DE69838085T2

DE69838085T2 - Abgasreinigungseinrichtung für einen Motor

Info

Publication number: DE69838085T2
Application number: DE69838085T
Authority: DE
Inventors: Shinya Toyota-shi Aichi-ken Hirota; Toshiaki Toyota-shi Aichi-ken Tanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2018-10-22
Also published as: DE69838085D1; EP0911499B1; EP0911499A3; US6199374B1; EP0911499A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasreinigungsgerät für eine Maschine.
Es ist weithin bekannt, dass eine Maschine, in der ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, in dem Abgasdurchtritt der Maschine mit einem Katalysator versehen ist, der eine Oxidationsfähigkeit aufweist. In der Maschine werden unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und das Kohlenmonoxid CO, das in dem Abgas enthalten ist, in der oxidierenden Atmosphäre in dem Katalysator oxidiert und in H2O und CO2 umgewandelt. Jedoch enthält das Abgas, das in den Katalysator strömt auch Schwefeldioxid SO2, und das SO2 wird in dem Katalysator in der oxidierenden Atmosphäre in Schwefeltrioxyd SO3 umgewandelt. Wenn das SO3 mit H2O in dem Katalysator reagiert, wird H2SO4 synthetisiert.
Es ist nicht erwünscht, dass das H2SO4 von dem Katalysator in Form eines Schwefelsäurenebels abgegeben wird. Um dieses Problem zu lösen, offenbart die japanische, ungeprüfte veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 53-100 314 eine Abgasreinigungsgerät für eine Maschine, in der ein reduzierendes Mittel zu dem Katalysator zugeführt wird, um SO3 und H2SO4 d.h. Schwefel in dem Katalysator zu SO2 zu verringern.
Um den Schwefel in dem Katalysator ausreichend zu verringern, ist es erforderlich, dass die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem Abgas, das in den Katalysator strömt, immer verhältnismäßig hoch ist. Jedoch ist in einem Fall, bei dem das magere Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Maschine verbrannt wird, eine große Menge des reduzierenden Mittels erforderlich, um die Konzentration von dem reduzierenden Mittel in dem einströmenden Abgas hoch auszubilden und, wenn solch ein Zuführen des reduzierenden Mittels ununterbrochen durchgeführt wird, ist eine große Menge des reduzierenden Mittels erforderlich.
Gemäß der EP 0 625 633 A1 ist in einer Brennkraftmaschine ein NOx-Absorber in einem Abgasdurchtritt bereitgestellt, der angepasst ist, NOx zu absorbieren, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines eintretenden Abgases niedrig ist, und das absorbierte NOx abzugeben, wenn die Sauerstoffkonzentration des eintretenden Abgases reduziert ist. Ein SOx-Absorber, der SOx absorbiert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines eintretenden Abgases niedrig ist, und der das absorbierte SOx abgibt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines eintretenden Abgases erhöht wird, ist in dem Abschnitt des Inneren des Abgasdurchtritts bereitgestellt, der auf der stromaufwärtigen Seite des NOx-Absorbers liegt. Wenn ein mageres, gasförmiges Gemisch verbrannt wird, wird SOx in dem SOx-Absorber absorbiert und NOx in dem NOx-Absorber. Wenn das gasförmige Gemisch von einem mageren Zustand in einen fetten Zustand geändert wird, wird SOx von dem SOx-Absorber und NOx von dem NOx-Absorber abgegeben.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Abgasreinigungsgerät bereit zu stellen, das in der Lage ist, die Menge eines reduzierendes Mittels zu reduzieren, die zum Reduzieren von Schwefel erforderlich ist, während die von dem Katalysator abgegebene Schwefelmenge klein ist.
Die Aufgabe wird durch ein Abgasreinigungsgerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden gemäß den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
Die vorliegende Erfindung kann durch die Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besser verstanden werden, die im Folgenden mit den anhängenden Zeichnungen ausgeführt ist.
In den Zeichnungen:
1 ist eine allgemeine Ansicht einer Maschine;
2 ist ein Diagramm, welches die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für eine NOx-Verringerung TAUNOX zeigt;
3A und 3B sind schematische Darstellungen zum Erklären der Schwefelaufnahme und der Schwefeldesorption und der -Verringerung des Katalysators;
4A und 4C zeigen Diagramme, welche die einströmende Schwefelmenge QSUL zeigen;
5 zeigt ein Diagramm, welches die grundlegende Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUSB zeigt;
6A und 6C zeigen Diagramme, welche den Korrekturkoeffizienten KSUL zeigen;
7A to 7C zeigen Diagramme, die den Koeffizienten einer Fett-Zeit CSUL zeigen;
8 zeigt ein Flussdiagramm zum Steuern der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels;
9 zeigt ein Flussdiagramm für die Berechnung der Hauptkraftstoffeinspritzzeit TAUM;
10 zeigt ein Diagramm, welches die grundlegende Hauptkraftstoffeinspritzzeit TAUMB zeigt;
11 zeigt ein Flussdiagramm für die Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS;
12 zeigt ein Diagramm, das die Verhältnisse zwischen der Temperatur des Katalysators TCAT und der NOx Reinigungsleistungsfähigkeit PENOX zeigt;
13 zeigt ein Diagramm, das die Verhältnisse zwischen der Temperatur des Katalysators TCAT und dem Konzentrationsverhältnis des reduzierenden Mittels RRED und dem Konzentrationsverhältnis des Schwefels RSUL zeigt;
14 zeigt ein Diagramm, welches die Menge des pro Zeiteinheit von dem Katalysator desorbierten Schwefels DSUL zeigt;
15 zeigt ein Diagramm, welches die Nebenkraftstoffeinspritzzeit zur Reduktion des Schwefels TAUSUL zeigt;
16A zeigt ein Diagramm, welches das Öffnen des Einlassluft-Steuerungsventils während des gewöhnlichen Maschinenbetriebs VOPU zeigt;
16B zeigt ein Diagramm, welches das Öffnen des Einlassluft-Steuerungsventils während der Nebenkraftstoffeinspritzung zur Reduktion des Schwefels VOPS zeigt;
17 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erklären der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 zeigt ein Flussdiagramm zum Steuern der Nebenkraftstoffeinspritzung zur Reduktion des Schwefels entsprechend der zweiten Ausführungsform;
19 und 20 zeigen ein Flussdiagramm für die Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS entsprechend der zweiten Ausführungsform;
21 zeigt ein Flussdiagramm für die Berechnung der Öffnung des Einlassluft-Steuerungsventils VOP;
22 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erklären einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
23 und 24 zeigen ein Flussdiagramm zum Steuern der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels entsprechend der dritten Ausführungsform;
25 und 26 zeigen ein Flussdiagramm für die Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS entsprechend der dritten Ausführungsform;
27 zeigt ein Diagramm, das die Nebenkraftstoffeinspritzzeit zum Heizen TAUH zeigt;
28 und 29 zeigen ein Flussdiagramm zum Steuern der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels entsprechend einer vierten Ausführungsform;
30 und 31 zeigen ein Flussdiagramm für die Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS entsprechend der vierten Ausführungsform;
32 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erklären der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
33 ist eine allgemeine Ansicht einer Maschine entsprechend einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
34 zeigt ein Diagramm, das die Einspritzzeit des reduzierenden Mittels TRED zeigt;
35 zeigt ein Flussdiagramm zum Steuern der Einspritzung des reduzierenden Mittels für die Reduktion des Schwefels entsprechend der fünften Ausführungsform;
36 zeigt ein Flussdiagramm für die Berechnung der Einspritzzeit des reduzierenden Mittels TR entsprechend der fünften Ausführungsform;
37 zeigt ein Flussdiagramm zum Berechnen der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS entsprechend der fünften Ausführungsform; und
38 zeigt ein Flussdiagramm zum Steuern des Zuführens des reduzierenden Mittels entsprechend der sechsten Ausführungsform.
1 veranschaulicht die vorliegende Erfindung, die bei einem Dieselmotor angewendet ist. Wechselweise kann die vorliegende Erfindung bei einer durch Funken gezündeten Maschine angewendet werden.
Mit Bezug auf 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 einen Körper einer Maschine, bezeichnet 2 eine Brennkammer, bezeichnet 3 einen Einlassöffnung, bezeichnet 4 ein Einlassventil, bezeichnet 5 eine Abgasöffnung, bezeichnet 6 ein Auslassventil, und bezeichnet 7 eine Kraftstoffeinspritzdüse einer elektromagnetischen Art, zum Einspritzen des Kraftstoffs direkt in die Brennkammer 2. Jede Kraftstoffeinspritzdüse 7 ist über einen allgemeinen Kraftstoffakkumulator 8 an eine Kraftstoffpumpe 9 angeschlossen. Dies lässt die Brennstoffeinspritzer 7 Kraftstoff zu einer Vielzahl von Zeiten während eines Verbrennungszyklus der entsprechenden Zylinder einspritzen. Die Einlassöffnungen 3 jedes Zylinders werden an einen bekannten Setztank 11 über eine entsprechende Verzweigung 10 angeschlossen, und der Setztank 11 ist über eine Einlassleitung 12 an einen Luftfilter 13 angeschlossen. Ein Einlassluft-Steuerungsventil 14 ist in der Einlassleitung 12 vorgesehen und durch einen Auslöser 14a angetrieben. Einerseits werden die Abgasöffnungen 5 jedes Zylinders über ein allgemeines Abgasverteilerrohr 15 und ein Abgasrohr 16 an einem katalytischen Umwandler 18 angeschlossen, in welchem ein Abgasreinigungskatalysator 17 untergebracht ist, und der Umwandler 18 ist an ein Abgasrohr 19 angeschlossen. Es ist anzumerken, dass die Karftstoffeinspritzer 7 und die Auslöser 14 durch Ausgangssignale von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden.
Die elektronische Steuereinheit (ECU) 30 ist als Digitalrechner konstruiert und hat einen Read-only-Speicher (ROM) 32, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 33, die CPU (Mikroprozessor) 34, ein Neben-RAM (B-RAM) 35, an die immer die elektrische Leistung geliefert wird, eine Eingabeschnittstelle 36 und einen Ausgabeschnittstelle 37, die mit einander über einen umkehrbaren Bus 31 zusammengeschaltet sind. Ein Wassertemperatursensor 38, der eine Ausgangsspannung in dem Verhältnis zu der Temperatur des Kühlwassers der Maschine erzeugt, ist an dem Körper 1 der Maschine angebracht. Ein Drucksensor 39, der eine Ausgangsspannung in dem Verhältnis zu dem Druck in dem Schwankungsbehälter 11 erzeugt, ist in dem Schwankungsbehälter 11 vorgesehen. Ein Temperatursensor 40, der eine Ausgangsspannung in dem Verhältnis zu der Temperatur des Abgases erzeugt, das von dem Katalysator 17 abgegeben wird, ist in dem Abgasrohr 19 neben dem abwärts gerichteten Ende des Katalysators 17 angeordnet. Diese Temperatur des Abgases stellt die Temperatur des Katalysators TCAT dar. Weiter erzeugt ein Niederdrück-Sensor 41 eine Ausgangsspannung in dem Verhältnis zu einem Niederdrücken DEP eines Beschleunigungspedals 42. Die Ausgangsspannungen der Sensoren 38, 39, 40, 41 werden entsprechend über Analog-Digitalumwandler 43 zu der Eingabeschnittstelle 36 eingegeben. Die Eingabeschnittstelle 36 ist auch an einen Kurbeiwinkelsensor 44, der einen Impuls erzeugt, wann immer eine Kurbelwelle um z.B. 30 Grad gedreht wird, angeschlossen. Entsprechend diesen Impulsen berechnet die CPU 34 die Maschinendrehzahl N. Die Ausgangsschnittstelle 37 ist über entsprechende Antriebsstromkreise 45 an die Brennstoffeinspritzer 7 und den Auslöser 14a angeschlossen.
In der in der 1 gezeigten Maschine ist das Abgasreinigungskatalysator 17 ist aus einem Edelmetall, wie Platin Pt, Palladium Pd, Rhodium Rh und Iridium Jr zusammengesetzt, oder aus einem Übergangsmetall wie Kupfer Cu, Eisen Fe, Kobalt Co und Nickel Ni, die auf einem porösen Träger wie Zeolith, Mordenit, Ferrierit, Tonerde Al2O3. Für Zeolith kann silikatreicher Zeolith, wie Zeolith ZSM-5 benutzt werden. In der oxidierenden Atmosphäre einschließlich dem reduzierenden Mittel, wie Kohlenwasserstoff HC und Kohlenmonoxid CO, kann der Katalysator 17 NOx mit dem HC und dem CO ausgewählt reagieren, um dadurch das NOx auf Stickstoff N2 zu verringern. Der Katalysator 17 kann nämlich NOx in dem Katalysator 17 sogar in der oxidierenden Atmosphäre reduzieren, falls das einströmende Abgas das reduzierende Mittel mit einschließt. Das heißt, dass der Katalysator 17 eine Oxidationsfähigkeit hat, in der HC und CO oxidiert sind, um H2O oder CO2 zu erzeugen.
In dem in der 1 gezeigten Dieselmotor wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem Überschuss von Luft verbrannt, um nicht erwünschten Rauch und die Partikel zu verringern, die von der Maschine abgegeben werden. Somit ist der Katalysator 17 normalerweise in der oxidierenden Atmosphäre gehalten. Infolgedessen wird das NOx wirkungsvoll in dem Katalysator 17 verringert.
In diesem Fall können unverbrannte HC und CO, die von der Maschine abgegeben werden, als das reduzierende Mittel dienen. Jedoch ist die zu reinigende Menge von NOx viel größer als die der unverbrannten HC und des CO, die von der Maschine abgegeben werden, und die Menge des reduzierenden Mittels ist zu gering, um das NOx ausreichend zu reinigen. Somit wird in der in 1 gezeigten Maschine das reduzierende Mittel nebenbei zu dem Katalysator 17 zugeführt, um dadurch einen Mangel an reduzierendem Mittel in Bezug auf das NOx zu vermeiden.
