DE60024762T2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
  • Als eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die in einem Abgaskanal einer Kraftmaschine angeordnet ist, ist ein NOx-Absorptionsmittel bekannt, das das NOx in dem Abgas absorbiert, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und das das absorbierte NOx löst und reduziert, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird. Bei einer derartigen Abgasnachbehandlungsvorrichtung wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases vorübergehend fett, bevor die NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels gesättigt wird, um so das gesamte NOx, das in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiert wird, aus dem NOx-Absorptionsmittel zu lösen und zu reduzieren.
  • Jedoch enthält Kraftstoff Schwefel. Daher enthält das Abgas SOx. Dieses wird auch durch das NOx-Absorptionsmittel absorbiert. Dieses SOx wird nicht aus dem NOx-Absorptionsmittel gelöst, in dem lediglich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett wird. Um das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel zu lösen, ist es erforderlich, die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels zu erhöhen. Daher ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der zusätzlicher Kraftstoff bei dem Expansionshub oder dem Auslasshub zusätzlich zu dem Hauptkraftstoff eingespritzt wird, der während des Saughubes eingespritzt wird, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels erhöht werden soll, und dieser zusätzliche Kraftstoff verbrennt in dem NOx-Absorptionsmittel, um so die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels zu erhöhen (siehe japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift (Kokai) JP-9-32619).
  • Auf diese Art und Weise ist es bei einer Brennkraftmaschine manchmal erforderlich, die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu erhöhen. In diesem Fall treten bei einer Brennkraftmaschine einige Fälle auf, bei denen es erforderlich ist, die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung schnell zu erhöhen. Des Weiteren gibt es einige Fälle, bei denen es in umgekehrter Weise erforderlich ist, die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung langsam zu erhöhen. Es ist nämlich erforderlich, die Temperaturerhöhungsrate der Abgasnachbehandlungsvorrichtung gemäß den Anforderungen ändern zu können. Bei der vorstehend genannten bekannten Brennkraftmaschine wurde jedoch ein vorbestimmtes Einspritzmuster verwendet, das durch den Betriebszustand der Kraftmaschine bestimmt ist, wenn die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung erhöht wird. Infolgedessen gab es das Problem, dass es nicht möglich war, die Temperaturerhöhungsrate der Abgasnachbehandlungsvorrichtung gemäß den Anforderungen frei zu ändern. Andere derartige Systeme sind aus der US-5 967 113, der EP-0 916 829 sowie den früher angemeldeten aber nachveröffentlichten Europäischen Patentanmeldungen EP-1 086 304 und EP-1 035 315 bekannt.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine vorzusehen, die eine Temperatur einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung bei einer Temperaturerhöhungsrate erhöhen kann, die für die Abgasnachbehandlungsvorrichtung erforderlich ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 erreicht.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen nachfolgend verständlich, wobei:
  • 1 zeigt eine Übersicht einer Brennkraftmaschine;
  • 2A und 2B zeigen Ansichten eines geforderten Drehmomentes;
  • 3 zeigt eine Ansicht eine Drosselventilöffnungsgrades und eines EGR-Steuerventilöffnungsgrades etc.;
  • 4A und 4B zeigen Ansichten von Kennfeldern von Einspritzmengen etc.;
  • 5A und 5B zeigen Ansichten von Kennfeldern von Soll-Öffnungsgraden eines Drosselventils etc.;
  • 6A und 6B zeigen Ansichten zum Beschreiben einer Absorption und eines Lösens von NOx;
  • 7 zeigt eine Ansicht eines Kennfeldes einer NOx-Absorptionsmenge pro Zeiteinheit;
  • 8 bis 10 zeigen Ansichten von Einspritzzeitgebungen;
  • 11 zeigt eine Ansicht einer Einspritzstartzeitgebung;
  • 12 zeigt eine Ansicht von Einspritzmustern;
  • 13A und 13B zeigen Zeitdiagramme von Temperaturänderungen eines NOx-Absorptionsmittels;
  • 14 zeigt eine Ansicht von Änderungen des Drosselventilöffnungsgrades etc. während einer Steuerung zum Lösen von SOx;
  • 15 zeigt eine Ansicht der Hauptkraftstoffmenge und der Hilfskraftstoffmenge;
  • 16A und 16B zeigen Ansichten von Kennfeldern des Sollöffnungsgrades etc. eines Drosselventils;
  • 17 zeigt eine Ansicht von Änderungen des Drosselventilöffnungsgrades etc. während einer Steuerung zum Lösen von SOx;
  • 18 zeigt eine Ansicht von Änderungen des Drosselventilöffnungsgrades etc. während einer Steuerung zum Lösen von NOx;
  • 19 zeigt eine Ansicht der Hauptkraftstoffmenge und der Hilfskraftstoffmenge;
  • 20 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung eines NOx-Lösemarkers und eines SOx-Lösemarkers;
  • 21 zeigt ein Flussdiagramm der Steuerung des Betriebes der Kraftmaschine;
  • 22 zeigt ein Flussdiagramm der Steuerung zum Erhöhen der Temperatur;
  • 23 zeigt eine Übersicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine;
  • 24 zeigt eine Ansicht eines Einspritzmusters;
  • 25 zeigt ein Flussdiagramm der Steuerung des Betriebes der Kraftmaschine; und
  • 26 zeigt ein Flussdiagramm der Steuerung zum Erhöhen der Temperatur.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bezeichnet 1 einen Kraftmaschinenkörper, 2 bezeichnet einen Zylinderblock, 3 bezeichnet einen Zylinderkopf, 4 bezeichnet einen Kolben, 5 bezeichnet eine Brennkammer, 6 bezeichnet eine elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinsprotzvorrichtung, 7 bezeichnet ein Einlassventil, 8 bezeichnet einen Einlassanschluss, 9 bezeichnet ein Auslassventil und 10 bezeichnet einen Auslassanschluss. Der Einlassanschluss 8 ist durch ein entsprechendes Einlassrohr 11 mit einem Zwischenbehälter 12 verbunden. Der Zwischenbehälter 12 ist durch einen Einlasskanal 13 mit einem Verdichter 15 eines Abgasturboladers 14 verbunden. Ein Drosselventil 17, das durch einen Schrittmotor 16 angetrieben wird, ist in dem Einlasskanal 13 angeordnet.
  • Andererseits ist der Auslassanschluss 10 durch einen Auslasskrümmer 18 und ein Auslassrohr 19 mit einer Abgasturbine 20 des Abgasturboladers 14 verbunden. Der Auslass der Abgasturbine 20 ist mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 21 verbunden. Bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 21 ein NOx-Absorptionsmittel 22 und ein Gehäuse 23, in das das NOx-Absorptionsmittel 22 untergebracht ist.
  • Der Abgaskrümmer 18 und der Zwischenbehälter 12 sind durch einen Abgasrückführungskanal (EGR-Kanal) 24 miteinander verbunden. Ein EGR-Steuerventil 25 ist in dem EGR-Kanal 24 angeordnet. Jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 ist durch eine Kraftzuführungsleitung 26 mit einem Kraftstoffreservoir verbunden, nämlich eine so genannte Common-Rail 27. Kraftstoff wird in diese Common-Rail 27 aus einer elektronisch gesteuerten variablen Kraftstoffauslasspumpe 28 zugeführt. Der in die Common-Rail 27 zugeführte Kraftstoff wird durch die Kraftstoffzuführungsleitungen 26 den Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 zugeführt. In der Common-Rail 27 ist ein Kraftstoffdrucksensor zum Erfassen des Kraftstoffdruckes in der Common-Rail 27 angebracht. die Auslassmenge aus der Kraftstoffpumpe 28 wird auf der Grundlage des abgegebenen Signals von dem Kraftstoffdrucksensor 29 so gesteuert, dass der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 27 zu einem Soll-Kraftstoffdruck wird.
