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DE69314866T2 - Abgasreinigungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Abgasreinigungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor

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DE69314866T2
DE69314866T2 DE69314866T DE69314866T DE69314866T2 DE 69314866 T2 DE69314866 T2 DE 69314866T2 DE 69314866 T DE69314866 T DE 69314866T DE 69314866 T DE69314866 T DE 69314866T DE 69314866 T2 DE69314866 T2 DE 69314866T2
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DE
Germany
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air
exhaust gas
nox
fuel ratio
nox absorber
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Application number
DE69314866T
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Satoshi Iguchi
Satomi Seto
Shinichi Takeshima
Toshiaki Tanaka
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Priority claimed from JP4214311A external-priority patent/JP2658756B2/ja
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem NOx-Absorber, vergleichabr beispielsweise mit der JP-A-89 0274193.
    • 2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Mit Bezug auf eine Brennkraftmaschine, bei der ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, hat die Anmelderin eine neue Bauart einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei der ein NOx-Absorber im Abgaskanal angeordnet ist. Dieser NOx-Absorber absorbiert NOx, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Absorber strömenden Abgases mager ist, und gibt das absorbierte NOx wieder frei, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Absorber strömenden Abgases angereichert bzw. fett wird. Bei dieser Brennkraftmaschine wird das NOx, das erzeugt wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, durch den NOx-Absorber absorbiert. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Absorber strömenden Abgases wird vorübergehend angereichert, bevor die Absorptionskapazität des NOx-Absorbers zur Neige geht. Zu diesem Zeitpunkt wird das NOx aus dem NOx-Absorber freigesetzt und gleichzeitig das auf diese Art und Weise freigesetzte NOx reduziert (vgl. die korrespondierende US-Patentanmeldung Nr. 66,100, die auf die PCT-Anmeldung JP92/01279 zurückgeht).
  • Bei einer solchen Brennkraftmaschine wird beispielsweise dann, wenn das einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführte Luft/Kraftstoff-Gemisch angereichert wird, eine große Menge an unverbranntem HC und CO etc. durch die Brennkraftmaschine ausgestoßen. Darüber hinaus wird zu diesem Zeitpunkt - weil das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Absorber strömenden Abgases angereichert ist - das NOx aus dem NOx-Absorber freigesetzte. Währenddessen wird ein Teil des unverbrannten HC und CO etc. zur Reduktion des durch die Brennkraftmaschine ausgestoßenen NOx verwendet, und wird das verbleibende NOx zur Reduktion des durch den NOx-Absorber freigesetzten NOx verwendet. Demgemäß muß in diesem Fall die Menge des durch die Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgases derart gesteuert werden, daß es gleich einer Menge wird, die erforderlich ist, um sowohl das durch die Brennkraftmaschine ausgestoßene NOx als auch das durch den NOx-Absorber freigesetzte NOx zu reduzieren, damit vermieden wird, daß NOx an die Außenluft abgegeben wird.
  • Es ist jedoch schwierig, die Menge des durch die Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgases so zu steuern, daß es gleich der kleinsten Menge wird, die erforderlich ist, um das gesamte NOx zu reduzieren, so daß in Wirklichkeit die Menge an unverbranntem HC und CO etc. kleiner oder größer ist als die zur Reduktion der gesamten Menge erforderliche Menge. In diesem Fall tritt ein Problem dahingehend auf, daß dann, wenn die Menge an unverbranntem HC und CO etc. kleiner wird als die Menge, die zum Reduzieren des gesamten NOx erforderlich ist, dadurch, daß nicht das gesamte NOx reduziert wird, das NOx an die Außenluft abgegeben wird, und dann, wenn die Menge an unverbranntem HC und CO etc. größer wird als die Menge, die zum Reduzieren des gesamten NOx erforderlich ist, dadurch, daß nicht die gesamte Menge an unverbranntem HC und CO etx. oxidiert wird, unverbranntes HC und CO etc. an die Außenluft abgegeben wird.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasreinigungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, zu vermeiden, daß unverbranntes HC und CO etc. sowie NOx an die Außenluft abgegeben wird, wenn der Freisetzungsvorgang von NOx aus dem NOx-Absorber erfolgt.
  • Erfindungsgemäß wird eine Abgasreinigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgaskanal bereitgestellt, umfassend: einen NOx-Absorber, der in dem Abgaskanal angeordnet ist und NOx absorbiert, wenn ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis von in den NOx-Absorber strömendem Abgas mager ist, wobei der NOx-Absorber absorbiertes NOx freisetzt, wenn das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des Abgases angereichert wird; eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager auszubilden, wenn NO in dem NOx-Absorber zu absorbieren ist, wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein angereichertes Luft/ Kraftstoff-Verhältnis ändert und den Anreicherungsgrad des in den NOx-Absorber strömenden Abgases auf eine vorbestimmte Anreicherung erhöht, wobei das in den NOx-Absorber strömende Abgas eine sehr große Menge unverbrannter Komponenten bezogen auf eine zum Reduzieren sämtlicher der durch den NOx-Absorber freizugebenden NOx erforderliche Menge in sich enthält; und eine Oxidiereinrichtung für unverbrannte Komponenten zum Oxidieren unverbrannter Komponenten in dem durch den NOx-Absorber ausgestoßenen Abgas.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung einer Brennkraftmaschine;
  • Fig. 2 eine Tabelle, die eine Grund-Kraftstoffeinspritzzeit darstellt;
  • Fig. 3 ein Diagramm, welches die Konzentration von unverbranntem HC und CO und O&sub2; in dem Abgas zeigt;
  • Fig. 4A und 4B Ansichten zum Erklären eines NOx-Absorptions- und -Freisetzvorgangs;
  • Fig. 5 ein Diagramm, welches eine Änderung des Korrekturkoeffizienten veranschaulicht;
  • Fig. 6A und 6B Ansichten, die Änderungen des Korrekturkoeffizienten KK und der Zeit C&sub0; veranschaulichen;
  • Fig. 7 eine Ansicht, die eine Tabelle der Temperatur des Abgases zeigt;
  • Fig. 8A und 8B ein Ablaufdiagramm einer Unterbrechungsroutine;
  • Fig. 9 ein Ablaufdiagramm zum Berechnen einer Unterbrechungsroutine;
  • Fig. 10 eine Gesamtansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine;
  • Fig. 11A und 11B ein Ablaufdiagramm einer Unßerbrechungsroutine; und
  • Fig. 12 ein Ablaufdiagramm zum Berechnen der Kraftstoff-Einspritzzeit TAU.
    • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnen das Bezugszeichen 1 einen Block einer Brennkraftmaschine, 2 einen Kolben, 3 eine Verbrennungskammer und 4 eine Zündkerze; 5 bezeichnet ein Einlaßventil, 6 einen Einlaßport, 7 ein Auslaßventil, und 8 einen Auslaßport. Der Einlaßport 6 ist über eine entsprechende Zweigleitung mit einem Druckspeicher 10 verbunden, wobei ein Kraftstoff-Injektor 11, der den Kraftstoff in das Innere des Einlaßports 6 spritzt, an jeder Zweigleitung 9 angebracht ist. Der Druckspeicher 10 ist über ein Ansaugrohr 12 und einen Luftstrommesser 13 mit einem Luftfilter 14 verbunden, und ein Drosselventil 15 ist in dem Ansaugrohr 12 angeordnet. Der Auslaßport 8 ist über einen Auslaßkrümmer und ein Auslaßrohr 16 mit einem Gehäuse 19 verbunden, welches einen NOx-Absorber 18 beinhaltet. Das Gehäuse 19 ist ferner über eine Auslaßleitung 20 mit einem katalytischen Umwandler 21 verbunden.
  • Eine elektronische Steuereinheit 30 umfaßt einen digitalen Computer und weist ein ROM (Nurlese-Speicher) 32, ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 33, eine CPU (Mikroprozessor) 34, einen Eingangsport 35 und einen Ausgangsport 36 auf, die durch einen bidirektionalen Bus 31 miteinander verbunden sind. Der Luftstrommesser 13 erzeugt eine Ausgangsspannung, die proportional zu der Ansaugluftmenge ist, wobei diese Ausgangsspannung über einen A/D-Umsetzer 37 dem Eingangsport zugeführt wird. Ein Kühlmitteltemperatursensor 23, der eine Ausgangsspannung erzeugt, die proportional zu der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine ist, ist an dem Block 1 der Brennkraftmaschine angebracht. Die Ausgangsspannung des Kühlmitteltemperatursensors 23 wird über einen Ablaufdiagramm-Umsetzer 38 dem Eingangsport 35 zugeführt. Darüber hinaus ist ein Brennkraftmaschinen-Drehzahlsensor 24, der einen Ausgangsimpuls erzeugt, welcher die Drehzahl der Brennkraftmaschine ausdrückt, mit dem Eingangsport 35 verbunden. Der Ausgangsport 36 ist über die entsprechenden Treiberschaltungen 39 mit der Zündkerze 4 bzw. dem Kraftstoff-Injektor 11 verbunden.
  • Bei der in Fig. 1 gezeigten Brennkraftmaschine wird die Kraftstoff-Einspritzzeit TAU auf der Grundlage beispielsweise der nachfolgenden Gleichung berechnet.
  • TAU = TP K
  • worin TP eine Basis-Kraftstoffeinspritzzeit und K ein Korrekturkoeffizient sind. Die Basis-Kraftstoffeinspritzzeit TP zeigt die Kraftstoff-Einspritzzeit, die erforderlich ist, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu bringen. Diese Basis-Kraftstoffeinspritzzeit TP wird vorab durch Experiment ermittelt und in dem ROM 32 in Form einer Tabelle gemäß Fig. 2 als Funktion der Last Q/N (Ansaugluftmenge Q/Drehzahl N) und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine gespeichert. Der Korrekturkoeffizient K ist ein Koeffizient zum Steuern des einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. Falls K = 1,0 ist, hat das dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführte Luft/Kraftstoff-Gemisch das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Demgegenüber wird dann, wenn K kleiner wird als 1.0, das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs größer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, also mager. Ferner wird dann, wenn K größer wird als 1.0, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs kleiner als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, also angereichert bzw. fett.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschine wird der Korrekturkoeffizient normalerweise auf beispielsweise 0,6 gehalten. D.h., das dem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführte Luft/Kraftstoff-Gemisch wird auf einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten. Demgemäß wird in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel normalerweise ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt.
  • Fig. 3 zeigt schematisch die Konzentration repräsentativer Komponenten in dem aus der Verbrennungskammer 3 ausgestoßenen Abgas. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, erhöht sich die Konzentration an unverbranntem HC und CO in dem aus der Verbrennungskammer 3 ausgestoßenen Abgas, je fetter das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff- Gemischs wird. Ferner erhöht sich die Konzentration des Sauerstoffs O&sub2; in dem aus der Verbrennungskammer 3 ausgestoßenen Abgas, je magerer das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs wird.
