DE102010028897A1

DE102010028897A1 - Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine

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Publication number: DE102010028897A1
Application number: DE102010028897A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Kariya-city Ono; Jun Kariya-city Kawamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: JP2010265771A; JP5071436B2; DE102010028897B4

Abstract

Eine Beschleunigungsrate (a) eines Fahrzeugs wird erlangt. Dann wird bestimmt, ob die erlangte Beschleunigungsrate (a) größer als eine vorgegebene Schwellwertbeschleunigungsrate (b) ist, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug schnell beschleunigt wird. Danach wird, wenn bestimmt ist, dass das Fahrzeug schnell beschleunigt hat, ein Befähigungsbestimmungsmerker (F), der eine Ausführung einer fetten Verbrennung ermöglicht, auf AUS gesetzt. Hierdurch wird eine normale Verbrennung ohne Ausführen der fetten Verbrennung ausgeführt. Auf diese Weise wird in dem Zeitraum einer normalen Verbrennung die Kraftstoffeinspritzmenge gesteuert, um das Drehmoment zu steuern.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem, das eine NOx-Katalysatoreinrichtung aufweist, für eine Brennkraftmaschine.
In einer Dieselmaschine oder dergleichen ist, um in Abgas enthaltende Stickoxide (NOx) abzureinigen, ein NOx-Speicher- und Reduktionskatalysator (nachstehend als NOx-Katalysator oder Mager-NOx-Auffangeinrichtung, die als LNT abgekürzt ist, bezeichnet) in einer Abgasleitung der Maschine platziert. NOx wird in der LNT in der mageren Atmosphäre adsorbiert, die als die Grundatmosphäre in der Dieselmaschine dient. Bei Ablauf einer Zeit, wenn die Atmosphäre zu der fetten Atmosphäre geändert ist, wird das an der LNT adsorbierte NOx chemisch zu harmlosen Stickstoff reduziert, der dann in die Umgebung abgegeben wird.
In dem Zustand, in dem die Einlassluftmenge groß ist, wenn die Atmosphäre zu der fetten Atmosphäre gewechselt werden muss, um das adsorbierte NOx chemisch zu reduzieren, muss die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht werden, um das fette Luftkraftstoffverhältnis zu verwirklichen. Daher wird der Kraftstoffverbrauch im Vergleich mit dem Zustand, in dem die Einlassluftmenge klein ist, verschlechtert. Angesichts des vorstehenden Nachteils lehrt die japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2005-113775A die Technik eines Änderns der Atmosphäre zu der fetten Atmosphäre hin in dem Zustand, in dem die Einlassluftmenge klein ist, um die fette Atmosphäre zu verwirklichen.
Als eine Technik zum Generieren der fetten Atmosphäre ist eine Technik einer fetten Verbrennung bekannt, die fettes Gas in dem Zylinder der Maschine generiert. In der fetten Verbrennung wird ein Öffnungsgrad eines Drosselventils, das eine Menge an Frischluft steuert, zu einem kleineren Öffnungsgrad im Vergleich mit dem Öffnungsgrad des Drosselventils in der normalen Verbrennung geändert, die die Verbrennung in dem Zylinder der Maschine ist und die magere Atmosphäre generiert, und eine Kraftstoffeinspritzmenge wird von einer Kraftstoffeinspritzmenge der normalen Verbrennung erhöht, um das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis auszubilden (z. B. das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich wie oder kleiner als 14,5).
12A ist ein Diagramm, das eine Änderung einer Beschleunigungsrate eines Fahrzeugs über die Zeit in dem Zeitraum einer fetten Verbrennung zeigt. 12B ist ein Diagramm, das eine Änderung einer Menge an Frischluft über die Zeit in dem Zeitraum einer fetten Verbrennung zeigt. 12C ist ein Diagramm, das eine Änderung eines Drehmoments über die Zeit in dem Zeitraum einer fetten Verbrennung zeigt. In 12B gibt eine gestrichelte Linie eine Änderung einer Soll-Menge an Frischluft über die Zeit an und gibt eine durchgezogene Linie eine Änderung einer Ist-Menge an Frischluft über die Zeit an. In 12C gibt eine gestrichelte Linie eine Änderung eines Soll-Drehmoments über die Zeit an und gibt eine durchgezogene Linie eine Änderung eines Ist-Drehmoments über die Zeit an. Wenn die Beschleunigungsrate des Fahrzeugs schnell auf eine Art und Weise erhöht wird, die in 12A gezeigt ist, wird die Soll-Menge an Frischluft ebenso auf eine Art und Weise erhöht, die in 12B gezeigt ist. Wenn die Soll-Menge an Frischluft erhöht wird, wird ebenso das Soll-Drehmoment auf eine Art und Weise erhöht, die in 12C gezeigt ist. Das heißt, dass zu der Zeit, bei der die Beschleunigungsrate des Fahrzeugs schnell erhöht wird, die Menge an Frischluft erhöht wird und das Drehmoment erhöht wird. Auf diese Weise kann das Fahrzeug schnell beschleunigt werden.
In der Praxis kann jedoch, wenn die Beschleunigungsrate des Fahrzeugs zu der Zeit eines Ausführens der fetten Verbrennung schnell erhöht wird, die Ist-Menge an Frischluft nicht auf die Soll-Menge an Frischluft eingestellt werden, wie in 12B gezeigt ist. In der fetten Verbrennung, die das Drehmoment durch Steuern der Menge an Frischluft hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmenge steuert, wenn die Menge an Frischluft nicht auf die Soll-Menge an Frischluft eingestellt werden kann, wird das Drehmoment kleiner als das Soll-Drehmoment, was hierdurch in einen Drehmomentfehlbetrag resultiert, wie in 12C gezeigt ist. Wenn der Drehmomentfehlbetrag auftritt, kann die schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs nicht unmittelbar verwirklicht werden, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verschlechtert wird. In dem Fall der Technik, die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2005-113775A zitiert ist, wird die Atmosphäre zu der fetten Atmosphäre in dem Zustand geändert, in dem die Menge an Einlassluft klein ist. Wenn jedoch die Beschleunigungsrate des Fahrzeugs in dem Zustand der fetten Atmosphäre schnell erhöht wird, gilt der vorstehende Nachteil hiermit einher.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des vorstehenden Nachteils erfolgt. Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die zum Ausführen der fetten Verbrennung fähig ist, um adsorbiertes NOx chemisch zu reduzieren, das in einer NOx-Katalysatoreinrichtung adsorbiert ist, und ebenso zum Mindern eines Drehmomentfehlbetrags fähig ist, der durch eine schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs verursacht wird.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs geschaffen. Das Abgasreinigungssystem weist eine NOx-Katalysatoreinrichtung, eine Verbrennungssteuereinrichtung, eine Beschleunigungsratenerlangungseinrichtung und eine Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung auf. Die NOx-Katalysatoreinrichtung ist in einem Abgasdurchgang der Brennkraftmaschine vorgesehen. Die NOx-Katalysatoreinrichtung ist angepasst, um in einer mageren Atmosphäre NOx zu adsorbieren, und ist angepasst, um in einer fetten Atmosphäre das adsorbierte NOx chemisch zu reduzieren. Die Verbrennungssteuereinrichtung dient zum Ausführen einer fetten Verbrennung der Brennkraftmaschine, die die fette Atmosphäre generiert, um das adsorbierte NOx chemisch zu reduzieren, das in der NOx-Katalysatoreinrichtung adsorbiert ist. Die Beschleunigungsratenerlangungseinrichtung dient zum Erlangen einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs. Die Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung dient zum Bestimmen, ob das Fahrzeug schnell beschleunigt wird, durch Bestimmen, ob die Beschleunigungsrate, die durch die Beschleunigungsratenerlangungseinrichtung erhalten ist, größer als eine vorgegebene Schwellwertbeschleunigungsrate ist. Die Verbrennungssteuereinrichtung führt keine fette Verbrennung aus, wenn die Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung bestimmt, dass das Fahrzeug schnell beschleunigt wird.
Die Erfindung ist zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten aus der nachstehenden Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen und den begleiteten Zeichnungen zu verstehen, in denen:
1 eine schematische Zeichnung ist, die eine Dieselmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Hauptroutine eines Verbrennungssteuerprozesses, der durch eine ECU ausgeführt wird, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das Einzelheiten eines Betriebs bei Schritt S13 von 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ein Ablaufdiagramm ist, das Einzelheiten eines Betriebs bei Schritt S16 von 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ein Ablaufdiagramm ist, das Einzelheiten eines Betriebs bei Schritt S18 von 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
6A ein Diagramm ist, das eine Änderung eines Öffnungsgrads eines Drosselventils über die Zeit zu der Zeit eines Wechselns einer fetten Verbrennung zu einer normalen Verbrennung zeigt;
6B ein Diagramm ist, das eine Änderung einer Kraftstoffeinspritzmenge über die Zeit zu der Zeit eines Änderns der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung zeigt;
6C ein Diagramm ist, das eine Änderung eines Drehmoments über die Zeit zu der Zeit eines Wechselns der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung zeigt;
7A ein Diagramm ist, das eine Änderung eines Befehls Q über die Zeit zeigt;
7B ein Diagramm ist, das eine Änderung einer Beschleunigungsrate a über die Zeit zeigt;
7C ein Diagramm ist, das eine Änderung eines Zählwerts eines AUS-Zählers über die Zeit zeigt;
7D ein Diagramm ist, das eine Änderung eines Befähigungsbestimmungsmerkers über die Zeit zeigt;
8A ein Diagramm ist, das eine Änderung einer Beschleunigungsrate über die Zeit zeigt;
8B ein Diagramm ist, das eine Änderung einer Menge an Frischluft über die Zeit zeigt;
8C ein Diagramm ist, das eine Änderung eines Drehmoments über die Zeit zeigt;
9 ein Ablaufdiagramm ist, das Einzelheiten eines Betriebs bei Schritt S13 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10A ein Diagramm ist, das Kraftstoffeinspritzungen bei einer regulären fetten Verbrennung zusammen mit dem entsprechenden Öffnungsgrad des Drosselventils zeigt;
10B ein Diagramm ist, das Kraftstoffeinspritzungen bei einer modifizierten fetten Verbrennung, die eine Nacheinspritzung von Kraftstoff beinhaltet, zusammen mit dem entsprechenden Öffnungsgrad des Drosselventils zeigt;
10C ein Diagramm ist, das Kraftstoffeinspritzungen bei einer normalen Verbrennung zusammen mit dem entsprechenden Öffnungsgrad des Drosselventils zeigt;
11 eine schematische Zeichnung zum Beschreiben einer Bestimmung, ob eine fette Verbrennung ausführbar ist, auf der Grundlage des Befehls Q und der Maschinendrehzahl NE ist;
12A eine Zeichnung ist, die eine Änderung einer Beschleunigungsrate über die Zeit in einem Zeitraum einer fetten Verbrennung gemäß einer bisher vorgeschlagenen Technik zeigt;
12B ein Diagramm ist, das eine Änderung einer Menge an Frischluft über die Zeit in dem Zeitraum einer fetten Verbrennung gemäß der bisher vorgeschlagenen Technik zeigt; und
12C ein Diagramm ist, das eine Änderung eines Drehmoments über die Zeit in dem Zeitraum einer fetten Verbrennung gemäß der bisher vorgeschlagenen Technik zeigt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische Zeichnung, die eine Dieselmaschine des ersten Ausführungsbeispiels zeigt. 1 zeigt die Dieselmaschine 1 ebenso wie ein Lufteinlasssystem, ein Abgassystem, ein Abgasrezirkulierungssystem und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50, die hiermit zusammenhängt.