  • Die elektronische Steuereinheit 30 hat einen digitalen Computer, und sie ist mit einem Festwertspeicher (ROM) 32, einen Direktzugriffspeicher (RAM) 33, einem Mikroprozessor (CPU) 34, einem Eingabeanschluss 45 und einem Abgabeanschluss 36 versehen, die durch einen bidirektionalen Bus 31 miteinander verbunden sind. Stromabwärts von dem NOx-Absorptionsmittel 23 ist ein Temperatursensor 39 zum Erfassen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 angeordnet. Die abgegebenen Signale von dem Temperatursensor 39 und dem Kraftstoffdrucksensor 29 werden durch entsprechende A/D-Wandler 37 in den Eingabeanschluss 35 eingegeben. Das Beschleunigungspedal 40 ist mit einem Lastsensor 41 zum Erzeugen einer elektrischen Abgabespannung verbunden, die proportional zu dem Niederdrückungsbetrag des Beschleunigungspedals 40 ist. Die abgegebene elektrische Spannung des Lastsensors 41 wird durch einen entsprechenden A/D-Wandler 37 in den Eingabeanschluss 35 eingegeben. Des Weiteren ist mit dem Eingabeanschluss 35 ein Kurbelwinkelsensor 42 verbunden, um einen Abgabepuls jedes Mal dann zu erzeugen, wenn sich die Kurbelwelle zum Beispiel um 30° dreht. Andererseits ist der Abgabeanschluss 36 durch entsprechende Antriebsschaltungen 38 mit den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 6, dem Schrittmotor 16, dem EGR-Steuerventil 25 und der Kraftstoffpumpe 28 verbunden.
  • Die 2A zeigt die Beziehung zwischen dem geforderten Drehmoment TQ, dem Niederdrückungsbetrag L des Beschleunigungspedals 40 und der Kraftmaschinendrehzahl N. Es ist zu beachten, dass in der 2A die Kurven äquivalente Drehmomentenkurven zeigen. Die durch TQ = 0 gezeigte Kurve zeigt, dass das Drehmoment 0 beträgt, während die übrigen Kurven graduell höhere geforderte Drehmomente in der Reihenfolge von TQ = A, TQ = B, TQ = C und TQ = D aufweisen. Die in der 2A gezeigten geforderten Drehmomente TQ werden im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines Kennfeldes als eine Funktion des Niederdrückungsbetrages L des Beschleunigungspedals 40 und der Kraftmaschinendrehzahl N gespeichert, wie dies in der 2B gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird das geforderte Drehmoment TG zunächst gemäß dem Niederdrückungsbetrag L des Beschleunigungspedals 40 und der Kraftmaschinendrehzahl N aus dem in der 2B gezeigten Kennfeld berechnet, und dann wird die Kraftstoffeinspritzmenge etc. auf der Grundlage des geforderten Drehmomentes TQ berechnet.
  • Die 3 zeigt die Einspritzmenge Q während eines gewöhnlichen Betriebes, die Einspritzstartzeitgebung θS, den Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17, den Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25, das Haupt-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F des Luft/Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer 5 und die EGR-Rate (EGR-Gasmenge/(Einlassluftmenge + EGR-Gasmenge). Es ist zu beachten, dass die Abszisse in der 3 das geforderte Drehmoment TQ zeigt.
  • Wie dies in der 3 gezeigt ist, ist während des gewöhnlichen Betriebs die Einspritzstartzeitgebung θS vor dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes. Andererseits fällt die EGR-Rate ab, je größer das geforderte Drehmoment TQ ist. Die EGR-Rate wird in dem Bereich des hohen geforderten Drehmomentes TQ zu 0. Der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 und der Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25 werden so geändert, dass sich die EGR-Rate gemäß der vorstehenden Beschreibung ändert. Der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 wird nämlich vergrößert, wenn das geforderte Drehmoment TQ größer wird, und zwar in dem Bereich eines niedrigen geforderten Drehmomentes TQ. Das Drosselventil 17 wird vollständig geöffnet, wenn das geforderte Drehmoment TQ weiter erhöht wird. Des Weiteren wird das EGR-Ventil 25 in dem Bereich eines niedrigen geforderten Drehmomentes TQ vollständig geöffnet, und es wird in dem Bereich eines hohen geforderten Drehmomentes TQ vollständig geschlossen. Zwischen dem Bereich des niedrigen geforderten Drehmomentes TQ und dem Bereich des hohen geforderten Drehmomentes TQ wird der Öffnungsgrad SE des EGR-Ventils 25 allmählich reduziert, wenn das geforderte Drehmoment TQ erhöht wird. Des Weiteren wird er verkleinert, wenn das mittlere Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F in der Brennkammer 5 mager ist und das geforderte Drehmoment TQ größer wird.
  • Die Einspritzmenge Q, die Einspritzstartzeitgebung θS, der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 und der Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25 sind nicht nur Funktionen des geforderten Drehmomentes TQ, sondern Funktionen des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in der Fig. A gezeigt ist, wird die Einspritzmenge Q im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines Kennfeldes als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N gespeichert. Wie dies in der Fig. B gezeigt ist, wird die Einspritzstartzeitgebung θS außerdem im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines Kennfeldes als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N gespeichert.
  • Des Weiteren wird der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17, wie dies in der 5A gezeigt ist, im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines Kennfeldes als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N gespeichert, während der Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25, wie dies in der 5B gezeigt ist, im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines Kennfeldes als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N gespeichert wird.
  • Das in dem Gehäuse 23 gemäß der 1 untergebrachten NOx-Absorptionsmittel 22 hat z.B. Aluminium als einen Träger, und auf diesem Träger ist zumindest ein Element getragen, das aus Kalium K, Natrium Na, Lithium Li, Cäsium Cs und anderen alkalischen Metallen, Barium Ba, Calcium Ca und anderen alkalischen Erdmetallen und Lanthan La, Yttrium Y und anderen seltenen Erden plus einem Edelmetall wie z.B. Platin ausgewählt ist. Falls das Verhältnis der Luft und des Kraftstoffes (Kohlenwasserstoffe), das dem Kraftmaschineneinlasskanal, der Brennkammer 5 und dem Abgaskanal stromaufwärts von dem NOx-Absorptionsmittel 22 zugeführt wird und als das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases bezeichnet wird, welches in das NOx-Absorptionsmittel 22 hineinströmt, dann führt das NOx-Absorptionsmittel 22 einen NOx-Absorptions- und Lösevorgang durch, bei dem es NOx absorbiert, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist, während es das absorbierte NOx löst, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird.
  • Falls dieses NOx-Absorptionsmittel 22 in dem Kraftmaschinenabgaskanal angeordnet ist, dann führt das NOx-Absorptionsmittel 22 einen tatsächlichen NOx-Absorptions- und Lösevorgang durch, aber es sind Abschnitte des detaillierten Mechanismus von diesem Absorptions- und Lösevorgangs vorhanden, die noch nicht geklärt sind. Dieser Absorptions- und Lösevorgang wird jedoch so betrachtet, als würde er durch den in den 6A und 6B gezeigten Mechanismus durchgeführt. Als nächstes wird dieser Mechanismus anhand eines Beispieles beschrieben, bei dem Platin Pt und Barium Ba auf dem Träger getragen werden, aber der gleiche Mechanismus trifft auch dann zu, falls andere Edelmetalle und alkalische Metalle, alkalische Erdmetalle oder seltene Erden verwendet werden.
  • Bei der in der 1 gezeigten Brennkraftmaschine wird eine Verbrennung dann durchgeführt, wenn das mittlere Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Brennkammer 5 in einen mageren Zustand ist. Wenn die Verbrennung mit dem mittleren Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einem mageren Zustand auf diese Art und Weise durchgeführt wird, dann ist die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch. Wie dies in der 6A gezeigt ist, wird dabei der Sauerstoff O2 an der Oberfläche des Platins Pt in der Form von O2 – oder O2– abgelagert. Andererseits reagiert das NO in dem einströmenden Abgas mit dem O2 – oder O2– an der Oberfläche des Platins Pt, so dass es zu NO2 wird (2NO + O2 → 2NO2). Als nächstes wird ein Teil der erzeugten NO2 an dem Platin Pt oxidiert und in dem Absorptionsmittel absorbiert, und es diffundiert im inneren des Absorptionsmittels in der Form von Nitrationen NO3 –, wie dies in der 6A gezeigt ist, während es mit dem Bariumoxid BaO gebunden wird. Das NOx wird auf diese Art und Weise in dem NOx-Absorptionsmittel 22 absorbiert. Solange die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas hoch ist, wird NO2 an der Oberfläche des Platin Pt erzeugt. Solange die NOx-Absorptionsfähigkeit des Absorptionsmittels nicht gesättigt ist, wird das NO2 in dem Absorptionsmittel absorbiert, und Nitrationen NO3 – werden erzeugt.
  • Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases andererseits fett wird, dann fällt die Sauerstoffkonzentration des einströmenden Abgases ab, und infolgedessen fällt die erzeugte Menge von NO2 an der Oberfläche des Platin Pt ab. Falls die erzeugte Menge von NO2 abfällt, dann schreitet die Reaktion in der umgekehrten Richtung fort (NO3 – → NO2), und daher werden die Nitrationen NO3 – in dem Absorptionsmittel aus dem Absorptionsmittel in der Form von NO2 gelöst. Dabei reagiert das aus dem NOx-Absorptionsmittels 22 gelöste NOx mit einer großen Menge an nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxiden, die in dem einströmenden Abgas enthalten sind, so dass es reduziert wird, wie dies in der 6B gezeigt ist. Wenn an der Oberfläche des Platin Pt das NO2 nicht mehr vorhanden ist, dann wird das NO2 auf diese Art und Weise fortlaufend aus dem Absorptionsmittel gelöst. Falls das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett wird, dann wird daher das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 in einer kurzen Zeit gelöst, und das gelöste NOx wird des Weiteren reduziert, so dass kein NOx in die Atmosphäre ausgelassen wird.
  • In diesem Fall ist zu beachten, dass das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 gelöst wird, auch wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, dann wird jedoch das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 ausschließlich allmählich gelöst, so dass eine gewisse längere Zeit erforderlich ist, dass das gesamte NOx gelöst wird, welches in dem NOx-Absorptionsmittel 22 absorbiert ist.
  • Es sind jedoch Grenzen hinsichtlich der NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels 22 vorhanden. Es ist erforderlich, dass NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen, bevor die NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels 22 gesättigt wird. Daher ist es erforderlich, dass die in dem NOx-Absorptionsmittel 22 absorbierte NOx-Menge zu schätzen. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die NOx-Absorptionsmenge AX pro Zeiteinheit im Voraus in der Form des Kennfeldes bestimmt, das in der 7 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N gezeigt ist. Die Menge ΣNOX des in dem NOx-Absorptionsmittel 22 absorbierten NOx wird durch kumulative Addition der NOx-Absorptionsmenge AX geschätzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases vorübergehend fett eingestellt, damit das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 gelöst wird, wenn die Menge ΣNOX der NOx-Absorption einen vorbestimmten maximalen zulässigen Wert überschreitet.
  • Wie dies zu Beginn beschrieben wurde, enthält das Abgas jedoch SOx, und das NOx-Absorptionsmittel 22 absorbiert nicht nur NOx, sondern auch SOx. Es wird angenommen, dass der Mechanismus der Absorption von SOx in dem NOx-Absorptionsmittel 22 gleich dem Mechanismus der Absorption von NOx ist.
  • In der gleichen Art und Weise, wie dies hinsichtlich des Mechanismus der Absorption von NOx beschrieben ist, wird nämlich ein Beispiel in einem Fall gegeben, bei dem der Träger Platin Pt und Barium Ba trägt, wie dies vorstehend beschrieben ist, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist, und Sauerstoff O2 an der Oberfläche des Platin PT in der Form von O2 – oder O2– abgelagert wird. Andererseits reagiert das SO2 in dem einströmenden Abgas mit dem O2 – oder O2– an der Oberfläche des Platin Pt, so dass es zu SO3 wird. Als nächstes wird ein Teil der erzeugten SO3 an dem Platin Pt oxidiert und wird in dem Absorptionsmittel absorbiert, und es diffundiert im Inneren des Absorptionsmittels in der Form von Sulfationen SO4 2, während es mit dem Bariumoxid BaO gebunden wird, so dass das stabile Sulfat BaSO4 erzeugt wird.
  • Dieses Sulfat BaSO4 ist jedoch stabil und kaum zu zerlegen. Auch wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis de einströmenden Abgases fett wird, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen, wird das Sulfat BaSO4 nicht zerlegt und verbleibt so wie es ist. Daher wird das Sulfat BaSO4 in dem NOx-Absorptionsmittel 22 im Laufe der Zeit vermehrt, und daher fällt die NOx-Menge im Laufe der Zeit ab, die das NOx-Absorptionsmittel 22 absorbieren kann.
  • Das Sulfat BaSO4 wird jedoch zerlegt, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 eine bestimmte Temperatur überschreitet, die durch das NOx-Absorptionsmittel 22 bestimmt ist, z.B. ungefähr 600°C. Fall das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel 22 in dieser Zeit hineinströmt, zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird, so wird das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 gelöst. Das Lösen des SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 erfordert jedoch eine äußerst lange Zeit verglichen mit dem Fall des Lösens des NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22. Zum Beispiel ist es möglich, das gesamte NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 dadurch zu lösen, das das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases für eine kurze Zeitperiode von weniger als eine Sekunde fett eingestellt wird, aber das Lösen des gesamten SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 erfordert, dass die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 auf nicht weniger als ungefähr 600°C aufrecht erhalten wird und dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett für ungefähr 10 Minuten aufrecht erhalten wird. Um das gesamte BaSO4 aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen, ist es daher erforderlich, die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 zunächst auf über 600°C zu erhöhen, und dann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett zu halten, und das NOx-Absorptionsmittel 22 auf eine hohe Temperatur aufrecht zu erhalten.
  • Da das Lösen des NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 in dieser Art und Weise zunächst erfordert, dass die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 erhöht wird, ist es vorzuziehen, die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 so schnell wie möglich zu erhöhen. Falls die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 zu schnell erhöht wird, dann tritt jedoch das Problem auf, dass die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 auf ein extremes Maß erhöht wird, und dass die Gefahr einer thermischen Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 22 besteht. Es gibt nämlich einen optimalen erforderlichen Wert für die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22, und es ist erforderlich, die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels gemäß diesem geforderten Wert zu erhöhen. Der geforderte Wert wird später im Einzelnen beschrieben. Davor wird das Verfahren zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 beschrieben.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 eine Kombination von zwei Verfahren verwendet: Das Verfahren zum Erhöhen der Temperatur des Abgases und das Verfahren zum Vermehren der Menge an nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen in dem Abgas. In diesem Fall wird bei der vorliegenden Erfindung die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes verzögert, um so die Temperatur des Abgases zu erhöhen, und ein Hilfskraftstoff wird zusätzlich zu dem Hauptkraftstoff eingespritzt, um so die Menge der nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Abgas zu vermehren. Verschiedene Einspritzmuster werden verwendet, die sich zumindest hinsichtlich des Verzögerungsbetrages der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes oder der Einspritzzeitgebung des Hilfskraftstoffes unterscheiden.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden nämlich grob klassifiziert vier Einspritzmuster verwendet, nämlich ein erstes Muster zum Verzögern der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes ohne eine Einspritzung von Hilfskraftstoff, ein zweites Muster zum Einspritzen von Hilfskraftstoff vor der Einspritzung des Hauptkraftstoffes und zum Verzögern der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes, ein drittes Muster zum Einspritzen von Hilfskraftstoff vor der Einspritzung des Hauptkraftstoffes und nach der Einspritzung des Hauptkraftstoffes und zum Verzögern der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes sowie ein viertes Muster zum Einspritzen von Hilfskraftstoff nach der Einspritzung des Hauptkraftstoffes und zum Verzögern der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes.
  • Als nächstes werden diese vier Einspritzmuster unter Bezugnahme auf die 8 bis 11 beschrieben. Die 8 bis 10 zeigen die Einspritzzeitgebungen des Hauptkraftstoffes und die Einspritzzeitgebungen des Hilfskraftstoffes. Die Abszisse zeigt den Kurbelwinkel. Des Weiteren zeigen die 8 bis 10 die Öffnungszeitgebungen des Einlassventils 7, die Öffnungszeitgebungen des Auslassventils 9 und die Einspritzzeitgebung X, in der der Kraftstoff aus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 6 eingespritzt wird und zu einem Hohlraum 5a (1) zugeführt werden kann, der an der oberen Seite des Kolbens 4 ausgebildet ist. Andererseits zeigt die 11 die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes. Die Abszisse in der 11 zeigt das geforderte Drehmoment TQ.
