DE102015224580B4

DE102015224580B4 - Verfahren zur Regeneration einer Mager-NOx-Falle des Abgasreinigungssystems; welches mit der Mager-NOx-Falle und einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion bereitgestellt ist und Abgasreinigungssystem

Info

Publication number: DE102015224580B4
Application number: DE102015224580.2A
Authority: DE
Inventors: Jin Ha Lee; Jin Woo Park; Alexander VOVK; Joschka Schaub; Thomas Wittka
Original assignee: FEV Europe GmbH; Hyundai Motor Co
Current assignee: FEV Europe GmbH; Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: KR101673359B1; US20160376963A1; US9765663B2; DE102015224580A1

Abstract

Verfahren zum Regenerieren einer Mager-NOx-Falle (40) eines Abgasreinigungssystems, das mit der Mager-NOx-Falle (LNT) (40) bereitgestellt ist, umfassend:• Bestimmen, ob eine Regenerationsfreigabebedingung der LNT (40) erfüllt ist;• Bestimmen, ob eine Regenerationsanforderungsbedingung der LNT (40) erfüllt ist; und• Durchführen der Regeneration der LNT (40), wenn die Regenerationsfreigabebedingung der LNT (40) und die Regenerationsanforderungsbedingung der LNT (40) erfüllt sind, wobei die Regenerationsfreigabebedingung der LNT (40) erfüllt ist, wenn sowohl eine Motorbetriebsbedingung, eine LNT-Zustandsbedingung und eine Lambdasondenbedingung erfüllt sind,wobei der Motorbetriebszustand erfüllt ist, wenn ein Motordrehmoment gemäß einer Motordrehzahl zwischen einem minimalen Motordrehmoment und einem maximalen Motordrehmoment liegt, die Motordrehzahl zwischen einer minimalen Motordrehzahl und einer maximalen Motordrehzahl liegt, eine Schaltstufe höher oder gleich einer minimalen Schaltstufe gemäß der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment ist, und ein Drehmomentgradient kleiner ist als ein maximaler Drehmomentgradient gemäß dem minimalen Motordrehmoment, dadurch gekennzeichnet, dassdas Abgasreinigungssystem ferner mit einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) (64) bereitgestellt ist, undder maximale Drehmomentgradient berechnet wird durch Dividieren einer Differenz zwischen dem minimalen Motordrehmoment und einem gegenwärtigen Motordrehmoment durch eine vorgegebene Regenerationszeitspanne.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein gattungsgemäßes Verfahren zur Regeneration einer Mager-NOx-Falle (LNT) eines Abgasreinigungssystems, das mit der LNT und einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) bereitgestellt ist, und ein gattungsgemäßes Abgasreinigungssystem.
HINTERGRUND
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Regeneration einer Mager-NOx-Falle (LNT) eines Abgasreinigungssystems und ein gattungsgemäßes Abgasreinigungssystem sind aus der US 2012 / 0 180 454 A1 bekannt. Weitere Verfahren zur Regeneration einer Mager-NOx-Falle (LNT) eines Abgasreinigungssystems sind in der DE 101 14 523 A1 , der DE 10 2009 014 360 A1 und der US 2014 / 0 158 087 A1 beschrieben.
Im Allgemeinen wird Abgas, das aus einem Motor durch einen Abgaskrümmer strömt, in einen Katalysator geleitet, der an einem Auspuff angebracht ist, und wird darin gereinigt. Danach wird das Geräusch des Abgases verringert, während es durch einen Schalldämpfer strömt, und dann wird das Abgas in die Luft abgegeben durch ein Auspuffendrohr. Der Katalysator reinigt in dem Abgas enthaltene Schadstoffe. Zusätzlich ist ein Partikelfilter zum Einfangen von in dem Abgas enthaltenem Feinstaub (PM) in dem Auspuff eingebaut.
Ein DeNOx-Katalysator ist eine Art von solchen Katalysatoren und reinigt in dem Abgas enthaltenes Stickstoffoxid (NOx). Falls dem Abgas Reduktionsmittel wie etwa Harnstoff, Ammoniak, Kohlenstoffmonoxid, und Kohlenwasserstoff (HC) zugeführt werden, wird das in dem Abgas enthaltene Stickoxid in dem DeNOx-Katalysator durch Redoxreaktion mit den Reduktionsmitteln verringert.
In jüngster Zeit wird eine Mager-NOx-Falle (LNT) als ein solcher DeNOx-Katalysator verwendet. Der LNT-Katalysator adsorbiert das in dem Abgas enthaltene Stickoxid (NOx) wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis mager ist, und gibt das adsorbierte NOx frei und reduziert das freigegebene Stickoxid und das in dem Abgas enthaltene Stickoxid wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis fett ist (nachfolgend wird dies als „Regenerierung der LNT“ bezeichnet).
Da allgemein Dieselmotoren bei einem mageren Kraftstoff-Luft-Verhältnis betrieben werden, ist es jedoch erforderlich, das Kraftstoff-Luft-Verhältnis künstlich auf ein fettes Kraftstoff-Luft-Verhältnis anzupassen, um das adsorbierte NOx aus der LNT freizugeben. Zu diesem Zweck ist ein Zeitpunkt zum Freigeben des in der LNT adsorbierten NOx (d.h. Regenerationszeitpunkt) vorgesehen. Insbesondere sollte der Zeitpunkt, an dem das in der LNT adsorbierte NOx freigegeben werden kann, genau bestimmt werden, um die Reinigungseffizienz des Stickoxids und die Kraftstoffökonomie zu verbessern und um eine Degenerierung der LNT zu vermeiden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zum Regenerieren einer Mager-NOx-Falle (LNT) eines Abgasreinigungssystems, das mit der der Mager-NOx-Falle (LNT) und einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) bereitgestellt ist, und ein Abgasreinigungssystem bereit, welches Vorteile bietet bezüglich der Verbesserung der NOx-Reinigungseffizienz und Kraftstoffökonomie, indem ein Regenerationszeitpunkt der LNT genau bestimmt wird.
Ein Verfahren zum Regenerieren einer Mager-NOx-Falle (LNT) eines Abgasreinigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Patentanspruch 1 definiert. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen
Die LNT-Zustandsbedingung kann erfüllt sein, falls sowohl eine LNT-Temperaturbedingung, eine Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen, und eine Bedingung der maximalen Regenrationszeitspanne erfüllt sind.
Die LNT-Temperaturbedingung kann erfüllt sein, falls eine Temperatur stromaufwärts der LNT höher ist als eine minimale Temperatur stromaufwärts der LNT gemäß einer Durchschnittstemperatur der LNT, die durchschnittliche Temperatur der LNT höher ist als eine minimale Regenerationstemperatur der LNT gemäß einer Durchflussmenge eines durch die LNT strömenden Abgases, und eine Temperatur stromabwärts der LNT niedriger ist als eine maximale Regenerationstemperatur der LNT.
Die maximale Regenerationstemperatur der LNT kann gemäß eines Motorbetriebsmodus vorgegeben sein.
Die Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen kann erfüllt sein, falls eine seit der letzten Regeneration verstrichene Zeit größer ist als eine minimale Zeit zwischen Regenerationen gemäß einer durchschnittlichen Temperatur der LNT und einem Stickoxid-Adsorptionsverhältnis der LNT.
Die Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne kann erfüllt sein, falls eine seit dem Beginn der Regeneration verstrichene Zeit größer oder gleich einer vorgegebenen Maximalzeit ist.
Die vorgegebene Maximalzeit kann gemäß einer Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse, bei denen die Lambdasonden-Synchronisierung fehlschlägt, veränderbar sein.
Die Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung kann erfüllt sein, falls eine Differenz zwischen von ersten und zweiten Sauerstoffsensoren, die der LNT jeweils vorgeschaltet und nachgeschaltet sind, detektierten Werten kleiner ist als ein vorgegebener Wert oder Ammoniak (NH3) an der LNT erzeugt wird.
Ein Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale in Patentanspruch 9. Ausführungsformen des Abgasreinigungssystems finden sich in den Unteransprüchen.
Die LNT-Zustandsbedingung kann erfüllt sein, falls sowohl eine LNT-Temperaturbedingung, eine Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen, und eine Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne erfüllt sind.
Die LNT-Temperaturbedingung kann erfüllt sein, falls eine Temperatur stromaufwärts der LNT höher ist als eine minimale Temperatur stromaufwärts der LNT gemäß einer Durchschnittstemperatur der LNT, die Durchschnittstemperatur der LNT höher ist als eine minimale Regenerationstemperatur der LNT gemäß einer Durchflussmenge eines durch die LNT strömenden Abgases, und eine Temperatur stromabwärts der LNT niedriger ist als eine maximale Regenerationstemperatur der LNT.
Die maximale Regenerationstemperatur der LNT kann gemäß einem Motorbetriebsmodus vorgegeben sein.
Die Minimalzeitbedingung zwischen Regenerationen kann erfüllt sein, falls eine seit der vorherigen Regeneration verstrichene Zeit größer ist als eine Minimalzeit zwischen Regenerationen gemäß der Durchschnittstemperatur der LNT und einem Stickoxid-Adsorptionsverhältnis der LNT.