In dem Lufteinlasssystem wird die Luft zu den entsprechenden Zylindern 20 durch einen Lufteinlassdurchgang 10 zugeführt. Ein Luftdurchflussmesser 11 und ein Drosselventil 12 sind in dem Lufteinlassdurchgang 10 platziert. Der Luftdurchflussmesser 11 misst eine Menge an Frischluft (oder einfach als Menge an Luft bezeichnet) und gibt Informationen, die die gemessene Menge an Luft angeben, zu der ECU 50 aus. Die Menge an in den Zylinder 20 gezogener Frischluft wird abhängig von einem Öffnungsgrad des Drosselventils 12 erhöht oder verringert, das an der stromabwärtigen Seite des Luftdurchflussmessers 11 in dem Lufteinlassdurchgang 10 platziert ist.
Bei dem Zylinder 20 der Dieselmaschine (Brennkraftmaschine) 1 ist ein Injektor 21 an einen Zylinderkopf gebaut. Der Kraftstoff, der von einer Commonrail (nicht gezeigt) zugeführt wird, wird von dem Injektor 21 in den Zylinder 20 gemäß einem Befehl eingespritzt, der von der ECU 50 empfangen wird und einen Befehlswert angibt. Die Einspritzsteuerzeit von Kraftstoff und die Einspritzmenge von Kraftstoff werden durch die ECU 50 auf der Grundlage eines angeforderten Drehmoments und einer Drehzahl der Maschine bestimmt.
Ein NOx-Speicher- und Reduktionskatalysator (nachstehend als NOx-Katalysator bezeichnet) 41 ist in einem Abgasdurchgang 40 des Abgassystems eingebaut. Während einer normalen Verbrennung mit einer niedrigen Sauerstoffkonzentration (ein A/F-Wert ist normal gleich wie oder größer als 17 in der Dieselmaschine) wird NOx, das in dem Abgas enthalten ist, an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung 41 adsorbiert. Während einer fetten Verbrennung mit einer überschüssigen Menge an Kraftstoff (der A/F-Wert ist normal gleich wie oder geringer als 14,5) wird NOx, das an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung 41 adsorbiert ist, chemisch reduziert und wird zu harmlosen Stickstoff, der dann in die Umgebung abgegeben wird. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis – Sensor (A/F-Sensor) 42 ist in dem Abgasdurchgang 40 platziert. Der A/F-Sensor 42 misst einen A/F-Wert und gibt den gemessenen A/F-Wert zu der ECU 50 aus.
Ein Abgasrezirkulierungsdurchgang (EGR-Durchgang) 30 ist in dem Abgasrezirkulierungssystem vorgesehen, um das Abgas von dem Abgasdurchgang 40 zu dem Lufteinlassdurchgang 10 zu rezirkulieren. Ein EGR-Ventil 31 ist in dem EGR-Durchgang 30 platziert. Das EGR-Ventil 31 wird im Ansprechen auf einen Befehl geöffnet oder geschlossen, der von der ECU 50 ausgegeben wird, um eine Rezirkulierungsmenge des Abgases einzustellen, das von dem Abgasdurchgang 40 in den Lufteinlassdurchgang 10 rezirkuliert wird. Der EGR-Durchgang 30 und das EGR-Ventil 31 dienen als eine EGR-Vorrichtung.
Ein Beschleunigerpedalpositionssensor 61 ist mit der ECU 50 verbunden. Der Beschleunigerpdalpositionssensor 61 gibt ein elektrisches Signal als einen Befehl (Befehlswert) Q aus, der einen Zustand (den Betrag einer Versetzung) eines Beschleunigerpedals (einem Betätigungsabschnitt) entspricht, durch das das angeforderte Drehmoment des Fahrers an die ECU 50 gegeben wird.
Ein Maschinendrehzahlsensor 62 ist mit der ECU 50 verbunden. Der Maschinendrehzahlsensor 62 misst die Drehzahl NE (d. h. die Zahl der Umdrehungen je Zeiteinheit) der Maschine 1. Der Maschinendrehzahlsensor 62 kann ein Kurbelwinkelsensor sein, der einen Drehwinkel einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine 1 misst. Der Messwert des Kurbelwinkelsensors wird zu der ECU 50 ausgegeben. Dann berechnet die ECU 50 die Drehzahl NE der Maschine 1 auf der Grundlage des Messwerts des Kurbelwinkelsensors.
Die ECU 50 hat einen typischen Computeraufbau und weist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die verschiedene arithmetische Berechnungen ausführt, und einen Speicher 53 auf, der relevante Informationen speichert. Die ECU 50 erkennt einen Betriebszustand der Maschine 1 auf der Grundlage der Messsignale der vorstehenden Sensoren und berechnet zum Beispiel die Kraftstoffeinspritzmenge, die Kraftstoffeinspritzsteuerzeit und den Kraftstoffeinspritzdruck, die für den erkannten Betriebszustand der Maschine 1 geeignet sind. Ferner stellt die ECU 50 den Öffnungsgrad des Drosselventils 12 ein, um die Menge an Frischluft zu steuern, und stellt ebenso den Öffnungsgrad des EGR-Ventils 31 ein, um die EGR-Menge zu steuern.
Die ECU 50 weist ferner einen Tiefpassfilter (LPF) 51 und einen Differenziator 52 auf. Der LPF 51 filtert Störungen von den Messsignalen der vorstehenden Sensoren aus. Der Differenziator 52 gibt ein Signal aus, das einem Differenzialwert des Eingangssignals entspricht.
Ferner dient die ECU 50 als eine Verbrennungssteuereinrichtung und führt einen Verbrennungssteuerprozess derart aus, dass die normale Verbrennung zum Generieren der mageren Atmosphäre normalerweise ausgeführt wird und die fette Verbrennung zum Generieren der fetten Atmosphäre intermittierend ausgeführt wird, um NOx chemisch zu reduzieren, das an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung 41 adsorbiert ist. In der normalen Verbrennung wird der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 auf einen Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung gesteuert, der für den Zeitraum einer normalen Verbrennung gesetzt ist, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird auf eine Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung gesteuert, die für den Zeitraum einer normalen Verbrennung gesetzt ist. Hierdurch wird die Verbrennung in der mageren Atmosphäre ausgeführt, wobei der A/F-Wert gleich wie oder größer als 17 ist. Im Gegensatz dazu wird in der fetten Verbrennung der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 zu einem Öffnungsgrad eines Zeitraums einer fetten Verbrennung gesteuert, der für den Zeitraum einer fetten Verbrennung festgelegt ist und größer als der Öffnungsgrad des Zeitraums einer normalen Verbrennung ist. Ferner wird in der fetten Verbrennung die Kraftstoffeinspritzmenge auf eine Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer fetten Verbrennung gesteuert, die für den Zeitraum einer fetten Verbrennung festgelegt ist und kleiner als die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung ist. In der fetten Verbrennung findet die Verbrennung in der fetten Atmosphäre statt, in der der A/F-Wert gleich wie oder kleiner als 14,5 ist.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Hauptroutine des vorstehenden Verbrennungssteuerprozesses angibt. Nachstehend sind Einzelheiten des Verbrennungssteuerprozesses unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 2 beschrieben. Der Verbrennungssteuerprozess von 2 wird wiederholt bei konstanten Intervallen während der Zeit eines Ausführens der normalen Verbrennung ausgeführt.
