DE102008002366A1

DE102008002366A1 - Abgasreinigungsgerät für eine Magerverbrennungsbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008002366A1
Application number: DE102008002366A
Authority: DE
Inventors: Masakuni Kariya Yokoyama; Jun Kariya Kawamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-01-08
Also published as: US8091338B2; US20080314036A1; JP2009002190A; JP4737644B2

Abstract

Ein Abgasreinigungsgerät hat eine LNT, eine Kraftstoffzugabevorrichtung, eine Abgasrückführpassage und eine Steuerungseinrichtung. Die LNT ist in einer Abgaspassage einer Maschine vorgesehen. Die Kraftstoffzugabevorrichtung ist stromaufwärts der LNT angeordnet, um Kraftstoff zu einem Abgas zuzugeben, das durch das Abgasrohr strömt. Die Abgasrückführpassage zweigt von der Abgaspassage an einer Position stromabwärts der Kraftstoffzugabevorrichtung ab. Die Steuerungseinrichtung steuert das Gerät gemäß dem Betriebszustand der Maschine, um wahlweise in entweder einem ersten oder einem zweiten Modus zu arbeiten. In dem ersten Modus gibt die Kraftstoffzugabevorrichtung den Kraftstoff zu dem Abgas zu, wobei die Abgasrückführpassage geschlossen ist; in dem zweiten Modus wird das Abgas durch die Abgasrückführpassage teilweise zu einer Einlassluftpassage zurückgeführt, ohne dass Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung zugegeben wird.

Description

Querverweis auf zugehörige Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität von der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-162197 , die am 20. Juni 2007 eingereicht wurde und deren Inhalt in seiner Gesamtheit hiermit durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
1 Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasreinigungsgerät zum Reinigen des Abgases von einer Magerverbrennungsbrennkraftmaschine.
2 Beschreibung des Stands der Technik
In einer Magerverbrennungsbrennkraftmaschine, wie einem Dieselmotor oder einem Magerverbrennungsbenzinmotor, wird eine Verbrennung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt, das höher als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Aufgrund der überschüssigen Luft in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ist es ineffektiv, die Stickstoffoxide (NOx), die in dem Abgas enthalten sind, mittels eines Dreiwegekatalysators zu reduzieren. Demzufolge wird stattdessen eine Mager-NOx-Falle (LNT) verwendet, um das in einem Abgas enthaltene NOx zu reduzieren. Die LNT ist gestaltet, um das NOx zu absorbieren, wenn das Abgas mager ist, und das absorbierte NOx zu unschädlichem Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O) zu reduzieren, wenn das Abgas fett wird.
Um zu bewirken, dass das normalerweise magere Abgas fett wird, besteht ein Ansatz darin, die Kraftstoffmengen, die in Zylinder der Kraftmaschine eingespritzt werden, zu erhöhen, wodurch das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern fett wird. Insbesondere wenn die Maschine ein Dieselmotor ist, ist es jedoch zum Anfetten des Luft-Kraftstoff-Gemischs notwendig, eine große Kraftstoffmenge in die Zylinder der Maschine einzuspritzen. Demzufolge ist es mit der großen Kraftstoffmenge schwierig, die Rauchmenge zu unterdrücken, die durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in den Zylindern erzeugt wird.
Ein weiterer Ansatz besteht darin, Kraftstoff direkt zu dem Abgas zuzugeben. Im Speziellen ist gemäß diesem Ansatz ein Kraftstoffinjektor an einem Abgasrohr der Maschine montiert, um Kraftstoff in das Abgasrohr einzuspritzen; der eingespritzte Kraftstoff wird dann zu dem Abgas zugegeben, das durch das Abgasrohr strömt, wodurch es fett gemacht wird; das angefettete Abgas strömt dann weiter zu der LNT, die stromabwärts des Kraftstoffinjektors angeordnet ist.
Als ein Stand der Technik offenbart das japanische Patent Nr. 2692380 , deren englisches Äquivalent US-Patent Nr. 5483795 ist, eine Abgasreinigungsvorrichtung, die erfassen kann, wenn das in einer NOx-Absorptionseinrichtung absorbierte NOx vollständig von der NOx-Absorptionseinrichtung frei gesetzt ist. Diese Vorrichtung kann auch den Verschlechterungsgrad der NOx-Absorptionseinrichtung auf der Basis der Zeit berechnen, die erfordert ist, damit das in der NOx-Absorptionseinrichtung absorbierte NOx vollständig von der NOx-Absorptionseinrichtung frei gesetzt ist.
Um das in dem Abgas enthaltene NOx wirksamer zu reduzieren, kann eine Abgasrückführung (AGR) in Kombination mit der LNT verwendet werden. AGR ist eine NOx-Reduktionstechnik, die durch Zurückführen eines Teils des Abgases zu den Zylindern der Maschine arbeitet.
Insbesondere wenn die Maschine mit einem Turbolader ausgestattet ist, können zwei AGR-Systeme um die Maschine herum angeordnet sein. Das erste AGR-System ist eine Hochdruck-AGR, die das Abgas von einem Abgasrohr, das zwischen einem Auslassanschluss und einer Abgasturbine angeordnet ist, zu einem Einlassanschluss der Maschine zurückführt; das zweite ist eine Niederdruck-AGR, die das Abgas von einem Abgasrohr, das stromabwärts der Turbine angeordnet ist, zu dem Einlassrohr zurückführt.
Mit den zwei AGR-Systemen ist es möglich, eine ausreichende Menge des Abgases bei einer hohen Last zurück zu führen. Im Speziellen ist es bei einer hohen Last notwendig, eine erhöhte Abgasmenge zu der Abgasturbine zu fördern, um den Einlassluftdruck der Maschine zu erhöhen; demzufolge kann nur eine verringerte Abgasmenge durch die Hochdruck-AGR zu dem Einlassrohr zurück geführt werden. Da jedoch das zu der Abgasturbine geförderte Abgas auch durch die Niederdruck-AGR zurück geführt werden kann, kann bei der hohen Last eine ausreichende Gesamtmenge des Abgases zu dem Einlassrohr zurück geführt werden.
