DE69520567T2

DE69520567T2 - Abgasreinigungsverfahren für eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69520567T2
Application number: DE69520567T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Ito; Zenichiro Mashiki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 2001-08-23
Anticipated expiration: 2015-10-12
Also published as: WO1996022457A1; EP0752521A4; EP0752521A1; EP0752521B1; DE69520567D1; KR970701828A; KR0185697B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, in welcher in dem Abgaskanal der Brennkraftmaschine ein NOx-Absorptionsmittel angeordnet ist, welches NOx, absorbiert, wenn das Luft- Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel einströmt, mager ist, und das absorbierte NOx, freisetzt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet ist, und ausgelegt ist, um normalerweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, mager auszubilden, und zu diesem Zeitpunkt das NOx, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, durch das NOx-Absorptionsmittel zu absorbieren und das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, fett auszubilden, wenn die Freisetzung des NOx, das in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiert ist, verursacht wird, wie bereits durch den Anmelder (siehe PCT Internationale Veröffentlichung WO93/07363) vorgeschlagen ist.
In einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung der Schichtverbrennungstype, die ausgelegt ist, das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in der Brennkammer ausgebildet wird, zu schichten, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen, das in einem begrenzten Bereich des Teils innerhalb der Brennkammer zündfähig ist, wenn diese Art der Schichtausbildung ausgeführt wird, wenn die zugeführte Kraftstoffmenge kaum vergrößert ist, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb der Brennkammer von mager nach fett zu verändern, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, würde jedoch das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in dem begrenzten Bereich des Teils innerhalb der Brennkammer erzeugt ist, übermäßig fett werden, und demzufolge würde die Zündkerze nicht in der Lage sein, das Luft-Kraftstoff-Gemisch gut zu zünden, so daß das Problem von Fehlzündungen eintreten würde.
Wenn ferner, wie in der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das der Brennkraftmaschine zugeführt wurde, lediglich fett ausgebildet würde, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, würde das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine rasch zunehmen, so daß das Problem eines Stoßes erzeugt würde.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungsverfahren zu schaffen, das in der Lage ist, das Auftreten von Fehlzündungen beim Vergrößern der zugeführten Kraftstoffmenge zum Freisetzen des NOx, aus dem NOx- Absorptionsmittel zu verhindern.
Erfindungsgemäß wird ein Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung aufgezeigt, wobei in dem Abgaskanal der Brennkraftmaschine ein NOx-Absorptionsmittel vorgesehen ist, welches das NOx absorbiert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel einströmt, mager ist, und das absorbierte NOx freisetzt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mit dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet ist, wobei in dem Fall, wenn in einem Verbrennungsbetriebszustand eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemischs, wenn das Luft-Kraftstoff- Gemisch in einem Zustand mit einem mageren mittleren Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer verbrannt wird, das in der Brennkammer erzeugte Luft-Kraftstoff-Gemisch geschichtet wird, um ein zündfähiges Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem begrenzten Bereich des Teils im Inneren der Brennkammer zu erzeugen, und das zu diesem Zeitpunkt erzeugte NOx in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiert wird, und wenn das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel freigesetzt wird, wenn in dem Verbrennungsbetriebszustand des mageren Luft-Kraftstoff- Verhältnisses das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird und die Schwankungsmenge des zündfähigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemisches, das in dem begrenzten Bereich des Teils des Inneren der Brennkammer zu diesem Zeitpunkt erzeugt ist, kleiner als die Verminderungsmenge des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgebildet wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung in einem Querschnitt des Brennkraftmaschinenkörpers,
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten gesamten Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht eines Zylinderkopfs in der Draufsicht,
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht einer oberen Kolbenoberfläche,
Fig. 5 zeigt eine Seiten-Querschnittansicht der Fig. 3,
Fig. 6 zeigt eine Darstellung der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzverstellung,
Fig. 7 zeigt eine Darstellung der Kraftstoffeinspritzmenge, der Drosselklappenöffnung, der AGR-Ventilöffnung und des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses innerhalb der Brennkammer,
Fig. 8 zeigt ein Kurvenbild der Öffnung eines Einlaßsteuerventils,
Fig. 9A, Fig. 9B und Fig. 9C zeigen jeweils Ansichten zur Erläuterung des Verbrennungsverfahrens zu Zeitpunkten des Niedriglastbetriebs,
Fig. 10A, Fig. 10B und Fig. 10C zeigen jeweils Ansichten zur Erläuterung des Verbrennungsverfahrens zu Zeitpunkten des Mittellastbetriebs,
Fig. 11 zeigt eine Ansicht der Konzentrationen von CO, HC und O&sub2; in dem Abgas,
Fig. 12A und Fig. 12B zeigen Ansichten zur Erläuterung der Absorptions- und Freisetzungsaktion von NOx eines NOx- Absorptionsmittels,
Fig. 13 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung,
Fig. 14A und Fig. 14B zeigen Ansichten von Kennfeldern der NOx-Absorptionsmenge und NOx-Freisetzungsmenge,
Fig. 15 zeigt eine Darstellung der Kraftstoffeinspritzmenge, der Drosselklappenöffnung und des mittleren Luft-Kraftstoff- Verhältnisses in einer Brennkammer,
Fig. 16 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung,
Fig. 17 und Fig. 18 zeigen Ablaufdiagramme für die Einspritzsteuerung,
Fig. 19 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Steuerung des NOx-Freisetzungsanzeigers,
Fig. 20 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Einspritzsteuerung,
Fig. 21 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß I,
Fig. 22 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Fett-Prozeß I,
Fig. 23 zeigt eine Ansicht eines Kennfelds der NOx-Freisetzung,
Fig. 24 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 25 zeigt ein Ablaufdiagramm einer anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 26 und Fig. 27 zeigen Ablaufdiagramme einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 28 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 29 und Fig. 30 zeigen Ablaufdiagramme einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 31 zeigt eine Ansicht der zusätzlichen Kraftstoffeinspritzung,
Fig. 32 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer noch anderen Ausführungsform des Fett-Prozesses I,
Fig. 33 zeigt ein Ablaufdiagramm einer noch anderen Ausführungsform des Fett-Prozesses I,
Fig. 34 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß II,
Fig. 35 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Fett-Prozeß II,
Fig. 36 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß II,
Fig. 37 zeigt ein Ablaufdiagramm einer anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 38 zeigt ein Ablaufdiagramm einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß II,
Fig. 39 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß III,
Fig. 40 zeigt ein Ablaufdiagramm einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 41 zeigt einen Schnitt als Draufsicht eines Zylinderkopfs einer anderen Ausführungsform,
Fig. 42 zeigt eine Darstellung der Kraftstoffeinspritzmenge,
Fig. 43 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß I,
Fig. 44 zeigt ein Ablaufdiagramm des Fett-Prozesses I,
Fig. 45 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß II,
Fig. 46 zeigt ein Ablaufdiagramm des Fett-Prozesses II,
Fig. 47 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß III,
Fig. 48 zeigt ein Ablaufdiagramm des Fett-Prozesses II,
Fig. 49 zeigt eine Darstellung der Kraftstoffeinspritzmenge,
Fig. 50 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß I,
Fig. 51 zeigt ein Ablaufdiagramm des Fett-Prozesses I,
Fig. 52 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß II,
Fig. 53 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß II,
Fig. 54 zeigt ein Ablaufdiagramm des Fett-Prozesses II,
Fig. 55 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß III,
Fig. 56 zeigt ein Ablaufdiagramm des Fett-Prozesses III,
Fig. 57 zeigt eine Gesamtansicht einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung einer anderen Ausführungsform,
Fig. 58A und Fig. 58B zeigen schematische Seitenansichten eines Drehmomentwandlers,
Fig. 59 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß I,
Fig. 60 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß I,
Fig. 61 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Steuerung des NOx- Freisetzungsanzeigers,
Fig. 62 und Fig. 63 zeigen Ablaufdiagramme für den Fett- Prozeß I,
Fig. 64 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Steuerung des NOx- Freisetzungsanzeigers,
Fig. 65 und Fig. 66 zeigen Ablaufdiagramme einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 67 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung,
Fig. 68 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Steuerung des NOx- Freisetzungsanzeigers,
Fig. 69 zeigt ein Ablaufdiagramm einer anderen Ausführungsform der Steuerung des NOx-Freisetzungsanzeigers,
Fig. 70 zeigt ein Ablaufdiagramm einer noch anderen Ausführungsform zur Steuerung des NOx-Freisetzungsanzeigers,
Fig. 71 zeigt ein Ablaufdiagramm einer noch anderen Ausführungsform zur Steuerung des NOx-Freisetzungsanzeigers,
Fig. 72 zeigt ein Ablaufdiagramm einer noch anderen Ausführungsform zur Steuerung des NOx-Freisetzungsanzeigers,
Fig. 73 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer noch anderen Ausführungsform zum Fett-Prozeß,
Fig. 74 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß,
Fig. 75 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Anzeigersteuerung,
Fig. 76 und Fig. 77 zeigen Ablaufdiagramme zur Einspritzsteuerung,
Fig. 78 zeigt eine Seitenquerschnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 79 zeigt eine Draufsicht als Querschnittansicht des in Fig. 78 gezeigten Zylinderkopfs,
Fig. 80 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung für den Fett-Prozeß I,
Fig. 81 zeigt ein Ablaufdiagramm des Fett-Prozesses I,
Fig. 82 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer noch anderen Ausführungsform für den Fett-Prozeß I,
Fig. 83 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung einer noch anderen Ausführungsform des Fett-Prozesses I,
Fig. 84 zeigt einen Überblick über eine noch andere Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 85 zeigt ein Zeitdiagramm der AGR-Ventilöffnung, der Drosselklappenöffnung, der zusätzlichen Kraftstoffeinspritzung usw.,
Fig. 86 bis Fig. 88 zeigen Ablaufdiagramme zur Einspritzsteuerung,
Fig. 89 zeigt ein Zeitdiagramm der AGR-Ventilöffnung, der Drosselklappenöffnung, der zusätzlichen Kraftstoffeinspritzung usw.,
Fig. 90 zeigt eine Gesamtansicht einer noch anderen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 91 zeigt eine Gesamtansicht einer noch anderen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 92 zeigt eine Gesamtansicht einer noch anderen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 93 zeigt ein Zeitdiagramm der AGR-Ventilöffnung, der Drosselklappenöffnung, der zusätzlichen Kraftstoffeinspritzung usw.,
Fig. 94 bis Fig. 96 zeigen Ablaufdiagramme zur Einspritzsteuerung,
Fig. 97 zeigt eine Gesamtansicht einer noch anderen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 98 zeigt ein Zeitdiagramm der AGR-Ventilöffnung, der Drosselklappenöffnung, der zusätzlichen Kraftstoffeinspritzung usw.,
Fig. 99 zeigt eine Gesamtansicht einer noch anderen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 100 zeigt eine Darstellung der Kraftstoffeinspritzmenge, der Drosselklappenöffnung, der AGR-Ventilöffnung, des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in der Brennkammer und der AGR-Rate,
Fig. 101 zeigt eine Ansicht der Fehlzündungsgrenze,
Fig. 102 zeigt eine Darstellung der AGR-Rate, des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses L/K, der Drosselklappenöffnung und der AGR-Ventilöffnung,
Fig. 103 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine,
Fig. 104. zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine,
Fig. 105 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine,
Fig. 106 und Fig. 107 zeigen Ablaufdiagramme für die Einspritzsteuerung,
Fig. 108 zeigt ein Ablaufdiagramm für den Fett-Prozeß,
Fig. 109 zeigt eine Gesamtansicht einer noch anderen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung,
Fig. 110 zeigt eine Ansicht eines Kennfelds eines Kraftstoffeinspritzgrundzeitpunkts TP,
Fig. 111 zeigt eine Darstellung der AGR-Rate,
Fig. 112 zeigt eine Darstellung des Korrekturkoeffizienten K,
Fig. 113 zeigt eine Darstellung des Korrekturkoeffizlenten K und
Fig. 114 und Fig. 115 zeigen Ablaufdiagramme zur Einspritzsteuerung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Fig. 1 bis Fig. 18 zeigen eine erste Ausführungsform der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung der In-Zylinder-Einspritztype. Zuallererst erfolgt eine Erläuterung des Grundbetriebs der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung der In-Zylinder-Einspritztype unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 10.
In Fig. 1 bis Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Brennkraftmaschinenkörper, 2 ist ein Zylinderblock, 3 ist ein Kolben, der sich hin- und hergehend in dem Zylinderblock 2 bewegt, 4 ist ein Zylinderkopf, der an dem Oberteil des Zylinderblocks 2 fest angeordnet ist, 5 ist eine Brennkammer, die zwischen dem Kolben 3 und dem Zylinderkopf 4 ausgebildet ist, 6a ist ein erstes Einlaßventil, 6b ist ein zweites Einlaßventil, 7a ist ein erster Einlaßkanal, 7b ist ein zweiter Einlaßkanal, 8 bezeichnet ein Paar von Auslaßventilen, und das Bezugszeichen 9 bezeichnet ein Paar von Auslaßkanälen. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der erste Einlaßkanal 7a einen spiralförmigen Einlaßkanal auf, während der zweite Einlaßkanal 7b einen sich im wesentlichen gerade erstreckenden Kanal aufweist. Wie ferner Fig. 3 zeigt, ist eine Zündkerze 10 in der Mitte der Innenwand des Zylinderkopfs 4 angeordnet, während eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 nahe der Innenwand des Zylinderkopfs 4 zwischen dem ersten Einlaßventil 6a und dem zweiten Einlaßventil 6b angeordnet ist. Wie andererseits Fig. 4 und Fig. 5 zeigen, ist ein Hohlraum 3a in der oberen Oberfläche des Kolbens 3 erzeugt. Dieser Hohlraum 3a weist einen flachen Wölbungsabschnitt 12 auf, der sich von unterhalb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 nach unterhalb der Zündkerze 10 erstreckt und eine im wesentlichen kreisförmig gekrümmte Form und einen tiefen Wölbungsabschnitt 13 aufweist, der in der Mitte des flachen Wölbungsabschnitts 12 ausgebildet ist und eine Halbkugelform aufweist. Ferner ist ein vertiefter Abschnitt 14 mit im wesentlichen einer Kugelform an dem Verbindungsabschnitt des flachen Wölbungsabschnitts 12 und des tiefen Wölbungsabschnitts 13 unter der Zündkerze 10 ausgebildet.
Wie Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen, sind der erste Einlaßkanal 7a und der zweite Einlaßkanal 7b jedes der Zylinder im Inneren einer Druckkammer 16 durch einen ersten Einlaßkanal 15a und einen zweiten Einlaßkanal 15b verbunden, die in den Ansaugrohren 15 erzeugt sind. In jedem der zweiten Einlaßkanäle 15b ist ein Einlaßsteuerventil 17 angeordnet. Diese Einlaßsteuerventile 17 sind mit einer Betätigungsvorrichtung 19 verbunden, die z. B. einen Schrittmotor mit einer gemeinsamen Welle 18 aufweist. Dieser Schrittmotor 19 wird durch das Ausgangssignal einer elektronischen Steuereinheit 30 gesteuert. Die Druckkammer 16 ist durch einen Ansaugkanal 20 mit einem Luftfilter 21 verbunden. In dem Ansaugkanal 20 ist eine Drosselklappe 23 angeordnet, die z. B. durch einen Schrittmotor 22 angetrieben wird. Dieser Schrittmotor 22 wird ebenfalls auf der Grundlage des Ausgangssignals der elektronischen Steuereinheit 30 gesteuert.
Andererseits ist der Auslaßkanal 9 jedes der Zylinder mit einem Auspuffkrümmer 24 verbunden, während dieser Auspuffkrümmer 24 durch ein Auspuffrohr 25 mit einem Gehäuse 27 verbunden ist, in dem ein NOx-Absorptionsmittel 26 aufgenommen ist. Der Auspuffkrümmer 24 und die Druckkammer 16 sind durch einen Abgasrückführung-Gaskanal 28 (nachstehend als AGR-Gaskanal bezeichnet) miteinander verbunden. In diesem AGR-Gaskanal 28 ist ein AGR-Ventil 29 zum Steuern der AGR- Gasmenge angeordnet. Dieses AGR-Ventil 29 wird durch ein Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 30 gesteuert. Wenn das AGR-Ventil 29 geschlossen ist, wird durch die Einlaßkanäle 7a und 7b nur Luft in die Brennkammer 5 zugeführt, während in dem Fall, wenn das AGR-Ventil 29 geöffnet ist, durch die Einlaßkanäle 7a und 7b Luft und AGR-Gas in die Brennkammer 5 zugeführt werden.
Die elektronische Steuereinheit 30 weist einen Digitalcomputer auf, welcher mit einem RAM (Direktzugriffsspeicher) 32, einem ROM (Nur-Lese-Speicher) 33, einer CPU (Mikroprozessor) 34, einem Eingabekanal 35 und einem Ausgabekanal 36 versehen ist, die miteinander durch einen bidirektionalen Bus 31 verbunden sind. Ein Gaspedal 40 ist mit einem Belastungssensor 41 verbunden, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die proportional der Betätigungsmenge des Gaspedals 40 ist. Die Ausgangsspannung des Belastungssensors 41 wird über einen A/D-Konverter 37 einem Eingabekanal 35 eingegeben. Ein Oberer-Totpunkt-Sensor 42 erzeugt z. B. einen Ausgangsimpuls, wenn der Zylinder Nr. 1 den oberen Ansaugtotpunkt erreicht. Dieser Ausgangsimpuls wird dem Eingabekanal 35 eingegeben. Ein Kurbelwinkelsensor 43 erzeugt jedesmal einen Ausgangsimpuls, wenn sich z. B. die Kurbelwelle um 30 Grad dreht. Dieser Ausgangsimpuls wird dem Eingabekanal 35 eingegeben. In der CPU 34 wird der laufende Kurbelwinkel aus dem Ausgangsimpuls des Oberer-Totpunkt-Sensors 42 und dem Ausgangsimpuls des Kurbelwinkelsensors 43 berechnet. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine wird aus dem Ausgangsimpuls des Kurbelwellenwinkelsensors 43 berechnet. Andererseits ist der Ausgabekanal 36 durch eine entsprechende Ansteuerschaltung 38 mit den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 11 und den Schrittmotoren 19 und 22 verbunden.
In den in Fig. 1 bis Fig. 5 gezeigten Ausführungsformen weist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 eine Verwirbelungsklappe auf, welche dem Kraftstoff beim Einspritzen eine Verwirbelungskraft erteilt. Von dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11, wie durch F in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt, wird Kraftstoff kegelförmig eingespritzt. Fig. 6 zeigt die aus dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 eingespritzte Kraftstoffmenge und die Kraftstoffeinspritzzeitpunkte, während Fig. 7, ebenso wie Fig. 6, die Kraftstoffeinspritzmenge sowie die Öffnung der Drosselklappe 23, die Öffnung des AGR- Ventils 29 und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 zeigt. Es ist darauf hinzuweisen, daß in Fig. 6 und Fig. 7 L die Betätigungsmenge des Gaspedals 40 bezeichnet. Wie aus Fig. 6 erkennbar ist, wird zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist, Kraftstoff in genau der Einspritzmenge Q&sub2; an dem Ende des Verdichtungshubs eingespritzt. Andererseits wird zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 zwischen L&sub1; und L&sub2; ist, Kraftstoff in genau der Einspritzmenge Q&sub1; während des Ansaughubs eingespritzt, und Kraftstoff wird in genau der Einspritzmenge Q&sub2; an dem Ende des Verdichtungshubs eingespritzt. D. h., zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine wird die Kraftstoffeinspritzung in die zwei Perioden des Ansaughubs und des Endes des Verdichtungshubs unterteilt. Ferner wird zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als L&sub2; ist, während des Ansaughubs Kraftstoff in genau der Einspritzmenge Q&sub1; eingespritzt wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß in Fig. 6 ΘS&sub1; und ΘE&sub1; den Einspritzstartzeitpunkt und den Einspritzendezeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung Q&sub1; bezeichnen, die in dem Ansaughub ausgeführt wird, während ΘS&sub2; und ΘE&sub2; den Einspritzstartzeitpunkt und den Einspritzendezeitpunkt bei der Kraftstoffeinspritzung Q&sub2; bezeichnen, die zum Ende des Verdichtungshubs ausgeführt wird.
Wie andererseits in Fig. 7 gezeigt, ist zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs und des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub2; ist, die Öffnung der Drosselklappe 23 beträchtlich klein. Ferner wird zu diesem Zeitpunkt die Öffnung der Drosselklappe 23 kleiner, je geringer die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 ist. Wenn andererseits die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als L&sub2; ist, wird die Öffnung der Drosselklappe 23 schnell größer, was zur vollen Öffnung führt. Weiterhin ist zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs und des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub2; ist, die Öffnung des AGR-Ventils 29 beträchtlich groß. Wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 noch größer als L&sub2; wird, wird die Öffnung des AGR-Ventils 29 schnell kleiner, um zum vollständigen Verschluß zu führen. Das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 ändert sich zu einem bestimmten Zeitpunkt L&sub0; in dem Hochlastbetriebsbereich (L < L&sub2;) von mager nach fett. D. h., in dem Bereich, in welchem die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub0; ist, wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K mager. Ferner gilt zu diesem Zeitpunkt: je kleiner die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40, um so magerer wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K. Wenn andererseits die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub0; ist, wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett.
Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen der Öffnung des Einlaßsteuerventils 17 und der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40. Wie in Fig. 8 gezeigt, wenn zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist, wird das Einlaßsteuerventil 17 in dem vollständig geschlossenen Zustand gehalten. Wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als L&sub1; ist, wird das Einlaßsteuerventil 17 veranlaßt, sich zu öffnen, je größer die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 ist. Wenn das Einlaßsteuerventil 17 vollständig geschlossen ist, strömt die Ansaugluft in die Brennkammer 5, während sie durch den spiralförmigen ersten Einlaßkanal 7a verwirbelt, wodurch eine starke Wirbelströmung in der Brennkammer 5 erzeugt wird, wie durch die Pfeilbezeichnung S in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn andererseits das Einlaßsteuerventil 17 öffnet, strömt die Ansaugluft ebenfalls von dem zweiten Einlaßkanal 7b in die Brennkammer 5.
Nachstehend erfolgt eine Erläuterung des Verbrennungsverfahrens unter Bezugnahme auf Fig. 9A, Fig. 9B, Fig. 9C, Fig. 10A, Fig. 10B und Fig. 10C. Es ist darauf hinzuweisen, daß Fig. 9A, Fig. 9B und Fig. 9C das Verbrennungsverfahren zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine zeigen, während Fig. 10A, Fig. 10B und Fig. 10C das Verbrennungsverfahren zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine zeigen.
Wie Fig. 6 zeigt, wird zu dem Zeitpunkt eines Lastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist, Kraftstoff am Ende des Verdichtungshubs eingespritzt. Zu diesem Zeitpunkt trifft der eingespritzte Kraftstoff F die Randwand des tiefen Wölbungsabschnitts 13, wie in Fig. 9A und Fig. 9B gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Kraftstoffeinspritzmenge Q&sub2; zu, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Der Kraftstoff, der die Randwand des tiefen Vertiefungsabschnitts 13 trifft, wird zerstreut, während er durch die Wirbelströmung S verdampft wird. Wie in Fig. 9C gezeigt, wird demzufolge in dem Ausnehtnungsabschnitt 14 und dem tiefen Vertiefungsabschnitt 13, d. h. in dem Hohlraum 3a, das brennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch G erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt sind das Innere der Brennkammer 5, anders als der Ausnehmungsabschnitt 14, und der tiefe Vertiefungsabschnitt 13 mit Luft und AGR-Gas gefüllt. Anschließend wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch G durch die Zündkerze 10 gezündet.
Wie Fig. 6 zeigt, wird andererseits zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 zwischen L&sub1; und L&sub2; ist, während des Ansaughubs die erste Kraftstoffeinspritzung Q&sub1; ausgeführt, und dann wird am Ende des Verdichtungshubs die zweite Kraftstoffeinspritzung Q&sub2; ausgeführt. D. h., wie in Fig. 10A gezeigt, wird zuallererst zu Beginn des Ansaughubs die Kraftstoffeinspritzung F in den Hohlraum 3a ausgeführt. Dieser eingespritzte Kraftstoff verursacht ein mageres Luft- Kraftstoff-Gemisch, das sich in der Brennkammer 5 ausbildet. Wie Fig. 10B zeigt, wird daraufhin am Ende des Verdichtungshubs die Kraftstoffeinspritzung F in den Hohlraum 3a ausgeführt. Wie Fig. 10C zeigt, verursacht dieser eingespritzte Kraftstoff das brennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch G, das als die Zündquelle dient, die in dem Ausnehmungsabschnitt 14b und dem tiefen Vertiefungsabschnitt 13 erzeugt wird. Dieses brennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch G wird durch die Zündkerze 10 gezündet. Die Zündflamme verursacht das magere Luft- Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer 5 als ein Ganzes zu verbrennen. In diesem Fall ist der Kraftstoff, der am Ende des Verdichtungshubs eingespritzt wird, ausreichend, wenn eine Zündquelle zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine erzeugt ist, wie in Fig. 6 gezeigt, unabhängig von der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge Q&sub2; an dem Ende des Verdichtungshubs gleichbleibend erhalten wird. Im Gegensatz dazu erhöht sich die Kraftstoffeinspritzmenge Q, zu Beginn des Ansaughubs zusammen mit einer Vergrößerung der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40.
In Fig. 6 wird zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als L&sub2; ist, Kraftstoff gerade einmal zu Beginn des Ansaughubs eingespritzt. Demzufolge wird ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Brennkammer 5 erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Kraftstoffeinspritzmenge zu Beginn des Ansaughubs, wie in Fig. 6 gezeigt, zusammen mit der Vergrößerung der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 zu.
Vorstehend wurde das Grundverbrennungsverfahren der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung der In-Zylinder- Einspritztype beschrieben. Nachstehend erfolgt eine Erläuterung eines Verfahrens zur Reinigung von Abgas, das für diese Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung der In-Zylindereinspritztype geeignet ist.
Fig. 11 zeigt zunächst grob die Beziehung zwischen der Konzentration der typischen Bestandteile in dem Abgas, das aus der Brennkammer 5 ausgestoßen wird, und das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5. Wie aus Fig. 11 deutlich wird, nehmen die Konzentrationen des unverbrannten HC und CO in dem Abgas um so mehr zu, je fetter das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 ist, während die Konzentration des Sauerstoffs O&sub2; in dem Abgas, das aus der Brennkammer 5 ausgestoßen wird, um so größer wird, je magerer das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 wird.
Andererseits verwendet das NOx-Absorptionsmittel 26, das in dem Gehäuse 27, wie in Fig. 1 gezeigt, aufgenommen ist, z. B. Aluminiumoxid als einen Trägerstoff und trägt auf dem Trägerstoff z. B. mindestens eines Alkalimetalls, wie z. B. Kalium K, Natrium Na, Lithium L&sub1; und Caesium Cs, eines Erdalkalimaterials, wie z. B. Barium Ba oder Kalzium Ca und eines Seltenerdenmaterials, wie z. B. Lanthan La oder Yttrium Y, und eines Edelmetalls, wie z. B. Platin Pt. In Bezug auf das Verhältnis der Gesamtmenge der Luft, die dem Einlaßkanal der Brennkraftmaschine, der Brennkammer 5 und dem Abgaskanal zugangsseitig des NOx-Absorptionsmittels 26 zugeführt wird, zu der Gesamtmenge des Kraftstoffs (Kohlenwasserstoffe) als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das zu den NOx- Absorptionsmittel 26 strömt, bewirkt das NOx-Absorptionsmittel 26 einen NOx-Absorptionsvorgang und einen Freisetzungsvorgang beim Absorbieren des NOx, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases, das in das NOx- Absorptionsmittel strömt, mager ist, und das Freisetzen des absorbierten NOx, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas abnimmt. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Fall wenn Kraftstoff (Kohlenwasserstoffe) oder Luft dem Abgaskanal zugangsseitig des NOx-Absorptionsmittels 26 nicht zugeführt wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mit dem mittleren Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 übereinstimmt. In diesem Fall absorbiert demgemäß das NOx-Absorptionsmittel 26 NOx, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 mager ist, und setzt das absorbierte NOx frei, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Gas in der Brennkammer 5 zurückgeht.
Das NOx-Absorptionsmittel 26 führt die laufende NOx- Absorptions- und Freisetzungshandlung durch das vorstehend erwähnte NOx-Absorptionsmittel 26 aus, das innerhalb des Abgaskanals der Brennkraftmaschine angeordnet ist, doch Teile der Einzelheiten des Mechanismus dieser Absorptions- und Freisetzungshandlung sind nicht klar. Es wird jedoch angenommen, daß diese Absorptions- und Freisetzungshandlung durch den in Fig. 12A und Fig. 12B gezeigten Mechanismus ausgeführt wird. Wenngleich die Erläuterung beispielhaft in dem Fall des Tragens von Platin Pt und Barium Ba auf dem Trägerstoff erfolgt, ergibt sich ein ähnlicher Mechanismus bei Verwendung anderer Edelmetalle, Alkalimetalle, Erdalkalien und Seltenerden.