Die Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne kann erfüllt sein, falls eine seit dem Beginn der Regeneration verstrichene Zeit größer oder gleich einer vorgegebenen Zeit ist.
Die vorgegebene Maximalzeit kann gemäß der Anzahl von aufeinanderfolgenden Ereignissen, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, veränderbar sein.
Die Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung kann erfüllt sein, falls eine Differenz zwischen von ersten und zweiten Sauerstoffsensoren, die jeweils der LNT vorgeschaltet und nachgeschaltet eingebaut sind, detektierten Werten kleiner ist als ein vorgegebener Wert oder Ammoniak (NH3), der an der LNT erzeugt wird.
Wie oben erläutert kann die Reinigungseffizienz des Stickoxids verbessert werden und die Verschlechterung der LNT kann unterbunden werden durch genaues Einstellen des Regenerationszeitpunkts der LNT.
Zusätzlich kann die Kraftstoffökonomie verbessert werden durch Unterbinden von unnötiger Regeneration der LNT.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele lediglich dem Zweck der Veranschaulichung dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken sollen.
ZEICHNUNGEN
Damit die Offenbarung gut verstanden wird, werden nun in Bezugnahme auf die Zeichnungen verschiedene Formen der Offenbarung beschrieben, die beispielhaft angegeben sind, wobei:

1 ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems ist;
2 ein Blockdiagramm ist, welches die Beziehung einer Eingabe und einer Ausgabe eines Controllers veranschaulicht, der in einem Verfahren zur Regeneration einer LNT eines Abgasreinigungssystems verwendet wird;
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Regeneration der LNT ist;
4 ein Ablaufdiagramm aus 3 genauer veranschaulicht;
5 den Schritt S110 aus 4 genauer veranschaulicht;
6 den Schritt S410 aus 5 genauer veranschaulicht;
7 den Schritt S420 aus 5 genauer veranschaulicht;
8 den Schritt S430 aus 5 genauer veranschaulicht;
9 den Schritt S440 aus 5 genauer veranschaulicht;
10 den Schritt S443 aus 9 genauer veranschaulicht;
11 den Schritt S450 aus 5 genauer veranschaulicht;

Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zur Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachfolgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, Anmeldung, oder deren Verwendung nicht beschränken. Es sei darauf hingewiesen, dass in den Zeichnungen sich entsprechende Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Teile oder Merkmale anzeigen.
1 ist ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Wie in 1 gezeigt umfasst ein Abgassystem für einen Verbrennungsmotor einen Motor 10, einen Auspuff 20, eine Abgasrückführungs(AGR)-Vorrichtung 30, eine Mager-NOx-Falle 40, ein Dosierungsmodul 50, einen Partikelfilter 60, und einen Controller 70. Zusätzlich kann ein Turbolader (nicht gezeigt) an dem Auspuff 20 eingebaut sein. Der Turbolader erhöht eine Ansaugluftmenge durch Verwenden von Energie eines Abgases.
Der Motor 10 verbrennt ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, bei dem Kraftstoff und Luft vermischt werden, um somit chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Der Motor 10 ist mit einem Einlasskrümmer 16 verbunden, um so die Luft in einer Verbrennungskammer 12 aufzunehmen, und ist mit einem Abgaskrümmer 18 derart verbunden, dass das in dem Verbrennungsvorgang erzeugte Abgas in dem Abgaskrümmer 18 gesammelt wird und nach außen abgegeben wird. In der Verbrennungskammer 12 ist ein Injektor 14 eingebaut, um den Kraftstoff in die Verbrennungskammer 12 einzuspritzen.
Die Anmeldung wird beispielhaft anhand eines Dieselmotors beschrieben, jedoch kann ein Magergemisch-Benzinmotor ebenfalls verwendet werden. Für den Fall, dass der Benzinmotor verwendet wird, strömt das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Verbrennungskammer 12 durch den Einlasskrümmer 16, und eine Zündkerze (nicht dargestellt) ist an einem oberen Abschnitt der Verbrennungskammer 12 befestigt. Zusätzlich, falls eine Benzindirekteinspritzung (GDI) eingesetzt wird, ist der Injektor 14 an dem oberen Abschnitt der Verbrennungskammer 12 eingebaut.
Der Auspuff 20 ist mit dem Abgaskrümmer 18 verbunden, um das Abgas nach außerhalb des Fahrzeugs abzugeben. Die LNT 40, das Dosierungsmodul 50 und der Partikelfilter 60 sind an dem Auspuff 20 eingebaut, um in dem Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoff, Kohlenmonoxid, Feinstaub, und Stickoxid (NOx) zu entfernen.
Die AGR-Vorrichtung 30 ist an dem Auspuff 20 eingebaut, und ein Teil des von dem Motor 10 ausgestoßenen Abgases wird dem Motor 10 durch die AGR-Vorrichtung 30 wieder zugeführt. Zudem ist die AGR-Vorrichtung 30 mit dem Einlasskrümmer 16 verbunden, um die Verbrennungstemperatur zu steuern durch Mischen eines Teils des Abgases mit der Luft. Eine derartige Steuerung der Verbrennungstemperatur erfolgt durch das Steuern der Menge an Abgas, die dem Einlasskrümmer 16 wieder zugeführt wird, durch das Steuern des Controllers 70. Deshalb kann ein von dem Controller 70 gesteuertes Rezirkulationsventil (nicht dargestellt) an einer Leitung eingebaut sein, welche die AGR-Vorrichtung 30 und den Einlasskrümmer 16 verbindet.
Ein erster Sauerstoffsensor (oder eine erste Lambdasonde) 72 ist an dem Auspuff 20 stromabwärts der AGR-Vorrichtung 30 eingebaut. Der erste Sauerstoffsensor 72 detektiert eine Sauerstoffmenge in dem durch die AGR-Vorrichtung 30 strömenden Abgas und überträgt das dementsprechende Signal an den Controller 70, um eine durch den Controller 70 durchgeführte magere/fette Steuerung des Abgases zu unterstützen. In dieser Anmeldung wird der von dem ersten Sauerstoffsensor 72 detektierte Wert als Lambda stromaufwärts der LNT bezeichnet.
Zudem ist ein erster Temperatursensor 74 an dem Auspuff 20 stromabwärts der AGR-Vorrichtung 30 eingebaut und detektiert eine Temperatur des durch die AGR-Vorrichtung 30 strömenden Abgases.
Die LNT 40 ist an dem Auspuff 20 stromabwärts der AGR-Vorrichtung 30 eingebaut. Die LNT 40 adsorbiert das in dem Abgas enthaltene Stickoxid (NOx) bei einem mageren Kraftstoff-Luft-Verhältnis und gibt das adsorbierte Stickoxid frei und reduziert das in dem Abgas enthaltene Stickoxid oder das freigegebene Stickoxid bei einem fetten Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Zudem kann die LNT 40 in dem Abgas enthaltenes Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC) oxidieren.
Hierbei repräsentiert Kohlenwasserstoff alle Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in dem Abgas und dem Kraftstoff enthalten sind.
Ein zweiter Sauerstoffsensor 76, ein zweiter Temperatursensor 78, und ein erster NOx-Sensor 80 sind an dem Auspuff 20 stromabwärts der LNT 40 eingebaut.
Der zweite Sauerstoffsensor (oder eine zweite Lambdasonde) 76 detektiert eine Sauerstoffmenge in dem in den Partikelfilter 60 strömenden Abgas und überträgt ein dementsprechendes Signal an den Controller 70. Der Controller 70 kann eine magere/fette Steuerung des Abgases basierend auf den detektierten Werten des ersten Sauerstoffsensors 72 und des zweiten Sauerstoffsensors 76 durchführen. In dieser Anmeldung wird der von dem zweiten Sauerstoffsensor 76 detektierte Wert als Lambda stromabwärts der LNT bezeichnet.
Der zweite Temperatursensor 78 detektiert eine Temperatur des in den Partikelfilter 60 strömenden Abgases und überträgt ein dementsprechendes Signal an den Controller 70.
Der erste NOx-Sensor 80 detektiert eine NOx-Konzentration in dem Abgas, welches in den Partikelfilter 60 strömt, um überträgt ein demensprechendes Signal an den Controller 70. Die von dem ersten NOx-Sensor 80 detektierte NOx-Konzentration kann verwendet werden, um die Menge des Reduktionsmittels zu bestimmen, das von dem Dosierungsmodul 50 eingespritzt wird.
Das Dosierungsmodul 50 ist an dem Auspuff 20 stromaufwärts des Partikelfilters 60 eingebaut und spritzt das Reduktionsmittel gesteuert von dem Controller 70 in das Abgas ein. Typischerweise spritzt das Dosierungsmodul 50 Harnstoff ein und der eingespritzte Harnstoff wird hydrolisiert und in Ammoniak umgewandelt. Jedoch ist das Reduktionsmittel nicht auf Ammoniak beschränkt.
Ein Mischer 55 ist an dem Auspuff 20 stromabwärts des Dosierungsmoduls 50 eingebaut und mischt das Reduktionsmittel und das Abgas gleichmäßig.
