Gehäuse 42 enthalten ist und sich auf der Grundlage eines Signals von der ECU 10 zurück und vor bewegt, ein Einspritzloch 46, das dann geöffnet wird, wenn die Nadel 41 geöffnet wird oder davon weg bewegt wird, sowie eine Abdeckung 47, die Diffusionslöcher 48 zum Diffundieren des Reduktionsmittels aufweist, das aus dem Einspritzloch 46 in einem breiten Bereich gestrahlt wird. Bei dem so aufgebauten Reduktionsmitteleinspritzventil 4 deckt ein distaler Endabschnitt der Nadel 41 das Einspritzloch 46 ab, damit die Strömung des Reduktionsmittels gestoppt wird, wenn das Reduktionsmittel nicht zuzuführen ist. Wenn das Reduktionsmittel zuzuführen ist, dann wird die Nadel 41 von dem Einspritzloch 6 weg gemäß einem Signal von der ECU 10 bewegt, so dass das Reduktionsmittel in das Einspritzloch 46 hineinströmt. Wenn das aus dem Einspritzloch 46 ausgestoßene Reduktionsmittel die Abdeckung 47 erreicht, strömt das Reduktionsmittel in die beiden Diffusionslöcher 48, die in der Abdeckung ausgebildet sind, so dass das Reduktionsmittel aus den beiden Diffusionslöchern 48 in unterschiedlichen Richtungen gestrahlt wird.
In einigen Fällen verbleibt das Reduktionsmittel in dem Reservoir 43, dem Einspritzloch 44, den Einspritzlöchern 46, der Abdeckung 47, den Diffusionslöchern 48, etc., und zwar auch nach der Einspritzung des Reduktionsmittels. Das verbleibende Reduktionsmittel verfestigt sich aufgrund einer Verdampfung von Wasser oder dergleichen, die durch Wärme von dem Abgas hervorgerufen wird. Falls es verfestigt ist, kann das Reduktionsmittel nicht leicht beseitigt werden. Außerdem tritt eine Verstopfung auf, wenn die Verfestigung des Reduktionsmittels wiederholt auftritt, und es wird schwierig, das Reduktionsmittel zuzuführen.
Bei den Reduktionsmittelzuführungsgeräten gemäß dem Stand der Technik wird das verbleibende Reduktionsmittel beseitigt, um die Verstopfung zu verhindern, in dem Wasser auf einem Reduktionsmittelzuführungsventil eingespritzt wird, und zwar bevor oder nachdem das Reduktionsmittel zugeführt wird. Jedoch wird der Aufbau der Vorrichtung kompliziert durch eine Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser, und die Größe der Vorrichtung wird vergrößert. Falls darüber hinaus ein mit Vanadium geladener Katalysator verwendet wird, besteht die Gefahr, dass das eingespritzte Wasser das Vanadium eluieren kann, und daher kann die Katalysatorfunktion verschlechtert werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das vorstehend genannte Problem durch Beseitigen des Reduktionsmittels gelöst, das in dem Reservoir 43, dem Einspritzloch 44, den Einspritzlöchern 46, der Abdeckung 47, den Diffusionslöchern 48, etc. abgelagert ist, bevor die Ablagerungen des Reduktionsmittels verfestigt werden und daher die Verstopfung verursachen.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Schätzen der Zeit der Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die 4 zeigt ein Zeitdiagramm, das einen zeitabhängigen Übergang des Reduktionsmittelzugabesignals gibt, das dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 zugeführt wird. Im Falle des Reduktionsmitteleinspritzventils, wie dies in der 2 gezeigt ist, wenn das Reduktionsmittelzugabesignal zu EIN wechselt, bewegt sich die Nadel 41 weg von dem Reservoir 43, so dass das Reduktionsmittel eingespritzt wird. Wenn das Reduktionsmittel Zugabesignal zu AUS wechselt, dann deckt der distale Endabschnitt 41a der Nadel 41 den Öffnungsabschnitt 42a des Reservoirs 43 ab, wodurch die Einspritzung des Reduktionsmittels gestoppt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit (durch (2) in der 4 angegeben) nach der Einspritzung des Reduktionsmittels zum Zwecke einer Zufuhr des Reduktionsmittels zu dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 ((1) in der 4) die Einspritzung zum Beseitigen des Reduktionsmittels durchgeführt ((3) in der 4), das in dem Reduktionsmitteleinspritzventil abgelagert ist. Die vorstehend erwähnte vorbestimmte Zeit ((2) in der 4) ist eine Zeit, die dann verstreicht, bevor sich das Reduktionsmittel verfestigt, das in dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 abgelagert ist. Die vorbestimmte Zeit wird anhand von Experimenten oder dergleichen im Vorfeld bestimmt, und sie wird in die ECU 10 im Voraus gespeichert. Die Einspritzung zum Beseitigen des Reduktionsmittels ((3) in der 4) wird für eine Zeitdauer durchgeführt, die kürzer ist als die Einspritzung zum Zuführen des Reduktionsmittels in den selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 ((1) in der 4). Diese Einspritzzeit kann anhand von Experimenten oder dergleichen im Vorfeld bestimmt werden.
