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Dokumentenidentifikation DE60200645T2 09.06.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001310653
Titel Abgaskontrollvorrichtung für Brennkraftmaschine und Regelverfahren dafür
Anmelder Toyota Jidosha K.K., Toyota, Aichi, JP
Erfinder Tanaka, Hiroshi, Toyota-shi, 471-8571, JP;
Irisawa, Yasuyuki, Toyota-shi, 471-8571, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 60200645
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 12.11.2002
EP-Aktenzeichen 020252458
EP-Offenlegungsdatum 14.05.2003
EP date of grant 16.06.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2005
IPC-Hauptklasse F02D 41/02
IPC-Nebenklasse B01D 53/94   F02D 41/14   F01N 11/00   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasemissionssteuervorrichtung eines Verbrennungsmotors (Verbrennungsmotor mit interner Verbrennung) und einer Steuermethode für dieselbe.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Derzeit ist ein NOx-Katalysator der Adsorption-Reduktions-Bauart weitgehend als ein Katalysator bekannt. Der NOx-Katalysator der Adsorptions-Reduktions-Bauart. absorbiert NOx im Abgas, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das in diesen strömt, mager ist, ebenso wie der NOx-Katalysator, welcher Stickstoffoxide (NOx) im Abgas, das von einem Verbrennungsmotor (Motor mit interner Verbrennung) ausgestoßen wird, reinigt. Ebenso löst der NOx-Katalysator der Adsorptions-Reduktions-Bauart den absorbierten NOx ab, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das in diesen strömt, fett wird. Dann verringert und reinigt dieser den gelösten NOx durch Kohlenwasserstoffe (HC) im Abgas.

Der oben erwähnte NOx-Katalysator der Adsorptions-Reduktions-Bauart wird hauptsächlich in den häufigsten Motorbetriebsbereichen verwendet, um das NOx im Abgas, das von dem Verbrennungsmotor emittiert wird, bei welchem eine Verbrennung bei einem mageren Luft-Treibstoffverhältnis ausgeführt wird, zu reinigen. Wenn eine Verbrennung bei einem mageren Luft-Treibstoffverhältnis in den häufigsten Motorbetriebsbereichen ausgeführt wird, ist das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das in den NOx-Katalysator strömt, ebenso mager. Deshalb führt der NOx-Katalysator das Absorbieren des NOx für eine Zeitdauer fort, in der das Luft-Treibstoffverhältnis des Einströmabgases mager ist.

Unterdessen besteht eine Grenze der Menge des NOx, die in dem NOx-Katalysator absorbiert werden kann. Sobald die Menge von NOx, die durch den NOx-Katalysator absorbiert wird, den Grenzwert erreicht, kann der NOx-Katalysator nicht mehr NOx absorbieren. Deshalb wird danach das NOx, das in den NOx-Katalysator geströmt ist, nicht in dem NOx-Katalysator absorbiert und strömt aus dem NOx-Katalysator, was in einer Verschlechterung der Abgasemission als Ganzes resultiert.

Um die Verschlechterung der Abgasemission aus solch einem Grund zu unterdrücken, ist es notwendig, zu erfassen, dass die Gesamtmenge des NOx, das in dem NOx-Katalysator absorbiert wird (nachstehend als Gesamt-NOx-Absorptionsmenge bezeichnet) den Grenzwert erreicht hat, oder dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem Grenzwert gelangt ist. Dann ist es erforderlich, bevor NOx aus dem NOx-Katalysator stromabwärts strömt, den NOx-Katalysator mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu beliefern, das NOx von dem NOx-Katalysator abzulösen, und das abgelöste NOx zu verringern und zu reinigen.

Dementsprechend offenbart die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-166851 einen NOx-Sensor für das Erfassen einer NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator strömt, wobei der NOx-Sensor stromabwärts von dem NOx-Katalysator vorgesehen ist. Das heisst, um den NOx-Katalysator mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu versorgen, wenn die NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator strömt, eine vorbestimmte Konzentration überschreitet. Noch genauer fällt das Verhältnis des NOx, das in dem NOx-Katalysator absorbiert wird, unter das NOx im Abgas, wodurch verursacht wird, dass die NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator strömt, schrittweise ansteigt, wenn die Gesamtmenge des NOx, die in dem NOx-Katalysator (Gesamt-NOx-Absorptionsmenge) absorbiert wird, nahe dem Grenzwert gekommen ist.

In der oben erwähnten Veröffentlichung wird auf der Basis einer solchen Erscheinung bestimmt, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem Grenzwert ist, wenn die NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator strömt, die vorbestimmte Konzentration überschreitet. Dann wird Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator zugeführt, NOx wird von dem NOx-Katalysator abgelöst und das abgelöste NOx wird verringert und durch HC im Abgas gereinigt, wodurch die Verschlechterung der Abgasemission als Ganzes unterdrückt wird.

Unterdessen steigt manchmal eine NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator strömt, schrittweise an, nämlich in Abhängigkeit von einer Abgasströmungsrate, etc. In der oben erwähnten Veröffentlichung wird die Zeitgebung für das Zuführen von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu dem NOx-Katalysator basierend auf einer NOx-Konzentration bestimmt. Die NOx-Konzentration wird lediglich auf Daten basierend berechnet, die von dem NOx-Sensor erhalten werden. Und zwar ist die NOx-Konzentration, die in der oben erwähnten Veröffentlichung berechnet wird, die NOx-Konzentration im Abgas zu einem bestimmten Augenblick. Deshalb wird bestimmt, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem Grenzwert ist, selbst wenn die NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator strömt, sich augenblicklich erhöht hat. Das bedeutet, dass Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator zugeführt wird, nämlich eine unangemessen hohe Anzahl von Malen, welche in einer dürftigen Treibstoffwirtschaftlichkeit als Ganzes resultiert.

Dokument EP 1 134 396 A offenbart eine Abgasemissionssteuervorrichtung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs. Die Vorrichtung hat einen NOx-Katalysator, der NOx im Abgas absorbiert, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das von dem Verbrennungsmotor emittiert wird, mager ist und den absorbierten NOx ablöst, um den abgelösten NOx durch Kohlenwasserstoff im Abgas zu verringern und zu reinigen, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases fett ist. Weiter ist für die Steuerung der Vorrichtung ein NOx-Sensor vorgesehen, der eine NOx-Konzentration in dem Abgas erfasst, das aus dem NOx-Katalysator strömt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Gesamt-NOx-Menge zu noch genauer schätzen, die in dem NOx-Katalysator absorbiert wird, nämlich basierend auf einer NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator strömt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 erreicht.

Ebenso kann eine Gesamt-NOx-Menge, die in dem NOx-Katalysator absorbiert wird, auf eine ähnliche Weise geschätzt werden, nämlich basierend auf einer Gesamt-NOx-Ausströmmenge pro Zeiteinheit des Verbrennungsmotors oder pro Motordrehzahl-Einheit.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Ansicht, die einen Verbrennungsmotor (Verbrennungsmotor mit interner Verbrennung) abbildet, der mit einer Abgasemissions-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist.

2 ist eine erläuternde Ansicht eines Aufbaus eines NOx-Ammoniaksensors.

3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen NOx- und Ammoniakkonzentrationen und einer Ausgabe des NOx-Ammoniaksensors zeigt.

4 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Luft-Treibstoffverhältnis und einer Ausgabe eines Luft-Treibstoffverhältnissensors, zeigt.

5 ist eine erläuternde Ansicht einer Treibstoffeinspritzsteuerung eines Verbrennungsmotors.

6 ist eine erläuternde Ansicht von einem NOx-Absorptions- und ablösevorgangs eines NOx-Katalysators.

7 ist ein Zeitschaubild, das eine Fettspitzensteuerung des ersten Ausführungsbeispiels erläutert.

8 ist ein Zeitschaubild, das eine Fettspitzensteuerung des ersten Ausführungsbeispiels erläutert.

9 ist ein Teil des Flussdiagramms für das Ausführen der Fettspitzensteuerung des ersten Ausführungsbeispiels.

10 ist ein Teil des Flussdiagramms für das Ausführen der Fettspitzensteuerung des ersten Ausführungsbeispiels.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 zeigt einen Fall, bei welchem die Erfindung bei einem Motor mit Funkenzündung der Druckluftzylindereinspritzungsbauart angewendet wird. Die Erfindung kann jedoch ebenso bei einem Verbrennungsmotor mit interner Verbrennung der Kompressionszündungsbauart angewendet werden. Ein Motor 1, ein Zylinderblock 2, ein Kolben 3, der sich innerhalb des Zylinderblocks 2 hin- und herbewegt, ein Zylinderkopf 4, der an dem Zylinderblock 2 angebracht ist, eine Verbrennungskammer 5, die zwischen dem Kolben 3 und dem Zylinderkopf 4 ausgebildet ist, ein Ansaugventil 6, eine Ansaugöffnung 7, ein Auslassventil 8, eine Auslassöffnung 9 werden jeweils in 1 gezeigt. Wie in 1 gezeigt, ist die Zündkerze 10 in dem Zentrum an der Innenwandfläche des Zylinderkopfs 4 angeordnet und ein Treibstoffeinspritzventil 11 ist an dem Innenwandflächenumfangsabschnitt des Zylinderkopfes 4 angeordnet. Ebenso ist ein Hohlraum 12 an der oberen Stirnfläche des Kolbens 3 ausgebildet, der sich von unterhalb des Treibstoffeinspritzventils 11 nach unterhalb der Zündkerze 10 erstreckt.

