JP5220258B2 - 酸化窒素(NOx)吸蔵型触媒装置の作動方法及び制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関、特に自動車の酸化窒素(NOx)吸蔵型触媒装置を作動させるための方法に関する。その際、内燃機関によって生み出された酸化窒素は、第一の作動段階で吸蔵型触媒装置の中に吸蔵され、該吸蔵型触媒装置の中に吸蔵された酸化窒素は、第二の作動段階で吸蔵型触媒装置から送り出される。第二の作動段階の開始は、NOx吸蔵型触媒装置の酸化窒素(NOx)充填レベルに基づいて決定され、その際、NOx充填レベルは、酸化窒素(NOx)吸蔵器モデルに基づいてモデル化される。
希薄な燃料/空気混合気(ラムダ>1)を用いて作動させることの出来る内燃機関では、内燃機関によって最初の作動段階(希薄燃焼運転)の間に排出される酸化窒素(NOx)排出物質を吸蔵するために、酸化窒素(NOx)吸蔵型触媒装置が用いられる。NOx吸蔵型触媒装置のこの最初の作動段階は又吸蔵段階とも呼ばれる。この吸蔵段階の長さが長くなると共にNOx吸蔵型触媒装置の効率が低下し、これがNOx吸蔵型触媒装置の後段でのNOx排出物質の増加をもたらす。効率の低下の原因は、NOx吸蔵型触媒装置の酸化窒素(NOx)充填レベルの上昇にある。酸化窒素(NOx)充填レベルを監視し、前もって与えておくことの出来る閾値をオーバーした後は、NOx吸蔵型触媒装置の第二の作動段階(放出段階)をスタートさせることが出来る。NOx吸蔵型触媒装置のNOx充填レベルを求めるためには、酸化窒素(NOx)吸蔵器モデルを用いることが出来る。
かくして本発明によれば、NOx吸蔵器モデルは、測定された値によって修正される。測定された値から、診断の目的のために援用することの出来る、NOx吸蔵器モデルのための修正係数を得ることが出来る。NOx充填レベルの測定された値によって、NOx吸蔵器モデルの助けによってモデル化されたNOx充填レベルを修正し、又これによって第二の作動段階の開始と終了も本質的により高い精度で決定することが出来る。このことが更に、NOx吸蔵型触媒装置の吸蔵能力の限界まで行くこと、即ち該限界を越えること無しにNOx吸蔵器の吸蔵能力をフルに活用することを可能にし、これが明らかに改善された排気ガス品質をもたらす。本発明に基づく方法によって、NOx吸蔵器モデル或いは第二の作動段階の開始と終了が内燃機関の実際の排出物質に適合される。
好ましくは、NOx充填レベルは、NOx吸蔵型触媒装置の手前のNOx質量流量とNOx吸蔵器モデルの中のNOx吸蔵型触媒装置の効率との積を積分することによって求められる。NOx吸蔵型触媒装置の効率は、例えばNOx吸蔵型触媒装置の手前のNOx質量流量とNOx吸蔵型触媒装置の温度とに応じて求められる。
本発明に基づく方法を、特に自動車の内燃機関の制御装置のために備えられる制御要素の形で実現することには大きな意味がある。その際には、該制御要素には、演算装置、特にマイクロプロセッサで実行させることが可能で、且つ本発明に基づく方法の実施のために適しているプログラムが格納されている。それ故この場合に、本発明は制御要素に格納されたプログラムによって実現されるので、該プログラムを備えた制御要素は、該プログラムがその実施のために適している方法と同じ様に本発明を表している。制御要素としては、例えば読出し専用記憶装置(ROM)或いはフラッシュメモリー等の電気的記憶媒体を用いることが出来る。
図1には、自動車の直接噴射式の内燃機関1が示されており、ピストン2はシリンダ3の中を往復運動することが出来る。シリンダ3は燃焼室4を備えており、該燃焼室は、ピストン2、吸気弁5、及び排気弁6によって仕切られている。吸気弁5と吸入管7は又、排気弁6と排気管8とにそれぞれ結合されている。
Claims (6)
- 内燃機関(1)によって生成された酸化窒素(NOx)が第一の作動段階でNOx吸蔵型触媒装置(12′)に吸蔵され、且つNOx吸蔵型触媒装置(12′)に吸蔵された酸化窒素が第二の作動段階でNOx吸蔵型触媒装置(12′)から放出され、前記第二の作動段階がNOx吸蔵型触媒装置(12′)のNOx充填レベル(mnosp)に基づいて決定され、NOx充填レベル(mnosp)がNOx吸蔵器モデル(30)に基づいてモデル化され、且つNOx質量流量の第一の値(msnonk_s)がNOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段で測定され、且つNOx吸蔵器モデル(30)が、測定された第一の値に応じて修正される、内燃機関(1)のNOx吸蔵型触媒装置(12′)の作動方法において、
NOx質量流量の第二の値(msnonk_m)が、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段でNOx吸蔵器モデル(30)から取り出され、二つのNOx質量流量の差(msnonk_m−msnonk_s)が形成され、且つNOx吸蔵器モデル(30)が、二つのNOx質量流量の差(msnonk_m−msnonk_s)に応じて修正され、その場合、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段における二つのNOx質量流量の値の差(msnonk_m−msnonk_s)がコントローラ(35)へ送られ、且つNOx吸蔵器モデル(30)がコントローラ(35)の調節量(38)に応じて修正され、調節量(38)がNOx吸蔵型触媒装置(12′)の効率(ηsp)であること、
NOx吸蔵型触媒装置(12′)の効率(ηsp)は、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の手前のNOx質量流量(msnovk)、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段の測定されたNOx質量流量(msnonk_s)、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の温度に依存して決定されること、
を特徴とするNOx吸蔵型触媒装置の作動方法。