Zuerst wird bei Schritt S11 eine adsorbierte NOx-Menge abgeschätzt. Die adsorbierte NOx-Menge ist eine Menge an NOx, die an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung 41 adsorbiert ist. Insbesondere wird eine Koordinatenebene, die den Betriebszustand der Maschine 1 angibt und durch Koordinatenachsen der Maschinendrehzahl NE und der Maschinenlast definiert ist, in mehrere Bereiche geteilt und die adsorbierte NOx-Menge je Zeiteinheit, die die adsorbierte Menge an NOx angibt, die von der Maschine 1 je Zeiteinheit ausgegeben wird, wird in dem Speicher 53 für jede der geteilten Bereiche der Koordinatenebene gespeichert. Dann wird bei Schritt S11 die adsorbierte NOx-Menge von jedem entsprechenden geteilten Bereich jedes Mal aufsummiert, wenn der Betriebszustand der Maschine 1 von einem der geteilten Bereiche zu einem anderen der geteilten Bereiche umgeschaltet wird. Hier kann die Maschinendrehzahl NE mit dem Maschinendrehzahlsensor 62 gemessen werden. Ferner kann die Last der Maschine 1 auf der Grundlage des gemessenen Werts des Beschleunigerpedalpositionssensors 61 bestimmt werden. Ferner kann anstelle der Last der Maschine 1 die Kraftstoffeinspritzmenge der Maschine 1 verwendet werden. In einem derartigen Fall kann der Wert der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage eines Befehlswerts der ECU 50 bestimmt werden, der die Kraftstoffeinspritzmenge befielt.
Bei dem nachfolgenden Schritt 12 wird bestimmt, ob die adsorbierte NOx-Menge, die bei Schritt S11 abgeschätzt wird, gleich wie oder größer als der vorgegebene Wert ist, und hierdurch wird bestimmt, ob das adsorbierte NOx, das an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung 41 adsorbiert ist, chemisch reduziert werden muss. Hier kehrt, wenn bei Schritt S12 bestimmt ist, dass die adsorbierte NOx-Menge geringer als der vorgegebene Wert ist (d. h. NEIN bei Schritt S12), der Betrieb zu Schritt S11 zurück, um Schritt S11 und Schritt S12 zu wiederholen, bis die adsorbierte NOx-Menge gleich wie oder größer als der vorgegebene Wert wird. Während dieses Zeitraums eines Wiederholens von Schritt S11 und Schritt S12 wird die normale Verbrennung wiederholt ausgeführt, so dass die adsorbierte NOx-Menge fortschreitend über die Zeit erhöht wird. Wenn die adsorbierte NOx-Menge gleich wie oder größer als der vorgegebene Wert wird (d. h. JA bei Schritt S12), schreitet der Betrieb zu Schritt S13.
Bei Schritt S13 wird ein Bestimmungsbetrieb einer Ausführbarkeit einer fetten Verbrennung auf der Grundlage einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs ausgeführt, um zu bestimmen, ob die fette Verbrennung ausgeführt werden kann. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten des Bestimmungsbetriebs der Ausführbarkeit der fetten Verbrennung zeigt, der bei Schritt S13 ausgeführt wird. Der Bestimmungsbetrieb der Ausführbarkeit der fetten Verbrennung von Schritt S13 ist in Einzelheiten unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 3 beschrieben.
Zunächst wird bei Schritt S21 die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs erhalten, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug schnell beschleunigt. Insbesondere wird der Befehl Q, der von dem Beschleunigerpedalpositionssensor 61 ausgegeben wird und die Menge einer Versetzung des Beschleunigerpedals angibt, bei einem Filter der Störungen durch den LPF 51 erhalten. Der Betrieb, der durch die ECU 50 bei Schritt S21 ausgeführt wird, dient als eine Beschleunigungsratenerlangungseinrichtung. 7A ist ein Diagramm, das eine Änderung des erlangten Befehls Q über die Zeit in einem Beispielfall angibt. In 7A ist eine Vielzahl von Zeiträumen P1 bis P9 für eine leichte Beschreibung der Eigenschaften des Signals des Befehls Q angegeben. Wie in 7A gezeigt ist, ändert sich der Befehl Q in den Zeiträumen P2, P4, P6 stark. Ferner ändert sich der Befehl Q mit moderaten Gradienten in den Zeiträumen P1, P3, P5. Ferner steigt der Befehl Q mit einem im Allgemeinen konstanten Gradienten in dem Zeitraum P7. Ferner wird der Befehl Q mit einem größeren Gradienten in den Zeiträumen P8, P9 im Vergleich zu dem Gradienten des Zeitraums P7 erhöht.
Ferner wird bei Schritt S21 der erlangte Befehl Q zu dem Differenziator 52 zugeführt, so dass ein Differenzialwert des Befehls Q als die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs erlangt wird. Der Differenzialwert des Befehls Q wird als die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs durch die Tatsache erlangt, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Beschleunigerpedal schnell drückt, um das Drehmoment zur Zeit eines schnellen Beschleunigens des Fahrzeugs schnell zu erhöhen. Hier zeigt 7B eine Änderung des Differenzialwerts des Befehls Q von 7A über die Zeit, um eine Änderung der Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs darzustellen. Unter Bezugnahme auf 7B sollte angemerkt werden, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs in den Zeiträumen P2, P4, P6, P8, P9 groß wird, in denen die Änderung des Befehls Q groß ist.
Bei dem nachfolgenden Schritt S22 wird bestimmt, ob die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs eine vorgegebene Schwellwertbeschleunigungsrate b ist, und hierdurch wird bestimmt, ob das Fahrzeug schnell beschleunigt wird. Hier bezieht sich die schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs auf eine Beschleunigung des Fahrzeugs, die darin resultiert, dass die Menge an Frischluft nicht auf eine Soll-Menge an Frischluft bei dem Zeitraum einer fetten Verbrennung eingestellt werden kann, wodurch ein Drehmomentfehlbetrag verursacht wird. Insbesondere bezieht sich die schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs auf die Beschleunigung des Fahrzeugs, die in einer Generierung des Drehmoments resultiert, das geringer als 80 Prozent eines Soll-Drehmoments ist. In einem derartigen Fall wird die Schwellwertbeschleunigungsrate b auf die Beschleunigungsrate festgelegt, bei der 80% des Soll-Drehmoments ausgegeben wird. 7B zeigt die Schwellwertbeschleunigungsrate b. Wie in 7B gezeigt ist, wird die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b in den Zeiträumen P2, P4, P6, P8, P9 und wird gleich wie oder kleiner als die Schwellwertbeschleunigungsrate b in den anderen Zeiträumen P1, P3, P5, P7. Der Betrieb, der durch die ECU 50 bei Schritt S22 ausgeführt wird, dient als eine Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung.
Wenn bestimmt ist, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs größer als die vorgegebene Schwellwertbeschleunigungsrate b ist, und hierdurch bei Schritt S22 bestimmt ist, dass das Fahrzeug schnell beschleunigt (d. h. JA bei Schritt S22), schreitet der Betrieb zu Schritt S23 fort. Bei Schritt S23 wird ein Befähigungsbestimmungsmerker F, der eine Ausführung der fetten Verbrennung ermöglicht, auf AUS gesetzt (d. h. F = 0) und wird in dem Speicher 53 gespeichert. Danach wird das Ablaufdiagramm von 3 beendet. Im Gegensatz dazu schreitet, wenn bestimmt ist, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs gleich wie oder kleiner als die vorgegebene Schwellwertbeschleunigungsrate b ist, und hierdurch bei Schritt S22 bestimmt wird, dass das Fahrzeug nicht beschleunigt (d. h. NEIN bei Schritt S22), der Betrieb zu Schritt S24. Bei Schritt S24 wird der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN gesetzt (d. h. F = 1) und wird in dem Speicher 53 gespeichert. Danach wird das Ablaufdiagramm von 3 beendet.
Dann kehrt der Betrieb zu Schritt S14 von 2 zurück, bei dem auf der Grundlage des Werts des Befähigungsbestimmungsmerker F, der in dem Speicher 53 gespeichert ist, bestimmt wird, ob die fette Verbrennung ausführbar ist. Insbesondere wird, wenn der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN ist (d. h. F = 1), bestimmt, dass die fette Verbrennung ausführbar ist (d. h. JA bei Schritt S14). Im Gegensatz dazu wird, wenn der Befähigungsbestimmungsmerker F auf AUS ist (d. h. F = 0) bestimmt, dass die fette Verbrennung nicht ausführbar ist (d. h. NEIN bei Schritt S14). Hier wird, solange der Befähigungsbestimmungsmerker F auf AUS ist (d. h. F = 0), d. h. solange NEIN bei Schritt S14 zurückgegeben wird, die fette Verbrennung nicht ausgeführt und der Betrieb von Schritt S13 wird wiederholt, um auf der Grundlage der Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs zu bestimmen, ob die fette Verbrennung ausgeführt wird. Das heißt, solange wie die schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs ausgeführt wird, dass die normale Verbrennung ausgeführt gehalten wird, ohne die fette Verbrennung auszuführen. Daher ist es möglich, das Auftreten des Drehmomentfehlbetrags zur Zeit eines Ausführens der schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs zu begrenzen.
Im Gegensatz dazu schreitet, wenn der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN ist (d. h. F = 1), d. h. wenn JA bei Schritt S14 zurückgegeben wird, der Betrieb zu Schritt S15. Bei Schritt S15 wird der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 von dem Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung zu dem Öffnungsgrad des Zeitraums einer fetten Verbrennung gewechselt und die Kraftstoffeinspritzmenge wird von der Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung zu der Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer fetten Verbrennung gewechselt, um die Verbrennung von der normalen Verbrennung zu der fetten Verbrennung zu wechseln. Auf diesem Weg wird die Atmosphäre von der mageren Atmosphäre zu der fetten Atmosphäre geändert. Hierdurch wird das adsorbierte NOx, das an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung 41 adsorbiert wird, chemisch reduziert.
Hier sollte angemerkt werden, dass sogar in dem Zeitraum eines Ausführens der fetten Verbrennung, das Fahrzeug möglicherweise schnell beschleunigt werden kann. In einem derartigen Fall kann der Drehmomentfehlbetrag möglicherweise auftreten. Daher wird bei einem nachfolgenden Schritt S16 ein Bestimmungsschritt einer Aufrechterhaltungsfähigkeit einer fetten Verbrennung ausgeführt, um auf der Grundlage der Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs zu bestimmen, ob die fette Verbrennung aufrechterhalten werden kann. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Bestimmungsbetrieb einer Aufrechterhaltungsfähigkeit einer fetten Verbrennung zum Bestimmen angeben kann, ob die fette Verbrennung aufrechterhalten werden kann. Der Bestimmungsbetrieb von Schritt S16 ist unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 4 in Einzelheiten beschrieben.