Durch Zurückführen des Abgases durch die Niederdruck-AGR kann die Verbrennungstemperatur in den Zylindern der Maschine verringert werden, wodurch die Menge von NOx verringert wird, das in dem Abgas enthalten ist. Darüber hinaus nimmt die NOx-Reduktionsleistung einer LNT im Allgemeinen mit einer Erhöhung der Maschinenlast ab. Um das in dem Abgas enthaltene NOx bei einer hohen Last zuverlässig zu reduzieren, ist es deshalb bevorzugt, die LNT in Kombination mit der Niederdruck-AGR zu verwenden.
Bis jetzt ist jedoch keine Technik und kein Ansatz entwickelt worden, um eine Magerverbrennungsbrennkraftmaschine in geeigneter Weise zu steuern, in der eine LNT und eine Niederdruck-AGR in Kombination verwendet werden und in der sowohl die AGR als auch ein Kraftstoffinjektor, der Kraftstoff in das Abgasrohr einspritzt, damit die LNT das NOx reduzieren kann, auch in geeigneter Weise gesteuert werden müssen. Darüber hinaus gibt es mehrere Probleme, die beim Steuern sowohl der Niederdruck-AGR als auch des Kraftstoffinjektors berücksichtigt werden müssen.
Wenn der Kraftstoffinjektor bspw. Kraftstoff in das Abgasrohr einspritzt, damit die LNT das NOx reduzieren kann, während die Niederdruck-AGR in Betrieb ist, wird ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs durch die Niederdruck-AGR zu dem Einlassrohr zurück geführt. Als eine Folge können Schwefelkomponenten in dem zurückgeführten Kraftstoff bspw. einen Zwischenkühler korrodieren, der in dem Einlassrohr angeordnet ist.
Darüber hinaus fällt die NOx-Reduktionsleistung der LNT stark ab, wenn ein NOx-Katalysator der LNT aufgrund einer Schwefelvergiftung und Hitze verschlechtert ist.
11 zeigt die Beziehung zwischen der NOx-Absorptionsmenge und der NOx-Reduktionsrate der LNT in jedem von zwei Fällen. In dem ersten Fall ist der NOx-Katalysator neu; in dem zweiten Fall ist der NOx-Katalysator vollständig verschlechtert. Wie in 11 gezeigt ist, beginnt in dem zweiten Fall die NOx-Reduktionsrate der LNT bei einer viel kleineren NOx-Absorptionsmenge stark zu fallen als in dem ersten Fall.
Darüber hinaus ist in dem zweiten Fall das NOx-Absorptionsvermögen der LNT auch verringert und somit kann ein kleinerer Teil des durch den Kraftstoffinjektor in das Abgasrohr eingespritzten Kraftstoffs als in dem ersten Fall von der LNT für eine NOx-Reduktion verwendet werden.
12 zeigt in jedem von dem ersten und zweiten Fall das Verhältnis zwischen dem Anteil des Kraftstoffs, der von der LNT für eine NOx-Reduktion verwendet wird, und dem restlichen Anteil, der durch die LNT hindurchgeht. Wie in 12 gezeigt ist, geht in dem zweiten Fall (d. h. wenn der NOx-Katalysator vollständig verschlechtert ist) der größte Teil des Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffinjektor in das Abgasrohr eingespritzt wird, durch die LNT hindurch, ohne von der LNT zur NOx-Reduktion verwendet zu werden, was zu einer erhöhten Konzentration von HC in dem Abgas führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme gemacht worden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Abgasreinigungsgerät zum Reinigen eines Abgases von einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Das Abgasreinigungsgerät hat eine Mager-NOx-Falle (LNT), eine Kraftstoffzugabevorrichtung, eine Abgasrückführpassage und eine Steuerungseinrichtung. Die LNT ist in einer Abgaspassage der Maschine vorgesehen, durch die das Abgas strömt. Die LNT ist gestaltet, um in dem Abgas enthaltenes NOx zu absorbieren, wenn das Abgas mager ist, und das absorbierte NOx zu reduzieren, wenn das Abgas fett wird. Die Kraftstoffzugabevorrichtung ist stromaufwärts der LNT angeordnet, um einen Kraftstoff zu dem Abgas zuzusetzen, damit das Abgas fett wird. Die Abgasrückführpassage zweigt von der Abgaspassage an einer Position stromabwärts der Kraftstoffzugabevorrichtung ab, um einen Teil des Abgases zu einer Einlassluftpassage der Maschine zurück zu führen. Die Steuerungseinrichtung bestimmt einen Betriebszustand der Maschine und steuert das Abgasreinigungsgerät, um wahlweise in entweder einem ersten Betriebsmodus oder einem zweiten Betriebsmodus gemäß dem bestimmten Betriebszustand der Maschine zu arbeiten. In dem ersten Betriebsmodus gibt die Kraftstoffzugabevorrichtung den Kraftstoff zu dem Abgas zu, wobei die Abgasrückführpassage geschlossen ist. In dem zweiten Betriebsmodus wird der Teil des Abgases zu der Einlassluftpassage durch die Abgasrückführpassage zurück geführt, ohne dass der Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung zu dem Abgas zugegeben wird.
Mit dem vorstehenden Aufbau ist es möglich, dass das Abgasreinigungsgerät das in dem Abgas enthaltende NOx wirksam mittels entweder der LNT oder der Abgasrückführpassage gemäß dem Betriebszustand der Maschine reinigt. Da die Abgasrückführpassage geschlossen ist, wenn die Kraftstoffzugabevorrichtung den Kraftstoff zu dem Abgas zugibt, wird darüber hinaus kein Kraftstoff durch die Abgasrückführpassage zu der Einlassluftpassage zurück geführt. Demzufolge werden Komponenten, die in der Einlassluftpassage angeordnet sind, wie ein Zwischenkühler, nicht durch den Kraftstoff korrodiert.