Die Ansaugöffnung 7 jedes Zylinders ist mit einem Zwischenbehälter 14 über eine jeweilige Rohrabzweigung 13 verbunden. Der Zwischenbehälter 14 ist mit einem Luftfilter (nicht gezeigt) über einen Einlasskanal 15 und einen Luftmengenmesser 16 verbunden. Ein Drosselklappenventil 18, das durch einen Schrittmotor 17 angetrieben wird, ist in dem Einlasskanal 15 angeordnet. Unterdessen ist die Auslassöffnung 9 jedes Zylinders mit einem Auspuffkrümmer 19 verbunden. Der Auspuffkrümmer 19 ist mit einem Gehäuse 24 durch den eingebauten NOx-Katalysator 23 über einen Katalysator 21 mit einem eingebauten Oxidationskatalysator oder einem Drei-Wege-Katalysator 20 und einem Abgasrohr 22 verbunden. Der Auspuffkrümmer 19 und der Zwischenbehälter 14 sind miteinander über einen Abgasrückführungskanal 26 (rückgeführtes Gas wird nachstehend als EGR-Gas bezeichnet) verbunden, wobei ein EGR-Gassteuerventil 27 ist in dem EGR-Gaskanal 26 angeordnet.

Ein elektronischer Steuerabschnitt 31 als eine Steuereinrichtung hat einen digitalen Computer und ist mit einem RAM (Direktzugriffsspeicher) 33, einem ROM (Nur-Lese-Speicher) 34, einer CPU (Mikroprozessor) 35, einem Eingangsanschluss 36 und einem Ausgangsanschluss 37, die über einen bidirektionalen Bus (bidirektionale Leitung) 32 verbunden sind, ausgestattet. Der Luftströmungsmesser 16 erzeugt eine Ausgangsspannung, die proportional zu einer Ansaugluftmenge ist, wobei die Ausgangsspannung in einen Eingangsanschluss 36 über einen entsprechenden A/D-Umwandler 38 eingegeben wird. Ein Luft-Treibstoffverhältnissensor 28 für das Erfassen eines Luft-Treibstoffverhältnisses ist an dem Auspuffkrümmer 19 angebracht, wobei ein Ausgangssignal des Luft-Treibstoffverhältnissensors 28 in den Eingangsanschluss 36 über den entsprechenden A/D-Umwandler 38 eingegeben wird. Ebenso sind ein NOx-Ammoniaksensor 29 als ein NOx-Sensor, der dazu im Stande ist, sowohl die NOx-Konzentration als auch die Ammoniakkonzentration in dem Abgas zu erfassen, und ein Luft-Treibstoffverhältnissensor 30 in dem Abgasrohr 25 angeordnet, welches mit einem Ausgang des Gehäuses 24 mit dem eingebauten NOx-Katalysator 23 verbunden ist. Die Ausgangssignale des NOx-Ammoniaksensors 29 und des Luft-Treibstoffverhältnissensors 30 werden in den Eingangsanschluss 36 über die entsprechenden A/D-Umwandler 38 eingegeben.

Ebenso ist ein Kraftaufnehmer 41, welcher eine Ausgangsspannung erzeugt, die proportional zu einem Pedalniederdrückbetrag eines Gaspedals 40 ist, ist mit einem Gaspedal 40 verbunden. Eine Ausgangspannung des Kraftaufnehmers 41 wird in den Eingangsanschluss 36 über den entsprechenden A/D-Umwandler 38 eingegeben. Ein Kurbelwinkelsensor 42 erzeugt einen Ausgangsimpuls, zum Beispiel jedes Mal, wenn sich eine Kurbelwelle um 30° dreht. Der Ausgangsimpuls wird in den Eingangsanschluss 36 eingegeben. Eine Drehfrequenz des Motors wird durch die CPU 35 berechnet, die auf dem Ausgangsimpuls des Kurbelwinkelsensors 42 basiert. Unterdessen ist ein Ausgangsanschluss 37 mit der Zündkerze 10, dem Treibstoffeinspritzventil 11, dem Schrittmotor 17 und dem EGR-Steuerventil 27 über einen entsprechenden Antriebskreis 39 verbunden.

Nachstehend wird ein Aufbau eines Sensorabschnitts des NOx-Ammoniaksensors 29, der in 1 gezeigt ist, mit Bezug auf 2 kurz beschrieben. Bezugnehmend auf 2, ist der Sensorabschnitt des NOx-Ammoniaksensors 29 aus sechs zwischenbeschichteten Sauerstoffionenleitfähigen, festen Elektrolytschichten, die Zirkoniumoxid enthalten, zusammengesetzt. Die sechs festen Elektrolytschichten werden von der obersten Schicht beginnend eine erste Schicht L1, eine zweite Schicht L2, eine dritte Schicht L3, eine vierte Schicht L4, eine fünfte Schicht L5 und eine sechste Schicht L6 genannt.

Bezugnehmend auf 2 sind ein erstes Diffusionsverhältnisbestimmungsbauteil 50 und ein zweites Diffusionsverhältnisbestimmungsbauteil 51 beispielsweise zwischen der ersten Schicht L1 und der dritten Schicht L3 angeordnet, die porös sind oder auf welchen Poren ausgebildet wurden. Eine erste Kammer 52 ist zwischen den Diffusionsverhältnisbestimmungsbauteilen 50 und 51 ausgebildet. Eine zweite Kammer 53 ist zwischen der zweiten Diffusionskammer 51 und der zweiten Schicht L2 ausgebildet. Ebenso ist eine Luftkammer 54 zwischen der dritten Schicht L3 und der fünften Schicht L5 ausgebildet, die mit der Außenluft verbunden ist. Unterdessen steht eine äußere Endfläche des ersten Diffusionsverhältnisbestimmungsbauteils 50 mit dem Abgas in Berührung. Deshalb strömt Abgas in die erste Kammer 52 über das erste Diffusionsverhältnisbestimmungsbauteil 50, wobei die erste Kammer 52 folglich auf diese Weise mit Abgas gefüllt wird.

Unterdessen ist eine erste kathodenseitige Pumpelektrode 55 an einer innenseitigen Umfangsfläche der ersten Schicht L1 ausgebildet, die der ersten Kammer 52 zugewandt ist. Eine erste anodenseitige Pumpelektrode 56 ist an einer äußeren Umfangsfläche der ersten Schicht L1 ausgebildet. Eine Spannung wird zwischen der ersten kathodenseitigen Pumpelektrode 55 und der ersten anodenseitigen Pumpelektrode 56 durch eine erste Pumpspannungsquelle 57 aufgebracht. Das Aufbringen einer Spannung zwischen den ersten Pumpelektroden 55 und 56 verursacht, dass Sauerstoff, der in dem Abgas in der ersten Kammer 52 enthalten ist, ein Sauerstoffion durch Berührung mit der ersten kathodenseitigen Pumpelektrode 55 wird. Das Sauerstoffion strömt in Richtung der ersten anodenseitigen Pumpelektrode 56 in der ersten Schicht L1. Deshalb bewegt sich der Sauerstoff, der in dem Abgas in der ersten Kammer 52 enthalten ist, in die erste Schicht L1 und wird nach draußen gezogen. Die Menge des Sauerstoffs, der nach draußen gezogen wird, steigt mit den Anstiegen der Spannung der ersten Pumpspannungsquelle 57.

Unterdessen ist eine Referenzelektrode 58 an einer innenseitigen Umfangsfläche der dritten Schicht L3 ausgebildet, die der Luftkammer 54 zugewandt ist. Wenn eine Sauerstoffkonzentration einer Seite der festen Elektrolytschicht von der der anderen Seite in dem Sauerstoffionen-leitfähigem festen Elektrolyt abweicht, bewegen sich die Sauerstoffionen in Richtung einer Seite mit einer geringeren Sauerstoffkonzentration von der anderen Seite mit einer höheren Sauerstoffkonzentration in der festen Elektrolytschicht. In einem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, erhält der Sauerstoff in der Luftkammer 54 eine elektrische Ladung und wird durch Berührung mit der Referenzelektrode 58 ein Sauerstoffion, da eine Sauerstoffkonzentration in der Luftkammer 54 größer ist als diejenige in der ersten Kammer 52. Das Sauerstoffion bewegt sich in der dritten Schicht L3, der zweiten Schicht L2 und der ersten Schicht L1 und löst die elektrische Ladung an der ersten kathodenseitigen Pumpelektrode 55 aus. Als Folge wird eine Spannung V0 in Teil 59 zwischen der Referenzelektrode 58 und der ersten kathodenseitigen Pumpelektrode 55 erzeugt. Die Spannung V0 ist proportional zu der Differenz der Sauerstoffkonzentrationen zwischen der Luftkammer 54 und der ersten Kammer 52.

Gemäß dem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, wird eine Spannung der ersten Pumpspannungsquelle 57 regelgesteuert (feedback-controlled), sodass die Spannung V0 mit einer Spannung übereinstimmt, die erzeugt wird, wenn eine Sauerstoffkonzentration in der ersten Kammer 52 1 p. p. m. (parts per million) beträgt. Nämlich wird der Sauerstoff in der ersten Kammer 52 durch die erste Schicht L1 gezogen, sodass eine Sauerstoffkonzentration in der ersten Kammer 52 gleich 1 p. p. m. wird, wodurch die Sauerstoffkonzentration in der ersten Kammer 52 zu 1 p. p. m. aufrechterhalten wird.