Zunächst wird bei Schritt S32 gleichermaßen zu Schritt S21, der vorstehend diskutiert ist, die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs erlangt. Der Betrieb, der durch die ECU 50 bei Schritt S32 ausgeführt wird, dient als eine Beschleunigungsratenerlangungseinrichtung.
Bei dem nachfolgenden Schritt S33 wird bestimmt, ob die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs, die bei Schritt S32 erlangt wird, größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist. Der Betrieb, der durch die ECU 50 bei Schritt S33 ausgeführt wird, dient als eine Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung. Wenn bei Schritt S33 bestimmt ist, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs gleich wie oder kleiner als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist (d. h. NEIN bei Schritt S33), schreitet der Betrieb zu Schritt S34, bei dem die fette Verbrennung aufrechterhalten wird. Dann wird bei Schritt S35 der Befähigungsbestimmungsmerker F, der die Ausführung der fetten Verbrennung ermöglicht, auf EIN gesetzt (d. h. F = 1) und in dem Speicher 53 gespeichert. Danach wird bei Schritt S39 ein AUS-Zähler C zurückgesetzt (d. h. C = 0) und in dem Speicher 53 gespeichert. Der AUS-Zähler C misst einen Zeitraum (eine Zeitdauer), währenddem die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist. Danach wird das Ablaufdiagramm von 4 beendet.
Im Gegensatz dazu schreitet, wenn bei Schritt S33 bestimmt ist, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist (d. h. JA bei Schritt S33), der Betrieb zu Schritt S36. Bei Schritt S36 wird der Zählwert des AUS-Zählers C, der in dem Speicher 53 gespeichert ist, um 1 erhöht (d. h. C = C + 1). Dann wird bei Schritt S37 bestimmt, ob der Zählwert des AUS-Zählers C größer als ein erster Schwellwert C1 ist (erste Schwellwertzeit). Wenn bei Schritt S37 bestimmt ist, dass der Zählwert von dem AUS-Zähler C kleiner als der erste Schwellwert C1 ist (d. h. NEIN bei Schritt S37), schreitet der Betrieb zu Schritt S40 fort. Bei Schritt S40 wird der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN gesetzt (d. h. F = 1) und in dem Speicher 53 gespeichert. Danach wird das Ablaufdiagramm von 4 beendet.
In einem derartigen Fall wird der Betrieb des Ablaufdiagramms von 4 wiederholt. Das heißt, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs bei Schritt S32 wieder erlangt wird und es bei Schritt S33 bestimmt wird, ob die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs noch immer größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist. Wenn bei Schritt S33 bestimmt ist, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs noch immer größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist (d. h. JA bei Schritt S33), wird der Zählwert des AUS-Zählers C bei Schritt S36 um 1 erhöht. Dann wird bei Schritt S37 bestimmt, ob der Zählwert des AUS-Zählers C größer als der erste Schwellwert C1 ist. Daher wird, solange wie die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist, der Zählwert des AUS-Zählers C fortschreitend über die Zeit inkrementiert. Das heißt, dass der AUS-Zähler C die Zeitdauer angibt, während der die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b gehalten ist. Ferner wird die fette Verbrennung kontinuierlich bis zu einer Steuerzeit ausgeführt, bei der der Schwellwert des AUS-Zählers C größer als der erste Schwellwert C1 wird. Die Betriebe, die durch die ECU 50 bei Schritt S36 und Schritt S39 ausgeführt werden, dienen als eine Zeitdauermesseinrichtung. Der Betrieb, der durch die ECU 50 bei Schritt S37 ausgeführt wird, dient als eine Zeitdauerbestimmungseinrichtung.
In dem Fall, in dem die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs kleiner als die Schwellwertbeschleunigungsrate b wird (d. h. NEIN bei Schritt S33), während der Zählwert des AUS-Zählers C weiterhin kleiner als der vorgegebene erste Schwellwert C1 ist (d. h. NEIN bei Schritt S37), wird die fette Verbrennung bei Schritt S34 aufrechterhalten und der Befähigungsbestimmungsmerker F bei Schritt S35 auf EIN gesetzt (d. h. F = 1). Das heißt, sogar wenn die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b wird, dass die fette Verbrennung in dem Fall aufrechterhalten wird, in dem die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs kleiner als die Schwellwertbeschleunigungsrate b während des konstanten Zeitraums wird, an dessen Ende der Zählwert des AUS-Zählers C der vorgegebene erste Schwellwert C1 wird. Der erste Schwellwert C1 wird auf der Grundlage eines Zeitraums einer erlaubten Ausführung der fetten Verbrennung, währenddem die Ausführung der fetten Verbrennung zugelassen ist, d. h. erlaubt ist, in dem Zustand der schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs bestimmt. Wie vorstehend diskutiert ist, tritt, wenn das Fahrzeug während des Zeitraums einer fetten Verbrennung schnell beschleunigt wird, der Drehmomentfehlbetrag auf. Das Niveau des Drehmomentfehlbetrags wird größer, wenn die Zeitdauer, während der die schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs aufrechterhalten wird, verlängert wird. Daher wird auf der Grundlage des Niveaus des zugelassenen Drehmomentfehlbetrags der erste Schwellwert C1 bestimmt. Auf diese Weise ist es zum Beispiel in der Situation, in der die Zeitdauer, während der die schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs aufrechterhalten ist, kurz ist, möglich, ein Auftreten einer häufigen Drehmomentänderung zur Zeit eines Änderns der Verbrennung zwischen der fetten Verbrennung und der normalen Verbrennung zu begrenzen. Hierdurch ist es möglich, die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs zu begrenzen, der durch die kurze Zeit einer fetten Verbrennung verursacht würde, die die kleine Wirkung eines chemischen Reduzierens des NOx vorsieht.
Im Gegensatz dazu schreitet, wenn bei Schritt S37 bestimmt ist, dass der Zählwert des AUS-Zählers C größer als der vorgegebene Schwellwert C1 wird (d. h. JA bei Schritt S37), der Betrieb zu Schritt S38. Bei Schritt S38 wird der Befähigungsbestimmungsmerker F auf AUS gesetzt (d. h. F = 0). In einem derartigen Fall wechselt die Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung. Danach wird das Ablaufdiagramm von 4 beendet.
7C zeigt die Änderung des Zählwerts des AUS-Zählers C in Bezug auf den Befehl Q von 7A und die Beschleunigungsrate a von 7B. In 7C wird der erste Schwellwert C1 ebenso angegeben. 7D zeigt die Änderung des Befähigungsbestimmungsmerkers F über die Zeit relativ zu dem Befehl Q von 7A und die Beschleunigungsrate a von 7B. Wie in 7C, 7D gezeigt ist, ist in dem Zeitraum P1, P3, P5, P7, die Beschleunigungsrate a gleich wie oder kleiner als die Schwellwertbeschleunigungsrate b (siehe 7B), so dass der Zählwert des AUS-Zählers C null ist und der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN gesetzt wird. Ferner ist in dem Zeitraum P2, P4, P6, P8, P9 die Beschleunigungsrate a größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b (siehe 7B), so dass der Zählwert des AUS-Zählers C erhöht wird. In den Zeiträumen P2, P4, P6, P8 ist jedoch der Zählwert des AUS-Zählers C gleich wie oder kleiner als der erste Schwellwert C1, so dass der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN gehalten wird. Das heißt, dass die fette Verbrennung kontinuierlich ausgeführt wird. Im Gegensatz dazu ist in dem Zeitraum P9 der Zählwert des AUS-Zählers C größer als der erste Schwellwert C1, so dass der Befähigungsbestimmungsmerker F auf AUS gesetzt ist. In einem derartigen Fall wird die Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung in dem Zeitraum P9 gewechselt. Daher ist in den Zeiträumen P1 bis P8 der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN gesetzt, so dass die fette Verbrennung aufrechterhalten wird. Hierdurch tritt der häufige Wechsel der Verbrennung zwischen der fetten Verbrennung und der normalen Verbrennung nicht auf.
Nachstehend kehrt der Betrieb zu Schritt S17 von 2 zurück, bei dem auf der Grundlage des Werts des Befähigungsbestimmungsmerkers F, der in dem Speicher 53 gespeichert ist, bestimmt wird, ob die fette Verbrennung aufrechterhalten werden kann. Insbesondere wird, wenn der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN ist (d. h. F = 1), bestimmt, dass die fette Verbrennung aufrechterhalten werden kann. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Befähigungsbestimmungsmerker F auf AUS ist (d. h. F = 0), bestimmt, dass die fette Verbrennung nicht aufrechterhalten werden kann. Hier wird, wenn bestimmt ist, dass der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN ist (d. h. F = 1), d. h. wenn bei Schritt S17 bestimmt ist, dass die fette Verbrennung aufrechterhalten werden kann (d. h. JA bei Schritt S17), die fette Verbrennung aufrechterhalten und der Betrieb kehrt zu Schritt S16 zurück, um den Betrieb von Schritt S16 auszuführen und hierdurch zu bestimmen, ob die fette Verbrennung noch einmal aufrechterhalten werden kann. Im Gegensatz dazu schreitet, wenn bestimmt ist, dass der Befähigungsbestimmungsmerker F auf AUS ist (d. h. F = 0), d. h. wenn bei Schritt S17 bestimmt ist, dass die fette Verbrennung nicht aufrechterhalten werden kann (d. h. NEIN bei Schritt S17), der Betrieb zu Schritt S18. Bei Schritt S18 wechselt die Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Änderungsbetrieb zum Ändern der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung angibt. Der Betrieb von Schritt S18 ist nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 5 beschrieben.