  • Der in dem Gehäuse 19 enthaltene NOx-Absorber 18 verwendet beispielsweise Aluminiumoxid (alumina) als Träger. Auf diesem Träger befindet sich zumindest eine Substanz, die aus Alkali-Metallen wie etwa Kalium K, Natrium Na, Lithium Li und Zäsium Cs; Erdalkali-Metallen wie etwa Barium Ba und Kalzium Ca; und Metallen seltener Erden, wie etwa Lanthan La und Yttrium Y sowie Edelmetallen wie etwa Platin ausgewählt wird. Bezugnehmend auf das Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff (Kohlenwasserstoffe), das in Form des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des einströmenden Abgases in den Einlaßkanal der Brennkraftmaschine und den Abgaskanal stromauf des NOx-Absorbers 18 zu dem NOx-Absorber 18 geleitet wird, führt dieser NOx-Absorber 18 die Absorption und den Freisetzvorgang des NOx durch, indem das NOx absorbiert wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist, wohingegen das absorbierte NOx freigesetzt wird, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas abfällt. Es wird angemerkt, daß dann, wenn kein Kraftstoff (Kohlenwasserstoffe) oder keine Luft in den Abgaskanal stromauf des NOx-Absorbers 18 geleitet wird, das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des einströmenden Abgases mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraft-stoff-Gemischs übereinstimmt, das NOx absorbiert wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs mager ist und das absorbierte NOx freigesetzt wird, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemisch verringert wird.
  • Wenn der vorstehend erwähnte NOx-Absorber 18 in dem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, führt dieser NOx-Absorber 18 zwar tatsächlich eine Absorption und einen Freisetzungsvorgang von NOx durch, jedoch gibt es Bereiche des exakten Mechanismus dieser Absorption und dieses Freisetzungsvorgangs, die nicht klar sind. Es darf jedoch angenommen werden, daß diese Absorption und dieser Freisetzungsvorgang durch den Mechanismus gemäß Fig. 4A und 4B erfolgt. Dieser Mechanismus wird unter Heranziehen eines Falles, in dem Platin Pt und Barium Ba auf den Träger aufgebracht sind, erklärt, jedoch wird auch dann ein vergleichbarer Mechanismus erhalten, wenn ein anderes Edelmetall, Alkali-Metall, Erdalkali-Metall oder ein Metall seltener Erden verwendet wird.
  • Wenn nämlich das einströmende Abgas sehr mager wird, nimmt die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas stark zu. Zu dieser Zeit wird, wie in Fig. 4A gezeigt, der Sauerstoff in Form von O&sub2;&supmin; auf der Oberfläche des Platins Pt abgeschieden. Das NO in dem einströmenden Abgas reagiert mit dem O&sub2;&supmin; auf der Oberfläche des Platins Pt und wird zu NO&sub2; (2NO + O&sub2; T 2NO&sub2;). Sodann wird ein Teil des erzeugten NO&sub2; auf dem Platin Pt oxidiert und in dem Absorber absorbiert. Während es sich mit dem Bariumoxid BaO verbindet, wird es in Form von Schwefelsäureionen NO&sub3;&supmin; - wie in Fig. 4 gezeigt - in dem Absorber verteilt. Auf diese Art und Weise wird NOx in den NOx-Absorber 18 absorbiert.
  • Solange die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas hoch ist, wird NOx auf der Oberfläche des Platins Pt erzeugt, und solange die NOx-Absorptionsfähigkeit des Absorbers nicht erschöpft ist, wird das NOx in den Absorber absorbiert und werden Schwefelsäureionen NO&sub3;&supmin; erzeugt. Demgegenüber schreitet dann, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas abgesenkt und die Erzeugung von NO&sub2; verringert wird, die Reaktion in umgekehrter Richtung fort (NO&sub3;&supmin; T NO&sub2;), so daß infolgedessen Schwefelsäureionen NO&sub3;&supmin; in dem Absorber in Form von NO&sub2; durch den Absorber freigesetzt werden. Denn wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas abgesenkt wird, wird das NOx aus dem NOx-Absorber 18 freigesetzt. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird dann, wenn der Grad der Abmagerung des einströmenden Abgases verringert wird, die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas abgesenkt, so daß in Übereinstimmung damit, daß der Grad der Abmagerung des einströmenden Abgases verringert wird, das NOx auch dann durch den NOx-Absorber 18 freigegeben wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist.
  • Demgegenüber wird zu der Zeit, zu der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs angereichert wird und somit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases angefettet wird, wie in Fig. 3 gezeigt, eine große Menge an unverbranntem HC und CO aus der Brennkraftmaschine ausgestoßen, so daß dieses unverbrannte HC und CO mit dem Sauerstoff O&sub2;&supmin; auf dem Platin Pt reagiert und, oxidiert wird. Auch dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases angereichert wird, wird die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas beträchtlich abgesenkt, so daß daher das NO&sub2; durch den Absorber freigesetzt wird. Dieses NO&sub2; reagiert mit dem unverbrannten HC und CO wie in Fig. 4B gezeigt und wird dabei reduziert. Auf diese Art und Weise wird dann, wenn auf der Oberfläche des Platins Pt das NO&sub2; nicht länger vorhanden ist, das NO&sub2; sukzessive durch den Absorber freigesetzt. Demgemäß wird dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases angereichert wird, das NOx in kurzer Zeit durch den NOx-Absorber 18 freigesetzt.