D. h., wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 mager ist und demgemäß, wenn das einströmende Abgas mager ist, liegt eine hohe Sauerstoffkonzentration des einströmenden Abgases vor. Wie in Fig. 12A gezeigt, hängt sich zu diesem Zeitpunkt O²&supmin; an die Oberfläche des Platins Pt in der Form von O&sub2;&supmin; oder O²&supmin; an. Andererseits reagiert das NO in dem einströmenden Abgas mit dem O&sub2;&supmin; oder O²&supmin; an der Oberfläche des Platins Pt, um NO&sub2; zu ergeben (2NO + O&sub2; → 2NO&sub2;). Anschließend wird der Teil des NO&sub2;, welcher erzeugt ist, in dem Absorptionsmittel absorbiert, während er auf dem Platin Pt oxidiert wird und in der Form von Nitrationen NOx in das Absorptionsmittel diffundiert, während eine Verbindung mit dem Bariumoxid BaO eingegangen wird, wie in Fig. 12A gezeigt ist. Auf diese Weise wird das NOx in dem NOx- Absorptionsmittel 26 absorbiert.
Solange die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas hoch ist, wird NO&sub2; auf der Oberfläche des Platins Pt erzeugt. Solange das NOx-Absorptionsvermögen des Absorptionsmittels nicht ausgeschöpft ist, wird das NO&sub2; in dem Absorptionsmittel absorbiert und Nitrationen NO&sub3;&supmin; werden erzeugt. Wenn im Gegensatz dazu die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas zurückgeht und die erzeugte NO&sub2;-Menge sinkt, verläuft die Reaktion in der umgekehrten Richtung (NOx → NO&sub2;), und daher werden die Nitrationen NOx in dem Absorptionsmittel in der Form von NO&sub2; aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt. D. h., wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas zurückgeht, wird NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt. Wie aus Fig. 11 deutlich wird, gilt: je niedriger der Magerkeitsgrad des einströmenden Abgases, um so geringer ist die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas. Demgemäß wird durch niedrigeres Ausbilden des Magerkeitsgrads des einströmenden Abgases, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist, NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt.
Wenn andererseits zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 fett ausgebildet ist und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett ist, wie in Fig. 11 gezeigt, werden große Mengen unverbrannten HC und CO aus der Brennkraftmaschine ausgestoßen. Dieses unverbrannte HC und CO werden durch Reaktion mit dem Sauerstoff O&sub2;&supmin; oder O²&supmin; auf dem Platin Pt oxidiert. Wenn ferner das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett wird, sinkt die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas auf ein extrem niedriges Niveau, und daher wird NO&sub2; aus dem Absorptionsmittel freigesetzt. Dieses NO&sub2; wird durch Reaktion mit dem unverbrannten HC und CO reduziert, wie in Fig. 12B gezeigt ist. Wenn auf diese Weise nicht länger NO&sub2; auf der Oberfläche des Platins Pt vorliegt, wird NO&sub2; aufeinanderfolgend aus dem Absorptionsmittel freigesetzt. Wenn demgemäß das Luft-Kraftstoff- Verhältnis des einströmenden Abgases fett ausgebildet ist, wird NOx, in kurzer Zeit aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt.
D. h., wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett ausgebildet ist, werden zuerst das unverbrannte HC und CO sofort durch Reaktion mit den O&sub2;&supmin; oder O²&supmin; auf dem Platin Pt oxidiert. Selbst wenn nach dem Verbrauch des O&sub2;- oder O²&supmin; auf dem Platin Pt anschließend noch unverbranntes HC und CO vorliegen, reduziert dieses unverbrannte HC und CO das NOx, das von dem Absorptionsmittel freigesetzt ist, und das NOx, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen ist. Demgemäß wird durch fettes Ausbilden des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des einströmenden Abgases das NOx, das in dem NOx- Absorptionsmittel 26 absorbiert ist, freigesetzt, und ferner wird das freigesetzte NOx reduziert, so daß es möglich ist, das Ausstoßen von NOx in die Atmosphäre zu verhindern. Da ferner das NOx-Absorptionsmittel 26 die Funktion eines reduzierenden Katalysators aufweist, wird selbst dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist, das NOx, das von dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt ist, reduziert. Wenn jedoch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases das stöchiometrische Luft-Kraftstoff- Verhältnis aufweist, wird das NOx nur allmählich von dem NOx- Absorptionsmittel 26 freigesetzt, so daß es eine etwas längere Zeit dauert, um das gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbierte NOx freizusetzen.
Wie vorstehend erwähnt, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 mager ist, wird das NOx durch das NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert. Es bestehen jedoch Grenzen hinsichtlich des Vermögens des NOx-Absorptionsmittels 26, das NOx zu absorbieren. Wenn das Vermögen des NOx-Absorptionsmittels 26, das NOx zu absorbieren, ausgeschöpft ist, kann das NOx-Absorptionsmittel 26 nicht länger das NOx absorbieren. Demgemäß ist es notwendig, zu veranlassen, daß das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt wird, bevor das Vermögen des NOx-Absorptionsmittel 26, das NOx zu absorbieren, erschöpft ist. Daher ist es notwendig, zu berechnen, in welchem Maß das NOx in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ist. Deshalb erfolgt nachstehend eine Erläuterung des Verfahrens zur Berechnung der NOx-Absorptionsmenge.
Wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 mager ist, nimmt die aus der Brennkraftmaschine je Zeiteinheit ausgestoßene NOx-Menge zu und die in dem NOx- Absorptionsmittel je Zeiteinheit absorbierte NOx-Menge steigt um so mehr an, je höher die Belastung der Brennkraftmaschine ist. Ferner nimmt die von der Brennkraftmaschine je Zeiteinheit ausgestoßene NOx-Menge zu, je höher die Drehzahl der Brennkraftmaschine ist, und somit steigt die in dem NOx- Absorptionsmittel 26 je Zeiteinheit absorbierte NOx-Menge.
Demgemäß ist die in dem NOx-Absorptionsmittel 26 je Zeiteinheit absorbierte NOx-Menge eine Funktion der Belastung der Brennkraftmaschine und der Drehzahl der Brennkraftmaschine. In diesem Fall kann die Belastung der Brennkraftmaschine durch die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 ausgedrückt werden, so daß die in dem NOx-Absorptionsmittel je Zeiteinheit absorbierte NOx-Menge eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine ist. Dementsprechend wird in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die Menge A des in dem NOx-Absorptionsmittel je Zeiteinheit absorbierten NOx, durch Experimente im voraus als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine ermittelt. Diese NOx- Menge A wird im voraus in dem ROM 33 als eine Funktion von L und N in der Form eines in Fig. 14A gezeigten Kennfelds gespeichert.
Wenn andererseits das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett ist, wird NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wird die NOx- Freisetzung hauptsächlich durch die Menge des Abgases und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis beeinflußt. D. h., die NOx-Menge, die von dem NOx-Absorptionsmittel 26 je Zeiteinheit freigesetzt wird, nimmt um so mehr zu, je größer die Menge des Abgases ist, während die NOx-Menge, die von dem NOx-Absorptionsmittel 26 je Zeiteinheit freigesetzt wird, um so größer wird, je fetter das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis ist. In diesem Fall ist die Menge des Abgases, d. h., die Menge der Ansaugluft eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine. Das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K ist ebenfalls eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine. Demgemäß ist die Menge D des NOx, das von dem NOx-Absorptionsmittel 26 je Zeiteinheit freigesetzt wird, eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine. Diese NOx-Menge D wird im voraus in der Form des in Fig. 14B gezeigten Kennfelds als eine Funktion von L und N in dem ROM 33 gespeichert.
Wie vorstehend erläutert, da in dem Fall, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 mager ist, die NOx-Absorptionsmenge je Zeiteinheit durch A ausgedrückt ist, während in dem Fall, wenn das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett ist, die NOx- Freisetzung je Zeiteinheit durch D ausgedrückt wird, so daß die ermittelte NOx-Menge ΣNOx, die in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ist, unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden kann:
ΣNOx = ΣNOx + A - D.
Fig. 13 zeigt die Beziehung zwischen dieser NOx-Menge ΣNOx und dem mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5. Wie aus Fig. 7 deutlich wird, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 der Brennkraftmaschine niedriger als selbst L&sub0; ist, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 mager ist. Zu diesem Zeitpunkt, wenn das NOx in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ist, wie in Fig. 13 gezeigt, nimmt die NOx-Menge ΣNOx zu. Wenn andererseits, wie in Fig. 7 gezeigt, die Belastung L der Brennkraftmaschine höher als selbst L&sub0; wird, ist das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 fett, und daher wird NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt. Wenn demgemäß, wie durch X in Fig. 13 gezeigt, wenn die Belastung L der Brennkraftmaschine größer als L&sub0; ist und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ist, wird die NOx-Menge ΣNOx vermindert.
Wenn andererseits das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fortgesetzt mager erhalten wird und die NOx-Menge ΣNOx den zulässigen Wert MAX übersteigt, wie durch Y in Fig. 13 gezeigt ist, wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 zwangsweise fett ausgebildet. Wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, wird das NOx rasch aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt, und daher wird, wie in Fig. 13 gezeigt ist, die NCR-Menge ΣNOx rasch vermindert. Wenn anschließend die NOx- Menge ΣNOx auf den unteren Grenzwert MIN sinkt, wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager zurückgeführt.
Wenn z. B., wie in Fig. 9C gezeigt ist, das Luft-Kraftstoff- Gemisch, das in der Brennkammer 5 erzeugt ist, geschichtet wird, um ein zündfähiges Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem begrenzten Bereich des Teils der Brennkammer 5 zu erzeugen, d. h. dem Hohlraum 3a, wenn diese Schichtungshandlung ausgeführt wird, wenn bloß die Einspritzmenge in dem Verdichtungshub vergrößert wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis in der Brennkammer 5 von mager nach fett zu verändern, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, würde das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in dem begrenzten Bereich des Teils der Brennkammer 5 erzeugt wird, d. h. der Hohlraum 3a, übermäßig fett sein. Demzufolge kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Hohlraum 3a durch die Zündkerze 10 nicht gut gezündet werden, so daß das Problem von Fehlzündungen auftritt.
Wenn allgemein ausgedrückt, ferner das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 von mager nach fett verändert wird, steigt das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine rasch an, so daß ein Stoß erzeugt wird. Ein solcher Stoß vermittelt dem Fahrer eine unschöne Empfindung, so daß das Eintreten dieses Stoßes verhindert werden muß. Daher wird in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das brennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch, welches in dem Hohlraum 3a auf leichte Weise erzeugt ist, daran gehindert, fett zu werden, und auch das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K wird von mager nach fett verändert, um das Eintreten des Stoßes zu verhindern. Dies wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 und Fig. 16 erläutert.
In Fig. 15 zeigen die gestrichelten Linien die Kraftstoffeinspritzmenge Q, die Öffnung der Drosselklappe 23 und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 zu dem Zeitpunkt des in Fig. 7 gezeigten Normalbetriebs. Zuallererst erfolgt eine Erläuterung des Falls, wenn zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs, wenn die Belastung L der Brennkraftmaschine niedriger als L&sub1; ist, das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K von mager nach fett verändert wird, um zu bewirken, daß das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt wird. Zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Belastung L der Brennkraftmaschine unter eine vorbestimmte untere Belastungsgrenze Lmin fällt, selbst wenn ΣNOx > MAX ist (Fig. 13), keine Handlung zum Andern des mittleren Luft-Kraftstoff- Verhältnisses L/K von mager nach fett erfolgt, während in dem Fall, wenn die Belastung L der Brennkraftmaschine über der unteren Grenzbelastung Lmin ist, wenn XNOx > MAX, wobei das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von mager nach fett verändert wird. D. h., wenn die Belastung L der Brennkraftmaschine Lmin < L < L&sub1; ist, wenn ΣNOx > MAX ist, wie in Fig. 16 gezeigt, wird ein NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 wird von mager nach fett verändert. Mit den Ausdrücken in Fig. 15 bezeichnet, wird zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von dem mageren Zustand, der durch die gestrichelte Linie bezeichnet ist, zu dem fetten Zustand verändert, der durch die Vollinie bezeichnet ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Änderungshandlung des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses L/K von mager nach fett ausgeführt, wie in Fig. 15 und Fig. 16 gezeigt ist, indem die Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; mit der Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; ergänzt wird, um die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; zu vermindern, wie in Fig. 15 gezeigt, im Vergleich mit dem Zeitpunkt dem gewöhnlichen Betrieb, der durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, und die Vergrößerung der Summe der Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; und der Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; im Vergleich zu der Einspritzmenge zu dem Zeitpunkt des Normalbetriebs, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt. Wenn demgemäß in diesem Fall die Einteilung der Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; über der gestrichelten Linie in den Einspritzmengenabschnitt Qa und den Einspritzmehgenabschnitt Qb erfolgt, wird die Summe der Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; und des Einspritzmengenabschnitts Qa gleich der Einspritzmenge Q zu dem Zeitpunkt des normalen Betriebs, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, und der Einspritzmengenabschnitt Qb ist die Vergrößerung der zugeführten Kraftstoffmenge.
In diesem Fall wird jedoch das Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Hohlraum 3a durch den Kraftstoff der Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; und den Kraftstoff des Einspritzmengenabschnitts Qa ausgebildet. Wenn der Kraftstoff des Einspritzmengenabschnitts Qb in Bereiche anders als der Hohlraum 3a verteilt wird, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft- Kraftstoff-Gemischs, das in dem Hohlraum 3a ausgebildet ist, gleich der Zeitdauer des normalen Betriebs. D. h., selbst wenn die Gesamteinspritzmenge erhöht wird, ist das Luft- Kraftstoff-Gemisch, das in dem Hohlraum 3a ausgebildet ist, nicht übermäßig fett, und daher wird das Luft-Kraftstoff- Gemisch, welches in dem Hohlraum 3a ausgebildet ist, durch die Zündkerze 10 gut gezündet, ohne daß Fehlzündungen auftreten.
Wenn andererseits in diesem Fall der Kraftstoff der Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; und der Kraftstoff des Einspritzmengenteils Qa Verbrannt werden und der Kraftstoff des Einspritzmengenteils Qb nicht verbrannt wird, ist die Kraftstoffmenge, welche verbrannt wird, dieselbe wie die Kraftstoffmenge zum Zeitpunkt des normalen Betriebs, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, so daß sich das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine nicht ändert und der Kraftstoff des Einspritzmengenteils Qb lediglich zum Ändern des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses L/K von mager nach fett verwendet wird. Daher wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das brennbare Luft-Kraftstoff- Gemisch, das verbrannt wird, durch den Kraftstoff der Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; und den Kraftstoff des Einspritzmengenteils Qa ausgebildet, und das unbrennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch die Zunahme des zugeführten Kraftstoffs ausgebildet, d. h. den Kraftstoff des Einspritzmengenteils Qb, um natürlich das Auftreten von Fehlzündungen zu verhindern und auch die Änderung des Abtriebsdrehmoments der Brennkraftmaschine zu unterbinden und das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K von mager nach fett, um die Freisetzung des NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 zu veranlassen.
D. h., wenn die Ansaughubeinspritzung Q&sub1; ausgeführt wird, erfolgt die Zerstreuung des eingespritzten Kraftstoffs innerhalb der Brennkammer 5 als ein ganzes, doch die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; wird in einer Menge ausgebildet, um ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen, durch welches sich die Flamme nicht ausbreiten kann. Jedoch selbst mit einem solchen mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch ist die Verbrennung möglich, wenn es zu dem brennbaren Luft-Kraftstoff- Gemisch G (siehe Fig. 9C) gemischt wird, das durch die Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; erzeugt ist. In diesem Fall wird das brennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch G durch die Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; erzeugt, die im wesentlichen den gesamten Hohlraum 3a einnimmt, durch Bestimmung der Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1;, so daß die Verbrennung des Einspritzmengenteils Qa im wesentlichen den gesamten Hohlraum 3a einnimmt, die Kraftstoffmenge, welche verbrannt werden kann, dieselbe wie zu dem Zeitpunkt des normalen Betriebs ist, so daß daher, selbst wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von mager nach fett verändert wird, keine Fehlzündungen auftreten und sich ferner das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine nicht verändert.
Nachstehend erfolgt eine Erläuterung dazu unter Verwendung spezieller Zahlen (keine tatsächlichen Zahlenwerte). Es wird z. B. angenommen, daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis zum Zeitpunkt des normalen Betriebs 17 beträgt (mager), und daß zu diesem Zeitpunkt die Luftmenge 17 (g) und die Kraftstoffmenge 1 (g) betragen. Wenn das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K von mager nach fett verändert wird, wenn 55 Prozent des brennbaren Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Hohlraum 3a durch die Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; ausgebildet sind, während die restlichen 45 Prozent durch die Ansaughubeinspritzung Q&sub1; ausgebildet sind, beträgt die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; 0,55 (g) und der Einspritzmengenteil Qa der Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; beträgt 0,45 (g). Wenn andererseits das Volumen des Hohlraums 3a 65 Prozent des Gesamtvolumens der Brennkammer 5 aufweist, beträgt die Gesamtansaughubeinspritzmenge (Qa + Qb) 0,45 (g)/0,65 = 0,7 (g). Demgemäß ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des mageren Luft-Kraftstoff-Gemischs, das durch die Ansaughubeinspritzung Q&sub1; erzeugt ist, 17 (g)/0,7 (g) = 24,3, welches ein unbrennbares Luft-Kraftstoff-Gemisch ist. Andererseits beträgt das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 17 (g) / [0, 55 (g) + 0, 7 (g)] = 13, 6, welches fett ist. Ferner ist zu diesem Zeitpunkt der Kraftstoff, der in dem brennbaren Luft-Kraftstoff-Gemisch enthalten ist, welches in dem Hohlraum 3a ausgebildet ist, nicht von dem zum Zeitpunkt des normalen Betriebs verschieden. Wenn die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; in geeigneter Weise eingestellt werden, dann ist es möglich, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von mager nach fett zu verändern, ohne das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs zu verändern, welches in dem Hohlraum 3a erzeugt ist und ohne die zu verbrennende Kraftstoffmenge zu verändern. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; (Qa + Qb) und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2;, wie in Fig. 15 gezeigt, im voraus in dem ROM 33 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind.
Nachstehend erfolgt eine Erläuterung des Falls, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von mager nach fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wenn die Belastung L der Brennkraftmaschine größer als L&sub1; und geringer als L&sub0; ist. Zu diesem Zeitpunkt, wie durch die Vollinie in Fig. 15 gezeigt, ist die Drosselklappe 23 in genau einem vorbestimmten Grad geschlossen. Wenn die Drosselklappe 23 geschlossen ist, wird die Luftmenge vermindert, die der Brennkammer 5 zugeführt wird, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 kleiner wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drosselklappe 23 geschlossen, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K das vorbestimmte fette Luft-Kraftstoff- Verhältnis wird, das durch die Vollinie in Fig. 15 gezeigt ist. Der Schließgrad dieser Drosselklappe 23 ist in dem ROM 33 im voraus in der Form einer Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert.
Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Fall, wenn die Drosselklappe 23 geschlossen ist, der Pumpverlust zunimmt, so daß das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine sinkt. Daher wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu diesem Zeitpunkt die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; um genau Q~ erhöht (in Fig. 15 der Abschnitt über der gestrichelten Linie), so daß das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine nicht zurückgeht. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Erhöhungsmenge Q~ der Ansaughubeinspritzung Q&sub1; im voraus in dem ROM 33 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert ist. Es ist zu beachten, daß zu diesem Zeitpunkt die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; die optimale Kraftstoffmenge zum Erzeugen eines Zündfunkens ist, so daß die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; erhöht wird, ohne die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; zu erhöhen.
Nachstehend erfolgt eine Erläuterung des Ablaufs zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung unter Bezugnahme auf Fig. 17 und Fig. 18. Beachte, daß diese Ablauf durch Unterbrechung nach jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 17 und Fig. 18 wird zuallererst im Schritt 100 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist, größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx ≤ MAX, geht es weiter zum Schritt 101, in welchem entschieden wird, ob der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Normalerweise ist der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt, und es geht weiter zum Schritt 102. Im Schritt 102 werden die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; aus den in Fig. 6 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Anschließend wird im Schritt 103 die Einspritzverstellung aus den in Fig. 6 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Daraufhin wird im Schritt 104 die Öffnung der Drosselklappe 23 aus den in Fig. 7 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind.
Danach wird im Schritt 105 die Öffnung des AGR-Ventils 29 aus den in Fig. 7 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Als nächstes wird im Schritt 106 die Öffnung des Einlaßsteuerventils 17 aus den in Fig. 8 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Danach wird im Schritt 107 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub0; (Fig. 7) ist oder nicht. Wenn L ≤ L&sub0;, geht es weiter zum Schritt 108, in welchem die NOx- Absorptionsmenge A aus dem in Fig. 14A gezeigten Kennfeld berechnet wird. Daraufhin wird im Schritt 109 die NOx-Freisetzungsmenge D zu Null ausgebildet und danach zum Schritt 112 weitergegangen. Wenn andererseits entschieden ist, das im Schritt 107L ≤ L&sub0; ist, geht es weiter zum Schritt 110, in welchem die NOx-Freisetzungsmenge D aus dem in Fig. 14B gezeigten Kennfeld berechnet wird. Anschließend wird im Schritt 111 die NOx-Absorptionsmenge A zu Null gemacht und dann zum Schritt 112 weitergegangen.
Im Schritt 112 wird die NOx-Menge ΣNOx ( = ΣNOx + A - D) berechnet, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist. Danach wird im Schritt 113 entschieden, ob ΣNOx negativ ist oder nicht. Wenn ΣNOx < 0 ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 114, in dem ΣNOx zu Null gemacht wird. Anschließend wird im Schritt 115 entschieden, ob ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 116, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt wird.
Wird andererseits im Schritt 100 entschieden, daß ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 117, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, geht der Ablauf weiter vom Schritt 101 zum Schritt 118, in welchem entschieden wird, ob die Belastung L der Brennkraftmaschine geringer als die untere Grenzbelastung Lmin ist oder nicht. Wenn L < Lmin ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 102. Selbst wenn demgemäß zu diesem Zeitpunkt ΣNOx > MAX ist, wird das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 mager erhalten.
Wenn im Gegensatz dazu L ≥ Lmin ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 119, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; aus den in Fig. 15 gezeigten Beziehungen berechnet werden, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Danach wird im Schritt 120 der Einspritzzeitpunkt aus den Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Daraufhin wird im Schritt 121 die Öffnung der Drosselklappe 23 aus den in Fig. 15 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind.
Anschließend wird im Schritt 122 die Öffnung des AGR-Ventils 29 aus den Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Danach wird im Schritt 123 die Öffnung des Einlaßsteuerventils 17 aus den in Fig. 8 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 gespeichert sind. Zu diesem Zeitpunkt ist das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 fett ausgebildet, und das NOx wird aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 freigesetzt.
Wie vorstehend erwähnt, wird zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist, der Kraftstoff nur am Ende des Verdichtungshubs eingespritzt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch nur in dem Hohlraum 3a ausgebildet. Die Bereiche anders als der Hohlraum 3a sind im wesentlichen mit Luft und AGR-Gas gefüllt, so daß sich ein deutlicher Schichtausbildungszustand mit einem extrem hohen Grad an Schichtung ergibt.
Andererseits wird zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 zwischen L&sub1; und L&sub2; ist, ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch durch die Ansaughubeinspritzung in der Brennkammer 5 als ein ganzes ausgebildet. Diese Verdichtungshubeinspritzung verursacht ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das fetter als das in dem Hohlraum 3a erzeugte magere Luft- Kraftstoff-Gemisch ist. Demgemäß ergibt sich zu diesem Zeitpunkt ein schwacher Schichtausbildungszustand mit einem Schichtausbildungsgrad, der geringer als selbst der ausgeprägte Schichtausbildungszustand zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ist.
Wenn ferner zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als L&sub2; ist, wird nur die Ansaughubeinspritzung ausgeführt. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt ein homogenes Luft- Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer 5 erzeugt.
In den bisher beschriebenen Ausführungsformen wird der ausgeprägte Schichtausbildungszustand erhalten und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K wird zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine von mager nach fett verändert, d. h. der ausgeprägte Schichtausbildungszustand, wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen ist, so daß keine Fehlzündungen eintreten und ferner das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine nicht schwankt.
Im Gegensatz dazu wird in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen, wenn es notwendig ist, das NOx, aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 in dem ausgeprägten SAZ freizusetzen, der ausgeprägte Schichtausbildungszustand oder der homogene Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand umgeschaltet, und dann wird die Ansaughubeinspritzmenge in dem schwachen Schichtausbildungszustand oder dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch- Zustand erhöht, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K zum stöchiometrischen oder fetten zu machen und die Freisetzung von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 zu veranlassen. Wenn auf diese Weise die Ansaughubeinspritzmenge erhöht wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K zum stöchiometrischen oder fetten zu machen, kommt es zu keiner großen Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs, das in dem Hohlraum 3a ausgebildet ist, im Vergleich zu einem ausgeprägten Schichtausbildungszustand, und daher ist es möglich, das Auftreten von Fehlzündungen zu unterbinden.
Wenn ferner in der nachstehend erläuterten Ausführungsform das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet wird, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird die Gesamtmenge des eingespritzten Kraftstoffs zur Verbrennung in der Brennkammer 5 bestimmt.
Wenn demgemäß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet wird, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine erhöht. Wenn das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine zunimmt, selbst wenn diese Erhöhung des Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine unterdrückt wird, indem eine Verminderung der Ansaugluftmenge, die dem Inneren der Brennkammer 5 zugeführt ist, wird der Zündzeitpunkt verzögert, um die Erhöhung des Abtriebsdrehmoments der Brennkraftmaschine zu verhindern.