Bei Schritt S51 wird eine Zylindersauerstoffkonzentration, die eine Sauerstoffkonzentration in dem Zylinder 20 ist, durch Berechnung erlangt. Insbesondere wird die Zylindersauerstoffkonzentration als eine Summe einer Einlasssauerstoffkonzentration, die eine Konzentration von Sauerstoff darstellt, der von dem Lufteinlassdurchgang 10 eingezogen wird, und einer Konzentration von rezirkuliertem Sauerstoff, die eine Konzentration eines Sauerstoffs ist, der durch den EGR-Durchgang 30 rezirkuliert, berechnet. Die Einlasssauerstoffkonzentration kann als ein Wert berechnet werden, der durch Multiplizieren des Gewichts an Frischluft, das mit dem Luftdurchflussmesser 11 gemessen wird, mit einer Rate (ungefähr 21 Prozent) des Gewichts an Sauerstoff in der Atmosphäre erlangt wird. Zu der Zeit kann in dem Fall, in dem der Luftdurchflussmesser 11 auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 12 vorhanden ist, ein Differenzialdruckmensor (Differenzialdruckmesser), der eine Druckdifferenz zwischen dem Druck auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 12 und dem Druck auf der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 12 misst, vorgesehen werden. Dann kann der Messwert des Luftdurchflussmessers 11 auf der Grundlage des Messwerts des Differenzialdrucksensors korrigiert werden. Die Konzentration von rezirkuliertem Sauerstoff kann auf der Grundlage des Messwerts des A/F-Sensors 42 und des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 31 berechnet werden. Der Betrieb, der durch die ECU 50 bei Schritt S51 ausgeführt wird, dient als eine Sauerstoffkonzentrationserlangungseinrichtung.
Bei dem nachfolgenden Schritt S52 wird eine EGR-Rate durch Berechnen erlangt. Die EGR-Rate gibt eine Rate (Menge) des Abgases an, das zu der Einlassseite (dem Lufteinlassdurchgang 10) der Brennkraftmaschine, die auf der stromaufwärtigen Seite des Zylinders 20 gelegen ist, durch die EGR-Vorrichtung zurückgebracht wird, die den EGR-Durchgang 30 und das EGR-Ventil 31 aufweist. Die EGR-Rate kann auf der Grundlage des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 31 berechnet werden. Der Betrieb, der durch die ECU 50 bei Schritt S32 ausgeführt wird, dient als eine EGR-Ratenerlangungseinrichtung.
Bei dem nachfolgenden Schritt S53 wird die Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der Zylindersauerstoffkonzentration und der EGR-Rate bestimmt, um die magere Atmosphäre mit einem vorgegebenen A/F-Wert zu generieren, der durch Einstellen des Öffnungsgrads des Drosselventils 12 auf den Öffnungsgrad eines vorgegebenen Zeitraums einer normalen Verbrennung verwirklicht ist, der der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 für den Zeitraum einer normalen Verbrennung ist. Insbesondere kann zum Beispiel ein Kennfeld der Kraftstoffeinspritzmenge, das die Zylindersauerstoffkonzentration und die EGR-Rate als Parameter verwendet, in dem Speicher 53 gespeichert sein, um diese zu verwirklichen. Hier ist der vorgegebene A/F-Wert als ein A/F-Wert des Zeitraums einer regulären normalen Verbrennung festgelegt, der durch Steuern des Öffnungsgrads des Drosselventils 12 auf den Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung und durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge des Injektors 21 auf die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung bei einem Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums von der Zeit eines Änderns der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung verwirklicht wird.
Der Grund zum Bestimmen der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der Zylindersauerstoffkonzentration und der EGR-Rate ist wie folgt. Das heißt, wenn eine Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung geändert wird, dass ein Teil des unverbrannten Kraftstoffs, der in dem Abgas enthalten ist, das bei der fetten Verbrennung generiert wird, die unmittelbar vor dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung ausgeführt wird, durch die EGR-Vorrichtung zu der Einlassseite geleitet wird und in den Zylinder gezogen wird. Das heißt, wenn die Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung durch Steuern des Öffnungsgrads des Drosselventils 12 auf den Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung und durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge des Injektors 21 auf die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung geändert wird, dass die Kraftstoffmenge, die in dem Zylinder unmittelbar nach der Zeit eines Wechselns von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung vorhanden ist, größer als die Kraftstoffmenge wird, die in dem Zylinder während des Zeitraums einer regulären normalen Verbrennung vorhanden ist. Es wird in einem unbeabsichtigten A/F-Wert resultieren, so dass ein unbeabsichtigtes Drehmoment generiert wird, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu verschlechtern.
Die EGR-Rate dient als eine Kennzahl, die die Menge an unverbranntem Kraftstoff angibt, der in dem Abgas enthalten ist, das bei der fetten Verbrennung generiert wird, die unmittelbar vor dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung ausgeführt wird, und das zu der Einlassseite geleitet wird. Daher wird die Kraftstoffeinspritzmenge, die den vorgegebenen A/F-Wert verwirklicht, auf der Grundlage der EGR-Rate und der Zylindersauerstoffkonzentration bestimmt.
Dann wird bei Schritt S54 eine nach Änderung normale Verbrennung über den vorgegebenen Zeitraum durch Steuern des Öffnungsgrads des Drosselventils 12 auf den Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung und durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge des Injektors 21 auf die Kraftstoffeinspritzmenge, die bei Schritt S53 bestimmt ist, ausgeführt. Auf diese Weise wird sogar zur Zeit unmittelbar nach der Zeit eines Änderns von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung der A/F-Wert im Wesentlichen der gleiche wie der A/F-Wert des Zeitraums einer regulären normalen Verbrennung, so dass es möglich ist, die Generierung des unbeabsichtigten Drehmoments zu begrenzen.
6A ist ein Diagramm, das eine Änderung des Öffnungsgrads des Drosselventils zur Zeit eines Änderns der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung zeigt. 6B ist ein Diagramm, das eine Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge zur Zeit eines Änderns der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung zeigt. 6C ist ein Diagramm, das eine Änderung des Drehmoments zur Zeit eines Änderns der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung zeigt. Wie in 6A gezeigt ist, ist der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung während des Zeitraums einer normalen Verbrennung und ist der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer fetten Verbrennung während des Zeitraums einer fetten Verbrennung. Ferner ist, sogar zur Zeit unmittelbar nach dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung, der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 in dem Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung gehalten.
Ferner ist, wie in 6B gezeigt ist, die Kraftstoffeinspritzmenge die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung während des Zeitraums einer normalen Verbrennung und ist die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer fetten Verbrennung während des Zeitraums einer fetten Verbrennung. Zur Zeit unmittelbar nach dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung wird jedoch die Kraftstoffeinspritzmenge eine Kraftstoffeinspritzmenge 81, die kleiner als die Kraftstoffeinspritzmenge 82 eines Zeitraums einer normalen Verbrennung ist. Dies basiert auf der nachfolgenden Tatsache. Das heißt, wie vorstehend diskutiert ist, dass zur Zeit unmittelbar nach dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung der Teil des unverbrannten Kraftstoffs, der in dem Abgas enthalten ist, das bei der fetten Verbrennung generiert wurde, die unmittelbar vor dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung ausgeführt wurde, durch die EGR-Vorrichtung zu der Einlassseite geleitet. Das heißt, dass die Kraftstoffeinspritzmenge 81 kleiner als die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung 82 hinsichtlich des unverbrannten Kraftstoffs gemacht ist. Die Kraftstoffeinspritzmenge 81 wird zur Zeit unmittelbar nach dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung minimal und wird fortschreitend über die Zeit auf die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung 82 erhöht. Dies basiert auf der Tatsache, dass der verbleibende Einfluss des unverbrannten Kraftstoffs in der fetten Verbrennung, die unmittelbar vor dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung ausgeführt wird, zur Zeit unmittelbar nach dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung maximal ist.
Daher ist, wie in 6C gezeigt ist, das Drehmoment 85 sogar zur Zeit unmittelbar nach dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung nicht wesentlich geändert. In 6C gibt ein Drehmoment 84 ein Drehmoment an, das in einem Fall generiert werden würde, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung 82 zur Zeit unmittelbar nach dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung geändert wird. Mit Bezugnahme auf 6C sollte angemerkt werden, dass das Drehmoment 84 im Wesentlichen geändert wird, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge zu der Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung 82 zur Zeit unmittelbar nach dem Ändern der Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung geändert wird. Dies basiert auf der Tatsache, dass die Kraftstoffmenge in dem Zylinder größer als jene des Zeitraums einer regulären normalen Verbrennung durch den Einfluss des in der fetten Verbrennung zurückgelassenen unverbrannten Kraftstoffes wird, die unmittelbar vor der Zeit eines Änderns der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung ausgeführt wird.
Der Zeitraum T eines Ausführens der nach Änderung normalen Verbrennung unter Verwendung der Kraftstoffeinspritzmenge 81, die auf der Grundlage der EGR-Rate und der Zylindersauerstoffkonzentration bestimmt ist, anstelle eines Verwendens der Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung 82 wird so bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzmenge 81 an dem Ende des Zeitraums T im Wesentlichen die gleiche wie die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung 82 wird. Alternativ kann der Zeitraum T nicht vorgegeben sein und der Zeitraum T kann auf einer Fall-zu-Fall-Basis eingestellt werden, um die nach Änderung normale Verbrennung bis zu der Zeit auszuführen, bei der die vorgegebene Kraftstoffeinspritzmenge 81 im Wesentlichen die gleiche wie die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung 82 wird. Die vorstehend beschriebenen Schritte S51 bis S54 werden während des Zeitraums T ausgeführt, um die nach Änderung normale Verbrennung auszuführen.