  • Denn wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases angereichert wird, reagieren zunächst das unverbrannte C und CO unmittelbar mit dem O&sub2;&supmin; auf dem Platin Pt und werden oxidiert, sodaß nachfolgend, falls noch unverbranntes C und CO zurückbleibt, obwohl das O&sub2;&supmin; auf dem Platin Pt verbraucht ist, das durch den Absorber freigegebene NOx und das durch die Brennkraftmaschine ausgestoßene NOx durch dieses unverbrannte HC und CO reduziert wird. Demgemäß ist es zum Reduzieren sowohl des gesamten, durch den NOx-Absorber 18 freigegesetzten NOx als auch des gesamten, durch die Brennkraftmaschine ausgestoßenen NOx, dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases angereichert wird, erforderlich, die Anreicherung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des einströmenden Abgases so zu steuern, daß die in den NOx-Absorber 18 strömende Menge des unverbrannten HC und CO zumindest gleich einer Menge wird, die zum Verbrauchen des Sauerstoffs O&sub2;&supmin; auf dem Platin Pt und zum Reduzieren des gesamten NOx notwendig ist.
  • Fig. 5 veranschaulicht eine Anreicherungssteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des einströmenden Abgases, wie sie in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt wird. In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dann, wenn das NOx durch den NOx- Absorber 18 freigesetzt werden soll, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Brennkraftmaschine geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs durch Erhöhen des Werts des Korrekturkoeffizienten K, der zum Berechnen der vorstehend erwähnten Kraftstoffeinspritzzeit TAU verwendet wird, bis auf einen Wert KK (> 1,0) angereichert. Sodann wird der Korrekturkoeffizient K langsam verkleinert und danach auf 1,0 gehalten, d.h. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs wird auf dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten. Wenn eine Zeit C&sub0; nach dem Beginn der Anreicherungssteuerung verstrichen ist, wird der Korrekturkoeffizient erneut auf einen Wert kleiner als 1,0 verkleinert, so daß infolgedessen die Verbrennung des mageren Luft/Kraftstoff-Gemischs erneut in Gang gesetzt wird.
  • Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs fett wird (K = KK), wird ein großer Teil des in dem NOx-Absorber 18 absorbierten NOx abrupt freigesetzt. Der Wert des Korrekturkoeffizienten KK wird derart ermittelt, daß die Menge des zu diesem Zeitpunkt erzeugten unverbrannten HC und CO gleich einem Ausdruckswert wird, der größer ist als die zum Verbrauchen des Sauerstoffs O&sub2;&supmin; auf dem Platin Pt und Reduzieren des gesamten NOx erforderliche Menge.
  • Denn die durchbrochene Linie in Fig. 5 gibt den Korrekturkoeffizienten KK' an, bei dem die Menge des zu Beginn des Anreicherungsbetriebs durch die Brennkraftmaschine ausgestoßenen HC und CO gleich einem Wert wird, der exakt zum Verbrauchen des Sauerstoffs O&sub2;&supmin; auf dem Platin Pt sowie zum Reduzieren des gesamten NOx erforderlich ist, wobei der Korrekturkoeffizient KK so festgelegt wird, daß er größer als der Korrekturkoeffizient KK' wird.
  • Darüber hinaus wird in diesem Fall die durch den NOx- Absorber 18 freigegebene Menge an NOx mit zunehmender Temperatur des Abgases erhöht, so daß infolgedessen die Temperatur des NOx-Absorbers 18 hoch wird. Demgemäß wird, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 6A gezeigt, der Korrekturkoeffizient KK mit zunehmender Temperatur T des Abgases groß. Es wird angemerkt, daß in Fig. 6A der Korrekturkoeffizient KK', bei dem die Menge des unverbrannten HC und CO gleich einer Menge wird, die exakt erforderlich ist, um das O&sub2; auf dem Platin Pt zu verbrauchen und das gesamte NOx zu reduzieren, referenzweise durch die durchbrochene Linie angegeben ist.
  • Die Beziehung zwischen dem Korrekturkoeffizienten KK und der Temperatur T des Abgases, die in Fig. 6A dargestellt ist, wird vorab in dem ROM 32 gespeichert. In diesem Fall kann, obwohl die Temperatur T des Abgases direkt erfaßt werden kann, diese Temperatur T des Abgases aus der Ansaugluftmenge Q und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Daher werden gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Beziehung zwischen der Temperatur T des Abgases, der Ansaugluftmenge Q und der Drehzahl N der Brennkraftmaschine vorab experimentell ermittelt und in Form einer Tabelle gemäß Fig. 7 in dem ROM 32 abgelegt und die Temperatur T des Abgases anhand dieser Tabelle berechnet.
  • Wie vorangehend erwähnt, wird dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs angereichert wird (K = KK), ein großer Teil des in dem NOx-Absorber 18 absorbierten NOx schnell freigesetzt und auch dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs danach auf einem fetten Luft/Kraftstoff- Verhältnis gehalten wird, nur eine kleine Menge des NOx allmählich durch den NOx-Absorber 18 freigegeben. Demgemäß werden dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs fortgesetzt auf einem angereicherten gehalten wird, das unverbrannte HC und CO an die Außenluft ausgestoßen. Daher wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, wie in Fig. 5 dargestellt, die Anreicherung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses langsam verringert, nachdem das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs angereichert wurde (K = KK). Sodann wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs auf dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten, um sukzessive das allmählich durch den NOx-Absorber 18 abgegebene NOx zu reduzieren.
  • Es wird angemerkt, daß die durch den NOx-Absorber 18 nach der Anreicherung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Luft/Kraftstoff-Gemischs freigesetzte Menge an NOx kleiner wird, weil die Menge des durch den NOx-Absorber 18 freigesetzten NOx größer wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs angereichert wird. Demgemäß wird die Zeit, die der NOx-Absorber 18 benötigt, um das gesamte NOx freizusetzen, kürzer, weil die Menge des durch den NOx-Absorber 18 freigesetzten NOx größer wird, wenn das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs angereichert wird. In diesem Fall wird, wie bereits an vorstehender Stelle erwähnt, die Menge des durch den NOx-Absorber 18 freigesetzten NOx mit zunehmender Temperatur T des Abgases größer. Demgemäß wird, wie in Fig. 6B dargestellt, die Zeit C&sub0; von dem Zeitpunkt an, zu dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs angereichert wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem es wieder auf das magere Luft/Kraftstoff-Verhältnis zurückgeführt wird, mit zunehmender Temperatur T des Abgases verkürzt. Die Beziehung zwischen der Zeit C&sub0; und der Temperatur T des Abgases, die in Fig. 6B dargestellt ist, wird vorab in dem ROM 32 abgelegt.