Es sollte angemerkt werden, dass wenig NOx, das in dem Abgas enthalten ist, in der ersten Kammer 52 verringert wird, da die erste kathodenseitige Pumpelektrode 55 aus Materialien mit einem geringen Verringerungsvermögen von NOx, solchen wie einer Legierung aus Gold Au und Platin Pt, ausgebildet ist. Deshalb strömt das NOx in die zweite Kammer 53 durch das zweite Diffusionsverhältnisbestimmungsbauteil 51.

Unterdessen ist eine zweite kathodenseitige Pumpelektrode 60 an der innenseitigen Umfangsfläche der ersten Schicht L1 ausgebildet, die der zweiten Kammer 53 zugewandt ist, wobei eine Spannung zwischen der zweiten kathodenseitigen Pumpelektrode 60 und der ersten anodenseitigen Pumpelektrode 56 durch eine zweite Pumpspannungsquelle 61 aufgebracht wird. Das Aufbringen einer Spannung zwischen den Pumpelektroden 60 und 56 erlaubt dem Sauerstoff, der in dem Abgas in der zweiten Kammer 53 enthalten ist, durch Berührung der zweiten kathodenseitigen Pumpelektrode 60 ein Sauerstoffion zu werden. Das Sauerstoffion strömt in Richtung der ersten anodenseitigen Pumpelektrode 56 in der ersten Schicht L1, sodass der Sauerstoff, der in dem Abgas in der zweiten Kammer 53 enthalten ist, sich in die erste Schicht L1 bewegt, um nach außen gezogen zu werden. Die Sauerstoffmenge, die nach draußen gezogen wird, steigt mit dem Anstieg der Spannung der zweiten Pumpspannungsquelle 61 an.

Unterdessen bewegen sich wie oben erwähnt die Sauerstoffionen in Richtung einer Seite mit einer geringeren Sauerstoffkonzentration von der anderen Seite mit einer höheren Sauerstoffkonzentration in der festen Elektrolytschicht, wenn ein Unterschied der Sauerstoffkonzentrationen zwischen jeder Seite der festen Elektrolytschicht in dem Sauerstoffionen-leitfähigen festen Elektrolyt besteht. In einem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, erhält der Sauerstoff in der Luftkammer 54 eine elektrische Ladung und wird durch Berührung mit der Referenzelektrode 58 ein Sauerstoffion, da eine Sauerstoffkonzentration in der Luftkammer 54 größer ist als die in der zweiten Kammer 53. Das Sauerstoffion bewegt sich in der dritten Schicht L3, der zweiten Schicht L2 und der ersten Schicht L1 und löst die elektrische Ladung an der zweiten kathodenseitigen Pumpelektrode 60 aus. Als Folge wird die Spannung V1 zwischen der Referenzelektrode 58 und der zweiten kathodenseitigen Pumpelektrode 60 erzeugt. Die Spannung V1 ist proportional zu einer Differenz von Sauerstoffkonzentrationen zwischen der Luftkammer 54 und der zweiten Kammer 53.

Bei dem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, wird eine Spannung der zweiten Pumpspannungsquelle 61 regelgesteuert, sodass die Spannung V1 mit einer Spannung übereinstimmt, die erzeugt wird, wenn eine Sauerstoffkonzentration in der zweiten Kammer 53 gleich 0,01 p. p. m. ist. Nämlich wird der Sauerstoff in der zweiten Kammer 53 durch die erste Schicht L1 gezogen, sodass die Sauerstoffkonzentration in der zweiten Kammer 53 gleich 0,01 p. p. m. wird, was eine Sauerstoffkonzentration in der ersten Kammer 52 zu 0,01 p. p. m. aufrechterhält.

Es sollte angemerkt werden, dass die zweite kathodenseitige Pumpelektrode 60 aus Materialien mit einem geringen Verringerungsvermögen von NOx, solche wie eine Legierung aus Gold Au und Platin Pt, ausgebildet ist. Deshalb wird wenig NOx, das in dem Abgas enthalten ist, verringert, selbst nach einer Berührung mit der zweiten kathodenseitigen Pumpelektrode 60.

Unterdessen ist eine zweite kathodenseitige Pumpelektrode 63 für das Erfassen von NOx an der innenseitigen Umfangsfläche der dritten Schicht L3 ausgebildet, die der zweiten Kammer 53 zugewandt ist. Die kathodenseitige Pumpelektrode 63 ist aus Materialien mit einem hohen Verringerungsvermögen von NOx, solches wie Rhodium Rh und Platin Pt, ausgebildet. Deshalb wird das NOx in der zweiten Kammer 53, praktisch NO, welches einen Hauptanteil darstellt, in N2 und O2 zerlegt. Wie in 2 gezeigt, wird eine vorbestimmte Spannung 64 zwischen der kathodenseitigen Pumpelektrode 63 und der Referenzelektrode 58 aufgebracht. Deshalb wird der so erzeugte O2 nach der Zerlegung an der kathodenseitigen Pumpelektrode 63 ein Sauerstoffion und bewegt sich in Richtung der Referenzelektrode 58 in der dritten Schicht. Ein Strom I1, der proportional zu der Menge der Sauerstoffionen ist, wird zwischen der kathodenseitigen Pumpelektrode 63 und der Referenzelektrode 58 eingeleitet.

Wie oben erwähnt wird wenig NOx in der ersten Kammer 52 verringert und es existiert wenig Sauerstoff in der zweiten Kammer 53. Deshalb ist der Strom I1 zu einer NOx Konzentration, die in dem Abgas enthalten ist, proportional und es wird möglich, die NOx-Konzentration in dem Abgas zu erfassen, die auf dem Strom I1 auf diese Weise basiert.

Unterdessen wird der Ammoniak NH3, der in dem Abgas enthalten ist, in NO und H2O in der ersten Kammer 52 zerlegt (4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O) und das zerlegte NO strömt in die zweite Kammer 53 durch das zweite Diffusionsverhältnisbestimmungsbauteil 51. Das NO wird in N2 und O2 an der kathodenseitigen Pumpelektrode 63 zerlegt, und das zerlegte O2 wird ein Sauerstoffion und bewegt sich in Richtung der Referenzelektrode 58 in der dritten Schicht L3. Der Strom I1 ist ebenso proportional zu einer NH3-Konzentration, die in dem Abgas enthalten ist, und es wird möglich, die NH3-Konzentration in dem Abgas basierend auf dem Strom I1 auf diese Weise zu erfassen.

3 zeigt eine Beziehung des Stromes I1 mit der NOx-Konzentration und der NH3-Konzentration in dem Abgas. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist der Strom I1 proportional zu der NOx-Konzentration und der NH3-Konzentration in dem Abgas. Unterdessen wird die Menge des Sauerstoffs, der nach draußen von der ersten Kammer 52 gezogen wird, was den Betrag eines Stromes I2 in Teil 66 erhöht, um so größer, je höher eine Sauerstoffkonzentration im Abgas ist, in anderen Worten je magerer ein Luft-Treibstoffverhältnis ist. Deshalb kann ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases basierend auf dem Strom I2 erfasst werden.

Es sollte angemerkt werden, dass ein elektrisches Heizaggregat 67 für das Heizen des Sensorabschnitts des NOx-Ammoniaksensors 29 zwischen der fünften Schicht L5 und der sechsten Schicht L6 vorgesehen ist. Der Sensorabschnitt des NOx-Ammoniaksensors 29 wird auf 700 bis 800°C durch das elektrische Heizaggregat 67 aufgeheizt.

4 zeigt eine Ausgangsspannung E(V) des Luft-Treibstoffverhältnissensors 30, der in dem Abgasrohr 25, stromabwärts des NOx-Absorbers 23, vorgesehen ist, d. h. ein Ausgangssignalniveau einer Einrichtung für das Erfassen eines Luft-Treibstoffverhältnisses. Wie aus 4 ersichtlich ist, erzeugt der Luft-Treibstoffverhältnissensor 30 eine Ausgangsspannung der Größenordnung von 0,9 (V), wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases fett ist, und eine Ausgangsspannung der Größenordnung von 0,1 (V), wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases mager ist. Bezüglich 4 ist ein Ausgangssignalniveau, das zeigt, dass ein Luft-Treibstoffverhältnis fett ist, 0,9 (V) und ein Ausgangssignalniveau, das zeigt, dass ein Luft-Treibstoffverhältnis mager ist 0,1 (V).

Unterdessen kann wie oben erwähnt ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases basierend auf dem Strom I2 des NOx-Ammoniaksensors 29 erfasst werden und dementsprechend kann der NOx-Ammoniaksensor 29 als eine Einrichtung für das Erfassen eines Luft-Treibstoffverhältnisses verwendet werden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, den Luft-Treibstoffverhältnissensor 30 bereitzustellen.

Nachstehend wird die Treibstoffeinspritzsteuerung des Verbrennungsmotors (Motor mit interner Verbrennung), der in 1 gezeigt ist, bezugnehmend auf 5A beschrieben werden. In 5A zeigt eine vertikale Achse eine Motorbelastung Q/N (Ansaugluftmenge Q/Motordrehzahl N) und eine horizontale Achse eine Motordrehzahl N.