Um das reduzierende Mittel nebenbei dem Katalysator 17 zuzuführen, kann dort eine Zufuhrvorrichtung für das reduzierende Mittel in dem Abgasdurchtritt stromaufwärts von dem Katalysator 17 zum Zuführen des reduzierenden Mittels bereitgestellt werden. Weiter kann Kohlenwasserstoff wie Benzin, Iso-Oktan, Hexan, Heptan, Gasöl und Kerosin oder Kohlenwasserstoff, der in einer flüssigen Form, wie Butan oder Propan gespeichert werden kann, als das reduzierende Mittel benutzt werden. Jedoch ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Kraftstoff der Maschine (Kohlenwasserstoff) als das reduzierende Mittel vorgesehen, und das reduzierende Mittel wird durch den dem Verbrennungshub oder dem Abgashub der Maschine durch die Kraftstoffeinspritzdüse 7 eingespritzten Kraftstoff zu dem Katalysator 17 zugeführt. Die Kraftstoffeinspritzung bei dem Verbrennungshub oder bei dem Abgashub d.h. die Nebenkraftstoffeinspritzung, ist unterschiedlich zu einer üblichen Kraftstoffeinspritzung, die bei dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubs durchgeführt wird, um die Maschinenleistung d.h. die Hauptkraftstoffeinspritzung zu erhalten und trägt nichts zu der Maschinenleistung bei. Dadurch wird eine zusätzliche Zufuhrvorrichtung und ein zusätzlicher Behälter für das reduzierende Mittel weggelassen.
Die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUNOX der Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion beträgt z.B. eine Einspritzzeit, die für die Reduktion von fast dem gesamten NOx erforderlich ist, das zu dem Katalysator 17 strömt. TAUNOX ist als Funktion der Einlassluftmenge Q und der Maschinendrehzahl N z.B. in Form eines Kennfelds im Voraus in dem ROM 32 gespeichert, wie aus 2 ersichtlich ist.
Wie am Anfang erwähnt wurde, enthält das in den Katalysator 17 strömende Abgas SO2. Das SO2 wird in dem Katalysator 17 in der oxidierenden Atmosphäre oxidiert und somit wird SO3 synthetisiert. Wenn das SO3 mit H2O in dem Katalysator 17 reagiert, wird H2SO4 synthetisiert. Jedoch ist es nicht erwünscht, dass das H2SO4 von dem Katalysator 17 in Form eines Schwefelsäure-Nebels abgegeben wird.
Andererseits hat der Katalysator 17 die Fähigkeit, Schwefel zu adsorbieren. Während der Schwefel adsorbierende Betrieb des Katalysators 17 nicht ausreichend klar ist, wird davon ausgegangen, dass der Schwefel adsorbierende Betrieb gemäß dem folgenden Mechanismus ausgeführt wird, wie aus 3A ersichtlich ist. Wenn nämlich die Menge des reduzierenden Mittels, das in dem Katalysator 17 vorhanden ist, klein ist, haftet Sauerstoff O2 an der Oberfläche des katalytischen Metalls M des Katalysators 17 in Form von O2^- oder O^2- an, wie in 3A gezeigt ist. SO2 in dem Katalysator 17 reagiert mit dem Sauerstoff O2^- oder O^2- auf der Oberfläche des katalytischen Metalls M und synthetisiert SO3 (2SO2 + O2 – 2SO3). Dann reagiert ein Teil des synthetisierten SO3 mit H2O in dem Katalysator 17 und synthetisiert H2SO4 und ist in den Mikroporen des Trägers des Katalysators 17 in Form von H2SO4 adsorbiert. Andernfalls wird ein Teil des SO3 weiter oxidiert und wird in den Mikroporen in Form von MSO4 absorbiert.
Wechselweise wird es berücksichtigt, dass Schwefel in dem Katalysator 17 adsorbiert wird, wenn die Konzentration des Sauerstoffes in dem Katalysator 17 hoch ist, oder der Druck in dem Katalysator 17 hoch ist, oder die Temperatur des Katalysators 17 niedrig ist.
Wenn im Gegensatz das reduzierende Mittel zu dem Katalysator 17 zugeführt wird, ist die Menge des Schwefels, der in dem Katalysator 17 adsorbiert wird, verringert, während die Menge des von dem Katalysator 17 abgegebenen Schwefels klein beibehalten ist. Es wird berücksichtigt, dass dieses deswegen auftritt, weil der Schwefel, der in dem Katalysator 17 adsorbiert ist, von dem Katalysator 17 desorbiert ist und der desorbierte Schwefel verringert ist, wenn das reduzierende Mittel zu dem Katalysator 17 zugeführt ist.
Während der Schwefel desorbierende und der reduzierende Betrieb des Katalysators 17 nicht ausreichend klar sind, wird davon ausgegangen, dass der Schwefel desorbierende und reduzierende Betrieb gemäß dem folgenden Mechanismus ausgeführt wird, wie aus 3B ersichtlich ist. Wenn nämlich die Menge des reduzierenden Mittels, das in dem Katalysator 17 vorhanden ist, größer ist, wird das H2SO4, das in dem Katalysator 17 adsorbiert ist, von dem Katalysator 17 in Form von H2SO4 desorbiert oder freigegeben. Andernfalls reagiert das in dem Katalysator 17 adsorbierte MSO4 mit H2O in dem Katalysator 17 and synthetisiert H2SO4, und wird von dem Katalysator 17 in der Form von H2SO4 desorbiert oder abgegeben. Das von dem Katalysator 17 desorbierte H2SO4 reagiert dann mit dem reduzierenden Mittel (HC) und deswegen wird der Schwefel reduziert. Andernfalls wird zuerst das reduzierende Mittel (HC) in dem Katalysator 17 adsorbiert und reagiert dann mit dem H2SO4 oder dem MSO4, die in dem Katalysator 17 adsorbiert werden, um das H2SO4 oder das MSO4 zu reduzieren. In jedem Fall ist die Menge des in dem Katalysator 17 adsorbierten Schwefels kleiner, wenn die Menge des reduzierenden Mittels, das in dem Katalysator 17 vorhanden ist, größer ist. Weiter kann SO3 in dem Katalysator 17 durch das reduzierende Mittel zu dieser Zeit reduziert werden.
Alternativ wird es berücksichtigt, dass Schwefel von dem Katalysator 17 desorbiert oder freigegeben wird, wenn die Konzentration des Sauerstoffes in dem Katalysator 17 niedrig ist, oder der Druck in dem Katalysator 17 niedrig ist, oder die Temperatur des Katalysators 17 hoch ist und, wenn das reduzierende Mittel in dem Katalysator 17 diesmal vorhanden ist, wird der Schwefel durch das reduzierende Mittel desorbiert und verringert.
In der Maschine, die in der 1 gezeigt ist, wird normalerweise das Luft-Kraftstoff-Gemisch mit dem Luftüberschuss verbrannt, obwohl die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt wird, wie oben erwähnt wurde. So ist die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem Abgas, das in den Katalysator 17 strömt, normalerweise verhältnismäßig niedrig gehalten. Dementsprechend ist der Schwefel, der in dem Katalysator 17 bei dem üblichen Betrieb der Maschine synthetisiert wird, in dem Katalysator 17 adsorbiert und folglich wird die Menge des Schwefels klein gehalten, die von dem Katalysator 17 abgegeben wird. Jedoch hat die Fähigkeit des Katalysators 17 den Schwefel zu adsorbieren eine Begrenzung und so muss der Schwefel von dem Katalysator 17 desorbiert werden, bevor der Katalysator 17 mit dem Schwefel gesättigt ist.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform die Menge des in dem Katalysator 17 adsorbierten Schwefels erhalten und, wenn die adsorbierte Schwefelmenge größer als eine vorbestimmte Menge ist, wird vorübergehend die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt, um das reduzierende Mittel zu dem Katalysator 17 zuzuführen, um dadurch den Schwefel von dem Katalysator 17 zu desorbieren und den desorbierten Schwefel zu verringern.
Es ist schwierig, die adsorbierte Schwefelmenge des Katalysators 17 direkt zu erhalten. Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform die adsorbierte Schwefelmenge auf der Grundlage von der Betriebsbedingung der Maschine geschätzt. Nämlich kann die Menge des in den Katalysator 17 strömenden Schwefels auf der Grundlage von der Betriebsbedingung der Maschine erhalten werden.
4A bis 4C zeigt die Menge des Schwefels QSUL, die pro Zeiteinheit pro Maßeinheit Kraftstoffeinspritzzeit in den Katalysator 17 strömt. Wie aus 4A ersichtlich ist, ist die einströmende Schwefelmenge QSUL größer, wenn das Niederdrücken DEP des Beschleunigungspedals 42 größer wird, und wird kleiner, wenn das Niederdrücken DEP größer wird, wenn das Niederdrücken DEP beträchtlich groß ist. Wie außerdem aus 4B ersichtlich ist, ist die einströmende Schwefelmenge QSUL größer, während die Maschinendrehzahl N höher wird, und wird kleiner, wenn die Maschinendrehzahl N größer wird, wenn die Maschinendrehzahl N beträchtlich hoch ist. Die einströmende Schwefelmenge QSUL wird im Voraus in dem ROM 32 in Form eines Kennfelds gespeichert, wie aus 4C ersichtlich ist.
Wenn somit die kumulativen Mengen der Hauptkraftstoffeinspritzzeit und der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion durch STAUM beziehungsweise STAUS dargestellt werden und die Summe von STAUM und STAUS durch STAU dargestellt ist, und der Zeitabstand der Schätzung der absorbierten Schwefelmenge ist durch DLT dargestellt ist, wird die geschätzte adsorbierte Schwefelmenge SQSUL dargestellt, wie folgt: SQSUL = SQSUL + QSUL·STAU·DLT
Wenn die geschätzte adsorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als der vorbestimmte Wert SQ1 ist, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels begonnen. Während der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion gestoppt.
Die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUSUL für die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels ist z.B. auf der Grundlage der folgenden Gleichung berechnet TAUSUL = TAUSB·KSULwo TAUSB und KSUL eine grundlegende Nebenkraftstoffeinspritzzeit beziehungsweise einen Korrekturkoeffizienten.
Die grundlegende Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUSB ist eine Kraftstoffeinspritzzeit, die zum Bilden des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases erforderlich ist, das stöchiometrisch in den Katalysator 17 strömt und im Voraus als Funktion der Einlassluftmenge Q und der Maschinendrehzahl N, in Form eines Kennfelds in dem ROM 32 gespeichert ist, wie aus 5 ersichtlich ist.
Der Korrekturkoeffizient KSUL dient zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, das in den Katalysator 17 strömt, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels in dem Prozess ausgeführt wird. Wenn KSUL = 1.0, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stöchiometrisch. Wenn KSUL < 1.0, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Katalysator 17 strömenden Abgases größer als stöchiometrisch, d.h. es ist mager, und falls KSUL > 1.0, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Katalysator 17 strömenden Abgases kleiner als stöchiometrisch, d.h. es ist fett.
In der vorliegenden Ausführungsform ist KSUL eingestellt, größer zu sein, als 1.0, d.h. das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in den Katalysator 17 strömt, ist fett gebildet, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels in dem Prozess stattfindet. Infolgedessen kann der Schwefel in dem Katalysator 17 desorbiert werden und schnell und sicher verringert werden.
Wenn jedoch die Temperatur des Katalysators TCAT niedrig ist, wenn eine große Menge des reduzierenden Mittels zu dem Katalysator 17 zugeführt wird, wird ein großer Teil des reduzierenden Mittels von dem Katalysator 17 abgegeben, weil die Desorbtions- und Reduktionsrate des Schwefels niedrig ist. Dieses verschlechtert auch die Rate des Kraftstoffverbrauchs. Somit ist der Korrekturkoeffizient KSUL in der vorliegenden Ausführungsform eingestellt, um kleiner zu werden, während die Temperatur des Katalysators TCAT niedriger ist, wie in 6A gezeigt ist, um dabei den Fett-Grad des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem Abgas zu verringern, das in den Katalysator 17 strömt wenn TCAT niedriger wird.
Die Nebenkraftstoffeinspritzung wird einmal durchgeführt, wenn die Hauptkraftstoffeinspritzung einmal durchgeführt wird. Somit, wenn die Maschinendrehzahl N höher wird, kann das zu dem Katalysator 17 pro Zeiteinheit zugeführte reduzierendes Mittel zu viel sein und die große Menge des reduzierenden Mittels kann von dem Katalysator 17 abgegeben werden. Somit ist in der vorliegenden Ausführungsform der Korrekturkoeffizient KSUL eingestellt, um, während die Maschinendrehzahl N hoch ist, wie in 6B gezeigt ist, kleiner zu werden, um dabei den Fett-Grad des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem Abgas dadurch zu verringern, das in den Katalysator 17 strömt, wenn die Maschinendrehzahl N höher wird. Auf diese Art kann das reduzierende Mittel zum Desorbieren und die Reduktion des Schwefels effektiv benutzt werden. Es ist anzumerken, dass der Korrekturkoeffizient KSUL in dem ROM 32 im Voraus als Funktion der Temperatur des Katalysators TCAT und der Maschinendrehzahl N in Form eines Kennfelds gespeichert ist, wie in 6C gezeigt ist.
Einerseits wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels während einer fetten Zeit durchgeführt. Wenn die Temperatur des Katalysators TCAT höher wird, sind die Desorption und die Reduktion des Schwefels wegen der hohen Sulfat-Desorptions- und Reduktionsrate in kurzer Zeit vollständig. Wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels nach der vollständigen Desorption und der Verringerung des Schwefels fortgesetzt ist, wird die große Menge des reduzierenden Mittels von dem Katalysator 17 abgegeben und die Rate des Kraftstoffverbrauchs ist verschlechtert. Somit ist in der vorliegenden Ausführungsform, ein Fett-Zeitkoeffizient CSUL, der die Fett-Zeit darstellt, eingestellt, um kleiner zu werden, während TCAT hoch ist, wie in 7A gezeigt ist.
Wie oben erwähnt ist, kann eine große Menge des reduzierenden Mittels von dem Katalysator 17 abgegeben werden, wenn die Maschinendrehzahl N hoch ist, und folglich ist es nicht erwünscht, dass die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels für eine lange Zeit durchgeführt wird, wenn die Maschinendrehzahl N hoch ist. Somit ist der Fett-Zeitkoeffizient CSUL in der vorliegenden Ausführungsform eingestellt, um kleiner zu werden, während die Maschinendrehzahl N höher wird, wie in 7B gezeigt. Auf diese Art kann das reduzierende Mittel für die Desorbtion und die Reduktion des Schwefels weiter effektiv benutzt werden. Es ist anzumerken, dass der Fett-Zeitkoeffizient CSUL in dem ROM 32 im Voraus in Form eines Kennfelds als Funktion der Temperatur des Katalysators TCAT und der Maschinendrehzahl N gespeichert ist, wie in 7C gezeigt ist.