Das Reduktionsmittel, das zum Beseitigen des Reduktionsmittels vor dessen Verfestigung eingespritzt wird, wird in dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 abgelagert. Daher wird die Verfestigung des Reduktionsmittels im Wesentlichen dadurch verhindert, dass eine kleine Menge des Reduktionsmittels jeweils in vorbestimmten Zeiten eingespritzt wird.
Somit kann durch das Einspritzen einer kleinen Menge des Reduktionsmittels vor einer Verfestigung des Reduktionsmittels eine Fixierung des Reduktionsmittels an dem Reduktionsmitteleinspritzventil im Wesentlichen verhindert werden, und daher kann die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils im Wesentlichen verhindert werden.
Auch wenn das Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit der Zugabe von Karbamid zu dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator beschrieben wurde, so ist es auch möglich, ein anderes Reduktionsmittel als Karbamid zu verwenden. Es ist auch möglich, Kohlenwasserstoffe (zum Beispiel Leichtöl) dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator zuzugeben.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Verstopfung aufgrund einer Verfestigung des Reduktionsmittels im Wesentlichen dadurch verhindert, dass eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt wird, wenn der integrierte Wert der Temperatur des Abgases nach der letzten Einspritzung des Reduktionsmittels gleich oder größer einem vorbestimmten Wert wird.
Die Brennkraftmaschine 1 sowie weitere Hartwareaufbauten, auf die dieses Ausführungsbeispiel angewendet wird, sind hauptsächlich gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und sie werden nachfolgend nicht beschrieben.
Die Zeit, die zum Verfestigen des Reduktionsmittels erforderlich ist, welches in dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 abgelagert ist, verringert sich bei einer Erhöhung der Abgastemperatur. Die Zeit zum Verfestigen des Abgelagerten Reduktionsmittels verringert sich bei einer Erhöhung der Zeit, in der das Reduktionsmittel dem Abgas mit hoher Temperatur ausgesetzt wird. Da sich jedoch die Abgastemperatur in Abhängigkeit von dem Kraftmaschinenbetriebszustand ändert, ist es schwierig, die Zeit des Auftretens der Verstopfung aufgrund einer Verfestigung des Reduktionsmittels ausschließlich aus der Abgastemperatur zu schätzen, die bei einem gewissen Zeitpunkt erfasst wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher die Abgastemperatur integriert, und es wird geschätzt, dass sich das Reduktionsmittel verfestigt und dass die Verstopfung auftritt, falls der integrierte Wert gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird. Vor dem geschätzten Auftreten der Verstopfung wird eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt, um die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 zu verhindern.
Die 5 zeigt ein Zeitdiagramm, das zeitabhängige Übergänge des Reduktionsmittelzugabesignals angibt, das dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 zugeführt wird, und der Abgastemperatur. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein integrierter Wert der Abgastemperatur auf der Grundlage des abgegebenen Signals von dem Abgastemperatursensor 9 bestimmt, der nahe dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 vorgesehen ist.
Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel der integrierte Wert der Abgastemperatur einen vorbestimmten Wert erreicht (in der 5 durch (2) angegeben), und zwar nach der Durchführung einer Einspritzung zum Zuführen des Reduktionsmittels zu dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 ((1) in der 5), dann wird das Reduktionsmittel eingespritzt, um das an dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 abgelagerte Reduktionsmittel zu beseitigen ((3) in der 5). Der vorstehend erwähnte integrierte Wert der Abgastemperatur ist ein Wert, der durch integrieren von Multiplikationsprodukten der Abgastemperatur und der Zeitdauer der Temperatur erhalten wird. Der vorstehend erwähnte vorbestimmte Wert ist ein Wert, der vor der Verfestigung des Reduktionsmittels an dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 auftritt, und er wird anhand von Experimenten oder dergleichen im Vorfeld bestimmt, und er wird im Voraus in der ECU 10 gespeichert.
Die Einspritzung zum Beseitigen des Reduktionsmittels ((3) in der 5) wird innerhalb einer kürzeren Zeit als bei der Einspritzung zum Zuführen des Reduktionsmittels zu dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 bewirkt ((1) in der 5). Die Einspritzdauer kann anhand von Experimenten oder dergleichen im Vorfeld bestimmt werden.
Das Reduktionsmittel, das zum Beseitigen des Reduktionsmittels eingespritzt wird, bevor es sich verfestigt, lagert sich in dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 ab. Daher wird eine Verfestigung des Reduktionsmittels im Wesentlichen dadurch verhindert, dass eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt wird, wenn der integrierte Wert der Abgastemperatur nach der Einspritzung zum Beseitigen des Reduktionsmittels den vorbestimmten Wert erreicht.
Somit kann durch das Einspritzen einer kleinen Menge des Reduktionsmittels vor der Verfestigung des Reduktionsmittels eine Fixierung des Reduktionsmittels an dem Reduktionsmitteleinspritzventil im Wesentlichen verhindert werden, und daher kann die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils im Wesentlichen verhindert werden.
<Drittes Ausführungsbeispiel>
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Einspritzzeit auf der Grundlage des Abgasdurchsatzes und des integrierten Wertes der Abgastemperatur nach der letzten Einspritzung des Reduktionsmittels bestimmt. Während der Zeit wird eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt, um so eine Verfestigung des Reduktionsmittels zu verhindern und daher die Verstopfung zu verhindern.
Die Brennkraftmaschine 1 sowie weitere Hartwarekomponenten, auf die dieses Ausführungsbeispiel angewendet wird, sind hauptsächlich gleich dem ersten Ausführungsbeispiel, und sie werden nachfolgend nicht beschrieben.
In Abhängigkeit von dem Abgasdurchsatz und dem integrierten Wert der Abgastemperatur nach der Einspritzung des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil ändert sich die Menge des Reduktionsmittels, das aus dem Reservoir 43, dem Einspritzloch 44, dem Einspritzloch 46, der Abdeckung 47, den Diffusionslöchern 48 etc. herausgesogen wird, und daher ändert sich die Menge des verbleibenden Reduktionsmittels. Wenn die Menge des verbleibenden abgelagerten Reduktionsmittels vermehrt wird, dann verlängert sich die Zeit, die für eine Verdampfung von Wasser und dergleichen erforderlich ist. Es besteht nämlich eine Wechselwirkung zwischen dem integrierten Wert der Abgastemperatur nach der Einspritzung des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 und der Zeit der Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher die Zeit, bei der die Verstopfung in Folge einer Verfestigung des Reduktionsmittels auftreten wird, auf der Grundlage des Abgasdurchsatzes und des integrierten Wertes der Abgastemperatur nach der letzten Einspritzung des Reduktionsmittels berechnet. Vor der berechneten Zeit wird eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt, um so die Verstopfung im Wesentlichen zu verhindern. Die Abgastemperatur wird aus dem abgegebenen Signal von dem Abgastemperatursensor 9 bestimmt. Der integrierte Wert der Abgastemperatur ist ein Wert, der durch integrieren von Multiplikationsprodukten der Abgastemperatur und der Zeitdauer der Temperatur erhalten wird. Der Abgasdurchsatz wird aus dem abgegebenen Signal von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (nicht gezeigt) berechnet, die die Einlassluftmenge misst. Eine Beziehung zwischen dem integrierten Wert der Abgastemperatur, dem Abgasdurchsatz und der Zeit zum Auftreten der Reduktionsmittelverstopfung wird anhand von Experimenten oder dergleichen im Vorfeld bestimmt, und es wird ein Kennfeld der Beziehung vorbereitet. Unter Verwendung des Kennfeldes wird die Zeit des Auftretens der Verstopfung aus dem integrierten Wert der Abgastemperatur und dem Abgasdurchsatz berechnet.