  • Wenn der Korrekturkoeffizient K wie in Fig. 5 dargestellt auf KK angestiegen ist, strömt eine zu große Menge an NOx, die größer ist als die zum Verbrauchen des gesamten O&sub2; auf dem Platin Pt und zum Reduzieren des gesamten NOx benötigte Menge, in den NOx-Absorber 18, so daß infolgedessen das NOx auf geeignete Art und Weise reduziert wird. Zu diesem Zeitpunkt jedoch wird zuviel unverbranntes HC und CO durch den NOx-Absorber 18 ausgestoßen, so daß es demgemäß erforderlich ist, dieses Übermaß an unverbranntem HC und CO zu oxidieren. Hierzu ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung der katalytische Umwandler 21, der in sich den Katalysator 22 mit einer O&sub2;-Speicherfunktion beinhaltet, in dem Abgaskanal stromab des NOx-Absorbers 18 angeordnet, um das überschüssige unverbrannte HC und CO zu oxidieren.
  • Zu diesem Zweck verwendet der Katalysator 22 beispielsweise Aluminiumoxid als Träger, wobei auf diesem Träger Edelmetalle wie etwa Platin Pt, Erdalkali-Metalle wie etwa Kalzium Ca, und Cerium Ce aufgebracht sind. Wenn Cerium Ce auf den Träger aufgebracht ist, besitzt der Katalysator 22 eine O&sub2;-Speicherfunktion dahingehend, daß der Katalysator 22 das in dem Abgas enthaltene O&sub2; absorbiert und speichert, wenn das Luft/Kraftstoff- Verhältnis des in den Katalysator 22 strömenden Abgases mager ist, wobei das unverbrannte HC und CO den in dem Katalysator 22 gespeicherten Sauerstoff O&sub2; entfernt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Absorber 18 strömenden Abgases angereichert wird.
  • Demgemäß wird dann, wenn ein Katalysator 22 mit einer derartigen O&sub2;-Speicherfunktion in dem Abgaskanal stromab des NOx-Absorbers 18 angeordnet ist, während der Zeit, während der ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, eine große Menge an Sauerstoff O&sub2; absorbiert und in dem Katalysator 22 gespeichert. Demgemäß wird dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff- Gemischs angereichert wird, um das NOx aus dem NOx-Absorber 18 freizusetzen, auch dann, wenn das unverbrannte HC und CO durch den NOx-Absorber 18 ausgestoßen wird, das unverbrannte HC und CO durch den in dem NOx- Absorber 18 gespeicherten Sauerstoff O&sub2; oxidiert. Somit wird die Freisetzung des unverbrannten HC und CO an die Außenluft verhindert.
  • Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer NOx-Absorbptions- und Freisetzungssteuerung für den NOx- Absorber 18 unter Bezugnahme auf Fig. 8A, 8B und 9 beschrieben.
  • Fig. 8A und 8B veranschaulichen eine Unterbrechungsroutine, die in vorbestimmten Zeitabständen ausgeführt wird.
  • Bezugnehmend auf Fig. 8A und 8B wird in Schritt 60 ermittelt, ob der Korrekturkoeffizient K kleiner ist als 1,0 oder nicht, d.h. ob der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand ist, in dem ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zu verbrennen ist. Wenn K &ge; 1,0 ist, d.h. wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand ist, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs das stöchiometrische Luft/Kraftstoff- Verhältnis oder ein angereichertes Luft/Kraftstoff- Verhältnis ist, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Demgegenüber wird dann, wenn K < 1,0 ist, d.h. wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand ist, in dem ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zu verbrennen ist, schreitet die Routine zu Schritt 61 fort, in dem die in dem NOx-Absorber 18 gespeicherte Menge an NOx W berechnet wird. Denn die Menge des durch die Brennkraftmaschine ausgestoßenen NOx nimmt mit größer werdender Ansaugluftmenge Q und höher werdender Maschinenlast Q/N zu. Demgemäß wird die Menge des in dem NOx- Absorber 18 gespeicherten NOx W durch die Summe aus W und K&sub1; Q Q/N (K&sub1; ist eine Konstante) repräsentiert. Dann wird in Schritt 62 ermittelt, ob das Ausführungsflag gesetzt ist oder nicht. Wenn das Ausführungsflag nicht gesetzt ist, schreitet die Routine zu Schritt 63 fort, in dem ermittelt wird, ob die Menge des in dem NOx-Absorber 18 gespeicherten NOx größer wird als eine vorbestimmte Menge W&sub0;. Diese vorbestimmte Menge W&sub0; beträgt etwa 30 Prozent der maximalen Menge an NOx, die der NOx- Absorber 18 absorbieren kann. Wenn W &le; W&sub0; ist, wird der Verarbeitungszyklus beendet, und wenn W > W ist, schreitet die Routine zu Schritt 64 fort, in dem das Ausführungsflag gesetzt wird. Demgemäß wird dann, wenn W W&sub0; übersteigt, das Ausführungsflag gesetzt.