Wenn das reduzierende Mittel immer zu dem Katalysator 17 zugeführt wird, ist die Synthese des Schwefels in dem Katalysator 17 unterdrückt und so ist die Abgabe des Schwefels von dem Katalysator 17 unterdrückt. Jedoch ist das Verhältnis der Menge des reduzierenden Mittels, welches tatsächlich den Schwefel reduziert, zu der Menge des reduzierenden Mittels die zu dem Katalysator 17 zugeführt ist, verhältnismäßig niedrig. Somit muss die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem Abgas, das in den Katalysator 17 strömt, höher ausgebildet werden, um den Schwefel in dem Katalysator 17 ausreichend zu verringern. Wenn jedoch die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem Abgas, das in den Katalysator 17 strömt, immer hoch ausgebildet ist, wird eine große Menge des reduzierenden Mittels von dem Katalysator 17 abgegeben. Die Rate des Kraftstoffverbrauchs ist auch verschlechtert.
Im Gegensatz wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels in der vorliegenden Ausführungsform vorübergehend durchgeführt. Somit ist die Abgabe des Schwefels von dem Katalysator 17 unterdrückt, während verhindert ist, dass die große Menge des reduzierenden Mittels von dem Katalysator 17 abgegeben wird, und verhindert ist, dass die Rate des Kraftstoffverbrauchs verschlechtert wird.
8 zeigt ein Programm zum Steuern der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels. Das Programm wird durch Unterbrechung zu jeder vorbestimmten Zeit durchgeführt.
Mit Bezug auf 8, wird als erstes in Schritt 50 beurteilt, ob ein Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist. Der Schwefelzeiger XSUL1 ist eingestellt (XSUL1 = wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt werden muss, und ist zurückgestellt (XSUL1 = „0"), wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt werden muss. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 51, wo die Summe STAU des kumulativen Wertes der Hauptkraftstoffeinspritzzeit STAUM und des kumulativen Wertes der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion STAUS berechnet ist. STAUM und STAUS werden in einem Programm berechnet, das später erklärt ist. In dem folgenden Schritt 52, werden STAUM und STAUS gelöscht. In dem folgenden Schritt 53, wird die einströmende Schwefelmenge QSUL mit dem Kennfeld berechnet, das in der 4C gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 54, ist die geschätzte adsorbierte Schwefelmenge SQSUL auf der Grundlage von der folgenden Gleichung berechnet. SQSUL = SQSUL + QSUL·STAU·DLTwo DLT einen Zeitabstand von dem vorangehenden Verarbeitungszyklus zu dem aktuellen Verarbeitungszyklus darstellt. In dem folgenden Schritt 55, wird beurteilt, ob die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als der vorbestimmte Wert SQ1 ist. Wenn SQSUL ≤ SQ1, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn SQSUL > SQ1, geht das Programm zu Schritt 56, wo der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt wird. In dem folgenden Schritt 57, wird der Fett-Zeitkoeffizient CSUL mit dem Kennfeld berechnet, das in der 7C gezeigt ist.
Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, geht das Programm von Schritt 50 bis zu Schritt 58, wo ein Zählwert C, der die Fett-Zeit darstellt, um 1 erhöht wird. In dem folgenden Schritt 59, wird beurteilt, ob der Zählwert C größer als der Fett-Zeitkoeffizient CSUL ist. Wenn C > CSUL, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn C > CSUL, geht das Programm zu Schritt 60, wo der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt wird. In dem folgenden Schritt 61, werden der Wert des Zählers C und die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL gelöscht.
9 zeigt ein Programm für die Berechnung der Hauptkraftstoffeinspritzzeit TAUM. Das Programm wird durch Unterbrechung bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel durchgeführt.
Bezug nehmend auf 9, wird als erstes in Schritt 70 eine grundlegende Hauptkraftstoffeinspritzzeit TAUMB berechnet. Die grundlegende Hauptkraftstoffeinspritzzeit TAUMB ist eine Kraftstoffeinspritzzeit, die z.B. zum Erhalten des erforderlichen Ausgangsmoments erforderlich ist, und ist im Voraus in dem ROM 32 als eine Funktion des Niederdrückens des Beschleunigungspedals DEP und der Maschinendrehzahl N, in Form eines Kennfelds gespeichert, wie in 10 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 71, wird ein Korrekturkoeffizient K berechnet. Der Korrekturkoeffizient K stellt z.B. den zunehmenden Korrekturkoeffizienten für Beschleunigung und den zunehmenden Korrekturkoeffizienten zum Aufwärmen zusammen dar. In dem folgenden Schritt 72, wird die Haupteinspritzzeit TAUM durch das Multiplizieren von TAUMB mit K berechnet. In dem folgenden Schritt 73, wird der kumulative Wert STAUM der Hauptkraftstoffeinspritzzeit TAUM berechnet.
11 zeigt ein Programm für die Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS. Das Programm wird durch Unterbrechung bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel durchgeführt.
Bezug nehmend auf 11, wird als erstes in Schritt 80 beurteilt, ob der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 81, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion TAUNOX mit dem Diagramm berechnet wird, das in der 2. gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 82, wird TAUNOX als die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS gemerkt. In dem folgenden Schritt 83, wird der kumulative Wert STAUS der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS berechnet. Im Gegensatz geht das Programm in Schritt 80 zu Schritt 84, wenn der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, wo die grundlegende Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUSB mit dem Kennfeld berechnet wird, das in der 5 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 85, wird der Korrekturkoeffizient KSUL mit dem Kennfeld berechnet, das in der 6C gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 86, wird die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für Reduktion des Schwefels TAUSUL berechnet (TAUSUL = TAUSB·KSUL). In dem folgenden Schritt 87, wird TAUSUL als die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS gemerkt.
Als nächstes wird die zweite Ausführungsform erklärt.
12 zeigt Verhältnisse zwischen der NOx Reinigungsleistungsfähigkeit PENOX des Katalysators 17 und der Temperatur des Katalysators TCAT. Wenn die Konzentration von NOx in dem Abgas, das in den Katalysator 17 strömt, und die Konzentration von NOx in dem Abgas, das von dem Katalysator 17 abgegeben wird, durch CNI beziehungsweise CNO dargestellt wird, ist die NOx Reinigungsleistungsfähigkeit PENOX durch (CNI – CNO)/CNI dargestellt. Bezug nehmend auf 12, ist die Leistungsfähigkeit PENOX höher als die zulässige minimale Reinigungsleistungsfähigkeit MNOX, wenn TCAT innerhalb eines Bereiches von LTNOX zu UTNOX liegt. Falls die Temperaturspanne von LTNOX zu UTNOX als eine optimale Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX bezeichnet wird, ist der Katalysator 17 nicht für die NOx-Reduktion aktiviert, wenn TCAT niedriger als die optimale Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX ist. Wenn TCAT höher als OTNOX ist, reagiert das zu dem Katalysator 17 zugeführte reduzierendes Mittel hauptsächlich mit anderen Stoffen als NOx, insbesondere mit Sauerstoff O2, und somit wird die Menge des reduzierenden Mittels zu klein, um das NOx zu reduzieren. Entsprechend wird die NOx Reinigungsleistungsfähigkeit PENOX niedriger als die maximal zulässige minimale Leistungsfähigkeit MNOX, wenn TCAT außerhalb von OTNOX liegt. Wenn Im Gegensatz TCAT innerhalb von OTNOX liegt, ist der Katalysator 17 für die NOx-Reduktion aktiviert und das reduzierende Mittel reagiert eher mit NOx als mit Sauerstoff O2 und so ist die NOx Reinigungsleistungsfähigkeit PENOX höher als die zulässige minimale Leistungsfähigkeit MNOX.
Folglich kann das reduzierende Mittel nicht effektiv für die NOx-Reduktion benutzt werden, obwohl das reduzierende Mittel zu dem Katalysator 17 zugeführt wird, wenn die Temperatur des Katalysators TCAT aus der optimalen Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX heraus liegt. Somit wird in der zweiten Ausführungsform die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt, wenn TCAT innerhalb OTNOX liegt, und wird gestoppt, wenn TCAT außerhalb von OTNOX liegt. Infolgedessen kann das reduzierende Mittel für die NOx-Reduktion effektiv, beim Unterdrücken von NOx benutzt werden, das ausreichend von dem Katalysator 17 abgegeben wird. Es ist anzumerken, dass in dem Beispiel, das in der 12 gezeigt ist, die untere Schwelle LTNOX und die obere Schwelle UTNOX von OTNOX ungefähr 200°C beziehungsweise ungefähr 350°C sind.
13 zeigt Verhältnisse zwischen der Temperatur des Katalysators TCAT und einem Verhältnis RRED zwischen den Konzentrationen des reduzierenden Mittels in dem Abgas am Eingang und dem Anschluss des Katalysators 17 und einem Verhältnis RSUL zwischen den Konzentrationen des Schwefels in dem Abgas am Eingang und dem Anschluss des Katalysators 17, wobei angenommen wird, dass das Abgas, das in den Katalysator 17 strömt, kein NOx enthält. In der 13, ist das Verhältnis des reduzierenden Mittels RRED durch die Volllinie gezeigt, und das Verhältnis des Schwefels RSUL ist durch die gestrichelte Linie gezeigt.
Bezug nehmend auf 13 wird das Verhältnis des reduzierenden Mittels RRED auf ungefähr 1.0 gehalten, wenn die Temperatur des Katalysators TCAT niedrig wie am Punkt (a) ist, d.h., dass fast das gesamte zu dem Katalysator 17 zugeführte reduzierendes Mittel von dem Katalysator 17 ohne irgendwelche Reaktionen abgegeben wird. Einerseits ist das Verhältnis des Schwefels RSUL bei ungefähr null gehalten, d.h. es wird fast kein Schwefel von dem Katalysator 17 abgegeben. Es wird berücksichtigt, dass dies an der Schwefelaufnahme des Katalysators 17 liegt. Wie nämlich oben erwähnt wurde, wird es berücksichtigt, dass in dem Katalysator 17 adsorbiert wird, wenn TCAT niedrig ist.
Wenn die Temperatur des Katalysators TCAT höher wird als bei dem Punkt (b), der in der 13 gezeigt ist, wird das Verhältnis des reduzierenden Mittels RRED niedriger und, wenn TCAT gleich oder höher als LTSUL wird, ist es kleiner als das zulässige maximale Verhältnis MRED, während der Verhältnis des Schwefels RSUL über null gehalten ist. Es ist berücksichtigt, dass dieses deswegen auftritt, weil das reduzierende Mittel Schwefel reduziert und das Verhältnis der Menge des reduzierenden Mittels, das mit Schwefel reagiert, zu der Menge des reduzierenden Mittels, das zu dem Katalysator 17 zugeführt wird, höher wird, wenn TCAT höher wird, und dass der Schwefel, der nicht mit dem reduzierenden Mittel reagiert, in dem Katalysator 17 adsorbiert wird.
Wenn die Temperatur des Katalysators TCAT höher wird als bei dem Punkt (c), wie in der 13 gezeigt ist, werden sowohl das Verhältnis des reduzierenden Mittels RRED wie auch das Verhältnis des Schwefels RSUL bei ungefähr null gehalten. Es wird berücksichtigt, dass dies deswegen der Fall ist, weil fast das gesamte reduzierendes Mittel, das zu dem Katalysator 17 zugeführt wird, mit fast dem ganzen Schwefel in dem Katalysator 17 reagiert. Es ist anzumerken, dass in dieser Temperaturregion der Schwefel, das in dem Katalysator 17 adsorbiert ist, von dem Katalysator 17 desorbiert wird.
Wenn die Temperatur des Katalysators TCAT höher wird als bei dem Punkt (d), wie in der 13 gezeigt ist, wird das Verhältnis des Schwefels RSUL größer und, wenn TCAT höher als UTSUL ist, wird es größer als das zulässige maximale Verhältnis MRED, während das Verhältnis des reduzierenden Mittels RRED bei ungefähr null gehalten ist. Es wird berücksichtigt, dass dies deswegen der Fall ist, weil das zu dem Katalysator 17 zugeführte reduzierendes Mittel hauptsächlich mit anderen Substanzen als dem Schwefel reagiert, insbesondere mit Sauerstoff O2, und das Verhältnis der Menge des reduzierenden Mittels, das mit Sauerstoff O2 reagiert zu der Menge des zu dem Katalysator 17 zugeführten reduzierendes Mittels höher wird, wenn TCAT höher wird.
Wenn die Temperatur des Katalysators TCAT höher wird, wie bei dem Punkt (e), der in der 13 gezeigt ist, wird das Verhältnis des Schwefels RSUL bei ungefähr 1.0 gehalten und das Verhältnis des reduzierenden Mittels RRED wird bei ungefähr null gehalten. Es wird berücksichtigt, dass dies deswegen der Fall ist, weil fast das gesamte zu dem Katalysator 17 zugeführte reduzierendes Mittel mit dem Sauerstoff O2 reagiert.
Wenn nämlich die Temperaturspanne von LTSUL zu UTSUL, wie in der 13 gezeigt ist, als optimaler Temperaturbereich für die Reduktion des Schwefels OTSUL bezeichnet wird, wenn sich die Temperatur des Katalysators innerhalb von OTSUL befindet und das reduzierende Mittel zu dem Katalysator 17 zugeführt wird, wir der Schwefel in dem Katalysator 17 reduziert, und die Menge des in dem Katalysator adsorbierten Schwefels wird kleiner, während die Mengen des reduzierenden Mittels und des von dem Katalysator 17 abgegebenen Schwefels ausreichend reduziert werden. Somit wird in der zweiten Ausführungsform die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt, um das reduzierende Mittel zu dem Katalysator 17 zuzuführen, wenn TCAT innerhalb von OTSUL liegt und die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als die vorbestimmte Menge SQ1 ist. Die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels wird gestoppt, wenn TCAT außerhalb von OTSUL liegt, oder die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL kleiner als eine vorbestimmte Menge SQ1 ist. Als Ergebnis kann die von dem Katalysator 17 abgegebene Schwefelmenge ausreichend unterdrückt werden, während das reduzierende Mittel wirkungsvoll verwendet werden kann, um den Schwefel zu reduzieren. Weiter ist die absorbierte Schwefelmenge verringert, und so adsorbiert der Katalysator 17 sicher den Schwefel, wenn TCAT wieder niedriger wird. Folglich kann die Menge des Schwefels abgegeben von dem Katalysator 17 genug unterdrückt werden. Es ist anzumerken, dass in dem Beispiel, das in der 13 gezeigt ist, die untere Schwelle LTSUL und die obere Schwelle UTSUL von OTSUL ungefähr 350°C und ungefähr 450°C ist.
