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Dokumentenidentifikation DE602004002536T2 21.06.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001512848
Titel Abgasreinigungsvorrichtung sowie Verfahren zur Abgasreiningung
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP;
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota, Aichi, JP
Erfinder Yokoi, Tatsuhisa, Toyota-shi, Aichi-ken 471-8571, JP;
Inaba, Takayoshi, Kariya-shi, Aichi-ken 448-8661, JP;
Kusatsugu, Hideyuki, Kariya-shi, Aichi-ken 448-8661, JP
Vertreter Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro, 85354 Freising
DE-Aktenzeichen 602004002536
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 26.08.2004
EP-Aktenzeichen 040202749
EP-Offenlegungsdatum 09.03.2005
EP date of grant 27.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.06.2007
IPC-Hauptklasse F01N 3/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F01N 3/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F02D 41/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung, die ein Abgas, das während des Betriebs eines Verbrennungsmotors ausgestoßen wird, reinigt, und genauer betrifft sie eine Abgasreinigungsvorrichtung, die Schwefeloxid, das von einem Abgasreinigungskatalysator festgehalten wird, reduziert und dafür sorgt, dass es aus dem Abgasreinigungskatalysator freigesetzt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Reinigung des Abgases.

Um Abgas, das von einem Verbrennungsmotor, und insbesondere einem Verbrennungsmotor mit magerer Verbrennung, ausgestoßen wird, von Stickoxid (NOx) zu reinigen, wird ein katalytischer Wandler, der einen NOx-Katalysator vom Typ Speicherung/Reduktion trägt, in einem Abgasweg vorgesehen. Der NOx-Katalysator hält Stickoxid (NOx) aus dem Abgas fest, um das Abgas zu reinigen, wenn eine umgebende Atmosphäre einen hohen Sauerstoffkonzentrationszustand zeigt. Der Katalysator reduziert festgehaltenes Stickoxid (NOx), wenn eine umgebende Atmosphäre einen niedrigen Sauerstoffkonzentrationszustand zeigt und eine unverbrannte Kraftstoffkomponente (Kohlenwasserstoff (HC)) oder ein Reduktionsgas vorhanden ist.

Da Kraftstoff und Schmiermittel eines Verbrennungsmotors Schwefel enthalten, wird Schwefeloxid (SOx), das Oxid davon, erzeugt, wenn der Kraftstoff verbrannt wird. Dieses Schwefeloxid (SOx) wird ähnlich wie das oben genannte Stickoxid (NOx) von einem NOx-Katalysator festgehalten. Da Schwefeloxid (SOx) eine chemisch stabile Substanz ist, lässt es sich weniger leicht vom NOx-Katalysator entfernen, auch wenn dafür gesorgt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases unter ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis fällt, d.h. fetter wird als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis. In dem Zustand, dass die Menge an festgehaltenem Schwefeloxid (SOx) zunimmt (SOx-Vergiftung), sinkt die Menge an festgehaltenem Stickoxid (NOx) um die Menge an festgehaltenem SOx, was die NOx-Speicherfähigkeit des NOx-Katalysators und schließlich auch die Fähigkeit zur NOx-Beseitigung herabsetzt.

Es wird eine Vergiftungsbeseitigungsbehandlung durchgeführt, um das Schwefeloxid (SOx), das vom NOx-Katalysator festgehalten wird, freizusetzen (auszutragen). Bei der Vergiftungsbeseitigungsbehandlung wird dem Abgas Kraftstoff beispielsweise durch Einspritzen von Kraftstoff in einem Auslasshub oder dergleichen (Nacheinspritzung) oder durch Zugabe von Kraftstoff aus einem Kraftstoffzugabeventil, das in einem Abgasweg vorgesehen ist, zugeführt. Dann wird die Temperatur eines katalytischen Wandlers (die Katalysatortemperatur) auf eine Temperatur angehoben (etwa 600 °C), bei der Schwefeloxid (SOx), das im NOx-Katalysator festgehalten wird, emittiert werden kann.

Ferner wird durch intermittierende Zugabe von Kraftstoff zum Abgas aus dem Kraftstoff-Zugabeventil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so angepasst, dass sein Wert weiter zur fetten Seite als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis verschoben wird. Ein Teil dieses zugesetzten Kraftstoffs reagiert mit dem Sauerstoff im NOx-Katalysator (Oxidation), so dass die Katalysatortemperatur des NOx-Katalysators bei 600 °C oder höher gehalten wird. Da der Rest des zugesetzten Kraftstoffs dem NOx-Katalysator zugeführt wird, wird Kohlenwasserstoff (HC) im Kraftstoff als Reduktionsmittel zugeführt, das für die Vergiftungsbeseitigungsbehandlung notwendig ist. Schwefeloxid (SOx) wird durch dieses Reduktionsmittel reduziert und wird vom NOx-Katalysator freigesetzt. Daher kann die Verschlechterung der NOx-Beseitigungsleistung, die vom Schwefeloxid (SOx) bewirkt wird, durch die periodische Durchführung einer solchen Vergiftungsbeseitigungsbehandlung verhindert werden.

Beispielsweise offenbart die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2003-148132 eine Technik, bei der dem Abgas Kraftstoff zugesetzt wird, so dass die Katalysatortemperatur steigt.

Gemäß der oben genannten Vergiftungsbeseitigungsbehandlung wird Schwefeloxid (SOx) aus einem NOx-Katalysator emittiert, indem der NOx-Katalysator auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird, wie etwa 600 °C, und ferner das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf einen fetten Wert gebracht wird. Jedoch ist die Abgasmenge in einem bestimmten Betriebsbereich des Motors, beispielsweise bei niedriger Drehzahl und niedriger Last, klein, und somit ist die Abgastemperatur niedrig und die Sauerstoffmenge im Abgas ist ebenfalls niedrig. Auch wenn dem Abgas Kraftstoff durch Nacheinspritzung und Kraftstoffzugabe zugeführt wird, ist die Wärmemenge im Zusammenhang mit der Oxidation des Kraftstoffs gering, und somit ist es schwierig, die Katalysatortemperatur auf etwa 600 °C zu erhöhen und das Schwefeloxid (SOx) aus dem NOx-Katalysator zu emittieren. Infolge dessen wird der Kraftstoff, der dem Abgas zugeführt wird, verschwendet, und dies kann zu einer Verschlechterung der Kraftstoffwerte in diesem Umfang führen.

Das Dokument FR 2 819 851 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines Systems für die Behandlung von Abgas aus einem Verbrennungsmotor. Der Motor ist mit einer Stickoxidfalle versehen. Da Schwefel im Abgas vorhanden ist, ist die Speicherfähigkeit eines solchen Katalysators beschränkt, da sich Schwefel in Bereichen des Katalysators ablagert, die für die Bindung von Stickoxiden vorgesehen sind. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren wird die Temperatur des Abgases über einen vorgegebenen Zeitraum erhöht, um den Katalysator von Schwefeloxiden zu reinigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreinigungsvorrichtung zu schaffen, die die verschwenderische Zufuhr von Kraftstoff zum Abgas verhindert und die Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchswerte verhindert. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Reinigung des Abgases.

Um die genannte Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Abgasreinigungsvorrichtung vor. Die Vorrichtung reinigt Abgas, das durch eine Abgasleitung von einem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird, während der Motor arbeitet. Das Abgas enthält Schwefeloxide. Die Vorrichtung schließt einen Abgasreinigungskatalysator ein, der in der Abgasleitung angeordnet ist. Der Katalysator kann Schwefeloxide speichern bzw. festhalten. Die Vorrichtung schließt Emissionssteuermittel, Entscheidungsmittel und Aussetzungsmittel ein. Das Emissionssteuermittel führt dem Abgas durch die Abgasleitung Kraftstoff zu, wodurch die Temperatur des Katalysators auf eine Temperatur eingestellt wird, bei der Schwefeloxide, die vom Katalysator festgehalten werden, emittiert werden können. Das Emissionssteuermittel reduziert Schwefeloxide, die vom Katalysator festgehalten werden, um die Schwefeloxide aus dem Katalysator zu emittieren. Aufgrund der Änderung der Menge an gespeicherten Schwefeloxiden im Katalysator entscheidet das Entscheidungsmittel, ob eine Emission der Schwefeloxide aus dem Katalysator stagniert. Wenn das Entscheidungsmittel entscheidet, dass die Emission von Schwefeloxiden aus dem Katalysator stagniert, setzt das Aussetzungsmittel die Zufuhr von Kraftstoff zum Abgas, die vom Steuermittel durchgeführt wird, aus.

Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Abgasreinigungsverfahren geschaffen. Schwefeloxide, die im Abgas enthalten sind, werden im Katalysator festgehalten. Kraftstoff wird dem Abgas über die Abgasleitung zugeführt, um die Temperatur des Katalysators auf eine Temperatur einzustellen, bei der Schwefeloxide, die vom Katalysator festgehalten werden, aus dem Katalysator emittiert werden können, und um Schwefeloxide, die vom Katalysator festgehalten werden, zu reduzieren, um die Schwefeloxide aus dem Katalysator zu emittieren. Ob die Emission der Schwefeloxide aus dem Katalysator stagniert, wird aufgrund der Änderung der gespeicherten Schwefeloxidmenge im Katalysator entschieden. Die Zufuhr von Kraftstoff zum Abgas wird ausgesetzt, wenn entschieden wird, dass die Emission von Schwefeloxiden aus dem Katalysator stagniert.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenschau mit der begleitenden Zeichnung deutlich, die mittels Beispielen die Grundlagen der Erfindung erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung mag zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen am besten durch Bezug auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen in Zusammenschau mit der begleitenden Zeichnung verstanden werden, worin:

1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

2 ein Ablaufschema ist, das die Vorgehensweise bei der Einstellung eines Katalysatorsteuermodus in der Vorrichtung von 1 zeigt;

3 ein Ablaufschema ist, das die Vorgehensweise bei der Setzung eines Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung in der in 1 dargestellten Vorrichtung zeigt;

4 ein Ablaufschema ist, das die Vorgehensweise bei der Setzung eines Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit im Ablaufschema von 3 zeigt.