Der Partikelfilter 60 ist an dem Auspuff stromabwärts des Mischers 55 eingebaut, fängt in dem Abgas enthaltene Partikel ein, und reduziert das in dem Abgas enthaltene Stickoxid mithilfe des von dem Dosierungsmodul 50 eingespritzten Reduktionsmittels. Zu diesen Zwecken umfasst der Partikelfilter 60 einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion an einem Dieselpartikelfilter (SDPF) 62 und einen zusätzlichen Katalysator 64 zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR), ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein SCR-Katalysator in dieser Anmeldung und den Ansprüchen, sofern nicht anderweitig beschrieben, den SCR-Katalysator selbst oder den SDPF beinhaltet.
Der SDPF 62 wird gebildet durch Beschichten des SCR an Wänden, welche Kanäle des DPF definieren. Im Allgemeinen umfasst der DPF eine Vielzahl von Einlasskanälen und Auslasskanälen. Jeder Einlasskanal umfasst ein Ende, das offen ist, wohingegen das andere Ende verschlossen ist, und nimmt das Abgas von einem vorderen Ende des DPF auf. Zudem umfasst jeder Auslasskanal ein Ende das verschlossen ist, wohingegen das andere Ende offen ist, und leitet das Abgas von dem DPF ab. Das Abgas, das durch die Einlasskanäle in den DPF strömt betritt die Auslasskanäle durch poröse Wandungen, welche die Einlasskanäle und die Auslasskanäle voneinander trennen. Danach wird das Abgas von dem DPF durch die Auslasskanäle abgeleitet. Wenn das Abgas durch die porösen Wandungen strömt, werden die in dem Abgas enthaltenen Partikel gefangen. Zudem verringert der SCR Katalysator, der auf dem SDPF 62 beschichtet ist, das in dem Abgas enthaltene Stickoxid mithilfe des von dem Dosierungsmodul 50 eingespritzten Reduktionsmittels.
Der zusätzliche SCR-Katalysator 64 ist an der Rückseite des SDPF 62 verbaut. Der zusätzliche SCR-Katalysator 64 reduziert das Stickoxid, das von dem SDPF 62 nicht gereinigt wurde, weiter. Der zusätzliche SCR-Katalysator 64 kann physisch getrennt von dem SDPF 62 eingebaut sein.
Unterdessen ist ein Druckdifferenzsensor 66 an dem Auspuff 20 eingebaut. Der Druckdifferenzsensor 66 detektiert eine Druckdifferenz zwischen einem vorderen Endabschnitt und einem hinteren Endabschnitt des Partikelfilters 60, und überträgt ein dementsprechendes Signal an den Controller 70. Der Controller 70 kann den Partikelfilter 60 dahingehend steuern, regeneriert zu werden, falls die von dem Druckdifferenzsensor 66 detektierte Druckdifferenz größer als ein vorgegebener Druck ist. In diesem Fall spritzt der Injektor 14 den Kraftstoff nach, um die in dem Partikelfilter 60 gefangenen Partikel zu verbrennen.
Zudem ist ein zweiter NOx-Sensor 82 an dem Auspuff 20 stromabwärts des Partikelfilters 60 eingebaut. Der zweite NOx-Sensor 82 detektiert eine Stickoxidkonzentration in dem von dem Partikelfilter 60 ausgestoßenen Abgas und überträgt ein dementsprechendes Signal an den Controller 70. Der Controller 70 kann basierend auf dem von dem zweiten NOx-Sensor 82 detektierten Wert überprüfen, ob das in dem Abgas enthaltene Stickoxid normal in dem Partikelfilter 60 entfernt wurde. Das bedeutet, der zweite NOx-Sensor 82 kann verwendet werden, um die Leistung des Partikelfilters 60 zu beurteilen.
Der Controller 70 bestimmt einen Fahrzustand des Motors basierend auf den von jedem Sensor übertragenen Signalen, und führt die Mager/Fett-Steuerung durch und steuert die Menge des Reduktionsmittels, das von dem Dosierungsmodul 50 eingespritzt wird, basierend auf dem Fahrzustand des Motors. Zum Beispiel kann der Controller 70 das NOx von der LNT 40 freigeben durch Steuern des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zu einer fetten Atmosphäre und kann das freigegeben NOx mithilfe des in dem Abgas enthaltenen Reduktionsmittels reduzieren (dies wird in dieser Anmeldung als „Regeneration der LNT“ bezeichnet). Zudem kann der Controller 70 das NOx an dem SDPF 60 durch Einspritzen des Reduktionsmittels entfernen. Die magere/fette Ansteuerung kann durch Steuern der von dem Injektor 14 eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgen.
Der Controller 70 ist mit einer Vielzahl von Feldern, Eigenschaften des LNT, und Korrekturkoeffizienten bereitgestellt und kann den Regenerationsstartzeitpunkt und den Regenerationsendzeitpunkt darauf basierend steuern. Die Vielzahl von Feldern, Eigenschaften der LNT, und Korrekturkoeffizienten kann durch eine Reihe von Experimenten vorgegeben werden.
Zudem steuert der Controller 70 die Regeneration des Partikelfilters 60 und die Entschwefelung der LNT 40.
Zu diesen Zwecken kann der Controller 70 einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die von einem vorgegebenen Programm aktiviert werden, und das vorgegebene Programm kann dazu programmiert sein, jeden der Schritte des Verfahrens zur Regeneration der LNT durchzuführen.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Beziehung einer Eingabe und Ausgabe eines Controllers veranschaulicht, der in einem Verfahren zur Regeneration einer LNT eines Abgasreinigungssystems verwendet wird.
Wie in 2 gezeigt sind der erste Sauerstoffsensor 72, der erste Temperatursensor 74, der zweite Sauerstoffsensor 76, der zweite Temperatursensor 78, der erste NOx-Sensor 80, der zweite NOx-Sensor 82, der Druckdifferenzsensor 66 und ein Einlass-Durchflussmesser 11 elektrisch mit dem Controller 70 verbunden und übertragen die detektierten Werte an den Controller 70.
Der erste Sauerstoffsensor 72 detektiert die Sauerstoffmenge in dem durch die AGR-Vorrichtung 30 strömenden Abgas und überträgt das dementsprechende Signal an den Controller 70. Der Controller 70 kann die magere/fette Steuerung des Abgases basierend auf der von dem ersten Sauerstoffsensor 72 in dem Abgas detektierten Sauerstoffmenge durchführen. Der von dem ersten Sauerstoffsensor 72 detektierte Wert kann als Lambda stromaufwärts dargestellt sein. Das Lambda bezeichnet ein Verhältnis von tatsächlichem Kraftstoff/Luft-Verhältnis zu stöchiometrischem Kraftstoff/Luft-Verhältnis. Falls Lambda größer als 1 ist, ist das Kraftstoff/Luft-Verhältnis mager. Auf der anderen Seite ist das Kraftstoff/Luft-Verhältnis fett, falls Lambda kleiner als 1 ist.
Der erste Temperatursensor 74 detektiert die Temperatur des durch die AGR-Vorrichtung 30 strömenden Abgases und überträgt das dementsprechende Signal an den Controller 70.
Der zweite Sauerstoffsensor 76 detektiert die Sauerstoffmenge des in den Partikelfilter 60 strömenden Abgases und überträgt das dementsprechende Signal an den Controller 70. Der von dem zweiten Sauerstoffsensor 76 detektierte Wert kann als Lambda stromabwärts dargestellt sein.
Der zweite Temperatursensor 78 detektiert die Temperatur des in den Partikelfilter 60 strömenden Abgases und überträgt das dementsprechende Signal an den Controller 70.
Der erste NOx-Sensor 80 detektiert die NOx-Konzentration in dem in den Partikelfilter 60 strömenden Abgas und überträgt das dementsprechende Signal an den Controller 70.
Der zweite NOx-Sensor 82 detektiert die NOx-Konzentration des von dem Partikelfilter 60 ausgestoßenen Abgases und überträgt das entsprechende Signal an den Controller 70.
Der Druckdifferenzsensor 66 detektiert die Druckdifferenz zwischen einem vorderen Endabschnitt und einem hinteren Endabschnitt des Partikelfilters 60 und überträgt das dementsprechende Signal an den Controller 70.
Der Einlassdurchflussmesser 11 detektiert einen Einlassluftstrom, der einem Ansaugsystem des Motors 10 zugeführt wird, und überträgt das dementsprechende Signal an den Controller 70.
Der Controller 70 bestimmt den Fahrzustand des Motors, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, das Kraftstoffeinspritzmuster, die Einspritzmenge des Reduktionsmittels, den Regenerationszeitpunkt des Partikelfilters 60, und den Entschwefelungs-/Regenerationszeitpunkt der LNT 40 basierend auf dem übertragenen Wert, und gibt ein Signal zum Steuern des Injektors 14 und des Dosierungsmoduls 50 an den Injektor 14 und das Dosierungsmodul 50 aus. Zudem kann der Controller 70 den Regenerationsstartzeitpunkt und den Regenerationsendzeitpunkt der LNT 40 basierend auf den übertragenen Werten bestimmen.
Unterdessen kann eine Vielzahl von Sensoren in der Abgasreinigungsvorrichtung eingebaut sein, die nicht denen der in 2 veranschaulichten Sensoren entsprechen. Zum besseren Verständnis und zur einfacheren Beschreibung wird jedoch auf eine Beschreibung der Vielzahl von Sensoren verzichtet.