In der zweiten Ausführungsform wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt, wenn die Temperatur des Katalysators TCAT die optimale Temperaturspanne für die Reduktion des Schwefels OTSUL verlässt, selbst wenn der Schwefel weiterhin in dem Katalysator 17 adsorbiert bleibt. So muss die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL während der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels erhalten werden.
14 zeigt Verhältnisse zwischen der Menge des von dem Katalysator 17 pro Zeiteinheit DSUL desorbierten Schwefels und des Wert des Zählerss C, der die Zeit darstellt, während der die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt wird. In der 14, zeigt die Volllinie einen Fall, bei dem die Temperatur des Katalysators TCAT hoch ist, und die unterbrochene Linie zeigt einen Fall, bei dem TCAT niedrig ist. Wie in 14 gezeigt ist, wird der Schwefel von dem Katalysator schnell desorbiert, nachdem die Nebenkraftstoffeinspritzung begonnen wurde, wenn TCAT hoch ist, und stufenweise desorbiert, wenn TCAT niedrig ist. Die pro Zeiteinheit desorbierte Schwefelmenge DSUL ist im Voraus als Funktion des Gegenwerts C und der Temperatur des Katalysators TCAT in Form eines Kennfelds in dem ROM 32 gespeichert, wie in 14 gezeigt ist.
Somit ist die absorbierte Schwefelmenge SQSUL während der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels ausgedrückt wie folgt. SQSUL = SQSUL – DSUL·DLT
In dem in 12 and 13 gezeigten Beispiel, ist die obere Schwelle UTNOX des optimalen Temperaturbereichs für die NOx-Reduktion OTNOX und die untere Schwelle LTSUL des optimalen Temperaturbereichs für die Reduktion des Schwefels OTSUL nahezu einander gleich. Jedoch kann abhängig von der Struktur des Katalysators 17 z.B. ein Fall auftreten, bei dem UTNOX > LTSUL oder UTNOX < LTSUL. Jedoch ist die obere Schwelle UTSUL von OTSUL höher als die obere Schwelle UTNOX von OTNOX, und die untere Schwelle LTSUL von OTSUL ist höher als die untere Schwelle LTNOX von OTNOX. Nämlich ist OTSUL an der Hochtemperaturseite von OTNOX eingestellt.
Auf diese Art ist die Temperatur des Katalysators TCAT, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt wird, höher als die, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt ist. Somit ist das Verhältnis der Menge des reduzierenden Mittels, das mit Sauerstoff O2 zur Menge des reduzierenden Mittels reagiert zu der des zu dem Katalysator 17 zugeführten reduzierendes Mittels, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt wird, höher als die, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt ist. Folglich, wenn die Konzentration des reduzierenden Mittels CRED in dem Abgas, das in den Katalysator 17 strömt, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt ist, auf das selbe eingestellt ist, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt ist, kann das reduzierende Mittel völlig oxidiert werden, bevor es das abwärts gerichtete Ende des Katalysators 17 erreicht, d.h., dass das reduzierende Mittel möglicherweise nicht zu dem gesamten Bereich des Katalysators 17 zugeführt werden kann.
Einerseits ist Schwefel in dem gesamten Katalysator 17 adsorbiert und somit wird H2SO4 von dem gesamten Katalysator 17 desorbiert, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt wird. Um folglich die Menge von H2SO4 zu verringern, die von dem Katalysator 17 abgegeben wird, muss das reduzierende Mittel zu dem gesamten Katalysator 17 zugeführt werden. Somit ist die Konzentration des reduzierenden Mittels CRED in der zweiten Ausführungsform eingestellt, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt wird, um höher als die zu sein, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt ist. Nämlich wird z.B. die Konzentration des reduzierenden Mittels CRED, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt wird, auf ungefähr 1.000 ppmC eingestellt, und diese, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt wird, auf ungefähr 3.000 ppmC eingestellt. Infolgedessen kann das zu dem Katalysator 17 zugeführte reduzierendes Mittel für die Reduktion des Schwefels das abwärts gerichtete Ende des Katalysators 17 erreichen, ohne völlig in der aufwärts gerichteten Seite des Katalysators 17 oxidiert zu werden, und folglich kann das reduzierende Mittel zu dem gesamten Katalysator 17 zugeführt werden.
Spezifischer werden die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion TAUNOX und die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die Reduktion des Schwefels TAUSUL vorbestimmt, damit die Konzentration des reduzierenden Mittels CRED, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt wird, eingestellt ist, um höher als die zu sein, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt ist. Nämlich ist in der zweiten Ausführungsform, TAUNOX im Voraus, in Form eines Kennfelds in dem ROM 32 gespeichert wie in 2, gezeigt ist, und TAUSUL im voraus als eine Funktion der Einlassluftmenge Q und der Maschinendrehzahl N in dem ROM 32 in Form eines Kennfelds gespeichert, wie in 15 gezeigt ist.
Andererseits wird einiges von dem durch die Nebenkraftstoffeinspritzung in die Brennkammer 2 eingespritzten Kraftstoff in der Brennkammer 2 teilweise oder vollständig oxidiert, oder in dem Abgasdurchtritt stromaufwärts von dem Katalysator 17. Wenn in diesem Fall die Nebenkraftstoffeinspritzzeit verzögert ist, wird die in der Brennkammer 2 oder dem Abgasdurchtritt oxidierte Kraftstoffmenge kleiner, oder der Oxidationsgrad des Kraftstoffs wird niedriger. Das heißt, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzzeit verzögert ist, ist die oxidierte Menge des reduzierenden Mittels unterdrückt, bevor sie in den Katalysator 17 strömt, und so kann die Konzentration des reduzierenden Mittels CRED höher gehalten werden. Gleichzeitig kann das schwere reduzierendes Mittel (HC mit einem hohen Molekulargewicht) zu dem Katalysator 17 zugeführt werden. Dieses ermöglicht dem reduzierenden Mittel, das abwärts gerichtete Ende des Katalysators 17 zu erreichen. Wenn Im Gegensatz NOx verringert werden muss, ist es zum reduzierendes Mittel nicht notwendig, zu dem gesamten Katalysator 17 zugeführt zu werden. Eher ist ein helles reduzierendes Mittel (HC des kleinen Molekulargewichtes) verwendbar, folglich NOx in der zweiten Ausführungsform zu verringern, die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für Reduktion des Schwefels CASUL ist eingestellt, in Bezug auf die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion CANOX verzögert zu werden. Nämlich ist CANOX für eine Strecke von ungefähr 90 Grad eines Kurbelwinkels (CA) nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubs (ATDC) zu ungefähr ATDC 120°CA eingestellt, und CASUL ist z.B. für eine Strecke von ungefähr ATDC 150°CA zu ungefähr ATDC 210°CA eingestellt.
Einerseits adsorbiert ein poröses Material wie Zeolith darin HC und desorbiert daher das adsorbierte HC, wenn die Temperatur des porösen Materials hoch ist. So adsorbiert der Katalysator 17 HC darin und desorbiert das absorbierte HC daher, wenn die Temperatur des Katalysators TCAT hoch ist. Folglich, wenn TCAT hoch ist, wie in einem Fall, in dem TCAT innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die Reduktion des Schwefels OTSUL ist, wird das absorbierte HC von dem Katalysator 17 desorbiert. Wenn diesmal die Nebenkraftstoffeinspritzung für TAUSUL durchgeführt ist, das in Übereinstimmung mit der Betriebsbedingung der Maschine erreicht ist, ist das reduzierende Mittel übermäßig zu dem Katalysator 17 zugeführt und so kann die große Konzentration des reduzierenden Mittels von dem Katalysator 17 abgegeben werden.
Somit ist die Konzentration des reduzierenden Mittels CRED in der zweiten Ausführungsform eingestellt, um die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem Abgas zu halten, die von dem Katalysator 17 niedriger als der zulässige Wert abgegeben wird, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt ist.
Es hängt nämlich die Menge des reduzierenden Mittels, das von dem Katalysator 17 abgegeben wird, von der Menge des reduzierenden Mittels ab, das von dem Katalysator 17 desorbiert wird und von der des reduzierenden Mittels, das durch die Nebenkraftstoffeinspritzung zugeführt wird, und von der Reaktionsleistungsfähigkeit des reduzierenden Mittels in dem Katalysator 17. Die Reaktionsleistungsfähigkeit des reduzierenden Mittels in dem Katalysator 17 hängt von der Temperatur des Katalysators TCAT ab. Die Menge des von dem Katalysator 17 desorbierten reduzierendes Mittels hängt von der Menge des in dem Katalysator 17 adsorbierten reduzierendes Mittels und von TCAT ab, und die Menge des in dem Katalysator 17 adsorbierten reduzierendes Mittels hängt von der Geschichte des Maschinenbetriebszustands ab. Wenn somit die Nebenkraftstoffeinspritzzeit, die zum Bilden der Konzentration des reduzierenden Mittels in dem von dem Katalysator 17 abgegebenen Abgas erforderlich ist, die gleich dem gewährbaren Wert ist, als eine zulässige maximale Nebenkraftstoffeinspritzzeit MTAU bezeichnet wird, ist dies möglich, um die zulässige maximale Nebenkraftstoffeinspritzzeit MTAUS von TCAT und die Geschichte der Betriebsbedingungen der Maschine zu erhalten. Deswegen wird die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem von dem Katalysator 17 abgegebenen Abgas nicht den gewährbaren Wert übersteigen, falls die Nebenkrafteinspritzzeit für die Reduktion des Schwefels eingestellte ist, die gewährbare maximale Nebenkraftstoffeinspritzzeit MTAUS zu übersteigen.
Entsprechend wird in der zweiten Ausführungsform zuerst die gewährbare maximale Nebenkraftstoffeinspritzzeit MTAUS ausgehend von der Temperatur des Katalysators TCAT und der Geschichte des Maschinenbetriebszustands berechnet. Dann ist die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für Reduktion des Schwefels auf TAUSUL, wenn TAUSUL, das auf der Grundlage von der Betriebsbedingung der Maschine erreicht ist, kleiner als MTAUS ist, und ist auf MTAUS eingestellt, wenn TAUSUL größer als MTAUS ist.
Es ist anzumerken, dass ein Sensor zum Ermitteln der Konzentration des reduzierenden Mittels in dem Abgas in dem Abgasrohr 19 angeordnet werden kann, und dass die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für Reduktion des Schwefels in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen des Sensors wechselweise kontrolliert sein kann.
Wie oben erwähnt, wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch mit Luftüberschuss in der Maschine verbrannt und so ist eine große Menge Sauerstoff in dem Abgas enthalten, das in den Katalysator 17 strömt. Folglich ist eine große Menge des reduzierenden Mittels erforderlich, um die Konzentration von dem reduzierenden Mittel in dem Abgas hoch zu machen, wie z.B. 3.000 ppmC. Dieses verschlechtert die Rate des Kraftstoffverbrauchs.
Somit ist in der zweiten Ausführungsform die Öffnung VOP des Einlassluft-Steuerungsventils 14 auf VOPS eingestellt, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt ist, und VOPS kleiner als VOPU ist, das der Öffnung des Einlassluft-Steuerungsventils 14 während des üblichen Betriebs der Maschine ist, d.h. wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt ist, um die dadurch Menge des in den Katalysator 17 strömenden Sauerstoffes zu verringern. Dieses verringert die Menge des reduzierenden Mittels, das für die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels und erforderlich ist, und verhindert so die Verschlechterung der Rate des Kraftstoffverbrauchs.
Die Öffnung VOPU während des üblichen Betriebes der Maschine ist eine Öffnung, die erforderlich ist, um die Ausgabe der Maschine der Soll-Ausgabe gleich zu machen, und ist im Voraus als Funktion des Niederdrückens DEP des Beschleunigungspedals 42 und der Maschinendrehzahl N in Form eines Kennfelds in dem ROM 32 gespeichert, wie in 16A gezeigt ist. Die Öffnung VOPS während der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels ist eine Öffnung, die für die Erhöhung der reduzierendes Mittelkonzentration CRED verwendbar ist, ohne die Verbrennung zu verschlechtern, und ist im Voraus als Funktion des Niederdrückens DEP und der Maschinendrehzahl N in Form eines Kennfelds in dem ROM 32 gespeichert, wie in 16B gezeigt ist.
Es ist anzumerken, dass, in einem Fall, in dem die Maschine mit einem EGR System versehen ist, die Menge des Sauerstoffes in dem Abgas, das in den Katalysator 17 strömt, durch die Erhöhung der Menge des EGR Gases wechselweise verringert werden kann.
17 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erklären der zweiten Ausführungsform. Zu der in der 17 gezeigten Zeit (a) ist die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als die vorbestimmte Menge SQ1. Falls zu dieser Zeit die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die Reduktion des Schwefels OTSUL liegt, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels begonnen (ON) und die Öffnung VOP des Einlassluftsteuerventils 14 wird von VOPU auf VOPS reduziert. Somit wird SQSUL reduziert. Solange TCAT innerhalb von OTSUL gehalten wird, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels fortgesetzt und VOP bleibt bei VOPS gehalten. Wenn zu der Zeit (b), wenn SQSUL null ist, die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt ist (OFF) und VOP von VOPS zu VOPU erhöht wird.
Zu der Zeit (c), wenn SQSUL größer als SQ1 ist, während TCAT außerhalb von OTSUL liegt, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt gehalten und VOP bei VOPU gehalten.