  • In den 8 bis 10 zeigt (I) die Einspritzzeitgebung während des gewöhnlichen Betriebes. Wie dies aus der 8, der 9 und der 10 ersichtlich ist, wird während des gewöhnlichen Betriebes kein Hilfskraftstoff eingespritzt. Ausschließlich Hauptkraftstoff Q wird eingespritzt. Die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes Q zu dieser Zeit wird durch I in der 11 gezeigt. Wie dies aus der 11 ersichtlich ist, liegt die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes zu dieser Zeit vor dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes.
  • Andererseits zeigt (II) das erste Einspritzmuster. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird bei dem ersten Einspritzmuster ausschließlich der Hauptkraftstoff QR eingespritzt, ohne dass der Hilfskraftstoff eingespritzt wird. Des Weiteren wird zu dieser Zeit die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes QR verglichen mit der Zeit des gewöhnlichen Betriebes verzögert. II in der 11 zeigt die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR zu dieser Zeit. Wie dies in der 11 gezeigt ist, wird die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR zu dieser Zeit bis nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes verzögert, und sie wird weiter verzögert, je größer das geforderte Drehmoment TQ ist.
  • Wird der obere Totpunkt des Verdichtungshubes einmal durchlaufen, dann fällt der Druck in der Brennkammer 5 allmählich ab, und die Temperatur in der Brennkammer 5 fällt ebenfalls allmählich ab. Da der Druck in der Brennkammer 5 nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes auf diese Art und Weise allmählich abfällt, falls die Einspritzzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR bis nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes verzögert wird, wird der eingespritzte Kraftstoff im Inneren der Brennkammer 5 weit gestreut, und er wird gezündet, nachdem er weit gestreut wurde. Der Kraftstoff wird nämlich in einem Zustand mit ausreichender Luft verbrannt, die um ihn herum vorhanden ist. In Folge dessen wird nicht so sehr Ruß erzeugt. Des Weiteren werden zu der Zeit der Zündung der Druck und die Temperatur in der Brennkammer 5 niedrig, wodurch die Verbrennungstemperatur nicht so sehr ansteigt. Dementsprechend wird auch nicht so viel NOx erzeugt.
  • Falls die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR in dieser Art und Weise andererseits verzögert wird, wird die Verbrennungszeit verlängert, und daher wird die Temperatur des Abgases erhöht. Falls die Temperatur des Abgases erhöht wird, werden die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 21 bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel und die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 erhöht. In diesem Fall wird die Temperatur des Abgases um so höher, je stärker die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR verzögert wird, und daher ist es unter dem Standpunkt hinsichtlich der Erhöhung der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 vorzuziehen, dass die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR so stark wie möglich verzögert wird. Falls die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR zu sehr verzögert wird, dann treten jedoch Fehlzündungen auf. Daher wird bei dem ersten Einspritzmuster die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR auf eine Zeitgebung festgelegt, die so stark wie möglich verzögert ist, während sie noch ein einem Bereich ist, in dem keine Fehlzündungen auftreten.
  • (III) in der 8 zeigt ein erstes Beispiel des zweiten Einspritzmusters. Bei diesem Beispiel wird Hilfskraftstoff QV nahe dem oberen Totpunkt des Saughubes eingespritzt. Verglichen mit dem Fall des ersten Einspritzmusters, das durch (II) in der 8 gezeigt ist, ist die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR weiter verzögert. III in der 11 zeigt die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes zu dieser Zeit. Wie dies in der 11 gezeigt ist, wird die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR zu dieser Zeit weiter als bei dem Fall des ersten Einspritzmusters verzögert, das durch (II) in der 11 gezeigt ist. Des Weiteren wird die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR zu dieser Zeit ebenfalls weiter verzögert, je größer das geforderte Drehmoment TQ ist.
  • In der Nähe des oberen Totpunktes des Saughubes wird nahezu keine angesaugte Luft in die Brennkammer 5 zugeführt, und somit wird das nicht verbrannte Gas auf eine hohe Temperatur aufrechterhalten. Falls der Hilfskraftstoff QV nahe dem oberen Totpunkt des Saughubes eingespritzt wird, wird der Hilfskraftstoff QV dementsprechend sofort verdampft. Falls der Hilfskraftstoff QV verdampft wird, bewirkt die Verdichtungswärme während des Verdichtungshubes eine Erzeugung von Aldehyden, Ketonen, Peroxiden, Kohlenmonoxiden und anderen Zwischenprodukten aus dem Hilfskraftstoff QV. Diese Zwischenprodukte bewirken eine Beschleunigung der Reaktion des Hauptkraftstoffes QR. Daher kann in diesem Fall eine gute Verbrennung erhalten werden, ohne dass Fehlzündungen hervorgerufen werden, auch wenn die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR um ein großes Maß verzögert wird. Da andererseits die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR auf diese Art und Weise um ein großes Maß verzögert werden kann, wird die Temperatur des Abgases sehr hoch, und daher kann die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 auf ein höheres Niveau erhöht werden.
  • Des Weiteren wird bei dem Beispiel, das durch (III) in der 8 gezeigt ist, der Hilfskraftstoff QV eingespritzt, wenn das Auslassventil 9 geöffnet wird, so dass ein Teil des Hilfskraftstoffes QV in den Auslassanschluss 10 in der Form von nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen ausgelassen wird. Die nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe werden durch den überschüssigen Sauerstoff in dem Abgas oxidiert, falls sie das NOx-Absorptionsmittel 22 erreichen. Die Wärme der Oxidationsreaktion, die zu dieser Zeit auftritt, bewirkt eine schnelle Erhöhung der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 auf ein noch höheres Niveau. Bei diesem Beispiel führen nämlich die doppelten Wirkungen der Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des Abgases und der Wirkung zum Erhöhen der nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Abgas zu einer Erhöhung der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22.
  • Des Weiteren wird bei dem Beispiel, das durch (III) in der 8 gezeigt ist, der Hilfskraftstoff QV bei der Einspritzzeitgebung X eingespritzt, bei der der eingespritzte Kraftstoff in den Hohlraum 5a des Kolbens 4 zugeführt wird. Daher ist es möglich, das Ablagern des Hilfskraftstoffes QV an der Innenwand der Zylinderbohrung zu verhindern. In Folge dessen ist es möglich, das Verdünnen des Schmieröles durch den eingespritzten Kraftstoff zu verhindern.
  • (III) in der 9 zeigt ein zweites Beispiel des zweiten Einspritzmusters. Bei diesem zweiten Beispiel wird der Hilfskraftstoff QV beim Ende des Verdichtungshubes eingespritzt. Verglichen mit dem Fall des ersten Musters, das durch (II) in der 9 gezeigt ist, wird die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR weiter verzögert. Die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR zu dieser Zeit ist durch III in der 11 gezeigt. In diesem Fall werden ebenfalls Aldehyde, Ketone, Peroxide, Kohlenmonoxide und andere Zwischenprodukte aus dem Hilfskraftstoff QE erzeugt, und diese Zwischenprodukte bewirken eine Beschleunigung der Reaktion des Hauptkraftstoffes QR. Daher kann in diesem Fall ebenfalls eine gute Verbrennung gewährleistet werden ohne dass Fehlzündungen hervorgerufen werden, auch wenn die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR um ein großes Maß verzögert wird.
  • Da der Hilfskraftstoff QE bei der Einspritzzeitgebung X eingespritzt wird, bei der der eingespritzte Kraftstoff in den Hohlraum 5a des Kolbens 4 zugeführt wird, ist es bei dem zweiten Beispiel ebenfalls möglich, die Ablagerung des Hilfskraftstoffes QE an der Innenwand der Zylinderbohrung zu verhindern.
  • Bei dem zweiten Beispiel ist zu beachten, dass der Kraftstoff nicht dazu eingespritzt wird, die Menge der nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Abgas zwangsweise zu vermehren, und zwar anders als bei dem ersten Beispiel, das durch (III) in der 8 gezeigt ist. Das zweite Beispiel hat nämlich das Ziel einer Erhöhung der Temperatur des Abgases durch Verzögern der Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes QR, und zwar weiter als im Falle des ersten Einspritzmusters, das durch (II) in der 9 gezeigt ist. Verglichen mit dem Fall des ersten Einspritzmusters, das durch (II) in der 9 gezeigt ist, hat das zweite Beispiel daher eine noch stärkere Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22, aber vergleichen mit dem ersten Beispiel hat das zweite Beispiel eine schwächere Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22.