In 5A wird eine Schichtverbrennung in einem Betriebsbereich auf einer niedrigen Belastungsseite von einer durchgezogenen Linie X1 ausgeführt. Das bedeutet, dass ein Treibstoff F dann in Richtung der Innenseite des Hohlraums 12 von dem Treibstoffeinspritzventil 11 bei der Schlussphase des Kompressionshubs, wie in 1 gezeigt ist, eingespritzt wird. Der Treibstoff bewegt sich entlang einer innenseitigen Umfangsfläche des Hohlraums 12, sodass sich dieser in ein Luft-Treibstoffgemisch in der Umgebung der Zündkerze 10 umwandelt. Dann wird das Luft-Treibstoffgemisch gezündet und durch die Zündkerze 10 verbrannt. Ein Durchschnitts-Luft-Treibstoffverhältnis in der Verbrennungskammer 5 ist zu dieser Zeit mager. Unterdessen wird Treibstoff bei einem Betriebsbereich auf einer höheren Belastungsseite bezüglich der durchgezogenen Linie X1 in 5A von dem Treibstoffeinspritzventil 11 während eines Ansaughubs eingespritzt und eine homogene Luft-Treibstoffgemischsverbrennung wird dann durchgeführt. Eine homogene Luft-Treibstoffgemischsverbrennung wird bei einem Betriebsbereich zwischen der durchgezogenen Linie X1 und einer gestrichelten Linie X2 bei einem mageren Luft-Treibstoffverhältnis durchgeführt. Eine homogene Luft-Treibstoffgemischsverbrennung wird bei einem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis zwischen der gestrichelten Linie X2 und einer gestrichelten Linie X3 ausgeführt. Die homogene Luft-Treibstoffgemischsverbrennung wird bei einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis bei einem Betriebsbereich auf einer höheren Lastseite bezüglich der gestrichelten Linie X3 ausgeführt.

In der Erfindung wird ein Haupttreibstoffeinspritzbetrag TAU, der erforderlich ist, um ein Luft-Treibstoffverhältnis gleich dem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis zu machen, in der ROM 34 in einem Maskenformat (Abbildungstabelle) vorgespeichert, nämlich als eine Funktion der Motorbelastung Q/N und der Motordrehzahl N, wie in 5B gezeigt. Grundlegend wird ein endgültiger Treibstoffeinspritzbetrag TAUO (= K × TAU) durch Multiplizieren des Haupttreibstoffeinspritzbetrages TAU mit einem Korrekturfaktor K berechnet. Der Korrekturfaktur K ist in der ROM 34 im Maskenformat (Abbildungstabelle) als die Funktion der Motorbelastung Q/N und der Motordrehzahl N, wie in 5C gezeigt, vorgespeichert.

Der Korrekturfaktor K ist geringer als 1,0 in einem Betriebsbereich auf einer niedrigeren Belastungsseite bezüglich der gestrichelten Linie X2 in 5A, wo eine Verbrennung bei einem mageren Luft-Treibstoffverhältnis ausgeführt wird, und ist größer als 1,0 bei einem Betriebsbereich auf einer höheren Belastungsseite bezüglich der gestrichelten Linie X3 in 5A, wo eine Verbrennung bei fettem Luft-Treibstoffverhältnis durchgeführt wird. Der Korrekturfaktor K ist ebenso 1,0 zwischen der gestrichelten Linie X2 und der gestrichelten Linie X3. Das Luft-Treibstoffverhältnis wird dann basierend auf einem Ausgangssignal des Luft-Treibstoffverhältnissensors 28 regelgesteuert, sodass das Luft-Treibstoffverhältnis gleich dem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis wird.

Der NOx-Katalysator 23, der in einem Motorabgasdurchgang angeordnet ist, ist mit einem NOx-Absorber ausgestattet, der Aluminiumoxid oder dergleichen als einen Träger etc. hat. Auf dem Träger befindet sich zumindest eines/einer der ausgewählten Elemente/Stoffe: Alkalimetall, solches wie Kalium K, Natrium Na, Lithium Li und Caesium Cs; Erdalkali, solches wie Barium Ba und Kalzium Ca; oder Seltenerdelement, solches wie Lanthan La und Yttrium Y, wobei ebenso ein Edelmetall, solches wie Platin Pt, gestützt wird. In diesem Fall ist es ebenso möglich, einen Partikelfilter, der aus Cordierit etc. gemacht ist in dem Gehäuse 24 bereitzustellen und den NOx-Absorber zu stützen, für welchen der Träger auf dem Partikelfilter Aluminiumoxid ist.

In einigen von diesen Fällen führt der NOx-Katalysator 23 NOx-Absorptions- und NOx-Ablösungsvorgänge durch Absorbieren von NOx durch, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Einströmabgases mager ist, und durch Ablösen des absorbierten NOx, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Einströmabgases gleich dem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis oder fett ist, wenn ein Verhältnis einer Luftmenge zu einer Treibstoffmenge (Kohlenwasserstoff), die einem Motoransaugdurchgang, einer Verbrennungskammer 5 und einem Auslassdurchgang, der stromaufwärts des NOx-Katalysators 23 ist, zugeführt wird, gleich einem Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das in den NOx-Katalysator 23 strömt, ist.

Obwohl der NOx-Katalysator 23 eigentlich Absorptions- und Ablösevorgänge durchführt, müssen, wenn dieser in dem Motorabgasdurchgang vorgesehen ist, noch gewisse Elemente in einem detaillierten Mechanismus der Absorptions- und Ablösungsvorgänge klargestellt werden. Jedoch ist man der Ansicht, dass die Absorptions- und Ablösungsvorgänge gemäß einem Mechanismus, der in 6 gezeigt ist, ausgeführt werden. Demnach wird der Mechanismus einen Fall herausgreifend erläutert, bei welchem Platin Pt und Barium Ba beispielsweise auf einem Träger gestützt werden. Ebenso in einem Fall, bei welchem andere edle Metalle, Alkalimetalle, Erdalkali oder Seltenerdelemente gestützt werden, wird der gleiche Mechanismus angewandt.

In dem Verbrennungsmotor, der in 1 gezeigt ist, wird eine Verbrennung bei einem mageren Luft-Treibstoffverhältnis bei den häufigsten verwendeten Betriebszuständen ausgeführt. Folglich ist eine Sauerstoffkonzentration im Abgas hoch und Sauerstoff O2 wird an eine Oberfläche des Platins Pt in der Form von O2 oder O2–, wie in 6A gezeigt, gebunden, wenn eine Verbrennung bei einem Zustand ausgeführt wird, bei dem ein Luft-Treibstoffverhältnis mager wie dieses ist. Unterdessen reagiert das NO, das in dem Einströmabgas enthalten ist mit O2 oder O2– an der Oberfläche des Platins Pt, sodass dieses NO2 (2NO + O2 → 2NO2) wird. Anschließend wird ein Teil des erzeugten NO2 in dem Absorber absorbiert, während dieses an dem Platin Pt oxidiert und wird in dem Absorber in der Form von Nitrationen NO3, wie in 6A gezeigt, diffundiert, während dieses mit Bariumoxid BaO vereinigt wird. Folglich wird NOx in dem NOx-Absorber absorbiert. Solange eine Sauerstoffkonzentration in dem Einströmabgas hoch ist, wird NO2 an der Oberfläche des Platins Pt erzeugt, und solange die NOx-Absorptionskapazität des Absorbers nicht gesättigt wurde, wird NO2 in dem Absorber so absorbiert, dass dieser Nitrationen NO3 erzeugt. Unterdessen fällt eine Sauerstoffkonzentration des Einströmabgases ab, was eine Menge der NO2-Erzeugung an der Oberfläche des Platins Pt verringert, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Einströmabgases fett wird. Wenn eine Menge der NO2-Erzeugung verringert wird, entwickelt sich eine Reaktion in die umgekehrte Richtung (NO3→ NO2), und Nitrationen NO3 in dem Absorber werden auf diese Weise in der Form von NO2 abgelöst. NOx, das von dem NOx-Absorber 23 abgelöst wird, wird mit einer großen Menge von unverbrannten HC und CO zur Reaktion gebracht, das in dem Einströmabgas enthalten ist, um dieses zu verringern. Sobald NO2 an der Oberfläche des Platins Pt nicht mehr vorhanden ist, wird NO2, eines nach dem anderen, von dem Absorber abgelöst. Deshalb wird NOx von dem NOx-Absorber innerhalb einer kurzen Zeit abgelöst, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Einströmabgases fett wird. Weiter wird NOx niemals in die Luft emittiert, da das abgelöste NOx verringert wird.

In diesem Fall wird NOx von dem NOx-Absorber abgelöst, selbst ein Luft-Treibstoffverhältnis des Einströmabgases wird dem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis gleich gemacht. Jedoch wird NOx von dem NOx-Absorber lediglich schrittweise abgelöst, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Einströmabgases gleich dem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis gemacht wird. Aus solch einem Grund braucht es eine geringfügig längere Zeit, um es dem NOx zu ermöglichen, das in dem NOx-Absorber absorbiert ist, vollständig gelöst zu werden.