Gemäß einer weiteren Umsetzung der Erfindung bestimmt die Steuerungseinrichtung, ob die Maschine in einem ersten Betriebsbereich, in dem sowohl die Drehzahl als auch die Last der Maschine niedrig ist, oder in einem zweiten Betriebsbereich arbeitet, in dem entweder die Drehzahl oder die Last der Maschine oder beide hoch ist/sind. Die Steuerungseinrichtung steuert das Abgasreinigungsgerät, um in dem ersten Betriebsmodus zu arbeiten, wenn die Maschine in dem ersten Betriebsbereich arbeitet, und in dem zweiten Betriebsmodus zu arbeiten, wenn die Maschine in dem zweiten Betriebsbereich arbeitet.
Mit dem vorstehenden Aufbau ist es möglich, dass das Abgasreinigungsgerät das in dem Abgas enthaltene NOx in dem gesamten Betriebsbereich der Maschine zuverlässig reduziert. Im Speziellen fällt die NOx-Reduktionsleistung der LNT im Allgemeinen mit einer Erhöhung der Temperatur der Maschine; die Temperatur der Maschine erhöht sich sowohl mit der Drehzahl der Maschine als auch mit der Last der Maschine. Wenn die Maschine in dem ersten Betriebsbereich arbeitet, in dem sowohl die Drehzahl als auch die Last der Maschine niedrig ist, ist die NOx- Reduktionsleistung der LNT hoch, und somit ist es möglich, das in dem Abgas enthaltene NOx nur mittels der LNT zuverlässig zu reduzieren. Wenn andererseits die Maschine in dem zweiten Betriebsbereich arbeitet, in dem entweder die Drehzahl oder die der Maschine Last oder beide hoch sind, fällt die NOx-Reduktionsleistung der LNT ab, aber das in dem Abgas enthaltene NOx kann mittels der Abgasrückführpassage zuverlässig reduziert werden.
Das Abgasreinigungsgerät hat des Weiteren eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Verschlechterungsgrads eines NOx-Katalysators der LNT. Wenn sich der Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators erhöht, der durch die Erfassungseinrichtung erfasst wird, verkleinert die Steuerungseinrichtung den ersten Betriebsbereich der Maschine, während sie dem demzufolge den zweiten Betriebsbereich der Maschine vergrößert.
Mit dem vorstehenden Aufbau ist es möglich, dass das Abgasreinigungsgerät das in dem Abgas enthaltene NOx ungeachtet des Verschlechterungsgrads des NOx-Katalysators zuverlässig reduziert. Im Speziellen, wenn sich der Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators erhöht, wird der erste Betriebsbereich der Maschine verkleinert und der zweite Betriebsbereich der Maschine wird demzufolge vergrößert, so dass das das Abgasreinigungsgerät das NOx mehr in Abhängigkeit von der Abgasrückführpassage und weniger von der LNT durchführt. Als eine Folge kann die NOx-Reduktionsleistung des gesamten Abgasreinigungsgeräts hoch gehalten werden.
Des Weiteren wählt die Steuerungseinrichtung eine erste Grenze, um den ersten und zweiten Betriebsbereich der Maschine zu trennen, wenn der Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators, der durch die Erfassungseinrichtung erfasst wird, geringer als oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, und eine zweite Grenze aus, um den ersten und zweiten Betriebsbereich zu trennen, wenn der Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators höher als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Mit dem vorstehenden Aufbau ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung den ersten und zweiten Betriebsbereich der Maschine gemäß dem Verschlechterungsgrads des NOx-Katalysators leicht und geeignet abgrenzt.
Darüber hinaus stellt die Steuerungseinrichtung eine Vergrößerungsrate des zweiten Betriebsbereichs der Maschine als eine Funktion des Verschlechterungsgrads des NOx-Katalysators ein, der durch die Erfassungseinrichtung erfasst wird. Die Funktion ist derart, dass sich die Vergrößerungsrate des zweiten Betriebsbereichs, die mit dieser Funktion eingestellt ist, schneller erhöht als die, die mit einer linearen Funktion eingestellt ist.
Mit dem vorstehenden Aufbau ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung den ersten und zweiten Betriebsbereich gemäß dem Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators geeigneter abgrenzt, wodurch eine hohe NOx-Reduktionsleistung des gesamten Abgasreinigungsgeräts zuverlässigerer sicher gestellt wird.
Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor. Der Grund dafür ist, dass eine NOx-Reduktion für einen Dieselmotor essentiell ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger von der detaillierten Beschreibung, die nachstehend gegeben ist, und von den begleitenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden, die jedoch nicht herangezogen werden sollten, um die Erfindung auf die bestimmten Ausführungsformen zu begrenzen, sondern nur zur Erklärung und zum Verständnis dienen.
In den begleitenden Zeichnungen ist:
1 eine schematische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Abgasreinigungsgeräts für einen Dieselmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ein Flussdiagramm, das einen Betriebsmoduseinstellprozess einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) des Abgasreinigungsgeräts zeigt;
3 ein Flussdiagramm, das einen Betriebsbereichkennfeldeinstellprozess der ECU darstellt;
4 eine schematische Ansicht, die eine Grenzlinienersetzung in dem Prozess von 3 zeigt;
5 eine schematische Ansicht, die ein Betriebsbereichkennfeld des Dieselmotors zur Verwendung zeigt, wenn ein NOx-Katalysator einer LNT des Abgasreinigungsgeräts neu ist;
6 eine schematische Ansicht, die ein Betriebsbereichkennfeld des Dieselmotors zur Verwendung darstellt, wenn der NOx-Katalysator verschlechtert ist;
7 eine schematische Ansicht, die eine Grenzlinienauswahl gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ein Flussdiagramm, das einen Betriebsbereichkennfeldeinstellprozess der ECU gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
9 eine schematische Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators und der Grenzlinienauswahl in dem Prozess von 8 zeigt;
10 eine grafische Darstellung, die eine beispielhafte Funktion zwischen dem Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators und der Vergrößerungsrate eines zweiten Betriebsbereichs der Maschine darstellt;
11 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen der NOx-Absorptionsmenge und der NOx-Reduktionsrate einer LNT in jedem der Fälle, dass ein NOx-Katalysator der LNT neu ist oder vollständig verschlechtert ist; und
12 eine grafische Darstellung, die in jedem der Fälle, dass der NOx-Katalysator der LNT neu ist oder vollständig verschlechtert ist, das Verhältnis zwischen dem Anteil von zu dem Abgas zugegebenen Kraftstoff, der von der LNT zur NOx-Reduktion verwendet wird, und dem restlichen Anteil zeigt, der durch die LNT hindurchgeht.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf 1 bis 10 beschrieben.