5 ein Ablaufschema ist, das die Vorgehensweise bei der Berechnung eines S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts in dem Ablaufschema von 3 zeigt.

6 ein Ablaufschema ist, das die Vorgehensweise bei der Verarbeitung einer Anforderungserfüllungs-Zeitnehmung im Ablaufschema von 3 zeigt;

7 ein Ablaufschema ist, das die Vorgehensweise bei der Setzung eines Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung im Ablaufschema von 3 zeigt;

8 ein Ablaufschema ist, das die Vorgehensweise zum Schalten des Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung auf AUS in dem Ablaufschema von 3 zeigt; und

9 ein Zeitschema ist, das den Betrieb der in 1 dargestellten Abgasreinigungsvorrichtung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.

1 zeigt den Aufbau eines Dieselmotors (im folgenden einfach eines Motors) 10 und dessen Abgasreinigungsvorrichtung 11, die in einem Fahrzeug eingebaut sind. Ein Motor 10 schließt eine Ansaugleitung 12, eine Brennkammer 13 und eine Abgasleitung 14 ein. Ein Luftreiniger 15, der angesaugte Luft in dieser Ansaugleitung 12 reinigt, ist im am weitesten stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Ansaugleitung 12 vorgesehen. Im Motor 10 sind ein Luftströmungsmesser 16, der die Strömungsrate der Luft in der Ansaugleitung 12 erfasst, ein Kompressor 17A eines Turboladers 17, ein Zwischenkühler 18 und eine Ansaugdrosselklappe 19 in dieser Reihenfolge ab dem Luftreiniger 15 zur stromabwärtigen Seite der Ansaugung hin angeordnet. Die Ansaugleitung 12 verzweigt in einen Ansaugverteiler 20, der stromabwärts von der Ansaugdrosselklappe 19 vorgesehen ist, und ist über diese Zweigverbindung jeweils mit einer Brennkammer 13 von jedem Zylinder des Motors 10 verbunden.

Ein Kraftstoff-Einspritzventil 21 ist in der Brennkammer 13 jedes Zylinders vorgesehen. Jedes Kraftstoff-Einspritzventil 21 spritzt Kraftstoff ein, der in dieser Brennkammer 13 verbrannt werden soll. Kraftstoff wird von einem Kraftstofftank 23 über eine Kraftstoff-Zufuhrleitung 22 den einzelnen Kraftstoff-Einspritzventilen 21 zugeführt. In der Kraftstoff-Zufuhrleitung 22 sind eine Kraftstoff-Förderpumpe 24, die den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 23 saugt und den Kraftstoff verdichtet/austrägt, und eine Common Rail 25, bei der es sich um ein Hochdruck-Kraftstoffrohr handelt, das den ausgetragenen hoch verdichteten Kraftstoff sammelt, vorgesehen. Das Kraftstoff-Einspritzventil 21 jedes Zylinders ist mit der Common Rail 25 verbunden.

In der Abgasleitung 14 sind ein Abgassammler 26 zum Sammeln von Abgas, das aus den einzelnen Zylindern ausgetragen wird, und eine Turbine 17B eines Turboladers 17 vorgesehen.

Ferner ist ein Abgas-Rückführsystem (im folgenden als AGR-System beschrieben), das einen Teil des Abgases während der Luftansaugung rückführt, in den Motor 10 übernommen. Das AGR-System ist mit einer AGR-Leitung 27 ausgerüstet, die die Abgasleitung 14 mit der Ansaugleitung 12 verbindet. Ein Abschnitt stromaufwärts von der AGR-Leitung 27 ist zwischen den Abgassammler 26 der Abgasleitung 14 und eine Turbine 17B geschaltet. In der Mitte der Abgasleitung 27 sind ein AGR-Kühlerkatalysator 28, der das zurückgeführte Abgas reinigt, ein AGR-Kühler 29, der das zurückgeführte Abgas kühlt, und ein AGR-Ventil 30, das eine Strömungsrate des zurückgeführten Abgases anpasst, in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite aus angeordnet. Ein Abschnitt stromabwärts von der AGR-Leitung 27 ist zwischen die Ansaugdrosselklappe 19 der Ansaugleitung 12 und den Ansaugverteiler 20 geschaltet.

In solch einem Motor 10 wird Luft, nachdem sie nach dem Ansaugen in der Ansaugleitung 12 vom Luftreiniger 15 gereinigt wurde, in den Kompressor 17A des Turboladers 17 eingeführt. Im Kompressor 17A wird die eingeführte Luft verdichtet und in den Zwischenkühler 18 ausgetragen. Nachdem die Luft, die durch die Verdichtung erhitzt wird, vom Zwischenkühler 18 abgekühlt wurde, wird sie durch die Ansaugdrosselklappe 19 und den Ansaugverteiler 20 in die Brennkammer 13 der einzelnen Zylinder geliefert. Die Strömungsrate der Luft in dieser Ansaugleitung 12 wird durch die Öffnungssteuerung der Ansaugdrosselklappe 19 angepasst. Die Strömungsrate der Luft, d.h. die angesaugte Luftmenge, wird von einem Strömungsmesser 16 erfasst.

In jeder Brennkammer 13, in die Luft eingeführt wird, wird aus einem Kraftstoff-Einspritzventil 21 in einem Kompressionshub jedes Zylinders Kraftstoff eingespritzt. Eine Luft/Kraftstoff-Mischung, die aus der Luft, die in den Ansaugkanal 12 eingeführt wird, und dem Kraftstoff, der vom Kraftstoff-Einspritzventil 21 eingespritzt wird, besteht, werden in der Brennkammer 13 verbrannt.

Das Abgas, das durch Verbrennung in der Brennkammer 13 jedes Zylinders verbrannt wird, wird über den Abgassammler 26 in die Turbine 17B des Turboladers 17 eingeführt. Wenn die Turbine 17B durch eine Kraft, die von diesem eingeführten Abgas erzeugt wird, angetrieben wird, wird der Kompressor 17A, der im Ansaugkanal 12 vorgesehen ist, angetrieben, um die oben genannte Luft zu verdichten.

Ein Teil des Abgases, das durch die oben genannte Verbrennung erzeugt wird, wird in die AGR-Leitung 27 eingeführt. Das in die AGR-Leitung 27 eingeführte Abgas wird vom AGR-Kühlerkatalysator 28 gereinigt, und nach Abkühlung durch den AGR-Kühler 29 wird es in einem Abschnitt stromabwärts von der Ansaugdrosselklappe 19 in der Ansaugleitung 12 in die Luft zurückgeführt. Die Strömungsrate des Abgases, das auf diese Weise zurückgeführt wird, wird durch die Öffnungssteuerung des AGR-Ventils 30 angepasst.

Der Motor 10 ist so aufgebaut wie oben angegeben. Nun wird eine Abgasreinigungsvorrichtung 11 zur Reinigung eines Abgases, das aus diesem Motor ausgestoßen wird, erläutert. Die Abgasreinigungsvorrichtung 11 ist mit einem Kraftstoff-Zugabeventil 31 versehen, ebenso wie mit drei katalytischen Wandlern (einem ersten katalytischen Wandler 32, einem zweiten katalytischen Wandler 33 und einem dritten katalytischen Wandler 34) als Abgasreinigungskatalysator.

Der erste katalytische Wandler 32 ist stromabwärts von der Turbine 17B angeordnet. Der erste katalytische Wandler 32 trägt einen NOx-Katalysator vom Typ Speicherung/Reduktion und hält Stickoxid (NOx) nicht nur im Abgas fest, sondern reduziert und beseitigt das festgehaltene Stickoxid (NOx) durch die Zufuhr von unverbrannter Kraftstoffkomponente, die als Reduktionsmittel verwendet wird. Der zweite katalytische Wandler 33 ist stromabwärts vom ersten katalytischen Wandler 32 angeordnet. Der zweite katalytische Wandler 33 ist aus einem porösen Material gebildet, das die Gaskomponenten im Abgas passieren lässt und verhindert, dass das teilchenförmige Material PM in diesem Abgas hindurch gelangt, und trägt den NOx-Katalysator vom Typ Speicherung/Reduktion. Der dritte katalytische Wandler 34 ist stromabwärts vom zweiten katalytischen Wandler 33 angeordnet. Der dritte katalytische Wandler 34 trägt einen Oxidationskatalysator, der das Abgas durch die Oxidation von Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) im Abgas reinigt.