Die 3 bis 11 sind Ablaufdiagramme eines Verfahrens zur Regeneration der LNT gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Wie in 3 gezeigt überwachen der Controller 70 und verschiedene Sensoren Motor/Fahrzeug/Umgebungs-/Sensorbedingungen in Schritt S100, und der Controller 70 bestimmt ob die Motor/Fahrzeug/Umgebungs-/Sensorbedingungen eine Regenerationsfreigabebedingung der LNT in Schritt S110 in dem Verfahren zur Regeneration der LNT gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erfüllen. Zudem überwachen der Controller 70 und verschiedene Sensoren Motor/Fahrzeug/LNT/SCR-Katalysator in Schritt S120, und der Controller 70 bestimmt, ob die Zustände des Motors/Fahrzeugs/LNT/SCR-Katalysators eine Regenerationsanforderungsbedingung der LNT in Schritt S130 erfüllen. Danach führt der Controller 70 die Regeneration der LNT 40 in Schritt S140 durch, falls sowohl die Regenerationsfreigabebedingung der LNT und die Regenerationsanforderungsbedingung der LNT erfüllt sind. Falls weder die Regenerationsfreigabebedingung der LNT noch die Regenerationsanforderungsbedingung der LNT erfüllt sind, führt der Controller 70 die Regeneration der LNT 40 nicht durch und prüft fortlaufend, ob eine nichterfüllte Bedingung erfüllt ist.
In Bezugnahme auf 4 wird das Verfahren zur Regeneration der LNT genauer beschrieben.
Wie in 4 gezeigt beginnt das Verfahren zur Regeneration der LNT mit dem Detektieren oder Berechnen verschiedener Daten. Das bedeutet, der Controller 70 detektiert oder berechnet in Schritt S200 eine Durchflussmenge des durch die LNT 40 strömenden Abgases, detektiert oder berechnet in Schritt S205 eine NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40, detektiert oder berechnet in Schritt S210 eine NOx-Konzentration stromabwärts der LNT 40, detektiert oder berechnet in Schritt S215 eine Temperatur stromaufwärts des Turboladers (nachfolgend als „Turbotemperatur stromaufwärts“ bezeichnet), und detektiert oder berechnet in Schritt S220 eine Kraftstofftemperatur, und detektiert oder berechnet in Schritt S225 ein Motordrehmoment. Hierbei bezeichnet eine Durchflussmenge eine Masse pro Zeiteinheit. Die Masse wird durch Integration der Durchflussmenge über einer Zeit berechnet. Zudem umfasst der Controller 70 einen Sensor, der mit dem Controller 70 elektrisch verbunden ist und die Daten detektiert.
Die Durchflussmenge des durch die LNT 40 strömenden Abgases kann berechnet werden aus dem von dem Einlassdurchflussmesser 11 detektierten Ansaugluftstrom und einer AGR-Menge oder kann durch einen zusätzlichen Sensor detektiert werden, die NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40 kann aus einer NOx-Masse berechnet werden, die gemäß dem Fahrzustand der Motors und einer Masse des Abgases erzeugt wird oder kann von einem zusätzlichen Sensor detektiert werden, und die NOx-Konzentration stromabwärts der LNT 40 kann berechnet werden aus einer NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40 und einem Zustand der LNT 40 und kann von dem ersten NOx-Sensor 80 detektiert werden. Die Temperatur stromaufwärts des Turboladers kann berechnet werden aus dem Fahrzustand des Motors oder aus der Temperatur des von dem ersten Temperatursensors 74 detektierten Abgases, die Kraftstofftemperatur kann von einem Temperatursensor detektiert werden, der in einem Kraftstofftank oder an einer Kraftstoffzufuhrleitung installiert ist, und das Motordrehmoment kann aus dem Fahrzustand des Motors berechnet werden.
Zudem detektiert der Controller 70 eine Batteriespannung in Schritt S230, detektiert eine Kühlmitteltemperatur in Schritt S235, detektiert in den Schritten S240 und S245 einen Zustand des ersten Sauerstoffsensors 72 und einen Zustand des zweiten Sauerstoffsensors 76, detektiert in eine Motordrehzahl in Schritt S250, und detektiert in Schritt S255 eine gegenwärtig eingelegte Schaltstufe. Hierbei zeigt ein Zustand eines Sensors auf, dass der Sensor aktiviert ist. Falls der Sensor deaktiviert ist, kann der Zustand des Sensors ein Wert „wahr“ oder „1“ sein. Falls der Sensor jedoch nicht aktiviert ist, kann der Zustand des Sensors „falsch“ oder „0“ sein.
Zudem detektiert oder berechnet der Controller 70 in den Schritten S260 und S265 Lambda stromaufwärts und Lambda stromabwärts, detektiert oder berechnet in den Schritten S270 und S275 die Temperatur des Abgases stromaufwärts der LNT 40 und die Temperatur des Abgases stromabwärts der LNT 40, berechnet ein NOx-Adsorptionsverhältnis der LNT 40 in Schritt S280, detektiert einen Motorbetriebsmodus in Schritt S285, berechnet in Schritt S290 eine in der LNT 40 adsorbierte NOx-Masse (NOx-Adsorption in der LNT 40), und berechnet in Schritt S295 eine durchschnittliche Temperatur der LNT 40. Das bedeutet, Lambda stromaufwärts und Lambda stromabwärts können von dem ersten Sauerstoffsensor 72 und dem zweiten Sauerstoffsensor 76 detektiert werden oder können basierend auf einem Fahrzustand des Motors und dem Zustand der LNT 40 von dem Controller 70 berechnet werden. Die Temperatur des Abgases stromaufwärts der LNT 40 und die Temperatur des Abgases stromabwärts der LNT 40 können von den ersten und zweiten Temperatursensoren 74 und 78 detektiert werden oder basierend auf dem Fahrzustand des Motors von dem Controller 70 berechnet werden. Die NOx-Adsorptionsrate der LNT 40 kann von dem Controller 70 berechnet werden aus einer maximalen NOx-Adsorption in der LNT 40 (maximale in der LNT 40 adsorbierte Masse) und einer tatsächlichen NOx-Adsorption in der LNT 40 (tatsächliche in der LNT 40 adsorbierte Masse) basierend auf dem Fahrzustand des Motors und dem Zustand der LNT 40, und die durchschnittliche Temperatur der LNT 40 kann von dem Controller 70 berechnet werden aus der Temperatur des Abgases stromaufwärts der LNT 40 und der Temperatur des Abgases stromabwärts der LNT 40.
Unterdessen umfasst der Motorbetriebsmodus einen normalen Modus, einen LNT-Regenerationsmodus, einen LNT-Entschwefelungsmodus, einen SDPF-Regenerationsmodus, einen SDPF-Entschwefelungsmodus, und so weiter. Der normale Modus ist ein Modus, der weder der LNT-Regenerationsmodus, der LNT-Entschwefelungsmodus, der SDPF-Regenerationsmodus, noch der SDPF-Entschwefelungsmodus ist.
Zudem detektiert der Controller 70 in Schritt S300 eine Fahrzeuggeschwindigkeit, berechnet in Schritt S305 einen Alterungsfaktor der LNT 40, detektiert in Schritt S310 einen Verlagerungsweg des Fahrzeugs, detektiert in Schritt S315 eine Massenstrom von Luft, die dem Motor 10 bei der Regeneration zu geführt wird (d.h. bei fettem Kraftstoff-Luft-Verhältnis), berechnet in Schritt S320 einen Soll-Lambda bei der Regeneration, und berechnet in Schritt S325 eine Sauerstoffmasse, die in der LNT 40 adsorbiert wurde (Sauerstoff (O₂) Adsorption in der LNT). Hierbei kann der Alterungsfaktor der LNT 40 gemäß einer Nutzungszeitspanne der LNT 40 berechnet werden, der Massenstrom der Luft, die dem Motor 10 bei der Regeneration zugeführt wird, kann von dem Einlassdurchflussmesser 11 bei der Regeneration detektiert werden, das Soll-Lambda bei der Regeneration kann gemäß dem Fahrzustand des Motors, dem Zustand der LNT 40 und einem Zustand des SDPF 60 bestimmt werden, und die in der LNT 40 adsorbierte Sauerstoffmasse kann auf Grundlage der Temperatur der LNT 40, dem Betriebsverlauf der Motors nach der vorherigen Regeneration der LNT 40, dem Alterungsfaktor der LNT 40, und so weiter berechnet werden.