Anschließend erfolgt zuerst eine Erläuterung des Grundablaufs zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung unter Bezugnahme auf Fig. 19 und Fig. 20.
Fig. 19 zeigt den Ablauf für die Steuerung des NOx-Freisetzungsanzeigers. Dieser Ablauf wird durch Unterbrechung nach jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt. In Fig. 19 wird zuallererst im Schritt 120 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der zulässige Wert MAX ist, wie in Fig. 13 gezeigt, oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX, geht der Ablauf weiter zum Schritt 121, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird.
Fig. 20 zeigt den Ablauf für die Einspritzsteuerung. Dieser Ablauf wird z. B. durch Unterbrechung nach jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt.
In Fig. 20 wird zuallererst im Schritt 130 entschieden, ob der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 131, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; aus den in Fig. 6 gezeigten Beziehungen berechnet werden, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Anschließend wird im Schritt 132 die Einspritzverstellung aus den in Fig. 6 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Daraufhin wird im Schritt 133 die Öffnung der Drosselklappe 23 aus den in Fig. 7 gezeigten Beziehungen bestimmt, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Danach wird im Schritt 134 die Öffnung des AGR-Ventils 29 aus den Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Nachfolgend wird im Schritt 135 die Öffnung des Einlaßsteuerventils 17 aus den in Fig. 8 gezeigten Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 gespeichert sind.
Anschließend wird im Schritt 136 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub0; (Fig. 7) ist oder nicht. Wenn L < L&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 137, in welchem die NOx-Absorptionsmenge A aus dem in Fig. 14A gezeigten Kennfeld berechnet wird. Daraufhin wird im Schritt 138 die NOx-Freisetzungsmenge D zu Null gemacht, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 141. Wenn andererseits im Schritt 136 L ≥ L&sub0; entschieden ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 139, in welchem die NOx-Freisetzungsmenge D aus dem in Fig. 14B gezeigten Kennfeld berechnet wird. Danach wird im Schritt 140 die NOx-Absorptionsmenge A zu Null gemacht, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 141. Im Schritt 141 wird die NOx-Menge ΣNOx ( = ΣNOx + A - D) berechnet, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist. Anschließend wird im Schritt 142 entschieden, ob ΣNOx negativ ist oder nicht. Wenn ΣNOx < 0, geht der Ablauf weiter zum Schritt 143, in welchem ΣNOx zu Null gemacht wird.
Wenn andererseits bestimmt ist, daß der NOx-Freisetzungsanzeiger im Schritt 130 gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 144, in welchem entschieden wird, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist oder nicht. Wenn L < L&sub1;, geht der Ablauf weiter zum Schritt 146, in welchem der Fett-Prozeß I ausgeführt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden. Wenn im Gegensatz dazu L > L&sub1; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 145, in welchem entschieden wird, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub2; ist oder nicht. Wenn L < L&sub2;, geht der Ablauf weiter zum Schritt 147, in welchem der Fett- Prozeß II ausgeführt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett auszubilden. Wenn L > L&sub2;, geht der Ablauf weiter zum Schritt 148, in welchem der Fett-Prozeß III ausgeführt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden.
D. h., der Fett-Prozeß I zeigt den Fett-Prozeß, um die Freisetzung von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 zu dem Zeitpunkt eines Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine zu verursachen, d. h. einen ausgeprägten Schichtungsausbildungszustand, der Fett-Prozeß II zeigt den Fett-Prozeß, um das Freisetzen von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 zu dem Zeitpunkt eines Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine zu verursachen, d. h. einen schwachen Schichtausbildungszustand, und der Fett-Prozeß II zeigt den Fett-Prozeß, um das Freisetzen des NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 zu dem Zeitpunkt eines Hochlastbetrieb der Brennkraftmaschine zu verursachen, d. h. den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch- Zustand. Daher erfolgt nachstehend die Erläuterung in der Reihenfolge Fett-Prozeß I, Fett-Prozeß II und Fett-Prozeß III.
Fig. 21 zeigt ein Zeitdiagramm einer Ausführungsform des Fett-Prozesses I. Wie Fig. 21 zeigt, wird in dem Niedriglastbetriebzustand der Brennkraftmaschine vor dem Setzen des NOx-Freisetzungsanzeigers, d. h. dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand die Ansaughubeinspritzung nicht ausgeführt. Nur die Verdichtungshubeinspritzung wird ausgeführt, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 ist daher mager. Ferner sind zu diesem Zeitpunkt die Drosselklappe 23 und das AGR-Ventil 29 geöffnet.
Wenn anschließend der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird das AGR-Ventil 29 vollständig geschlossen und die Drosselklappe 23 wird geschlossen, um den Grad einzustellen, der durch den Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt ist, so daß zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 extrem mager ist. Wenn die Drosselklappe 23 in dem festgelegten Grad geschlossen wird, erhöht sich die Verdichtungshubeinspritzmenge etwas, so daß das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine nicht sinkt.
Wenn eine Zeitdauer t&sub1; von dem Zeitpunkt vergangen ist, zu dem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung angehalten und die Ansaughubeinspritzung wird eingeleitet. D. h., der ausgeprägte Schichtausbildungszustand wird in den homogenen Luft-Kraftstoff- Gemisch-Zustand verändert. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich die Einspritzmenge nicht und demzufolge ändert sich das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 ebenfalls nicht. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kraftstoffeinspritzmenge zu diesem Zeitpunkt klein ist. Wenn eine geringe Kraftstoffmenge in dem homogenen Luft-Kraftstoff- Gemisch-Zustand verbrannt wird, wenn eine große Menge AGR- Gas zugeführt ist, besteht ein großes Fehlzündungsrisiko. Daher wird in dieser Ausführungsform, wie in Fig. 21 gezeigt, das AGR-Ventil 29 vollständig geschlossen, bevor die Hinwendung zur Verbrennung eines homogenen Luft-Kraftstoff- Gemischs erfolgt. Beachte, daß in diesem Fall das AGR-Ventil 29 nicht notwendigerweise vollständig zu schließen ist. In bestimmten Fällen ist es ausreichend, die Öffnung des AGR- Ventils 29 etwas zu vermindern.
Wenn die Zeitdauer t&sub2; vergangen ist, nachdem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge erhöht und die Drosselklappe 23 wird ferner mit dem festgelegten Grad geschlossen, der durch den Betriebszustand der Brennkraftmaschine bestimmt ist, um das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 fett auszubilden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drosselklappe 23 geschlossen, um die Ansaugluftmenge zu vermindern, die der Brennkammer 5 zugeführt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit so wenig Kraftstoff als möglich fett auszubilden und zu verhindern, daß das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine so weit als möglich ansteigt, wenn das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Anstieg des Abtriebsdrehmoments der Brennkraftmaschine groß werden und ein Stoß erzeugt werden würde, ist es notwendig, eine Vorrichtung zur Verzögerung des Zündzeitpunkts zu demselben Zeitpunkt vorzusehen, zu dem das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird.
Wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, erfolgt die Einleitung der Freisetzungshandlung des NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26. Wenn die Freisetzungshandlung des NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 abgeschlossen ist, folgt der Umkehrprozeß, um den ausgeprägten Schichtausbildungszustand noch einmal zurückzuführen. D. h., wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge vermindert und die Drosselklappe 23 wird geöffnet. Wenn die Zeitdauer t&sub1; von dem Zeitpunkt abgelaufen ist, wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzung angehalten und die Verdichtungshubeinspritzung wird eingeleitet. Wenn die Zeitdauer t&sub2; von dem Zeitpunkt vergangen ist, zu dem die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, werden die Drosselklappe 23 und das AGR-Ventil 29 geöffnet und der NOx- Freisetzungsanzeiger wird zurückgesetzt.
Fig. 22 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses I zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, wie in Fig. 21 gezeigt. In Fig. 22 wird zuallererst im Schritt 150 entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger, der zeigt, daß die Freisetzung von NOx abgeschlossen ist, gesetzt ist oder nicht. Der Freisetzungsabschlußanzeiger wird nicht unmittelbar nach dem Einleiten des Fett-Prozesses I gesetzt, und daher geht der Ablauf weiter zum Schritt 151, in welchem der Vorprozeß ausgeführt wird, bis das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist. In der in Fig. 21 gezeigten Ausführungsform weist dieser Vorprozeß den Prozeß zum Schließen der Drosselklappe 23 und des AGR-Ventils 29 auf, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, d. h., der Fett-Prozeß I wird eingeleitet, der Prozeß zur Änderung von der Verdichtungshubeinspritzung zu der Ansaughubeinspritzung nach dem Ablauf der Zeitdauer t&sub1; von dem Zeitpunkt, wenn der Fett- Prozeß I eingeleitet ist, und der Prozeß zum Schließen der Drosselklappe 23, nachdem die Zeitdauer t&sub2; vergangen ist, nachdem der Fett-Prozeß I eingeleitet ist.
Danach wird im Schritt 152 entschieden, ob der Vorprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Vorprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 153, in welchem der Fett-Prozeß ausgeführt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden. In dieser Ausführungsform wird die Ansaughubeinspritzmenge vergrößert, um den Fett-Prozeß auszuführen. Daraufhin wird im Schritt 154 die NOx-Freisetzung D' in der NOx-Freisetzungshandlung berechnet. Diese NOx-Freisetzung D' ist in dem ROM 33 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine in der Form eines in Fig. 23 gezeigten Kennfelds gespeichert. Anschließend wird im Schritt 155 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert, und danach wird im Schritt 156 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, wird entschieden, daß die NOx- Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, und der Ablauf geht weiter zum Schritt 157, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird. Danach geht der Ablauf weiter zum Schritt 158. Beachte, daß in dem Fall, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger einmal gesetzt ist, der Ablauf einen Sprung vom Schritt 150 zum Schritt 158 ausführt.
Im Schritt 158 wird der Nachprozeß ausgeführt, bis der ausgeprägte Schichtausbildungszustand zurückgeführt ist, nachdem die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist. In der in Fig. 21 gezeigten Ausführungsform weist dieser Nachprozeß den Prozeß zur Verringerung der Ansaughubeinspritzmenge und der Öffnung der Drosselklappe 23 auf, bis die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, den Prozeß zum Umschalten von der Ansaughubeinspritzung zu der Verdichtungshubeinspritzung, nachdem die Zeitdauer t&sub1; von dem Zeitpunkt vergangen ist, zu dem die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlosseh ist, und den Prozeß zum Öffnen der Drosselklappe 23 und des AGR-Ventils 29, nachdem die Zeitdauer t&sub2; von dem Zeitpunkt vergangen ist, wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist. Im Schritt 159 wird entschieden, ob dieser Nachprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn er abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 160, in welchem der NOx- Freisetzungsanzeiger und der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt werden.
Fig. 24 zeigt eine andere Ausführungsform des Fett-Prozesses I, der in dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand ausgeführt wird. Wenn in dieser Ausführungsform der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Drosselklappe 23 geringfügig geschlossen und das AGR-Ventil 29 wird etwa zur Hälfte geschlossen. Wenn anschließend die Zeitdauer t&sub1; von dem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzmenge vermindert und die Ansaughubeinspritzung wird eingeleitet. D. h., zu diesem Zeitpunkt werden zwei Einspritzungen ausgeführt, d. h. die Ansaughubeinspritzung und die Verdichtungshubeinspritzung. Demgemäß ergibt sich ein schwacher Schichtausbildungszustand. Wenn dann die Zeitdauer t&sub2; abgelaufen ist, nachdem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung angehalten und nur die Ansaughubeinspritzung wird ausgeführt, so daß sich der homogene Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand ergibt. Ferner wird zu diesem Zeitpunkt die Drosselklappe 23 wieder geschlossen.
Wenn anschließend die Zeitdauer t&sub3; abläuft, von dem Zeitpunkt, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird das AGR-Ventil 29 vollständig geschlossen, und die Drosselklappe 23 ist weiterhin geringfügig geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ansaughubeinspritzmenge erhöht, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K wird fett ausgebildet, wodurch die Freisetzungshandlung von NOx aus dem NCR- Absorptionsmittel 26 eingeleitet wird.
Wenn andererseits die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, folgt der umgekehrte Prozeß, um den ausgeprägten Schichtausbildungszustand zurückzuführen. D. h., wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge vermindert und die Drosselklappe 23 sowie das AGR-Ventil 29 werden geöffnet. Wenn daraufhin die Zeitdauer t&sub1; abgelaufen ist, nachdem die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge vermindert und die Verdichtungshubeinspritzung wird eingeleitet, so daß sich der schwache Schichtausbildungszustand ergibt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drosselklappe 23 wieder geöffnet. Wenn danach die Zeitdauer t&sub2; abgelaufen ist, nachdem die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzung angehalten und es ergibt sich der ausgeprägte Schichtausbildungszustand. Wenn daraufhin die Zeitdauer t&sub3; von dem Zeitpunkt abgelaufen ist, wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, werden die Drosselklappe 23 und das AGR-Ventil 29 weiter geöffnet, und der NOx-Freisetzungsanzeiger wird zurückgesetzt.
Wenn in dieser Ausführungsform die NOx-Freisetzungshandlung eingeleitet ist, wird der ausgeprägte Schichtausbildungszustand durch den schwachen Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand verändert. Wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird der homogene Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand durch einen schwachen Schichtausbildungszustand in den ausgeprägten Schichtausbildungszustand verändert. Durch Einfügen dieses schwachen Schichtausbildungszustands, wenn das Umschalten zwischen dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand und dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand erfolgt, ändert sich der Verbrennungszustand allmählich, und es ist daher möglich, das Auftreten von Fehlzündungen zum Zeitpunkt der Änderung zu verhindern.
Fig. 25 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses I zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, die in Fig. 24 gezeigt ist. In Fig. 25 wird zuallererst im Schritt 170 entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 171, während in dem Fall, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist, der Sprung zum Schritt 178 erfolgt. Im Schritt 171 wird der Vorprozeß ausgeführt, bis das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, nachdem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist. Anschließend wird im Schritt 172 entschieden, ob der Vorprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Vorprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt zum Schritt 173, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge erhöht wird, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird.
Daraufhin wird im Schritt 174 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Danach wird im Schritt 175 die NOx-Menge ΣNOX um die NOx-Freisetzungsmenge D' vermindert. Anschließend wird im Schritt 176 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOX < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 177, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird. Daraufhin wird im Schritt 178 der Nachprozeß ausgeführt, bis der ausgeprägte Schichtausbildungszustand zurückgeführt ist, nachdem der Abschluß der NOx-Freisetzung erfolgt ist. Dann wird im Schritt 179 entschieden, ob der Nachprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Nachprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 180, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger und der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt werden.
Fig. 26 und Fig. 27 zeigen einen noch anderen Ablauf für den Fett-Prozeß I. Wie vorstehend erwähnt, um einen gleichmäßigen Übergang von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand zu dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand ohne das Eintreten von Fehlzündungen zu gewährleisten, ist zu bevorzugen, einen schwachen Schichtausbildungszustand einzufügen. Wenn jedoch die Kraftstoffeinspritzmenge gering ist, wenn der schwache Schichtausbildungszustand eingestellt ist, wird das magere Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in der Brennkammer 5 verteilt ist, extrem mager. Es besteht die Gefahr, daß dieses magere Luft-Kraftstoff-Gemisch nicht verbrennbar ist. Wenn daher in dieser Ausführungsform die Kraftstoffeinspritzmenge klein ist, wenn die Änderung von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand zu dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand erfolgt, wird der ausgeprägte Schichtausbildungszustand unmittelbar in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand verändert, ohne den schwachen Schichtausbildungszustand zu durchlaufen. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Schritte 191, 192 und 193 in dem in Fig. 26 durch X gezeigten Kasten den Vorprozeß bezeichnen, während die Schritte 200, 201 und 202, die durch Y bezeichnet sind, den Nachprozeß zeigen.
D. h., unter Bezugnahme auf Fig. 26 und Fig. 27, es wird zuallererst im Schritt 190 entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 191 des Vorprozesses X, während in dem Fall, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist, der Ablauf zum Schritt 200 des Nachprozesses Y springt. Im Schritt 191 wird bestimmt, ob die Kraftstoffeinspritzmenge Q größer als ein vorhergehend eingestellter Wert Q&sub0; ist oder nicht. Wenn Q > Q&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 192, in welchem der in Fig. 24 gezeigte Vorprozeß ausgeführt wird, d. h. der Vorprozeß zur Änderung von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand durch den schwachen Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand. Wenn im Gegensatz dazu Q < Q&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 193, in welchem der in Fig. 21 gezeigte Vorprozeß ausgeführt wird, d. h. der Vorprozeß zum direkten Ändern von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand, ohne den schwachen Schichtausbildungszustand zu durchlaufen.
Daraufhin wird im Schritt 194 entschieden, ob der Vorprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Vorprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 195, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge vergrößert wird, wodurch das .mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Anschließend wird im Schritt 196 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Dann wird im Schritt 197 die NCR-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Danach wird im Schritt 198 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 199, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 200.
Im Schritt 200 wird entschieden, ob die Kraftstoffeinspritzmenge Q größer als ein vorhergehend eingestellter Wert Q&sub0; ist oder nicht. Wenn Q > Q&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 201, in welchem der in Fig. 24 gezeigte Nachprozeß ausgeführt wird, d. h. der Nachprozeß zur Änderung von dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand durch den schwachen Schichtausbildungszustand in den ausgeprägten Schichtausbildungszustand. Wenn im Gegensatz dazu Q ≤ Q&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 202, in welchem der in Fig. 21 gezeigte Nachprozeß ausgeführt wird, d. h. der Nachprozeß zur Änderung von dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch- Zustand direkt in den ausgeprägten Schichtausbildungszustand, ohne den schwachen Schichtausbildungszustand zu durchlaufen. Anschließend wird im Schritt 203 entschieden, ob der Nachprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Nachprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 204, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger und der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt werden.
Fig. 28 zeigt eine noch andere Ausführungsform des Fett- Prozesses I, der in dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand ausgeführt wird. Wenn in dieser Ausführungsform der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Drosselklappe 23 ein wenig geschlossen und das AGR-Ventil 29 wird vollständig geschlossen. Wenn anschließend die Zeitdauer t&sub1; von dem Zeitpunkt vergangen ist, zu dem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzmenge vermindert und die Ansaughubeinspritzung wird eingeleitet. D. h., zu diesem Zeitpunkt werden zwei Einspritzungen ausgeführt, d. h. die Ansaughubeinspritzung und die Verdichtungshubeinspritzung. Demgemäß ergibt sich ein schwacher Schichtausbildungszustand. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drosselklappe 23 geringfügig geschlossen. Wenn daraufhin die Zeitdauer t&sub2; vergangen ist, nachdem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung angehalten, und nur die Ansaughubeinspritzung wird ausgeführt, so daß das Ergebnis der homogene Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand ist. Ferner wird zu diesem Zeitpunkt die Drosselklappe 23 erneut geringfügig geschlossen.
Wenn die Zeitdauer t&sub3; von dem Zeitpunkt vergangen ist, zu dem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Drosselklappe 23 wieder geringfügig geschlossen, die Ansaughubeinspritzmenge wird erhöht und das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K wird fett ausgebildet, wodurch die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 eingeleitet wird.
Wenn andererseits die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge vermindert. Wenn daraufhin die Zeitdauer t&sub4; von dem Zeitpunkt vergangen ist, zu dem die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzung angehalten und es ergibt sich ein ausgeprägter Schichtausbildungszustand. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drosselklappe 23 geöffnet. Wenn anschließend die Zeitdauer t&sub5; von dem Zeitpunkt an vergangen ist, zu dem die NOx- Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, werden die Drosselklappe 23 und das AGR-Ventil 29 geöffnet und der NCR-Freisetzungsanzeiger wird zurückgesetzt.
Wenn in dieser Ausführungsform die NOx-Freisetzungshandlung eingeleitet ist, wird der ausgeprägte Schichtausbildungszustand über den schwachen Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand verändert. Wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird der homogene Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand direkt in den ausgeprägten Schichtausbildungszustand geändert, ohne den schwachen Schichtausbildungszustand zu durchlaufen. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch in dieser Ausführungsform beim Vorprozeß zum Ändern des ausgeprägten Schichtausbildungszustands in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge entschieden wird, ob der schwache Schichtausbildungszustand durchlaufen wird oder nicht.
Fig. 29 und Fig. 30 zeigen den Ablauf des Fett-Prozesses I zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, wie in Fig. 28 gezeigt. Es ist darauf hinzuweisen, daß der mit X bezeichnete Kasten den Vorprozeß bezeichnet. In Fig. 29 und Fig. 30 wird zuallererst im Schritt 210 entschieden, ob der Freisetzungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der Freisetzungsanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 211 des Vorprozesses X, während in dem Fall, wenn der Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, der Ablauf zum Schritt 220 springt. Im Schritt 211 wird entschieden, ob die Kraftstoffeinspritzmenge Q größer als ein vorbestimmt eingestellter Wert Q&sub0; ist oder nicht. Wenn Q > Q&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 212, in welchem der in Fig. 24 gezeigte Vorprozeß ausgeführt wird, d. h. der Vorprozeß zum Ändern von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand über den schwachen Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft- Kraftstoff-Gemisch-Zustand. Wenn im Gegensatz dazu Q < Q&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 213, in welchem der in Fig. 21 gezeigte Vorprozeß ausgeführt wird, d. h. der Vorprozeß zum direkten Ändern von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch- Zustand, ohne den schwachen Schichtausbildungszustand zu durchlaufen.
Daraufhin wird im Schritt 214 entschieden, ob der Vorprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Vorprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 215, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge erhöht wird, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Anschließend wird im Schritt 216 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Danach wird im Schritt 217 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Daraufhin wird im Schritt 218 entschieden, ob die NOx-Menge kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOX < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 219, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird. Dann wird im Schritt 221 entschieden, ob der Nachprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Nachprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 222, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger und der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt werden.
Fig. 31 und Fig. 32 zeigen eine noch andere Ausfühtungsform des Fett-Prozesses I, der in dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand ausgeführt wird. Wenn in dieser Ausführungsform aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 NOx, freizusetzen ist, wird zusätzlicher Kraftstoff während des Ausdehnungshubs oder des Ausstoßhubs in die Brennkammer 5 eingespritzt. Fig. 31 zeigt den Fall der Zuführung dieses zusätzlichen Kraftstoffs während des Ausdehnungshubs oder des Verdichtungshubs. In diesem Fall wird der zusätzliche Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in der in Fig. 31 gezeigten Zone Z zugeführt. In dem Ausdehnungshub und dem Ausstoßhub ist die Temperatur des verbrannten Gases in der Brennkammer 5 beträchtlich hoch. Wenn demgemäß zusätzlicher Kraftstoff in dieses verbrannte Gas eingespritzt wird, brechen die Kohlenwasserstoffe in kleine Moleküle auf, und ein Teil der Kohlenwasserstoffe wird zu Radikalen, wodurch der Kraftstoff aktiviert wird und eine starke Reaktion mit dem NOx, zeigt. Demgemäß wird das NOx, von dem NOx-Absorptionsmittel 26 gut freigesetzt, und das freigesetzte NOx, wird gut reduziert. Es wird darauf hingewiesen, das zur Verstärkung der Reaktion mit dem NOx, zu bevorzugen ist, zusätzlichen Kraftstoff einzuspritzen, wenn die Temperatur des verbrannten Gases hoch ist. Demgemäß wird die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung vorzugsweise in dem in Fig. 31 gezeigten Ausdehnungshub ausgeführt.
Beachte, daß dieser zusätzliche Kraftstoff nicht zu dem Abtrieb beiträgt, selbst wenn er verbrannt wird, und demgemäß führt die Zuführung des zusätzlichen Kraftstoffs nicht zu einer Schwankung des Abtriebsdrehmoments der Brennkraftmaschine.
Wie Fig. 32 zeigt, wenn in dieser Ausführungsform der NCR- Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Drosselklappe 23 geschlossen und das AGR-Ventil 29 wird vollständig geschlossen. Wenn anschließend eine Zeitdauer t&sub1; vergangen ist, nachdem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzmenge aufrechterhalten wie sie ist, und zusätzlicher Kraftstoff wird in dem Ausdehnungshub eingespritzt, so daß eine NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 eingeleitet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß zu diesem Zeitpunkt keine Ansaughubeinspritzung ausgeführt wird.
Wenn andererseits die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, schließt sich der Umkehrprozeß an, um zu dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand zurückzukehren. D. h., wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung in dem Ausdehnungshub angehalten. Wenn anschließend die Zeitdauer t&sub1; von dem Zeitpunkt abgelaufen ist, zu dem die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, werden die Drosselklappe 23 und das AGR- Ventil 29 geöffnet und der NOx-Freisetzungsanzeiger wird zurückgesetzt.
Fig. 33 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses I zum Ausführen der in Fig. 32 gezeigten NOx-Freisetzungssteuerung. In Fig. 33 wird zuallererst im Schritt 230 entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 231, während in dem Fall, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist, der Sprung zum Schritt 238 erfolgt. Im Schritt 231 wird der Vorprozeß ausgeführt, bis der zusätzliche Kraftstoff zugeführt ist, nachdem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist. Anschließend wird im Schritt 232 entschieden, ob der Vorprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Vorprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 233, in welchem der zusätzliche Kraftstoff zugeführt wird.