In 6A und 6B sind der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung und die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung für beschreibende Zwecke konstant gemacht, obwohl der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung und die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung in Wirklichkeit abhängig von zum Beispiel Umweltfaktoren sogar in dem Zeitraum einer normalen Verbrennung verändert werden. Gleichermaßen sind in 6A und 6B der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer fetten Verbrennung und die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer fetten Verbrennung ebenso für beschreibende Zwecke konstant gemacht.
Zu dem Ablaufdiagramm von 5 zurückkehrend, schreitet nach der Ausführung der nach Änderung normalen Verbrennung für den Zeitraum T bei Schritt S54 der Betrieb zu Schritt S55. Bei Schritt S55 wird die reguläre normale Verbrennung durch Steuern des Öffnungsgrads des Drosselventils 12 auf den Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung und ebenso Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge des Injektors 21 auf die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung ausgeführt. Danach wird das Ablaufdiagramm von 5 beendet und hierdurch wird das Ablaufdiagramm von 2 beendet.
Wie vorstehend diskutiert ist, wird, wenn das Fahrzeug schnell beschleunigt wird, die fette Verbrennung nicht ausgeführt. Insbesondere wird, wenn das Fahrzeug während der Ausführung der fetten Verbrennung schnell beschleunigt wird, die Ausführung der fetten Verbrennung beendet. Ferner wird, wenn das Fahrzeug während der Ausführung der normalen Verbrennung schnell beschleunigt wird, die Verbrennung nicht zu der fetten Verbrennung geändert. Daher wird die normale Verbrennung in dem Fall ausgeführt, in dem das Fahrzeug schnell beschleunigt wird. 8A bis 8C sind Diagramme zum Beschreiben des Zustands, in dem der Drehmomentfehlbetrag sogar zur Zeit eines schnellen Beschleunigens des Fahrzeugs nicht auftritt. Insbesondere zeigt 8A eine Änderung der Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs über die Zeit. 8B zeigt eine Änderung der Menge an Frischluft über die Zeit. 8C zeigt eine Änderung des Drehmoments über die Zeit. In 8B gibt eine gestrichelte Linie eine Änderung der Soll-Menge an Frischluft über die Zeit an und gibt eine durchgezogene Linie eine Änderung der Ist-Menge an Frischluft über die Zeit an. In 8C gibt eine gestrichelte Linie eine Änderung des Soll-Drehmoments über die Zeit an und gibt eine durchgezogene Linie eine Änderung des Ist-Drehmoments über die Zeit an. Wenn die Beschleunigungsrate a auf eine Art und Weise schnell erhöht wird, die in 8A gezeigt ist, wird ebenso die Soll-Menge an Frischluft auf eine Art und Weise erhöht, die in 8B gezeigt ist. Wenn die Soll-Menge an Frischluft erhöht wird, wird ebenso das Soll-Drehmoment auf eine Art und Weise erhöht, die in 8C gezeigt ist. Das heißt, dass zur Zeit eines schnellen Erhöhens der Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs die Menge an Frischluft erhöht wird und das Drehmoment erhöht wird.
Auf diese Weise kann das Fahrzeug schnell beschleunigt werden. In Wirklichkeit kann jedoch, wenn die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs schnell erhöht wird, die Ist-Menge an Frischluft nicht auf die Soll-Menge an Frischluft eingestellt werden, wie in 8B gezeigt ist. Wenn die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs in der Mitte eines Ausführens der fetten Verbrennung schnell erhöht wird, wird die Verbrennung von der fetten Verbrennung zu der normalen Verbrennung geändert. Hierdurch wird in dem Zeitraum einer normalen Verbrennung die Kraftstoffeinspritzmenge relativ zu der Menge an Frischluft gesteuert, um das Drehmoment zu steuern. Daher kann, sogar wenn die Menge an Frischluft nicht auf die Soll-Menge an Frischluft in einem gewissen Ausmaß eingestellt werden kann, das Drehmoment auf das Soll-Drehmoment gesteuert werden, wie in 8C gezeigt ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als Nächstes ist ein Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hauptsächlich unter Bezugnahme auf Unterschiede beschrieben, die von jenen des ersten Ausführungsbeispiels verschieden sind. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird, sogar wenn bestimmt ist, dass das Fahrzeug schnell beschleunigt, die Verbrennung nicht unmittelbar zu der normalen Verbrennung geändert, um die fette Verbrennung für den vorgegebenen Zeitraum aufrechtzuerhalten. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird gleichermaßen zu dem ersten Ausführungsbeispiel, sogar wenn bestimmt ist, dass das Fahrzeug während des Zeitraums eines Ausführens der fetten Verbrennung schnell beschleunigt, die Verbrennung nicht unmittelbar zu der normalen Verbrennung geändert, um die fette Verbrennung für den vorgegebenen Zeitraum aufrechtzuerhalten. Ferner wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel, sogar wenn dieser vorgegebene Zeitraum abgelaufen ist, die Verbrennung nicht zu der normalen Verbrennung geändert und eine modifizierte fette Verbrennung, die eine Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, wird für einen voreingestellten Zeitraum ausgeführt.
Die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, ist die Verbrennung, bei der der Öffnungsgrad des Drosselventils im Vergleich mit dem vorstehend beschriebenen Öffnungsgrad eines Zeitraums einer fetten Verbrennung erhöht wird. Ferner ist die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die Verbrennung, bei der die Nacheinspritzung von Kraftstoff als eine Einspritzung (Untereinspritzung) ausgeführt wird, die die Kraftstoffeinspritzung ist, die nach einer Haupteinspritzung von Kraftstoff ausgeführt wird. Eine Hauptkraftstoffeinspritzmenge, die die Einspritzmenge von Kraftstoff bei der Haupteinspritzung ist, wird gleich wie die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer fetten Verbrennung festgelegt.
Der Aufbau des Abgasreinigungssystems der Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der gleiche wie jener des ersten Ausführungsbeispiels, das in 1 gezeigt ist. Ferner werden in dem zweiten Ausführungsbeispiel gleichermaßen zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Betrieb des Ablaufdiagramms von 2 und der Betrieb des Ablaufdiagramms von 5 ausgeführt. Der Schritt S13 von 2, der in 4 in Einzelheiten angegeben ist, ist jedoch zu dem des ersten Ausführungsbeispiels verschieden. Nachstehend ist Schritt S13 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Einzelheiten beschrieben. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb von Schritt S13 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel angibt. In 9 sind Schritte, die gleich zu jenen des ersten Ausführungsbeispiels sind, das in 4 gezeigt ist, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie in 9 gezeigt ist, sind die Schritte S41 bis S44 zu dem Ablaufdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels, das in 4 gezeigt ist, hinzugefügt. Insbesondere schreitet, wenn bestimmt ist, dass der Zählwert des AUS-Zählers C größer als der erste Schwellwert C1 (erste Schwellwertzeit) bei Schritt S37 ist (d. h. JA bei Schritt S37), der Betrieb zu Schritt S41. Bei Schritt S41 wird bestimmt, ob der Zählwert des AUS-Zählers C kleiner als ein zweiter Schwellwert C2 (zweite Schwellwertzeit) ist, der größer als der erste Schwellwert C1 (erste Schwellwertzeit) ist. Wenn bestimmt ist, dass der Zählwert des AUS-Zählers C kleiner als der zweite Schwellwert C2 ist (d. h. JA bei Schritt S41), schreitet der Betrieb zu Schritt S42. Bei Schritt S42 wird die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, ausgeführt. In der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, wie vorstehend diskutiert ist, wird der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 auf den Öffnungsgrad gesteuert, der größer als der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer fetten Verbrennung ist, und wird die Nacheinspritzung von Kraftstoff, die die Untereinspritzung von Kraftstoff nach der Hauptanspritzung von Kraftstoff ist, ausgeführt. Der Betrieb, der durch die ECU 50 bei Schritt S41 ausgeführt wird, dient als eine Zeitdauerbestimmungseinrichtung.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 größer als der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer fetten Verbrennung, so dass die Menge an Frischluft größer als jene der regulären fetten Verbrennung wird. Daher kann die Menge an Frischluft im Vergleich zu dem Fall der regulären fetten Verbrennung leichter auf die Soll-Menge an Frischluft eingestellt werden, so dass es möglich ist, den Drehmomentfehlbetrag im Vergleich zu dem Fall eines Aufrechterhaltens der regulären fetten Verbrennung zu mindern.
Im Gegensatz dazu wird in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die Menge an Frischluft im Vergleich zu jener der regulären fetten Verbrennung erhöht, so dass der überschüssige Sauerstoff in dem Zylinder erhöht wird. Daher wird in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, eine fette Atmosphäre durch Verbrauchen des überschüssigen Sauerstoffs durch das Ausführen der Nacheinspritzung von Kraftstoff aufrechterhalten, die die Untereinspritzung von Kraftstoff ist, die nach einer Ausführung der Haupteinspritzung von Kraftstoff ausgeführt wird. Hierdurch wird NOx, das an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung adsorbiert ist, chemisch reduziert.
Insbesondere kann die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, als die Verbrennung betrachtet werden, die die Eigenschaften der fetten Verbrennung und die Eigenschaften der normalen Verbrennung hat. Daher wird die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die Verbrennung, die die chemische Reduktion von NOx, das an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung adsorbiert ist, verwirklicht und den Drehmomentfehlbetrag sogar zu der Zeit einer schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs mindert.
In der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung involviert, ist jedoch die Menge an Frischluft kleiner als jene der normalen Verbrennung, so dass die Fähigkeit eines Einstellens der Menge an Frischluft auf die Soll-Menge an Frischluft geringer als jene der normalen Verbrennung ist. Ferner ist in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die Fähigkeit eines chemischen Reduzierens von NOx kleiner als jene der regulären fetten Verbrennung.