Das Kraftstoff-Zugabeventil 31 ist in einem Abgas-Ansammlungsabschnitt des Abgassammlers 26 angeordnet. Das Kraftstoff-Zugabeventil 31 ist über die Kraftstoffleitung 35 mit der oben genannten Kraftstoff-Förderpumpe 24 verbunden und spritzt zusätzlichen Kraftstoff, der aus dieser Kraftstoff-Zugabepumpe 24 geliefert wird, als Reduktionsmittel ins Abgas. Dieser hinzugefügte Kraftstoff bewirkt vorübergehend, dass das Abgas zu einer reduzierenden Atmosphäre wird, um das Stickoxid (NOx), das im ersten katalytischen Wandler 32 und im zweiten katalytischen Wandler 33 festgehalten wird, zu reduzieren und zu beseitigen. Ferner beseitigt der zweite katalytische Wandler 33 gleichzeitig auch das feine teilchenförmige Material PM.

In einem Raum zwischen dem ersten katalytischen Wandler 32 und dem zweiten katalytischen Wandler 33 in der Abgasleitung 14 ist ein Abgastemperatursensor 36 angeordnet. Der Sensor 36 erfasst die Temperatur des Abgases, das diesen Raum passiert. Das heißt, der Sensor 36 erfasst die Temperatur des Abgases, bevor es in den zweiten katalytischen Wandler 33 strömt (die Abgaseinlasstemperatur). In einem Raum stromabwärts vom zweiten katalytischen Wandler 33 in der Abgasleitung 14 ist ein Abgastemperatursensor 37 angeordnet. Der Sensor 37 erfasst die Temperatur des Abgases, das diesen Raum passiert. Das heißt, der Sensor 37 erfasst die Temperatur des Abgases unmittelbar nachdem dieses den zweiten katalytischen Wandler 33 passiert hat (die Abgasauslasstemperatur). Ein Differentialdrucksensor 38 ist in der Abgasleitung 14 angeordnet. Der Differentialdrucksensor 38 erfasst den Druckunterschied zwischen einem Abschnitt stromaufwärts vom zweiten katalytischen Wandler 33 und einem Abschnitt stromabwärts vom zweiten katalytischen Wandler. Der Druckunterschied, der vom Differentialdrucksensor 38 erfasst wird, wird verwendet, um eine Verstopfung innerhalb des zweiten katalytischen Wandlers 33 zu erfassen. Ferner sind Sauerstoffsensoren 39 und 40, die die Sauerstoffkonzentration im Abgas messen, stromaufwärts vom ersten katalytischen Wandler 32 der Abgasleitung 14 bzw. zwischen dem zweiten katalytischen Wandler 33 und dem dritten katalytischen Wandler 34 angeordnet.

Eine elektronische Steuereinrichtung 41 steuert den Motor 10 und die Abgasreinigungsvorrichtung 11, die oben erläutert sind. Die elektronische Steuereinrichtung 41 schließt eine CPU ein, die verschiedene Arten von Verarbeitungen durchführt, die auf die Steuerung des Motors 10 bezogen sind, einen ROM, der ein Programm und Daten speichert, die für die Steuerung notwendig sind, einen RAM, der die Verarbeitungsergebnisse der CPU und dergleichen speichert, einen Sicherungs-RAM, der verschiedene Daten speichert, auch nachdem die elektrische Leistungszufuhr unterbrochen wurde, und Eingabe- und Ausgabeports für den Austausch von Informationen mit der Außenumgebung.

Neben den oben genannten Sensoren 16, 36 bis 40 sind ein NE-Sensor 42, der eine Motordrehzahl erfasst, ein Gaspedalsensor 43, der einen Manipulationsbetrag des Gaspedals erfasst, ein Common Rail-Sensor 44, der den Innendruck der Common Rail 25 erfasst, ein Drosselklappensensor 45, der den Öffnungsgrad der Einlassdrosselklappe 19 erfasst, und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD) erfasst, mit den Eingabeports der elektronischen Steuereinrichtung 41 verbunden. Die Einlassdrosselklappe 19, das Kraftstoff-Einspritzventil 21, die Kraftstoff-Förderpumpe 24, das Kraftstoff-Zugabeventil 31 und das AGR-Ventil 30, die jeweils oben genannt wurden, sind mit den Ausgabeports der elektronischen Steuereinrichtung 41 verbunden. Die elektronische Steuereinrichtung 41 führt verschiedene Arten von Betriebssteuerungen der Motoren 10 durch, einschließlich der Steuerung für die Reinigung des Abgases durch Steuerung von Ausrüstung, die mit diesen Ausgabesports verbunden ist, aufgrund der Erfassungsergebnisse der oben genannten Sensoren 16, 36 bis 40 und 42 bis 45.

Die elektronische Steuereinrichtung 41 führt eine Steuerung der katalytischen Wandler 32 bis 34 (eine Katalysatorsteuerung) als eine der Steuerungen für die Reinigung des Abgases durch. Vier Katalysatorsteuermodi, d.h. ein Katalysatorregenerierungs-Steuermodus, ein Steuermodus für die Beseitigung der Schwefelvergiftung (im Folgenden wird diese als S-Vergiftung beschrieben), ein NOx-Reduktions-Steuermodus und ein Normal-Steuermodus, werden in dieser Katalysatorsteuerung eingestellt. Die elektronische Steuereinrichtung 41 wählt einen Katalysatorsteuermodus entsprechend dem Zustand der katalytischen Wandler 32 bis 34 aus und führt ihn aus.

Der Katalysatorregenerierungs-Steuermodus ist ein Modus, in dem eine Steuerung durchgeführt wird, bei der das feinteilige Material PM, das sich im zweiten katalytischen Wandler 33 abgelagert hat, verbrannt wird, um als Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) ausgestoßen zu werden, und ein Modus, in dem kontinuierlich eine Kraftstoffzugabe vom Kraftstoff-Zugabeventil 31 durchgeführt wird, um die Katalysatortemperatur (die Katalysatorbodentemperatur) zu erhöhen (600 bis 700 °C).

Der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus ist ein Modus, in dem eine Steuerung (S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung) durchgeführt wird, die dafür sorgt, dass Schwefeloxid (SOx) emittiert wird, wenn NOx-Speicherungs-/Reduktionskatalysatoren im ersten katalytischen Wandler 32 und im zweiten katalytischen Wandler 33 durch Schwefeloxid (SOx) vergiftet sind und die Speicherfähigkeit für Stickoxid (NOx) abfällt. In diesem Modus werden eine Temperaturerhöhungssteuerung und eine S-Emissionssteuerung durchgeführt. Bei der Temperaturerhöhungssteuerung wird zusätzlich zu der normalen Einspritzung (Piloteinspritzung, Haupteinspritzung) im Motor 10 eine Nacheinspritzung durchgeführt, bei der bewirkt wird, dass in einem Expansionshub, einem Auslasshub usw. Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Einspritzventil 21 eingespritzt wird. Da die Abgastemperatur erhöht wird und Kohlenwasserstoff (HC) im Abgas durch diese Einspritzung vermehrt wird, steigt die Katalysatortemperatur beider katalytischer Wandler 32 und 33 auf die Temperatur (300 °C oder höher), bei der eine Kraftstoffzugabe durch das Kraftstoff-Zugabeventil 31 möglich ist. Die Katalysatortemperatur beider katalytischer Wandler 32 und 33 steigt durch den vom Kraftstoff-Zugabeventil 31 eingespritzten (zugesetzten) Kraftstoff, nachdem die Katalysatortemperatur auf diese Temperatur gestiegen ist, und erreicht die Temperatur (600 °C oder höher), bei der Schwefeloxid (SOx) emittiert werden kann.

Bei der S-Emissionssteuerung werden eine Kraftstoffzugabe vom Kraftstoff-Zugabeventil 31 über eine festgelegte Zeit (etwa 10 Sekunden) und eine Zugabeunterbrechung über eine festgelegte Zeit (etwa 10 Sekunden) wiederholt, und somit wird bewirkt, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases einen fetteren Wert als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis erreicht. Kohlenwasserstoff (HC) wird beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 durch die Kraftstoffzugabe zugeführt, dieser Kohlenwasserstoff (HC) reagiert mit dem Sauerstoff in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33, und die Katalysatortemperatur beider katalytischer Wandler 32 und 33 wird bei 600 °C oder höher gehalten. Gleichzeitig fällt die Sauerstoffkonzentration in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33, und das Schwefeloxid (SOx) wird von beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 freigesetzt (emitiert).

Es ist möglich, den durch das Schwefeloxid (SOx) bedingten Abfall der NOx-Beseitigungsleistung durch die periodische Durchführung dieser Vergiftungsbeseitigungsbehandlung zu verhindern. Der Grund dafür, dass die Kraftstoffzugabe intermittierend durchgeführt wird, ist der folgende. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases einen fetteren Wert erreicht als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wird das Schwefeloxid (SOx, in diesem Fall SO2), das von beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 emittiert wird, reduziert, um als Schwefelwasserstoff (H2S) ausgestoßen zu werden. Die emittierte Menge dieses Schwefelwasserstoffs (H2S) nimmt zu, wenn die Zeit, über die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases während der S-Emissionssteuerung auf einen fetteren Wert gesteuert wird als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, lang ist oder wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases sehr viel fetter ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Andererseits wird es schwer, Schwefelwasserstoff (H2S) auszustoßen, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases sich dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis nähert, und die emittierte Menge an Schwefeloxid (SOx) nimmt ebenfalls ab. Wenn Kraftstoff für eine Emission des Schwefeloxids (SOx) über lange Zeit zugesetzt wird, kann die Katalysatortemperatur außerdem durch die Kraftstoffzugabe zu stark steigen. Deshalb werden die Austragung von Schwefelwasserstoff (H2S) und der zu starke Anstieg der Katalysatortemperatur unterdrückt, wobei die Emission des Schwefeloxids (SOx) sichergestellt wird, indem die Kraftstoffzugabe intermittierend durchgeführt wird, wie oben angegeben. Die Verarbeitungen, mit denen die elektronische Steuereinrichtung 4 den S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus auswählt und die entsprechende S-Vergiftungssteuerung durchführt, sind dem Emissionssteuermittel gleichbedeutend.