Zudem berechnet der Controller 70 in Schritt S330 eine Soll-NH₃-Adsorption in dem SDPF 60 (Soll-NH₃-Masse, die in dem SDPF 60 adsorbiert wurde), berechnet in Schritt S335 eine NOx-Durchflussmenge stromabwärts des SDPF 60, detektiert in Schritt S340 einen Zustand des zweiten NOx-Sensors 82, berechnet in Schritt S345 eine NH₃-Adsorption in dem SDPF 60 (NH₃ Masse, die in dem SDPF 60 adsorbiert wurde), und berechnet in Schritt S350 eine NOx-Reinigungseffizienz des SDPF 60. Hierbei kann die Soll-NH₃-Adsoprtion in dem SDPF 60 aus einem vorgegeben Feld basierend auf der Temperatur des SDPF 60, einem Lambda stromaufwärts des SDPF, der NOx-Reinigungseffizienz des SDPF 60, und so weiter, berechnet werden. Die NOx-Durchflussmenge stromabwärts des SDPF 60 kann berechnet werden basierend auf der von dem zweiten NOx-Sensor 82 detektierten NOx-Konzentration stromabwärts des SDPF 60, die NH₃-Adsorption in dem SDPF 60 kann berechnet werden basierend auf der Temperatur des SDPF 60, des Lambda stromaufwärts des SDPF und einem Einspritzverlauf des Reduktionsmittels von dem Dosierungsmodul 50, und die NOx-Reinigungseffizienz des SDPF 60 kann berechnet werden auf Grundlage der Temperatur des SDPF 60, dem Lambda stromaufwärts des SDPF, und der NH₃-Adsorption in dem SDPF 60.
Falls verschiedene Daten detektiert und berechnet werden, bestimmt der Controller 70 in Schritt S110, ob die Regenerationsfreigabebedingung der LNT erfüllt ist, auf Grundlage der Durchflussmenge des durch die LNT 40 strömenden Abgases, der NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40, der NOx-Konzentration stromabwärts der LNT 40, der Temperatur stromaufwärts des Turboladers, der Kraftstofftemperatur, dem Motordrehmoment, der Batteriespannung, der Kühlmitteltemperatur, dem Zustand des ersten Sauerstoffsensors 72, dem Zustand des zweiten Sauerstoffsensors 76, der Motordrehzahl, der Schaltstufe, Lambda stromaufwärts, Lambda stromabwärts, der Temperatur des Abgases stromaufwärts der LNT 40, der Temperatur des Abgases stromabwärts der LNT 40, dem NOx-Adsorptionsverhältnis der LNT 40, der NOx-Adsorption in der LNT 40, und der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40. Bei diesem Vorgang detektiert der Controller 70 in Schritt S382 einen Temperaturzustand stromaufwärts des Turboladers, detektiert in Schritt S384 einen Schaltstufenzustand, detektiert in Schritt S386 einen allgemeine NOx-Freigabebedingungszustand, gibt in Schritt S388 ein Rücksetzungssignal der NOx- und O₂-Adsorption aufgrund der Lambdasensorsynchronisierung aus, wobei detektiert wird, ob in Schritt S390 die Lambdasondensynchronisierung aufritt und wobei detektiert wird, ob eine Lambdasonden-Anforderungsschaltung eingeschaltet ist. Der Temperaturzustand stromaufwärts des Turboladers stellt dar, ob die Temperatur stromaufwärts des Turboladers innerhalb eines vorgegeben Bereichs liegt. Das bedeutet, dass falls die Temperatur stromaufwärts des Turboladers innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, der Temperaturzustand stromaufwärts des Turboladers einen Wert „Wahr“ oder „1“ annehmen kann. Im Gegensatz dazu, falls die Temperatur stromaufwärts des Turboladers nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, kann der Temperaturzustand stromaufwärts des Turboladers einen Wert „Falsch“ oder „0“ annehmen. Auf ähnliche Weise stellt der Schaltstufenzustand dar, ob die Schaltstufe innerhalb eines vorgegebenen Schaltstufenbereichs liegt, der allgemeine NOx-Freigabebedingungszustand stellt dar, ob gegenwärtige Motor/Umgebungs-/LNT-Bedingungen allgemeine Bedingungen erfüllen, bei denen das NOx freigegeben werden kann, und ob die Lambdasondensynchronisierung auftritt stellt dar, ob ein Unterschied zwischen den jeweils von den ersten und zweiten Sauerstoffsensoren 72 und 76 detektierten Lambdawerten kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist. Zudem, falls das Rücksetzsignal der NOx- und O₂-Adsorption ausgegeben wird, setzt der Controller 70 die NOx-Adsorption in der LNT 40 und die O₂-Adsorption in der LNT 40 (O2-Masse, die in der LNT 40 adsorbiert ist) auf 0 oder einen vorgegebenen Wert zurück. Ferner, falls die Lambdasonden-Synchronisierungsanforderungsschaltung eingeschaltet ist, führt der Controller 70 verschiedene Steuerungen zum Synchronisieren der Lambdasensoren durch.
Zudem bestimmt der Controller 70 in Schritt S310, ob die Regenerationsanforderungsbedingung der LNT 40 erfüllt ist, basierend darauf, ob die Lambdasondensynchronisierung erfolgt, ob die Lambdasonden-Synchronisierungsanforderungsschaltung eingeschaltet ist, dem Motorbetriebsmodus, der NOx-Adsorption in der LNT 40, der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Alterungsfaktor der LNT 40, der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der Durchflussmenge an Luft, die dem Motor 10 bei der Regeneration zugeführt wird (d.h. bei einem fetten Kraftstoff-Luft-Verhältnis), dem Soll-Lambda bei der Regeneration, der O₂-Adsorption in der LNT 40, der Ziel-NH₃-Adsorption in dem SDPF 60, der NOx-Durchflussmenge stromabwärts des SDPF 60, dem Zustand des zweiten NOx-Sensors 82, der NH₃-Adsorption in dem SDPF 60, der NOx-Reinigungseffizienz des SDPF 60, und so weiter.
Danach, falls die Regenerationsfreigabebedingung der LNT und die Regenerationsanforderungsbedingung der LNT erfüllt sind, gibt der Controller 70 ein Regenerationssignal aus und führt in Schritt S140 die Regeneration der LNT 40 aus.
Nachfolgend wird in Bezug auf 5 der Schritt S110 aus 4 genauer beschrieben.
In Bezugnahme auf 5 umfasst Schritt S110 in Schritt S400 das Bestimmen, ob die allgemeine Regenerationsfreigabebedingung erfüllt ist, in Schritt S410 das Bestimmen, ob eine Motorbetriebsbedingung erfüllt ist, in den Schritten S420, S430 und S440 das Bestimmen, ob eine LNT-Zustandsbedingung erfüllt ist, in Schritt S450 das Bestimmen, ob die Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung erfüllt ist, und in Schritt S382 das Bestimmen, ob der Temperaturzustand stromaufwärts des Turboladers erfüllt ist. In Schritt S442 gibt der Controller 70 eine Regenerationsfreigabesignal der LNT 40 aus, falls sowohl die allgemeine Regenerationsbedingung, die Motorbetriebsbedingung, die LNT-Zustandsbedingung, die Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung, und die Temperaturbedingung stromaufwärts des Turboladers erfüllt sind.
Genauer bestimmt der Controller 70 in Schritt S400, dass die allgemeine Regenerationsfreigabebedingung erfüllt ist basierend auf dem Zustand des ersten Sauerstoffsensors 72, dem Zustand des zweiten Sauerstoffsensors 76, der Kühlmitteltemperatur, der Batteriespannung, und der Kraftstofftemperatur, und gibt ein entsprechendes Signal aus, falls die allgemeine Regenerationsfreigabebedingung erfüllt ist. Die allgemeine Regenerationsfreigabebedingung umfasst, ob die ersten und zweite Sauerstoffsensoren 72 und 76 aktiviert sind, ob die Kraftstofftemperatur innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs liegt, ob die Batteriespannung innerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs liegt, und ob die Kühlmitteltemperatur innerhalb eines vorgegebenen Kühlmitteltemperaturbereichs liegt.
Der Controller 70 bestimmt in Schritt S410, ob die Motorbetriebsbedingung erfüllt ist basierend auf dem Motordrehmoment, der Motordrehzahl, und der Schaltstufe, und gibt ein entsprechendes Signal aus, falls die Motorbetriebsbedingung erfüllt ist. Die Motorbetriebsbedingung umfasst eine Motordrehmomentbedingung, eine Motordrehzahlbedingung, eine Schaltstufenbedingung, und eine Drehmomentgradientenbedingung. Falls die Motorbetriebsbedingung erfüllt ist, gibt der Controller 70 ein Erfüllungssignal der Drehmomentgradientenbedingung, ein Erfüllungssignal der Motordrehzahlbedingung, ein Erfüllungssignal der Motordrehzahlbedingung, ein Erfüllungssignal der Motordrehmomentbedingung, und ein Erfüllungssignal der Schaltstufenbedingung in Schritt S411, S412, S413 und S415 aus.
Der Controller 70 bestimmt in Schritt S420, ob eine LNT-Temperaturbedingung erfüllt ist basierend auf dem Massendurchfluss des durch die LNT 40 strömenden Abgases, dem Temperatur des Abgases stromaufwärts der LNT 40, der Temperatur des Abgases stromabwärts der LNT 40, der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40, und dem Motorbetriebsmodus, und gibt ein entsprechendes Signal aus, falls die LNT-Temperaturbedingung erfüllt ist.
Der Controller 70 bestimmt in Schritt S430, ob eine Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen erfüllt ist basierend auf der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40, dem Motorbetriebsmodus, und dem NOx-Adsorptionsverhältnis der LNT 40, und gibt ein entsprechendes Signal aus, falls die Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen erfüllt ist.