Wenn TCAT zu der Zeit (d) innerhalb von OTSUL liegt, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels begonnen und VOP wird von VOPU zu VOPS gedreht. Zu der Zeit als (e), wenn TCAT außerhalb von OTSUL liegt, ist die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt und VOP wird von VOPS zu VOPU gedreht.
18 zeigt ein Programm zum Steuern der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 18, wird als erstes in Schritt 90 beurteilt, ob der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 91, wo die Summe STAU des kumulativen Wertes der Hauptkraftstoffeinspritzzeit STAUM und des kumulativen Wertes der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion STAUS berechnet wird. In dem folgenden Schritt 92 werden STAUM und STAUS gelöscht. In dem folgenden Schritt 93 wird die einströmende Schwefelmenge QSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 4C gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 94, wird die geschätzte Schwefelmenge SQSUL berechnet (SQSUL = SQSUL + QSUL·STAU·DLT). In dem folgenden Schritt 95 wird beurteilt, ob die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als der vorbestimmte Wert SQ1 ist. Wenn SQSUL ≤ SQ1 wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn SQSUL > SQ1, geht das Programm zu Schritt 96, wo beurteilt wird, ob die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb der optimalen Temperaturspanne für Reduktion des Schwefels OTSUL liegt. Wenn TCAT außerhalb von OTSUL liegt, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn TCAT innerhalb von OTSUL liegt, geht das Programm zu Schritt 97, wo der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt wird.
Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, geht das Programm von Schritt 90 bis zu Schritt 98, wo der Wert des Zählers C, der die Zeit darstellt, während der die Nebenkraftstoffeinspritzzeit durchgeführt wird, um 1 erhöht wird. In dem folgenden Schritt 99 wird die desorbierte Schwefelmenge DSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 14 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 100 wird die absorbierte Schwefelmenge SQSUL berechnet (SQSUL = SQSUL – DSUL·DLT). In dem folgenden Schritt 101 wird beurteilt, ob SQSUL kleiner oder gleich null ist. Wenn SQSUL > 0, geht das Programm zu Schritt 102, wo beurteilt wird, ob TCAT innerhalb von OTSUL liegt. Wenn TCAT innerhalb von OTSUL liegt, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn TCAT außerhalb von OTSUL liegt, geht das Programm zu Schritt 103. Wenn SQSUL in Schritt 101 ≤ 0, geht das Programm auch zu Schritt 103. In Schritt 103, der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgesetzt. In dem folgenden Schritt 104 wird der Wert des Zählers C gelöscht.
19 and 20 zeigen ein Programm zur Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 19 und 20, wird als erstes in Schritt 110 beurteilt, ob der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, d.h. ob die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer ist als die vorbestimmte Menge SQ1 und ob die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die Reduktion des Schwefels OTSUL ist. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 111, wo beurteilt ist, ob TCAT innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX ist. Wenn TCAT innerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 112, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit CAS auf CANOX eingestellt wird. In dem folgenden Schritt 113 wird TAUNOX mit dem Diagramm berechnet, das in der 2 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 114, wird die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS auf TAUNOX eingestellt. Wenn nämlich TCAT innerhalb von OTNOX liegt, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt. In dem folgenden Schritt 115, wird der kumulative Wert STAUS der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS berechnet. Im Gegensatz, wenn TCAT außerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 116, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS auf Null gestellt wird. Die Nebenkraftstoffeinspritzung wird nämlich gestoppt, wenn TCAT außerhalb von OTSUL und OTNOX ist.
Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 in Schritt 110 eingestellt ist, geht das Programm zu Schritt 117, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit CAS auf CASUL eingestellt ist. In dem folgenden Schritt 118 wird TAUSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 15 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 119 wird die zulässige maximale Nebenkraftstoffeinspritzzeit MTAUS berechnet. In dem folgenden Schritt 120 wird beurteilt, ob TAUSUL größer als MTAUS ist. Wenn TAUSUL < MTAUS, geht das Programm zu Schritt 121 bei dem die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS auf TAUSUL eingestellt wird. Wenn TAUSUL ≥ MTAUS, geht das Programm zu Schritt 122, bei dem TAUS auf MTAUS eingestellt wird. Wenn nämlich TCAT innerhalb von OTSUL liegt, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt.
21 zeigt ein Programm für die Berechnung der Öffnung VOP des Einlassluft-Steuerungsventils 14. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 21, wird in Schritt 130 als erstes beurteilt, ob der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, d.h. SQSUL größer ist als SQ1, und ob TCAT innerhalb von OTSUL ist. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 131, wo VOPU mit dem Diagramm berechnet wird, das in der 16A gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 132 wird die Ventilöffnung VOP auf VOPU eingestellt. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, geht das Programm zu Schritt 133, wo VOPS mit dem Diagramm berechnet wird, das in der 16B gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 134 wird die Ventilöffnung VOP auf VOPS eingestellt.
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform erklärt.
In der zweiten Ausführungsform, die oben erwähnt ist, hängt die Temperatur des Katalysators TCAT von der Betriebsbedingung der Maschine ab und so hängt das Durchführen der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels von der Betriebsbedingung der Maschine ab. Falls jedoch ein Betrieb der Maschine unter geringer Last oder im Leerlauf fortgesetzt wird, bleibt die Temperatur des Katalysators TCAT außerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die Reduktion des Schwefels OTSUL. Somit kann die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL stufenweise zunehmen und der Katalysator 17 mit Schwefel gesättigt werden. Somit wird in der dritten Ausführungsform mittels eines Steuergeräts für die Temperatur des Katalysators dafür gesorgt, dass TCAT verpflichtend innerhalb von OTSUL liegt, wenn die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als der vorbestimmte Wert SQ1 wird.
Wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, wird ein Teil des Nebenkraftstoffs in der Brennkammer 2 oder in dem Abgasdurchtritt stromaufwärts von dem Katalysator 17 verbrannt, und somit wird die Temperatur des in den Katalysator 17 strömenden Abgases höher. Folglich wird die Nebenkraftstoffeinspritzung in der dritten Ausführungsform bei dem Verbrennungshub oder dem Anfang des Abgashubs durchgeführt, um den Katalysator 17 zu heizen, um dadurch die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb der optimalen Temperaturspanne für Reduktion des Schwefels OTSUL zu bilden. Wenn TCAT innerhalb von OTSUL liegt, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Heizung gestoppt und dann wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels begonnen.
Wenn nämlich TCAT innerhalb von OTSUL liegt, wenn SQSUL größer als SQ1 ist, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels sofort begonnen. Im Gegensatz, wenn TCAT niedriger als OTSUL ist, wenn SQSUL größer als SQ1 ist, wird als erstes die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Heizung durchgeführt und, wenn TCAT innerhalb von OTSUL liegt, wird dann die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels begonnen.
In der dritten Ausführungsform wird die kumulative Menge der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für Reduktion des Schwefels STAUSS erhalten und, wenn die kumulative Menge STAUSS größer als ein eingestellter Wert ST1 ist, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt. Der eingestellte Wert ST1 stellt eine Menge des reduzierenden Mittels dar, das zum Desorbieren und die Reduktion fast des gesamten Schwefels erforderlich ist, der in dem Katalysator 17 adsorbiert ist und ist in Übereinstimmung mit der adsorbierten Schwefelmenge SQSUL beim Anfang der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels erreicht. Der eingestellte Wert ST1 ist im Voraus in dem ROM 32 gespeichert, um bei dem Anfang der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels größer als SQSUL zu werden. Infolgedessen kann das reduzierende Mittel effektiv benutzt werden, um den Schwefel zu reduzieren.
Zunächst wird die dritte Ausführungsform ausführlicher mit Bezug auf 22 erklärt. Wenn zu der Zeit (a) in der 22, wenn die Temperatur des Katalysators TCAT niedriger als die optimale Temperaturspanne für die Reduktion des Schwefels OTSUL ist, wenn die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als der vorbestimmte Wert SQ1 ist, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels ist (OFF) gestoppt gehalten und die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Heizung wird begonnen (ON). Zu der Zeit (b), wenn TCAT innerhalb von OTSUL liegt, ist die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Heizung gestoppt (OFF) und die Nebenkraftstoffeinspritzung bezüglich der Reduktion des Schwefels wird begonnen (ON). Zu dieser Zeit wird die Berechnung der kumulativen Menge der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die Reduktion des Schwefels STAUSS begonnen. Zu der Zeit als (c), wenn die kumulative Menge STAUSS größer ist als der eingestellte Wert ST1, der beim Anfang der Berechnung von STAUSS erhalten worden ist, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt und die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL wird gelöscht.
Falls die Temperatur des Katalysators TCAT zu der Zeit (d) innerhalb von OTSUL liegt, wenn SQSUL größer als SQ1 wird, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Schwefelreduktion ohne die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Heizung begonnen. Zu der Zeit (e), wenn die kumulative Menge STAUSS größer als ST1 ist, die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels gestoppt und die absorbierte Schwefelmenge SQSUL ist gelöscht.
23 und 24 zeigen ein Programm zum Steuern der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 23 und 24, wird als erstes in Schritt 140 beurteilt, ob der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 141, wo die Summe STAU des kumulativen Wertes der Hauptkraftstoffeinspritzzeit STAUM und des kumulativen Wertes der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion STAUS berechnet wird. In dem folgenden Schritt 142 werden STAUM und STAUS gelöscht. In dem folgenden Schritt 143 wird ist die einströmende Schwefelmenge QSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 4C gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 144 wird die bestimmte adsorbierte Schwefelmenge SQSUL berechnet (SQSUL = SQSUL + QSUL·STAU·DLT). In dem folgenden Schritt 145 wird beurteilt ob die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als der vorbestimmte Wert SQ1 ist. Wenn SQSUL ≤ SQ1, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn SQSUL > SQ1, geht das Programm zu Schritt 146, wo beurteilt wird, ob die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die Reduktion des Schwefels OTSUL ist. Wenn TCAT außerhalb von OTSUL liegt, geht das Programm zu Schritt 147, wo beurteilt ist, ob TCAT niedriger als die untere Schwelle LTSUL von OTSUL ist. Wenn TCAT > LTSUL, d.h., TCAT ist höher als OTSUL wird der Programmzyklus beendet. Falls TCAT < LTSUL d.h. TCAT ist niedriger als OTSUL, geht das Programm zu Schritt 148, wo der Heizungszeiger XHEAT eingestellt wird (XHEAT = „1"). Der Heizungszeiger XHEAT ist eingestellt, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Heizung durchgeführt werden muss und ist zurückgestellt (XHEAT = „0"), wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Heizung gestoppt werden muss.
Wenn TCAT in Schritt 146 innerhalb von OTSUL liegt, geht das Programm zu Schritt 149, wo der Heizungszeiger XHEAT gedreht oder gehalten wird, um zurückgestellt zu werden. In dem folgenden Schritt 150 ist der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt. In dem folgenden Schritt 151, wird der eingestellte Wert ST1 berechnet.
Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, geht das Programm von Schritt 140 bis zu Schritt 152, wo beurteilt wird, ob die kumulative Menge der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die Reduktion des Schwefels STAUSS, die in dem Programm berechnet wird, das in dem folgenden erklärt ist, größer als der eingestellte Wert ST1 ist. Wenn STAUSS ≤ ST1, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn STAUSS > ST1, geht das Programm zu Schritt 153, wo der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt wird. In dem folgenden Schritt 154 werden die kumulative Menge STAUSS und die adsorbierte Schwefelmenge SQSUL gelöscht.
25 und 26 zeigen ein Programm für die Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 25 and 26, wird in Schritt 160 als erstes beurteilt, ob der SChwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 161, bei dem beurteilt wird, ob der Heizungszeiger XHEAT eingestellt ist. Wenn der Heizungszeiger XHEAT zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 162, wo beurteilt wird, ob die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX ist. Wenn TCAT innerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 163, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit CAS auf CANOX eingestellt wird. In dem folgenden Schritt 164, wird TAUNOX mit dem Diagramm berechnet, das in der 2 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 165, wird die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS auf TAUNOX eingestellt. In dem folgenden Schritt 166 wird der kumulative Wert STAUS der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS berechnet. Im Gegensatz, wenn TCAT außerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 167, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS auf Null gestellt wird.
Wenn Der Heizungszeiger XHEAT in Schritt 161 eingestellt ist, geht das Programm zu Schritt 168, wo CAS auf CAH eingestellt wird. CAH ist eine Nebenkraftstoffeinspritzzeit-Regelung, die verwendbar ist, um die Temperatur des Katalysators TCAT schnell zu erhöhen und ist ungefähr zwischen z.B. ATDC 90°CA und über ATDC 120°CA eingestellt. In dem folgenden Schritt 169 wird die Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die Heizung TAUH berechnet. TAUH ist eine Nebenkraftstoffeinspritzzeit, die verwendbar ist, um die Temperatur des Katalysators TCAT schnell zu erhöhen und ist im Voraus als Funktion der Einlassluftmenge Q und der Maschinendrehzahl N in Form eines Kennfelds in dem ROM 32 gespeichert, wie in 27 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 170 wird TAUS auf TAUH eingestellt. Die Nebenkraftstoffeinspritzung wird nämlich für die Heizung durchgeführt.
Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 in Schritt 160 eingestellt ist, geht das Programm zu Schritt 171, wo CAS auf CASUL eingestellt wird. In dem folgenden Schritt 172 wird TAUSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 15 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 173, wird TAUS auf TAUSUL eingestellt. In dem folgenden Schritt 174 wird die kummulative Menge der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die Reduktion des Schwefels STAUSS berechnet (STAUSS = STAUSS + TAUS).
Als nächstes wird die vierte Ausführungsform erklärt. Die vierte Ausführungsform ist zu den oben erwähnten Ausführungsformen in einem Punkt unterschiedlich, dass der TemperaturSensor in dem Abgasdurchtritt und die Vorrichtung zum Regeln der Temperatur des Katalysators nicht vorausgesetzt werden. Die andere Struktur und der Betrieb das Abgasreinigungsgeräts sind die Selben wie die der oben erwähnten Ausführungsformen, und folglich werden die Erklärungen davon ausgelassen.