Der NOx-Reduktions-Steuermodus ist ein Modus, bei dem das Stickoxid (NOx), das im NOx-Speicherungs-/Reduktionskatalysator im ersten katalytischen Wandler 32 und im zweiten katalytischen Wandler 33 festgehalten wird, zu Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) reduziert wird und diese emittiert werden. In diesem Modus wird die Katalysatortemperatur durch die intermittierende Kraftstoffzugabe vom Kraftstoff-Zugabeventi131 in einem relativ langen Intervall eine vergleichsweise niedrige Temperatur (z.B. 250 °C bis 500 °C). Andere Zustände als dieser entsprechen dem Normal-Steuermodus, und die Zugabe von Reduktionsmittel vom Kraftstoff-Zugabeventil 31 wird in diesem Normal-Steuermodus nicht durchgeführt.

Entsprechend der oben angegebenen S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung wird, wenn die Katalysatortemperatur auf etwa 600 °C steigt, das Schwefeloxid (SOx) von beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 emittiert. Trotzdem ist, abhängig vom Betriebszustand des Motors 10, wenn ein Fahrzeug in stockendem Verkehr fährt, die Luftmenge, die in den Motor 10 gesaugt wird, gering, die Temperatur in der Brennkammer ist niedrig, und im Zusammenhang damit sind auch die Ansaug- und Abgastemperaturen niedrig. Da nur eine kleine Menge an Sauerstoff im Zusammenhang mit der Verbrennung des Kraftstoffs vorhanden ist, werden, auch wenn eine Temperaturerhöhungssteuerung und eine S-Emissionssteuerung durchgeführt werden und dem Abgas Kraftstoff zugeführt wird, in diesem Betriebszustand nur kleine Heizwerte durch Verbrennung erzeugt. Daher ist es schwer, die Katalysatortemperatur auf etwa 600 °C zu erhöhen und zu bewirken, dass das Schwefeloxid (SOx) emittiert wird. Falls die Katalysatortemperatur 600 °C nicht erreicht und das Schwefeloxid (SOx) nicht emittiert wird, wird der zugesetzte Kraftstoff als Folge davon verschwendet und bewirkt eine Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchswerte um diesen Betrag. In dieser Ausführungsform wird die S-Emissionssteuerung ausgesetzt, wenn die Emission des Schwefeloxids (SOx) während der S-Emissionssteuerung stagniert.

Nun werden Aktionen und vorteilhafte Auswirkungen dieser Ausführungsform, die wie oben angegeben aufgebaut ist, erläutert. Das Ablaufschema in 2 zeigt eine Routine zur Einstellung des oben genannten Katalysatorsteuermodus unter den verschiedenen Arten der Steuerung, die von der elektronischen Steuereinrichtung 41 durchgeführt werden. Diese wird jedes Mal dann durchgeführt, wenn eine Kurbelwelle, bei der es sich um eine Abtriebswelle des Motors 10 handelt, sich um einen vorgegebenen Winkel dreht (nach jedem festgelegten Kurbelwinkel).

Die elektronische Steuereinrichtung 41 entscheidet in Schritt 100 zuerst, ob Durchführungsbedingungen für eine Katalysatorregenerierungssteuerung erfüllt sind. Durchführungsbedingungen für die Katalysatorregenerierungssteuerung bestehen aus zwei Bedingungen: ein Katalysatorregenerierungsanforderungs-Flag ist AN, und eine Bedingung an die Temperatur, wie die Katalysatortemperatur, die Abgaseinlasstemperatur und die Abgasauslasstemperatur (Katalysatorregenerierungs-Temperaturbedingung) ist erfüllt. Nur wenn beide Bedingungen erfüllt sind, sind die Durchführungsbedingungen für die Katalysatorregenerierungssteuerung erfüllt. Das Katalysatorregenerierungsanforderungs-Flag wird auf AUS geschaltet (siehe Zeitpunkt t2 und Zeitpunkt t7 in 9), wenn die Menge an abgelagertem feinteiligem Material PM einen vorgegebenen Wert pm1 erreicht oder übertrifft. Die Menge an abgelagertem feinteiligem Material PM wird beispielsweise mit Bezug auf ein Kennfeld berechnet, wo die Beziehung zwischen der Motorlast und der Ablagerungsmenge vorab festgelegt ist. Wenn die Durchführungsbedingungen für die Katalysatorregenerierungssteuerung erfüllt sind, geht das Verfahren zu Schritt 110 über, und der Katalysatorregenerierungs-Steuermodus wird als Katalysatorsteuermodus eingestellt.

Wenn die Bestimmungsbedingungen im oben genannten Schritt 100 dagegen nicht erfüllt sind (die Durchführungsbedingungen für die Katalysatorregenerierungssteuerung nicht erfüllt sind), entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 120 als nächstes, ob die Durchführungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung erfüllt sind. Die Durchführungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung bestehen aus den folgenden sieben Bedingungen.

  • (i) Das S-Vergiftungsbeseitigungsanforderungs-Flag sollte auf AN stehen. Das S-Vergiftungsbeseitigungsanforderungs-Flag wird auf AN gestellt (siehe Zeitpunkt t1 in 9), wenn der Vergiftungsumfang durch Schwefeloxid (SOx) (der S-Vergiftungsumfang) über einen vorgegebenen Wert S1 (z.B. 1,4 g) steigt, und wird gelöscht, wenn dieser unter dem vorgegebenen Wert (z.B. 0,6 g) fällt.
  • (ii) Die Bedingung an die Temperatur (die S-Vergiftungsbeseitigungs-Temperaturbedingung), wie die Katalysatortemperatur, die Abgaseinlasstemperatur und die Abgasauslasstemperatur, sollte erfüllt sein.
  • (iii) Der Atmosphärendruck sollte bei oder über einem konstanten Wert liegen.
  • (iv) Die Wassertemperatur sollte bei oder über einem konstanten Wert liegen.
  • (v) Das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung sollte auf AUS stehen. Dies wird später beschrieben.
  • (vi) Ein Zeitraum, über den der Motor im Leerlauf gelassen wird, sollte bei einem konstanten Wert oder darunter liegen.
  • (vii) Die Sauerstoffsensoren 39 und 40 sollten aktiv sein.

Nur wenn alle oben genannten Bedingungen (i) bis (vii) nicht erfüllt sind, sind die Durchfihrungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung erfüllt. Wenn die Durchführungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung erfüllt sind, geht das Verfahren zu Schritt 130 über und der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus wird als Katalysatorsteuermodus eingestellt.

Wenn dagegen die Entscheidungsbedingungen im oben genannten Schritt 120 erfüllt sind (wenn die Durchführungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung nicht erfüllt sind), entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 140 als nächstes, ob die Durchführungsbedingungen Durchführungsbedingungen für die NOx-Reduktionssteuerung erfüllt sind. Die Durchführungsbedingung für die NOx-Reduktionssteuerung ist, dass eine Bedingung an die Temperatur (eine NOx-Reduktionstemperaturbedingung), wie eine Katalysatortemperatur oder eine Abgasauslasstemperatur, erfüllt ist. Wenn die Durchführungsbedingungen für die NOx-Reduktionssteuerung erfüllt sind, stellt die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 150 den NOx-Reduktions-Steuermodus als Katalysatorsteuermodus ein. Wenn sie nicht erfüllt sind, stellt die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 160 den normalen Steuermodus als Katalysatorsteuermodus ein.

Wenn sie den entsprechenden Steuermodus in den oben genannten Schritten 110, 130, 150 und 160 eingestellt hat, beendet die elektronische Steuereinrichtung 41 die Katalysatorsteuermodus-Einstellungsroutine. In einer anderen Routine, die nicht dargestellt ist, wird eine Katalysatorsteuerung gemäß dem eingestellten Steuermodus durchgeführt.

Eine Bedingung, dass ein Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung AUS ist, wird als eine der Durchführungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung angewendet. Die Verarbeitung, mit der, wenn das Flag in der oben genannten Katalysatorssteuermodus-Einstellungsroutine AN ist, die Durchführungsbedingungen nicht erfüllt sind und somit die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung nicht durchgeführt wird (ausgesetzt wird), entspricht dem Aussetzungsmittel.

Dann zeigt 3 eine Routine für die Setzung des Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung in den Durchführungsbedingungen für die oben genannte S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung. In dieser Routine führt die elektronische Steuereinrichtung 41 nacheinander die Verarbeitung für die Setzung des Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit (Schritt 200), die Verarbeitung für die Berechnung des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts (Schritt 300), die Verarbeitung für die Anforderungserfüllungs-Zeitnehmung (Schritt 400), die Verarbeitung für die Setzung des Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung (Schritt 500) und die Verarbeitung für die Schaltung dieses Flag auf AUS (Schritt 600) durch. Eine Verarbeitungsreihe in der oben genannten Setzungsroutine für das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung ist dem Emissionsstagnations-Entscheidungsmittel gleichbedeutend. Nun wird diese Verarbeitung ausführlich mit Bezug auf 4 bis 8 beschrieben.