Danach wird im Schritt 234 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Daraufhin wird im Schritt 235 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzungsmenge D' vermindert. Anschließend wird im Schritt 236 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN, geht der Ablauf weiter zum Schritt 237, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird. Dann wird im Schritt 238 der Nachprozeß ausgeführt, bis der ausgeprägte Schichtausbildungszustand vom Abschluß der Freisetzung des NOx zurückführt ist. Anschließend wird im Schritt 231 entschieden, ob der Nachprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Nachprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 240, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger und der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt werden.
Fig. 34 zeigt ein Zeitdiagramm einer Ausführungsform des Fett-Prozesses II. Wie in Fig. 21 gezeigt, werden zum Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine vor dem Setzen des NOx-Freisetzungsanzeigers zwei Einspritzungen ausgeführt, d. h. die Ansaughubeinspritzung und die Verdichtungshubeinspritzung. D. h., zu diesem Zeitpunkt ist das Gemisch in einem schwachen Schichtausbildungszustand und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 ist mager. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge vergrößert, während noch in dem schwachen Schichtausbildungszustand, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 fett ausgebildet wird und die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 ausgeführt wird. Wenn die NCR- Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge vermindert.
Fig. 35 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses II zum Ausführen der in Fig. 34 gezeigten NOx-Freisetzungssteuerung. In Fig. 35 wird zuallererst im Schritt 250 die Ansaughubeinspritzmenge erhöht, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Anschließend wird im Schritt 251 aus Fig. 2 die NOx-Freisetzung D' berechnet. Daraufhin wird im Schritt 252 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Dann wird im Schritt 253 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN, geht der Ablauf weiter zum Schritt 254, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge vermindert wird und sich das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager ändert. Nachfolgend wird im Schritt 255 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 36 zeigt eine andere Ausführungsform des Fett-Prozesses II, der in dem schwachen Schichtausbildungszustand ausgeführt wird. Wenn in dieser Ausführungsform der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung angehalten und die Ansaughubeinspritzmenge wird vergrößert. D. h., wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird der schwache Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand verändert, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 wird fett ausgebildet und die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 wird eingeleitet. Wenn die NOx- Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird der homogene Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand in den schwachen Schichtausbildungszustand zurückgeführt.
Fig. 37 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses II zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, die in Fig. 36 gezeigt ist. In Fig. 37 wird zuallererst im Schritt 260 die Ansaughubeinspritzmenge vergrößert, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Anschließend wird im Schritt 261 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Danach wird im Schritt 262 die NCR-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzungsmenge D' vermindert. Danach wird im Schritt 263 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 264, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge vermindert wird und sich das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K von fett nach mager verändert. Anschließend wird im Schritt 265 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 38 zeigt eine noch andere Ausführungsform des Fett- Prozesses II, der in dem schwachen Schichtausbildungszustand ausgeführt wird. Wenn in dieser Ausführungsform das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt wird, erfolgt eine Auswahl, ob das Gemisch in dem schwachen Schichtausbildungszustand anzureichern ist oder ob es in dem homogenen Luft- Kraftstoff-Gemisch-Zustand anzureichern ist, gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge Q. Es ist darauf hinzuweisen, daß der in Fig. 38 gezeigte Ablauf den Fett-Prozeß in dem mit Z bezeichneten Kasten zeigt.
In Fig. 38 wird zuallererst im Schritt 270 entschieden, ob die Kraftstoffeinspritzmenge Q größer als ein vorbestimmter Einstellwert Q&sub1; ist oder nicht. Wenn Q > Q&sub1; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 271, in welchem die Anreicherung in dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand ausgeführt wird. D. h., wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wie in Fig. 36 gezeigt, wird die Verdichtungshubeinspritzung angehalten, und die Ansaughubeinspritzmenge wird vergrößert. Wenn im Gegensatz dazu Q ≤ Q&sub1; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 272, in welchem die Anreicherung in dem schwachen Schichtausbildungszustand ausgeführt wird. D. h., wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wie in Fig. 34 gezeigt, wird die Verdichtungshubeinspritzung ausgeführt, und die Ansaughubeinspritzmenge wird vermindert.
Anschließend wird im Schritt 273 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Daraufhin wird im Schritt 274 die NOx- Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Dann wird im Schritt 275 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx, kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 276, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge vermindert wird und sich das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager ändert. Danach wird im Schritt 277 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 39 zeigt ein Zeitdiagramm einer Ausführungsform des Fett-Prozesses III. Wie in Fig. 39 gezeigt, wird zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine vor dem Setzen des NOx-Freisetzungsanzeigers die Ansaughubeinspritzung ausgeführt, und das homogene Luft-Kraftstoff- Gemisch wird verbrannt. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge vergrößert, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K wird fett ausgebildet.
Fig. 40 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses III zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, wie in Fig. 39 gezeigt. In Fig. 40 wird zuallererst im Schritt 280 die Ansaughubeinspritzmenge erhöht, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Anschließend wird im Schritt 281 die NCR-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Danach wird im Schritt 282 die NCR-Menge ΣNOx um die NCR-Freisetzung D' vermindert. Daraufhin wird im Schritt 283 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 284, in welchem die Ansaughubeinspritzmenge vermindert wird und sich das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager verändert. Dann wird im Schritt 285 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 41 bis Fig. 48 zeigen eine noch andere Ausführungsform. In dieser in Fig. 41 gezeigten Ausführungsform ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 50 zum Einspritzen von Kraftstoff in das Innere eines zweiten Einlaßkanals 7b abgangsseitig des Einlaßsteuerventils 17 angeordnet, d. h. eine sogenannte Kanaleinspritzvorrichtung 50. Der Kraftstoff, der während des Ansaughubs in die Brennkammer 5 zuzuführen ist, wird von der Kanaleinspritzvorrichtung 50 zugeführt. D. h., in dieser Ausführungsform wird zu dem Zeitpunkt des Normalbetriebs, wie in Fig. 42 gezeigt, zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn L > L&sub1; ist, nur die Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; ausgeführt, zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn L&sub1; ≤ L ≤ L&sub2; ist, werden die Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; und auch die Kanaleinspritzung Q&sub1; von der Kanaleinspritzvorrichtung 50 ausgeführt, und zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn L > L&sub2; ist, wird nur die Kanaleinspritzung Q&sub1; ausgeführt.
Demgemäß ergibt sich in dieser Ausführungsform in derselben Weise wie vorstehend in den Ausführungsformen erläutert, zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ein ausgeprägter Schichtausbildungszustand, zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ein schwacher Schichtausbildungszustand und zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine ein homogener Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dieser Ausführungsform ebenfalls der in Fig. 20 gezeigte Einspritzsteuerablauf für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird. Nachstehend erfolgt eine Erläuterung in der Reihenfolge des Fett-Prozesses I, des Fett-Prozesses II und des Fett-Prozesses III, wie in Fig. 20 gezeigt.
Fig. 43 zeigt den Fett-Prozeß I, der in dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand ausgeführt wird. Wie Fig. 43 zeigt, wird zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger nicht gesetzt ist, die Verdichtungshubeinspritzung ausgeführt. Wenn dann der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung angehalten und die Ansaughubeinspritzung wird von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 in die Brennkammer 5 ausgeführt. Ferner wird zu diesem Zeitpunkt die Kanaleinspritzung nicht von der Kanaleinspritzvorrichtung 50 ausgeführt. Demgemäß verursacht zu diesem Zeitpunkt die Ansaughubeinspritzung von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 die Ausbildung eines homogenen Luft-Kraftstoff-Gemischs mit einem fetten, mittleren Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K in der Brennkammer 5, wodurch die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 ausgeführt wird.
Zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine wird die Kanaleinspritzung nicht ausgeführt. Wenn die Kanaleinspritzung für die NOx-Freisetzungshandlung zu diesem Zeitpunkt eingeleitet ist, wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K nicht unmittelbar fett, da dann der eingespritzte Kraftstoff an den Innenwänden des zweiten Einlaßkanals 7b direkt nach dem Beginn der Einspritzung haftet. D. h., eine Verzögerung im Ansprechen der NOx-Freisetzungshandlung wird verursacht. Wenn demgemäß die Kanaleinspritzung nicht ausgeführt wird, wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt ist, wird die Kraftstoffmenge vergrößert, die von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 eingespritzt wird, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Wenn im Gegensatz dazu die Kanaleinspritzung ausgeführt wird, wird keine Ansprechverzögerung verursacht, selbst wenn die Kanaleinspritzmenge erhöht ist, so daß beim Ausführen der Kanaleinspritzung die Kanaleinspritzmenge erhöht wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden, wenn die Freisetzung von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 verursacht wird.
Fig. 44 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses I zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, die in Fig. 43 gezeigt ist. In Fig. 44 wird zuallererst im Schritt 290 die Ansaughubeinspritzung eingeleitet, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden. Anschließend wird im Schritt 291 die NCR-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Danach wird im Schritt 292 die NCR-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D vermindert. Danach wird im Schritt 293 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner ist als der untere Grenzwert MIN oder nicht. Wenn XNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 294, in welchem die Ansaughubeinspritzung angehalten wird, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K ändert sich von fett nach mager. Daraufhin wird im Schritt 295 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 45 zeigt den Fett-Prozeß II, welcher in dem schwachen Schichtausbildungszustand ausgeführt wird. Wie in Fig. 45 gezeigt, wird zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine vor dem Setzen des NOx-Freisetzungsanzeigers die Kanaleinspritzung zusätzlich zu der Verdichtungshubeinspritzung ausgeführt. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung weiterhin ausgeführt, und die Kanaleinspritzmenge wird erhöht, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, und die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 wird ausgeführt.
Fig. 46 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses II zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, wie in Fig. 45 gezeigt ist. In Fig. 46 wird zuallererst im Schritt 300 die Kanaleinspritzmenge erhöht, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Danach wird im Schritt 301 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Anschließend wird im Schritt 302 die NCR-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Daraufhin wird im Schritt 303 entschieden, ob die NCR-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN, geht der Ablauf weiter zum Schritt 304, in welchem die Kanaleinspritzmenge vermindert wird, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K ändert sich von fett nach mager. Danach wird im Schritt 305 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 47 zeigt den Fett-Prozeß III, der in einem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand ausgeführt wird. Wie in Fig. 47 gezeigt, wird zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine nur die Kanaleinspritzung ausgeführt, bevor der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Kanaleinspritzmenge erhöht und das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K wird fett ausgebildet.
Fig. 48 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses II zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, wie in Fig. 47 gezeigt ist. In Fig. 48 wird zuallererst im Schritt 310 die Kanaleinspritzmenge vergrößert, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Anschließend wird im Schritt 311 die NCR-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Danach wird im Schritt 312 die NOx-Menge ΣNOx um die NCR-Freisetzung D' vermindert. Dann wird im Schritt 313 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 314, in welchem die Kanaleinspritzmenge vermindert wird, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K ändert sich von fett nach mager. Daraufhin wird im Schritt 315 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 49 bis Fig. 56 zeigen eine noch andere Ausführungsform in dem Fall, wenn die Kanaleinspritzung weiter hinausgeschoben ist. Wie Fig. 49 zeigt, wird auch in dieser Ausführungsform zu dem Zeitpunkt des normalen Betriebs zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine nur die Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; ausgeführt. Wenn andererseits in dieser Ausführungsform zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetrieb der Brennkraftmaschine L&sub1; < L < Lm ist, werden die Ansaughubeinspritzung Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzung Q&sub2; durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 ausgeführt. Wenn Lm < L < L&sub2;, wird zusätzlich zu den Einspritzungen Q&sub1; und Q&sub2; durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 die Kanaleinspritzung durch die Kanaleinspritzvorrichtung 50 ausgeführt. Ferner wird zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine Kraftstoff sowohl von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 als auch von der Kanaleinspritzvorrichtung 50 eingespritzt.
Fig. 50 zeigt den Fett-Prozeß I, der zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ausgeführt wird. Wie Fig. 50 zeigt, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, besteht der ausgeprägte Schichtausbildungszustand fort wie er ist, und zusätzlicher Kraftstoff wird während des Ausdehnungshubs eingespritzt, so daß NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt wird.
Fig. 51 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses I zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, wie in Fig. 50 gezeigt. In Fig. 51 wird zuallererst im Schritt 320 der zusätzliche Kraftstoff zu dem Zeitpunkt des Ausdehnungshubs eingespritzt, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Anschließend wird im Schritt 321 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Daraufhin wird im Schritt 322 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Dann wird im Schritt 323 entschieden, ob die NOx- Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 324, in welchem die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung angehalten wird und sich das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager ändert. Anschließend wird im Schritt 325 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 52 zeigt den Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn L&sub1; < L < Lm in Fig. 49 ist. In diesem Fall, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger nicht gesetzt ist, erzeugt die Kraftstoffeinspritzung aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 einen schwachen Schichtausbildungszustand. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird während des Ausdehnungshubs zusätzlich Kraftstoff eingespritzt, so daß das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt wird. Andererseits zeigt Fig. 53 den Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn Lm < L < L&sub1; in Fig. 49 ist. Wenn in diesem Fall der NOx-Freisetzungsanzeiger nicht gesetzt ist, erzeugt der von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 und der Kanaleinspritzvorrichtung 50 eingespritzte Kraftstoff einen schwachen Schichtausbildungszustand. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Kanaleinspritzmenge vergrößert.
Fig. 54 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses II zur selektiven Ausführung der NOx-Freisetzungssteuerung, wie in Fig. 52 und Fig. 53 gezeigt ist. Es ist zu beachten, daß der in Fig. 54 gezeigte Kasten Z den Fett-Prozeß zeigt. In Fig. 54 wird zuallererst im Schritt 330 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als ein eingestellter Wert Lm (Fig. 49) ist oder nicht. Wenn L > Lm ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 331, in welchem, wie in Fig. 52 gezeigt, die Kanaleinspritzmenge vergrößert wird, wodurch die Anreicherung ausgeführt wird. Wenn im Gegensatz dazu L ≤ Lm ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 332, in welchem, wie in Fig. 52 gezeigt, während des Ausdehnungshubs zum Ausführen der Anreicherung zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird.
Daraufhin wird im Schritt 333 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Anschließend wird im Schritt 334 die NOx-Menge ΣNOX um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Danach wird im Schritt 335 entschieden, ob die NCR-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 336, in welchem die Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses angehalten wird und sich das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager verändert. Daraufhin wird im Schritt 337 der NOx- Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 55 zeigt den Fett-Prozeß III zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine. Wie Fig. 55 zeigt, bevor der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird Kraftstoff sowohl von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 als auch der Kanaleinspritzvorrichtung 50 eingespritzt, und ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch wird verbrannt. Wenn der NOx- Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Kanaleinspritzmenge vergrößert, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird.
Fig. 56 zeigt den Ablauf des Fett-Prozesses III zum Ausführen der NOx-Freisetzungssteuerung, die in Fig. 55 gezeigt ist. In Fig. 56 wird zuallererst im Schritt 340 die Kanaleinspritzmenge vergrößert, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Daraufhin wird im Schritt 341 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Anschließend wird im Schritt 342 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Dann wird im Schritt 343 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 344, in welchem die Kanaleinspritzmenge vermindert wird, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K ändert sich von fett nach mager. Daraufhin wird im Schritt 345 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 57 bis Fig. 63 zeigen eine andere Ausführungsform. In dieser Ausführungsform weist der Brennkraftmaschinenkörper das darin angeordnete automatische Getriebe 60 auf. Das automatische Getriebe 60 weist einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 61 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Leerlaufpositionssensor 62 auf, um zu erfassen, wenn das automatische Getriebe 60 in der Leerlaufposition ist. Fig. 58A und Fig. 58B zeigen den Drehmomentwandler 63 des automatischen Getriebes 60. Dieser Drehmomentwandler 63 ist mit einem Sperrmechanismus 64 versehen. D. h., der Drehmomentwandler 63 ist mit einer Pumpenabdeckung 65 versehen, die sich zusammen mit einer Kurbelwelle dreht, die mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, einem Pumpenrad 66, das durch die Pumpenabdeckung 65 gelagert ist, ein Turbinenlaufrad 68, das an einer Eingangswelle 67 des automatischen Getriebes 60 angeordnet ist, und einen Stator 69. Die Drehbewegung der Kurbelwelle wird durch die Pumpenabdeckung 65, das Pumpenrad 66 und das Turbinenlaufrad 68 auf die Eingangswelle 67 übertragen.
Andererseits ist der Sperrmechanismus 64 mit einer Sperrkupplungsplatte 69 versehen, welche in der Axialrichtung der Eingangswelle 67 bewegbar ist und sich mit der Eingangswelle 67 dreht. Normalerweise, d. h., wenn nicht gesperrt, wird Drucköl durch einen Ölkanal in der Eingangswelle 67 zu einer Kammer 70 zwischen der Sperrkupplungsplatte 69 und der Pumpenabdeckung 65 zugeführt. Anschließend wird das Drucköl, das aus dieser Kammer 70 strömt, in eine Kammer 71 geleitet, die um das Pumpenrad 66 und das Turbinenlaufrad 68 angeordnet ist, und wird dann durch den Ölkanal in der Eingangswelle 67 ausgetragen. Zu diesem Zeitpunkt wird nahezu kein Druckunterschied zwischen den Kammern 70 und 71 auf den zwei Seiten der Sperrkupplung 69 verursacht, so daß die Sperrkupplung 69 von der Pumpenabdeckung 65 beabstandet ist, wie Fig. 58B zeigt. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt die Drehkraft der Kurbelwelle durch die Pumpenabdeckung 65, das Pumpenrad 66 und das Turbinenlaufrad 68 auf die Eingangswelle 67 übertragen.
Wenn andererseits versperrt, wird Drucköl durch den Ölkanal in der Eingangswelle 67 in die Kammer 71 zugeführt, und das Öl in der Kammer 70 wird durch den Ölkanal in der Eingangswelle 67 ausgetragen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck in der Kammer 71 höher als der Druck in der Kammer 70, und daher wird, wie in Fig. 58A gezeigt, die Sperrkupplungsplatte 69 auf die Pumpenabdeckung 65 angedrückt, und die Kurbelwelle und die Eingangswelle 67 drehen sich mit derselben Drehzahl in einem direkt verbundenen Zustand. Die Steuerung der Zuführung von Öl in die Kammern 70 und 71, d. h. die EIN/- AUS-Steuerung des Sperrmechanismus 64 wird durch ein Steuerventil ausgeführt, das in dem automatischen Getriebe 60 angeordnet ist. Dieses Steuerventil wird auf der Grundlage eines Ausgangssignals der elektronischen Steuereinheit 30 gesteuert.
Auch in dieser Ausführungsform wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf ausgeführt. Demgemäß wird zum Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ein ausgeprägter Schichtausbildungszustand eingestellt. Wenn jedoch das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine schwankt, sind die Schwankungen des Abtriebsdrehmoments um so größer, je geringer die Belastung der Brennkraftmaschine ist. Wenn demgemäß das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine schwankt, tritt zum Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine leicht ein Stoß ein. Wenn dementsprechend das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wenn das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine schwankt, neigen diese Schwankungen des Abtriebsdrehmoments der Brennkraftmaschine am meisten dazu, sich als Stoß zum Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine zu zeigen.
Wenn jedoch, wie in Fig. 58A gezeigt ist, das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine schwankt, wenn die Sperrkupplung 69 verriegelt und direkt verbunden ist, wird diese Schwankung direkt auf das automatische Getriebe 60 übertragen, so daß ein starker Stoß erzeugt wird. Wenn im Gegensatz dazu, wie in Fig. 58B gezeigt, das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine der Brennkraftmaschine schwankt, wenn die Sperrkupplung 69 entriegelt ist, werden die Schwankungen des Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine zu diesem Zeitpunkt in dem Drehmomentwandler 63 absorbiert, so daß nahezu kein Stoß erzeugt wird. Wenn demgemäß vom Standpunkt des Auftretens des Stoßes betrachtet, wenn die Sperrkupplung 69 entriegelt ist, besteht kein Problem, selbst wenn das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine schwankt, doch wenn die Sperrkupplung 69 verriegelt ist, wird bevorzugt, das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine von Schwankungen fernzuhalten.
Daher wird in dieser Ausführungsform zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wenn die Sperrkupplung 69 nicht betätigt ist, in Fig. 59 zeigt, der ausgeprägte Schichtausbildungszustand zu dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand verändert und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K wird fett ausgebildet, während in dem Fall, wenn die Sperrkupplung 69 betätigt ist, wie in Fig. 60 gezeigt, zusätzlicher Kraftstoff zu dem Zeitpunkt des Ausdehnungshubs eingespritzt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden. Es ist darauf hinzuweisen, daß das in Fig. 59 gezeigte Steuerverfahren gleich dem in Fig. 24 gezeigten und bereits erläuterten Steuerverfahren ist und das Steuerverfahren, das in Fig. 60 gezeigt ist, dasselbe wie das bereits erläuterte und in Fig. 32 gezeigte Steuerverfahren ist, so daß die Erläuterungen der in Fig. 59 und Fig. 60 gezeigten Steuerverfahren ausgelassen wird.
Fig. 61 zeigt den Ablauf zur Steuerung des NOx-Freisetzungsanzeigers. Dieser Ablauf wird durch Unterbrechung zu jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt.
In Fig. 1 wird zuallererst im Schritt 350 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist, größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 351, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird. Daraufhin wird im Schritt 352 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist oder nicht, d. h., ob es der Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ist oder nicht. Wenn L < L&sub1; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 353, in welchem entschieden wird, ob die Sperrkupplung 69 betätigt ist oder nicht. Wenn die Sperrkupplung 69 betätigt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 354, in welchem der Anzeiger X gesetzt wird. Wenn die Sperrkupplung 69 nicht betätigt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 355, in welchem der Anzeiger X zurückgesetzt wird.
Fig. 62 und Fig. 63 zeigen den Fett-Prozeß I. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Abschnitte innerhalb des Blocks, der durch X in Fig. 62 und Fig. 63 gekennzeichnet ist, den Vorprozeß zeigen, während die Abschnitte, die durch Y gekennzeichnet sind, den Nachprozeß zeigen.
In Fig. 62 und Fig. 63 wird zuallererst im Schritt 360 entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf zum Schritt 361 des Vorprozesses X, während dann, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist, er zum Schritt 370 des Nachprozesses springt. Im Schritt 361 wird entschieden, ob der Anzeiger X gesetzt ist oder nicht. Wenn der Anzeiger X gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 362, in welchem der in Fig. 60 gezeigte Vorprozeß ausgeführt wird, d. h. der Vorprozeß zum Wechsel zu der Ausdehnungshubeinspritzung. Wenn im Gegensatz dazu der Anzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 363, in welchem der in Fig. 59 gezeigte Vorprozeß ausgeführt wird, d. h. der Vorprozeß zur Änderung von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand über den schwachen Schichtausbildungszustand zu einem homogenen Luft- Kraftstoff-Gemisch-Zustand.
Anschließend wird im Schritt 364 entschieden, ob der Vorprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Vorprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 365, in welchem die Ausdehnungshubeinspritzung ausgeführt wird oder die Ansaughubeinspritzung ausgeführt wird, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Daraufhin wird im Schritt 366 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Dann wird im Schritt 367 die NCR-Menge um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Danach wird im Schritt 368 entschieden, ob die NCR-Menge ΣNOX kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 369, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 370.
Im Schritt 370 wird entschieden, ob der Anzeiger X gesetzt ist oder nicht. Wenn der Anzeiger X gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 371, in welchem der in Fig. 60 gezeigte Nachprozeß ausgeführt wird, d. h. der Nachprozeß zur Änderung in den ausgeprägten Schichtausbildungszustand, nachdem die Ausdehnungshubeinspritzung abgeschlossen ist. Wenn im Gegensatz dazu der Anzeiger X nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 372, in welchem der in Fig. 59 gezeigte Nachprozeß ausgeführt wird, d. h. der Nachprozeß zum Ändern von dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch- Zustand in einen schwachen Schichtausbildungszustand und dann einen ausgeprägten Schichtausbildungszustand. Anschließend wird in dem Schritt 373 entschieden, ob der Nachprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Nachprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 374, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger und der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt werden.