In der vierten Ausführungsform hängt die Temperatur des Katalysators TCAT von der Betriebsbedingung der Maschine ab. In diesem Fall ist die Temperatur des Abgases, das in den Katalysator 17 strömt, relativ tief bei dem unveränderlichen Betrieb der Maschine, oder bei der langsamen Beschleunigung und so kann TCAT nicht die optimale Temperaturspanne für die Reduktion des Schwefels OTSUL erreichen. Im Gegensatz, während der schnellen Beschleunigung, wird die Temperatur des einströmenden Abgases verhältnismäßig hoch und so erreicht TCAT OTSUL und wird innerhalb eines bestimmten Zeitraums innerhalb von OTSUL gehalten. Wenn jedoch die Temperatur des einströmenden Abgases höher wird, gibt es Verzögerungen bis die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb von OTSUL liegt.
Somit wird in der vierten Ausführungsform zuerst beurteilt, ob die Maschine schnell beschleunigt wird, und die Temperatur des Katalysators TCAT wird beurteilt, um innerhalb der optimalen Temperaturspanne für Reduktion des Schwefels OTSUL während eines zweiten Einstellzeitraums zu sein, die direkt beginnt, nachdem ein erster Einstellzeitraum vorüber ist, da die schnelle Beschleunigung der Maschine ermittelt ist. Wenn nämlich die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als die vorbestimmte Menge SQ1 wird, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels während des zweiten Einstellzeitraums durchgeführt.
Wenn einerseits beurteilt wird, dass TCAT außerhalb von OTSUL liegt, wird beurteilt, ob TCAT innerhalb von der optimalen Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX liegt. Wenn TCAT beurteilt wird, innerhalb OTNOX zu liegen, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt. Nämlich wird TCAT beurteilt, außerhalb von OTNOX zu liegen, wenn die Einlassluftmenge Q niedriger als ein eingestellter Wert während einer Einstellzeit ist, oder wenn die Maschinendrehzahl N niedriger als ein eingestellter Wert während einer Einstellzeit ist und wird andernfalls TCAT beurteilt, innerhalb OTNOX zu liegen.
Die Verringerung des Schwefels erzeugt Hitze. So kann TCAT höher werden als OTSUL, wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels fortgesetzt wird. In der vierten Ausführungsform ist der Temperatursensor für die Erfassung der Temperatur des Katalysators nicht zur Verfügung gestellt und so wird die Nebenkraftstoffeinspritzung während des zweiten Einstellzeitraums selbst fortgesetzt, wenn TCAT höher als OTSUL ist. In diesem Fall jedoch kann das reduzierende Mittel nicht benutzt werden, um den Schwefel effektiv zu verringern, wie oben erwähnt worden ist.
Somit wird in der vierten Ausführungsform die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels stoßweise durchgeführt, wenn TCAT beurteilt ist, innerhalb OTSUL zu liegen. Dies verhindert, dass TCAT höher als OTSUL wird und stellt somit eine gute Reduktion des Schwefels sicher.
Als nächstes wird die vierte Ausführungsform mit Bezug auf die Flussdiagramme der 28 bis 31 und das in der 32 gezeigte Zeitdiagramm detaillierter erklärt.
28 und 29 zeigen ein Programm zum Steuern der Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 28 und 29, wird als erstes in Schritt 180 beurteilt, ob die erste Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist. Die erste Schwefelzeiger XSUL1 wird eingestellt (XSUL1 = „1") wenn die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als die vorbestimmte Menge SQ1 ist, und wird zurückgestellt (XSUL1 = „0"), wenn beurteilt wird, dass die Freisetzung und die Verringerung von Schwefel durchgeführt werden. Wenn der erste Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt wird, geht das Programm zu Schritt 181, wo die Summe STAU des kumulativen Wertes der Hauptkraftstoffeinspritzzeit STAUN und des kumulativen Wertes der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion STAUS berechnet wird. In dem folgenden Schritt 182 werden STAUN und STAUS gelöscht. In dem folgenden Schritt 183 wird die einströmende Schwefelmenge QSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 4C gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 184 wird die geschätzte absorbierte Schwefelmenge SQSUL berechnet (SQSUL = SQSUL + QSUL·STAU·DLT). In dem folgenden Schritt 185 wird beurteilt, ob die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als der vorbestimmte Wert SQ1 ist. Wenn SQSUL ≤ SQ1, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn SQSUL > SQ1, geht das Programm zu Schritt 185a, bei dem der erste Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt wird.
Wenn der erste Schwefelzeiger eingestellt ist, geht das Programm von Schritt 180 bis zu Schritt 186, wo beurteilt wird, ob der zweite Schwefelzeiger eingestellt ist. Der zweite Schwefelzeiger XSUL2 wird eingestellt (XSUL2 = „1") wenn beurteilt wird, um während des zweiten Einstellzeitraums zu sein, und wird (XSUL2 = „0") sonst zurückgestellt. Wenn der zweite Schwefelzeiger XSUL2 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 187, wo beurteilt wird, ob der Beschleunigungszeiger XACC eingestellt ist. Der Beschleunigungszeiger XACC ist eingestellt (XACC = „1") wenn eine schnelle Beschleunigung der Maschine ermittelt ist, und wird (XACC = „0") sonst zurückgestellt. Wenn der Beschleunigungszeiger XACC zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 188, wo beurteilt wird, ob die Änderungsgeschwindigkeit ΔDEP in dem Niederdrücken des Beschleunigungspedals DEP größer als ein eingestellter Wert D1 ist (> 0) d.h. ob die Maschine schnell beschleunigt. Wenn ΔDEP ≤ D1, wird beurteilt, dass die Maschine nicht schnell beschleunigt wird und der Verarbeitungszyklus wird beendet. Wenn ΔDEP > D1, ist die schnelle Beschleunigung der Maschine ermittelt und das Programm geht zu Schritt 189, wo der Beschleunigungszeiger XACC eingestellt wird.
Wenn der Beschleunigungszeiger XACC eingestellt wird, geht das Programm von Schritt 187 bis Schritt 190, wo der Wert des Zählers CF um 1 erhöht ist. Der Wert des Zählers CF stellt die verstrichene Zeit dar, seit der Beschleunigungszeiger XACC eingestellt wurde. In dem folgenden Schritt 191 wird beurteilt, ob der Wert des Zählers CF größer als der eingestellter Wert CF1 ist, der den ersten Einstellzeitraum darstellt, wie oben erwähnt wurde. Wenn CF ≤ CF1, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn CF > CF1, geht das Programm zu Schritt 192, wo der Beschleunigungszeiger XACC zurückgestellt wird. In dem folgenden Schritt 193 wird der zweite Schwefelzeiger XSUL2 eingestellt. Entsprechend wird beurteilt, dass die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb der optimalen Reduktion des Schwefels liegt, und somit wird die unterbrochene Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels begonnen. In dem folgenden Schritt 194 wird der Wert des Zählers gelöscht.
Wenn der zweite Schwefelzeiger XSUL2 eingestellt ist, geht das Programm von Schritt 186 bis zu Schritt 195, wo der Wert des Zählers CS um 1 erhöht wird. Der Wert des Zählers CS stellt die Gesamtverarbeitungszeit dar, seit der erste Einstellzeitraum beendet ist. In dem folgenden Schritt 196 wird beurteilt, ob der Wert des Zählers CS größer als der eingestellte Wert CS1 ist, der den zweiten Einstellzeitraum darstellt. Wenn CS ≤ CS1, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn CS > CS1, geht das Programm zu Schritt 197, wo der zweite Schwefelzeiger XSUL2 zurückgestellt wird. In dem folgenden Schritt 198, wird der Wert des Zählers CS gelöscht. Diesmal wird die Freisetzung und die Verringerung von Schwefel beurteilt, durchgeführt zu werden, und in dem folgenden Schritt 199 wird der erste Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt. In dem folgenden Schritt 200 wird die absorbierte Schwefelmenge SQSUL gelöscht.
Nämlich wird zu der Zeit (a), die in der 32 gezeigt ist, der erste Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt, wenn die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als die vorbestimmte Menge SQ1 ist. Wenn dann in der Zeit (b) die Änderungsgeschwindigkeit in dem Niederdrücken ΔDEP größer als der eingestellte Wert D1 ist, wird der Beschleunigungszeiger XACC gesetzt und der Stufensprung des Werts des Zählers CF wird begonnen. Wenn dann in der Zeit (c) der Wert des Zählers CF größer als der eingestellte Wert CF1 ist, wird der Beschleunigungszeiger XACC zurückgestellt, wird die zweite Schwefelzeiger XSUL2 eingestellt, wird die zeitweilige Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels begonnen, und der Stufensprung des Werts des Zählers CS wird begonnen. Dann wird in der Zeit (d) der Wert des Zählers CS größer als der eingestellte Wert CS1, der zweite Schwefelzeiger XSUL2 wird zurückgestellt, die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels wird gestoppt, und der erste Schwefelzeiger XSUL1 wird zurückgestellt.
30 und 31 zeigen ein Programm für die Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmen auf 30 und 31, wird als erstes in Schritt 210 beurteilt, ob der zweite Schwefelzeiger XSUL2 eingestellt ist. Wenn die zweite Schwefelzeiger XSUL2 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 211, wo beurteilt wird, ob die Temperatur des Katalysators TCAT innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX auf der Grundlage von der Betriebsbedingung der Maschine ist. Wie oben erwähnt wurde, wird TCAT beurteilt, um außerhalb von OTNOX zu liegen, wenn die Einlassluftmenge Q kleiner ist, als der eingestellte Wert für den Einstellzeitraum oder die Maschinendrehzahl N niedriger als der eingestellte Wert während des Einstellzeitraums ist, und es wird beurteilt, dass sie sonst innerhalb OTNOX liegt. Wenn beurteilt wird, dass TCAT innerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 212, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit CAS auf CANOX eingestellt wird. In dem folgenden Schritt 213 wird TAUNOX mit dem Diagramm berechnet, das in der 2 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 214, wird die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS auf das TAUNOX eingestellt. In dem folgenden Schritt 215, wird der kumulative Wert STAUS der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS berechnet. Im Gegensatz, wenn beurteilt wird, dass TCAT außerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 216, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS auf Null gestellt wird.
Wenn der zweite Schwefelzeiger XSUL2 eingestellt ist, geht das Programm von 210 zu Schritt 217, wo beurteilt wird, ob der Stillstandszeiger XSTP eingestellt ist. Der Stillstandszeiger XSTP ist eingestellt (XSTP = „1"), wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels vorübergehend gestoppt werden muss, und ist zurückgestellt (XSTP = „0") wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels wirklich durchgeführt werden muss. Wenn der Stillstandszeiger XSTP zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 218, wo beurteilt wird, ob der Wert des Zählers CPFM größer als der eingestellte Wert CPF1 ist. Der Wert des Zählers CPFM stellt die Zeit dar, während der die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels ununterbrochen durchgeführt wird. Wenn CPFM ≤ CPF1, geht das Programm zu Schritt 219, wo der Wert des Zählers CPFM um 1 erhöht wird. In dem folgenden Schritt 220, wird CAS auf CASUL eingestellt. In dem folgenden Schritt 221, wird TAUSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 15 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 222 wird TAUS auf TAUSUL eingestellt. Somit ist die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels wirklich durchgeführt.
Wenn CPFM > CPF1 geht das Programm zu Schritt 223, wo der Stillstandszeiger XSTP eingestellt wird. In dem folgenden Schritt 224 wird der Wert des Zählers CPFM gelöscht. In dem folgenden Schritt 225 wird der Wert des Zählers CSTP um 1 erhöht. Der Wert des Zählers CSTP stellt die Zeit dar, während der die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels ununterbrochen gestoppt ist. In dem folgenden Schritt 226 wird TAUS auf Null gestellt. So wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels vorübergehend gestoppt.
Wenn der Stillstandszeiger XSTP eingestellt ist, geht das Programm von Schritt 217 bis zu Schritt 227, wo beurteilt wird, ob der Wert des Zählers CSTP größer als der eingestellte Wert CST1 ist. Wenn CSTP ≤ CST1, geht das Programm zu den Schritten 225 und 226, wo die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels ununterbrochen gestoppt wird. Wenn CSTP > CST1, geht das Programm zu Schritt 228, wo der Stillstandszeiger XSTP eingestellt wird. In dem folgenden Schritt 229 wird der Wert des Zählers CSTP gelöscht. Dann geht das Programm zu den Schritten 219 bis 222, wo die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels durchgeführt wird.
Es ist nämlich, bei der Zeit (c), die in der 32 gezeigt ist, der zweite Schwefelzeiger XSUL2, und die zeitweilige Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels wird begonnen. Wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels während des Zeitraums durchgeführt wird, der durch CPF1 dargestellt ist, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung während des Zeitraums gestoppt, der durch CST1 dargestellt ist. Die Leistung und der Stillstand der Nebenkraftstoffeinspritzung werden wechselweise wiederholt. Bei der Zeit (d) wird die zweite Schwefelzeiger XSUL2 zurückgestellt und die Nebenkraftstoffeinspritzung für die Reduktion des Schwefels wird gestoppt.
Zunächst wird die fünfte Ausführungsform mit Bezug auf 33 erklärt.
Bezug nehmend auf 33, hat der Katalysator 17 einen NOx reduzierenden Katalysator 17a und einen Schwefel verringernden den Katalysator 17b, die in Reihe geschalten werden. Nämlich ist das Abgasrohr 16 an das Gehäuse 18a angeschlossen, welches den NOx reduzierenden Katalysator 17a aufnimmt, und das Gehäuse 18a ist über das Abgasrohr 20, an das Gehäuse 18b angeschlossen, welches den Schwefel reduzierenden Katalysator aufnimmt. Eine Zufuhrvorrichtung 21 zum reduzierendes Mittel zum Zuführen des reduzierenden Mittels, wie z.B. Kraftstoff, zu dem Schwefel reduzierenden Katalysator 17b, ist in dem Abgasrohr 20 angeordnet. Ein Temperatursensor 40a, der eine Ausgangsspannung in dem Verhältnis zu der Temperatur des Abgases erzeugt, das von dem NOx reduzierenden Katalysator abgegeben wird, ist in dem Abgasrohr 20 neben dem abwärts gerichteten Ende des NOx reduzierenden Katalysator 17a angeordnet. Die Temperatur des Abgases stellt die Temperatur des NOx reduzierenden Katalysators (die in dem Folgenden als NOx Temperatur des Katalysators bezeichnet wird) TCATN dar. Auch ein Temperatursensor 40b, der eine Ausgangsspannung in dem Verhältnis zu der Temperatur des Abgases erzeugt, das von dem Schwefel reduzierenden Katalysator 17b abgegeben wird, ist in dem Abgasrohr 19 neben dem abwärts gerichteten Ende des Schwefel reduzierenden Katalysator 17b angeordnet. Die Temperatur des Abgases stellt die Temperatur des Schwefel reduzierenden Katalysators (die in dem Folgenden als Schwefel-Temperatur des Katalysators bezeichnet wird) TCATS dar. Die Ausgangsspannungen der Sensoren 40a und 40b werden zu der Eingabeschnittstelle 36 der ECU 30 über entsprechende Analog-Digital-Umwandler 43 entsprechend eingegeben. Einerseits ist die Ausgangsschnittstelle 37 der ECU 30 an die Zufuhrvorrichtung 21 über den entsprechenden Antriebsstromkreis 45 angeschlossen. Es ist anzumerken, dass eine andere Struktur der vorliegenden Ausführungsform die selbe wie die des Dieselmotors ist, der in der 1 gezeigt ist, und folglich werden die Erklärungen davon ausgelassen.