4 zeigte ausführlich die Verarbeitung für die Setzung des Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit (Schritt 200). Das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit ist ein Index zu dem Zeitpunkt der Entscheidung, ob ein Fahrzeug sich in einer Verkehrsstockung befindet und schließlich, ob die S-Emission stagniert, und wird aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gesetzt.

Wenn das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt wird, entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 210, ob die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit SPD größer ist als ein vorgegebener Wert V1 (z.B. 30 km/h), um eine Stockungsentscheidung zu treffen. Wenn diese Entscheidungsbedingung erfüllt ist, setzt die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 220 das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit. Dann ist das Flag AN. Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, löscht die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 230 das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit. Dann ist das Flag AUS. Nachdem die Verarbeitung in Schritt 220 oder 230 durchgeführt wurde, geht das Verfahren zur Verarbeitung für die Berechnung des folgenden S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts über (Schritt 300).

5 zeigt ausführlich die Verarbeitung für die Berechnung des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts. Der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert ist ein Wert, der den S-Vergiftungsumfang betrifft und ist ein Index zu dem Zeitpunkt, zu dem entschieden wird, ob der S-Vergiftungsumfang trotz der Durchführung der S-Emissionssteuerung nicht sehr weit gesunken ist, das heißt, ob die S-Emission stagniert.

Wenn der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert berechnet wird, entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41 in den Schritten 310 bis 340, ob die Situation für die Berechnung des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts geeignet ist. In Schritt 310 entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41, ob der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus als Katalysatorsteuermodus eingestellt ist. Wenn diese Entscheidungsbedingung erfüllt ist, entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 320, ob das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit in dieser Steuerperiode auf AUS steht (SPD ≤ 1). Wenn diese Entscheidungsbedingung erfüllt ist, entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 330 als nächstes, ob das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit in der vorangehenden Periode auf AN gestanden ist (SPD > V1). Wenn diese Entscheidungsbedingung erfüllt ist, d.h. wenn das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit während des S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus von AN auf AUS geschaltet wurde, geht das Verfahren zu Schritt 350 über, wo bestimmt wird, dass die Situation für die Berechnung des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts geeignet ist.

Wenn die Entscheidungsbedingung im oben genannten Schritt 330 nicht erfüllt ist, entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 340, ob ein anderer Modus als der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus als Katalysatorsteuermodus in der vorangegangenen Steuerperiode eingestellt war. Wenn diese Entscheidungsbedingung erfüllt ist, d.h. wenn der Modus in den S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus geschaltet wird, während das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit auf AUS steht (SPD ≤ V1), geht das Verfahren auch in diesem Fall zu Schritt 350über, wobei bestimmt wird, dass die Situation für die Berechnung des S-Vergiftungsstagnations-Bestimmungswerts geeignet ist.

In Schritt 350, der auf den oben genannten Schritt 330 oder 340 folgt, subtrahiert die elektronische Steuereinrichtung 41 einen vorgegebenen Wert &Dgr;S von dem S-Vergiftungsumfang zu diesem Zeitpunkt und setzt das Subtraktionsergebnis als S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert.

Wenn dagegen die Entscheidungsbedingung des oben genannten Schritts 310, 320 oder 340 nicht erfüllt ist, setzt die elektronische Steuereinrichtung 41 in den Schritten 360 bis 380 das S-Emissionsstagnations-Flag aufgrund des oben genannten S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts und des S-Vergiftungswerts zu diesem Zeitpunkt. In Schritt 360 entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41, ob der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert zu diesem Zeitpunkt bei oder über dem S-Vergiftungsumfang liegt. Wenn diese Entscheidungsbedingung erfüllt ist, löscht die elektronische Steuereinrichtung 41 das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt 370, und wenn sie nicht erfüllt ist, setzt die elektronische Steuereinrichtung 41 das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt 380. Abgesehen von der Periode, in der der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert berechnet wird, wird somit das S-Emissionsstagnations-Flag aufgrund des Vergleichsergebnisses zwischen dem S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert und dem S-Vergiftungsumfang gesetzt. Nach Ablauf der Verarbeitungen in den oben genannten Schritten 350, 370 oder 380 geht das Verfahren zu der folgenden Verarbeitung (Schritt 400) für die Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung über.

Bei der Rechenverarbeitung für den S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert des oben genannten Schritts 350 sinkt der S-Vergiftungsumfang auf oder unter den S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert, falls der vorgegebenen Wert &Dgr;S auf einen sehr kleinen Wert gesetzt ist, auch wenn eine Abnahmerate des S-Vergiftungsumfangs klein ist, und das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit wird auf AUS gesetzt. Infolgedessen wird es schwierig, die S-Emissionssteuerung auszusetzen, und es wird schwierig, die vorteilhafte Wirkung der Verhinderung einer Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchswerte zu erhalten. Wenn dagegen der vorgegebene Wert &Dgr;S auf einen zu hohen Wert gesetzt wird, wird der S-Vergiftungsumfang größer als der S-Emissionsstagnations-Bestimmungsumfang, auch wenn die Abnahmerate der S-Vergiftung größer ist, und das Flag für die S-Vergiftungsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit wird auf EIN gesetzt. Infolge davon wird es schwierig, die Vergiftungsbeseitigungswirkung durch die S-Emission zu erhalten, da die Aussetzungen der S-Emissionssteuerung im Übermaß durchgeführt werden. Daher ist es bevorzugt, einen vorgegebenen Wert &Dgr;S so zu setzen, dass daraus keine Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchswerte entsteht und die Vergiftungsbeseitigungswirkung nicht verdorben wird. In dieser Ausführungsform ist der vorgegebene Wert &Dgr;S unter Berücksichtigung dieser Punkte auf einen festen Wert gesetzt (z.B. 0,03 g).

6 zeigt ausführlich die Verarbeitung für die Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung (Schritt 400). Die Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung misst die Zeit, zu der die Bedingungen für die Aussetzung der S-Emissionssteuerung erfüllt sind. Die elektronische Steuereinrichtung 41 entscheidet jeweils, ob der Modus der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus ist (Schritt 410), ob das Flag für die S-Emissionsstagnations-Fahrzeuggeschwindigkeit AUS ist (Schritt 420) und ob das S-Emissionsstagnations-Flag AN ist (Schritt 430). Wenn alle diese Entscheidungsbedingungen in diesen Schritten 410 bis 430 erfüllt sind, wird in Schritt 440 die Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung um 1 hochgezählt. Wenn dagegen mindestens eine der Entscheidungsbedingungen in den Schritten 410 bis 430 nicht erfüllt ist, wird die Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung in Schritt 450 gelöscht. Nach Ablauf der Verarbeitungen im oben genannten Schritt 440 oder 450 geht das Verfahren zur folgenden Verarbeitung (Schritt 500) über, um das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung zu setzen.

7 zeigt ausführlich diese Verarbeitung. Die elektronische Steuereinrichtung 41 entscheidet jeweils, ob der Modus der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus ist (Schritt 510), ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht über dem vorgegebenen Wert V1 liegt (hier 30 km/h) (Schritt 520), und ob die Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung über einem vorgegebenen Wert C1 (z.B. einem Wert, der 3 Minuten entspricht) liegt (Schritt 530). Wenn alle Entscheidungsbedingungen dieser Schritte 510 bis 530 erfüllt sind, setzt die elektronische Steuereinrichtung 41 das Flag für die S-Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung und das Verfahren geht zu der Verarbeitung über, mit der das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung auf AUS geschaltet wird (Schritt 600). Wenn dagegen mindestens eine der Entscheidungsbedingungen in den Schritten 510 bis 530 nicht erfüllt ist, greift die elektronische Steuereinrichtung 41 nicht auf das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung zu, und das Verfahren geht zur folgenden Verarbeitung (Schritt 600) über, mit der das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung auf AUS gesetzt wird, wie in diesem Fall.

8 zeigt ausführlich die Verarbeitung, mit der das Flag auf AUS gesetzt wird. Die elektronische Steuereinrichtung 41 entscheidet zuerst in Schritt 610, ob das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung auf AN gesetzt ist. Wenn diese Entscheidungsbedingungen erfüllt ist, entscheidet die elektronische Steuereinrichtung in Schritt 620 als nächstes, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht unter einem vorgegebenen Wert V2 liegt, um eine Nicht-Stockungsentscheidung zu treffen. (z.B. 60 km/h). Da es nahe liegt, dass ein Fahrzeug nicht auf einer Straße ohne Verkehrsstockung fährt und die S-Emissionssteuerung nicht stagniert, wenn diese Entscheidungsbedingung erfüllt ist, löscht die elektronische Steuereinrichtung 41 das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung in Schritt 640.

Wenn dagegen die Entscheidungsbedingung im oben genannten Schritt 620 nicht erfüllt ist, entscheidet die elektronische Steuereinrichtung 41 in Schritt 630, ob eine Katalysatorregenerierungsanforderung vorliegt (ob das Flag für die Katalysatorregenerierungsanforderung AN ist). Um der Durchführung der Katalysatorregenerierungssteuerung Vorzug vor der Aussetzung der S-Emissionssteuerung zu geben, um eine Beseitigung des abgelagerten feinteiligen Materials PM durch Verbrennung durchzuführen, löscht die elektronische Steuereinrichtung in Schritt 640 das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung, wenn diese Entscheidungsbedingung erfüllt ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD somit nicht unter den vorgegebenen Wert V2 sinkt oder wenn der Modus der Katalysatorregenerierungs-Steuermodus ist, löscht die elektronische Steuereinrichtung 41 das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung. Nach Ablauf der Verarbeitung in Schritt S640 beendet die elektronische Steuereinrichtung 41 die Verarbeitung zur Löschung des Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung. Wenn die Entscheidungsbedingung in Schritt 610 oder 630 nicht erfüllt ist, greift die elektronische Steuereinrichtung 41 nicht auf das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung zu und beendet die Verarbeitung der Löschung des Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung unverändert.