  • (IV-1) und (IV-2) in der 8 zeigen ein erstes Beispiel des dritten Einspritzmusters. Bei dem ersten Beispiel werden der Hilfskraftstoff QV und der Hauptkraftstoff QR zu den gleichen Zeitgebungen wie bei dem zweiten Einspritzmuster eingespritzt, das durch (III) in der 8 gezeigt ist, und der Hilfskraftstoff QP wird während des Expansionshubes oder des Auslasshubes nach dem Einspritzen des Hauptkraftstoffes QR weiter eingespritzt. Bei dem in der 8 gezeigten Beispiel wird der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes eingespritzt, direkt bevor das Auslassventil 9 geöffnet wird.
  • Der Hilfskraftstoff QP wird in der Brennkammer 5 nicht verbrannt, und daher wird der Hilfskraftstoff QP in den Auslassanschluss 10 in der Form von nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen ausgelassen, falls der Hilfskraftstoff QP eingespritzt wird. Falls der Hilfskraftstoff QP eingespritzt wird, wird daher die Menge der nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Abgas vermehrt, und daher bewirkt die Wärme der Oxidationsreaktion der nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe eine schnelle Erhöhung der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22. Verglichen mit dem Fall, bei dem die Temperatur des Abgases zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 erhöht wird, ermöglicht die Vermehrung der Menge der nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Abgas und die Nutzung der Wärme der Oxidationsreaktion zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 eine weitaus schnellere Erhöhung der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22, soweit dies mit dem Fall der Verwendung des zweiten Einspritzmusters verglichen wird, das durch (III) in der 8 gezeigt ist, und die Verwendung des dritten Einspritzmusters, das durch (IV-1) und (IV-2) in der 8 gezeigt ist, ermöglicht eine weitaus schnellere Erhöhung der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22. Der Hilfskraftstoff QP hat jedoch keinen Beitrag zu der Erzeugung der Abgabe der Kraftmaschine, sofern der Hilfskraftstoff QP eingespritzt wird, und die Menge des verbrauchten Kraftstoffes ist vermehrt.
  • Wenn die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 noch schneller erhöht wird, wie dies durch (IV-2) in der 8 gezeigt ist, dann kann die Anzahl der Einspritzungen des Hilfskraftstoffes QP erhöht werden. Falls nämlich eine große Menge des Hilfskraftstoffes QP eingespritzt wird, dann wird die Durchdringungskraft des eingespritzten Kraftstoffes größer, so dass ein Teil des Hilfskraftstoffes QP am Ende an der Innenwand der Zylinderbohrung abgelagert wird. Im Gegensatz dazu wird die Durchdringungskraft des eingespritzten Kraftstoffes kleiner, falls die Einspritzmenge des Hilfskraftstoffes QP reduziert wird, so dass der Hilfskraftstoff QP nicht länger an der Innenwand der Zylinderbohrung abgelagert wird. Wenn die Einspritzmenge des Hilfskraftstoffes QP vermehrt wird, wie dies durch (IV-2) in der 8 gezeigt ist, dann werden daher kleine Mengen des Hilfskraftstoffes QP in mehreren Intervallen eingespritzt.
  • (IV-1) und (IV-2) in der 8 zeigen ein zweites Beispiel des dritten Einspritzmusters. Bei dem zweiten Beispiel werden der Hilfskraftstoff QE und der Hauptkraftstoff QR bei denselben Zeitgebungen wie bei dem zweiten Einspritzmuster eingespritzt, das durch (III) in der 9 gezeigt ist, und es wird des Weiteren Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes oder des Auslasshubes nach der Einspritzung des Hauptkraftstoffes QR eingespritzt. Bei dem in der 9 gezeigten Beispiel wird der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes eingespritzt, direkt bevor das Auslassventil 9 geöffnet wird.
  • Bei dem zweiten Beispiel kann ebenfalls die Anzahl der Einspritzungen des Hilfskraftstoffes QP erhöht werden, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 noch schneller erhöht wird, wie dies durch (IV-2) in der 9 gezeigt ist.
  • (III-1), (III-2) und (III-3) in der 10 zeigen das vierte Einspritzmuster. Bei diesem vierten Einspritzmuster wird der Hauptkraftstoff QR bei derselben Zeitgebung wie bei dem ersten Einspritzmuster eingespritzt, das durch (II) in der 10 gezeigt ist, und es wird des Weiteren Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes oder des Auslasshubes nach der Einspritzung des Hauptkraftstoffes QR eingespritzt. Bei dem in der 10 gezeigten Beispiel wird der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes eingespritzt, direkt bevor das Auslassventil 9 geöffnet wird.
  • Bei dem vierten Einspritzmuster kann die Anzahl der Einspritzungen des Hilfskraftstoffes QP ebenfalls erhöht werden, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 noch schneller erhöht wird, wie dies durch (III-2) und (III-3) in der 10 gezeigt ist.
  • Falls das Einspritzmuster in dieser Art und Weise geändert wird, ändert sich entweder die Temperatur des Abgases oder die Menge der nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Abgas oder beides wird geändert, wodurch sich die Erhöhungsrate der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 ändert. Des Weiteren ändert sich die Menge des nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Abgas, und daher ändert sich die Erhöhnungsrate der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22, und zwar auch bei demselben Einspritzmuster, falls des Weiteren die Anzahl der Einspritzungen des Hilfskraftstoffes QP nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes geändert wird. Dementsprechend ist es durch Ändern der Einspritzmuster oder durch Ändern der Anzahl der Einspritzungen des Hilfskraftstoffes QP nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes möglich, die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 auf die optimale Rate zu steuern.
  • Als nächstes wird als ein Beispiel der Fall einer Verwendung des ersten Einspritzmusters, das durch (II) in der 8 gezeigt ist, des zweiten Einspritzmusters, das durch (III) in der 8 gezeigt ist, und des dritten Einspritzmusters beschrieben, das durch (IV-1) und (IV-2) in der 8 gezeigt ist, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 auf die Solltemperatur erhöht wird, z.B. auf 650°C.
  • Die 12 zeigt die Beziehung zwischen dem Einspritzmuster, das dann verwendet wird, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 erhöht wird, dem geforderten Drehmoment TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N. Der Bereich, der durch Q in der 12 gezeigt ist, zeigt nämlich den Betriebsbereich, in dem die Einspritzung Q bei dem gewöhnlichen Betrieb durchgeführt wird, der durch (I) in der 8 gezeigt ist, der Bereich, der durch QR gezeigt ist, zeigt den Betriebsbereich, in dem die Einspritzung durch das erste Einspritzmuster QR durchgeführt wird, das durch (II) in der 8 gezeigt ist, der Bereich, der durch QV + QR gezeigt ist, zeigt den Betriebsbereich, in dem die Einspritzung durch das zweite Einspritzmuster QV + QR durchgeführt wird, das durch (III) in der 8 gezeigt ist, und der Bereich, der durch QV + QR + QP gezeigt ist, zeigt den Betriebsbereich, in dem die Einspritzung durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP durchgeführt wird, das durch (IV-1) oder (IV-2) in der 8 gezeigt ist.
  • Des Weiteren zeigt (1) in der 12, dass die Temperatur TC der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 21, bei diesem Ausführungsbeispiel die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 kleiner als seine vorbestimmte erste Temperatur T1 ist, wie z.B. 300°C, (2) in der 12 zeigt, dass die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 größer als die erste Temperatur T1 und kleiner als eine vorbestimmte zweite Temperatur T2 ist, wie z.B. 500°C, und (3) in der 12 zeigt, dass die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 größer als die zweite Temperatur T2 ist.
  • Wenn die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 kleiner als die erste Temperatur T1 ist, wie dies durch (1) in der 12 gezeigt ist, dann wird die Einspritzung durch das zweite Einspritzmuster QV + QR ausschließlich in den begrenzten Betriebsbereich durchgeführt, in dem das geforderte Drehmoment TQ groß ist und die Kraftmaschinendrehzahl N groß ist, während die Einspritzung durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP in dem größeren Abschnitt des anderen Betriebsbereiches durchgeführt wird.