Der NOx reduzierende Katalysator 17a, ist aus einem Edelmetall, wie Platin Pt, Palladium Pd, Rhodium Rh, und Iridium Ir, oder aus einem Übergangsmetall, wie Kupfer Cu, Eisen Fe, Kobalt Co und Nickel Ni, die auf einem porösen Träger wie Zeolith, Mordenit, Ferrierit, Tonerde AlO3 getragen werden. Für Zeolith kann silikatreicher Zeolith wie Zeolith ZSM-5 benutzt werden. Gleich wie bei dem Katalysator 17 in den oben erwähnten Ausführungsformen, hat der NOx reduzierende Katalysator 17a eine optimale Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX. Nämlich verringert der NOx reduzierende Katalysator 17a und reinigt NOx mit einer hohen Reinigungsleistungsfähigkeit, wenn die NOx Temperatur des Katalysators TCATN innerhalb von OTNOX liegt, wenn dem NOx reduzierenden Katalysator das reduzierende Mittel zugeführt wird. Jedoch hat der NOx reduzierende Katalysator 17a nicht die Fähigkeit des Schwefel zu adsorbieren wie der Katalysator 17.
Einerseits ist der der Schwefel reduzierende Katalysator 17b aus einem Edelmetall, wie Platin Pt, Palladium Pd, Rhodium Rh, und Iridium Ir, oder aus einem Übergangsmetall, wie Kupfer Cu, Eisen Fe, Kobalt Co und Nickel Ni, die auf einem porösen Träger wie Silizium SiO2 oder Titan TiO2. Gleich wie bei dem Katalysator 17 in den oben erwähnten Ausführungsformen hat der Schwefel reduzierende Katalysator 17b eine Fähigkeit den Schwefel zu adsorbieren und eine optimale Temperaturspanne für Reduktion des Schwefels OTSUL. Nämlich verringert der Schwefel reduzierende Katalysator 17b Schwefel mit der hohen Reinigungsleistungsfähigkeit und die Menge des Schwefels absorbiert in dem Schwefel reduzierenden Katalysator 17b ist verringert, wenn die Schwefelkatalysatortemperatur TCATS innerhalb von OTSUL liegt, wenn das reduzierende Mittel zu dem Schwefel reduzierenden Katalysator 17b zugeführt wird. Jedoch hat der Schwefel reduzierende Katalysator 17b nicht die Fähigkeit NOx zu reduzieren oder die Oxidationsfähigkeit des Katalysators 17. Es ist anzumerken, dass der Mechanismus der Schwefeladsorption und der Schwefeldesorption und der Verringerung des Schwefel reduzierenden Katalysators 17b betrachtet wird, die selbe zu sein, wie die in dem oben erwähnten Katalysator 17 und somit wird sie in den Erklärungen davon ausgelassen werden.
Das heißt, der NOx reduzierende Katalysator 17a hat die hohe Oxidationsfähigkeit und die niedrige Fähigkeit den Schwefel zu adsorbieren, und der Schwefel reduzierende Katalysator 17b hat die niedrige Oxidationsfähigkeit und die hohe Fähigkeit den Schwefel zu adsorbieren. Somit wird in der fünften Ausführungsform fast das ganze NOx das von der Maschine abgegeben wird, in dem NOx reduzierenden Katalysator 17b verringert, und fast der ganze Schwefel, der von der Maschine abgegeben wird, wird in dem der Schwefel reduzierenden Katalysator 17b verringert.
Es ist anzumerken, dass, in der fünften Ausführungsform, die untere Schwelle LTNOX der optimalen Temperaturspanne für die NOx-Reduktion des NOx reduzierenden Katalysators 17b ungefähr 200°C ist und die obere Schwelle UTNOX davon ungefähr 350°C ist. Die untere Schwelle LTSUL der optimalen Temperaturspanne für die Reduktion des Schwefels des Schwefel reduzierenden Katalysators 17b ist ungefähr 350°C und die obere Schwelle UTSUL davon ist ungefähr 450°C. So ist OTSUL in Bezug auf OTNOX auf die Hochtemperaturseite eingestellt.
Wenn die NOx Temperatur des Katalysators TCATN innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX liegt, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durch die Kraftstoffeinspritzdüse 7 durchgeführt, um das reduzierende Mittel dem NOx reduzierenden Katalysator 17a zuzuführen. Wenn TCATN außerhalb von OTNOX liegt, wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion gestoppt.
Wenn die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer ist, als die vorbestimmte Menge SQ1 und die Schwefelkatalysatortemperatur TCATS innerhalb der optimalen Temperaturspanne für Reduktion des Schwefels OTSUL liegt, wird das reduzierende Mittel (Kraftstoff) durch die Zufuhrvorrichtung 21 zu dem Schwefel reduzierenden Katalysator 17b zugeführt. In diesem Fall wird die Einspritzzeit des reduzierenden Mittels TR der Zufuhrvorrichtung 21 auf TRED eingestellt, die TAUSUL entspricht, die in der 15 gezeigt ist und ist im Voraus als Funktion der Einlassluftmenge Q und der Maschinendrehzahl N in Form eines Kennfelds in dem ROM 32 gespeichert, wie in 34 gezeigt ist. Wenn das reduzierende Mittel für die Reduktion des Schwefels von stromaufwärts von dem NOx reduzierenden Katalysator 17a zugeführt wird, wie von der Kraftstoffeinspritzdüse 7 in Form von der Nebenkraftstoffeinspritzung, wird das reduzierende Mittel fast völlig in dem NOx reduzierenden Katalysator 17a wegen der hohen Oxidationsfähigkeit des wegen der hohen oxidierenden Fähigkeit des NOx reduzierenden Katalysator 17a oxidiert, und so kann das reduzierende Mittel kaum den Schwefel reduzierenden Katalysator 17b erreichen. Somit wird in der fünften Ausführungsform die Zufuhrvorrichtung 21 zwischen dem NOx reduzierenden Katalysator 17a und dem Schwefel reduzierenden Katalysator 17b zum Zuführen des reduzierenden Mittels zu dem Schwefel reduzierenden Katalysator 17b angeordnet.
Wenn SQSUL kleiner ist als SQ1 oder TCATS außerhalb von OTSUL liegt, wird die Einspritzung des reduzierenden Mittels durch die Zufuhrvorrichtung 21 gestoppt.
In der fünften Ausführungsform werden die NOx-Reduktion und die Reduktion des Schwefels der unterschiedlichen Katalysatoren durchgeführt und so können die NOx-Reduktion und die Reduktion des Schwefels gleichzeitig durchgeführt werden. Wenn nämlich die NOx-Reduktion in dem NOx reduzierenden Katalysator 17a durchgeführt wird, ist die Temperatur des Abgases, das in den Schwefel reduzierenden Katalysator 17b strömt, höher als die Temperatur des Abgases, das in den NOx reduzierenden Katalysator 17a strömt, weil die reduzierende Reaktion von NOx Hitze erzeugt. Infolgedessen kann TCATN innerhalb von OTNOX beibehalten werden und TCATS kann innerhalb von OTSUL sein. Wenn diesmal die absorbierte Schwefelmenge SQSUL höher als die vorbestimmte Menge SQ1 ist, werden die NOx-Reduktion des NOx reduzierenden Katalysators 17a und die Reduktion des Schwefels des Schwefels reduzierenden Katalysators 17b gleichzeitig durchgeführt.
Als nächstes wird die fünfte Ausführungsform ausführlicher mit Bezug auf 35 bis 37 erklärt.
35 zeigt ein Programm zum Steuern der Einspritzung des reduzierenden Mittels für Reduktion des Schwefels. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 35 wird als erstes in Schritt 240 beurteilt, ob der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist. Der Schwefelzeiger XSUL1 ist eingestellt (XSUL1 = wenn die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer ist, als die vorbestimmte Menge SQ1 und die Schwefelkatalysatortemperatur TCATS innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die Reduktion des Schwefels OTSUL ist. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt ist, geht das Programm zu Schritt 241, wo die Summe STAU des kumulativen Wertes der Hauptkraftstoffeinspritzzeit STAUM und des kumulativen Wertes der Nebenkraftstoffeinspritzzeit für die NOx-Reduktion STAUS und des kumulativen Wertes SRED der Einspritzzeit des reduzierenden Mittels TR berechnet wird. In dem folgenden Schritt 242, werden STAUM, STAUS und SRED gelöscht. In dem folgenden Schritt 243, wird die einströmende Schwefelmenge QSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 4C gezeigt ist.
In der fünften Ausführungsform hängt die Menge des in den Schwefel reduzierenden Katalysator 17b strömenden Schwefels von dem Kraftstoff ab, der durch die Hauptkraftstoffeinspritzung, die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion und die Einspritzung des reduzierenden Mittels durch die Zufuhrvorrichtung 21 zugeführt wird. Somit wird einströmende Schwefelmenge QSUL auf der Grundlage von die Summe von STAUM, von STAUS und von SRED berechnet.
In dem folgenden Schritt 244, wird die geschätzte absorbierte Schwefelmenge SQSUL berechnet (SQSUL = SQSOL + QSOL·STAU·DLT). In dem folgenden Schritt 245 wird beurteilt, ob die absorbierte Schwefelmenge SQSUL größer als der vorbestimmte Wert SQ1 ist. Wenn SQSUL ≤ SQ1, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn SQSUL > SQ1, geht das Programm zu Schritt 246, wo beurteilt wird, ob die Schwefelkatalysatortemperatur TCATS innerhalb der optimalen Temperaturspanne für Reduktion des Schwefels OTSUL liegt. Wenn TCATS außerhalb von OTSUL liegt, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn TCATS innerhalb von OTSUL liegt, geht das Programm zu Schritt 247, wo der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt wird.
Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt wird, geht das Programm von Schritt 240 bis zu Schritt 248, wo der Wert des Zählers C, der die Zeit darstellt, während der der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, um 1 erhöht wird. In dem folgenden Schritt 249, wird die desorbierte Schwefelmenge DSUL mit dem Diagramm berechnet, das in der 14 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 250 wird die absorbierte Schwefelmenge SQSUL berechnet (SQSUL = SQSUL – DSUL·DLT). In dem folgenden Schritt 251 wird beurteilt, ob SQSUL kleiner als oder Gleich null ist. Wenn SQSUL > 0, geht das Programm zu Schritt 252, wo beurteilt wird, ob TCATS innerhalb von OTSUL liegt. Wenn TCATS innerhalb von OTSUL liegt, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn TCATS außerhalb von OTSUL liegt, geht das Programm zu Schritt 253. Wenn SQSUL in Schritt 251 ≤ 0, geht das Programm auch zu Schritt 253. In Schritt 253 wird der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt. In dem folgenden Schritt 254 wird der Wert des Zählers C gelöscht.
36 zeigt ein Programm für die Berechnung der Einspritzzeit des reduzierenden Mittels TR. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 36, wird als erstes in Schritt 260 beurteilt, ob der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist. Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 eingestellt ist, geht das Programm zu Schritt 261, wo TRED mit dem Diagramm berechnet wird, das in der 34 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 262 wird die Einspritzzeit des reduzierenden Mittels TR auf TRED eingestellt. So wird die Einspritzung des reduzierenden Mittels durch die Zufuhrvorrichtung 21 durchgeführt. In dem folgenden Schritt 263 wird der kumulative Wert SRED der Einspritzzeit des reduzierenden Mittels TR berechnet (SRED = SRED + TR). Wenn der Schwefelzeiger XSUL1 zurückgestellt wird, geht das Programm zu Schritt 264, wo TR auf Null gestellt wird. Somit wird die Einspritzung des reduzierenden Mittels durch die Zufuhrvorrichtung 21 gestoppt.
37 zeigt ein Programm für die Berechnung der Nebenkraftstoffeinspritzzeit. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 37, wird als erstes in Schritt 270 beurteilt, ob die NOx Temperatur des Katalysators TCATN innerhalb der optimalen Temperaturspanne für die NOx-Reduktion OTNOX liegt. Wenn TCATN innerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 271, wo die Nebenkraftstoffeinspritzzeit CAS auf CANOX eingestellt wird. In dem folgenden Schritt 272 wird TAUNOX mit dem Diagramm berechnet, das in der 2 gezeigt ist. In dem folgenden Schritt 273, wird die Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS auf TAUNOX eingestellt. Somit wird die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt. In dem folgenden Schritt 274 wird der kumulative Wert STAUS der Nebenkraftstoffeinspritzzeit TAUS berechnet. Im Gegensatz, wenn TCATN außerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 275, wo TAUS auf Null gestellt ist. So wird die Nebenkraftstoffeinspritzung gestoppt.
Als nächstes wird die sechste Ausführungsform erklärt. Die sechste Ausführungsform ist zu der fünften Ausführungsform in dem Punkt unterschiedlich, die oben erwähnt ist, dass die Reduktion des Schwefels unabhängig von der absorbierten Schwefelmenge SQSUL durchgeführt wird.
38 zeigt ein Programm zum Steuern des Zuführens des reduzierenden Mittels. Das Programm wird durch Unterbrechung jede vorbestimmte Zeit durchgeführt.