Da die Ausführungsbedingungen für die oben genannte S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung erfüllt sind, wenn das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung während der Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung auf AUS geschaltet wird, wird der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus eingestellt und die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung wird zurückgenommen.

9 zeigt die Aspekte der Änderungen der Flags, der Zeitnehmung und dergleichen, wenn die einzelnen oben genannten Katalysatorsteuerungsmodus-Einstellungsroutine und Flag-Setzungsroutine für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung durchgeführt werden.

Zum Zeitpunkt t1, wenn der S-Vergiftungsumfang den vorgegebenen Wert S1 überschreitet, wird das Flag für die Anforderung der S-Vergiftungsbeseitigung von AUS auf AN geschaltet, und der Katalysatorregenerierungsmodus wird durch diese Schaltung als der Katalysatorsteuermodus eingestellt. Durch die Katalysatorregenerierungssteuerung, die gemäß dieser Einstellung durchgeführt wird, werden die Verbrennung und Beseitigung des feinteiligen Materials PM, das auf beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 abgeschieden ist, durchgeführt, und somit ändert nimmt die Menge an abgelagertem feinteiligem Material PM nicht mehr zu, sondern ab. Der S-Vergiftungsumfang in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 nimmt zu.

Wenn die Menge an abgelagertem feinteiligem Material PM zum Zeitpunkt t2 durch diese Abnahme auf 0 sinkt, sind die Durchführungsbedingungen für die Katalystatorregenerierungssteuerung nicht erfüllt (Schritt 100: NEIN), und somit wird der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus durch die Erfüllung der Durchführungsbedingung für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung eingestellt. Die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung wird entsprechend dieser Einstellung gestartet. Da der Modus gerade vom Katalysatorregenerierungs-Steuermodus zum S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus geschaltet wird, obwohl die Situation, dass V1 ≥ SPD, anhält, wird eine Verarbeitung in der Reihenfolge der Schritte 310320330340350 in 5 durchgeführt, und der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert wird berechnet.

Wenn der Zeitpunkt t2 überschritten wird, wird die Zähloperation der Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung gestartet. Durch die oben genannte S-Vergiftungs-Beseitigungssteuerung nimmt der S-Vergiftungsumfang nicht mehr zu, sondern ab. Dagegen nimmt durch die Unterbrechung der Katalysatorregenerierungssteuerung die Menge an abgelagertem feinteiligem Material PM nicht mehr ab, sondern zu.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD den vorgegebenen Wert V1 zum Zeitpunkt t3 überschreitet, wird die Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung durch die Verarbeitung der Schritte 420450 in 6 gelöscht.

Wenn dann die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt t4 unter den vorgegebenen Wert V1 fällt, wird der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert durch die Verarbeitung in den Schritten 310320330350 in 5 berechnet.

Wenn der Zeitpunkt t4 überschritten wird, wird die Zähloperation der Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung gestartet. Wenn die Situation, dass der S-Vergiftungsumfang nicht unter dem S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert liegt, andauert, obwohl die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung durchgeführt wird, und der S-Vergiftungsumfang noch nicht unter den S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert gefallen ist, auch wenn eine vorgegebene Zeit ab dem Start der oben genannten Zeitnehmungsoperation vergangen ist (auch wenn ein Zeitnehmungswert zum Zeitpunkt t5 den vorgegebenen Wert C1 erreicht), wird eine Verarbeitung in der Reihenfolge der Schritte 510520530540 in 7 durchgeführt. Das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung wird von AUS auf AN geschaltet. Da die Durchführungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung durch diese Schaltung nicht erfüllt sind, wird die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung ausgesetzt. Als Katalysatorsteuermodus wird der NOx-Reduktions-Steuermodus oder der normale Steuermodus (in diesem Fall der NOx-Reduktions-Steuermodus) eingestellt, bei dem es sich um einen Modus handelt, der von dem S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus verschieden ist, und die Katalysatorsteuerung (NOx-Reduktionsteuerung) gemäß dem Steuermodus wird durchgeführt.

Wenn dann die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD zum Zeitpunkt t6 nicht unter den vorgegebenen Wert V2 liegt, wird eine Verarbeitung in der Reihenfolge der Schritte 610620640 durchgeführt, und das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung wird in 8 von AN auf AUS geschaltet. Da die Durchführungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung durch diese Schaltung erfüllt sind, kann der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus eingestellt werden. Da in diesem Fall jedoch einiges feinteiliges Material PM abgelagert ist, wandelt sich der Modus nicht sofort zum S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus, sondern es wird zuerst der Katalysatorregenerierungs-Steuermodus eingestellt. Verbrennung und Beseitigung des feinteiligen Materials PM werden durch diese Einstellung durchgeführt, und ihre Ablagerungsmenge nimmt nicht mehr zu, sondern ab.

Wenn die abgelagerte Menge des feinteiligen Materials PM zum Zeitpunkt t7 durch diese Abnahme auf 0 sinkt, sind die Durchführungsbedingungen für die Katalysator-Regenerierungssteuerung nicht erfüllt und die Durchführungsbedingungen für die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung sind erfüllt, der S-Vergiftungsbeseitigungs-Steuermodus wird eingestellt und die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung wird gestartet. Der Umfang der S-Vergiftung nimmt durch diesen Start nicht mehr zu, sondern ab, und die abgelagerte PM-Menge beginnt zu wachsen.

Im Zeitraum vom Zeitpunkt t7 bis zum Zeitpunkt t15 werden die gleichen Aktionen durchgeführt wie im oben genannten Zeitraum vom Zeitpunkt t2 zum Zeitpunkt t5. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD zum Zeitpunkt t8 (t12) unter der S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung beispielsweise nicht über dem vorgegebenen Wert V1 liegt, wird der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert berechnet. Wenn der Zeitpunkt t8 (t12) überschritten wird, die Zähloperation der Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung gestartet. Wenn jedoch der S-Vergiftungsumfang zum Zeitpunkt t9 (t13) unter den S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert fällt, bevor der Zeitnahmewert den vorgegebenen Wert C1 erreicht, wird die Anforderungserfüllungs-Zeitnehmung gelöscht. Wenn der S-Vergiftungsumfang steigt und den S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert zum Zeitpunkt t10 (t14) überschreitet, wird die Zähloperation der Bedingungserfüllungs-Zeitnehmung erneut gestartet. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD den vorgegebenen Wert V1 zum Zeitpunkt t11 überschreitet, bevor der Zeitnahmewert den vorgegebenen Wert C1 erreicht, wird die Anforderungserfüllungs-Zeitnehmung gelöscht. Wenn der S-Vergiftungsumfang zum Zeitpunkt t15 unter den S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert sinkt, bevor der Zeitnahmewert den vorgegebenen Wert C1 erreicht, wird die Anforderungserfüllungs-Zeitnehmung gelöscht.

Obwohl das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung zum Zeitpunkt t6 auf AUS geschaltet wird, weil die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht unter den vorgegebenen Wert V2 für die Nicht-Stockungsbestimmung sinkt, wird das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung auch zum Zeitpunkt t16 auf AUS geschaltet. In diesem Fall wird das Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung auf AUS geschaltet, wenn die abgelagerte Menge an feinteiligem Material PM nicht unter den vorgegebenen Wert pm1 sinkt, das Katalysatorregenerierungsanforderungs-Flag wird gesetzt und der Katalysatorregenerierungs-Steuermodus wird eingestellt. Die Katalysatorregenerierungssteuerung wird entsprechend diesem Schalten durchgeführt, und die abgelagerte PM-Menge nimmt nicht mehr zu, sondern ab.

Diese Ausführungsform, die oben ausführlich erläutert ist, liefert die folgenden Vorteile.

  • (1) Abhängig vom Betriebszustand des Motors 10 kann es dazu kommen, dass die festgehaltene Menge an Schwefeloxid (SOx) (der S-Vergiftungsumfang) in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 selten abnimmt, da die Emission von Schwefeloxid (SOx) auch dann nicht fortschreitet, wenn dem Abgas Kraftstoff zugesetzt wird. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass es nicht möglich ist, Schwefeloxid (SOx) zu emittieren, auch wenn die Kraftstoffzufuhr zum Abgas fortgesetzt wird. In dieser Ausführungsform wird aufgrund der Änderung des S-Vergiftungsumfangs in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 entschieden, ob die Emission von Schwefeloxid (SOx) stagniert, und wenn entschieden wird, dass die Emission stagniert, wird die Kraftstoffzufuhr zum Abgas ausgesetzt. Daher wird zu den Ausführungsbedingungen der S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung hinzugefügt, dass das S-Emissionsstagnations-Flag auf AUS steht, und wenn das S-Emissionsstagnations-Flag auf AN steht, wird die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung ausgesetzt. Durch diese Aussetzung wird es durch Verringerung der Zufuhr von nutzlosem Kraftstoff möglich, die Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchswerte zu unterdrücken.
  • (2) Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, besteht die Möglichkeit, dass das Fahrzeug in einer Verkehrsstockung steckt und der Motor in einem Zustand niedriger Drehzahl und niedriger Last arbeitet. Die Menge des Abgases, das vom Motor 10 ausgestoßen wird, ist in dieser Situation klein, und damit zusammenhängend ist die Abgastemperatur niedrig und ebenso ist die Menge an Sauerstoff, der im Abgas enthalten ist, niedrig. Da wenig Sauerstoff für die Kraftstoffverbrennung vorhanden ist, ist auch ein Heizwert im Zusammenhang mit der Oxidation von Kraftstoff niedrig, auch wenn dem Abgas Kraftstoff zugeführt wird. Aus diesem Grund wird es schwierig, die Katalysatortemperatur beider katalytischer Wandler 32 und 33 bei der Temperatur zu halten, bei der Schwefeloxid (SOx) emittiert werden kann, und zu bewirken, dass Schwefeloxid (SOx) aus den beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 emittiert wird, und dies verursacht die oben genannte Stagnation der Emission des Schwefeloxids (SOx).