Der NOx-Katalysator 23 hat eine begrenzte NOx-Absorptionskapazität, d. h. es besteht eine Grenze für eine Menge von NOx, welche der NOx-Katalysator 23 insgesamt absorbieren kann. Deshalb ist es erforderlich, es dem NOx zu ermöglichen, von dem NOx-Katalysator 23 abgelöst zu werden, bevor die NOx-Absorptionskapazität des NOx-Katalysators 23 gesättigt ist. Dies bedeutet, dass der NOx-Katalysator 23 beinahe das gesamte NOx absorbiert, das in dem Abgas enthalten ist, solange die NOx-Absorptionskapazität hinreichend ist. Jedoch wird es dem NOx-Katalysator 23 unmöglich, NOx zu absorbieren, sobald die NOx-Absorptionskapazität nahe des Grenzwerts gelangt, wodurch die Menge des NOx, die stromabwärts aus dem NOx-Katalysator 23 strömt, auf diese Weise zu steigen beginnt.

Sobald die Menge von NOx, die in dem NOx-Katalysator 23 gesamt absorbiert wird (nachstehend bezeichnet als eine Gesamt-NOx-Absorptionsmenge) den Grenzwert erreicht (nachstehend als ein NOx-Absorptionsgrenzwert bezeichnet) kann der NOx-Katalysator 23 nicht mehr NOx absorbieren. Deshalb wird NOx, das in den NOx-Katalysator 23 strömt nicht in dem NOx-Katalysator 23 absorbiert, und strömt stromabwärts aus dem NOx-Katalysator 23, was in einer Verschlechterung der Abgasemission als Ganzes resultiert.

Deshalb wird in diesem Ausführungsbeispiel bestimmt, ob dem NOx-Katalysator 23 Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zugeführt wird, um das NOx, das in dem NOx-Katalysator 23 absorbiert wird, zu verarbeiten, d. h., ob die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge den NOx-Absorptionsgrenzwert erreicht. Wenn bestimmt wird, dass das NOx verarbeitet werden sollte, wird Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zugeführt. Dementsprechend wird NOx von dem NOx-Katalysator 23 abgelöst, wobei das gelöste NOx durch HC im Abgas verringert und gereinigt wird. Deshalb ist es dem NOx-Katalysator 23 möglich, NOx zu absorbieren, wenn Abgas mit einem mageren Luft-Treibstoffverhältnis in den NOx-Katalysator 23 danach einströmt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird auf diese Weise eine Verschlechterung der Abgasemission unterbunden.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird, wie oben erwähnt, bestimmt, wenn die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge den NOx-Absorptionsgrenzwert erreicht, um zu bestimmen, ob das NOx, das in dem NOx-Katalysator 23 absorbiert ist, zu verarbeiten ist. Deshalb ist es extrem wichtig festzustellen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist, um die Anzahl der Versorgungen des NOx-Katalysator mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu minimieren, und ebenso nicht zuzulassen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge den NOx-Absorptionsgrenzwert überschreitet.

Es ist ebenso möglich festzulegen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist, nämlich basierend auf einen Ausgang des NOx-Ammoniaksensors 29. Es ist nämlich ebenso möglich zu bestimmen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist, nämlich durch Festlegen, dass der Ausgang des NOx-Ammoniaksensors einen vorbestimmten Wert überschritten hat, weil der Ausgang des NOx-Ammoniaksensors 29 schrittweise ansteigt, sowie die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert kommt.

Jedoch ist die NOx-Konzentration, die von dem NOx-Ammoniaksensor 29 erfasst wird, die NOx-Konzentration zu einem bestimmten Augenblick. Deshalb erfasst der NOx-Ammoniaksensor 29 die augenblicklich angestiegene Konzentration, wenn beispielsweise die NOx-Konzentration in dem Abgas, das aus dem NOx-Katalysator 23 strömt, augenblicklich ansteigt. Selbst wenn die erfasste NOx-Konzentration zu dieser Zeit größer als der vorbestimmte Wert ist, zeigt dies manchmal nicht, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist. Es ist nämlich unmöglich, lediglich auf der Basis des Ausgangs des NOx-Ammoniaksensors 29 zu bestimmen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist.

Folglich wird in dem Ausführungsbeispiel bestimmt, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert basierend auf einem Durchschnittswert der Gesamt-NOx-Menge gekommen ist, die aus dem NOx-Katalysator strömt, während ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Strecke läuft, an dem der Verbrennungsmotor und die Abgasemissionssteuervorrichtung befestigt sind, nämlich um noch genauer zu bestimmen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge dem NOx-Absorptionsgrenzwert nahe gekommen ist. In dem Ausführungsbeispiel wird nämlich die Gesamt-NOx-Ausströmmenge berechnet, die den Ausgang des NOx-Ammoniaksensors 29 verwendet, während das Fahrzeug für eine vorbestimmte Strecke läuft, bezugnehmend auf eine Strecke, die das Fahrzeug als eine Fahrzeuglaufstrecke läuft und eine Menge von NOx, das aus dem NOx-Katalysator strömt als eine NOx-Ausströmmenge. Die NOx-Ausströmmenge pro Einheit Fahrzeuglaufstrecke wird berechnet durch Dividieren der Gesamt-NOx-Ausströmmenge durch die oben erwähnte vorbestimmte Strecke. Es wird bestimmt, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist, nämlich durch Festlegen, dass die NOx-Ausströmmenge pro Einheit Fahrzeuglaufstrecke den vorbestimmten Wert überschritten hat.

Dementsprechend kann nicht, selbst wenn die NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator 23 strömt, augenblicklich ansteigt, bestimmt werden, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist. Als Folge ist es möglich, genau zu bestimmen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gemäß dem Ausführungsbeispiel gekommen ist.

Es sollte angemerkt werden, dass bei dem Ausführungsbeispiel, dann wenn sich ein Fahrzeug nicht bewegt, obwohl der Verbrennungsmotor betrieben wird, das heißt, der Verbrennungsmotor wird in einem Leerlaufzustand betrieben, die Fahrzeuglaufstrecke unter der Annahme berechnet wird, dass sich das Fahrzeug für eine vorbestimmte Strecke bewegt, während der Verbrennungsmotor in einem Leerlaufbetrieb betrieben wird, obwohl sich das Fahrzeug nicht bewegt wird.

Ebenso wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestimmt, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gelangt ist, nämlich basierend auf den Durchschnittswert der Gesamt-NOx-Menge, die aus dem NOx-Katalysator strömt, bis eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, um noch genauer zu bestimmen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist. Nämlich eine NOx-Ausströmmenge pro Zeiteinheit durch Berechnen der Gesamt-NOx-Ausströmmenge bei dem Ausführungsbeispiel, die den Ausgang des NOx-Ammoniaksensors 29 für eine vorbestimmte Zeitspanne verwendet und dann durch Dividieren der Gesamt-NOx-Ausströmmenge durch die oben erwähnte vorbestimmte Zeitspanne. Es wird bestimmt, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert liegt, nämlich durch Festlegen, dass die NOx-Ausströmmenge pro Zeiteinheit die vorbestimmte Menge überschritten hat. Dementsprechend wird genauso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nicht bestimmt, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gekommen ist, selbst wenn die NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator 23 strömt, augenblicklich ansteigt. Als Folge ist es möglich, genau zu bestimmen, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge gemäß dem Ausführungsbeispiel nahe dem NOx-Absorptionsgrenzwert gelangt ist.

Die Gesamt-NOx-Ausströmmenge wird berechnet gemäß der folgenden Formel bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel. Anoxsum = Smask × Qinj × SV × K wobei Anoxsum eine Gesamt-NOx-Ausströmmenge ist, die während das Fahrzeug für eine vorbestimmte Strecke läuft, erhalten wird, und wobei Anoxsum bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Gesamt-NOx-Ausströmmenge ist, die bis eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, erhalten wird.

Ebenso ist Smask ein Wert, der durch Integration von Werten ermittelt wird, die durch eine Maskenverarbeitung (mask processing) des Ausgangs des NOx-Ammoniaksensors 29 erhalten werden, während das Fahrzeug bei dem ersten Ausführungsbeispiel für die vorbestimmte Strecke läuft, und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel bis ein vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Und zwar ist es erforderlich, Auswirkungen des Ammoniaks von dem Ausgang des NOx-Ammoniaksensors 29 zu beseitigen, um es dem NOx-Ammoniaksensor 29 zu ermöglichen, die NOx-Konzentration im Abgas, das aus dem NOx-Katalysator 23 strömt, genau zu erfassen, da der NOx-Ammoniaksensor 29 manchmal eine Ammoniakkonzentration in dem Abgas ebenso erfasst. Deshalb wird der Wert, der durch Maskenverarbeitung des Ausgangs des Ammoniaksensors 29 erhalten wird, anstelle der Verwendung des Ausgangs des Ammoniaksensors 29 ohne Verarbeitung bei dem Ausführungsbeispiel, verwendet. Es sollte angemerkt werden, dass die Maskenverarbeitung entweder durch Verwendung von Software, die in dem Steuerabschnitt 31 eingerichtet ist, oder durch Verwendung eines Tiefpassfilters, der eine Hardware hat, ausgeführt werden kann.