  • Wenn für die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 andererseits T1 ≤ TC < T2 gilt, wie dies durch (2) in der 12 gezeigt ist, dann wird die Einspritzung durch das erste Einspritzmuster QR in dem begrenzten Betriebsbereich durchgeführt, in dem das geforderte Drehmoment TQ groß ist und die Kraftmaschinendrehzahl N groß ist, die Einspritzung wird durch das zweite Einspritzmuster QV + QR in dem Betriebsbereich an der Niedriglastseite von diesem Betriebsbereich durchgeführt, und die Einspritzung wird durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP in dem Betriebsbereich an der Seite niedriger Last von diesem Betriebsbereich durchgeführt.
  • Wenn für die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 andererseits T2 ≤ TC gilt, wie dies durch (3) in der 12 gezeigt ist, dann wird die Einspritzung eines gewöhnlichen Betriebes in dem begrenzten Betriebsbereich durchgeführt, in dem das geforderte Drehmoment TQ groß ist und die Kraftmaschinendrehzahl N groß ist, die Einspritzung wird durch das erste Einspritzmuster QR in dem Betriebsbereich an der Seite niedriger Last von diesem Betriebsbereich durchgeführt, die Einspritzung wird durch das zweite Einspritzmuster QV + QR in dem Betriebsbereich an der Seite der noch niedrigeren Last von diesem Betriebsbereich durchgeführt, und die Einspritzung wird durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP in dem Betriebsbereich an der Seite einer noch niedrigeren Last von diesem Betriebsbereich durchgeführt.
  • Wenn die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 größer wird, dann wird nämlich der Betriebsbereich, in dem die Einspritzung durch das erste Einspritzmuster QR durchgeführt wird, und der Betriebsbereich, in der die Einspritzung durch das zweite Einspritzmuster QV + QR durchgeführt wird, zu der Seite der niedrigen Last gewechselt.
  • Die 13A zeigt die Änderung der Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 und die Änderung des Einspritzmusters, wenn angenommen wird, dass die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 gestartet wurde, und das gleiche geforderte Drehmoment TQ und die gleiche Kraftmaschinendrehzahl N danach aufrecht erhalten werden, und zwar auch in jenem Fall des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N, die durch den Punkt A in der 12 gezeigt sind. Es ist zu beachten, dass die durchgezogene Linie (1) in der 13A jenen Fall zeigt, bei dem die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 gestartet wurde, als TC < T1 galt, wie dies durch (1) in der 12 gezeigt ist, und dass die durchgezogene Linie (2) in der 13A jenen Fall zeigt, bei dem die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 gestartet wurde, als T1 ≤ TV < T2 galt, wie dies durch (2) in der 12 gezeigt ist, und dass die durchgezogene Linie (3) in der 13A jenen Fall zeigt, bei dem die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 gestartet wurde, als T2 ≤ TC galt, wie dies durch (3) in der 12 gezeigt ist.
  • Des Weiteren wird gemäß der 13A die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet, wenn ein SOx-Lösemarker gesetzt ist, der anzeigt, dass SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 gelöst werden soll. Die Wirkung zum Lösen des SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 wird dann gestartet, wenn die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 eine Solltemperatur Tmax durchschreitet, bei der das SOx gelöst werden kann.
  • Falls die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet wird, wenn TC < T1 gilt, dann wird die erste Einspritzung durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP durchgeführt, wenn dann TC ≥ T1 gilt, wie die Einspritzung durch das zweite Einspritzmuster QV + QR durchgeführt, wenn dann TC ≥ T2 gilt, wird die Einspritzung durch das erste Einspritzmuster QR durchgeführt. In diesem Fall ist die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 auf Grund des dritten Einspritzmusters QV + QR + QP am höchsten, die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 ist auf Grund des zweiten Einspritzmusters QV + QR am zweit höchsten, und die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 auf Grund des ersten Einspritzmusters QR ist am niedrigsten.
  • Falls die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet wird, wenn Tc < T1 gilt, wie dies durch die durchgezogene Linie (1) in der 13A gezeigt ist, dann wird die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 daher schnell erhöht, wenn dann die Temperatur Tc des NOx-Absorptionsmittels 22 durch T1 hindurch tritt, fällt die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 ein wenig ab, wenn dann die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 durch T2 hindurch tritt, wird die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 noch niedriger.
  • Falls andererseits die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet wird, wenn T1 ≤ TC < T2 gilt, dann wird zunächst die Einspritzung durch das zweite Einspritzmuster QV + QR durchgeführt, wenn dann TC ≥ T2 gilt, wird die Einspritzung durch das erste Einspritzmuster QR durchgeführt. Wie dies durch die durchgezogene Linie (2) in der 13A gezeigt ist, wird daher zu dieser Zeit die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 zunächst relativ langsam erhöht, wenn dann die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 durch T2 hindurch tritt, wird die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 niedriger.
  • Falls andererseits die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet wird, wenn T1 ≤ TC gilt, wird die Einspritzung durch das erste Einspritzmuster QR durchgeführt, und daher wird die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 zu dieser Zeit langsam erhöht, die durch die durchgezogene Linie (3) in der 13A gezeigt ist.
  • Die 13B zeigt die Änderung der Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 und die Änderung des Einspritzmusters, wenn angenommen wird, dass die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 gestartet ist, und dass dasselbe geforderte Drehmoment TQ und dieselbe Kraftmaschinendrehzahl N danach aufrecht erhalten werden, und zwar ebenso im Falle des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N, die durch einen Punkt C in der 12 gezeigt sind. Es ist zu beachten, dass die durchgezogene Linie (1) in der 13B jenen Fall zeigt, bei dem die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet wurde, als TC < T1 galt, wie dies durch (1) in der 12 gezeigt ist, und dass die durchgezogene Linie (2) in der 13B jenen Fall zeigt, bei dem die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet wurde, als T1 ≤ TC < T2 galt, wie dies durch (2) in der 12 gezeigt ist, und dass die durchgezogene Linie (3) in der 13B jenen Fall zeigt, bei dem die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet wurde, als T2 ≤ TC galt, wie dies durch (3) in der 12 gezeigt ist.
  • Wenn das geforderte Drehmoment TQ und die Kraftmaschinendrehzahl N aufrechterhalten werden, die durch den Punkt B in der 12 gezeigt sind, so wird aus der 12 ersichtlich, ob TC < T1, T1 ≤ TC < T2 oder T2 ≤ TC gilt, und die Einspritzung wird durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP durchgeführt, wie dies durch die durchgezogenen Linien (1), (2) und (3) in der 13B gezeigt ist, wodurch die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 ungeachtet der Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 ungefähr gleich bleibt.
  • Wie dies durch die durchgezogene Linie (1) in der 13A gezeigt ist, falls die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 gestartet wird, wenn TC < T1 gilt, falls nämlich die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 dann gestartet wird, wenn eine große Differenz zwischen der Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 und der Solltemperatur Tmax vorhanden ist, wird nämlich die Einspritzung durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP durchgeführt, um so die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 so schnell wie möglich auf die Solltemperatur Tmax zu erhöhen. Wenn die Einspritzung durch dieses dritte Einspritzmuster QV + QR + QP durchgeführt wird, wird die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 jedoch schnell erhöht, so dass es schwierig sein wird, die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 zu steuern, und falls folglich gerade dieses dritte Einspritzmuster QV + QR + QP verwendet wird, dann wird die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 weit über der Solltemperatur Tmax enden, und daher besteht die Gefahr einer thermischen Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 22. Falls des Weiteren das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP weiterhin verwendet wird, dann wird die Menge des verbrauchten Kraftstoffes vermehrt.
  • Wenn TC ≥ T1 gilt, um eine thermische Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 22 zu verhindern und die Menge des verbrauchten Kraftstoffes zu reduzieren, wird daher das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP zu dem zweiten Einspritzmuster QV + QR gewechselt, und wenn dann die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 an die Solltemperatur Tmax angenähert wird, wenn nämlich TC ≥ T2 gilt, wird das zweite Einspritzmuster QV + QR zu dem ersten Einspritzmuster QR gewechselt. Falls das erste Einspritzmuster QR verwendet wird, dann wird die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 kleiner, und daher wird die Steuerung der Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 einfacher. Dementsprechend ist es möglich, die thermische Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 22 zu verhindern, und es ist möglich, die Menge des verbrachten Kraftstoffes zu reduzieren.