    In dieser Ausführungsform wird in einer Lage, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD zumindest nicht höher ist als der vorgegebene Wert V1 für die Stockungsentscheidung (Schritt 520), entschieden, ob die Emission von Schwefeloxid (SOx) stagniert. Durch Beschränken der Möglichkeit für diese Entscheidung durch Hinzufügung der Bedingung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht über dem vorgegebenen Wert V1 für die Stockungsentscheidung liegt, zu den Bedingungen für die Emissionsstagnationsentscheidung ist es möglich, mit größerer Genauigkeit zu erkennen, ob die Abgasreinigungsvorrichtung 11 in einem Zustand ist, in dem die Vorrichtung 11 nicht bewirken kann, dass Schwefeloxid (SOx) emittiert wird, auch wenn die Vorrichtung 11 eine Kraftstoffzufuhr zum Abgas durchführt. Infolgedessen kann verhindert werden, dass die Aussetzung der Kraftstoffzufuhr zum Abgas unnötigerweise durchgeführt wird.
  • (3) Wenn die Emission von Schwefeloxid (SOx) stagniert, ändert sich (sinkt) der S-Vergiftungsumfang in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 selten, auch wenn Zeit vergeht. In dieser Ausführungsform wird, wenn die vorgegebenen Bedingungen für die Stagnationsentscheidung oder die Zulässigkeitsbedingungen erfüllt sind, der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert aufgrund des S-Vergiftungsumfangs zu diesem Zeitpunkt gesetzt (Schritte 310 bis 350). Der S-Vergiftungsumfang nach der Festsetzung wird mit dem S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert verglichen, und es wird aufgrund des Vergleichsergebnisses entschieden, ob die Emission von Schwefeloxid (SOx) stagniert (Schritte 360 bis 380). Da die zeitabhängige Änderung des S-Vergiftungsumfangs berücksichtigt wird, wenn entschieden wird, ob die Emission stagniert, kann die Genauigkeit der Entscheidung verbessert werden.
  • (4) Wenn Schwefeloxid (SOx) emittiert wird, nachdem der S-Emissionsstagnationswert gesetzt wurde, ist zu erwarten, dass der S-Vergiftungsumfang in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 nach der Emission unter den S-Vergiftungsumfang zum Zeitpunkt der Setzung des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts sinkt. Wenn die Emission richtig durchgeführt wird, ist zu erwarten, dass der S-Vergiftungsumfang nach der Emission mit einem Wert vergleichbar ist, der durch Subtrahieren eines bestimmten Werts (der Emissionsmenge) vom S-Vergiftungsumfang zum Zeitpunkt der Setzung des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts erhalten wird.

    In dieser Ausführungsform wird ein Wert, der durch Subtrahieren des vorgegebenen Werts &Dgr;S vom Vergiftungsumfang in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 erhalten wird, wenn die Zulässigkeitsanforderungen für die Stagnationsentscheidung erfüllt sind, als S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert verwendet (Schritt 350). Daher ist es möglich, den S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert als geeigneten Wert unter Verwendung eines geeigneten Werts als vorgegebenen Wert &Dgr;S zu setzen, und es ist möglich, durch einen Vergleich des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts mit dem S-Vergiftungsumfang mit guter Genauigkeit zu entscheiden, ob die Emission stagniert.
  • (5) Während der Schwefeloxid-(SOx-)Emissionssteuerung wird dem Abgas Kraftstoff zugesetzt. Wenn das Fahrzeug sich in dieser Situation in einer Verkehrsstockung befindet, sinkt die Abgasmenge, die vom Motor 10 ausgestoßen wird. Die Abgastemperatur sinkt im Zusammenhang damit, und die Sauerstoffmenge, die im Abgas enthalten ist, sinkt. Da ein Heizwert im Zusammenhang mit der Kraftstoffverbrennung niedrig ist, kann somit die Katalysatortemperatur möglicherweise nicht hoch genug steigen, und es besteht daher die Möglichkeit, dass die Emission von Schwefeloxid (SOx) von beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 stagniert. Diese Möglichkeit entsteht sofort, wenn das Fahrzeug in eine Verkehrsstockung kommt.

    In dieser Ausführungsform wird unter der vorgegebenen Bedingung für eine Stagnationsentscheidung (Schritte 310 bis 330), dass sie während der Schwefeloxid-(SOx-)Emissionsteuerung unmittelbar nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht mehr über dem vorgegebenen Wert V1 für die Stockungsentscheidung liegt, getroffen wird, der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert aufgrund des S-Vergiftungsumfangs in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 gesetzt, wenn diese vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Da der S-Vergiftungsumfang während der Zeit, in der die Möglichkeit entsteht, dass die Emission von Schwefeloxid (SOx) stagniert, zur Einstellung des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts verwendet wird, ist es möglich, die Genauigkeit des S-Emissionsstagnations-Bestimmungswerts zu erhöhen.
  • (6) Obwohl dies mit Punkt (5) zusammenhängt, wird, wenn das Fahrzeug in einer Verkehrsstockung steckt, die Abgasmenge, die vom Motor 10 ausgestoßen wird, klein, und damit zusammenhängend wird die Abgastemperatur niedrig und auch die Sauerstoffmenge, die im Abgas enthalten ist, wird niedrig. In dieser Situation wird zwar Kraftstoff zum Abgas geliefert, wen die Schwefeloxid-(SOx-)Emissionssteuerung durchgeführt wird, aber da ein Heizwert im Zusammenhang mit der Verbrennung des Kraftstoffs niedrig ist, kann die Katalysatortemperatur möglicherweise nicht hoch genug steigen. Somit besteht die Möglichkeit, dass die Emission von Schwefeloxid (SOx) von beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 stagniert. Diese Möglichkeit entsteht sofort, wenn die Schwefeloxid-(SOx-)Emissionssteuerung gestartet wird.

    In dieser Ausführungsform wird unter einer vorgegebenen Bedingung für eine Stagnationsentscheidung (Schritte 310 bis 340), dass die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht über dem vorgegebenen Wert V1 für die Stockungsentscheidung liegt und der Zeitpunkt für den Start der Schwefeloxid-(SOx-)Emissionssteuerung gekommen ist, der S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert aufgrund des S-Vergiftungswerts in beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 gesetzt, wenn diese vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Da der S-Vergiftungsumfang zu der Zeit, in der sich die Möglichkeit ergibt, dass die Schwefeloxid-(SOx-)Emission stagniert, verwendet wird, um den S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert zu setzen, ist es möglich, die Genauigkeit der Einstellung zu erhöhen.
  • (7) Während der Schwefeloxid-(SOx-)Emissionssteuerung wird dem Abgas Kraftstoff zugeführt. In dieser Situation ist die vom Motor 10 ausgestoßene Abgasmenge klein, wenn das Fahrzeug in einer Verkehrsstockung steckt, damit zusammenhängend wird die Abgastemperatur niedrig und auch die Sauerstoffmenge, die im Abgas enthalten ist, sinkt. Da somit ein Heizwert im Zusammenhang mit der Kraftstoffverbrennung niedrig ist, kann die Katalysatortemperatur möglicherweise nicht hoch genug steigen, und somit kann es leicht passieren, dass die Schwefeloxid-(SOx-)Emission von beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 stagniert. Wenn diese Situation andauert, ist die Gefahr, dass die Schwefeloxid-(SOx-)Emission stagniert, hoch.

    In dieser Ausführungsform wird, wenn der Zustand, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht über dem vorgegebenen Wert für die Stockungsentscheidung liegt und der S-Vergiftungsumfang über dem S-Emissionsstagnations-Bestimmungswert während der Schwefeloxid-(SOx-)Emissionssteuerung liegt, für eine vorgegebene Zeit andauert, entschieden, dass die Schwefeloxid-(SOx-)Emission stagniert (Schritte 510 bis 540). Es ist möglich, die Entscheidungsgenauigkeit im Hinblick auf die Wahrscheinlichkeit, dass die Emission stagniert, durch die Durchführung dieser Entscheidung zu erhöhen.
  • (8) Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD hoch wird, steigt die Abgasmenge, die vom Motor 10 ausgestoßen wird, und die Menge an Sauerstoff, der im Abgas enthalten ist, steigt ebenfalls. Da viel Sauerstoff für die Kraftstoffverbrennung vorhanden ist, wird somit der Heizwert im Zusammenhang mit der Oxidation des Kraftstoffs, der dem Abgas zugeführt wird, hoch. Es wird möglich, die Katalysatortemperatur beider katalytischer Wandler 32 und 33 auf die Temperatur zu erhöhen, bei der Schwefeloxid (SOx) emittiert werden kann, und zu bewirken, dass das Schwefeloxid (SOx) von beiden katalytischen Wandlern 32 und 33 emittiert wird.