Die 6 zeigt ein Zeitdiagramm, das zeitabhängige Übergänge des Reduktionsmittelzugabesignals angibt, das dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 zugeführt wird, und des Verstopfungsindex. Der Verstopfungsindex ist ein Wert, der den Verfestigungsgrad des Reduktionsmittels angibt, und er wird aus dem vorstehend erwähnten Kennfeld berechnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Verstopfungsverhinderungssteuerung durchgeführt, bei der die Einspritzung des Reduktionsmittels (in der 6 durch (3) angegeben) zum Beseitigen des abgelagerten Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 während einer Zeitperiode ((2) in der 6) vor einem Anstieg des Verstopfungsindex ((2) in der 6) durchgeführt wird, der nach der Einspritzung ((1) in der 6) zum Zuführen des Reduktionsmittels zu dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 auftritt.
Die Einspritzung zum Beseitigen des Reduktionsmittels ((3) in der 6) wird innerhalb einer kürzeren Zeit als bei der Einspritzung zum Zuführen des Reduktionsmittels zu dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 ((1) in der 6) bewirkt. Die Dauer der Einspritzung kann anhand von Experimenten oder dergleichen im Vorfeld bestimmt werden.
Das Reduktionsmittel, das zum Beseitigen des abgelagerten Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 eingespritzt wird, lagert sich an dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 ab. Daher wird aus der gegenwärtigen Abgastemperatur und dem gegenwärtigen Abgasdurchsatz eine Zeit der Verfestigung des Reduktionsmittels neu berechnet. Dann wird eine kleine Menge des Reduktionsmittels dementsprechend so eingespritzt, dass eine Verfestigung des Reduktionsmittels im Wesentlichen verhindert wird.
Somit kann durch Einspritzen einer kleinen Menge des Reduktionsmittels vor der Verfestigung des Reduktionsmittels eine Fixierung des Reduktionsmittels an dem Reduktionsmitteleinspritzventil im Wesentlichen verhindert werden, und daher kann die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils im Wesentlichen verhindert werden.
<Viertes Ausführungsbeispiel>
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Zeit der Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 aus dem integrierten Wert einer Wärmemenge geschätzt, die das in dem Reservoir 43 verbleibende Reduktionsmittel nach der letzten Einspritzung des Reduktionsmittels aufnimmt. Vor der geschätzten Zeit wird eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt, um so die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 zu verhindern.
Die Brennkraftmaschine 1 und andere Hartwarekomponenten, auf die dieses Ausführungsbeispiel angewendet wird, sind im Wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel, und sie werden nachfolgend nicht beschrieben.
Falls die Kapazität des Reservoirs 43, die bei der Zeit eines Einspritzstopps des Reduktionsmittels vorhanden ist (nachfolgend als „Todvolumen" bezeichnet) größer wird, dann wird die Menge des Reduktionsmittels größer, die nach der Einspritzung des Reduktionsmittels verbleibt. Die Erhöhung der Menge der Reduktionsmittelreste führt zu einer Verlängerung der Zeit, die zum Verfestigen der Reduktionsmittelreste erforderlich ist, und zwar aufgrund einer Verlängerung der Zeit, die zum Verdampfen von Wasser und dergleichen erforderlich ist, das in dem Reduktionsmittel vorhanden ist.