Es sollte angemerkt werden, dass aus Klarheits- und Verständnisgründen identische Komponenten, die in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung identische Funktionen haben, wo es möglich ist, mit denselben Bezugszeichen in jeder der Figuren markiert worden sind.
[Erste Ausführungsform]
1 zeigt den Gesamtaufbau eines Abgasreinigungsgeräts 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Das Abgasreinigungsgerät 1 ist gestaltet, um die Stickstoffoxide (NOx) zu reduzieren, die in dem Abgas von einem Dieselmotor 10 enthalten sind. Um den Dieselmotor 10 herum ist auch ein Einlassrohr 20, ein Abgasrohr 30, eine Niederdruck-AGR-Passage 40 und eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 50 vorgesehen, die Betriebe des Dieselmotors 10 und des Abgasreinigungsgeräts 1 steuert.
Der Dieselmotor 10 wird mit Frischluft von einem Einlasskrümmer 13 versorgt und gibt Abgase zu einem Abgaskrümmer 14 ab. Die Frischluft wird von dem Einlassrohr 20 zu dem Einlasskrümmer 13 zugeführt, und das Abgas des Dieselmotors 10 wird von dem Abgaskrümmer 14 zu dem Abgasrohr 30 weiter abgegeben. Der Dieselmotor 10 wird auch mit Kraftstoff von Kraftstoffinjektoren (nicht gezeigt) versorgt, die den Kraftstoff in entsprechende Zylinder des Dieselmotors 10 einspritzen. Die ECU 50 bestimmt gemäß dem Betriebszustand des Dieselmotors 10 Kraftstoffeinspritzzeitabstimmungen und Kraftstoffeinspritzmengen für die Kraftstoffinjektoren, um den Kraftstoff in die entsprechenden Zylinder einzuspritzen. Es sollte angemerkt sein, dass der Einfachheit halber Komponenten von 1 weggelassen sind, die sich auf die Kraftstoffzufuhr zu dem Dieselmotor 10 beziehen.
In dem Einlassrohr 20 sind ein Luftmengenmesser 21, eine Einlassdrosselklappe 22 und ein Zwischenkühler 23 abgeordnet. Der Luftmengenmesser 21 misst die Strömungsrate der Einlassluft (d. h. der Frischluft) und gibt ein Signal, das die gemessene Strömungsrate anzeigt, zu der ECU 50 aus. Die Einlassdrosselklappe 22 ist stromabwärts des Luftmengenmessers 21 angeordnet und dient dazu, die Strömungsrate der Einlassluft einzustellen. Der Zwischenkühler 23 dient dazu, die Einlassluft zu kühlen, bevor sie in die Zylinder des Dieselmotors 10 eintritt.
In dem Abgasrohr 30 sind ein Dieselpartikelfilter (DPF) 31 und eine Mager-NOx-Falle (LNT) 32 angeordnet. Der DPF 31 fängt Dieselpartikel oder Ruß, die in dem Abgas enthalten sind. Die LNT 32 absorbiert das in dem Abgas enthaltene NOx, wenn das Abgas mager ist (im Allgemeinen ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis 17 oder höher) und reduziert das absorbierte NOx zu unschädlichem Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O), wenn das Abgas fett wird (im Allgemeinen ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis 14,5 oder niedriger.
Des Weiteren ist ein Kraftstoffinjektor 33 an dem Abgasrohr 30 stromaufwärts des DPF 31 montiert. Der Kraftstoffinjektor 33 spritzt Kraftstoff in das Abgasrohr 30 ein, um das durch das Abgasrohr 30 strömende Abgas fett zu machen. Kraftstoffeinspritzzeitabstimmungen und Kraftstoffeinspritzmengen für den Kraftstoffinjektor 33, um den Kraftstoff einzuspritzen, werden durch die ECU 50 gesteuert. Darüber hinaus sind an dem Abgasrohr 30 auch A/F-Sensoren (d. h. Luft-Kraftstoff-Verhältnissensoren) 34 und 35 an der stromaufwärtigen bzw. stromabwärtigen Seite der LNT 32 montiert. Jeder der A/F-Sensoren 34 und 35 erfasst das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases und gibt ein Signal zu der ECU 50 aus, das das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Dieselmotor 10 mit einem Turbolader 60 ausgerüstet, der einen Verdichter 61 und eine Abgasturbine 62 hat. Darüber hinaus ist der Dieselmotor 10 mit zwei AGR-(Abgasrückführ-)Systemen versehen. Das AGR-System ist mit einer Niederdruck-AGR-Passage 40 und einem AGR-Ventil 41 aufgebaut. Die Niederdruck-AGR-Passage 40 zweigt von dem Abgasrohr 30 an einer Position zwischen dem DPF 31 und der LNT 32 ab, um einen Teil des Abgases zu dem Einlassrohr 20 zurück zu führen. Demzufolge ist die Niederdruck-AGR-Passage 40 mit dem Abgasrohr 30 an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffinjektors 33 verbunden. Das AGR-Ventil 41 stellt unter einer Steuerung der ECU 50 die Strömungsrate des Abgases ein, das durch die Niederdruck-AGR-Passage 40 zurück geführt wird. Andererseits ist das zweite AGR-System mit einer Hochdruck-AGR-Passage 11 und einem AGR-Ventil 12 aufgebaut. Die Hochdruck-AGR-Passage 11 fluidverbindet den Auslasskrümmer 14 und den Einlasskrümmer 13, um einen Teil des Abgases zu dem Einlasskrümmer 13 zurück zu führen. Das AGR-Ventil 12 stellt unter einer Steuerung der ECU 50 die Strömungsrate des Abgases ein, das durch die Hochdruck-AGR-Passage 11 zurück geführt wird. Wie vorstehend in dem Abschnitt "Beschreibung des Stands der Technik" beschrieben ist, wird das Abgas durch die Niederdruck-AGR-Passage 40 zurück geführt, wenn es in einem Hochlastzustand des Dieselmotors 10 unmöglich ist, eine ausreichende Abgasmenge nur durch die Hochdruck-AGR-Passage 11 zurück zu führen.