Qinj ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Menge von Treibstoff, die in die Verbrennungskammer eingespritzt wird, während das Fahrzeug für eine vorbestimmte Strecke läuft. Ebenso ist Qinj bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Menge von Treibstoff, die in die Verbrennungskammer eingespritzt wird, bis eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist. SV ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Menge von Abgas, die in den NOx-Katalysator 23 strömt, während das Fahrzeug für eine vorbestimmte Strecke läuft. Ebenso ist SV bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Menge von Abgas, die in den NOx-Katalysator 23 strömt, bis eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Wenn die Gesamt-NOx-Ausströmmenge berechnet wird, ist K ein Korrekturfaktor für das Beachten von Auswirkungen auf die Gesamt-NOx-Ausströmmenge, die von Faktoren verursacht werden, welche Auswirkungen auf die Gesamt-NOx-Ausströmmenge haben könnten. Die potenziellen Faktoren sind andere als der Ausgang des NOx-Ammoniaksensors 29, die Menge des Treibstoffs, die in die Verbrennungskammer eingespritzt wird, oder die Menge des Abgases, die in den NOx-Katalysators 23 strömt.

Nachstehend wird eine detaillierte Erläuterung bezüglich eines Falls gegeben, bei dem entschieden wird, dass die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge dem NOx-Absorptionsgrenzwert nahe gekommen ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeitschaubilder, die in den 7 und 8 gezeigt sind. In den 7 und 8 ist Sout ein Ausgang des NOx-Ammoniaksensors 29, Smask ein Maskenausgangswert, der durch die Maskenverarbeitung von Sout berechnet wird, Anoxsum eine Gesamt-NOx-Ausströmmenge, D ein Fahrzeuglaufstrecke, Cnoxout eine Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge, die durch Dividieren einer Gesamt-NOx-Ausströmmenge Anoxsum durch die Fahrzeuglaufstrecke D berechnet wird, Srs ein auszugebendes Fettspitzensignal (rich spike), um dem NOx-Katalysator 23 mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu beliefern, und Count als eine NOx-Emissionsmengenintegriereinrichtung ein Zählwert, der die Gesamt-NOx-Absorptionsmenge, die theoretisch, auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors basierend, berechnet wird, zeigt.

Bezugnehmend auf 7 ist der Ausgang des NOx-Ammoniaksensors 29 Sout bemerkenswert gering, während eine Gesamtmenge von NOx, die tatsächlich in dem NOx-Katalysator 23 absorbiert wird, gering ist, d. h. vor einem Zeitpunkt t1 in 7. Deshalb ist ein Maskenausgangswert Smask ebenso bemerkenswert gering. Ebenso steigt während dieser Zeitspanne die Gesamt-NOx-Ausströmmenge Anoxsum schrittweise an. Die Fahrzeuglaufstrecke D steigt ebenso schrittweise an.

Jedoch ist die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge kleiner als ein Bestimmungswert Brs. In diesem Fall ist der Bestimmungswert Brs ein Schwellwert für das Bestimmen, ob Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zugeführt werden sollte. Deshalb ist das Fettspitzensignal Srs OFF (0), da die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge kleiner ist als der Bestimmungswert Brs. Unterdessen steigt ein Zählwert Count schrittweise an.

Bei dem Zeitpunkt t1 verursacht ein Anstieg des Ausgangs Sout des NOx-Ammoniaksensors 29 einen Anstieg des Maskenausgangswerts Smask. Dies ermöglicht der Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Anoxsum, den Bestimmungswert Brs zu erreichen. Bei dem Ausführungsbeispiel wird dann das Fettspritzensignal Srs auf ON (1) geschalten, und Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis wird dem NOx-Katalysator 23 zugeführt.

Ebenso wird der Zählwert Count auf den ersten vorbestimmten Wert A angehoben, wenn das Fettspitzensignal Srs auf ON geschalten wird. Dann wird, während Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zugeführt wird, eine Menge von NOx, die von dem NOx-Katalysator 23 abgelöst wird und verringert wird, berechnet und ein Wert, der äquivalent zu dieser Menge ist, wird von dem Zählwert Count subtrahiert. Wenn der Zählwert Count den zweiten vorbestimmten Wert B erreicht, welcher geringer als der erste vorbestimmte Wert A ist, wird das Fettspitzensignal Srs auf OFF geschalten.

Ungefähr zu der Zeit, wenn eine Zufuhr von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu dem NOx-Katalysator 23 angehalten wird, steigt der Ausgang Sout des NOx-Sensors 29 plötzlich an. Dies rührt daher, dass der Ammoniaksensor 29 Ammoniak erfasst, das aus dem NOx-Katalysator 23 strömt. Jedoch steigt der Maskenausgangswert Smask nicht an, da der Ausgang Sout des NOx-Ammoniaksensors 29 maskenverarbeitet wurde.

Ebenso wird die Gesamt-NOx-Ausströmmenge während der Zeitspanne nicht berechnet und verbleibt bei Null, wenn bestimmt wird, dass das Ammoniak aus dem NOx-Katalysator 23 strömt und der NOx-Ammoniaksensor 29 die Ammoniakkonzentration erfasst. Unterdessen schreitet die zu integrierende Fahrzeuglaufstrecke D ebenso während dieser Zeitspanne voran. Selbstverständlich verbleibt die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout bei Null, da die Gesamt-NOx-Ausströmmenge Anoxsum bei Null während dieser Zeitspanne aufrechterhalten wird.

Unterdessen ist, wie bei dem Zeitpunkt t2 in 7 gezeigt, die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout manchmal größer als der Bestimmungswert Brs, wenn begonnen wird, die Gesamt-NOx-Ausströmmenge Anoxsum zu berechnen. Jedoch wird bei dem Ausführungsbeispiel Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zugeführt, vorausgesetzt dass die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout größer ist als der Bestimmungswert Brs, selbst wenn der Zählwert Count höher wird als ein vorbestimmter Wert L.

Und zwar wird Abgas mit fettem Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zugeführt, vorausgesetzt dass die Durchschitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout immer noch bei dem Zeitpunkt t3 größer als der Bestimmungswert Brs ist, der in 7 gezeigt ist. Bei dem Zeitpunkt t3, der in 7 gezeigt ist, wird nicht Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zugeführt, da die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout geringer als der Bestimmungswert Brs ist. Unterdessen wird Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis bei dem Zeitpunkt t3, der in 8 gezeigt ist, dem NOx-Katalysator 23 zugeführt, da die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout größer ist als der Bestimmungswert Brs.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird eine zusätzliche Verarbeitung ausgeführt, um eine Verschlechterung des NOx-Katalysators 23 zu bestimmen. Noch genauer wird bestimmt, ob sich der NOx-Katalysator 23 verschlechtert hat, nämlich basierend auf dem Zählwert Count, welcher berechnet wurde, wenn die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Conoxout den Bestimmungswert Brs erreicht hatte und Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis begonnen wurde, dem NOx-Katalysator 23 zuzuführen. Und zwar, dass die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout den Bestimmungswert Brs erreicht, während der Zählwert Count immer noch bemerkenswert klein ist, bedeutet, dass das Maximum der Menge von NOx, die der NOx-Katalysator 23 absorbieren kann, abgenommen hat. Dann wird bei dem Ausführungsbeispiel bestimmt, dass der NOx-Katalysator 23 sich verschlechtert hat, wenn der Zählwert Count geringer ist als ein Wert C, welcher geringer ist als ein vorbestimmter Wert B, der in 7 gezeigt ist, wenn die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout den Bestimmungswert Brs erreicht.

Die Absorption von Schwefelkomponenten, die in dem Abgas in dem NOx-Katalysator 23 enthalten sind, sind ein Grund einer Verringerung des Maximums der NOx-Menge, die der NOx-Katalysator 23 absorbieren kann (nachstehend als eine Maximal-NOx-Absorptionsmenge bezeichnet). Die Schwefelkomponente, die in dem NOx-Katalysator 23 absorbiert wird, wird von dem NOx-Katalysator 23 abgelöst, wenn eine Temperatur des NOx-Katalysators 23 relativ hoch ist und ebenso Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zugeführt wird. Noch genauer ist es erforderlich, die Schwefelkomponente, die in dem NOx-Katalysator 23 absorbiert ist, von dem NOx-Katalysator 23 abzulösen, nämlich durch Erhöhen der Temperatur des NOx-Katalysators 23 und durch Zuführen von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu dem NOx-Katalysator 23, um die Maximal-NOx-Absorptionsmenge des NOx-Katalysators 23 auf einem hohen Niveau aufrechtzuerhalten.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es möglich, zu bestimmen, ob die Temperatur des NOx-Katalysators zu erhöhen ist und Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zuzuführen ist, nämlich basierend auf dem Zählwert Count. Dementsprechend wird die Maximal-NOx-Absorptionsmenge des NOx-Katalysators 23 effizient bei einem hohen Niveau von dem Standpunkt der Treibstoffwirtschaftlichkeit aus aufrechterhalten.

Es sollte angemerkt werden, dass die Punkte, die bezüglich der 7 und 8 beschrieben wurden, ebenso auf das zweite Ausführungsbeispiel angewendet werden können.