  • Wenn das Ausführungsflag gesetzt ist, schreitet die Routine zu Schritt 65 fort, in dem der Korrekturkoeffizient KK auf der Grundlage der in Fig. 6A gezeigten Beziehung und der in Fig. 7 gezeigten Tabelle berechnet wird. Dann wird in Schritt 66 der endgültige Korrekturkoeffizient KK durch Multiplizieren von KK mit k&sub2; W (k&sub2; ist eine Konstante) berechnet. Denn die Anreicherung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (KK) wird mit fallender Menge an in dem NOx-Absorber 18 gespeichertem NOx W geringer. Dann wird in Schritt 67 die Zeit C&sub0; auf der Grundlage der in Fig. 6B gezeigten Beziehung und der in Fig. 7 gezeigten Tabelle berechnet. Sodann wird in Schritt 68 die endgültige Zeit C&sub0; durch Multiplizieren von C&sub0; mit k&sub3; W (k&sub3; ist eine Konstante) berechnet. Denn die Zeit C&sub0; wird mit fallender Menge an in dem NOx-Absorber 18 gespeichertem NOx W kürzer gemacht. Danach wird der Verarbeitungszyklus beendet.
  • Wenn das Ausführungsflag gesetzt ist, schreitet die Routine in dem nächsten Verarbeitungszyklus von Schritt 62 gemäß Fig. 8A zu Schritt 69 gemäß Fig. 8B fort, in dem das NOx-Freisetzungsflag gesetzt wird. Dann wird in Schritt 70 der Zählwert C um Eins inkrementiert. In Schritt 71 wird dann ermittelt, ob der Zählwert C größer wird als die Zeit C&sub0;, d.h. ob die Zeit C verstrichen ist, nachdem die Anreicherungssteuerung in Gang gesetzt wurde. Wenn C &le; C&sub0; ist, schreitet die Routine zu Schritt 72 fort, in dem ein fester Wert X von dem Korrekturkoeffizienten KK subtrahiert wird. In Schritt 73 wird dann ermittelt, ob der Korrekturkoeffizient KK kleiner geworden ist als 1,0. Wenn KK kleiner geworden ist als 1,0, schreitet die Routine zu Schritt 74 fort, in dem KK auf 1,0 gesetzt wird. Demgemäß wird, wie in Fig. 5 veranschaulicht, der Korrekturkoeffizient KK langsam reduziert, und wird dann, wenn KK gleich 1,0 wird, danach auf 1,0 gehalten.
  • Daraufhin schreitet dann, wenn C C&sub0; übersteigt, die Routine von Schritt 71 zu Schritt 75 fort, in dem das Ausführungsflag zurückgesetzt wird. Sodann wird in Schritt 76 das NOx-Freisetzungsflag zurückgesetzt. Danach wird in Schritt 77 die Menge an in dem NOx-Absorber gespeichertem NOx W auf Null gesetzt, woraufhin dann in Schritt 78 der Zählwert C auf Null gesetzt wird.
  • Fig. 9 veranschaulicht eine Routine zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzzeit TAU, wobei diese Routine wiederholt ausgeführt wird.
  • Bezugnehmend auf Fig. 9 wird in Schritt 90 die Basis- Kraftstoffeinspritzzeit TP aus der in Fig. 2 gezeigten Tabelle berechnet. Dann wird in Schritt 91 ermittelt, ob das NOx-Freisetzungsflag gesetzt ist oder nicht. Wenn das NOx-Freisetzungsflag nicht gesetzt ist, schreitet die Routine zu Schritt 92 fort, in dem der Korrekturkoeffizient K (K ist beispielsweise 0,6) auf Kt gesetzt wird. Dann wird in Schritt 94 die Kraftstoffeinspritzzeit TAU durch Multiplizieren der Basis- Kraftstoffeinspritzzeit TP mit dem Korrekturkoeffizienten Kt berechnet. Normalerweise wird zu diesem Zeitpunkt ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt.
  • Wenn in Schritt 91 ermittelt wird, daß das NOx-Freisetzungsflag gesetzt ist, schreitet die Routine zu Schritt 93 fort, in dem der Wert des Korrekturkoeffizienten KK, der in der in Fig. 8A und 8B gezeigten Routine berechnet wird, als der Wert von Kt gespeichert wird. Sodann schreitet die Routine zu Schritt 94 fort. Demgemäß wird zu dieser Zeit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs vorübergehend angereichert und dann für eine kurze Zeit auf dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten.
  • Fig. 10 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden vergleichbare Komponenten mit denselben - in Fig. 1 verwendeten - Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bezugnehmend auf Fig. 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel das Gehäuse 19 des NOx-Absorbers 18 über die Abgasleitung 20 mit einem katalytischen Umwandler 25, der in sich einen Oxidationskatalysator 26 enthält, verbunden. Ferner ist eine Sekundärluft-Zufuhreinrichtung 40 zum Zuführen von Sekundärluft in das Auslaßrohr 18 vorgesehen. In dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt diese Sekundärluft-Zufuhreinrichtung 40 eine elektrisch betriebene Luftpumpe 41, eine Sekundärluft-Zufuhrleitung 42 zum Einleiten von Sekundärluft, die durch die Luftpumpe 41 ausgestoßen wird, in die Auslaßleitung 20, sowie ein Solenoidventil 43 zum Steuern der Sekundärluftzufuhr, wobei der Auslaßport 36 der elektronischen Steuereinheit 30 über die entsprechenden Treiberschaltungen mit der Luftpumpe 41 und dem Solenoidventil 43 verbunden ist.