In der vorliegenden Ausführungsform bilden der DPF 31, die LNT 32, der Kraftstoffinjektor 33, die Niederdruck-AGR-Passage 40, das AGR-Ventil 41 und die ECU 50 zusammen das Abgasreinigungsgerät 1.
Darüber hinaus arbeitet in der vorliegenden Ausführungsform das Abgasreinigungsgerät 1 in entweder einem ersten oder einem zweiten Betriebsmodus. In dem ersten Betriebsmodus spritzt der Kraftstoffinjektor 33 den Kraftstoff in das Abgasrohr 30 ein, wobei die Niederdruck-AGR-Passage 40 geschlossen ist; in dem zweiten Modus wird der Teil des Abgases durch die Niederdruck-AGR-Passage 40 zurück geführt, ohne dass der Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor 33 in das Abgasrohr 30 eingespritzt wird. Die ECU 50 steuert das Abgasreinigungsgerät 1 gemäß dem Betriebszustand des Dieselmotors 10 zu arbeiten, um wahlweise in entweder dem ersten oder zweiten Modus. Im Speziellen ist der gesamte Betriebsbereich des Dieselmotors 10 durch eine Grenze in einen ersten und einen zweiten Betriebsbereich geteilt. Die ECU 50 steuert das Abgasreinigungsgerät 1, um in dem ersten Modus zu arbeiten, wenn der Dieselmotor 10 in dem ersten Bereich arbeitet, und in dem zweiten Modus zu arbeiten, wenn der Dieselmotor 10 in dem zweiten Bereich arbeitet. Darüber hinaus ändert die ECU 50 gemäß dem Verschlechterungsgrad eines NOx-Katalysators der LNT 32 die Grenzlinie, die den ersten und den zweiten Betriebsbereich des Dieselmotors 10 trennt.
2 zeigt einen Betriebsmoduseinstellprozess der ECU 50 für das Abgasreinigungsgerät 1. Dieser Prozess wird durch die ECU 50 bei vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt.
Zuerst legt die ECU 50 in Schritt S10 ein Betriebsbereichkennfeld des Dieselmotors 10 fest.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 5 gezeigt ist, das Betriebsbereichkennfeld ein zweidimensionales Kennfeld, wobei die horizontale Achse die Drehzahl des Dieselmotors 10 darstellt und die vertikale Achse das Drehmoment des Dieselmotors 10 darstellt (oder die Kraftstoffeinspritzmenge, die in die Zylinder des Dieselmotors 10 eingespritzt wird).
Darüber hinaus stellt in 5 eine durchgehende Linie 100 die Kontur bzw. Umrandung des gesamten Betriebsbereichs des Dieselmotors 10 dar; die Umrandung ist spezifisch für den Dieselmotor 10. Eine durchgehende Linie 101 kennzeichnet die Grenze, durch die der gesamte Betriebsbereich des Dieselmotors 10, der durch die durchgehende Linie 100 eingeschlossen ist, in den ersten Betriebsbereich 201 und den zweiten Betriebsbereich 202 geteilt ist. Der erste Betriebsbereich 201 ist näher an dem Ursprung des Betriebsbereichkennfelds positioniert als der zweite Betriebsbereich 202. Zusätzlich kann die Grenzlinie 101 selbst als zu entweder dem ersten Betriebsbereich 201 oder dem zweiten Betriebsbereich 202 gehörend vorbestimmt sein.
Im Allgemeinen erhöht sich die Temperatur des Dieselmotors 10 sowohl mit der Drehzahl des Dieselmotors 10 als auch mit der Last des Dieselmotors 10. Die Last kann entweder durch das Drehmoment des Dieselmotors 10 oder die Kraftstoffeinspritzmenge dargestellt werden, die in die Zylinder des Dieselmotors 10 eingespritzt wird. Des Weiteren fällt die NOx-Reduktionsleistung der LNT 32 im Allgemeinen mit einer Erhöhung der Temperatur des Dieselmotors 10 ab. Wenn der Dieselmotor 10 in dem zweiten Betriebsbereich 202 arbeitet, in dem entweder die Drehzahl oder die Last des Dieselmotors 10 oder beide hoch sind, arbeitet das Abgasreinigungsgerät 1 demzufolge in dem zweiten Modus, um das in dem Abgas enthaltene NOx nur mittels des Niederdruck-AGR-Systems zu reduzieren. Wenn der Dieselmotor 10 andererseits in dem ersten Betriebsbereich 201 arbeitet, in dem sowohl die Drehzahl als auch die Last der Dieselmaschine 10 niedrig sind, arbeitet das Abgasreinigungsgerät 1 in dem ersten Modus, um das NOx nur mittels der LNT 32 zu reduzieren.
Mit Bezug auf 2 bestimmt die ECU 50 in Schritt S20 sowohl das Drehmoment als auch die Drehzahl des Dieselmotors 10. Bspw. kann die ECU 50 das Drehmoment des Dieselmotors 10 auf der Basis eines Signals messen, das von einem Gaspedalpositionssensor (nicht gezeigt) ausgegeben wird, der die Position eines Gaspedals des von dem Dieselmotor 10 angetriebenen Fahrzeugs erfasst. Die ECU 50 kann auch die Drehzahl des Dieselmotors 10 auf der Basis eines Signals bestimmen, das von einem Drehzahlsensor (nicht gezeigt) ausgegeben wird, der die Drehzahl des Dieselmotors 10 erfasst. Darüber hinaus, wenn die vertikale Achse des Betriebsbereichkennfelds die Kraftstoffeinspritzmenge darstellt, bestimmt die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzmenge statt des Drehmoments des Dieselmotors 10.
In Schritt S30 bestimmt die ECU 50 auf der Basis des Drehmoments und der Drehzahl des Dieselmotors 10, die in Schritt S20 bestimmt werden, ob der Dieselmotor 10 in dem ersten Bereich 201 arbeitet, der in 5 gezeigt ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S30 eine "JA"-Antwort erzeugt, dann geht der Prozess weiter zu Schritt S40.