Die Zeit, die zum Verfestigen des in dem Reservoir 43 verbleibenden Reduktionsmittels erforderlich ist, verringert sich mit einer Vermehrung der Wärmemenge, die das Reduktionsmittel aufnimmt. Daher besteht eine Wechselwirkung zwischen der Wärmemenge, die das Reduktionsmittel in dem Reservoir 43 aufnimmt, und der Zeit zum Auftreten einer Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4. Da jedoch die Abgastemperatur in Abhängigkeit von den Kraftmaschinenbetriebszuständen schwankt, ist es schwierig, die Zeit zum Verstopfen ausschließlich aus der Abgastemperatur zu schätzen, die bei einem gewissen Zeitpunkt auftritt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher die durch das Reduktionsmittel in dem Reservoir 43 aufgenommene Wärmemenge auf der Grundlage der Abgastemperatur, des Todvolumens, der spezifischen Wärmen des Reduktionsmittels und des Reservoirs 43 etc. geschätzt. Falls die Wärmemenge gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, dann wird geschätzt, dass die Verstopfung aufgrund einer Verfestigung des Reduktionsmittels auftritt. Bevor die Verstopfung auftritt, wird eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt. Auf diese Art und Weise wird die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 im Wesentlichen verhindert. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Kennfeld im Voraus vorbereitet werden, das die Wärmemenge berücksichtigt, welche das Reduktionsmittel aufnimmt, und zwar zum Beispiel durch Experimente, bei denen die Wärmemenge unter Verwendung der Historie der Abgastemperatur und des Todvolumens als Parameter bestimmt wird. Das Todvolumen ist konstant, und daher kann es im Voraus bestimmt werden. Die Historie der Abgastemperatur kann aus dem abgegebenen Signal von dem Abgastemperatursensor 9 bestimmt werden.
Falls die durch das Reduktionsmittel in dem Reservoir 43 aufgenommene Wärmemenge nach einem Einspritzstop des Reduktionsmittels einen vorbestimmten Wert erreicht, dann wird eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt. Der vorbestimmte Wert ist ein Wert einer Wärmemenge, der vor einer Verfestigung des Reduktionsmittels auftritt, und er wird anhand von Experimenten und dergleichen im Vorfeld bestimmt, und er wird im Voraus in der ECU 10 gespeichert.
Das Reduktionsmittel, das zum Beseitigen des Reduktionsmittels aus dem Reservoir 43 eingespritzt wird, verbleibt in dem Reservoir 43. Daher wird jedes Mal dann, wenn die durch das Reduktionsmittel in dem Reservoir 43 aufgenommene Wärmemenge den vorbestimmten Wert erreicht, eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt, um so die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 zu verhindern.
Somit kann durch einspritzen einer kleinen Menge des Reduktionsmittels vor einer Verfestigung des Reduktionsmittels eine Fixierung des Reduktionsmittels an dem Reduktionsmitteleinspritzventil im Wesentlichen verhindert werden, und daher kann die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils im Wesentlichen verhindert werden.
<Fünftes Ausführungsbeispiel>
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Austrittsmenge des Reduktionsmittels auf der Grundlage des abgegebenen Signals von dem Reduktionsmitteldrucksensor 8 geschätzt, und eine kleine Menge des Reduktionsmittels wird eingespritzt, um so die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 vor der Reduktionsmitteleinspritzventilverstopfungszeit zu verhindern, die aus der geschätzten Austrittsmenge des Reduktionsmittels bestimmt wird.
Die Brennkraftmaschine 1 und andere Hartwarekomponenten, auf die dieses Ausführungsbeispiel angewendet wird, sind hauptsächlich gleich dem ersten Ausführungsbeispiel, und sie werden nachfolgend nicht beschrieben.
Die Nadel 41 nimmt den Druck des Reduktionsmittels auf, der in dem Reduktionsmittelzuführungskanal 7 vorhanden ist. Eine Erhöhung des Druckes des Reduktionsmittels erhöht die Kraft, die den distalen Endabschnitt 41a der Nadel 41 gegen den Öffnungsabschnitt 42a des Reservoirs 43 drückt, und daher verringert sich die Menge des Reduktionsmittels, das über die Kontaktflächen 45 austritt. Darüber hinaus ändert sich die Zeit, die vor dem Auftreten einer Verstopfung aufgrund einer Verfestigung des Reduktionsmittels verstreicht, in Abhängigkeit von der Menge des Reduktionsmittels. Daher besteht eine Wechselwirkung zwischen dem integrierten Wert des Druckes des Reduktionsmittels, der Austrittsmenge des Reduktionsmittels und der Zeit zum Auftreten der Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Zeit des Auftretens der Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 auf der Grundlage des abgegebenen Signals von dem Reduktionsmitteldrucksensor bestimmt, der stromaufwärts von der Nadel 41 vorgesehen ist.