Nach der Ausführung der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, schreitet bei Schritt S42 der Betrieb zu Schritt S43. Bei Schritt S43 ist der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN (d. h. F = 1) gesetzt und wird in dem Speicher 53 gespeichert. Danach wird das Ablaufdiagramm von 9 beendet. Wie vorstehend diskutiert ist, wird, wenn die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, ausgeführt wird, der Befähigungsbestimmungsmerker F auf EIN gesetzt. Daher wird bestimmt, dass die fette Verbrennung bei Schritt S17 (d. h. JA bei Schritt S17) in 2 aufrechterhalten werden kann, so dass der Betrieb des Ablaufdiagramms in 9 noch einmal ausgeführt wird. Daher wird die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs noch einmal erlangt (Schritt S32). Dann schreitet, wenn bei Schritt S33 bestimmt ist, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs größer als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist (d. h. JA bei Schritt S33), der Betrieb zu Schritt S36. Bei Schritt S36 wird der Zählwert des AUS-Zählers C um eins erhöht. Wenn bei Schritt S41 bestimmt ist, dass der Zählwert des AUS-Zählers C kleiner als der zweite Schwellwert C2 ist (d. h. JA bei Schritt S41), schreitet der Betrieb zu Schritt S42, wo die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, aufrechterhalten wird. Ferner schreitet, wenn bei Schritt S33 bestimmt ist, dass die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs gleich wie oder kleiner als die Schwellwertbeschleunigungsrate b ist (d. h. NEIN bei Schritt S33), der Betrieb zu Schritt S34. Bei Schritt S34 wird die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, zu der regulären fetten Verbrennung geändert. Dann wird der Zählwert des AUS-Zählers C bei Schritt S39 zurückgesetzt und der Betrieb des Ablaufdiagramms von 9 wird noch einmal ausgeführt.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die Fähigkeit eines chemischen Reduzierens von NOx kleiner als jene der regulären fetten Verbrennung. Daher wird, wenn die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs kleiner als die Schwellwertbeschleunigungsrate b während der Ausführung der modifizierten fetten Verbrennung wird, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die Verbrennung zu der regulären fetten Verbrennung zurückgebracht. Auf diese Weise wird, wenn die schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs beendet ist, die Verbrennung zu der regulären fetten Verbrennung zurückgebracht. Daher kann NOx wirksam chemisch reduziert werden.
Im Gegensatz dazu schreitet, wenn bei Schritt S41 bestimmt ist, dass der Zählwert des AUS-Zählers C gleich wie oder großer als der zweite Schwellwert C2 ist (d. h. NEIN bei Schritt S41), der Betrieb zu Schritt S44. Bei Schritt S44 wird der Befähigungsbestimmungsmerker F auf AUS (d. h. F = 0) gesetzt und wird in dem Speicher 53 gespeichert. Danach wird das Ablaufdiagramm von 9 beendet. In einem derartigen Fall wird bei Schritt S17 in 2 bestimmt, dass die fette Verbrennung nicht aufrechterhalten werden kann (d. h. NEIN bei Schritt S17), und die Verbrennung wird bei Schritt S18 zu der normalen Verbrennung geändert.
Wie vorstehend diskutiert ist, ist in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die Fähigkeit eines Einstellens der Menge an Frischluft auf die Soll-Menge an Frischluft kleiner als jene der normalen Verbrennung. Daher wird, wenn bestimmt ist, dass der Zählwert des AUS-Zählers C größer als der zweite Schwellwert C2 ist, die Verbrennung zu der normalen Verbrennung geändert. Auf diese Weise wird zum Beispiel, wenn das Fahrzeug über den verhältnismäßig langen Zeitraum schnell beschleunigt wird, die Verbrennung zu der normalen Verbrennung geändert. Daher ist es möglich, die Verschlechterung des Fahrverhaltens, was durch den Drehmomentfehlbetrag verursacht werden würde, zu begrenzen.
Wie vorstehend diskutiert ist, wird, sogar wenn das Fahrzeug zur Zeit eines Ausführens der fetten Verbrennung schnell beschleunigt wird, die fette Verbrennung in dem Fall aufrechterhalten, in dem der Zählwert des AUS-Zählers C kleiner als der erste Schwellwert C1 ist. Ferner wird, sogar wenn das Fahrzeug zur Zeit eines Ausführens der fetten Verbrennung schnell beschleunigt wird, die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, in dem Fall aufrechterhalten, in dem der Zählwert des AUS-Zählers C kleiner als der zweite Schwellwert C2 ist. Dann wird, wenn der Zählwert des AUS-Zählers C gleich wie oder größer als der zweite Schwellwert C2 wird, die Verbrennung zu der normalen Verbrennung geändert. Daher wird die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, über den Zeitraum ausgeführt, der dem Unterschied zwischen dem zweiten Schwellwert C2 und dem ersten Schwellwert C1 entspricht. Das heißt, wenn der erste Schwellwert C1 größer wird, dass die Zeitdauer der fetten Verbrennung weiter verlängert wird. Ferner wird, wenn der Unterschied zwischen dem zweiten Schwellwert C2 und dem ersten Schwellwert C1 größer wird, der Zeitraum eines Ausführens der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, verlängert. Daher wird gleichermaßen zu dem ersten Ausführungsbeispiel der erste Schwellwert C1 auf der Grundlage des zulässigen Ausführungszeitraums der fetten Verbrennung in dem Zustand einer schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs festgelegt und ebenso auf der Grundlage des zulässigen Ausführungszeitraums der modifizierten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, in dem Zustand eines schnellen Beschleunigens des Fahrzeugs bestimmt. Ferner wird der zweite Schwellwert C2 auf der Grundlage des zulässigen Ausführungszeitraums der modifizierten fetten Verbrennung gesetzt, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert. Der erste Schwellwert C1 der zweiten Verbrennung kann zu dem ersten Schwellwert C1 des ersten Ausführungsbeispiels unterschiedlich sein, falls gewünscht.
Unter Bezugnahme auf 10A bis 10C sind die Art der Kraftstoffeinspritzung und der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 für die entsprechenden Verbrennungen beschrieben. Hier zeigt 10A die reguläre fette Verbrennung. 10B zeigt die modifizierte fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert. 10C zeigt die normale Verbrennung. In 10A bis 10C gibt jede Spitze die entsprechende Einspritzung von Kraftstoff an, wobei die größte Spritze die Haupteinspritzung von Kraftstoff darstellt. Die Spitze in den Klammern gibt die Piloteinspritzung von Kraftstoff, die vor einer Ausführung der Haupteinspritzung von Kraftstoff ausgeführt wird, an. Diese Angabe in den Klammern bedeutet, dass die Piloteinspritzung von Kraftstoff möglicherweise neben der Haupteinspritzung von Kraftstoff in jeder Verbrennung abhängig von einem Erfordernis ausgeführt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 10A wird in dem Fall der regulären fetten Verbrennung die Haupteinspritzung von Kraftstoff ausgeführt. Die Kraftstoffeinspritzmenge (die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer fetten Verbrennung) der Haupteinspritzung ist jedoch größer als jene der modifizierten fetten Verbrennung, die die Haupteinspritzung von Kraftstoff involviert, oder der normalen Verbrennung. Ferner ist in der regulären fetten Verbrennung der Öffnungsgrad (der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer fetten Verbrennung) des Drosselventils 12 kleiner als jener der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, oder der normalen Verbrennung. Auf diese Weise kann die fette Atmosphäre generiert werden und hierdurch kann NOx, das an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung 41 adsorbiert ist, chemisch reduziert werden.
Ferner wird unter Bezugnahme auf 10B in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die Nacheinspritzung von Kraftstoff nach der Ausführung der Haupteinspritzung von Kraftstoff ausgeführt. Die Kraftstoffeinspritzmenge der Haupteinspritzung in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, ist die gleiche wie die Kraftstoffeinspritzmenge (die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer fetten Verbrennung) der Haupteinspritzung in der regulären fetten Verbrennung. Ferner ist in der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, der Öffnungsgrad des Drosselventils 12 größer als der Öffnungsgrad (der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer fetten Verbrennung) des Drosselventils 12 in der regulären fetten Verbrennung, aber ist kleiner als der Öffnungsgrad (der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung) des Drosselventils 12 in der normalen Verbrennung. Auf diese Weise können die Eigenschaften der regulären fetten Verbrennung und die Eigenschaften der normalen Verbrennung verwirklicht werden, so dass NOx, das an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung adsorbiert ist, chemisch reduziert werden kann und der Drehmomentfehlbetrag sogar zum Zeitpunkt einer schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs gemindert werden kann.
Unter Bezugnahme auf 10C wird in dem Fall der normalen Verbrennung die Haupteinspritzung von Kraftstoff ausgeführt. Die Kraftstoffeinspritzmenge (die normale Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung) der Haupteinspritzung ist jedoch kleiner als jene der regulären fetten Verbrennung oder der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert. Ferner ist in der normalen Verbrennung der Öffnungsgrad (der Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung) des Drosselventils 12 größer als jener der regulären fetten Verbrennung oder der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert. Auf diese Weise kann die magere Atmosphäre generiert werden und kann NOx an dem Katalysator der NOx-Katalysatoreinrichtung 41 adsorbiert werden. Ferner kann sogar zur Zeit eines Ausführens der schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs der Fehlbetrag des Drehmoments gemindert werden.
Ferner ist, wie vorstehend diskutiert ist, die Verbrennung zwischen der regulären fetten Verbrennung von 10A und der modifizierten fetten Verbrennung von 10B, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, wechselbar. Ferner ist die Verbrennung zwischen der modifizierten fetten Verbrennung von 10B, die die Nacheinspritzung involviert, und der normalen Verbrennung von 10C wechselbar.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das erste und zweite Ausführungsbeispiel begrenzt. Das heißt, dass das erste Ausführungsbeispiel und/oder das zweite Ausführungsbeispiel auf verschiedenen Wegen modifiziert werden können, ohne von dem Umfang und dem Kern der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Verbrennung zu der modifizierten fetten Verbrennung, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, nach einem Ausführen der fetten Verbrennung über den vorgegebenen Zeitraum geändert. Alternativ kann die Verbrennung unmittelbar zu der modifizierten fetten Verbrennung gewechselt werden, die die Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert. In einem derartigen Fall können die Schritte (insbesondere die Schritte S37, S40) des Ablaufdiagramms von 9, die sich auf den ersten Schwellwert C1 beziehen, weggelassen werden.