  • In dem Fall, der durch die durchgezogene Linie (2) in der 13A gezeigt ist, wird des Weiteren die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 zunächst relativ schnell erhöht, um dann eine thermische Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 22 zu verhindern und die Menge der verbrachten Kraftstoffes zu reduzieren, das zweite Einspritzmuster QV + QR wird zu dem ersten Einspritzmuster QR gewechselt. Wie dies durch die durchgezogene Linie (3) in der 13A gezeigt ist, wird des Weiteren die Einspritzung durch das erste Einspritzmuster QR nach dem Start durchgeführt, um so die thermische Verschlechterung des NOx- Absorptionsmittels 22 zu verhindern und die Menge des verbrauchten Kraftstoffes zu reduzieren, wenn die Wirkung zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 gestartet wird, wenn TC ≥ T2 gilt.
  • Wenn andererseits das geforderte Drehmoment TQ klein ist, wie dies durch den Punkt B in der 12 gezeigt ist, dann ist die Kraftstoffeinspritzmenge klein, und daher wird die Temperatur des Abgases nicht so hoch, auch wenn die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes verzögert wird. Um die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22 zu dieser Zeit so schnell wie möglich zu erhöhen, wird daher eine Einspritzung durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP ungeachtet der Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 durchgeführt. Wenn die Temperatur des Abgases auf diese Art und Weise nicht so hoch wird, auch wenn die Einspritzung durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP durchgeführt wird, wie dies durch die durchgezogenen Linien (1), (2) und (3) in der 13B gezeigt ist, wird die Temperaturerhöhungsrate des NOx-Absorptionsmittels 22 jedoch nicht so hoch. Auch wenn die Einspritzung durch das dritte Einspritzmuster QV + QR + QP zu dieser Zeit durchgeführt wird, kann daher die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 in einfacher Weise gesteuert werden, und folglich besteht keine Gefahr, dass die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 äußerst hoch wird, und einer thermischen Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 22.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in dieser Art und Weise das optimale Einspritzmuster für die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22, das geforderte Drehmoment TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N verwendet, wenn die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 erhöht wird. Es ist zu beachten, dass die in der 12 gezeigten Einspritzmuster lediglich Beispiele sind, und dass es möglich ist, ein viertes Einspritzmuster QR + QP gemäß den Anforderungen zu verwenden.
  • In den 13A und 13B wird eine Steuerung zum Lösen des SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 durchgeführt, wenn die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22 eine Solltemperatur Tmax von 600°C bis 700°C überschreitet. Als nächstes wird die Steuerung zum Lösen des SOx unter Bezugnahme auf die 14 beschrieben.
  • Die 14 zeigt den Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17, den Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Verbrennungsgases des Hauptkraftstoffes in der Brennkammer 5, die EGR-Rate und die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes, wenn SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 gelöst wird. Es ist zu beachten, dass bei dem Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 und dem Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25 in der 14 die Strichpunktlinien die Öffnungsgrade zu der Zeit eines gewöhnlichen Betriebes zeigen, der in der 3 gezeigt ist, und dass die durchgezogenen Linien den Öffnungsgrad zu jener Zeit zeigen, bei der das SOx gelöst wird. Des Weiteren zeigen die gestrichelten Linien bei dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Verbrennungsgases die Grenze der Rußerzeugung. Ruß wird in dem schraffierten Bereich erzeugt. Des Weiteren zeigen die gestrichelten Linien bei der Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes die Zeitgebung während der Zeit des gewöhnlichen Betriebes, und die durchgezogene Linie zeigt die Zeitgebung während der Zeit des Lösens von SOx.
  • Wie dies in der 14 gezeigt ist, wird das EGR-Steuerventil 25 vollständig geschlossen, wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist, wodurch die EGR-Rate zu 0 wird. Des Weiteren wird die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes verzögert, so dass sie hinter dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes liegt. Dabei wird der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 so reduziert, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Verbrennungsgases des Hauptkraftstoffes zu dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, dass durch die durchgezogene Linie gezeigt ist, welches geringfügig größer als die Rauchgrenze ist. Das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Verbrennungsgases, das durch die durchgezogene Linie gezeigt ist, wird um so kleiner, je niedriger das geforderte Drehmoment TQ ist, wodurch der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 um so kleiner wird, je niedriger das geforderte Drehmoment TQ wird.
  • Wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist, wird des Weiteren der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes oder des Auslasshubes eingespritzt, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, das in das NOx-Absorptionsmittel 22 hineinströmt, zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder Fett wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes eingespritzt, direkt bevor das Auslassventil 9 geöffnet wird, so dass das in das NOx-Absorptionsmittel 22 hineinströmende Abgas nur geringfügig fett wird. Wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist, wird nämlich die Einspritzung durch das vierte Einspritzmuster QR + QP durchgeführt, das durch (III-1) oder (III-2) oder (III-3) in der 10 gezeigt ist. Wie dies in der 15 gezeigt ist, vermehrt sich die Menge des Hilfskraftstoffes QP, je größer das geforderte Drehmoment TQ ist, wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist.
  • Der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 und die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes sind nicht nur Funktionen des geforderten Drehmomentes TQ, sondern sie sind Funktionen des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N, wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 und die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes im Voraus in dem ROM 32 in der Form von Kennfeldern als Funktionen des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N gespeichert, wie dies in den 16A und 16B gezeigt ist, wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist.
  • Die 17 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Steuerung zum Lösen von SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22. Wenn das geforderte Drehmoment TQ kleiner als ein bestimmtes Drehmoment wird, dann wird der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 bei diesem Ausführungsbeispiel auf einen fixierten Öffnungsgrad festgelegt, und der Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 15 wird um so größer festgelegt, je niedriger das geforderte Drehmoment TQ wird.
  • Wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist, dann besteht andererseits kein bestimmter Bedarf zum Erhöhen der Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 22. Dabei ist es ausreichend, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel 22 hineinströmenden Abgases vorübergehend fett festzulegen.
  • Die 18 zeigt den Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17, den Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Verbrennungsgases des Hauptkraftstoffes in der Brennkammer 5, die EGR-Rate und die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes, wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist. Es ist zu beachten, dass bei dem Öffnungsgrad SST des Drosselventils 17 und bei dem Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25 in der 18 die gestrichelte Linie die Öffnungsgrade während der Zeit eines gewöhnlichen Betriebes zeigt, der in der 3 gezeigt ist, und dass die Strichpunktlinien die Öffnungsgrade während des Lösens von NOx zeigen. Des Weiteren zeigt bei dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Verbrennungsgases die gestrichelte Linie die Grenze der Raucherzeugung. Rauch wird in dem schraffierten Bereich erzeugt. Des Weiteren zeigt bei der Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes die gestrichelte Linie die Zeitgebung während eines gewöhnlichen Betriebes, während die durchgezogene Linie die Zeitgebung während des Lösens von NOx zeigt.
  • Wie dies in der 18 gezeigt ist, wird das EGR-Steuerventil 25 vollständig geschlossen, und daher wird die EGR-Rate zu 0, wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist. Des Weiteren wird die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes so verzögert, dass sie hinter dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes liegt. Dabei wird der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 so reduziert, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Verbrennungsgases des Hauptkraftstoffes zu dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, das durch die durchgezogene Linie gezeigt ist, welches geringfügig größer als die Rauchgrenze ist. Der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 du die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes, die in der 18 gezeigt sind, sind gleich dem Öffnungsgrad ST des Drosselventils und der Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes während des Lösens von SOx, wie dies in der 14 gezeigt ist. Daher werden der Öffnungsgrad ST des Drosselventils 17 und die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes während des Lösens von NOx aus den Kennfeldern berechnet, die in den 16A und 16B gezeigt sind.
  • Wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist, wird des Weiteren der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes oder des Auslasshubes eingespritzt, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett wird, das in das NOx-Absorptionsmittel 22 hineinströmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes eingespritzt, unmittelbar bevor das Auslassventil 9 geöffnet wird, so dass das Abgas fett wird, das in das NOx-Absorptionsmittel 22 hineinströmt. Wen NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist, wird nämlich die Einspritzung durch das vierte Einspritzmuster QR + QP durchgeführt, das durch (III-1), (III-2) oder (III-3) in der 10 gezeigt ist. Wie dies in der 19 gezeigt ist, wird die Menge des Hilfskraftstoffes QP umso stärker vermehrt, je größer das geforderte Drehmoment TQ ist, wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist.