  • Auch in diesem zweiten Ausführungsbeispiel erhöht sich dann, wenn das NOx aus dem NOx-Absorber 18 freigesetzt werden muß, der Korrekturfaktor K auf den in Fig. 5 gezeigten Wert KK, so daß infolgedessen zu viel unverbranntes HC und CO aus dem NOx-Absorber 18 ausgestoßen wird. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, um das übermäßige HC und CO zu oxidieren, während der Zeit, während der KK größer ist als 1,0, Sekundärluft aus der Sekundärluft-Zufuhreinrichtung 40 in die Auslaßleitung geleitet, d.h. es wird ein fettes Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt. In diesem Fall wird, um die Oxidation des unverbrannten HC und CO zu fördern, bevorzugt, daß der Oxidationskatalysator 26 stromab der Auslaßleitung angeordnet wird, wie in Fig. 10 veranschaulicht.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 11A, 11B und 12 ein zweites Ausführungsbeispiel einer NOx-Absorptions- und Freisetzungssteuerung beschrieben.
  • Fig. 11A und 11B veranschaulichen eine Unterbrechungsroutine, die in vorbestimmten Zeitabständen ausgeführt wird.
  • Bezugnehmend auf Fig. 11A und 11B wird in Schritt 100 ermittelt, ob der Korrekturkoeffizient K kleiner ist als 1,0 oder nicht, d.h. ob der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand ist, in dem ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zu verbrennen ist. Wenn K &ge; 1,0 ist, d.h. wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand ist, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff-Gemischs das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein angereichertes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, wird der Verarbeitungszyklus beendet. Demgegenüber wird dann, wenn K < 1,0 ist, d.h. wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein Zustand ist, in dem ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch zu verbrennen ist, schreitet die Routine zu Schritt 101 fort, in dem die in dem NOx-Absorber 18 gespeicherte Menge an NOx W berechnet wird. Denn, wie vorstehend bereits erwähnt, die Menge des durch die Brennkraftmaschine ausgestoßenen NOx nimmt mit größer werdender Ansaugluftmenge Q und höher werdender Maschinenlast Q/N zu. Demgemäß wird die Menge des in dem NOx-Absorber 18 gespeicherten NOx W durch die Summe aus W und K&sub1; Q Q/N (K&sub1; ist eine Konstante) repräsentiert.
  • Dann wird in Schritt 102 ermittelt, ob das Ausführungsflag gesetzt ist oder nicht. Wenn das Ausführungsflag nicht gesetzt ist, schreitet die Routine zu Schritt 103 fort, in dem ermittelt wird, ob die Menge des in dem NOx-Absorber 18 gespeicherten NOx größer wird als eine vorbestimmte Menge W&sub0;. Diese vorbestimmte Menge W&sub0; beträgt etwa 30 Prozent der maximalen Menge an NOx, die der NOx-Absorber 18 absorbieren kann. Wenn W &le; W&sub0; ist, wird der Verarbeitungszyklus beendet, und wenn W > W&sub0; ist, schreitet die Routine zu Schritt 104 fort, in dem das Ausführungsflag gesetzt wird. Demgemäß wird dann, wenn W W&sub0; übersteigt, das Ausführungsflag gesetzt.
  • Wenn das Ausführungsflag gesetzt ist, schreitet die Routine zu Schritt 105 fort, in dem der Korrekturkoeffizient KK auf der Grundlage der in Fig. 6A gezeigten Beziehung und der in Fig. 7 gezeigten Tabelle berechnet wird. Dann wird in Schritt 106 der endgültige Korrekturkoeffizient KK durch Multiplizieren von KK mit k&sub2; W (k&sub2; ist eine Konstante) berechnet. Denn die Anreicherung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (KK) wird mit fallender Menge an in dem NOx-Absorber 18 gespeichertem NOx W geringer. Dann wird in Schritt 107 die Zeit C&sub0; auf der Grundlage der in Fig. 6B gezeigten Beziehung und der in Fig. 7 gezeigten Tabelle berechnet. Sodann wird in Schritt 108 die endgültige Zeit C&sub0; durch Multiplizieren von C&sub0; mit k&sub3; W (k&sub3; ist eine Konstante) berechnet. Denn die Zeit C&sub0; wird mit fallender Menge an in dem NOx-Absorber 18 gespeichertem NOx W kürzer gemacht. Danach wird der Verarbeitungszyklus beendet.
  • Wenn das Ausführungsflag gesetzt ist, schreitet die Routine in dem nächsten Verarbeitungszyklus von Schritt 102 gemäß Fig. 11A zu Schritt 109 gemäß Fig. 11B fort, in dem das NOx-Freisetzungsflag gesetzt wird. Dann wird in Schritt 110 veranlaßt, daß sich das Solenoidventil 43 öffnet und danach in Schritt 111 die Luftpumpe angetrieben. Dementsprechend beginnt die Zufuhr von Sekundärluft in die Auslaßleitung 20. In Schritt 112 wird dann der Zählwert C um Eins inkrementiert. In Schritt 113 wird dann ermittelt, ob der Zählwert C größer ist als die Zeit C&sub0;, d.h. ob die Zeit C&sub0; verstrichen ist, nachdem die Anreicherungssteuerung in Gang gesetzt wurde. Wenn C &le; C&sub0; ist, schreitet die Routine zu Schritt 114 fort, in dem ein fester Wert X von dem Korrekturkoeffizienten KK subtrahiert wird. In Schritt 115 wird dann ermittelt, ob der Korrekturkoeffizient KK kleiner geworden ist als 1,0. Wenn KK kleiner geworden ist als 1,0, schreitet die Routine zu Schritt 116 fort, in dem KK auf 1,0 gesetzt wird. In Schritt 117 wird dann die Luftpumpe 41 angehalten und daraufhin in Schritt 118 das Solenoidventil 43 geschlossen. Demgemäß wird, wie in Fig. 5 veranschaulicht, der Korrekturkoeffizient KK langsam kleiner, wobei dann, wenn KK gleich 1,0 wird, die Zufuhr von Sekundärluft in die Auslaßleitung 20 beendet wird. Danach wird KK auf 1,0 gehalten.