Der Druck des Reduktionsmittels wird auf dem abgegebenen Signal von dem Reduktionsmitteldrucksensor 8 bestimmt. Der integrierte Wert des Druckes des Reduktionsmittels wird als ein Wert bestimmt, der durch integrieren von Multiplikationsprodukten des Druckes des Reduktionsmittels und der Zeitdauer des Druckes erhalten wird. Falls der integrierte Wert des Druckes des Reduktionsmittels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, dann wird geschätzt, dass die Verstopfung infolge einer Verfestigung des Reduktionsmittels auftritt. Bevor die Verstopfung auftritt, wird eine kleine Menge des Reduktionsmittels eingespritzt. Auf diese Art und Weise wird die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 verhindert. Der vorbestimmte Wert ist ein Wert, der dann auftritt, während das Reduktionsmittel nicht verfestigt ist. Der Wert wird anhand von Experimenten oder dergleichen im Vorfeld bestimmt, und er wird in der ECU 10 im Voraus gespeichert.
Somit ist es möglich, die Zeit des Auftretens der Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 zu schätzen. Durch Einspritzen einer kleinen Menge des Reduktionsmittels vor dem Auftreten der Verstopfung kann die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils im Wesentlichen verhindert werden.
<Sechstes Ausführungsbeispiel>
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Verfestigte Reduktionsmittel durch Einspritzen einer größeren Menge des Reduktionsmittels, die größer als die normale Menge des Reduktionsmittels ist, bei der nächsten Zufuhr des Reduktionsmittels beseitigt, falls das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 aufgrund einer Verfestigung von Reduktionsmittelresten verstopft wird.
Die Brennkraftmaschine 1 und andere Hartwarekomponenten, auf die dieses Ausführungsbeispiel angewendet wird, sind hauptsächlich gleich dem ersten Ausführungsbeispiel, und sie werden nachfolgend nicht beschrieben.
Falls das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 aufgrund einer Verfestigung des Reduktionsmittels verstopft ist, dann kann eine Einspritzung des Reduktionsmittels in der selben Ventilöffnungsdauer wie bei dem Einspritzbetrieb, der vor dem Verstopfen des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 durchgeführt wird, das verfestigte Reduktionsmittel nicht beseitigen, und daher kann die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 nicht gelöst werden. Falls jedoch die Menge des eingespritzten Reduktionsmittels durch verlängern der Einspritzdauer von der normalen Dauer erhöht wird, dann kann das verfestigte Reduktionsmittel eluiert und beseitigt werden. Falls die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 erfasst wird, kann daher das verfestigte Reduktionsmittel dadurch beseitigt werden, dass eine erhöhte Menge des Reduktionsmittels bei der nächsten Zufuhr des Reduktionsmittels eingespritzt wird. Auf diese Art und Weise kann die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 gelöst werden.
Die Erfassung des Auftretens der Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 kann zum Beispiel dadurch ermöglicht werden, dass ein NOx-Sensor (nicht gezeigt), der die Konzentration von NOx in dem Abgas messen kann, stromabwärts von dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 vorgesehen wird. Falls die Verstopfung in dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 auftritt, dann wird nämlich das Reduktionsmittel nur in einer kleinen Menge eingespritzt, so dass die NOx-Menge verringert wird, die an dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 reduziert wird, und die NOx-Menge vermehrt sich, die stromabwärts von dem selektiven Reduktions-NOx-Katalysator 3 strömt. Daher ist es möglich, das Auftreten der Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 zu bestimmen, falls die von dem NOx-Sensor tatsächlich bestimmte NOx-Konzentration zumindest um einen vorbestimmten Betrag größer als jene NOx-Konzentration während der Zuführung des Reduktionsmittels ist, während der das Reduktionsmitteleinspritzventil 4 nicht verstopft ist.
Karbamid wird zerlegt und ändert seine Eigenschaft in Abhängigkeit von der Temperatur. Daher kann die Menge des eingespritzten Reduktionsmittels auf der Grundlage der Historie der Abgastemperatur geändert werden.
Die 7 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Temperatur und den Substanzen angibt, in denen sich Karbamid in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Wie dies in der 7 angegeben ist, wird Karbamid thermisch in Substanzen zerlegt, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändern. Die Substanzen, in denen Karbamid zerlegt, ändern sich ebenfalls in Abhängigkeit von der Erwärmungsrate von Karbamid. Daher ist es möglich, zu schätzen, in welche Substanz das Karbamid zerlegt ist, und zwar auf der Grundlage des abgegebenen Signals von dem Abgastemperatursensor 9, und dementsprechend die Änderung der Reduktionsmitteleinspritzdauer. Die Reduktionsmitteleinspritzdauer kann auch auf der Grundlage der Abgastemperatur geändert werden.