In Schritt S40 legt die ECU 50 den Betriebsmodus des Abgasreinigungsgeräts 1 auf den ersten Modus fest; dann endet der Prozess. Wie vorstehend beschrieben ist, spritzt in dem ersten Modus der Kraftstoffinjektor 33 unter einer Steuerung der ECU 50 den Kraftstoff in das Abgasrohr 30 ein, wobei die Niederdruck-AGR-Passage 40 geschlossen ist (d. h. wobei das AGR-Ventil 41 geschlossen ist).
Falls die Bestimmung in Schritt S30 andererseits eine "NEIN"-Antwort erzeugt, geht der Prozess weiter zu Schritt S50.
In Schritt S50 legt die ECU 50 den Betriebsmodus des Abgasreinigungsgeräts 1 auf den zweiten Modus fest; dann endet der Prozess. Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dem zweiten Modus das Abgas teilweise von dem Abgasrohr 30 zu dem Einlassrohr 20 durch die Niederdruck-AGR-Passage 40 zurück geführt, während kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor 33 in das Abgasrohr 30 eingespritzt wird. Die ECU 50 steuert die Strömungsrate des Kraftstoffs, der durch die Niederdruck-AGR-Passage 40 zurück geführt wird, durch Steuern des Öffnungsgrads des AGR-Ventils 41.
3 zeigt einen Prozess der ECU 50 zum Festlegen des Betriebsbereichkennfelds des Dieselmotors 10 im Detail. Dieser Prozess ist ein Unterprozess des vorstehend beschriebenen Betriebsmoduseinstellprozesses und entspricht Schritt S10 von 2.
Zuerst legt die ECU 50 in Schritt 11 Anfangswerte des Betriebsbereichkennfelds fest, was zu dem Kennfeld führt, wie es bspw. in 5 gezeigt ist.
Es sollte angemerkt werden, dass in dem in 5 gezeigten Betriebsbereichkennfeld die Grenze zum Trennen des ersten und zweiten Betriebsbereichs 201 und 202 des Dieselmotors 10 anfänglich auf die durchgehende Linie 101 festgelegt ist. Darüber hinaus kann Schritt S11 nur einmal in der ersten Ausführung des Prozesses nach einem Start des Dieselmotors 10 durchgeführt werden. Mit anderen Worten gesagt kann Schritt S11 in der zweiten Ausführung und den nachfolgenden Ausführungen des Prozesses weggelassen werden.
In Schritt S12 erfasst die ECU 50 den Verschlechterungsgrad DD des NOx-Katalysators der LNT 32.
Der Verschlechterungsgrad DD kann mit Hilfe von bestehenden Verfahren erfasst werden, wie das, das in dem japanischen Patent Nr. 2692380 offenbart ist. Bspw. kann die ECU 50 aufgebaut sein, um:

1) die gegenwärtige NOx-Reduktionsleistung der LNT 32 auf der Basis der Signale zu erfassen, die von den A/F-Sensoren 34 und 35 ausgegeben werden;
2) die geschätzte gegenwärtige NOx-Reduktionsleistung mit der ursprünglichen NOx-Reduktionsleistung der LNT 32 zu vergleichen (d. h. der NOx-Reduktionsleistung, wenn der NOx-Katalysator neu ist); und
3) den Verschlechterungsgrad DD auf der Basis des Vergleichs zwischen der gegenwärtigen und der ursprünglichen NOx-Reduktionsleistung der LNT 32 zu bestimmen.

In Schritt S13 bestimmt die ECU 50, ob der Verschlechterungsgrad DD, der in Schritt S12 erfasst wird, höher als ein vorbestimmter Schwellenwert DD_th ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S13 eine "NEIN"-Antwort erzeugt, dann kehrt der Prozess direkt zu dem Hauptprozess zurück, der in 2 gezeigt ist, wobei die anfängliche Grenzlinie 101 beibehalten wird.
Falls die Bestimmung in Schritt S13 andererseits eine "JA"-Antwort erzeugt, dann geht der Prozess weiter zu Schritt S14.
In Schritt S14 ersetzt die ECU 50 die anfängliche Grenzlinie 101 mit einer neuen Grenzlinie 102. Dann kehrt der Prozess zu dem Hauptprozess zurück, der in 2 gezeigt ist.
4 stellt die Grenzlinienersetzung in Schritt S14 dar. Genauer gesagt zeigt in 4 "0%" an, dass der NOx-Katalysator der LNT 32 neu ist, während "100%" anzeigt, dass der Katalysator vollständig verschlechtert ist. Der gesamte Bereich des Verschlechterungsgrads DD des NOx-Katalysators ist durch den vorbestimmten Schwellenwert DD_th in zwei Unterbereiche geteilt. Wenn der Verschlechterungsgrad DD des NOx-Katalysators in dem Unterbereich zwischen dem vorbestimmten Schwellenwert DD_th und 100% fällt, wird die anfängliche Grenzlinie 101 mit der neuen Grenzlinie 102 ersetzt. Andererseits, wenn der Verschlechterungsgrad DD in den Unterbereich zwischen 0% und DD_th fällt, wird die anfängliche Grenzlinie 101 beibehalten.
Mit Bezug auf 6 wird die neue Grenzlinie 102 in dem Betriebsbereichkennfeld näher an dem Ursprung des Kennfelds positioniert als die anfängliche Grenzlinie 101. Mit anderen Worten gesagt wird die Grenzlinie zwischen dem ersten und zweiten Betriebsbereich 201 und 202 mit einer Erhöhung des Verschlechterungsgrads DD des NOx-Katalysators in Richtung des Ursprungs des Kennfelds verschoben. Demzufolge wird durch die Grenzlinienverschiebung der erste Betriebsbereich 201 verkleinert, während der zweite Betriebsbereich 202 demzufolge vergrößert wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, fällt die NOx-Reduktionsleistung der LNT 32 ab, wenn sich der Verschlechterungsgrad DD des NOx-Katalysators erhöht. Wenn der Verschlechterungsgrad DD den vorbestimmten Schwellenwert DD_th übersteigt, verkleinert die ECU 50 deshalb den ersten Betriebsbereich 201, während sie demzufolge den zweiten Betriebsbereich 202 vergrößert. Demzufolge arbeitet das Abgasreinigungsgerät 1 mehr in dem zweiten Modus und weniger in dem ersten Modus als vor der Grenzlinienersetzung. D. h. das Abgasreinigungsgerät 1 reduziert das in dem Abgas enthaltene NOx mehr in Abhängigkeit von dem Niederdruck-AGR-System und weniger in Abhängigkeit von der LNT 32 als vor der Grenzlinienersetzung.