Bezug nehmend auf 37, wird als erstes in Schritt 280 beurteilt, ob die NOx Temperatur des Katalysators TCATN innerhalb der optimalen Temperaturspanne OTNOX liegt. Wenn TCATN innerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 281, wo die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion durchgeführt wird (ON). Dann geht das Programm zu Schritt 283. Wenn TCATN außerhalb von OTNOX liegt, geht das Programm zu Schritt 282, wo die Nebenkraftstoffeinspritzung für die NOx-Reduktion gestoppt wird (OFF). Dann geht das Programm zu Schritt 283. In Schritt 283, wird beurteilt, ob die Schwefelkatalysatortemperatur TCATS innerhalb der optimalen Temperaturspanne OTSUL liegt. Wenn TCATS innerhalb von OTSUL liegt, geht das Programm zu Schritt 284, wo die Einspritzung des reduzierenden Mittels durch die Zufuhrvorrichtung 21 durchgeführt ist (ON). Dann wird der Verarbeitungszyklus beendet. Wenn TCATS außerhalb von OTSUL liegt, geht das Programm zu Schritt 285, wo die Einspritzung des reduzierenden Mittels durch die Zufuhrvorrichtung 21 gestoppt wird (OFF). Dann wird der Verarbeitungszyklus beendet.
Es ist anzumerken, dass ein aus Einzelteilen bestehender Filter in dem Gehäuse 18 aufgenommen sein kann und der Schwefel reduzierende Katalysator 17b auf dem Filter getragen sein kann. Es ist bekannt, dass Schwefel leicht durch in den Filter eingeschlossene Partikel adsorbiert werden kann. So verringert die Kombination des Filters und des Schwefel reduzierenden Katalysators 17b die Menge des in das Abgasrohr 19 abgegebenen Schwefels.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Abgasreinigungsgerät zur Verfügung zu stellen, das zu dem Verringern der Menge des reduzierenden Mittels fähig ist, die für die Reduktion des Schwefels erforderlich ist, und dabei die Menge des Schwefels klein beizubehalten, die von dem Katalysator abgegeben wird.
Während die Erfindung durch Hinweis auf den spezifischen Ausführungsformen beschrieben worden ist, die zwecks der Darstellung gewählt werden, sollte es offensichtlich sein, dass von den Fachleuten zahlreiche Änderungen dazu gebildet werden könnten, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Abgasreinigungsgerät für eine Maschine, die einen Abgasdurchtritt aufweist, durch den das Abgas mit überschüssigem Sauerstoff strömt, mit: Einem in dem Abgasdurchtritt zum Reinigen des Abgases angeordneten Katalysator (17), wobei der Katalysator (17) eine Oxidationsfähigkeit aufweist; einer Zufuhreinrichtung (21), die in der Lage ist ein reduzierendes Mittel zu dem Katalysator (17) zuzuführen; und einer Beurteilungseinrichtung zum Erhalten einer Menge von Schwefel, der in dem Katalysator (17) adsorbiert ist, und beurteilt, ob die adsorbierte Schwefelmenge größer als eine vorbestimmte Menge ist; einer Steuerungseinrichtung (30) zum Steuern der Zufuhreinrichtung (21), das reduzierende Mittel vorübergehend zu dem Katalysator (17) zuzuführen, um den adsorbierten Schwefel von dem Katalysator (17) zu desorbieren und den Schwefel zu reduzieren, wenn beurteilt wird, dass die adsorbierte Schwefelmenge größer ist als die vorbestimmte Menge, wobei der Katalysator (17) in der Lage ist, NOx zu reduzieren, sogar in der oxidierenden Atmosphäre, falls das einströmende Abgas das reduzierende Mittel hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Fettheitsgrad des in den Katalysator (17) strömenden Abgases eingestellt ist, durch die Zufuhreinrichtung (21) niedriger zu werden, wenn die Maschinendrehzahl höher wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei das reduzierende Mittel zu dem Katalysator (17) zugeführt wird, um das Luft-Kraftstoffverhältnis des in den Katalysator (17) strömenden Abgases Fett zu machen, wenn der in dem Katalysator (17) adsorbierte Schwefel zu desorbieren und zu reduzieren ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 2, wobei eine Fett-Zeit, die eine Zeit ist, während der das Luft-Kraftstoffverhältnis des in dem Katalysator (17) strömenden Abgases fett gemacht wird, wenn der in dem Katalysator (17) adsorbierte Schwefel zu desorbieren und reduzieren ist, gemäß des Maschinenbetriebszustands gesteuert ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 3, wobei die Fett-Zeit eingestellt ist, kürzer zu sein, wenn die Temperatur des Katalysators höher wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 3, wobei die Fett-Zeit eingestellt ist, kürzer zu werden, wenn die Drehzahl höher wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 2, wobei ein Grad der Fettheit des Luft-Kraftstoffverhältnisses des in den Katalysator (17) strömenden Abgases, wenn der in dem Katalysator (17) adsobierte Schwefel zu desorbieren und reduzieren ist, gemäß des Maschinenbetriebszustand gesteuert wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 6, wobei der Grad der Fettheit eingestellt ist, niedriger zu werden, wenn die Temperatur des Katalysators niedriger wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Beurteilungseinrichtung die adsorbierte Schwefelmenge auf der Basis des Maschinenbetriebszustands erhält.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 8, wobei die Beurteilungseinrichtung eine Einrichtung zum Erhalten einer kumulativen Menge des Kraftstoffs umfasst, der zu der Maschine zugeführt wird, und beurteilt, dass die adsorbierte Schwefelmenge größer ist, als die vorbestimmte Menge, wenn die kumulative Kraftstoffmenge größer ist als ein eingestellter Wert.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei der Katalysator (17) einen optimalen Temperaturbereich für die Schwefelreduktion aufweist, das Gerät außerdem eine erste Bestimmungseinrichtung umfasst, um zu bestimmen, ob die Temperatur des Katalysators sich innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die Schwefelreduktion befindet, und das reduzierende Mittel zu dem Katalysator (17) zugeführt wird, wenn die adsorbierte Schwefelmenge beurteilt wird, größer zu sein als die vorbestimmte Menge, und die Temperatur des Katalysators bestimmt wird, innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die Schwefelreduktion zu liegen, um den in dem Katalysator (17) adsorbierten Schwefel zu desorbieren und zu reduzieren.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 10, wobei der Katalysator (17) einen optimalen Temperaturbereich für eine NOx Reduktion aufweist, das Gerät außerdem eine zweite Bestimmungseinrichtung umfasst, um zu bestimmen, ob die Temperatur des Katalysators innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die NOx Reduktion liegt, und das reduzierende Mittel zu dem Katalysator (17) zugeführt wird, wenn die Temperatur des Katalysators bestimmt wird, innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die NOx Reduktion zu liegen, um das NOx in dem Katalysator (17) zu reduzieren.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 11, wobei eine obere Schwelle des optimalen Temperaturbereichs für die Schwefelreduktion eingestellt ist, höher als eine obere Schwelle des optimalen Temperaturbereichs für die NOx Reduktion zu liegen, und eine untere Schwelle des optimalen Temperaturbereichs für die Schwefelreduktion eingestellt ist, höher als eine untere Schwelle des optimalen Temperaturbereichs für NOx-Reduktion zu liegen.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 10, außerdem mit einer Temperatursteuerungseinrichtung (30) zum Steuern der Temperatur des Katalysators innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die Schwefelreduktion.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 13, wobei die Temperatursteuerungseinrichtung (30) einen Kraftstoffeinspritzer zum Zuführen des Kraftstoffs direkt in die Brennkammer der Maschine aufweist, der Kraftstoffeinspritzer eine Nebenkraftstoffeinspritzung bei dem Ausdehnungshub oder dem Beginn des Ausdehnungshubs der Maschine durchführt, um Kraftstoff zu dem Katalysator (17) zuzuführen, um den Katalysator (17) zu erwärmen.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 10, wobei die erste Bestimmungseinrichtung einen Temperatursensor umfasst, der in dem Abgasdurchtritt stromabwärts von dem Katalysator (17) angeordnet ist, um die Temperatur des von dem Katalysator (17) abgegebenen Abgases zu fühlen, und auf der Basis der Abgastemperatur bestimmt, ob die Temperatur des Katalysators innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die Schwefelreduktion liegt.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 10, außerdem mit einer Einrichtung zum Erfassen einer schnellen Beschleunigung der Maschine, wobei die erste Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Temperatur des Katalysators innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die Schwefelreduktion während eines zweiten eingestellten Zeitraums liegt, der direkt beginnt, nachdem der erste eingestellte Zeitraum verstrichen ist, seit die schnelle Beschleunigung der Maschine erfasst wurde.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 10, wobei der Katalysator (17) einen NOx reduzierenden Katalysator (17) umfasst, der in dem Abgasdurchtritt angeordnet ist, und einen Schwefel reduzierenden Katalysator (17), der in dem Abgasdurchtritt stromabwärts von dem NOx reduzierenden Katalysator (17) angeordnet ist, wobei der NOx reduzierende Katalysator (17) eine höhere Oxidationsfähigkeit und eine geringere Fähigkeit Schwefel zu adsorbieren aufweist, der Schwefel reduzierende Katalysator (17) eine geringere Oxidationsfähigkeit und eine höhere Fähigkeit Schwefel zu adsorbieren aufweist, der Schwefel reduzierende Katalysator (17) außerdem einen optimalen Temperaturbereich für die Schwefelreduktion aufweist, die Beurteilungseinrichtung eine in dem Schwefel reduzierende Katalysator (17) adsorbierte Schwefelmenge erhält und beurteilt, ob die adsorbierte Schwefelmenge größer als eine vorbestimmte Menge ist, die erste Bestimmungeinrichtung bestimmt, ob die Temperatur des Schwefel reduzierenden Katalysators (17) innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für die Schwefelreduktion des Schwefel reduzierenden Katalysators (17) liegt, und das reduzierende Mittel zu dem Schwefel reduzierenden Katalysator (17) zugeführt wird, wenn beurteilt wird, dass die adsorbierte Schwefelmenge größer ist als die vorbestimmte Menge, und die Temperatur des Schwefel reduzierenden Katalysators (17) bestimmt ist, innerhalb des optimalen Temperaturbereichs für Schwefelreduktion zu liegen, um den in dem Schwefel reduzierenden Katalysator (17) zu desorbieren und zu reduzieren.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 17, wobei die Zufuhreinrichtung (21) einen Einspritzer für das reduzierende Mittel umfasst, der in dem Abgasdurchtritt zwischen dem NOx reduzierenden Katalysator (17) und dem Schwefel reduzierenden Katalysator (17) angeordnet ist, um das reduzierende Mittel zu dem Schwefel reduzierenden Katalysator (17) zuzuführen.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Zufuhreinrichtung (21) das reduzierende Mittel während des gewöhnlichen Maschinenbetriebs zu dem Katalysator (17) zuführt, um das NOx in dem Katalysator (17) zu reduzieren.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 19, wobei die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem in den Katalysator (17) strömenden Abgas, wenn das reduzierende Mittel zum Reduzieren des Schwefels zugeführt wird, eingestellt wird, höher zu sein als die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem in den Katalysator (17) strömenden Abgases, wenn das reduzierende Mittel zugeführt wird, um NOx zu reduzieren.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 19, wobei die Zufuhreinrichtung (21) einen Kraftstoffeinspritzer zum Zuführen des Kraftstoffs direkt in die Brennkammer der Maschine umfasst, der Kraftstoffeinspritzer eine Nebenkraftstoffeinspritzung bei dem Ausdehnungshub oder dem Abgashub der Maschine durchführt, um den Kraftstoff als das reduzierende Mittel zu dem Katalysator (17) zum Reduzieren des Schwefels oder des NOx zuzuführen, und die Zeit der Nebenkraftstoffeinspritzung zum Reduzieren des Schwefels eingestellt ist, in Bezug auf die Zeit der Nebenkraftstoffeinspritzung zum Reduzieren des NOx verzögert zu sein.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Zufuhreinrichtung (21) einen Kraftstoffeinspritzer zum Zuführen des Kraftstoffs direkt in die Brennkammer der Maschine aufweist, der Kraftstoffeinspritzer eine Nebenkraftstoffeinspritzung bei dem Ausdehnungshub oder dem Abgashub der Maschine durchführt, um den Kraftstoff als das reduzierende Mittel zu dem Katalysator (17) zuzuführen.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem in den Katalysator (17) strömendes Abgas eingestellt ist, die Konzentration des reduzierenden Mittels in dem von dem Katalysator (17) abgegebenen Abgas niedriger zu halten als ein gewährbarer Wert.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei das reduzierende Mittel unterbrochen zu dem Katalysator (17) zugeführt wird, wenn der in dem Katalysator adsorbierte Schwefel (17) zu desorbieren und zu reduzieren ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, außerdem mit einer Reduzierungseinrichtung, die in der Lage ist, eine Einlassluftlänge zu reduzieren, wobei die Einlassluftmenge reduziert wird, wenn der in dem Katalysator (17) adsorbierte Schwefel zu desorbieren und zu reduzieren ist, mit Bezug auf die Einlassluftmenge bei dem gewöhnlichen Maschinenbetrieb.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 25, wobei die Reduzierungseinrichtung ein Einlassluftsteuerungsventil umfasst, das in einem Einlassdurchtritt der Maschine angeordnet ist, die Öffnung des Einlassluftsteuerungsventils kleiner gemacht ist, wenn der in dem Katalysator (17) absorbierte Schwefel zu desorbieren und zu reduzieren ist als die Ventilöffnung bei dem gewöhnlichen Maschinenbetrieb.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei der Katalysator (17) aus einem wertvollen Metall wie zum Beispiel Platin, Palladium, Rhodium und Iridium oder einem Übergangsmetall wie zum Beispiel Kupfer, Eisen, Kobalt und Nickel, das auf einem porösen Träger getragen wird, umfasst ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei der Katalysator (17) aus einem porösen Träger wie zum Beispiel Zeolith, Ferrierit, Mordenit und Aluminium umfasst ist.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Luft-Kraftstoffgemisch in der Brennkammer der Maschine mit einem Überschuss von Luft verbrannt wird.