Ferner wird in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Differenzialwert des Befehls Q, der den Betrag einer Versetzung des Beschleunigerpedals angibt, von dem Beschleunigerpedalpositionssensor 61 als die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs erlangt. Der Differenzialwert des Befehls Q wird als die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs durch die Tatsache erlangt, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Beschleunigerpedal zur Zeit eines schnellen Beschleunigens schnell drückt, um das Drehmoment des Fahrzeugs schnell zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses begrenzt. Zusätzlich zu dem Differenzialwert des Befehls Q kann ein Differenzialwert der Maschinendrehzahl NE als die Beschleunigungsrate a des Fahrzeugs verwendet werden. Dies basiert auf der Tatsache, dass die Maschinendrehzahl NE schnell erhöht wird, wenn das Fahrzeug schnell beschleunigt. In einem derartigen Fall wird, wie in 11 gezeigt ist, auf der Grundlage des Befehls Q und der Maschinendrehzahl NE bestimmt, ob die Verbrennung ausgeführt werden kann. Das heißt, dass bestimmt wird, dass die fette Verbrennung in dem Fall ausgeführt werden kann, in dem der Befähigungsbestimmungsmerker F auf der Grundlage des Befehls Q auf EIN gesetzt ist und der Befähigungsbestimmungsmerker F auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE auf EIN gesetzt ist. Wie vorstehend diskutiert ist, ist es möglich, wenn der Differenzialwert der Maschinendrehzahl NE zusätzlich zu dem Differenzialwert des Befehls Q verwendet wird, genauer zu bestimmen, ob das Fahrzeug schnell beschleunigt wird.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen kommen dem Fachmann leicht in den Sinn. Die Erfindung in ihrer breiteren Bedeutung ist jedoch nicht auf die spezifischen Einzelheiten, die repräsentative Vorrichtung und die veranschaulichenden Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, begrenzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-113775 A [0003, 0006]

Claims

Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit: einer NOx-Katalysatoreinrichtung (41), die in einem Abgasdurchgang (40) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei die NOx-Katalysatoreinrichtung (41) angepasst ist, in einer mageren Atmosphäre NOx zu adsorbieren, und angepasst ist, das in einer fetten Atmosphäre adsorbierte NOx chemisch zu reduzieren; einer Verbrennungssteuereinrichtung (50) zum Ausführen einer fetten Verbrennung der Brennkraftmaschine, die die fette Atmosphäre generiert, um das adsorbierte NOx chemisch zu reduzieren, das in der NOx-Katalysatoreinrichtung (41) adsorbiert ist; einer Beschleunigungsratenerlangungseinrichtung (S21, S32) zum Erlangen einer Beschleunigungsrate (a) des Fahrzeugs; und einer Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung (S22, S33) zum Bestimmen, ob das Fahrzeug schnell beschleunigt wird, durch Bestimmen, ob die Beschleunigungsrate (a), die durch die Beschleunigungserlangungseinrichtung (S21, S32) erlangt ist, größer als eine vorgegebene Schwellwertbeschleunigungsrate (b) ist, wobei die Verbrennungssteuereinrichtung (50) keine fette Verbrennung ausführt, wenn die Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung (S22, S33) bestimmt, dass das Fahrzeug schnell beschleunigt wird.
Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 1, ferner mit: einer Sauerstoffkonzentrationserlangungseinrichtung (S51) zum Erlangen einer Zylindersauerstoffkonzentration, die eine Sauerstoffkonzentration in einem Zylinder der Brennkraftmaschine ist; und einer Abgasrezirkulierungs-(EGR-)Ratenerlangungseinrichtung (S32) zum Erlangen einer EGR-Rate, die eine Menge an Abgas angibt, das zu einer Einlassseite der Brennkraftmaschine, die an einer stromaufwärtigen Seite des Zylinders angeordnet ist, durch eine EGR-Vorrichtung (30, 31) rezirkuliert, die einen Teil des Abgases zu der Einlassseite leitet, wobei: wenn die Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung (S22, S33) bestimmt, dass das Fahrzeug während eines Zeitraums eines Ausführens der fetten Verbrennung schnell beschleunigt wird, die Verbrennungssteuereinrichtung (50) die fette Verbrennung zu einer normalen Verbrennung, um die magere Atmosphäre zu generieren, durch Steuern eines Öffnungsgrades eines Drosselventils (12), das eine Menge an Frischluft steuert, das zu dem Zylinder zugeführt wird, zu einem normalen Öffnungsgrad eines Zeitraums einer normalen Verbrennung, der für den Zeitraum eines Ausführens der normalen Verbrennung gesetzt ist, und ebenso durch Steuern einer Kraftstoffeinspritzmenge eines Injektors (21) zu einer Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung, die für den Zeitraum eines Ausführens der normalen Verbrennung gesetzt ist; und wobei zu einer Zeit unmittelbar nachdem die Bestimmungseinrichtung einer schnellen Beschleunigung (S22, S33) bestimmt, dass das Fahrzeug schnell beschleunigt, die Verbrennungssteuereinrichtung (50) die Kraftstoffeinspritzmenge unter die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung auf der Grundlage der Zylindersauerstoffkonzentration und der EGR-Rate reduziert, um eine Änderung eines Drehmoments der Brennkraftmaschine zu begrenzen, die durch einen Einfluss von unverbranntem Kraftstoff verursacht ist, der in dem Abgas enthalten ist, das in der fetten Verbrennung generiert wird und zu der Einlassseite durch die EGR-Vorrichtung (30, 31) unmittelbar vor der Zeit eines Reduzierens der Kraftstoffeinspritzmenge unter die Kraftstoffeinspritzmenge eines Zeitraums einer normalen Verbrennung geleitet wird.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 2, ferner mit: einer Zeitdauermesseinrichtung (S36, S39) zum Messen einer Zeitdauer eines Zustands, in dem die Beschleunigungsrate (a) größer als die vorgegebene Schwellwertbeschleunigungsrate (b) ist; und einer Zeitdauerbestimmungseinrichtung (S37) zum Bestimmen, ob die Zeitdauer, die durch die Zeitdauermesseinrichtung (S36, S39) gemessen wird, kleiner als eine vorgegebene erste Schwellwertzeit (C1) ist, wobei: solange wie die Zeitdauerbestimmungseinrichtung (S37) bestimmt, dass die Zeitdauer kürzer als die vorgegebene erste Schwellwertzeit (C1) ist, die Verbrennungssteuereinrichtung (50) die Ausführung der fetten Verbrennung sogar bei einem Bestimmen aufrechterhält, dass das Fahrzeug während des Zeitraums eines Ausführens der fetten Verbrennung schnell beschleunigt wird; und, wenn die Zeitdauerbestimmungseinrichtung (S37) bestimmt, dass die Zeitdauer länger als die vorgegebene erste Schwellwertzeit (C1) ist, die Verbrennungssteuereinrichtung (50) die fette Verbrennung zu der normalen Verbrennung ändert.
Abgasreinigungssystem nach Anspruch 2, ferner mit: einer Zeitdauermesseinrichtung (S36, S39) zum Messen einer Zeitdauer eines Zustands, in dem die Beschleunigungsrate (a) größer als jene einer vorgegebenen Schwellwertsbeschleunigungsrate (b) ist; und einer Zeitdauerbestimmungseinrichtung (S37) zum Bestimmen, ob die Zeitdauer, die durch die Zeitdauermesseinrichtung (S36, S39) gemessen wird, kürzer als eine vorgegebene zweite Schwellwertzeit (C2) ist, wobei die fette Verbrennung Folgendes aufweist: eine modifizierte fette Verbrennung, die eine Nacheinspritzung von Kraftstoff involviert, die eine Untereinspritzung von Kraftstoff ist, die nach einer Haupteinspritzung von Kraftstoff ausgeführt wird; und eine reguläre fette Verbrennung, die die Nacheinspritzung nicht involviert; solange wie die Zeitdauer kürzer als die vorgegebene zweite Schwellwertzeit (C2) bestimmt ist, die Verbrennungssteuereinrichtung (50) den Öffnungsgrad des Drosselventils (12) oberhalb eines Öffnungsgrads eines Zeitraums einer fetten Verbrennung setzt, der für einen Zeitraum eines Ausführens der regulären fetten Verbrennung gesetzt ist, und die modifizierte fette Verbrennung sogar bei einem Bestimmen ausführt, dass das Fahrzeug während des Zeitraums eines Ausführens der regulären fetten Verbrennung schnell beschleunigt wird; wenn die Beschleunigungsrate (a) kleiner als die vorgegebene Schwellwertbeschleunigungsrate (b) während eines Zeitraums eines Ausführens der modifizierten fetten Verbrennung wird, die Verbrennungssteuereinrichtung (50) zu der regulären fetten Verbrennung wechselt und diese ausführt; und wenn die Zeitdauer länger als die vorgegebene zweite Schwellwertzeit (C2) bestimmt ist, die Verbrennungssteuereinrichtung (50) zu der normalen Verbrennung wechselt und diese ausführt.
Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest einer von einem Differenzialwert des Betrags einer Versetzung, der durch einen Beschleunigerpedalpositionssensor (51) gefühlt wird, der einen Betrag einer Versetzung eines Beschleunigungspedals fühlt, und einem Differenzialwert einer Drehzahl der Brennkraftmaschine, die durch den Drehzahlsensor gefühlt wird, die die Drehzahl der Brennkraftmaschine fühlt, als die Beschleunigungsrate (a) durch die Beschleunigungsratenerlangungseinrichtung (S21, S32) erlangt wird.