Darüber hinaus können, wenn sich der NOx-Katalysator der LNT 32 kaum verschlechtert oder sich sehr langsam verschlechtert, die Schritte S12, S13, S14 von dem in 3 gezeigten Betriebsbereichkennfeldeinstellprozess weggelassen werden.
[Zweite Ausführungsform]
Diese Ausführungsform stellt einen Betriebsbereichkennfeldeinstellprozess der ECU 50 dar, der anders ist als der Betriebsbereichkennfeldeinstellprozess gemäß der ersten Ausführungsform.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist in der ersten Ausführungsform nur der einzige Schwellenwert DD_th vorbestimmt, durch den der gesamte Bereich des Verschlechterungsgrads DD des NOx-Katalysators in zwei Unterbereiche unterteilt ist; die zwei Unterbereiche entsprechen jeweils den zwei Grenzlinien 101 und 102. Die ECU 50 wählt eine der Grenzlinien 102 und 102 gemäß dem Unterbereich aus, in den der gegenwärtige Verschlechterungsgrad DD des NOx-Katalysators fällt.
Im Vergleich dazu gibt es in der vorliegenden Ausführungsform N vorbestimmte Schwellenwerte (N ist eine Ganzzahl, die größer als 1 ist), durch die der gesamte Bereich des Verschlechterungsgrads DD des NOx-Katalysators in (N + 1)-Unterbereiche geteilt ist; zu jedem der (N + 1)-Unterbereiche gehört eine Grenzlinie. Demzufolge ist die Anzahl der Grenzlinien (N + 1).
7 stellt einen Fall dar, in dem N gleich 3 ist. Im Speziellen sind in 7 drei Schwellenwerte DD_th1, DD_th2 und DD_th3 vorbestimmt, durch die der gesamte Bereich des Verschlechterungsgrads DD des NOx-Katalysators in vier Unterbereiche unterteilt ist. Es sind auch vier Grenzlinien 110, 111, 112 und 113 vorgesehen, die jeweils den vier Unterbereichen korrespondieren.
8 zeigt den Betriebsbereichkennfeldeinstellprozess der ECU 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Zuerst legt die ECU 50 in Schritt S11 die Anfangswerte des Betriebsbereichkennfelds fest.
In Schritt S12 erfasst die ECU 50 den Verschlechterungsgrad DD des NOx-Katalysators der LNT 32.
In Schritt S15 bestimmt die ECU 50, in welchen der vier Unterbereiche, die in 7 gezeigt sind, der erfasste Verschlechterungsgrad DD fällt.
In Schritt S16 wählt die ECU 50 diejenigen der vier Grenzlinien 110, 111, 112 und 113 aus, die zu dem Unterbereich korrespondiert, in den der erfasste Verschlechterungsgrad DD fällt. Dann teilt die ECU 50 den gesamten Betriebsbereich des Dieselmotors 10 durch die ausgewählte Grenzlinie in den ersten und zweiten Betriebsbereich 201 und 202. Anschließend kehrt der Prozess zu dem in 2 gezeigten Hauptprozess zurück.
Mit Bezug auf 9 sind die Verschlechterungsgrade des NOx-Katalysators, die zu den vier Grenzlinien 110, 111, 112 und 113 korrespondieren, umgekehrt proportional zu den Abständen von dem Ursprung des Kennfelds zu den vier Grenzlinien. Deshalb gilt, je höher der der in Schritt S12 erfasste Verschlechterungsgrad DD ist, wird in Schritt S16 eine zu dem Ursprung des Kennfelds umso nähere der vier Grenzlinien ausgewählt. Mit anderen Worten gesagt, wird die Grenzlinie zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsbereich 201 und 202 mit einer Erhöhung des Verschlechterungsgrads DD des NOx-Katalysators in Richtung des Ursprungs des Kennfelds verschoben. Als eine Folge wird der erste Betriebsbereich 201 verkleinert, während der zweite Betriebsbereich 202 demgemäß vergrößert wird.
Darüber hinaus kann die ECU 50 die Vergrößerungsrate des zweiten Betriebsbereichs 202 als eine lineare Funktion des Verschlechterungsgrads DD des NOx-Katalysators einstellen. Jedoch fällt, wie vorstehend in dem Abschnitt "Beschreibung des Stands der Technik" beschrieben ist, die NOx-Reduktionsleistung der LNT 32 mit einer Erhöhung des Verschlechterungsgrads DD des NOx-Katalysators stark ab. Deshalb ist es bevorzugt, dass die ECU 50 eine Funktion verwendet, wie eine quadratische Funktion oder eine Exponentialfunktion, mit der die Vergrößerungsrate des zweiten Betriebsbereichs 202 so eingestellt ist, dass sie sich schneller als die lineare Funktion erhöht. 10 zeigt ein Beispiel einer derartigen Funktion zwischen dem Verschlechterungsgrad DD des NOx-Katalysators und der Vergrößerungsrate des zweiten Betriebsbereichs 202.
Die Grenzlinien 110, 111, 112 und 113, die in 9 gezeigt sind, sind unter Verwendung der in 10 gezeigten Funktion vorbestimmt, wobei die Schwellenwerte DD_th1, DD_th2 und DD_th3 in 9 gleich beabstandet sind. Demzufolge erhöhen sich die Abstände zwischen den Grenzlinien 110 bis 113, wenn die Grenzlinien näher zu dem Ursprung des Betriebsbereichkennfelds kommen. Mit derartigen Grenzlinien 110 bis 113 ist es möglich, dass das Abgasreinigungsgerät 1 das in dem Abgas enthaltene NOx zuverlässig reduziert, selbst wenn der NOx-Katalysator der LNT 32 verschlechtert ist.