Der Controller 70 bestimmt in Schritt S440, ob eine Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne erfüllt ist basierend auf dem Motorbetriebszustand und basierend darauf, ob die Lambdasondensynchronisierung erfolgt, und gibt ein entsprechendes Signal aus, falls die die Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne erfüllt ist. Zu diesem Zeitpunkt gibt der Controller 70 ein Signal aus, das aufzeigt, dass die Lambdasonden-Synchronisierungsanforderungsschaltung bei Schritt S444 eingeschaltet ist.
Der Controller 70 bestimmt in Schritt S450, ob die Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung erfüllt ist, basierend auf dem Zustand des ersten Sauerstoffsensors 72, dem Zustand des zweiten Sauerstoffsensors 76, der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40, dem Motorbetriebsmodus, Lambda stromaufwärts, Lambda stromabwärts, der NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40, der NOx-Konzentration stromabwärts der LNT 40, und der NOx-Adsorption in der LNT 40, und gibt ein Lambdasonden-Synchronisierungssignal und das Rücksetzungssignal des NOx- und O_z-Konzentration aufgrund der Lambdasondensynchronisierung in den Schritten S390 und S388 aus, falls die Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung erfüllt ist. Hierbei kann die NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40 aus der NOx-Masse, die gemäß dem Fahrzustand des Motors erzeugt wurde, und der Masse des Abgases berechnet werden, oder sie kann durch einen zusätzlichen Sensor in Schritt S291 detektiert werden, und die NOx-Konzentration stromabwärts der LNT 40 kann aus der NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40 und dem Zustand der LNT 40 berechnet werden oder sie kann von dem ersten NOx-Sensor 80 in Schritt S292 detektiert werden.
Der Controller 70 bestimmt in Schritt S382 basierend auf der Temperatur stromaufwärts des Turboladers, ob die Temperaturzustandsbedingung stromaufwärts des Turboladers erfüllt ist, und gibt den Temperaturzustand stromaufwärts des Turboladers aus.
Nachfolgend wird in Bezugnahme auf 6 der Schritt S410 aus 5 genauer beschrieben.
Wie in 6 gezeigt berechnet der Controller 70 ein minimales Motordrehmoment und ein maximales Motordrehmoment bei dem gegenwärtigen Fahrzustand des Motors durch Eingeben der Motordrehzahl in vorgebebene Kennfelder 102 und 104, bestimmt in Schritt S504, ob das gegenwärtige Motordrehmoment größer als gleich dem minimalen Motordrehmoment ist, und bestimmt in Schritt S506, ob das gegenwärtige Motordrehmoment kleiner oder gleich dem maximalen Motordrehmoment ist. Danach bestimmt der Controller 70 in Schritt S508, ob die Bedingungen aus den Schritten S504 und S506 erfüllt sind, und gibt das Erfüllungssignal der Motordrehmomentbedingung in Schritt S413 aus, falls beide Bedingungen aus Schritt S504 und S506 erfüllt sind.
Der Controller 70 bestimmt in Schritt S512, ob die gegenwärtige Motordrehzahl höher oder gleich einer vorgegebenen minimalen Motordrehzahl ist, und bestimmt in Schritt S514, ob die gegenwärtige Motordrehzahl niedriger oder gleich einer vorgegeben maximalen Drehzahl ist. Danach bestimmt der Controller 70 in Schritt S516, ob beide Bedingungen aus den Schritten S512 und S514 erfüllt sind und gibt in Schritt S412 ein Erfüllungssignal der Motordrehzahlbedingung aus, falls beide Bedingungen aus Schritt S512 und Schritt S514 erfüllt sind.
Der Controller 70 berechnet in Schritt S502 einen Drehmomentgradienten durch Dividieren einer Differenz zwischen einem vorherigen Motordrehmoment und einem gegenwärtigen Motordrehmoment durch eine Detektionszeitspanne und filtert den Drehmomentgradienten. Zudem berechnet der Controller 70 in Schritt S518 einen Differenz zwischen dem gegenwärtigen Motordrehmoment und dem minimalen Motordrehmoment gemäß der Motordrehzahl, und berechnet in Schritt S520 einen maximalen Drehmomentgradienten durch Dividieren der Differenz durch eine Regenerationszeitspanne (die vorgegeben ist). Danach bestimmt der Controller 70 in Schritt S522, ob der gefilterte Drehmomentgradient kleiner ist als der maximale Drehmomentgradient, und gibt das Erfüllungssignal der Drehmomentbedingung in Schritt S411 aus, falls der gefilterte Drehmomentgradient kleiner als der maximale Drehmomentgradient ist. Die Drehmomentgradientenbedingung soll eine Regeneration immer dann verhindern, wenn das Motordrehmoment hin zu dem minimalen Motordrehmoment abfällt.
Der Controller 70 berechnet eine minimale Schaltstufe durch Eingeben des Motordrehmoments und der Motordrehzahl in ein vorgegebenes Kennfeld 106 und bestimmt in Schritt S510, ob eine gegenwärtig eingelegte Schaltstufe höher oder gleich der minimalen Schaltstufe ist. Falls die gegenwärtig eingelegte Schaltstufe höher oder gleich der minimalen Schaltstufe ist, gibt der Controller 70 das Erfüllungssignal der Schaltstufenbedingung in Schritt S415 aus.
Nachfolgend wird in Bezug auf 7 der Schritt S420 aus 5 genauer beschrieben.
Wie in 7 gezeigt berechnet der Controller 70 eine minimale Temperatur stromaufwärts der LNT 40 durch Eingeben der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40 in ein vorgegebenes Kennfeld 107, und bestimmt in Schritt S530, ob die Temperatur stromaufwärts der LNT 40 höher oder gleich der minimalen Temperatur stromaufwärts der LNT 40 ist. Zudem berechnet der Controller 70 eine minimale Regenerationstemperatur der LNT 40 durch Eingeben der Durchflussmenge des durch die LNT 40 strömenden Abgases in ein vorgegebenes Kennfeld 108, und bestimmt in Schritt S532, ob die durchschnittliche Temperatur der LNT 40 höher als die minimale Regenerationstemperatur der LNT 40 ist. Danach bestimmt der Controller 70 in Schritt S534, ob beide Schritte S530 und S532 erfüllt sind, und gibt in Schritt S422 das Erfüllungssignal der Temperaturbedingung stromaufwärts der LNT aus, falls beide Bedingungen aus Schritt S530 und Schritt S532 erfüllt sind.
Der Controller wählt in Schritt S546 einen Maximalwert aus einer letzten Scheibentemperatur der LNT 40 und der Temperatur stromabwärts der LNT aus, bestimmt in Schritt S540, ob der Motorbetriebsmodus der Regenerationsmodus ist, und berechnet in Schritt S542 eine maximale Regenerationstemperatur der LNT 40 gemäß dem Motorbetriebsmodus.
Hierbei trennt und identifiziert der Controller 70 die LNT 40 als n Scheiben. Das bedeutet, die LNT ist in n Scheiben aufgeteilt von einer ersten Scheibe bis zu einer n-ten Scheibe. Diese n Scheiben sind nacheinander entlang einer Strömung des Abgases angeordnet und sind physisch bzw. virtuell voneinander getrennt. Zudem berechnet der Controller 70 eine erste Scheibentemperatur aus der Temperatur stromaufwärts der LNT 40 und einer Wärme, die an der ersten Scheibe entstanden ist oder aus dieser entzogen wird, und berechnet eine zweite Scheibentemperatur aus der ersten Scheibentemperatur und einer Wärme, die an der zweiten Scheibe entstanden ist oder aus dieser entzogen wird. Auf die gleiche Weise berechnet der Controller 70 die n-te Scheibentemperatur und identifiziert die n-te Scheibentemperatur als die letzte Scheibentemperatur. Im Gegensatz dazu definiert der Controller 70 die Temperatur stromabwärts der LNT 40 als die letzte Scheibentemperatur der LNT 40.
Zudem kann die maximale Regenerationstemperatur der LNT 40 gemäß dem Motorbetriebsmodus vorgegeben werden. Zum Beispiel kann die maximale Regenerationstemperatur der LNT 40 auf 580 °C bei dem Regenerationsmodus gesetzt werden und kann auf 500° bei einem Modus gesetzt werden, der nicht der Regenerationsmodus ist. Die maximale Regenerationstemperatur der LNT 40 gemäß dem Motorbetriebsmodus muss nicht auf die hier beschriebenen Beispiele beschränkt sein und kann entsprechend der Leistung der LNT 40 durch einen Fachmann auf geeignete Weise festgelegt werden.
Falls der maximale Wert der letzten Scheibentemperatur und die Temperatur stromabwärts der LNT 40 und die maximale Regenerationstemperatur der LNT 40 gemäß dem Motorbetriebsmodus berechnet wurden, bestimmt der Controller 70 in Schritt S548, ob der Maximalwert niedriger ist als die maximale Regenerationstemperatur der LNT 40. Falls der Maximalwert niedriger ist als die maximale Regenerationstemperatur der LNT 40, wird in Schritt S424 ein Erfüllungssignal der Temperaturbedingung stromabwärts der LNT 40 ausgegeben.
Nachfolgend wird in Bezugnahme auf 8 der Schritt S430 aus 5 genauer beschrieben.