Fig. 64 bis Fig. 66 zeigen eine noch andere Ausführungsform. In dieser Ausführungsform wird ebenfalls die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf ausgeführt. Demgemäß wird zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ein ausgeprägter Schichtausbildungszustand eingestellt. Wenn jedoch, wie vorstehend erwähnt, das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine schwankt, ist die Schwankungsrate des Abtriebsdrehmoments um so größer, je geringer die Belastung der Brennkraftmaschine ist. Wenn dementsprechend das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, um das NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wenn das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine schwankt, treten diese Schwankungen des Abtriebsdrehmoments der Brennkraftmaschine am schnellsten als Stoß zum Zeitpunkt des Leerlaufs der Brennkraftmaschine auf.
Selbst wenn jedoch der Stoß während des Leerlaufs der Brennkraftmaschine eintritt, kommt es nahezu nicht zum Stoß, wenn das automatische Getriebe 60 (Fig. 57) in der Leerlaufstellung ist. Wenn daher in dieser Ausführungsform die Brennkraftmaschine im Leerlauf ist, während das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wenn das automatische Getriebe 60 in der Leerlaufstellung ist, wie Fig. 59 zeigt, wird der ausgeprägte Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand verändert, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden, während in dem Fall, wenn das automatische Getriebe 60 nicht in der Leerlaufstellung ist, wie in Fig. 60 gezeigt, während des Ausdehnungshubs zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden.
Fig. 64 zeigt den Ablauf zum Steuern des NOx-Freisetzungsanzeigers. Dieser Ablauf wird durch Unterbrechung in jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt.
In Fig. 64 wird zuallererst im Schritt 380 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist, größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX, geht der Ablauf weiter zum Schritt 381, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird. Danach wird im Schritt 382 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist oder nicht, d. h., ob es der Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ist oder nicht. Wenn L < L&sub1; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 383, in welchem entschieden wird, ob die Brennkraftmaschine im Leerlauf ist oder nicht. Wenn die Brennkraftmaschine nicht im Leerlauf ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 386, in welchem der Anzeiger X zurückgesetzt wird. Wenn im Gegensatz dazu die Brennkraftmaschine im Leerlauf ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 384.
Im Schritt 384 wird entschieden, ob das automatische Getriebe 60 in der Leerlaufstellung ist oder nicht, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Leerlaufstellungsensors 62 (Fig. 57). Wenn das automatische Getriebe 60 nicht in der Leerlaufstellung ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 385, in welchem der Anzeiger X gesetzt wird, während in dem Fall, wenn in der Leerlaufstellung, der Ablauf zu dem Schritt 386 geht, in welchem der Anzeiger X zurückgesetzt wird.
Fig. 65 und Fig. 66 zeigen den Fett-Prozeß I. Es ist darauf hinzuweisen, daß der in Fig. 65 und Fig. 66 gezeigte Ablauf derselbe wie der in Fig. 62 und Fig. 63 gezeigte Ablauf ist.
D. h., in Fig. 65 und Fig. 66 wird zuallererst im Schritt 390 entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 391 des Vorprozesses X, während in dem Fall, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist, der Ablauf zum Schritt 400 des Nachprozesses Y springt. Im Schritt 391 wird entschieden, ob der Anzeiger X gesetzt ist oder nicht. Wenn der Anzeiger X gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 392, in welchem der in Fig. 60 gezeigte Vorprozeß ausgeführt wird, d. h. der Vorprozeß zum Ändern in die Ausdehnungshubeinspritzung. Wenn im Gegensatz dazu der Anzeiger X nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 393, in welchem der in Fig. 59 gezeigte Vorprozeß ausgeführt wird, d. h. der Vorprozeß zum Ändern von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand über den schwachen Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand.
Anschließend wird im Schritt 394 entschieden, ob der Vorprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Vorprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 395, in welchem die Ausdehnungshubeinspritzung ausgeführt wird oder die Ansaughubeinspritzung ausgeführt wird, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Daraufhin wird im Schritt 396 die NOx-Freisetzung D aus Fig. 23 berechnet. Dann wird im Schritt 397 die NCR-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D vermindert. Anschließend wird im Schritt 398 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 399, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 400.
Im Schritt 400 wird entschieden, ob der Anzeiger X gesetzt ist oder nicht. Wenn der Anzeiger X gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 401, in welchem der in Fig. 60 gezeigte Nachprozeß ausgeführt wird, d. h. der Nachprozeß zum Ändern in den ausgeprägten Schichtausbildungszustand nach dem Abschluß der Ausdehnungshubeinspritzung. Wenn im Gegensatz dazu der Anzeiger X nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 402, in welchem der in Fig. 59 gezeigte Nachprozeß ausgeführt wird, d. h. der Nachprozeß zum Ändern von dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand über den schwachen Schichtausbildungszustand in den ausgeprägten Schichtausbildungszustand. Anschließend wird im Schritt 403 entschieden, ob der Nachprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Nachprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 404, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger und der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt werden.
Fig. 67 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung ähnlich zu Fig. 13. Wie durch Y&sub1; in Fig. 67 gezeigt, wenn in den bisher erläuterten Ausführungsformen ΣNOx > MAX war, wurde das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen. In diesem Fall ist nicht bekannt, bei welcher Art des Betriebszustands der Brennkraftmaschine ΣNOx > MAX war, demgemäß ist nicht bekannt, bei welche Art des Betriebszustands das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Zum Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine ist jedoch die Kraftstoffeinspritzmenge groß, demgemäß erfordert zu diesem Zeitpunkt die Ausbildung des fetten mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnisses L/K, daß die zu vergrößernde Kraftstoffmenge groß sein muß. Im Gegensatz dazu ist zum Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine die Kraftstoffeinspritzmenge klein, so daß eine kleine Kraftstoffzunahmemenge ausreicht, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden. Demgemäß ist die zu vergrößernde Kraftstoffmenge, die erforderlich ist, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, um so kleiner, je niedriger die Belastung der Brennkraftmaschine ist, und daher ist es zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs wünschenswert, die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetrieb der Brennkraftmaschine auszuführen.
Daher wurde in den bisher erläuterten Ausführungsformen, wie in Fig. 67 gezeigt, ein Wert zwischen dem zulässigen Wert MAX der NOx-Menge ENOx und dem unteren Grenzwert MIN, d. h., ein mittlerer Entscheidungswert MID, eingestellt. Wenn die NOx-Menge den zulässigen Wert MAX nicht erreicht, aber den mittleren Entscheidungswert MID überschreitet, wenn die Brennkraftmaschine im Niedriglastbetrieb arbeitet, wie durch Y&sub2; in Fig. 67 gezeigt ist, wird die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 ausgeführt. Durch diese Vorgehensweise werden die Aussichten der NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26, die zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ausgeführt wird, erhöht, und dadurch kann die Kraftstoffverbrauchsmenge vermindert werden.
Fig. 68 zeigt eine Ausführungsform der Verwendung des mittleren Entscheidungswerts MID. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dieser Ausführungsform der in Fig. 20 gezeigte Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird.
In Fig. 68 wird zuallererst im Schritt 410 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx über dem zulässigen Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 413, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet, und die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 wird ausgeführt. Wenn andererseits ΣNOx < MAX ist, wird im Schritt 410 der Weitergang zum Schritt 411 entschieden, in welchem entschieden wird, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der mittlere Entscheidungswert MID ist oder nicht. Wenn zu diesem Zeitpunkt ΣNOX > MID ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 412.
Im Schritt 412 wird auf der Grundlage des Ausgangssignals des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 61 (Fig. 57) entschieden, ob das Fahrzeug angehalten ist oder nicht. Wenn das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt angehalten ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 413, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet wird. Wenn das Fahrzeug angehalten ist, befindet es sich normalerweise im Leerlauf. Zu diesem Zeitpunkt wird die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 ausgeführt, so daß die Menge des verbrauchten Kraftstoffs vermindert werden kann.
Fig. 69 zeigt eine andere Ausführungsform der Verwendung des mittleren Entscheidungswerts MID. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch in dieser Ausführungsform der in Fig. 20 gezeigte Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird.
In Fig. 69 wird zuallererst im Schritt 420 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOX größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 424, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet, und die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 wird ausgeführt. Wenn andererseits ΣNOx < MAX ist, wird im Schritt 420 der Weitergang zum Schritt 421 entschieden, in welchem entschieden wird, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der mittlere Entscheidungswert MID ist oder nicht. Wenn zu diesem Zeitpunkt ΣNOx > MID ist, dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 422.
Im Schritt 422 wird auf der Grundlage des Ausgangssignals des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 61 (Fig. 57) entschieden, ob das Fahrzeug angehalten ist oder nicht. Wenn das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt angehalten ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 423, in welchem auf der Grundlage des Ausgangssignals der Leerlaufstellungssensors 62 (Fig. 57) entschieden wird, ob das automatische Getriebe 60 in der Leerlaufstellung ist oder nicht. Wenn das automatische Getriebe 60 zu diesem Zeitpunkt in der Leerlaufstellung ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 423, in welchem der NCR- Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet wird. Wenn das Fahrzeug angehalten ist, befindet es sich normalerweise im Leerlauf. Zu diesem Zeitpunkt wird die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 ausgeführt, so daß die Menge des verbrauchten Kraftstoffs Vermindert werden kann. Wenn ferner in dieser Ausführungsform das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, ist es möglich, das Eintreten eines Stoßes zu verhindern.
Fig. 70 zeigt eine andere Ausführungsform der Verwendung des mittleren Entscheidungswerts MID. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch in dieser Ausführungsform der in Fig. 20 gezeigte Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird.
In Fig. 70 wird zuallererst im Schritt 430 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 434, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet, und die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 wird ausgeführt. Wenn andererseits ΣNOx < MAX ist, wird im Schritt 430 der Weitergang zum Schritt 431 entschieden, in welchem entschieden wird, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der mittlere Entscheidungswert MID ist oder nicht. Wenn zu diesem Zeitpunkt ΣNOx > MID ist, dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 432.
Im Schritt 432 wird aus dem Ausgangssignal des Belastungssensors 41 und der Drehzahl der Brennkraftmaschine entschieden, ob das Fahrzeug bremst oder nicht. Wenn das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt bremst, geht der Ablauf weiter zum Schritt 433, in welchem entschieden wird, ob die Sperrkupplung 69 (Fig. 58) unbetätigt ist oder nicht. Wenn die Sperrkupplung 69 unbetätigt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 434, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet wird. Wenn das Fahrzeug bremst, ist die Kraftstoffeinspritzmenge klein. Zu diesem Zeitpunkt wird die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 ausgeführt, so daß die Menge des verbrauchten Kraftstoffs vermindert werden kann. Wenn ferner in dieser Ausführungsform die Sperrkupplung 69 unbetätigt ist, wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet, so daß es möglich ist, das Eintreten eines Stoßes zu verhindern.
Fig. 71 zeigt eine noch andere Ausführungsform der Verwendung des mittleren Entscheidungswerts MID. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch in dieser Ausführungsform der in Fig. 20 gezeigte Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird.
In Fig. 71 wird zuallererst im Schritt 440 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 445, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet, und die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 wird ausgeführt. Wenn andererseits ΣNOX ≤ MAX ist, wird im Schritt 440 der Weitergang zum Schritt 441 entschieden, in welchem entschieden wird, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der mittlere Entscheidungswert MID ist oder nicht. Wenn zu diesem Zeitpunkt ΣNOX > MID ist, dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 442.
Im Schritt 442 wird aus dem Ausgangssignal des Belastungssensors 41 und der Drehzahl der Brennkraftmaschine entschieden, ob das Fahrzeug bremst oder nicht. Wenn das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt bremst, geht der Ablauf weiter zum Schritt 443, in welchem entschieden wird, ob die Sperrkupplung 69 (Fig. 58) unbetätigt ist oder nicht. Wenn die Sperrkupplung 69 unbetätigt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 444, in welchem entschieden wird, ob die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine kleiner als die vorbestimmte Einstelldrehzahl NE&sub0; ist oder nicht. Wenn zu diesem Zeitpunkt NE < NE&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 445, in welchem der NCR- Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet wird. Wenn das Fahrzeug bremst, ist die Menge des verbrauchten Kraftstoffs klein. Wenn ferner NE < NE&sub0; ist, ist die Kraftstoffeinspritzmenge noch kleiner. Wenn in dieser Ausführungsform die Kraftstoffeinspritzmenge auf diese Weise äußerst gering ist, wird die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 ausgeführt, so daß die Menge des verbrauchten Kraftstoffs vermindert werden kann. Wenn ferner in dieser Ausführungsform die Sperrkupplung 69 unbetätigt ist, wird das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet, so daß es möglich ist, das Eintreten eines Stoßes zu verhindern.
Fig. 72 zeigt eine noch andere Ausführungsform der Verwendung des mittleren Entscheidungswerts MID. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch in dieser Ausführungsform der in Fig. 20 gezeigte Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird.
In Fig. 72 wird zuallererst im Schritt 450 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 453, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet, und die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 wird ausgeführt. Wenn andererseits ΣNOx ≤ MAX ist, wird im Schritt 450 der Weitergang zum Schritt 451 entschieden, in welchem entschieden wird, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der mittlere Entscheidungswert MID ist oder nicht. Wenn zu diesem Zeitpunkt ΣNOx > MID ist, dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 452.
Im Schritt 452 wird aus dem Ausgangssignal des Belastungssensors 41 und der Drehzahl der Brennkraftmaschine entschieden, ob das Fahrzeug bremst oder nicht, ob die Kraftstoffeinspritzung angehalten ist und die Sperrkupplung 69 betätigt ist. Wenn das Fahrzeug bremst, wird die Kraftstoffeinspritzung angehalten und die Sperrkupplung 69 wird betätigt, der Ablauf geht weiter zum Schritt 453, in welchem der NOx- Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K durch den in Fig. 20 gezeigten Ablauf fett ausgebildet wird. Wenn das Fahrzeug bremst, ist die Ansaugluftmenge klein, so daß zu diesem Zeitpunkt die Einspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge es ermöglicht, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden. Da auf diese Weise in dieser Ausführungsform nur eine kleine Kraftstoffmenge für die Ausführung der NCR-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 ausreicht, kann die Menge des verbrauchten Kraftstoffs vermindert werden.
Fig. 73 bis Fig. 77 zeigen eine noch andere Ausführungsform, welche den mittleren Entscheidungswert MID verwendet. Wenn in dieser Ausführungsform ΣNOx > MID ist, wird der MID- Anzeiger gesetzt. Wie Fig. 73 zeigt, wenn der MID-Anzeiger gesetzt ist, wird ein schwacher Schichtausbildungszustand für eine kurze Zeitdauer erhalten, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine von dem schwachen Schichtausbildungszustand des Mittellastbetriebs zu dem Niedriglastbetrieb für den ausgeprägten Schichtausbildungszustand verändert. Während dieses Zeitraums wird die Ansaughubeinspritzmenge vergrößert, und das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K wird fett ausgebildet. Anschließend wird, nachdem der NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 abgeschlossen ist, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager verändert, und der schwache Schichtausbildungszustand wird zu dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand verändert.
D. h., wenn in dieser Ausführungsform der MID-Anzeiger gesetzt ist, wenn die Änderung von einem Betriebszustand für einen schwachen Schichtausbildungszustand zu einem Betriebszustand für einen ausgeprägten Schichtausbildungszustand erfolgt, wird der Übergang von dem schwachen Schichtausbildungszustand zu dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand verzögert, und während dieses Intervalls wird die Freisetzungshandlung des NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 ausgeführt. Auf diese Weise wird auch in dieser Ausführungsform, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine vermindert ist, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet, so daß die Menge des verbrauchten Kraftstoffs vermindert werden kann. Wenn ferner das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, nachdem die Belastung der Brennkraftmaschine gering ist und der schwache Schichtausbildungszustand in einen ausgeprägten Schichtausbildungszustand verändert ist, wird das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet, nachdem der schwache Schichtausbildungszustand noch einmal zurückgeführt ist. Demgemäß wird der Schichtausbildungszustand häufig verändert, und daher ist die Verbrennung instabil und es besteht somit die Gefahr der Drehmomentschwankung. Wenn daher in dieser Ausführungsform die Belastung der Brennkraftmaschine vermindert ist, wird die Freisetzungshandlung des NOx ausgeführt, ohne den Schichtausbildungszustand zu verändern. Der Schichtausbildungszustand wird nach dem Abschluß der NOx- Freisetzungshandlung verändert.
Andererseits wird in dieser Ausführungsform, wie in Fig. 74 gezeigt, selbst wenn der MID-Anzeiger zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine gesetzt ist, zu diesem Zeitpunkt das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K nicht fett ausgebildet. Nachdem der MID-Anzeiger gesetzt ist, wenn sich die Belastung der Brennkraftmaschine von einem Niedriglastbetrieb zu einem Mittellastbetrieb verändert, wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in dem schwachen Schichtausbildungszustand sofort fett ausgebildet. Auch in diesem Fall wird das häufige Umschalten der Schichtausbildungszustände verhindert. Wenn ferner die Belastung der Brennkraftmaschine relativ gering ist, wird die NOx- Freisetzungshandlung ausgeführt.
Fig. 75 zeigt einen Ablauf zur Steuerung des Anzeigers. Dieser Ablauf wird durch Unterbrechung zu jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt.
In Fig. 75 wird zuallererst im Schritt 460 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx ≤ MAX ist, erfolgt der Sprung zum Schritt 462. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 461, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 462. Im Schritt 462 wird entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der mittlere Entscheidungswert MID ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MID ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 463, in welchem der MID-Anzeiger gesetzt wird.
Fig. 76 und Fig. 77 zeigen den Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung. Dieser Ablauf wird z. B. durch Unterbrechung zu jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt. In Fig. 76 und Fig. 77 wird zuallererst im Schritt 470 entschieden, ob der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 471, in welchem entschieden wird, ob der Ausführungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Der Ausführungsanzeiger wird gesetzt, wenn der MID-Anzeiger gesetzt ist und die Belastung der Brennkraftmaschine sich von der mittleren oder hohen Belastung zu der niedrigen Belastung ändert oder sich von der niedrigen Belastung zu der mittleren oder hohen Belastung ändert. Wenn der Ausführungsanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 472, in welchem entschieden wird, ob der MID-Anzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der MID-Anzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 475. Im Schritt 475 werden die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aus der im voraus in dem ROM 33 gespeicherten und in Fig. 6 gezeigten Beziehung berechnet. Anschließend wird im Schritt 476 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aus der im voraus in dem ROM 33 gespeicherten und in Fig. 6 gezeigten Beziehung die Einspritzverstellung berechnet. Daraufhin wird im Schritt 477 die Öffnung der Drosselklappe 23 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aus der im voraus in dem ROM 33 gespeicherten und in Fig. 7 gezeigten Beziehung berechnet, und die Öffnung des AGR-Ventils 29 wird auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aus der im voraus in dem ROM 33 gespeicherten Beziehung berechnet. Dann wird im Schritt 479 die Öffnung des Einlaßsteuerventils 17 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aus der im voraus in dem ROM 33 gespeicherten und in Fig. 8 gezeigten Beziehung berechnet.
Danach wird im Schritt 480 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub0; (Fig. 7) ist oder nicht. Wenn L < L&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 481, in welchem die NOx-Absorptionsmenge A aus dem in Fig. 14A gezeigten Kennfeld berechnet wird. Daraufhin wird im Schritt 482 die NOx-Freisetzungsmenge D zu Null gemacht. Dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 485. Wenn andererseits im Schritt 480 L ≥ L&sub0; entschieden ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 483, in welchem die NOx-Freisetzungsmenge D aus dem in Fig. 14B gezeigten Kennfeld berechnet wird. Danach wird im Schritt 484 die NOx-Absorptionsmenge A zu Null gemacht, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 485. Im Schritt 485 wird die NCR-Menge ENOx ( = ΣNOx + A - D) berechnet, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist. Anschließend wird im Schritt 486 entschieden, ob ΣNOx negativ ist oder nicht. Wenn ΣNOx < 0, geht der Ablauf weiter zum Schritt 487, in welchem ΣNOx zu Null gemacht wird.
Wenn andererseits im Schritt 472 entschieden ist, daß der MID-Anzeiger gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 473, in welchem entschieden wird, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist oder nicht, d. h., ob sich die Belastung der Brennkraftmaschine von der mittleren oder hohen Belastung zu der niederen Belastung verändert oder nicht. Wenn L < L&sub1; nicht wahr ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 474, in welchem entschieden wird, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als L&sub1; ist oder nicht, d. h., ob sich die Belastung der Brennkraftmaschine von der niedrigen Belastung zu der mittleren oder hohen Belastung ändert oder nicht. Wenn L > L&sub1; nicht wahr ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 475.
Wenn andererseits nach dem Setzen des MID-Anzeigers im Schritt 473 entschieden ist, daß die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist, d. h., daß sich die Belastung der Brennkraftmaschine von der mittleren oder hohen Belastung zur niedrigen Belastung verändert, geht der Ablauf weiter zum Schritt 488, in welchem der Ausführungsanzeiger gesetzt wird, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 489. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Fall, wenn der Ausführungsanzeiger einmal gesetzt ist, der Ablauf vom Schritt 471 zum Schritt 489 springt. Im Schritt 489 wird der schwache Schichtausbildungszustand eingestellt, in welchem die Ansaughubeinspritzung und die Verdichtungshubeinspritzung ausgeführt werden. Wie in Fig. 73 gezeigt, wird durch Vergrößerung der Ansaughubeinspritzmenge in dem schwachen Schichtausbildungszustand das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet.
Anschließend wird im Schritt 490 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Daraufhin wird im Schritt 491 die NCR- Menge um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Dann wird im Schritt 492 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx größer als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN, geht der Ablauf weiter zum Schritt 493, in welchem der MID-Anzeiger und der Ausführungsanzeiger zurückgesetzt werden. Wenn diese Anzeiger zurückgesetzt sind, erfolgt die Verschiebung zu dem normalen, ausgeprägten Schichtausbildungszustand. Wenn andererseits nach dem Setzen des MID-Anzeiger im Schritt 474 entschieden ist, daß die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als L&sub1; ist, d. h., die Tatsache, daß sich die Belastung der Brennkraftmaschine von der niedrigen Belastung zu der mittleren oder hohen Belastung verändert, geht der Ablauf weiter zum Schritt 488, in welchem der Ausführungsanzeiger gesetzt wird, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 489. Wenn im Schritt 489 die Brennkraftmaschine zu diesem Zeitpunkt in dem mittleren oder hohen Belastungsbetrieb ist, wie Fig. 74 zeigt, wird der schwache Schichtausbildungszustand eingestellt, in welchem die Ansaughubeinspritzung und die Verdichtungshubeinspritzung ausgeführt werden. Durch Vergrößern der Ansaughubeinspritzmenge in diesem schwachen Schichtausbildungszustand wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet. Wenn andererseits die Brennkraftmaschine zu diesem Zeitpunkt in dem Hochlastbetrieb ist, wird das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K in dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch- Zustand fett ausgebildet.
Anschließend durchläuft der Ablauf die Schritte 489, 490 und 491 zum Schritt 492. Wenn ΣNOx < MIN, geht der Ablauf weiter zum Schritt 493, in welchem der MID-Anzeiger und der Ausführungsanzeiger zurückgesetzt werden. Wenn diese Anzeiger zurückgesetzt sind, erfolgt die Rückführung in den normalen, schwachen Schichtausbildungszustand oder den homogenen Luft- Kraftstoff-Gemisch-Zustand.
Wenn andererseits im Schritt 470 entschieden ist, das der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 494, in welchem entschieden wird, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist oder nicht. Wenn L < L&sub1; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 496, in welchem der Fett-Prozeß I zum fetten Ausbilden des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses L/K ausgeführt wird. Wenn im Gegensatz dazu L > L&sub1; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 495, in welchem entschieden wird, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub2; ist oder nicht. Wenn L < L&sub2; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 497, in welchem der Fett-Prozeß II ausgeführt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden, während in dem Fall, wenn L > L&sub2; ist, der Ablauf weiter zu dem Schritt 498 geht, in welchem der Fett-Prozeß III ausgeführt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden.
Fig. 78 bis Fig. 81 zeigen eine noch andere Ausführungsform. In dieser Ausführungsform, wie in Fig. 78 und Fig. 79 gezeigt, ist eine Luftinjektionsvorrichtung 71 in der Mitte der Innenwand des Zylinderkopfs auf der Seite der Zündkerze 10 angeordnet. Wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird von der Luftinjektionsvorrichtung 71, wie durch J bezeichnet ist, in die Brennkammer 5 um die Zündkerze 10 eingeblasen. In der in Fig. 78 und
Fig. 79 gezeigten Ausführungsform wird die Einblashandlung von der Luftinjektionsvorrichtung 71 an dem Ende des Verdichtungshubs ausgeführt.
Wenn auf diese Weise Luft um die Zündkerze 10 eingeblasen ist, wird die Sauerstoffkonzentration in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze 10 hoch, wodurch selbst dann, wenn z. B. ein übermäßig fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze 10 erzeugt ist, es möglich ist, eine gute Zündung ohne das Auftreten von Fehlzündungen zu gewährleisten.
Fig. 80 zeigt ein Ausführungsbeispiel der NOx-Freisetzungssteuerung zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine in dem Fall der Verwendung einer solchen Luftinjektionsvorrichtung 71. Wie Fig. 80 in diesem Ausführungsbeispiel zeigt, wird vor dem Setzen des NOx-Freisetzungsanzeigers nur die Verdichtungshubeinspritzung ausgeführt. Selbst wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird nur die Verdichtungshubeinspritzung ausgeführt. Wenn jedoch der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzmenge vergrößert und die Luft wird von der Luftinjektionsvorrichtung 71 eingeblasen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Vergrößerung der Verdichtungshubeinspritzmenge dazu, daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, aber die von der Luftinjektionsvorrichtung 71 eingeblasene Luft bewirkt die Ausbildung eines optimalen Luft-Kraftstoff-Gemisch des optimalen Luft- Kraftstoff-Verhältnisses um die Zündkerze 10.