Die 9 und 10 sind Flussdiagramme für das Zuführen von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu dem NOx-Katalysator gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In dem Ablauf, der in 9 gezeigt ist, wird anfangs in Schritt 10 bestimmt, ob die Voraussetzungen, bei welchen ein Betrieb des Verbrennungsmotors variabel ist, festgestellt wurden, um dem NOx-Katalysator 23 Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zuzuführen. Wenn in Schritt 10 bestimmt wird, dass die Voraussetzungen nicht festgestellt wurden, schreitet die Prozedur zu Schritt 21 voran, wobei die Merker Frs1 und Frs2, welche später im Detail beschrieben werden, neu gesetzt werden und die Prozedur abgeschlossen wird. Unterdessen schreitet die Prozedur zu Schritt 11 voran, wenn in Schritt 10 bestimmt wird, dass die Voraussetzungen festgestellt wurden.

In Schritt 11 wird bestimmt, ob die Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge Cnoxout größer ist als der Bestimmungswert Brs. Wenn bestimmt wird, dass Conxout gleich oder kleiner ist als Brs ist, schreitet die Prozedur zu Schritt 21 voran, wobei die Merker Frs1 und Frs2, die später im Detail beschrieben werden, neu gesetzt werden und die Routine abgeschlossen wird.

Unterdessen schreitet die Prozedur in Schritt 11 zu Schritt 12 voran, wenn bestimmt wird, dass Cnoxout größer als Brs ist, und ein Fettspitzenmerker Frs1 wird festgelegt. Der Fettspitzenmerker Frs1 wird verwendet, um Anweisungen, dem NOx-Katalysator 23 mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zuzuführen, bereitzustellen, um NOx von dem NOx-Katalysator 23 abzulösen und dieses zu verringern, d. h. die Fettspitze (rich spike) auszuführen. Noch genauer wird, wenn der Fettspitzenmerker Frs1 festgelegt ist, die Fettspitzenverarbeitung für das Zuführen des Abgases mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu dem NOx-Katalysator 23 ausgeführt, um NOx von dem NOx-Katalysator 23 zu abzulösen und dieses zu verringern. Dann, wenn die Fettspitzenverarbeitung abgeschlossen ist, wird der Fettspitzenmerker Frs1 neu gesetzt.

Anschließend schreitet die Prozedur zu Schritt 13 voran, und es wird bestimmt, ob ein Bestimmungsmerker Frs2 gesetzt wurde. Der Bestimmungsmerker Frs2 wird für das Bestimmen verwendet, ob die Prozedur den Schritt 13 das erste Mal oder das zweite Mal oder danach ausführt, seit die Fettspitzenausführung begonnen wurde.

Wenn bestimmt wird, dass Frs2 gleich Null ist, d. h., es wurde bestimmt, dass die Prozedur den Schritt 13 das erste Mal ausführt, seitdem die Fettspitzenausführung in Schritt 13 begonnen wurde, schreitet die Prozedur zu Schritt 14 voran, und der Bestimmungsmerker Frs2 wird gesetzt.

Anschließend wird in Schritt 16 bestimmt, ob der Zählwert Count, welcher äquivalent zu der Gesamt-NOx-Absorptionsmenge ist, die theoretisch gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors berechnet wird, geringer ist als ein vorbestimmter Wert C. Wenn in Schritt 16 bestimmt wird, dass Count geringer ist als C, d. h., dass die Möglichkeit besteht, dass sich der NOx-Katalysator 23 wegen der Absorption einer Schwefelkomponente verschlechtert hat, schreitet die Prozedur zu Schritt 15a voran. Bei Schritt 15a wird der Zählwert Count als ein vorbestimmter Wert A bedacht. Dann schreitet die Prozedur zu Schritt 17 voran und ein Degradierungszähler Crs für das Zählen der Anzahl, die angibt, wie oft bestimmt wurde, dass der NOx-Katalysator 23 sich wegen der Absorption einer Schwefelkomponente verschlechtert hat, wird aufgerechnet.

Dann wird in Schritt 18 bestimmt, ob der Degradierungszähler Crs größer als ein vorbestimmter Wert ist, welcher in diesem Flussdiagramm 5 beträgt, d. h., dass die Anzahl, bei der bestimmt wird, dass sich der NOx-Katalysator 23 wegen der Absorption einer Schwefelkomponente verschlechtert hat, größer als 5 ist. Wenn bestimmt wird, dass Crs in Schritt 18 größer als 5 ist, schreitet die Prozedur zu Schritt 22 voran. In Schritt 22 wird, um es der Schwefelkomponente zu ermöglichen, sich von dem NOx-Katalysator 23 zu abzulösen, bestimmt, ob sich eine Schwefelkomponente von dem NOx-Katalysator 23 mit Sicherheit abgelöst hat, wenn eine Temperatur des NOx-Katalysators 23 erhöht wird und ebenso Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis dem NOx-Katalysator 23 zugeführt wird, d. h., ob eine Reproduktionsverarbeitung, die Verschlechterung des NOx-Katalysators 23 wegen der Absorption einer Schwefelkomponente zu reproduzieren, effektiv ist, wenn die Reproduktionsverarbeitung des NOx-Katalysators 23 ausgeführt wird.

In Schritt 22 schreitet die Prozedur zu Schritt 23 voran, wenn bestimmt wird, dass eine Reproduktionsverarbeitung effektiv ist, und ein Reproduktionsmerker Frs3 wird festgelegt. Der Reproduktionsmerker Frs3 wird verwendet, um eine Temperatur des NOx-Katalysators 23 zu erhöhen und um ebenso den NOx-Katalysator 23 mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu versorgen, um es der Schwefelkomponente zu ermöglichen, sich von dem NOx-Katalysator 23 zu abzulösen. Und zwar wird, wenn der Reproduktionsmerker Frs3 festgelegt ist, die Reproduktionsverarbeitung ausgeführt, um eine Temperatur des NOx-Katalysators zu erhöhen und ebenso den NOx-Katalysator mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zu beliefern, um es der Schwefelkomponente zu ermöglichen, sich von dem NOx-Katalysator 23 abzulösen. Dann wird der Reproduktionsmerker Frs3 neu gesetzt, wenn die Reproduktionsverarbeitung abgeschlossen ist.

Unterdessen schreitet die Prozedur von Schritt 22 zu Schritt 24 voran, wenn bestimmt wird, dass die Reproduktionsverarbeitung nicht effektiv ist und ein stöchiometrischer Merker Fst für das Bereitstellen der Anweisungen, eine Verbrennung des Treibstoffs in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors bei einem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis auszuführen, wird gesetzt. Das bedeutet, dass wenn der stöchiometrische Merker Fst gesetzt ist, ein Betriebszustand bei dem Verbrennungsmotor verändert wird, sodass die Verbrennung des Treibstoffs in der Verbrennungskammer bei dem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis ausgeführt wird. Diese Verarbeitung, die in Betracht zieht, dass eine Menge von NOx, die in den NOx-Katalysator 23 strömt, minimiert werden sollte, wird ausgeführt und eine Verschlechterung der Abgasemission sollte unterdrückt werden, wenn der NOx-Katalysator 23 nicht effektiv reproduziert werden kann. Wenn die Verschlechterung des NOx-Katalysators reproduziert wird, wird der stöchiometrische Merker Fst neu gesetzt und der Betrieb des Verbrennungsmotors wird gemäß einer normalen Steuerverarbeitung gesteuert.

Unterdessen schreitet die Prozedur zu Schritt 15b voran, wenn bestimmt wird, dass Count bei Schritt 16 gleich oder größer als C ist. In Schritt 15b wird der Zählwert Count als ein vorbestimmter Wert A betrachtet. Dann schreitet die Prozedur zu Schritt 19 voran, der Degradierungszähler Crs wird gelöscht und die Prozedur abgeschlossen.

Ebenso schreitet die Prozedur zu Schritt 20 voran, wenn bei Schritt 13 bestimmt wird, dass Frs2 gleich 1 ist, d. h., das bestimmt wird, dass die Prozedur den Schritt 13 für das zweite Mal oder danach ausführt, seit dem die Fettspitzenausführung begonnen wurde. In Schritt 20 wird bestimmt, ob der Zählwert Count geringer als ein vorbestimmter Wert B geworden ist, welcher größer ist als der oben erwähnte vorbestimmte Wert C, aber geringer ist als der oben erwähnte vorbestimmte Wert A.

Die Prozedur wird bei Schritt 25 subtraktionsverarbeitet (subtraction processed), wenn in Schritt 20 bestimmt wird, dass Count gleich oder größer als B ist, und die Prozedur ist abgeschlossen. In diesem Fall wird die Fettspitzenverarbeitung fortgesetzt. Unterdessen werden bei Schritt 20 die Merker Frs1 und Frs2 neu gesetzt, wenn Count zu geringer als B bestimmt wird. Die Fettspitzenverarbeitung ist nämlich abgeschlossen. Anschließend wird bei Schritt 21a der Zählwert Count gelöscht.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der oben erwähnten Erfindung, wird eine Gesamt-NOx-Menge, die in dem NOx-Katalysator absorbiert wird, basierend auf einer Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge, die erhalten wird, während ein Fahrzeug für eine vorbestimmte Strecke läuft, geschätzt. Ebenso wird die Gesamt-NOx-Menge, die in dem NOx-Katalysator absorbiert wird, basierend auf der Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge, die während einer vorbestimmten Zeitspanne erhalten wird, geschätzt.