Falls Leichtöl als ein Reduktionsmittel verwendet wird, dann ändert sich die Rate des Auftretens der Verstopfung in Abhängigkeit von der Temperatur. Im Falle von Leichtöl, das als ein Reduktionsmittel verwendet wird, verfestigt sich das Reduktionsmittel wahrscheinlich und bewirkt die Verstopfung in dem Temperaturbereich von 150° C bis 350° C. Falls die Temperatur des Abgases in diesem Bereich nach der Einspritzung des Reduktionsmittels eintritt, dann kann daher eine vermehrte Menge des Reduktionsmittels bei dem nächsten Einspritzvorgang eingespritzt werden.
Falls darüber hinaus die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 erfasst wird, kann der Druck des Reduktionsmittels für die Einspritzung erhöht werden, anstatt dass die Einspritzmenge des Reduktionsmittels vermehrt wird. Ein erhöhter Druck des Reduktionsmittels würde das verfestigte Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteleinspritzventil 4 beseitigen, und daher würde er die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 lösen.
Eine Erhöhung des Druckes des Reduktionsmittels wird machbar, falls der festgelegte Druck des Druckregulators 12 variabel gestaltet wird. Der Druckregulator 12 wird als Reaktion auf ein Signal von der ECU 10 betätigt, und er ändert den Ventilöffnungsdruck, wodurch der Druck in dem Reduktionsmittelzuführungskanal 7 erhöht wird.
Auch wenn die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 auftritt, kann somit das Verfestigte Reduktionsmittel beseitigt werden, um die Verstopfung des Reduktionsmitteleinspritzventils 4 zu lösen, in dem die Einspritzmenge des Reduktionsmittels vermehrt wird oder in dem der Druck des Reduktionsmittels erhöht wird.
Das Reduktionsmittelzuführungsgerät gemäß der Erfindung kann die Zeit des Auftretens der Verstopfung in dem Reduktionsmittelzuführungsgerät schätzen. Die Verstopfung in dem Reduktionsmittelzuführungsgerät kann dadurch vermieden werden, dass das Reduktionsmittel dann eingespritzt wird, bevor die Verstopfung auftritt.
Gemäß dem Reduktionsmittelzuführungsgerät der Erfindung kann das in dem Reduktionsmittelzuführungsgerät verfestigte Reduktionsmittel beseitigt werden, und daher kann die Verstopfung der Düse gelöst werden.
Es ist ein Reduktionsmittelzuführungssystem vorgesehen, das einen NOx-Katalysator (3) aufweist, welcher in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist und eine Reduktion von Stickoxiden beim Vorhandensein eines Reduktionsmittels erleichtert, und das eine Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) aufweist, die das Reduktionsmittel dem NOx-Katalysator (3) zuführt. Das Reduktionsmittelzuführungssystem hat des Weiteren eine Verstopfungsschätzeinrichtung (10) zum Schätzen einer Verstopfungszeit, bei der ein Einspritzloch (44, 46) der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) verstopft ist, sowie eine Verstopfungssteuereinrichtung (4, 10) zum Steuern der Verstopfung des Einspritzloches (44, 46) durch Einspritzen des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) gemäß der Verstopfungszeit, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung (10) geschätzt ist. Daher wird die Verstopfung des Einspritzloches (44, 46) der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) oder dergleichen verhindert.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre exemplarischen Ausführungsbeispiele beschrieben ist, so sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die exemplarischen Ausführungsbeispiele oder Aufbauten beschränkt ist. Die Erfindung soll im Gegensatz dazu vielfältige Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdecken.

Claims

Reduktionsmittelzuführungssystem mit: einem NOx-Katalysator (3), der in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist und eine Reduktion eines Stickoxides beim Vorhandensein eines Reduktionsmittels erleichtert; einer Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4), die das Reduktionsmittel dem NOx-Katalysator (3) zuführt; einer Verstopfungsschätzeinrichtung (10) zum Schätzen einer Verstopfungszeit, bei der sich ein Einspritzloch (44, 46) der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) verstopft; und einer Verstopfungssteuereinrichtung (4, 10) zum Steuern der Verstopfung des Einspritzloches (44, 46) durch Einspritzen des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) gemäß der Verstopfungszeit, die durch die Verstopfungsschätzeinrichtung (10) geschätzt ist, wobei das Reduktionsmittel vor der Verstopfungszeit so eingespritzt wird, dass sich das Einspritzloch (44, 46) nicht verstopft.
Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstopfungssteuereinrichtung (4, 10) eine kleine Menge des Reduktionsmittels einspritzt, um die Verstopfung des Einspritzloches (44, 46) vor der Verstopfungszeit im Wesentlichen zu verhindern.
Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstopfungssteuereinrichtung (4, 10) eine Verstopfungslöseeinrichtung zum Einspritzen einer Menge des Reduktionsmittels aufweist, die größer ist als eine übliche Menge, falls das Reduktionsmittel nach der Verstopfungszeit zugeführt wird.
Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstopfungssteuereinrichtung (4, 10) eine Verstopfungslöseeinrichtung (4,10) zum Einspritzen des Reduktionsmittels mit einem Druck aufweist, der größer ist als ein üblicher Druck, falls das Reduktionsmittel nach der Verstopfungszeit zugeführt wird.
Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstopfungsschätzeinrichtung (10) schätzt, dass das Einspritzloch (44, 46) verstopft wird, falls eine verstrichene Zeit nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) zumindest eine vorbestimmte Zeit erreicht.
Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des Weiteren gekennzeichnet durch: eine Abgastemperaturmesseinrichtung (9) zum Messen einer Abgastemperatur; und eine Abgastemperaturintegrationseinrichtung zum Integrieren der Abgastemperaturen, die durch die Abgastemperaturmesseinrichtung (9) gemessen sind, wobei die Verstopfungsschätzeinrichtung (10) schätzt, dass das Einspritzloch (44, 46) verstopft wird, falls ein integrierter Wert der Abgastemperatur nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.
Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß der Ansprüche 1 bis 4, des Weiteren gekennzeichnet durch: eine Abgastemperaturmesseinrichtung (9) zum Messen einer Abgastemperatur; eine Abgasdurchsatzmesseinrichtung zum Messen eines Abgasdurchsatzes; und eine Abgastemperaturintegrationseinrichtung zum Integrieren der Abgastemperaturen, die durch die Abgastemperaturmesseinrichtung (9) gemessen sind, wobei die Verstopfungsschätzeinrichtung (10) die Verstopfung des Einspritzloches (44, 46) auf der Grundlage des Abgasdurchsatzes und eines integrierten Wertes der Abgastemperatur nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) schätzt, der zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.
Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) ein Ventil (41), das in der Zeit der Zufuhr des Reduktionsmittels geöffnet wird, um so das Reduktionsmittel zu fördern, ein Reservoir (43), in dem das Reduktionsmittel vorübergehend gespeichert wird, nachdem es durch das Ventil (41) hindurch getreten ist, und eine Berechnungseinrichtung einer aufgenommenen Wärmemenge zum Berechnen eines integrierten Wertes der Wärmemenge aufweist, die durch das Reduktionsmittel aufgenommen wird, welches in dem Reservoir (43) verbleibt, und dass die Verstopfungsschätzeinrichtung (10) schätzt, dass das Einspritzloch (44) verstopft wird, falls der integrierte Wert der Wärmemenge, die durch das in dem Reservoir (43) verbleibende Reduktionsmittel aufgenommen wird, nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels auf der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.
Reduktionsmittelzuführungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) ein Ventil (42), das in der Zeit der Zufuhr des Reduktionsmittels geöffnet wird, um so dass Reduktionsmittel zu fördern, eine Reduktionsmitteldruckmesseinrichtung (8) zum Messen eines Druckes des Reduktionsmittels stromaufwärts von dem Ventil (41) und eine Reduktionsmitteldruckintegrationseinrichtung (10) zum Integrieren des Druckes aufweist, der durch die Reduktionsmitteldruckmesseinrichtung (8) gemessen ist, und dass die Verstopfungsschätzeinrichtung (10) schätzt, dass das Einspritzloch (44, 46) verstopft wird, falls der integrierte Wert des Druckes nach einer letzten Einspritzung des Reduktionsmittels aus der Reduktionsmittelzuführungsvorrichtung (4) zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.