    In dieser Ausführungsform wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht unter den vorgegebenen Wert V2 für die Nicht-Stockungsbestimmung sinkt, die Aussetzung der Schwefeloxid-(SOx-)Emissionssteuerung aufgehoben (Schritte 620 und 640). Es ist möglich, zu verhindern, dass die Emissionssteuerung kontinuierlich ausgesetzt wird, obwohl die Schwefeloxid-(SOx-)Emission möglich wird, da die Aussetzung beendet wird. Es ist möglich, eine übermäßige Aussetzung durch Aufhebung der Aussetzung der Emissionssteuerung zu geeigneter Zeit auf diese Weise zu vermeiden.
  • (9) Wenn die Reproduktionsforderung gegen das feinteilige Material PM gestellt wird (wenn das Katalysatorregenerierungsanforderungs-Flag auf AN geschaltet wird), wird, auch wenn gerade die Schwefeloxid-(SOx-)Emissionssteuerung ausgesetzt ist, die Aussetzung der Emissionssteuerung zwangsweise beendet und die Verbrennung und Beseitigung des feinteiligen Materials PM wird durchgeführt (Schritte 610, 630 und 640). Aus diesem Grund ist es möglich, der Regenerierung der katalytischen Wandler gegenüber der Vermeidung der Verschlechterung der Kraftstoff-Verbrauchswerte Vorrang einzuräumen.

    In der oben genannten Ausführungsform ist es akzeptabel, die Bedingung, dass der Katalysatorregenerierungs-Steuermodus eingestellt ist (Schritt 630) von den Bedingungen für die Schaltung des Flag für die Aussetzung der S-Vergiftungsbeseitigung auf AUS zu entfernen.

Ob die S-Emission stagniert, kann auf die folgende Weise bestimmt werden. Erstens wird ein Punkt, wo die Zulässigkeitsbedingungen für die Stagnationsentscheidung erfüllt sind, als Bezug gesetzt. Dann der Umfang der Abnahme des S-Vergiftungsumfangs in einem Zeitraum vom Bezugspunkt bis die vorgegebenen Zeit vergangen ist.

Falls der Umfang der Abnahme kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wird bestimmt, dass die S-Emission stagniert.

Der Inhalt der Zulässigkeitsbedingungen für die Stagnationsentscheidung so verändert werden, dass er sich von dem der oben angegebenen Ausführungsform unterscheidet. Beispielsweise kann er so konfiguriert werden, dass von den oben genannten Zulässigkeitsanforderungen entfernt wird, dass (a) die Entscheidung unter der S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung und unmittelbar nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht mehr über dem vorgegebenen Wert V1 für die Stockungsentscheidung liegt, stattfindet, oder (b) dass die Entscheidung stattfindet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht mehr über dem vorgegebenen Wert V1 für die Stockungsentscheidung liegt und die S-Vergiftungsbeseitigungssteuerung gestartet wird.

Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor anwendbar, der in einem anderen Objekt als einem Fahrzeug eingebaut ist.


Anspruch[de]
Abgasreinigungsvorrichtung (11) zum Reinigen von Abgas, das durch eine Abgasleitung (14) von einem Verbrennungsmotor (10) ausgestoßen wird, während der Motor (10) arbeitet, wobei das Abgas Schwefeloxide enthält, und wobei die Vorrichtung (11) folgendes aufweist:

einen Abgasreinigungskatalysator (32, 33, 34), der in der Abgasleitung (14) angeordnet ist, wobei der Katalysator (32, 33, 34) in der Lage ist, Schwefeloxide zu speichern,

ein Emissionssteuermittel (31), wobei das Emissionssteuermittel (31) Kraftstoff durch die Abgasleitung (14) zum Abgas liefert, wodurch die Temperatur des Katalysators (32, 33, 34) auf eine Temperatur eingestellt wird, bei der Schwefeloxide, die vom Katalysator (32, 33, 34) gespeichert werden, ausgetragen werden können, und wobei das Emissionssteuermittel (31) die Schwefeloxide, die vom Katalysator (32, 33, 34) gespeichert werden, reduziert, um die Schwefeloxide aus dem Katalysator (32, 33, 34) auszutragen,

ein Entscheidungsmittel (41), wobei das Entscheidungsmittel (41) aufgrund der Änderung der Menge an im Katalysator gespeicherten Schwefeloxiden entscheidet, ob die Emission der Schwefeloxide aus dem Katalysator (32, 33, 34) stagniert; und wobei die Vorrichtung (11) gekennzeichnet ist durch ein Aussetzungsmittel (41), wobei das Aussetzungsmittel (41) die Zufuhr von Kraftstoff zum Abgas, die von dem Steuermittel (31) durchgeführt wird, aussetzt, wenn das Entscheidungsmittel urteilt, dass die Emission von Schwefeloxiden aus dem Katalysator stagniert.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (10) in einem Fahrzeug eingebaut ist, wobei das Entscheidungsmittel (41) entscheidet, dass die Emission von Schwefeloxid stagniert, wenn vorgegebene Zulassungsanforderungen erfüllt sind, und wobei die Zulassungsanforderungen zumindest beinhalten, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht über einem vorgegebenen Verkehrsstockungs-Bestimmungswert liegt. Vorrichtung (11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Zulassungsanforderungen erfüllt sind, das Entscheidungsmittel (41) einen Stagnationsbestimmungswert aufgrund der aktuell im Katalysator (32, 33, 34) gespeicherten Schwefeloxidmenge setzt, wobei das Entscheidungsmittel (41) die im Katalysator (32, 33, 34) gespeicherte Schwefeloxidmenge nach dem Setzen des Stagnationsbestimmungswerts mit dem Stagnationsbestimmungswert vergleicht, und wobei das Entscheidungsmittel (41) aufgrund des Vergleichsergebnisses die Stagnationsentscheidung trifft. Vorrichtung (11) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stagnationsbestimmungswert ein Wert ist, der durch Subtrahieren eines vorgegebenen Werts von der im Katalysator (32, 33, 34) gespeicherten Schwefeloxidmenge zu einer Zeit, zu der die Zulassungsanforderungen erfüllt sind, erhalten wird. Vorrichtung (11) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulassungsanforderungen beinhalten, dass das Steuermittel (31) die Emissionssteuerung unmittelbar durchführt, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit während der Emissionssteuerung durch das Steuermittel auf oder unter den Verkehrsstockungs-Bestimmungswert gefallen ist. Vorrichtung (11) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulassungsanforderungen beinhalten, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht über dem Verkehrsstockungs-Bestimmungswert liegt und dass das Steuermittel (31) gerade mit der Emissionssteuerung begonnen hat. Vorrichtung (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Entscheidungsmittel entscheidet, dass die Emission von Schwefeloxiden stagniert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit während der Emissionssteuerung durch das Steuermittel (31) nicht über dem Verkehrsstockungs-Bestimmungswert liegt, und der Zustand, dass die im Katalysator (32, 33, 34) gespeicherte Menge an Schwefeloxiden über dem Stagnationsbestimmungswert liegt, über eine vorgegebene Zeit angedauert hat. Vorrichtung (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussetzung der Emissionssteuerung durch das Aussetzungsmittel (41) aufgehoben wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht hat, der anzeigt, dass keine Verkehrsstockung vorliegt. Vorrichtung (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (32, 33, 34) die Funktion hat, partikelförmige Stoffe im Abgas einzufangen und die eingefangenen partikelförmigen Stoffe zu verbrennen und zu beseitigen, wobei die Aussetzung der Emissionssteuerung (41) durch das Aussetzungsmittel aufgehoben wird, wenn eine Forderung nach Verbrennung und Beseitigung der partikelförmigen Stoffe, die sich am Katalysator (32, 33, 34) angelagert haben, gestellt wird. Abgasreinigungsverfahren, in dem ein Abgasreinigungskatalysator (32, 33, 34), der in der Abgasleitung (14) eines Verbrennungsmotors (10) angeordnet ist, zum Reinigen von Abgas verwendet wird, das durch die Abgasleitung (14) vom Verbrennungsmotor (10) ausgetragen wird, wenn der Motor (10) läuft, wobei das Verfahren folgendes umfasst:

Speichern von im Abgas enthaltenden Schwefeloxiden durch den Katalysator (32, 33, 34); und

Zuführen von Kraftstoff durch die Abgasleitung (14) zum Abgas, wodurch die Temperatur des Katalysators (32, 33, 34) auf eine Temperatur eingestellt wird, bei der die im Katalysator (32, 33, 34) gespeicherten Schwefeloxide aus dem Katalysator (32, 33, 34) ausgetragen werden können, und die vom Katalysator gespeicherten Schwefeloxide reduziert werden, um die Schwefeloxide aus dem Katalysator (32, 33, 34) auszutragen, und

Entscheiden, ob die Emission der Schwefeloxide aus dem Katalysator (32, 33, 34) stagniert, aufgrund der Änderung der im Katalysator (32, 33, 34) gespeicherten Schwefeloxidmenge, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:

Aussetzung der Zufuhr von Kraftstoff zum Abgas, wenn entschieden wird, dass die Emission von Schwefeloxiden aus dem Katalysator (32, 33, 34) stagniert.






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