Wie in 8 gezeigt bestimmt der Controller 70 in Schritt S550, ob der Motorbetriebsmodus der Regenerationsmodus ist, und aktiviert Schritt S552, falls der Motorbetriebsmodus nicht der Regenerationsmodus ist. Zudem berechnet der Controller 70 eine minimale Zeit zwischen Regenerationen durch Eingeben der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40 und dem NOx-Adsorptionsverhältnis der LNT 40 in ein vorgegebenes Kennfeld 110. In Schritt S552 vergleicht der Controller 70 eine aktivierte Zeit, für die der Schritt S552 aktiviert ist, mit der minimalen Zeit zwischen Regenerationen, und gibt das Erfüllungssignal der Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen in Schritt S430 aus, falls die aktivierte Zeit größer ist als die Minimalzeit zwischen Regenerationen.
Nachfolgend wird in Bezugnahme auf 9 der Schritt S440 aus 5 genauer erläutert.
Wie in 9 gezeigt, falls der Regenerationsmodus begonnen wurde, schaltet der Controller 70 einen Zeitnehmer ein und zählt eine Zeit, für die der Regenerationsmodus in Schritt S570 fortschreitet. Zudem bestimmt der Controller 70, ob die Lambdasonden-Synchronisierungsanforderungsschaltung eingeschaltet ist und zählt in Schritt S443 die Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt basierend auf dem Motorbetriebsmodus, ob die Lambdasondensynchronisierung stattfindet, und der Zeit, um die der Regenerationsmodus fortschreitet. Falls die Lambdasondensynchronisierung erfolgt oder die Zeit, um die der Regenerationsmodus fortschreitet, größer oder gleich einer vorgegebenen Zeit ist, gibt der Controller 70 ein Signal zum Einschalten der Synchronisierungsanforderungsschaltung in Schritt S444 aus. Zudem, falls die Anzahl der aufeinanderfolgenden Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, größer oder gleich der vorgegebenen Anzahl ist und die Zeit, um die der Regenerationsmodus fortschreitet, länger oder gleich einer vorgegebenen Zeit ist, schaltet der Controller 70 eine Synchronisierungsanforderungsschaltung an und verändert eine maximal vorgegebene Zeit in Schritt S566. Das bedeutet, dass in Schritt S566 eine erste maximal vorgegebene Zeit und eine zweite maximal vorgegebene Zeit in den Schritten S562 und S564 eingegeben werden. Die erste maximal vorgegebene Zeit stellt einen Zeitraum dar vom Beginn der Regeneration der LNT 40 bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Reinigungseffizienz nicht zunimmt, und ist nicht vorgegeben. Zudem ist die zweite maximal vorgegebene Zeit ein Zeitraum bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Reinigungseffizienz abrupt abfällt. Das bedeutet, die erste maximal vorgegebene Zeit ist eine maximal vorgegebene Zeit, die verwendet wird wenn die Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, kleiner als die vorgegebene Anzahl ist, und die zweite maximal vorgegebene Zeit ist eine maximal vorgegebene Zeit, die verwendet wird, wenn die Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, größer oder gleich einer vorgegebenen Anzahl ist. Falls die Anzahl der aufeinanderfolgenden Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, größer oder gleich der vorgegebenen Anzahl ist, führt der Controller 70 deshalb die Regeneration für die zweite maximal vorgegebene Zeit durch. Hierbei kann eine erhöhte Regenerationsanzahl, mit der die Regeneration für die zweite maximal vorgegebene Zeit durchgeführt wird, vorgegeben sein. Das bedeutet, dass der Controller 70 die Regeneration für die zweite maximal vorgegebene Zeit gemäß der erhöhten Regenerationsanzahl durchführt und dann die Anzahl der aufeinanderfolgenden Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, zurücksetzt.
Wie oben beschrieben, falls die maximal vorgegebene Zeit vorgegeben wurde, bestimmt der Controller 70 in Schritt S576, ob eine Zeitspanne in welcher der Regenerationsmodus fortschreitet länger oder gleich der maximal vorgegebenen Zeit ist, und gibt in Schritt S441 das Erfüllungssignal der Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne aus, falls die Zeitspanne in welcher der Regenerationsmodus fortschreitet, größer oder gleich der maximal vorgegebenen Zeit ist.
Unterdessen bestimmt der Controller 70 in Schritt S572, ob der Motorbetriebsmodus nicht der Regenerationsmodus ist, und gibt ein Rücksetzungssignal in Schritt S574 aus, falls der Motorbetriebsmodus nicht der Regenerationsmodus ist.
Nachfolgend wird in Bezugnahme auf 10 der Schritt S443 aus 9 genauer beschrieben.
Wie in 10 gezeigt bestimmt der Controller 70 in Schritt S582, ober die Zeitspanne um die der Regenerationsmodus fortschreitet länger ist als eine vorgegebene minimale Regenerationszeitspanne und bestimmt in Schritt S584, ob der Motorbetriebsmodus der Regenerationsmodus ist. Danach bestimmt der Controller 70 in Schritt S685, ob beide Bedingungen der Schritte S582 und S584 erfüllt sind und zählt in Schritt S588 die Anzahl der aufeinanderfolgenden Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, falls beide Bedingungen aus Schritt S582 und Schritt S584 erfüllt sind und die Lambdasondensynchronisierung nicht auftritt.
Zudem empfängt oder ließt der Controller 70 in Schritt S592 die vorgegebene Anzahl und entscheidet in Schritt S598, ob die Anzahl der aufeinanderfolgenden Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, größer oder gleich der vorgegebenen Anzahl ist. Falls die Anzahl der aufeinanderfolgenden Schritte, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, größer oder gleich der vorgegebenen Anzahl ist, gibt der Controller 70 ein Signal zum Einschalten der Synchronisierungsanforderungsschaltung in Schritt S444 aus.
Zudem empfängt oder ließt der Controller 70 in Schritt S594 ein Anzahl von Regenerationszeiten, bei denen die Regeneration durchgeführt wurde, und inkrementiert in Schritt S596 die vorgegebene Anzahl und die Regenerationsanzahl. Danach bestimmt der Controller 70 in Schritt S599, ob die Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, größer oder gleich der Summe aus vorgegebener Anzahl und der Regenerationsanzahl ist. Danach, falls die Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, größer oder gleich einer Summe aus der vorgegebenen Anzahl und der Regenerationsanzahl ist und die Lambdasensoren synchronisiert sind, gibt der Controller 70 ein Rücksetzungssignal in Schritt S590 aus. Falls das Rücksetzungssignal in Schritt S590 ausgegeben wurde, kann der Controller 70 die Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse, bei denen die Lambdasondensynchronisierung fehlschlägt, zurücksetzen.
Nachfolgend wird in Bezugnahme auf 11 der Schritt S450 aus 5 genauer beschrieben.
Wie in 11 gezeigt detektiert der Controller 70, ob der erste Sauerstoffsensor 72 und der zweite Sauerstoffsensor aktiviert sind und bestimmt in Schritt S602, ob sowohl Lambda stromabwärts als auch Lambda stromaufwärts kleiner als 1 ist, falls der erste Sauerstoffsensor 72 und der zweite Sauerstoffsensor aktiviert sind. Zudem empfängt oder ließt der Controller 70 in Schritt S604 einen vorgegebene Versatz und bestimmt in Schritt S608, ob eine Differenz zwischen dem Lambda stromabwärts und dem Lambda stromaufwärts kleiner als der Versatz ist. Danach, falls der erste Sauerstoffsensor 72 und der zweite Sauerstoffsensor aktiviert sind, sind sowohl Lambda stromabwärts als auch Lambda stromaufwärts kleiner als 1, und die Differenz zwischen Lambda stromabwärts und Lambda stromaufwärts ist kleiner als der Versatz, und der Controller 70 bestimmt in Schritt S610, dass die Lambdasondensynchronisierung stattfindet.
Zudem bestimmt der Controller 70 in Schritt S606, ob das NH₃ an der LNT 40 erzeugt wird basierend auf Lambda stromaufwärts, dem Motorbetriebsmodus, der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40, der NOx-Adsorption in der LNT 40, der NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40 und der NOx-Konzentration stromabwärts der LNT 40. Genauer berechnet der Controller 70 eine fettes Vorgangsverhältnis, wenn der Motorbetriebsmodus der Regenerationsmodus ist, basierend auf Lambda stromaufwärts, der durchschnittlichen Temperatur der LNT 40, der NOx-Adsorption in der LNT 40, der NOx-Konzentration stromaufwärts der LNT 40 und der NOx-Konzentration stromabwärts der LNT 40. Der Controller 70 bestimmt, dass das NH₃ an der LNT 40 erzeugt wird, falls die Rate des fetten Vorgangs größer oder gleich einer vorgegebenen fetten Vorgangsrate ist. Im Gegensatz dazu kann der Controller 70 bestimmen, dass das NH₃ an der LNT 40 erzeugt wird, falls die Zeitspanne in welcher die Regenerationsmodus fortschreitet, länger oder gleich einer vorgegebenen NH₃-Erzeugungszeit ist.