  • Daraufhin schreitet dann, wenn C C&sub0; übersteigt, die Routine von Schritt 113 zu Schritt 119 fort, in dem das Ausführungsflag zurückgesetzt wird. Sodann wird in Schritt 120 das NOx-Freisetzungsflag zurückgesetzt. Danach wird in Schritt 121 die Menge an in dem NOx-Absorber gespeichertem NOx W auf Null gesetzt, woraufhin dann in Schritt 122 der Zählwert C auf Null gesetzt wird.
  • Fig. 12 veranschaulicht eine Routine zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzzeit TAU, wobei diese Routine wiederholt ausgeführt wird.
  • Bezugnehmend auf Fig. 12 wird in Schritt 130 die Basis- Kraftstoffeinspritzzeit TP aus der in Fig. 2 gezeigten Tabelle berechnet. Dann wird in Schritt 131 ermittelt, ob das NOx-Freisetzungsflag gesetzt ist oder nicht. Wenn das NOx-Freisetzungsflag nicht gesetzt ist, schreitet die Routine zu Schritt 132 fort, in dem der Korrekturkoeffizient K (K ist beispielsweise 0,6) auf Kt gesetzt wird. Dann wird in Schritt 134 die Kraftstoffeinspritzzeit TAU durch Multiplizieren der Basis- Kraftstoffeinspritzzeit TP mit dem Korrekturkoeffizienten K berechnet. Normalerweise wird zu diesem Zeitpunkt ein mageres Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt.
  • Wenn in Schritt 131 ermittelt wird, daß das NOx-Freisetzungsflag gesetzt ist, schreitet die Routine zu Schritt 133 fort, in dem der Wert des Korrekturkoeffizienten KK, der in der in Fig. 11A und 11B gezeigten Routine berechnet wird, auf Kt gesetzt wird. Sodann schreitet die Routine zu Schritt 134 fort. Demgemäß wird zu dieser Zeit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 geleiteten Luft/Kraftstoff- Gemischs vorübergehend angereichert und wird dann für eine kurze Zeit auf dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es dann, wenn das NOx durch den NOx-Absorber freigesetzt wird, möglich, das NOx auf geeignete Art und Weise zu reduzieren und das unverbrannte HC und CO zu oxidieren. Demgemäß kann vermieden werden, daß das NOx und unverbranntes HC und CO an die Außenluft abgegeben werden.

Claims (11)

1. Abgasreinigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgaskanal, umfassend:
einen NOx-Absorber (18), der in dem Abgaskanal angeordnet ist und NOx absorbiert, wenn ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis von in den NOx-Absorber (18) strömendem Abgas mager ist, wobei der NOx-Absorber (18) absorbiertes NOx freisetzt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases angereichert wird;
eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager zu machen, wenn NOx in dem NOx-Absorber (18) zu absorbieren ist, wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Steuereinrichtung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein angereichertes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ändert und den Anreicherungsgrad des in den NOx-Absorber (18) strömenden Abgases auf eine vorbestimmte Anreicherung erhöht, wobei das in den NOx-Absorber (18) strömende Abgas eine sehr große Menge an unverbrannten Komponenten bezogen auf eine zum Reduzieren sämtlichen durch den NOx-Absorber (18) freizugebenden NOx erforderliche Menge in sich enthält; und
eine Oxidiereinrichtung (21) für unverbrannte Komponenten zum Oxidieren unverbrannter Komponenten in dem durch den NOx-Absorber (18) ausgestoßenen Abgas.
2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Oxidiereinrichtung (21) für unverbrannte Komponenten einen Katalysator (22) umfaßt, der in dem Abgaskanal stromab des NOx-Absorbers (18) angeordnet ist, und bei der der Katalysator (22) eine Funktion dahingehend hat, daß die unverbrannten Komponenten durch in dem Katalysator gespeicherten Sauerstoff oxidiert werden.
3. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Katalysator (22) Cerium in sich enthält.
4. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Oxidiereinrichtung (21) für unverbrannte Komponenten eine Sekundärluft-Zufuhreinrichtung umfaßt zum Einleiten von Sekundärluft in den Abgaskanal stromab des NOx-Absorbers (18), um die unverbrannten Komponenten zu oxidieren.
5. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Sekundärluft-Zufuhreinrichtung die Sekundärluft während der Zeit, während der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases angereichert ist, in den Abgaskanal einleitet.
6. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der ein oxidierender Katalysator in dem Abgaskanal stromab des NOx-Absorhers (18) angeordnet ist, und bei der die Sekundärluft zwischen dem NOx-Absorber (18) und dem oxidierenden Katalysator eingeleitet wird.
7. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die vorbestimmte Anreicherung erhöht wird, wenn die Temperatur des NOx-Absorbers (18) hoch wird.
8. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung die Anreicherung des Abgases allmählich reduziert, nachdem es auf die vorbestimmte Anreicherung erhöht wurde, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases dann auf dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufrecht erhält.
9. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der eine Zeit, während der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff- Verhältnis aufrecht erhalten wird, kürzer festgelegt wird, wenn die Temperatur des NOx-Absorbers (18) hoch wird.
10. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases durch Steuern eines der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs steuert.
11. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der der NOx-Absorber (18) zumindest eine Substanz enthält, die aus Alkali-Metallen wie Kalium, Natrium, Lithium, Zäsium; Erdalkali-Metallen wie Barium, Kalzium; und seltenen Erden wie Lanthan, Yttrium ausgewählt wird und Platin enthält.
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