Fig. 81 zeigt den Fett-Prozeß I zum Ausführen der NOx- Freisetzungssteuerung, die in Fig. 80 gezeigt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch in dieser Ausführungsform der in Fig. 20 gezeigte Ablauf als der Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird. In Fig. 81 wird zuallererst im Schritt 500 der Prozeß zum Öffnen der Luftinjektionsvorrichtung 71 an dem Ende des Verdichtungshubs ausgeführt. Danach wird im Schritt 501 die Verdichtungshubeinspritzmenge erhöht, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Anschließend wird im Schritt 502 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Danach wird im Schritt 5O&sub3; die NOx-Menge ΣNOx um die NOx- Freisetzung D' vermindert. Daraufhin wird im Schritt 504 entschieden, ob die NO&sub1;-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 505, in welchem die Verdichtungshubeinspritzmenge vermindert wird und sich das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager verändert. Danach wird im Schritt 506 die Luftinjektionsvorrichtung 71 in einem Schließzustand gehalten. Anschließend wird im Schritt 507 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 82 und Fig. 83 zeigen den Fett-Prozeß in dem Fall der Steuerung des Einlaßsteuerventils 17 (Fig. 3). In der in Fig. 1 bis Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist das zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine das Einlaßsteuerventil 17 geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Wirbelströmung S (Fig. 3) veranlaßt, sich in der Brennkammer 5 auszubilden. Der zu dem Zeitpunkt des Verdichtungshubs eingespritzte Kraftstoff wird durch diese Wirbelströmung in einem vorbestimmt begrenzten Bereich gesammelt. Der in diesem begrenzten Bereich gesammelte Kraftstoff wird durch die Zündkerze 10 gezündet.
Um auf diese Weise einen ausgeprägten Schichtausbildungszustand zu erzeugen, der zu einer hervorragenden Zündung zum Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine führt, ist es notwendig, die Ausbildung einer Wirbelströmung zu verursachen, doch es ist nicht besonders notwendig, eine solche Wirbelströmung zu verursachen, um den homogenen Luft- Kraftstoff-Gemisch-Zustand auszubilden. Wenn daher in der in Fig. 82 gezeigten Ausführungsform das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, wird das Einlaßsteuerventil 17 geöffnet. D. h., wie in Fig. 82 als der Fett-Prozeß zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine gezeigt, wird nur die Verdichtungshubeinspritzung ausgeführt, bevor der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das Einlaßsteuerventil 17 geschlossen. Wenn im Gegensatz dazu der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung angehalten, und die Ansaughubeinspritzung wird eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wird ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem fetten mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K erzeugt, und die Freisetzungshandlung des NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 wird ausgeführt.
Fig. 83 zeigt den Fett-Prozeß I zum Ausführen der in Fig. 82 gezeigten NOx-Freisetzungssteuerung. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch in dieser Ausführungsform der in Fig. 20 gezeigte Ablauf als der Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird. In Fig. 83 wird zuallererst im Schritt 510 das Einlaßsteuerventil 17 vollständig geöffnet. Anschließend wird im Schritt 511 die Verdichtungshubeinspritzung angehalten, und die Ansaughubeinspritzung wird eingeleitet, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet wird. Danach wird im Schritt 512 die NOx-Freisetzung D' aus Fig. 23 berechnet. Daraufhin wird im Schritt 513 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Anschließend wird im Schritt 514 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 515, in welchem die Ansaughubeinspritzung angehalten wird und die Verdichtungshubeinspritzung eingeleitet wird sowie das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K von fett nach mager geändert wird. Danach wird im Schritt 516 das Einlaßsteuerventil 17 vollständig geschlossen. Daraufhin wird im Schritt 517 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 84 zeigt eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, in welcher die Brennkammer 5 nicht mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung versehen ist und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 in dem Ansaugrohr 15 angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine solche Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung anwendbar. In einer solchen sogenannten Kanaleinspritztype der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung wurde in der Vergangenheit das Luft-Kraftstoff-Gemisch nach verschiedenen Verfahren schichtförmig ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist auf alle Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung anwendbar, die so ausgelegt sind, daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine schichtförmig ausgebildet wird. Wenn z. B. in einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die ausgelegt ist, um das Gemisch zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine schichtförmig auszubilden, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis von mager nach fett verändert wird, um das NOx freizusetzen, wird der Grad der Schichtausbildung geschwächt oder ein homogenes Luft-Kraftstoff- Gemisch wird ausgebildet.
In einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die ausgelegt ist, um die Schichtausbildung durch Verursachen einer Wirbelströmung in der Brennkammer 5 zu bewirken, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis von mager nach fett verändert wird, um das NOx freizusetzen, wird ferner entweder die Wirbelströmung geschwächt oder die Erzeugung einer Wirbelströmung wird unterbrochen, um den Grad der Schichtausbildung zu schwächen oder ein homogenes Gemisch wird eingestellt.
In der in Fig. 31 bis Fig. 33 gezeigten Ausführungsform in der in Fig. 1 gezeigten Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung wird der zusätzliche Kraftstoff während des Ausdehnungshubs nur zugeführt, wenn der Fettprozeß ausgeführt wird. Ferner wird in der in Fig. 49 bis Fig. 56 gezeigten Ausführungsform in der in Fig. 1 gezeigten Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung während des Ausdehnungshubs bei der Ausführung des Fett-Prozesses I zusätzlicher Kraftstoff zugeführt und zusätzlicher Kraftstoff wird während des Ausdehnungshubs nur zugeführt, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine niedrig ist, wenn der Fett-Prozeß II ausgeführt wird. Der zusätzliche Kraftstoff braucht jedoch nicht nur während des Ausdehnungshubs in solchen speziellen Betriebszuständen zugefügt zu werden. Es ist auch möglich, den zusätzlichen Kraftstoff während des Ausdehnungshubs jederzeit zuzuführen, wenn die NOx-Menge ΣNOx größer als der zulässige Wert MAX ist. Fig. 85 bis Fig. 88 zeigen eine Ausführungsform, in welcher zusätzlicher Kraftstoff während des Ausdehnungshubs jederzeit zugeführt wird, wenn die NOx-Menge ΣNOx größer als der zulässige Wert MAX in der in Fig. 1 gezeigten Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung ist.
Wird jedoch zusätzlicher Kraftstoff in dem Ausdehnungshub eingespritzt, wenn zu Beginn des Ausdehnungshubs eingespritzt, wird der zusätzlich eingespritzte Kraftstoff sofort verbrannt. Wenn eine bestimmte Zeitdauer nach dem Einleiten des Ausdehnungshubs eingespritzt, wird der zusätzlich eingespritzte Kraftstoff aus der Brennkammer 5 in der Form von unverbranntem Kraftstoff ausgestoßen, ohne daß etwas verbrannt wird. Wird der zusätzliche Kraftstoff verbrannt, sinkt die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas in extremer Größe. Wenn demgemäß zu diesem Zeitpunkt das AGR-Ventil 29 in einem großen Grad offengehalten ist, wird eine große Menge Abgas mit einer extrem niedrigen Sauerstoffkonzentration durch den AGR-Gaskanal 28 der Druckkammer 16 zurückgeführt. Anschließend wird diese große Menge AGR-Gas mit einer extrem niedrigen Sauerstoffkonzentration dem Inneren der Brennkammer 5 zugeführt. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt das Innere der Brennkammer 5 durch eine große Menge AGR-Gas mit einer extrem niedrigen Sauerstoffkonzentration eingenommen.
Wenn jedoch auf diese Weise das Innere der Brennkammer 5 mit einer großen Menge AGR-Gas mit einer extrem niedrigen Sauerstoffkonzentration gefüllt ist, dann ist die Sauerstoffkonzentration um die Zündkerze 10 niedrig, so daß das Problem auftritt, daß sich schließlich Fehlzündungen einstellen. Wenn demgemäß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, ist die Menge des AGR-Gases zu vermindern oder die Sauerstoffkonzentration in der Brennkammer 5 ist zu erhöhen. Wenn demgemäß zusätzlicher Kraftstoff in der Anfangsperiode des Ausdehnungshubs eingespritzt wird, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wie in Fig. 32 gezeigt ist, wird die Rückführung des AGR-Gases angehalten. Dies ist ähnlich der in Fig. 85 bis Fig. 88 gezeigten Ausführungsform. Wenn in dieser Ausführungsform das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird die Rückführung des AGR-Gases angehalten.
Wenn andererseits nahezu nichts von dem zusätzlichen Kraftstoff verbrannt ist, wird Abgas, das eine große Menge von unverbranntem Kraftstoff aufweist, aus der Brennkammer 5 ausgestoßen. Wenn zu diesem Zeitpunkt das AGR-Ventil 29 geöffnet ist und mit einer großen Öffnung erhalten ist, wird eine große Menge von Abgas mit einer großen Menge von unverbranntem Kraftstoff durch den AGR-Kanal 28 in das Innere des Druckbehälters 16 zurückgeführt. Anschließend wird diese große Menge von Abgas mit einer großen Menge von unverbranntem Kraftstoff in das Innere der Brennkammer 5 zugeführt. Wenn jedoch eine große Menge von unverbranntem Kraftstoff auf diese Weise in die Brennkammer 5 zurückgeführt wird, insbesondere dann, wenn wie in Fig. 9C oder Fig. 100 gezeigt, sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze 10 ansammelt, wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch um die Zündkerze 10 übermäßig fett, und demzufolge entsteht das Problem, daß schließlich Fehlzündungen eintreten. Wenn demgemäß in diesem Fall das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, ist es notwendig, daß die AGR-Gasmenge vermindert wird oder unverbrannter Kraftstoff vom Zustrom in die Brennkammer 5 abgehalten wird.
In der in Fig. 85 bis Fig. 88 gezeigten Ausführungsform, wie in Fig. 85 gezeigt, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird das AGR-Ventil 29 vollständig geschlossen, und die Drosselklappe 23 wird in einem vorbestimmten Grad geöffnet. Wenn die Schließoperation des AGR-Ventils 29 und die Schließoperation der Drosselklappe 23 abgeschlossen sind, wird zu dem Zeitpunkt des Ausdehnungshubs zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt. Wenn zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt ist, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel 26 einströmt, fett ausgebildet, wodurch die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 eingeleitet wird. Wenn die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 abgeschlossen ist, wird die Einspritzhandlung von zusätzlichem Kraftstoff angehalten, und dann werden das AGR-Ventil 29 und die Drosselklappe 23 in dem ursprünglichen Grad geöffnet.
Wenn in dieser Ausführungsform, wie Fig. 85 zeigt, zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird, ist das AGR-Ventil 29 vollständig geschlossen. Selbst wenn demgemäß die Einspritzung des zusätzlichen Kraftstoffs bewirkt, daß die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas in einem extremen Maß sinkt, oder selbst wenn das Abgas eine große Menge von unverbranntem Kraftstoff aufweist, wird dieses Abgas nicht in die Brennkammer 5 zurückgeführt, wodurch es möglich wird, das Auftreten von Fehlzündungen zu verhindern. Wenn ferner in der in Fig. 1 gezeigten In-Zylinder-Type der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung die Zuführmenge des AGR-Gases geringer wird oder die Zufuhr des AGR-Gases unterbrochen wird, nimmt die Ansaugluftmenge zu, die der Brennkammer 5 zugeführt wird, und damit wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch übermäßig mager und Fehlzündungen treten ein. Um demgemäß das Luft-Kraftstoff-Gemisch davor zu bewahren, auf diese Weise übermäßig mager zu werden, wenn die Öffnung des AGR- Ventils 29 verkleinert wird, um die Zuführmenge des AGR- Gases zu verringern, wird die Öffnung der Drosselklappe 23 verkleinert, um die Ansaugluftmenge zu verringern.
Fig. 86 bis Fig. 88 zeigen den in Fig. 85 gezeigten Kraftstoffeinspritzsteuerablauf. Dieser Ablauf wird durch Unterbrechung zu jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt. In Fig. 86 bis Fig. 88 werden zuallererst im Schritt 520 die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; berechnet, wie in Fig. 6 gezeigt, die im voraus in dem ROM als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert sind. Anschließend wird im Schritt 521 die Einspritzverstellung, wie in Fig. 6 gezeigt, berechnet, die im voraus in dem ROM 32 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert ist. Daraufhin geht der Ablauf weiter zum Schritt 522, in welchem entschieden wird, ob der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Normalerweise ist der NOx- Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt, so daß der Ablauf zu dem Schritt 523 weitergeht. Im Schritt 523 wird entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOX, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 gespeichert ermittelt ist, größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 524.
Im Schritt 524 wird die Öffnung des AGR-Ventils 29, wie in Fig. 7 gezeigt und im voraus in dem ROM 32 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert, berechnet. Danach wird im Schritt 525 die Öffnung der Drosselklappe 23, wie in Fig. 7 gezeigt und im voraus in dem ROM 32 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert, berechnet.
Anschließend wird im Schritt 526 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub0; (Fig. 7) ist oder nicht. Wenn L < L&sub0;, geht der Ablauf weiter zum Schritt 527, in welchem die NOx-Absorptionsmenge A aus dem in Fig. 14A gezeigten Kennfeld berechnet wird. Dann wird im Schritt 528 die NOx-Freisetzung D zu Null gemacht, und daraufhin geht der Ablauf weiter zum Schritt 536. Wenn andererseits L > L&sub0; im Schritt 526 entschieden ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 529, in welchem die NOx-Freisetzung D aus dem in Fig. 14B gezeigten Kennfeld berechnet wird. Danach wird im Schritt 530 die NOx-Absorptionsmenge A zu Null gemacht, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 531.
Im Schritt 531 wird die NOx-Menge ΣNOX ( = ΣNOx + A - D) berechnet, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist. Anschließend wird im Schritt 532 entschieden, ob ΣNOx negativ ist oder nicht. Wenn ΣNOx < 0 ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 533, in welchem ΣNOx zu Null gemacht wird.
Wenn andererseits im Schritt 523 ΣNOx > MAX entschieden ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 534, in welchem der NOx Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 535. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Fall, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger einmal gesetzt ist, der Ablauf vom Schritt 522 zum Schritt 535 springt. Im Schritt 535 wird entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist oder nicht. Ist zu diesem Zeitpunkt der Freisetzungsabschlußanzeiger nicht gesetzt, geht der Ablauf weiter zum Schritt 536.
Im Schritt 536 wird das AGR-Ventil 29 vollständig geschlossen. Anschließend wird im Schritt 537 die Drosselklappe 23 in einem vorbestimmten Grad geschlossen. Dieser vorbestimmte Grad ist im voraus in dem ROM 32 in der Form einer Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert. Daraufhin wird im Schritt 538 entschieden, ob eine vorbestimmte Zeitdauer von dem Zeitpunkt vergangen ist, zu dem der Prozeß zum Schließen des AGR-Ventils 29 und der Drosselklappe 23 ausgeführt ist, oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 539.
Im Schritt 539 wird die Handlung zum Einspritzen der vorbestimmten zusätzlichen Kraftstoffmenge eingeleitet. Anschließend wird im Schritt 540 die NCR-Freisetzung D' berechnet, wenn die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird. Danach wird im Schritt 541 die NCR-Menge ΣNOx um die NOx- Freisetzung D' vermindert. Daraufhin wird im Schritt 542 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 543, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird. Anschließend geht der Ablauf weiter zum Schritt 544. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Fall, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger einmal gesetzt ist, der Ablauf vom Schritt 535 zum Schritt 544 springt.
Im Schritt 544 wird entschieden, ob eine vorbestimmte Zeitdauer von dem Zeitpunkt an verstrichen ist, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist, oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 545. Im Schritt 545 wird das AGR-Ventil 29 in dem ursprünglichen Grad geöffnet, genauer ausgedrückt, in dem Grad, der in dem ROM 32 gespeichert und durch den Betriebszustand bestimmt ist. Anschließend wird im Schritt 546 auf ähnliche Weise die Drosselklappe 23 in dem ursprünglichen Grad geöffnet, genauer ausgedrückt, in dem Grad, der in dem ROM 32 gespeichert und durch den Betriebszustand bestimmt ist. Daraufhin wird im Schritt 547 entschieden, ob der Prozeß zum Öffnen des AGR-Ventils 29 und der Drosselklappe 23 abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Öffnungsprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 548, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt wird. Anschließend wird im Schritt 549 der NOx Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 89 zeigt eine andere Ausführungsform. In dieser Ausführungsform werden ebenfalls das AGR-Ventil 29 und die Drosselklappe 23 geschlossen, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist. Wenn der Öffnungsprozeß des AGR-Ventils 29 und der Drosselklappe 23 abgeschlossen ist, wird zusätzlicher Kraftstoff zugeführt, doch in dieser Ausführungsform wird das AGR-Ventil 29 nicht vollständig geöffnet und ist in einem bestimmten Grad geschlossen. D. h., in dieser Ausführungsform wird die Rückführungsmenge des AGR-Gases vermindert. Auf diese Weise wird die Menge des Abgases, das in die Brennkammer 5 zurückgeführt wird, vermindert, selbst wenn die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff verursacht, daß die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas in einem extremen Maß sinkt oder selbst wenn das Abgas eine große Menge von unverbranntem Kraftstoff enthält, so daß es möglich ist, das Eintreten von Fehlzündungen zu verhindern.
Fig. 90 bis Fig. 92 zeigen andere Ausführungsformen, in welchen verhindert wird, daß der unverbrannte Kraftstoff, der in dem Abgas enthalten ist, in die Brennkammer 5 zurückgeführt wird, wenn der zusätzliche Kraftstoff eingespritzt wird. In jeder der in Fig. 92 bis Fig. 92 gezeigten Ausführungsformen ist der AGR-Gaskanal 28 mit einem ersten Kanal 28a versehen, der mit dem Abgasrohr 25 oder 25a abgangsseitig des Abgaskrümmers 24 verbunden ist, und einem zweiten Kanal 28b, der mit dem Abgaskrümmer 24 verbunden ist. In dem Abschnitt, in welchem der erste Kanal 28a und der zweite Kanal 28b verbunden sind, ist eine Schaltvorrichtung angeordnet, die ein Umschaltventil 75 aufweist, das durch eine Betätigungsvorrichtung 74 gesteuert wird. Einer der beiden Kanäle, der erste Kanal 28a und der zweite Kanal 28b, wird durch die Schalthandlung des Umschaltventils 75 über den AGR-Gaskanal 28 und das AGR-Ventil 29 mit dem Inneren der Druckkammer 16 verbunden.
D. h., in diesen Ausführungsformen ist normalerweise der erste Kanal 28a durch das Umschaltventil 75 verschlossen, und der zweite Kanal 28b wird über den AGR-Gaskanal 28 und das AGR-Ventil 29 mit der Druckkammer 16 verbunden. Demgemäß wird normalerweise das Abgas in dem Abgaskrümmer 24 durch den zweiten Kanal 28b in die Druckkammer 16 zurückgeführt. Wenn andererseits das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen ist, wird die Schalthandlung des Umschaltventils 75 ausgeführt, der zweite Kanal 28b wird durch das Umschaltventil 75 geschlossen, und der erste Kanal 28a wird durch den AGR-Gaskanal 28 und das AGR-Ventil 29 mit der Druckkammer 16 verbunden. Wie ferner in Fig. 93 gezeigt, werden das AGR-Ventil 29 und die Drosselklappe 23 in dem Öffnungsgrad offengehalten, selbst wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt das Abgas durch den ersten Kanal 28a zu der Druckkammer 16 zurückgeführt.
In der in Fig. 90 gezeigten Ausführungsform ist eine Ausschließungsvorrichtung 77 für unverbrannten Kraftstoff in dem ersten Kanal 28a angeordnet, die einen Oxidationskatalysator oder ein HC-Absorptionsmittel 76 aufweist. Wenn die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff ausgeführt wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird das Abgas in dem Abgasrohr 25 durch die Ausschließungsvorrichtung 77 für unverbrannten Kraftstoff in die Druckkammer 16 zurückgeführt. Wenn diese Ausschließungsvorrichtung 77 für unverbrannten Kraftstoff einen Oxidationskatalysator 76 enthält, wird der unverbrannte Kraftstoff in dem Abgas durch den Oxidationskatalysator 76 oxidiert, während in dem Fall, wenn die Ausschließungsvorrichtung 77 für unverbrannten Kraftstoff ein HC-Absorptionsmittel 76 aufweist, der unverbrannte Kraftstoff in dem Abgas zu diesem Zeitpunkt durch das HC-Absorptionsmittel 76 absorbiert wird. In jedem der beiden Fälle wird der unverbrannte Kraftstoff nicht in die Brennkammer 5 zurückgeführt, wodurch es möglich ist, das Auftreten von Fehlzündungen zu verhindern.
Andererseits, wie vorstehend erwähnt, umgeht normalerweise das Abgas in dem Abgaskrümmer 24 die Ausschließungsvorrichtung 77 für unverbrannten Kraftstoff und wird in die Brennkammer 5 zurückgeführt. Dies ist derart, daß in dem Fall, wenn zu dem Zeitpunkt des Normalbetriebes unverbrannter Kraftstoff in dem Abgas vorliegt, der unverbrannte Kraftstoff so viel als möglich in die Brennkammer 5 zurückgeführt und in der Brennkammer 5 verbrannt werden kann, um zu dem höheren Abtrieb beizutragen und auch so viel als möglich zu verhindern, daß unverbrannter Kraftstoff in die Atmosphäre ausgestoßen wird.
In der in Fig. 91 gezeigten Ausführungsform ist der erste Kanal 28a mit dem Abgasrohr 25a abgangsseitig des NOx-Absorptionsmittel 26 verbunden. Wenn demgemäß in dieser Ausführungsform zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird das Abgas, welches das NOx-Absorptionsmittel 26 durchströmt, durch den ersten Kanal 28a zum Inneren der Druckkammer 16 zurückgeführt. Der unverbrannte Kraftstoff, der in dem Abgas enthalten ist, wird verwendet, um das NOx zu vermindern, das von dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt wird, d. h., der unverbrannte Kraftstoff wird in dem NOx-Absorptionsmittel 26 oxidiert, wodurch auch in dieser Ausführungsform der unverbrannte Kraftstoff nicht in die Brennkammer 5 zurückgeführt wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dieser Ausführungsform das NOx-Absorptionsmittel 26 die gleichzeitige Funktion einer Ausschließungsvorrichtung 77 für unverbrannten Kraftstoff ausführt.
In der in Fig. 92 gezeigten Ausführungsform ist eine katalytische Umwandlungsvorrichtung 79, die einen Oxidationskatalysator 78 enthält, zwischen dem Abgaskrümmer 24 und dem NOx Absorptionsmittel 26 angeordnet, und der erste Kanal 28a ist mit dem Abgasrohr 25 zwischen der katalytischen Umwandlungsvorrichtung 79 und dem NOx-Absorptionsmittel 26 verbunden. Wenn demgemäß in dieser Ausführungsform zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird das Abgas, das durch den Oxidationskatalysator 78 tritt, durch den ersten Kanal 28a zum Inneren der Druckkammer 16 zurückgeführt. Der unverbrannte Kraftstoff, der in dem Abgas enthalten ist, wird oxidiert, wenn er durch den Oxidationskatalysator 78 tritt, wodurch auch in dieser Ausführungsform unverbrannter Kraftstoff nicht in die Brennkammer 5 zurückgeführt wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dieser Ausführungsform der Oxidationskatalysator 78 die gleichzeitige Funktion einer Ausschließungsvorrichtung 77 für unverbrannten Kraftstoff ausführt.
Fig. 94 bis Fig. 96 zeigen den Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, der auf jede der in Fig. 90 bis Fig. 92 gezeigten Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung anwendbar ist. Dieser Ablauf wird durch Unterbrechung zu jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt.
In Fig. 94 bis Fig. 96 werden zuallererst im Schritt 550 die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2;, wie in Fig. 6 gezeigt und im voraus in dem ROM 32 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert, berechnet. Anschließend wird im Schritt 551 die Einspritzverstellung, die in Fig. 6 gezeigt und im voraus in dem ROM 32 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert ist, berechnet. Daraufhin geht der Ablauf weiter zum Schritt 552, in welchem entschieden wird, ob der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Normalerweise ist der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt, und der Ablauf geht weiter zum schritt 553. Im Schritt 553 wird entschieden, ob die NOx- Menge ΣNOx, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist, größer als der zulässige Wert MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 554.
Im Schritt 554 wird die Öffnung des AGR-Ventils 29, die in Fig. 7 gezeigt und im voraus in dem ROM 32 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert ist, berechnet. Anschließend wird im Schritt 555 die Öffnung der Drosselklappe 23, die in Fig. 7 gezeigt und im voraus in dem ROM 32 als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert ist, berechnet.
Anschließend wird im Schritt 556 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub0; (Fig. 7) ist oder nicht. Wenn L < L&sub0;, geht der Ablauf weiter zum Schritt 557, in welchem die NOx-Absorptionsmenge A aus dem in Fig. 14A gezeigten Kennfeld berechnet wird. Daraufhin wird im Schritt 558 die NOx-Freisetzung D zu Null gemacht, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 561. Wenn andererseits im Schritt 556 L > L&sub0; entschieden ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 559, in welchem die NOx-Freisetzung D aus dem in Fig. 14B gezeigten Kennfeld berechnet wird. Anschließend wird im Schritt 560 die NOx-Absorptionsmenge A zu Null gemacht, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 561.
Im Schritt 561 wird die NOx-Menge ΣNOx ( = ΣNOx + A - D) berechnet, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelt ist. Nachfolgend wird im Schritt 562 entschieden, ob ΣNOx negativ ist oder nicht. Wenn ΣNOx < 0, geht der Ablauf weiter zum Schritt 563, in welchem ΣNOx zu Null gemacht wird.
Wenn andererseits im Schritt 533 ΣNOx > MAX entschieden ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 564, in welchem der NOx- Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 565. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Fall, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger einmal gesetzt ist, der Ablauf vom Schritt 552 zum Schritt 565 springt. Im Schritt 565 wird entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist oder nicht. Ist zu diesem Zeitpunkt der Freisetzungsabschlußanzeiger nicht gesetzt, geht der Ablauf weiter zum Schritt 566.
Im Schritt 566 wird der zweite Kanal 28b durch das Umschaltventil 75 verschlossen, und das Umschaltventil 75 wird so umgeschaltet, daß der erste Kanal 28a mit der Druckkammer 16 verbunden wird. Anschließend wird im Schritt 567 entschieden, ob eine vorbestimmte Zeitdauer von dem Zeitpunkt an, wenn die Umschalthandlung des Umschaltventils abgeschlossen ist, vergangen ist oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 568.
Im Schritt 568 wird die Einspritzhandlung der vorbestimmten Menge des zusätzlichen Kraftstoffs eingeleitet. Anschließend wird im Schritt 569 die NOx-Freisetzung D' berechnet, wenn die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung ausgeführt ist, und dann wird im Schritt 567 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Daraufhin wird im Schritt 571 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner ist als der untere Wert MIN oder nicht. Wenn NOx < MIN, geht der Ablauf weiter zum Schritt 572, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird. Danach geht der Ablauf weiter zum Schritt 573. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Fall, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger einmal gesetzt ist, der Ablauf vom Schritt 565 zum Schritt 575 springt.
Im Schritt 573 wird entschieden, ob eine vorbestimmte Zeitdauer von dem Zeitpunkt, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist, abgelaufen ist oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 574.
Im Schritt 574 wird der erste Kanal 28a durch das Umschaltventil 75 verschlossen, und das Umschaltventil 75 wird so umgeschaltet, daß der zweite Kanal 28b mit der Druckkammer 16 verbunden wird. Anschließend wird im Schritt 575 entschieden, ob die Umschalthandlung des Umschaltventils 75 abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Umschaltprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 576, in welchen der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt wird. Danach wird im Schritt 577 der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt.
Fig. 97 zeigt eine noch andere Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist eine Sauerstoffzuführvorrichtung 80 angeordnet, um Sauerstoff in die Brennkammer 5 zuzuführen, wenn zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird, um die Freisetzung von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 zu verursachen. Wie Fig. 97 zeigt, ist diese Sauerstoffzuführvorrichtung 80 mit einem Sauerstoffbehälter 61 und einer Luftkammer 83 versehen, die in dem Sauerstoffbehälter 81 angeordnet ist und von einem zylinderförmigen, sauerstoffdurchlässigen Membran 82 umgeben ist. Ein Ende der Luftkammer 83 ist über eine Luftpumpe 84 mit dem Inneren eines Ansaugkanals 20 zugangsseitig der Drosselklappe 23 verbunden, während das andere Ende der Luftkammer 83 mit einem Luftausstoßrohr 85 verbunden ist. Ferner ist der Innenraum des Sauerstoffbehälters 81 durch ein Sauerstoffzuführventil 86 mit dem Inneren eines Ansaugkanals 20 abgangsseitig der Drosselklappe 23 verbunden.