Danach bestimmt der Controller 70 in Schritt S612, ob der Schritt S610 oder S606 erfüllt ist. Falls Schritt S612 erfüllt ist, gibt der Controller 70 in Schritt S390 das Lambdasonden-Synchronisationssignal aus. Gleichzeit gibt der Controller 70 in Schritt S452 das Erfüllungssignal der Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung aus und gibt das Rücksetzungssignal der NOx- und O₂-Adsorption aufgrund der Lambdasondensynchronisierung in Schritt S388 aus.

Claims

Verfahren zum Regenerieren einer Mager-NOx-Falle (40) eines Abgasreinigungssystems, das mit der Mager-NOx-Falle (LNT) (40) bereitgestellt ist, umfassend: • Bestimmen, ob eine Regenerationsfreigabebedingung der LNT (40) erfüllt ist; • Bestimmen, ob eine Regenerationsanforderungsbedingung der LNT (40) erfüllt ist; und • Durchführen der Regeneration der LNT (40), wenn die Regenerationsfreigabebedingung der LNT (40) und die Regenerationsanforderungsbedingung der LNT (40) erfüllt sind, wobei die Regenerationsfreigabebedingung der LNT (40) erfüllt ist, wenn sowohl eine Motorbetriebsbedingung, eine LNT-Zustandsbedingung und eine Lambdasondenbedingung erfüllt sind, wobei der Motorbetriebszustand erfüllt ist, wenn ein Motordrehmoment gemäß einer Motordrehzahl zwischen einem minimalen Motordrehmoment und einem maximalen Motordrehmoment liegt, die Motordrehzahl zwischen einer minimalen Motordrehzahl und einer maximalen Motordrehzahl liegt, eine Schaltstufe höher oder gleich einer minimalen Schaltstufe gemäß der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment ist, und ein Drehmomentgradient kleiner ist als ein maximaler Drehmomentgradient gemäß dem minimalen Motordrehmoment, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasreinigungssystem ferner mit einem Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) (64) bereitgestellt ist, und der maximale Drehmomentgradient berechnet wird durch Dividieren einer Differenz zwischen dem minimalen Motordrehmoment und einem gegenwärtigen Motordrehmoment durch eine vorgegebene Regenerationszeitspanne.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die LNT-Zustandsbedingung erfüllt ist, wenn sowohl eine LNT-Temperaturbedingung, eine Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen, und eine Bedingung der maximalen Regenrationszeitspanne erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die LNT-Temperaturbedingung erfüllt ist, wenn eine Temperatur stromaufwärts der LNT (40) höher ist als eine minimale Temperatur stromaufwärts der LNT (40) gemäß einer Durchschnittstemperatur der LNT(40), die durchschnittliche Temperatur der LNT (40) höher ist als eine minimale Regenerationstemperatur der LNT (40) gemäß einer Durchflussmenge eines durch die LNT (40) strömenden Abgases, und eine Temperatur stromabwärts der LNT (40) niedriger ist als eine maximale Regenerationstemperatur der LNT(40).
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die maximale Regenerationstemperatur der LNT (40) gemäß eines Motorbetriebsmodus vorgegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen erfüllt ist, wenn eine seit der letzten Regeneration verstrichene Zeit größer ist als eine minimale Zeit zwischen Regenerationen gemäß einer durchschnittlichen Temperatur der LNT (40) und einem Stickoxidadsorptionsverhältnis der LNT (40).
Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, wobei die Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne erfüllt ist, wenn eine seit dem Beginn der Regeneration verstrichene Zeit größer oder gleich einer vorgegebenen Maximalzeit ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die vorgegebene Maximalzeit gemäß einer Anzahl aufeinanderfolgender Ereignisse, bei denen eine Lambdasonden-Synchronisierung fehlschlägt, veränderbar ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Differenz zwischen von ersten und zweiten Sauerstoffsensoren, die der LNT (40) jeweils vorgeschaltet und nachgeschaltet sind, detektierten Werten kleiner ist als ein vorgegebener Wert oder Ammoniak (NH3) an der LNT (40) erzeugt wird.
Abgasreinigungssystem für einen Motor (10) beinhaltend einen Injektor (14), der dazu konfiguriert ist, Kraftstoff in den Motor (10) einzuspritzen, wobei der Motor (10) durch Verbrennen eines Kraftstoff/Luft-Gemischs Leistung generiert, der Motor (10) ein in einem Verbrennungsvorgang erzeugtes Abgas nach außen durch einen Auspuff (20) ausstößt, und das Abgasreinigungssystem aufweist: • eine Mager-NOx-Falle (LNT) (40), die an einem Auspuff (20) befestigt ist und dazu konfiguriert ist, Stickstoffoxid (NOx) zu adsorbieren, das in dem Abgas bei einem mageren Kraftstoff/Luft-Verhältnis enthalten ist, das adsorbierte Stickstoffoxid bei einem fetten Kraftstoff/Luft-Verhältnis freizugeben, und das in dem Abgas oder dem freigegeben Stickstoffoxid enthaltene Stickstoffoxid mithilfe eines Reduktionsmittels beinhaltend Kohlenstoff oder Wasserstoff, die in dem Abgas enthalten sind, zu reduzieren; • ein Dosierungsmodul (50), das an dem Auspuff (20) der LNT (40) nachgeschaltet eingebaut ist und dazu konfiguriert ist, ein Reduktionsmittel direkt in das Abgas einzuspritzen; und • einen Controller (70), der dazu konfiguriert ist, mithilfe der LNT (40) und/oder einem SCR-Katalysator (64) gemäß eines Fahrzustands des Motors (10) eine Stickstoffeliminierung (DeNOx) durchzuführen, wobei der Controller (70) dazu konfiguriert ist, die Regeneration der LNT (40) durchzuführen, wenn sowohl eine Regenerationsanforderungsbedingung der LNT (40) und eine Regenerationsfreigabebedingung der LNT (40) erfüllt sind, und wobei die Regenerationsfreigabebedingung der LNT (40) erfüllt ist, wenn sowohl eine Motorbetriebsbedingung, eine LNT-Zustandsbedingung und eine Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung erfüllt sind, wobei die Motorbetriebsbedingung erfüllt ist, wenn ein Motordrehmoment zwischen einem minimalen Motordrehmoment und einem maximalen Motordrehmoment gemäß einer Motordrehzahl liegt, die Motordrehzahl zwischen einer minimalen Motordrehzahl und einer maximalen Motordrehzahl liegt, eine Schaltstufe höher oder gleich einer minimalen Schaltstufe ist gemäß der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment, und ein Drehmomentgradient kleiner ist als ein maximaler Drehmomentgradient gemäß dem minimalen Motordrehmoment, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasreinigungssystem ferner den Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) (64) aufweist, der an dem Auspuff (20) dem Dosierungsmodul (50) nachgeschaltet eingebaut ist und dazu konfiguriert ist das in dem Abgas enthaltene Stickstoffoxid mithilfe des von dem Dosierungsmodul (50) eingespritzten Reduktionsmittels zu reduzieren; und der Controller (70) dazu konfiguriert ist, den maximalen Drehmomentgradienten zu berechnen durch Dividieren einer Differenz zwischen dem minimalen Motordrehmoment und einem gegenwärtigen Motordrehmoment durch eine vorgegebene Regenerationszeitspanne.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 9, wobei die LNT-Zustandsbedingung erfüllt ist wenn sowohl eine LNT-Temperaturbedingung, eine Bedingung der Minimalzeit zwischen Regenerationen, und eine Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne erfüllt sind.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 10, wobei die LNT-Temperaturbedingung erfüllt ist, wenn eine Temperatur stromaufwärts der LNT (40) höher ist als eine minimale Temperatur stromaufwärts der LNT (40) gemäß einer Durchschnittstemperatur der LNT (40), die Durchschnittstemperatur der LNT (40) höher ist als eine minimale Regenerationstemperatur der LNT (40) gemäß einer Durchflussmenge eines durch die LNT (40) strömenden Abgases, und eine Temperatur stromabwärts der LNT (40) niedriger ist als eine maximale Regenerationstemperatur der LNT(40).
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 11, wobei die maximale Regenerationstemperatur der LNT (40) gemäß einem Motorbetriebsmodus vorgegeben ist.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die Minimalzeitbedingung zwischen Regenerationen erfüllt ist, wenn eine seit der vorherigen Regeneration verstrichene Zeit größer ist als eine Minimalzeit zwischen Regenerationen gemäß einer Durchschnittstemperatur der LNT und einem Stickstoffoxid-Adsorptionsverhältnis der LNT.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, wobei die Bedingung der maximalen Regenerationszeitspanne erfüllt ist, wenn eine seit dem Beginn der Regeneration verstrichene Zeit größer oder gleich einer vorgegebenen Zeit ist.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 14, wobei die vorgegebene Maximalzeit gemäß einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Ereignissen, bei denen eine Lambdasonden-Synchronisierung fehlschlägt, veränderbar ist.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 15, wobei die Lambdasonden-Synchronisierungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Differenz zwischen von ersten und zweiten Sauerstoffsensoren, die jeweils der LNT (40) vorgeschaltet und nachgeschaltet eingebaut sind, detektierten Werten kleiner ist als ein vorgegebener Wert oder Ammoniak (NH3) an der LNT (40) erzeugt wird.