Wenn man die zwei Betriebsbereichkennfeldeinstellprozesse gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform vergleicht, ist der Prozess gemäß der ersten Ausführungsform einfacher, aber es ist noch möglich, die Verschlechterung des NOx-Katalysators der LNT 32 handzuhaben; der Prozess gemäß der zweiten Ausführungsform ist komplizierter, aber es ist möglich, die Verschlechterung des NOx-Katalysators wirksamer handzuhaben.
Während die vorstehenden bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, versteht der Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen und Verbesserungen gemacht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
In der zweiten Ausführungsform sind die Grenzlinien 110, 111, 112 und 113 bspw. so vorbestimmt, dass sich die Abstände zwischen den Grenzlinien voneinander unterscheiden. Jedoch ist es auch möglich, die Grenzlinien so vorzubestimmen, dass sie in dem Betriebsbereichkennfeld gleich beabstandet sind.
Darüber hinaus wird in den vorliegenden Ausführungsformen das Abgasreinigungsgerät 1 verwendet, um das Abgas von dem Dieselmotor 10 zu reinigen. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Abgasreinigungsgerät zum Reinigen des Abgases von einem Magerverbrennungsbenzinmotor angewendet werden.
Ein Abgasreinigungsgerät hat eine LNT, eine Kraftstoffzugabevorrichtung, eine Abgasrückführpassage und eine Steuerungseinrichtung. Die LNT ist in einer Abgaspassage einer Maschine vorgesehen. Die Kraftstoffzugabevorrichtung ist stromaufwärts der LNT angeordnet, um Kraftstoff zu einem Abgas zuzugeben, das durch das Abgasrohr strömt. Die Abgasrückführpassage zweigt von der Abgaspassage an einer Position stromabwärts der Kraftstoffzugabevorrichtung ab. Die Steuerungseinrichtung steuert das Gerät gemäß dem Betriebszustand der Maschine, um wahlweise in entweder einem ersten Modus oder einem zweiten Modus zu arbeiten. In dem ersten Modus gibt die Kraftstoffzugabevorrichtung den Kraftstoff zu dem Abgas zu, wobei die Abgasrückführpassage geschlossen ist; in dem zweiten Modus wird das Abgas teilweise durch die Abgasrückführpassage zu einer Einlassluftpassage zurückgeführt, ohne dass Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung zugegeben wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-162197 [0001]
- JP 2692380 [0006, 0069]
- US 5483795 [0006]

Claims

Abgasreinigungsgerät zum Reinigen eines Abgases von einer Brennkraftmaschine, wobei das Gerät Folgendes aufweist: eine Mager-NOx-Falle (LNT), die in einer Abgaspassage der Maschine vorgesehen ist, durch die das Abgas strömt, wobei die LNT gestaltet ist, um in dem Abgas enthaltenes NOx zu absorbieren, wenn das Abgas mager ist, und um das absorbierte NOx zu reduzieren, wenn das Abgas fett wird; eine Kraftstoffzugabevorrichtung, die stromaufwärts der LNT angeordnet ist, um Kraftstoff zu dem Abgas zuzugeben, so dass das Abgas fett wird; eine Abgasrückführpassage, die an einer Stelle stromabwärts der Kraftstoffzugabevorrichtung von der Abgaspassage abzweigt, um einen Teil des Abgases zu einer Einlassluftpassage der Maschine rückzuführen; und eine Steuerungseinrichtung, die einen Betriebszustand der Maschine bestimmt und das Abgasreinigungsgerät gemäß dem bestimmten Betriebszustand der Maschine steuert, um wahlweise in einem ersten Betriebsmodus oder einem zweiten Betriebsmodus zu arbeiten, wobei in dem ersten Betriebsmodus die Kraftstoffzugabevorrichtung den Kraftstoff zu dem Abgas zugibt, wobei die Abgasrückführpassage geschlossen ist, und wobei in dem zweiten Betriebsmodus der Teil des Abgases durch die Abgasrückführpassage zu der Einlassluftpassage rückgeführt wird, ohne dass der Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung zu dem Abgas zugegeben wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung bestimmt, ob die Maschine in einem ersten Betriebsbereich, in dem sowohl die Drehzahl als auch die Last der Maschine niedrig sind, oder in einem zweiten Betriebsbereich arbeitet, in dem entweder die Drehzahl oder die Last der Maschine oder beide hoch sind, und die Steuerungseinrichtung das Abgasreinigungsgerät steuert, um in dem ersten Betriebsmodus zu arbeiten, wenn die Maschine in dem ersten Betriebsbereich arbeitet, und um in dem zweiten Betriebsmodus zu arbeiten, wenn die Maschine in dem zweiten Betriebsbereich arbeitet.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 2, das des Weiteren eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Verschlechterungsgrads eines NOx-Katalysators der LNT aufweist, wobei, wenn der durch die Erfassungseinrichtung erfasste Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators zunimmt, die Steuerungseinrichtung den ersten Betriebsbereich der Maschine verkleinert, während sie demzufolge den zweiten Betriebsbereich der Maschine vergrößert.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 3, wobei die Steuerungseinrichtung eine erste Grenze auswählt, um den ersten und den zweiten Betriebsbereich zu trennen, wenn der durch die Erfassungseinrichtung erfasste Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators niedriger als oder gleich zu einem vorbestimmten Schwellenwert ist, und eine zweite Grenze auswählt, um den ersten und den zweiten Betriebsbereich zu trennen, wenn der Verschlechterungsgrad des NOx-Katalysators höher als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 3, wobei die Steuerungseinrichtung eine Vergrößerungsrate des zweiten Betriebsbereichs der Maschine als eine Funktion des durch die Erfassungseinrichtung erfassten Verschlechterungsgrads des NOx-Katalysators einstellt, wobei die Funktion derart ist, dass sich die mit dieser eingestellten Vergrößerungsrate des zweiten Betriebsbereichs schneller als eine erhöht, die mit einer linearen Funktion eingestellt ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor ist.