Das Luftzuführventil 86 ist normalerweise verschlossen. Wenn die Brennkraftmaschine den Betrieb einleitet, wird die Luftpumpe 84 betätigt, und die von der Luftpumpe 84 gepumpte Luft wird in die Luftkammer 83 zugeführt. Der Sauerstoff, der in der Luft der Luftkammer 83 enthalten ist, tritt durch die sauerstoffdurchlässige Membran 82 und strömt in den Sauerstoffbehälter 81, wobei Sauerstoff in dem Sauerstoffbehälter 81 gesammelt wird. Andererseits wird die überschüssige Luft in der Luftkammer 83 aus dem Luftausstoßrohr 85 in die Außenluft ausgestoßen.
Wie Fig. 98 zeigt, wenn zusätzlicher Kraftstoff eingespritzt wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird das Sauerstoffzuführventil 86 geöffnet, während die Handlung zum Zuführen des zusätzlichen Kraftstoffs ausgeführt wird. Wenn das Sauerstoffzuführventil 86 geöffnet ist, wird der Sauerstoff in dem Sauerstoffbehälter 81 der Brennkammer 5 jedes Zylinders zugeführt. Wenn der zusätzliche Kraftstoff verbrannt ist und demzufolge die Sauerstoffkonzentration in dem AGR-Gas extrem gering ist, ermöglicht die Zuführung von Sauerstoff in die Brennkammer 5 jedes Zylinders das Ausschließen von Fehlzündungen.
Fig. 99 zeigt eine noch andere Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 in jedem Ansaugrohr 15 angeordnet, und der Kraftstoff wird in die entsprechenden Ansaugkanäle eingespritzt. Ferner wird in dieser Ausführungsform zusätzlicher Kraftstoff von einer Zusatzkraftstoffeinspritzvorrichtung 87, die in dem Abgasrohr 25 vorgesehen ist, eingespritzt, um das Freisetzen von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 zu verursachen. Der AGR- Gaskanal 28 ist mit dem Inneren des Abgasrohrs 25 abgangsseitig der Zusatzkraftstoffeinspritzvorrichtung 87 verbunden. Auch in dieser Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung ist es möglich, die in Fig. 80 bis Fig. 92 gezeigte AGR-Gas-Umschaltsteuervorrichtung zu verwenden.
Wie vorstehend erläutert, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem AGR-Gas äußerst gering ist, erfordert das Unterbinden des Auftretens von Fehlzündungen die Unterbrechung der Rückführung des AGR-Gases oder die Verminderung der Rückführungsmenge des AGR-Gases. D. h., es ist notwendig, entweder das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 in dem Zustand bei der unterbrochenen Rückführung des AGR- Gases fett auszubilden oder das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis in der Brennkammer 5 in dem Zustand, in dem die Rückführungsmenge des AGR-Gases vermindert ist, fett auszubilden. Wenn jedoch das letztgenannte Verfahren dieser beiden Verfahren übernommen wird, d. h. wenn das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 in dem Zustand, wenn das AGR-Gas zurückgeführt wird, fett ist, ergibt sich, daß natürlich die Rückführungsmenge des AGR-Gases und auch der Fettgrad einen wesentlichen Einfluß auf das Auftreten von Fehlzündungen aufweisen.
D. h., wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 in einem Zustand, wenn das AGR-Gas zurückgeführt wird, fett ausgebildet ist, nimmt die Temperatur der Brennflamme ab, und daher ist die Ausbreitung der Flamme schwierig und es treten leicht Fehlzündungen ein. D. h., wenn die Verbrennung in der Brennkammer 5 eingeleitet ist, wird die Verbrennungswärme zum Erhitzen des AGR-Gases und des noch unverbrannte Kraftstoffs in der Brennkammer 5 verwendet. Demgemäß gilt: je höher die Rückführungsrate des Abgases ist, um so geringer ist die Temperatur der Brennflamme, während gilt: je höher der Fettgrad ist, um so geringer ist die Temperatur der Brennflamme. Demgemäß gilt auch: je größer die Rückführungsrate des Abgases ist, um so leichter treten Fehlzündungen ein. D. h., wenn der Fettgrad hoch ist, es sei denn, die Rückführungsrate des Abgases ist niedriger eingestellt, treten Fehlzündungen auf.
Daher erfolgt zuallererst unter Bezugnahme auf Fig. 100 und
Fig. 101 eine Erläuterung der Beziehung zwischen der Menge des AGR-Gases und dem Fettgrad und den Fehlzündungen. Fig. 100 zeigt die Kraftstoffeinspritzmenge Q, die Öffnung der Drosselklappe 23, die Öffnung des AGR-Ventils 29, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 und die Rückführungsrate des Abgases [die Menge des AGR-Gases/ · (Menge des AGR-Gases + Menge der Ansaugluft)], d. h. die AGR-Rate in der in Fig. 1 gezeigten Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung. Wie Fig. 100 zeigt, wird die Öffnung der Drosselklappe 23 um so kleiner, je geringer die Belastung der Brennkraftmaschine ist. Wenn demgemäß die Belastung der Brennkraftmaschine am geringsten in dem Bereich ist, in welchem das AGR-Ventil 29 vollständig geöffnet ist, liegt die maximale AGR-Rate vor. Zu diesem Zeitpunkt, wie in Fig. 100 gezeigt, beträgt die AGR-Rate etwa 50%. Die AGR- Rate nimmt zusammen mit einer Vergrößerung der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 im wesentlichen linear ab und ist Null, wenn das AGR-Ventil 29 vollständig geschlossen ist. In der in Fig. 100 gezeigten Ausführungsform wird zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine das AGR-Gas zurückgeführt. Wenn zu diesem Zeitpunkt die NOx-Menge ΣNOx den zulässigen Wert MAX übersteigt, wird das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 in einem Zustand fett ausgebildet, wenn die Rückführung des AGR-Gases ausgeführt wird. Wenn jedoch in diesem Fall, wie vorstehend erwähnt, die AGR-Rate nicht verringert wird, je höher der Fettgrad des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses L/K ist, treten Fehlzündungen auf. Die gestrichelte Linie in Fig. 101 zeigt den Fehlzündungsgrenzwert als eine Grenze, bei der Fehlzündungen eintreten. Wenn die Kombination des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der AGR-Rate in einem Bereich übern diesem Fehlzündungsgrenzwert vorliegt, treten Fehlzündungen nicht ein. Wenn im Gegensatz dazu die Kombination des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der AGR-Rate in einem Bereich unter diesem Fehlzündungsgrenzwert vorliegt, treten Fehlzündungen ein. Aus Fig. 101 wird deutlich, daß es zur Verhinderung des Auftretens von Fehlzündungen notwendig ist, den Fettheitsgrad des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses L/K um so kleiner auszubilden, je größer die AGR- Rate ist.
Wenn jedoch, wie in Fig. 101 gezeigt, die Umschaltung von einem bestimmten mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis (L/K) M zu einem bestimmten fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (L/K) F zur Freisetzung des NOx erfolgt, was zu der NOx-Freisetzungshandlung beiträgt, ist die Kraftstoffmenge S. die erforderlich ist, um die Änderung von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dem fetten Luft-Kraftstoff- Verhältnis (L/K) R auszuführen. Demgemäß wird bevorzugt, die Kraftstoffmenge S so groß als möglich auszubilden, um den Kraftstoff zur Freisetzung von NOx wirkungsvoll auszunutzen, d. h., um den Fettheitsgrad des fetten Luft-Kraftstoff-Gemischs (L/K) F so hoch als möglich auszubilden. D. h., es ist zu bevorzugen, den Fettheitsgrad des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (L/K) F so nah als möglich an den Fehlzündungsgrenzwert in einem Maße anzunähern, um nicht den Fehlzündungsgrenzwert, zu übersteigen, wie durch die Vollinie 50 gezeigt ist.
Die Vollinien der Fig. 102 zeigen die AGR-Rate, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5, die Öffnung der Drosselklappe 23 und die Öffnung des AGR-Ventils 29 zu dem Zeitpunkt des normalen Betriebs, während die gestrichelten Linien in Fig. 102 die AGR-Rate, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5, die Öffnung der Drosselklappe 23 und die Öffnung des AGR-Ventils 29 zeigen, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 fett ausgebildet ist, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen. Ferner zeigen Fig. 103 bis Fig. 105 Zeitdiagramme des Falls, in welchem der NOx- Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, um das NOx, aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 freizusetzen. Anschließend erfolgt eine Erläuterung der NOx-Freisetzungssteuerung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 unter Bezugnahme auf Fig. 102 bis Fig. 105.
Wie Fig. 100 zeigt, wird zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub1; ist, Kraftstoff nur am Ende des Verdichtungshubs eingespritzt. Zu diesem Zeitpunkt, wie in Fig. 9C gezeigt, wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch nur in dem Hohlraum 3a ausgebildet. Die Bereiche, anders als der Hohlraum 3a, sind im wesentlichen mit Luft und AGR-Gas gefüllt, so daß sich ein ausgeprägter Schichtausbildungszustand mit einem hohen Grad der Schichtausbildung ergibt. Wenn andererseits zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 zwischen L&sub1; und L&sub2; ist, wird infolge der Ansaughubeinspritzung ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch in der gesamten Brennkammer 5 erzeugt.
Wie Fig. 10C zeigt, verursacht die Verdichtungshubeinspritzung ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das fetter als dieses magere Luft-Kraftstoff-Gemisch ist, das in dem Hohlraum 3a ausgebildet wird. Demgemäß ergibt sich zu diesem Zeitpunkt ein schwacher Schichtausbildungszustand mit einem Schichtausbildungsgrad, der niedriger als selbst der ausgeprägte Schichtausbildungszustand zum Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine ist. Wenn ferner zum Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 größer als L&sub2; ist, wird nur die Ansaughubeinspritzung ausgeführt. Dementsprechend wird zu diesem Zeitpunkt ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer 5 erzeugt.
Fig. 103 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine. Wenn es in dieser Ausführungsform notwendig ist, das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 in dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand freizusetzen, wird der ausgeprägte Schichtausbildungszustand in einen homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand geändert und die Einspritzmenge wird in dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand erhöht, wodurch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet wird und das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freigesetzt wird. Wenn ferner das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, um das NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 freizusetzen, steigt das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine an, doch in dieser Ausführungsform wird diese Erhöhung des Abtriebsdrehmoments der Brennkraftmaschine durch Vermindern der Ansaugluftmenge gesteuert, welche der Brennkammer 5 zugeführt wird. Wenn das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine auf diese Weise ansteigt, wird z. B. der Zündzeitpunkt verzögert, um das Ansteigen des Abtriebsdrehmoments zu verhindern.
D. h., wie in Fig. 103 gezeigt ist, in dem Zustand des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, bevor der NCR-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, d. h. in dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand, wird die Ansaughubeinspritzung nicht ausgeführt, nur die Verdichtungshubeinspritzung wird ausgeführt, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 mager ist. Ferner sind zu diesem Zeitpunkt die Drosselklappe 23 und das AGR-Ventil 29 geöffnet. Wenn anschließend der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen, wird das AGR-Ventil 29 geschlossen und die Drosselklappe 23 wird ebenfalls geschlossen. Wenn die Drosselklappe 23 geschlossen ist, wird die Verdichtungshubeinspritzmenge etwas erhöht, so daß das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine nicht zurückgeht.
Wenn daraufhin die Zeitdauer t vergangen ist, nachdem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung eingeleitet. D. h., es erfolgt ein Umschalten von einem ausgeprägten Schichtausbildungszustand in einen homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand. Zu diesem Zeitpunkt wird die Einspritzmenge erhöht, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 fett auszubilden. Wie jedoch durch die Vollinie in Fig. 102 gezeigt, ist zu dem Zeitpunkt des Niedriglastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn der ausgeprägte Schichtausbildungszustand vorliegt, die AGR-Rate beträchtlich hoch. Zu diesem Zeitpunkt liegt ausreichend Luft vor, so daß selbst dann, wenn die AGR-Rate hoch ausgebildet ist, eine gute Verbrennung erreicht wird, ohne daß Fehlzündungen auftreten. Wenn jedoch das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in dem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand fett ausgebildet ist, wenn die AGR-Rate zu hoch ist, treten Fehlzündungen auf. In diesem Fall beträgt die zulässige Fehlzündung-AGR-Rate, bei welcher keine Fehlzündungen auftreten, etwa 20%.
Wenn demgemäß ein Übergang von einem ausgeprägten Schichtausbildungszustand zu einem homogenen Luft-Kraftstoff- Gemisch-Zustand erfolgt, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 102 gezeigt ist, wird die AGR-Rate auf etwa 20% vermindert. D. h., wenn die AGR-Rate höher als die zulässige AGR-Rate ist, wird die AGR-Rate unter die zulässige AGR-Rate gesenkt. Diese Handlung zur Verminderung der AGR-Rate wird durch Verkleinern der Öffnung des AGR-Ventils 29 ausgeführt, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 102 gezeigt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß zu diesem Zeitpunkt dieser Fettheitsgrad zu einem Wert auf der Vollinie 50 der Fig. 101 gemacht ist, der durch die AGR-Rate bestimmt wird. Demgemäß wird zu diesem Zeitpunkt eine gute Verbrennung ohne Auftreten von Fehlzündungen erreicht.
Wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist, wird die Freisetzungshandlung des NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 eingeleitet. Wenn daraufhin die Freisetzungshandlung des NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 abgeschlossen ist, folgt der umgekehrte Prozeß, um wieder zu dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand zurückzuführen. D. h., wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird die Ansaughubeinspritzung angehalten, und die Verdichtungshubeinspritzung wird eingeleitet. Wenn die Zeitdauer t von dem Zeitpunkt an vergangen ist, wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, werden die Drosselklappe 23 und das AGR-Ventil 29 geöffnet und der NOx-Freisetzungsanzeiger wird zurückgesetzt.
Fig. 104 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung zu dem Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine. Wenn zum Zeitpunkt des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Verdichtungshubeinspritzung angehalten, und die Ansaughubeinspritzmenge wird erhöht. D. h., wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, ändert sich der schwache Schichtausbildungszustand in den homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch- Zustand, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K in der Brennkammer 5 wird fett ausgebildet, und die Freisetzungshandlung des NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 wird eingeleitet. Wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, wird der homogene Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand in den schwachen Schichtausbildungszustand zurückgeführt.
Wie in Fig. 102 gezeigt, ist selbst während der Zeitdauer des Mittellastbetriebs der Brennkraftmaschine, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine niedrig ist, die AGR-Rate höher als die zulässige AGR-Rate, wie durch die Vollinie gezeigt ist. Demgemäß ist zu diesem Zeitpunkt, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 102 und Fig. 104 gezeigt, wenn NOx freigesetzt wird, das AGR-Ventil 29 etwas geschlossen, um die AGR-Rate unterhalb der zulässigen AGR-Rate auszubilden. Zu anderen Zeitpunkten ist die AGR-Rate unterhalb der zulässigen AGR-Rate, so daß die AGR-Rate während der NOx-Freisetzungshandlung auf einem Wert erhalten wird, der gleich dem AGR-Wert vor der NOx-Freisetzungsanzeiger ist. Zu diesem Zeitpunkt sind die AGR-Rate und der Fettheitsgrad auf der Vollinie So in Fig. 101. Wie demgemäß aus Fig. 101 deutlich wird, gilt: je niedriger die AGR-Rate, um so höher ist der Fettheitsgrad.
Fig. 105 zeigt ein Zeitdiagramm der NOx-Freisetzungssteuerung zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine. Wie Fig. 105 zeigt, wird zu dem Zeitpunkt des Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine, bevor der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, nur die Ansaughubeinspritzung ausgeführt, und das homogene Luft-Kraftstoff-Gemisch wird verbrannt. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, wird die Ansaughubeinspritzmenge erhöht, und das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K wird fett ausgebildet.
Anschließend erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 106 und 107 zunächst eine Erläuterung des Grundablaufs zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung. Es ist darauf hinzuweisen, daß dieser Ablauf z. B. durch Unterbrechung zu jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt wird.
In Fig. 106 und Fig. 107 wird zuallererst im Schritt 580 entschieden, ob der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 581, in welchem aus der Beziehung, die in Fig. 6 gezeigt und im voraus in dem ROM 33 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert ist, die Ansaughubeinspritzmenge Q&sub1; und die Verdichtungshubeinspritzmenge Q&sub2; berechnet werden. Anschließend wird im Schritt 582 die Einspritzverstellung auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aus den Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 gespeichert und in Fig. 6 gezeigt sind. Daraufhin wird im Schritt 583 die Öffnung der Drosselklappe 23 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aus der Beziehung berechnet, die im voraus in dem ROM 33 gespeichert und in Fig. 7 gezeigt ist. Dann wird im Schritt 584 die Öffnung des AGR-Ventils 29 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine aus der Beziehungen berechnet, die im voraus in dem ROM 33 gespeichert ist. Danach wird im Schritt 585 die Öffnung des Einlaßsteuerventils 17 auf der Grundlage der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 aus der Beziehung berechnet, die im voraus in dem ROM 33 gespeichert und in Fig. 8 gezeigt ist.
Danach wird im Schritt 586 entschieden, ob die Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 kleiner als L&sub0; (Fig. 100) ist oder nicht. Wenn L < L&sub0;, geht es weiter zum Schritt 587, in welchem die NOx-Absorptionsmenge A aus dem in Fig. 14A gezeigten Kennfeld berechnet wird. Daraufhin wird im Schritt 588 die NOx-Freisetzungsmenge D zu Null ausgebildet und danach geht der Ablauf weiter zum Schritt 591. Wenn andererseits entschieden ist, daß im Schritt 586 L > L&sub0; ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 589, in welchem die NOx-Freisetzungsmenge D aus dem in Fig. 14B gezeigten Kennfeld berechnet wird. Anschließend wird im Schritt 590 die NOx-Absorptionsmenge A zu Null gemacht und dann geht der Ablauf weiter zum Schritt 591. Im Schritt 591 wird die NOx-Menge ΣNOx berechnet, die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 ( = ΣNOx + A - D) absorbiert ermittelt ist. Danach wird im Schritt 592 entschieden, ob ΣNOx negativ ist oder nicht. Wenn ΣNOx < 0 ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 593, in dem ΣNOx zu Null gemacht wird. Anschließend wird im Schritt 594 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx den zulässigen Wert MAX, wie in Fig. 13 gezeigt, überschreitet oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 595, in welchem der NOx- Freisetzungsanzeiger gesetzt wird.
Wird andererseits im Schritt 580 entschieden, daß der NOx- Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 596, in welchem der in Fig. 103 bis Fig. 105 gezeigte Fett-Prozeß ausgeführt wird. Dieser Fett-Prozeß wird durch den in Fig. 108 gezeigten Ablauf ausgeführt.
D. h., in Fig. 108 wird zuallererst im Schritt 600 entschieden, ob der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt ist, der anzeigt, daß die Freisetzung des NOx abgeschlossen ist, gesetzt ist oder nicht. Wenn unmittelbar nach dem Einleiten des Fett-Prozesses der Freisetzungsabschlußanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 601, in welchem der Vorprozeß ausgeführt wird, bis das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis L/K fett ausgebildet ist. Zu dem Zeitpunkt einer geringen Belastung, wie in Fig. 103 gezeigt, ist dieser Vorprozeß der Prozeß zum Öffnen der Drosselklappe 23 und des AGR-Ventils 29, wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, d. h., wenn der Fett-Prozeß eingeleitet ist. Dieser Vorprozeß wird zu dem Zeitpunkt einer mittleren Belastung, wie in Fig. 104 gezeigt, oder einer hohen Belastung, wie in Fig. 105 gezeigt, nicht ausgeführt.
Daraufhin wird im Schritt 602 entschieden, ob dieser Vorprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Vorprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 603, in welchem der Fett-Prozeß ausgeführt wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis L/K fett auszubilden. Dann wird im Schritt 604 die NOx-Freisetzung D' während der NOx-Freisetzungshandlung berechnet. Diese NOx-Freisetzung D' ist im voraus in dem ROM 33 in der Form des in Fig. 23 gezeigten Kennfelds als eine Funktion der Betätigungsmenge L des Gaspedals 40 und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert. Anschließend wird im Schritt 605 die NOx-Menge ΣNOx um die NOx-Freisetzung D' vermindert. Daraufhin wird im Schritt 606 entschieden, ob die NOx-Menge ΣNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, wird entschieden, daß die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, und der Ablauf geht weiter zum Schritt 607, in welchem der Freisetzungsabschlußanzeiger gesetzt wird. Danach geht der Ablauf weiter zum Schritt 608. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Fall, wenn der Freisetzungsabschlußanzeiger einmal gesetzt ist, der Ablauf vom Schritt 600 zum Schritt 608 springt.
Im Schritt 608 wird der Nachprozeß ausgeführt, bis der Ausgangszustand zu dem Punkt nach dem Abschluß der NOx-Freisetzungshandlung zurückgeführt ist. In dem in Fig. 103 gezeigten Fall weist dieser Nachprozeß den Prozeß zur Änderung von der Ansaughubeinspritzung zu der Verdichtungshubeinspritzung auf, wenn die NOx-Freisetzungshandlung abgeschlossen ist, und den Prozeß zum Öffnen der Drosselklappe 23 und des AGR-Ventils 29. In dem in Fig. 104 und Fig. 105 gezeigten Fall weist der Nachprozeß den Prozeß zum Rückführen zu der ursprünglichen Einspritzungsform auf. Danach wird im Schritt 609 entschieden, ob dieser Nachprozeß abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Nachprozeß abgeschlossen ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 610, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger und der Freisetzungsabschlußanzeiger zurückgesetzt werden.
Fig. 109 zeigt den Fall der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, wobei jedes Ansaugrohr 15 mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 11 versehen ist und ein mageres Luft-Kraftstoff- Gemisch in einem Schichtausbildungszustand oder einem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zustand in der Brennkammer 5 verbrannt wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß in dieser Ausführungsform die Öffnung der Drosselklappe 23 durch das Gaspedal direkt gesteuert wird und ferner ein Luftströmungsmengenmeßgerät 88 zwischen dem Ansaugkanal 20 und dem Luftfilter 21 angeordnet ist, um die Ansaugluftmenge zu erfassen.
In dieser Ausführungsform wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt TAU grundlegend auf der Grundlage der folgenden Gleichung berechnet:
TAU = K · TP.
Hier bezeichnet TP den Kraftstoffeinspritzgrundzeitpunkt und K bezeichnet den Korrekturkoeffizienten. Der Kraftstoffeinspritzgrundzeitpunkt TP bezeichnet den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, der notwendig ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs, das dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführt wird, zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis auszubilden. Dieser Kraftstoffeinspritzgrundzeitpunkt TP wird im voraus durch Versuche ermittelt und wird in einem ROM im voraus in der Form eines Kennfelds gespeichert, wie es in Fig. 110 gezeigt ist, als eine Funktion der Belastung Q/N der Brennkraftmaschine (Ansaugluftmenge Q/Drehzahl N der Brennkraftmaschine) und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine. Der Korrekturkoeffizient K ist ein Koeffizient zur Steuerung des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs, das dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführt wird, so daß dann, wenn K = 1,0 ist, das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in den Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführt wird, das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Wenn im Gegensatz dazu K < 1,0 ist, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs, das dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführt wird, größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, d. h. wird mager. Wenn K > 1,0 ist, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs, das in den Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführt wird, kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, d. h. wird fett.
Das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff- Gemischs, das in den Zylinder der Brennkraftmaschine zuzuführen ist, d. h. der Wert des Korrekturkoeffizienten K, wird gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine verändert. In dieser Ausführungsform, wie in Fig. 112 grundlegend gezeigt, wird er im voraus als eine Funktion der Belastung Q/N der Brennkraftmaschine und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine bestimmt. D. h., wie in Fig. 112 gezeigt, in dem Niedriglastbetriebsbereich auf der Seite der niedrigen Belastung der Vollinie R ist K < 1,0, d. h., das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird mager ausgebildet, in dem Hochlastbetriebsbereich zwischen der Vollinie R und der Vollinie S ist K = 1,0, d. h. das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft- Kraftstoff-Gemischs wird zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausgebildet, während in dem Vollastbetriebsbereich auf der Hochlastseite der Vollinie S K > 1,0 ist, d. h., das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird fett ausgebildet.
Fig. 111 zeigt die AGR-Rate. Die Figuren in Fig. 111 zeigen die AGR-Raten. Wie Fig. 111 zeigt, ist die AGR-Rate eine Funktion der Belastung Q/N der Brennkraftmaschine und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine. Diese AGR-Rate wird im voraus in einem ROM gespeichert. Die Öffnung des AGR-Ventils 29 wird gesteuert, um die in Fig. 111 gezeigte AGR-Rate auszubilden.
Wie Fig. 111 zeigt, ist in dieser Ausführungsform der Maximalwert der AGR-Rate 20%. Wenn demgemäß das NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel 26 freigesetzt wird, wird die AGR-Rate erhalten wie sie ist. Fig. 113 zeigt die Beziehung zwischen dem Korrekturkoeffizient K und der AGR-Rate, wenn das Luft- Kraftstoff-Gemisch fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 freizusetzen. Die in Fig. 113 gezeigte Vollinie entspricht dem Fehlzündungsgrenzwert S&sub0;, wie in Fig. 101 gezeigt ist. Demgemäß wird auch in dieser Ausführungsform der Fettheitsgrad des Luft-Kraftstoff-Gemischs um so geringer ausgebildet, je höher die AGR-Rate ist.
Fig. 114 und Fig. 115 zeigen den Ablauf zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung. Dieser Ablauf wird z. B. durch Unterbrechung zu jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt. Unter Bezugnahme auf Fig. 114 und Fig. 115 wird zuallererst im Schritt 620 der Kraftstoffeinspritzgrundzeitpunkt TP aus dem in Fig. 110 gezeigten Kennfeld berechnet. Anschließend wird im Schritt 261 die AGR-Rate aus Fig. 111 ermittelt, und die Öffnung des AGR-Ventils 29 wird so gesteuert, daß diese AGR-Rate ausgebildet wird. Danach wird im Schritt 622 entschieden, ob der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist oder nicht. Wenn der NOx-Freisetzungsanzeiger nicht gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 623, in welchem der Korrekturkoeffizient K auf der Grundlage der Fig. 112 berechnet wird. Anschließend wird im Schritt 627 der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt TAU ( = K · TP) aus dem Kraftstoffeinspritzgrundzeitpunkt TP und dem Korrekturkoeffizient K berechnet.
Daraufhin wird im Schritt 628 entschieden, ob der Korrekturkoeffizient K kleiner als 1,0 ist oder nicht. Wenn K < 1,0 ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 629, in welchem die NOx-Absorptionsmenge A aus dem in Fig. 14A gezeigten Kennfeld berechnet wird. Dann wird im Schritt 630 die NCR-Freisetzung D zu Null gemacht, und daraufhin geht der Ablauf weiter zum Schritt 633. Wenn andererseits im Schritt 628 entschieden ist, daß K > 1,0 ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 631, in welchem die NOx-Freisetzung D aus dem in Fig. 14B gezeigten Kennfeld berechnet wird. Anschließend wird im Schritt 632 die NOx-Absorptionsmenge A zu Null gemacht. Danach geht der Ablauf weiter zum Schritt 633.
Im Schritt 633 wird die als in dem NOx-Absorptionsmittel 26 absorbiert ermittelte NOx-Menge ΣNOx ( = ΣNOx + A - D) berechnet. Daraufhin wird im Schritt 634 entschieden, ob ΣNOx negativ ist oder nicht. Wenn ΣNOx < 0 ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 635, in welchem ΣNOx zu Null gemacht wird. Anschließend wird im Schritt 636 entschieden, ob ΣNOx > MAX ist oder nicht. Wenn ΣNOx > MAX ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 637, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt wird.
Wenn andererseits im Schritt 622 entschieden ist, daß der NOx-Freisetzungsanzeiger gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 624, in welchem der Korrekturkoeffizient K (> 1,0) aus der in Fig. 113 gezeigten Beziehung berechnet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs fett ausgebildet, und daher wird die NOx-Freisetzungshandlung aus dem NOx-Absorptionsmittel 26 eingeleitet. Anschließend wird im Schritt 625 entschieden, ob XNOx kleiner als der untere Wert MIN ist oder nicht. Wenn ΣNOx < MIN ist, geht der Ablauf weiter zum Schritt 626, in welchem der NOx-Freisetzungsanzeiger zurückgesetzt wird.