- NOx充填レベル(mnosp)が、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の手前のNOx質量流量(msnonvk)とNOx吸蔵型触媒装置(12′)の効率(ηsp)との積の積分によって、NOx吸蔵器モデル(30)で求められることを特徴とする請求項1に記載の作動方法。
- NOx質量流量の第一の値(msnonk_s)が、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段で、NOxセンサ(14)を用いて測定されることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の作動方法。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載の作動方法を演算装置で実施するためのプログラムが記録されている、内燃機関(1)の制御装置(18)のための制御要素。
- 内燃機関(1)が、内燃機関(1)によって生成された酸化窒素(NOx)がNOx吸蔵型触媒装置(12′)に吸蔵される第一の作動段階と、吸蔵された酸化窒素がNOx吸蔵型触媒装置(12′)から送り出される第二の作動段階との間で、制御装置(18)によって切換え可能であり、且つ
制御装置(18)が、NOx吸蔵器モデル(30)を用いてモデル化された、NOx吸蔵型触媒装置(12′)のNOx充填レベル(mnosp)に基づいて前記第二の作動段階の開始を決定するための第一の手段と、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段でNOx質量流量の第一の値(msnonk_s)を測定するための第二の手段(14)と、測定された第一の値(msnonk_s)に応じてNOx吸蔵器モデル(30)を修正するための第三の手段とを備えている、内燃機関(1)のための制御装置(18)において、
制御装置(18)が、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段で、NOx吸蔵器モデル(30)からNOx質量流量の第二の値(msnonk_s)を取り出すための第四の手段と、二つのNOx質量流量の値の差(msnonk_m−msnonk_s)を形成するための第五の手段とを備え、NOx吸蔵器モデル(30)が、二つのNOx質量流量の差(msnonk_m−msnonk_s)に応じて修正され、その場合、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段における二つのNOx質量流量の値の差(msnonk_m−msnonk_s)がコントローラ(35)へ送られ、且つNOx吸蔵器モデル(30)がコントローラ(35)の調節量(38)に応じて修正され、調節量(38)がNOx吸蔵型触媒装置(12′)の効率(ηsp)であること、
NOx吸蔵型触媒装置(12′)の効率(ηsp)は、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の手前のNOx質量流量(msnovk)、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段の測定されたNOx質量流量(msnonk_s)、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の温度に依存して決定されること、
を特徴とする制御装置。
- 内燃機関(1)が、制御装置(18)とNOx吸蔵型触媒装置(12′)とを備えており、且つ内燃機関(1)が、内燃機関(1)によって生成された酸化窒素(NOx)がNOx吸蔵型触媒装置(12′)に吸蔵される第一の作動段階と、吸蔵された酸化窒素がNOx吸蔵型触媒装置(12′)から送り出される第二の作動段階との間で、制御装置(18)によって切換え可能であり、且つ
制御装置(18)が、NOx吸蔵器モデル(30)を用いてモデル化されたNOx吸蔵型触媒装置(12′)のNOx充填レベル(mnosp)に基づいて前記第二の作動段階の開始を決定するための第一の手段と、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段でNOx質量流量の第一の値(msnonk_s)を測定するための第二の手段(14)と、測定された第一の値(msnonk_s)に応じてNOx吸蔵器モデル(30)を修正するための第三の手段とを備えている内燃機関(1)において、
内燃機関(1)が、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段で、NOx吸蔵器モデル(30)からNOx質量流量の第二の値(msnonk_m)を取り出すための第四の手段と、NOx質量流量の二つの値の差(msnonk_m−msnonk_s)を形成するための第五の手段とを備え、前記第三の手段が、NOx吸蔵器モデル(30)を、二つのNOx質量流量の差(msnonk_m−msnonk_s)に応じて修正し、その場合、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段における二つのNOx質量流量の値の差(msnonk_m−msnonk_s)がコントローラ(35)へ送られ、且つNOx吸蔵器モデル(30)がコントローラ(35)の調節量(38)に応じて修正され、調節量(38)がNOx吸蔵型触媒装置(12′)の効率(ηsp)であること、
NOx吸蔵型触媒装置(12′)の効率(ηsp)は、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の手前のNOx質量流量(msnovk)、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の後段の測定されたNOx質量流量(msnonk_s)、NOx吸蔵型触媒装置(12′)の温度に依存して決定されること、
を特徴とする内燃機関。
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