Gemäß den oben erwähnten Erfindungen wird nämlich die Gesamt-NOx-Menge, die in dem NOx-Katalysator absorbiert wird, nicht basierend auf einer augenblicklichen NOx-Ausströmmenge von dem NOx-Katalysator geschätzt. Deshalb wird gemäß dieser Erfindungen die Gesamt-NOx-Menge, die in dem NOx-Katalysator absorbiert wird, genauer geschätzt werden, nämlich basierend auf einer NOx-Konzentration in dem Abgas, das aus dem NOx-Katalysator strömt. Es sollte angemerkt werden, dass die Gesamt-NOx-Menge ebenso basierend auf einer Durchschnitts-NOx-Ausströmmenge geschätzt werden kann, die während der Verbrennungsmotor für eine vorbestimmte Anzahl dreht, erhalten wird.


Anspruch[de]
  1. Eine Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung eines internen Verbrennungsmotors, der an einem Fahrzeug befestigt ist, aufweisend:

    einen NOx-Katalysator (23), der NOx im Abgas absorbiert, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, mager ist, und das absorbierte NOx freigibt, um das freigegebene NOx durch Kohlenwasserstoff im Abgas zu verringern und zu reinigen, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases fett ist;

    einen NOx-Sensor, der eine NOx-Konzentration im Abgas erfasst, das aus dem NOx-Katalysator (23) strömt;

    gekennzeichnet durch

    eine Steuerungseinrichtung (31) zur Berechnung einer Gesamtmenge (Anouxsum) von NOx, das aus dem NOx-Katalysator (23) strömt, während das Fahrzeug eine vorbestimmte Strecke läuft, die auf der NOx-Konzentration basiert, die von dem NOx-Sensor erfasst wird, wobei eine NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Fahrstrecken-Einheit, basierend auf der gesamten NOx-Ausströmungsmenge (Anouxsum) berechnet wird, und der NOx-Katalysator (23) mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis versorgt wird, wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Fahrstrecken-Einheit eine vorbestimmte Menge überschreitet,

    wobei die Steuerungseinrichtung (31) eine NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) zum Integrieren von NOx-Mengen aufweist, die von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen werden, und eine Versorgung von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zum NOx-Katalysator (23) verhindert, selbst wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Fahrstrecken-Einheit die vorbestimmte Menge überschreitet, wenn eine NOx-Emissionsmenge, die von der NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) berechnet wird, kleiner als eine vorbestimmte Menge (L) ist.
  2. Die Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung eines internen Verbrennungsmotors, aufweisend:

    einen NOx-Katalysator (23), der NOx im Abgas absorbiert, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, mager ist, und das absorbierte NOx freigibt, um das freigegebene NOx durch Kohlenwasserstoff im Abgas zu verringern und zu reinigen, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases fett ist;

    einen NOx-Sensor, der eine NOx-Konzentration im Abgas erfasst, das aus dem NOx-Katalysator (23) strömt;

    gekennzeichnet durch

    eine Steuerungseinrichtung (31) zur Berechnung einer Gesamtmenge (Anouxsum) von NOx, das aus dem NOx-Katalysator (23) während einer vorbestimmten Zeitspanne strömt, basierend auf der NOx-Konzentration, die von dem NOx-Sensor erfasst wird, wobei eine NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Zeiteinheit berechnet wird, die auf der gesamten NOx-Ausströmungsmenge (Anouxsum) basiert, und wobei der NOx-Katalysator (23) mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis versorgt wird, wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Zeiteinheit eine vorbestimmte Menge überschreitet, wobei

    die Steuerungseinrichtung (31) eine NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) zum Integrieren von NOx-Mengen aufweist, die von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen werden, und eine Versorgung von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zum NOx-Katalysator (23) verhindert, selbst wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Zeiteinheit die vorbestimmte Menge überschreitet, wenn eine NOx-Emissionsmenge, die von der NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) berechnet wird, kleiner als eine vorbestimmte Menge (L) ist.
  3. Die Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung eines internen Verbrennungsmotors aufweisend:

    einen NOx-Katalysator (23), der NOx im Abgas absorbiert, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, mager ist, und das absorbierte NOx freigibt, um das freigegebene NOx durch Kohlenwasserstoff im Abgas zu verringern und zu reinigen, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases fett ist;

    einen NOx-Sensor, der eine NOx-Konzentration im Abgas erfasst, das aus dem NOx-Katalysator (23) strömt;

    gekennzeichnet durch

    eine Steuerungseinrichtung (31) zur Berechnung einer Gesamtmenge (Anouxsum) von NOx, das aus dem NOx-Katalysator (23) während einer vorbestimmten Motor-Drehzahl strömt, basierend auf der NOx-Konzentration, die von dem NOx-Sensor erfasst wird, wobei eine NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Motor-Drehzahl-Einheit (Motorgeschwindigkeits-Einheit) berechnet wird, die auf der gesamten NOx-Ausströmungsmenge (Anouxsum) basiert und wobei der NOx-Katalysator mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis versorgt wird, wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Motor-Drehzahl-Einheit eine vorbestimmte Menge überschreitet, wobei

    die Steuerungseinrichtung (31) eine NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) zum Integrieren von NOx-Mengen, die von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen werden, aufweist und eine Versorgung von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zum NOx-Katalysator (23) verhindert, selbst wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Motor-Drehzahl-Einheit die vorbestimmte Menge überschreitet, wenn eine NOx-Emissionsmenge, die von der NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) berechnet wird, kleiner als eine vorbestimmte Menge (L) ist.
  4. Die Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

    die NOx-Konzentration wertgebunden gegenüber der Masken-Verarbeitung ist.
  5. Die Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

    die Masken-Verarbeitung von der Steuerungseinrichtung (31) ausgeführt wird.
  6. Die Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

    die Masken-Verarbeitung ein Tiefpassfilter ist.
  7. Ein Steuerungsverfahren für eine Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung eines internen Verbrennungsmotors hat einen NOx-Katalysator (23), der NOx im Abgas absorbiert, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis von dem Abgas, das von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, mager ist, und absorbiertes NOx freigibt, um das freigegebene NOx durch Kohlenwasserstoff im Abgas zu verringern und zu reinigen, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases fett ist, der an einem Fahrzeug befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsverfahren die Schritte aufweist zur:

    Berechnung einer NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Fahrstrecken-Einheit, basierend auf einer Gesamtmenge von NOx, das von dem NOx-Katalysator (23) ausgeströmt ist, während das Fahrzeug für eine vorbestimmte Strecke läuft;

    Versorgung des NOx-Katalysators (23) mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis, wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Fahrstrecken-Einheit eine vorbestimmte Menge überschreitet;

    Integration von NOx-Mengen, die von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen werden;

    Verhinderung einer Versorgung von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zum NOx-Katalysator (23), selbst wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Fahrstrecken-Einheit die vorbestimmte Menge überschreitet, wenn eine NOx-Emissionsmenge, die von der NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) berechnet wird, kleiner als eine vorbestimmte Menge ist.
  8. Ein Steuerungsverfahren für eine Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung eines internen Verbrennungsmotors hat einen NOx-Katalysator (23), der NOx im Abgas absorbiert, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, mager ist, und absorbierten NOx freigibt, um das freigegebene NOx durch Kohlenwasserstoff im Abgas zu verringern und zu reinigen, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases fett ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsverfahren die Schritte aufweist zur:

    Berechnung einer NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Zeiteinheit, basierend auf einer Gesamtmenge des NOx, das von dem NOx-Katalysator (23) während einer vorbestimmten Zeitspanne ausgeströmt ist;

    Versorgung des NOx-Katalysators (23) mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis, wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Zeiteinheit eine vorbestimmte Menge überschreitet;

    Integration von NOx-Mengen, die von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen werden;

    Verhinderung einer Versorgung von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zum NOx-Katalysator (23), selbst wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Zeiteinheit eine vorbestimmte Menge überschreitet, wenn eine NOx-Emissionsmenge, die von der NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) berechnet wird, kleiner als eine vorbestimmte Menge ist.
  9. Ein Steuerungsverfahren für eine Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung eines internen Verbrennungsmotors hat einen NOx-Katalysator (23), der NOx im Abgas absorbiert, wenn ein Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases, das von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, mager ist, und das absorbierte NOx freigibt, um das freigegebene NOx durch Kohlenwasserstoff im Abgas zu verringern und zu reinigen, wenn das Luft-Treibstoffverhältnis des Abgases fett ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsverfahren die Schritte aufweist zur:

    Berechnung einer NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Motor-Drehzahl-Einheit, basierend auf einer Gesamtmenge des NOx, das während einer vorbestimmten Motor-Drehzahl von dem NOx-Katalysator (23) ausgeströmt ist;

    Versorgung des NOx-Katalysators (23) mit Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis, wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Zeiteinheit eine vorbestimmte Menge überschreitet;

    Integration von NOx-Mengen, die von dem internen Verbrennungsmotor ausgestoßen werden;

    Verhinderung einer Versorgung von Abgas mit einem fetten Luft-Treibstoffverhältnis zum NOx-Katalysator (23), selbst wenn die NOx-Ausströmungsmenge (Cnoxout) pro Motor-Drehzahl-Einheit eine vorbestimmte Menge überschreitet, wenn eine NOx-Emissionsmenge, die von der NOx-Emissionsmengen-Integriereinrichtung (Count) berechnet wird, kleiner als eine vorbestimmte Menge ist.
Es folgen 9 Blatt Zeichnungen






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