Claims

1. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, wobei ein NOx-Absorptionsmittel, welches NOx, absorbiert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zuströmenden Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel strömt, mager ist, und das absorbierte NOx, freisetzt, wenn das Luft- Kraftstoff-Verhältnis des zuströmenden Abgases das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist oder fett ist, in dem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei dann, wenn in einem Betriebszustand der Verbrennung eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemischs, wobei das Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem Zustand mit einem mageren mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer verbrannt wird, das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in der Brennkammer ausgebildet ist, geschichtet ist, um ein zündfähiges Luft- Kraftstoff-Gemisch in einem begrenzten Bereich des Teils des Inneren der Brennkammer auszubilden, und um das NOx, das zu diesem Zeitpunkt erzeugt ist, in dem NOx-Absorptionsmittel zu absorbieren, und wenn das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel freigesetzt wird, wenn in dem Betriebszustand der Verbrennung des mageren Luft-Kraftstoff-Gemischs das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird und die Schwankungsmenge des zündfähigen Luft- Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs, das in dem begrenzten Bereich des Teils des Inneren der Brennkammer zu diesem Zeitpunkt ausgebildet ist, kleiner als die Verminderungsmenge des mittleren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist.

2. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die Freisetzung des NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, die zuzuführende Kraftstoffmenge vergrößert wird, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett ist und das nicht verbrennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch, das durch die vergrößerte Kraftstoffmenge ausgebildet wird, verwendet wird, um die Bereiche, anders als der vorstehend erwähnte begrenzte Bereich des Teils der Brennkammer, zu füllen.

3. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 2, wobei der begrenzte Bereich des Teils der Brennkammer einen Hohlraum aufweist, der am Oberteil des Kolbens erzeugt ist, in dem Hohlraum durch den in den Hohlraum an dem Ende des Verdichtungshubs eingespritzten Kraftstoff ein verbrennbares Luft- Kraftstoff-Gemisch ausgebildet wird, wenn das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer mager ist, und zusätzlicher Kraftstoff in die Brennkammer zugeführt wird, selbst während des Ansaughubs, zusätzlich am Ende des Verdichtungshubs, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer das stöchiometrische Luft-Kraftstoff- Verhältnis aufweist oder fett ist, um das NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel in dem Betriebszustand der Verbrennung des mageren Luft-Kraftstoff-Gemischs freizusetzen, die Kraftstoffmenge, die am Ende des Verdichtungshubs eingespritzt wird, geringfügig um die zusätzliche Kraftstoffmenge beim Ansaughub vermindert wird, so daß die Kraftstoffmengen, welche das brennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Hohlraum ausbilden, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist und es zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff- Verhältnis oder fett ausbilden, im wesentlichen gleich sind und der Teil des bei dem Ansaughub zusätzlich zugeführten Kraftstoffs das unbrennbare Luft-Kraftstoff-Gemisch ausbildet.

4. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigeren Belastung als eine vorbestimmte Belastung betrieben wird, ein brennbares Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem begrenzten Bereich des Teils des Inneren der Brennkammer erzeugt wird, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer mager ist, wenn die Brennkraftmaschine bei einer Brennkraftmaschinenbelastung betrieben wird, die höher als die vorstehend erwähnte Belastungseinstellung ist, Kraftstoff in die Brennkammer zu dem Zeitpunkt des Ansaughubs zugeführt wird und Kraftstoff, der die Zündquelle ausbildet, in die Brennkammer am Ende des Verdichtungshubs eingespritzt wird, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer mager ausgebildet wird, und wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freigesetzt wird, wenn die Brennkraftmaschine mit einer Brennkraftmaschinenbelastung betrieben wird, die höher als die vorstehend erwähnte Belastungseinstellung ist, die Öffnung der Drosselklappe, die in dem Einlaßkanal angeordnet ist, verkleinert wird, so daß das mittlere Luft-Kraftstoff- Verhältnis in der Brennkammer als das stöchiometrische Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet wird und die Kraftstoffmenge, die während des Ansaughubs zugeführt wird, vergrößert wird, so daß das Abtriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine nicht vermindert wird, selbst wenn die Öffnung der Drosselklappenöffnung verkleinert wird.

5. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff- Verhältnis oder fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, der Schichtausbildungsgrad des Luft-Kraftstoff-Gemischs verringert wird.

6. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 5, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel freizusetzen, das Luft-Kraftstoff-Gemisch im wesentlichen ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch ist.

7. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 5, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, der Zeitpunkt der Zuführung des Kraftstoffs in die Brennkammer früher vorgesehen wird.

8. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 7, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett geändert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, der Zeitpunkt der Kraftstoffzuführung von dem Verdichtungshub zu dem Ansaughub verändert wird.

9. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 7, wobei die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer und in den Einlaßkanal selektiv ausgeführt wird, und wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freigesetzt wird, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, indem die in den Einlaßkanal eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert wird.

10. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 7, wobei die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer und in den Einlaßkanal selektiv ausgeführt wird, und wenn entschieden ist, daß NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen ist, wenn Kraftstoff nur der Brennkammer zugeführt wird, der Zeitpunkt des Einspritzens des Kraftstoffs in die Brennkammer früher vorgesehen und die in die Brennkammer eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett zu verändern, während dann, wenn entschieden ist, daß NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel freizusetzen ist, wenn dem Einlaßkanal Kraftstoff zugeführt wird, die in den Einlaßkanal eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert wird, um das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett zu verändern.

11. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn in dem Betriebszustand der Verbrennung des mageren Luft- Kraftstoff-Gemischs der Kraftstoff dem Bereich um die Zündkerze zugeführt wird, um ein zündfähiges Luft-Kraftstoff- Gemisch in dem Bereich um die Zündkerze auszubilden, während dann, wenn die Freisetzung von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, Kraftstoff zugeführt und auch in Bereichen anders als um die Zündkerze verteilt wird.

12. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 11, wobei der Bereich um die Zündkerze einen Hohlraum aufweist, der in dem Oberteil des Kolbens erzeugt ist, und wenn das NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel freigesetzt wird, die Zuführung von Kraftstoff in Bereiche anders als der Hohlraum erfolgt.

13. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn in dem Betriebszustand der Verbrennung eines mageren Luft- Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer eine Wirbelströmung hervorgerufen wird und das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer geschichtet wird, während dann, wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freigesetzt wird, die Wirbelströmung abgeschwächt wird, um den Schichtausbildungsgrad in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch zu verringern.

14. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 13, wobei dann, wenn NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freigesetzt wird, das Luft- Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer im wesentlichen als ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch ausgebildet ist.

15. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, die Sauerstoffkonzentration um die Zündkerze erhöht wird.

16. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 15, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, die Ansaugluftmenge, die von dem Einlaßkanal der Brennkammer zugeführt wird, vergrößert wird, um die Sauerstoffkonzentration um die Zündkerze zu erhöhen.

17. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 16, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, die Abgasrückführmenge, die der Brennkammer zurückgeführt wird, verkleinert wird, um die Ansaugluftmenge zu vergrößern, die von dem Einlaßkanal der Brennkammer zugeführt wird.

18. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 17, wobei dann, wenn die Freisetzung von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff- Verhältnis oder fett verändert wird, nachdem die Verkleinerung der Abgasrückführmenge, die zu der Brennkammer zurückgeführt wird, erfolgt ist.

19. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 15, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, Luft um die Zündkerze örtlich zugeführt wird, um die Sauerstoffkonzentration um die Zündkerze zu erhöhen.

20. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 19, wobei dann, wenn das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, Luft in das Luft-Kraftstoff-Gemisch eingeblasen wird, das um die Zündkerze ausgebildet ist, um Luft um die Zündkerze örtlich zuzuführen.

21. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei das Luft- Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer zwischen einem ausgeprägten Schichtausbildungszustand, einem schwachen Schichtausbildungszustand mit einem Schichtausbildungsgrad, der geringer als der ausgeprägte Schichtausbildungszustand ist, und einem im wesentlichen homogenen Zustand gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine umgeschaltet wird, und wenn das Umschalten von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand in den im wesentlichen homogenen Zustand ausgeführt wird, um NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, zuerst das Umschalten in den schwachen Schichtausbildungszustand und dann in den im wesentlichen homogenen Zustand erfolgt.

22. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei das Luft- Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer zwischen einem ausgeprägten Schichtausbildungszustand, einem schwachen Schichtausbildungszustand mit einem Schichtausbildungsgrad, der geringer als der ausgeprägte Schichtausbildungszustand ist, und einem im wesentlichen homogenen Zustand gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine umgeschaltet wird, und wenn das Umschalten von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand in den im wesentlichen homogenen Zustand ausgeführt wird, um NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, eines der zwei Umschaltverfahren, d. h., zuerst das Umschalten in den schwachen Schichtausbildungszustand und dann in den im wesentlichen homogenen Zustand oder das Umschalten direkt von dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand in den im wesentlichen homogenen Zustand, abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ausgewählt wird.

23. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei ein erster Betriebszustand vorliegt, in welchem das Luft-Kraftstoff- Gemisch in der Brennkammer in dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand ist, und ein zweiter Betriebszustand, in welchem das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer in einem Zustand mit einem Schichtausbildungsgrad ist, der geringer als der ausgeprägte Schichtausbildungszustand oder ein im wesentlichen homogener Zustand ist, und wenn die Änderung von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand erfolgt, wenn in einem Zustand zum Freisetzen von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel, das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel in dem zweiten Betriebszustand freizusetzen, dann der Betriebszustand in den ersten Betriebszustand verändert wird.

24. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei ein erster Betriebszustand vorliegt, in welchem das Luft-Kraftstoff- Gemisch in der Brennkammer in dem ausgeprägten Schichtausbildungszustand ist, und ein zweiter Betriebszustand, in welchem das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer in einem Zustand mit einem Schichtausbildungsgrad ist, der geringer als der ausgeprägte Schichtausbildungszustand oder ein im wesentlichen homogener Zustand ist, und wenn die Änderung von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand erfolgt, wenn in einem Zustand zum Freisetzen von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel, das mittlere Luft- Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel in dem zweiten Betriebszustand freizusetzen, unmittelbar nach der Änderung in den zweiten Betriebszustand.

25. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei ein erster Betriebszustand vorliegt, in welchem das Luft-Kraftstoff- Gemisch in der Brennkammer im ausgeprägten Schichtausbildungszustand ist, und ein zweiter Betriebszustand, in welchem das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer in einem Zustand mit einem Schichtausbildungsgrad ist, der geringer als der ausgeprägte Schichtausbildungszustand oder ein im wesentlichen homogener Zustand ist, und wenn die Freisetzung von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, wenn in dem ersten Betriebszustand, zusätzlicher Kraftstoff in die Brennkammer in dem Ausdehnungshub oder in dem Ausstoßhub zugeführt wird, während dann, wenn die Freisetzung von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, wenn in dem zweiten Betriebszustand, die in die Brennkammer zugeführte Kraftstoffmenge während des Ansaughubs vergrößert wird.

26. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die Freisetzung von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, wenn das Getriebe nicht in einer Leerlaufstellung ist, in dem Ausdehnungshub oder in dem Ausstoßhub zusätzlicher Kraftstoff in die Brennkammer zugeführt wird, während dann, wenn die Freisetzung von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, wenn das Getriebe in der Leerlaufposition ist, die in dem Ansaughub in die Brennkammer zugeführte Kraftstoffmenge vergrößert wird.

27. Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die Freisetzung von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, wenn ein Drehmomentwandler des automatischen Getriebes in einem direkten Verbindungszustand ist, zusätzlicher Kraftstoff in dem Ausdehnungshub oder in dem Ausstoßhub in die Brennkammer zugeführt wird, während dann, wenn die Freisetzung von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, wenn der Drehmomentwandler des automatischen Getriebes nicht in dem direkten Verbindungszustand ist, die in dem Ansaughub der Brennkammer zugeführte Kraftstoffmenge vergrößert wird.

28. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die NOx-Menge, die als in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiert ermittelt ist, einen vorbestimmten Einstellwert übersteigt und das Fahrzeug in einem Halt ist, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen.

29. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die NOx-Menge, die als in dem NOx-.Absorptionsmittel absorbiert ermittelt ist, einen vorbestimmten Einstellwert übersteigt, und wenn das Getriebe in der Leerlaufstellung angeordnet ist, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen.

30. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die NOx-Menge, die als in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiert ermittelt ist, einen vorbestimmten Einstellwert übersteigt, und wenn eine Schaltoperation ausgeführt wird, das mittlere Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer von mager zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx- Absorptionsmittel freizusetzen.

31. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx- Absorptionsmittel einströmt, zu dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder fett verändert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, die Menge des unverbrannten Kraftstoffs, welche durch den Abgasrückführungskanal in den Einlaßkanal der Brennkraftmaschine zurückgeführt ist, verkleinert wird.

32. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 31, wobei dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx- Absorptionsmittel einströmt, zu dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, die Menge des zurückgeführten Abgases, welches durch den Abgasrückführungskanal in den Einlaßkanal der Brennkraftmaschine zurückgeführt ist, verkleinert wird.

33. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 32, wobei dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx- Absorptionsmittel einströmt, zu dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, die Menge der Ansaugluft zusammen mit der Verkleinerung der Menge des zurückgeführten Abgases verringert wird.

34. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 31, wobei dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx- Absorptionsmittel einströmt, zu dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, das Abgas durch eine Ausschließungsvorrichtung für unverbrannten Kraftstoff zum Ausschließen von unverbrannten Kraftstoff tritt und in den Eintrittskanal der Brennkraftmaschine zurückgeführt wird, während dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel einströmt, mager ist, das Abgas in den Einlaßkanal der Brennkraftmaschine zurückgeführt wird, ohne die Ausschließungsvorrichtung für unverbrannten Kraftstoff zu durchlaufen.

35. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx- Absorptionsmittel einströmt, zu dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, die Sauerstoffkonzentration in der Brennkammer der Brennkraftmaschine erhöht wird.

36. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 35, wobei dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx- Absorptionsmittel einströmt, zu dem stöchiometrischen Luft- Kraftstoff-Verhältnis oder fett ausgebildet wird, um das NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel freizusetzen, Sauerstoff in die Brennkammer der Brennkraftmaschine zugeführt wird.

37. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die Rückführung von Abgas in den Einlaßkanal der Brennkraftmaschine und die Freisetzung von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel ausgeführt werden, und wenn die Rückführungsrate des Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel einströmt, hoch ist, der Fettheitsgrad des Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel einströmt, niedriger als jener ausgebildet wird, wenn sie niedrig ist.

38. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 37, wobei dann, wenn die Freisetzung von NOx, aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, und wenn die Rückführungsrate des Abgases höher als eine vorbestimmte, zulässige Rückführungsrate ist, die Rückführungsrate des Abgases niedriger als die zulässige Rückführungsrate ausgebildet wird.

39. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß Anspruch 37, wobei dann, wenn die Freisetzung des NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel erfolgt, wenn die Rückführungsrate des Abgases niedriger als eine vorbestimmte Rückführungsrate ist, die Rückführungsrate des Abgases vor der NOx-Freisetzungshandlung und während der NOx-Freisetzungshandlung unverändert erhalten wird.