  • Als nächstes wird die Verarbeitungsroutine für den NOx-Lösemarker beschrieben, der dann gesetzt wird, wenn das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist, und des SOx-Lösemarkers, der dann gesetzt wird, wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu lösen ist, während auf die 20 Bezug genommen wird. Es ist zu beachten, dass diese Routine jeweils interrupierend in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 20 wird zunächst bei einem Schritt 100 die Menge AX des absorbierten NOx pro Zeiteinheit aus dem Kennfeld berechnet, das in der 7 gezeigt ist. Als nächstes wird bei einem Schritt 101 AX zu der Menge ΣNOX des absorbierten NOx addiert. Als nächstes wird bei einem Schritt 102 bestimmt, ob die Menge ΣNOX des absorbierten NOx einen maximalen zulässigen Wert MAX1 überschritten hat. Falls ΣNOX größer MAX1 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 103, bei dem der NOx-Lösemarker gesetzt wird, der anzeigt, dass das NOx gelöst werden soll. Als nächstes schreitet die Routine zu einem Schritt 104 weiter.
  • Bei dem Schritt 104 wird das Produkt k·Q, das durch Multiplikation einer Konstanten k mit der Einspritzmenge Q erhalten wird, zu ΣSOX addiert. Der Kraftstoff enthält eine im Wesentlichen fixierte Schwefelmenge S, wodurch die Menge an SOx, die in dem NOx-Absorptionsmittel 22 absorbiert wird, durch k·Q ausgedrückt werden kann. Daher zeigt das ΣSOX, das durch sukzessiven von diesen k·Q erhalten wird, die Menge an SOx an, die schätzungsweise in dem NOx-Absorptionsmittel 22 zu absorbieren ist. Bei einem Schritt 105 wird bestimmt, ob diese Menge ΣSOX an SOx einen maximalen zulässigen Wert MAX2 überschritten hat. Wen ΣSOX > MAX2 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 106, bei dem der SOx-Lösemarker gesetzt wird.
  • Als nächstes wird die Betriebssteuerung unter Bezugnahme auf die 21 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 21 wird bei einem Schritt 200 zunächst bestimmt, ob der SOx-Lösemarker gesetzt wurde. Wenn der SOx-Lösemarker nicht gesetzt wurde, schreitet die Routine zu einem Schritt 201 weiter, bei dem bestimmt wird, ob der NOx-Lösemarker gesetzt wurde. Wenn der NOx-Lösemarker nicht gesetzt wurde, schreitet die Routine zu einem Schritt 202, bei dem der gewöhnliche Betrieb durchgeführt wird.
  • Bei dem Schritt 202 wird nämlich der Sollöffnungsgrad ST des Drosselventils 17 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 5A gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des Drosselventils 17 wird auf diesen Sollöffnungsgrad ST eingestellt. Als nächstes wird bei einem Schritt 203 der Sollöffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 5B gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 25 wird auf diesen Sollöffnungsgrad SE eingestellt. Als nächstes wird bei einem Schritt 204 die Einspritzmenge Q aus dem Kennfeld berechnet, das in der 4A gezeigt ist, und die Einspritzstartzeitgebung θS wird aus dem Kennfeld berechnet, das in der 4B gezeigt ist. Der Kraftstoff wird auf der Grundlage von diesen berechneten Werten eingespritzt.
  • Wenn bei dem Schritt 201 andererseits bestimmt wird, dass der NOx-Lösemarker gesetzt wurde, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 205, bei dem eine NOx-Löseverarbeitung zum Lösen von NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel durchgeführt wird. Bei dem Schritt 205 wird nämlich der Sollöffnungsgrad ST des Drosselventils 17 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 16A gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des Drosselventils 17 wird auf diesen Sollöffnungsgrad ST eingestellt. Dabei ist das EGR-Steuerventil 25 vollständig geschlossen. Als nächstes wird bei einem Schritt 206 die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes aus dem Kennfeld berechnet, das in der 16B gezeigt ist. Als nächstes wird bei einem Schritt 207 der Hauptkraftstoff bei der Einspritzstartzeitgebung θS eingespritzt, die bei dem Schritt 206 berechnet wird, und dann wird der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes eingespritzt.
  • In dieser Zeit wird nämlich der Öffnungsgrad des Drosselventils 17 reduziert, die Einspritzung wird durch das vierte Einspritzmuster durchgeführt, das in der 10 gezeigt ist, und dadurch wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett, das in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmt. Als nächstes wird bei einem Schritt 208 bestimmt, ob eine fixierte Zeit verstrichen ist, nachdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett wurde. Wenn eine fixierte Zeit verstrichen ist, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 209, bei dem der NOx-Lösemarker zurückgesetzt wird. Dabei wird gleichzeitig ΣNOX (20) zu 0.
  • Wenn andererseits bei dem Schritt 200 bestimmt wird, dass der SOx-Lösemarker gesetzt wurde, schreitet die Routine zu einem Schritt 210, bei dem bestimmt wird, ob ein Temperaturerhöhungsbeendigungsmerker gesetzt wurde, der anzeigt, dass das NOx-Absorptionsmittel 22 auf eine Temperatur erhöht wurde, die das Lösen von SOx ermöglicht. Wenn der SOx-Lösemarker nicht gesetzt wurde, dann wird der Temperaturerhöhungsbeendigungsmerker zurückgesetzt, wodurch die Routine zu einem Schritt 300 schreitet, bei dem eine Steuerung zum Erhöhen der Temperatur durchgeführt wird. Diese Steuerung zum Erhöhen der Temperatur ist in der 22 gezeigt.
  • Unter Bezugnahem auf die 22 wird zunächst bei einem Schritt 301 der Sollöffnungsgrad ST des Drosselventils 17 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 5A gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des Drosselventils 17 wird auf diesen Sollöffnungsgrad ST eingestellt. Als nächstes wird bei einem Schritt 302 der Sollöffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 5B gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 25 wird auf diesen Sollöffnungsgrad SE eingestellt. Als nächstes wird bei einem Schritt 303 bestimmt, ob die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22, die durch den Temperatursensor 39 erfasst wird, kleiner ist als eine erste Temperatur T1. Wenn TC < T1 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 304, bei dem die Einspritzung durch das Einspritzmuster durchgeführt wird, das auf der Grundlage von (1) in der 12 bestimmt wird.
  • Wenn andererseits bei dem Schritt 303 bestimmt wird, dass TC ≥ T1 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 305 weiter, bei dem bestimmt wird, ob die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22, die durch den Temperatursensor 39 erfasst wird, kleiner ist als eine zweite Temperatur T2. Wenn TC < T2 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 306, bei dem eine Einspritzung durch ein Einspritzmuster durchgeführt wird, das auf der Grundlage von (2) in der 12 bestimmt wird.
  • Wenn andererseits bei dem Schritt 305 bestimmt wird, dass TC ≥ T2 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 307, bei dem eine Einspritzung durch das Einspritzmuster durchgeführt wird, das auf der Grundlage von (3) in der 12 bestimmt wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 308 bestimmt, ob die Temperatur TC des NOx-Absorptionsmittels 22, die durch den Temperatursensor 39 erfasst wird, größer wurde als die Solltemperatur Tmax. Wenn TC ≥ Tmax gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 309, bei dem der Temperaturerhöhungsbeendigungsmerker gesetzt wird.
  • Unter erneuter Bezugnahem auf die 21 schreitet die Routine zu einem Schritt 211, bei dem die SOx-Löseverarbeitung zum Lösen des SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 22 durchgeführt wird, wenn die Temperaturerhöhungsbeendigungsmarke gesetzt ist. Bei dem Schritt 211 wird nämlich der Sollöffnungsgrad ST des Drosselventils 17 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 16A gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des Drosselventils 17 wird auf diesen Sollöffnungsgrad ST eingestellt. Dabei wird das EGR-Steuerventil 25 vollständig geschlossen. Als nächstes wird bei einem Schritt 212 die Einspritzstartzeitgebung θS des Hauptkraftstoffes aus dem Kennfeld berechnet, das in der 16B gezeigt ist. Als nächstes wird bei einem Schritt 213 der Hauptkraftstoff bei der Einspritzstartzeitgebung θS eingespritzt, die bei dem Schritt 212 berechnet wird, und dann wird der Hilfskraftstoff QP während des Expansionshubes eingespritzt.
  • Dabei wird der Öffnungsgrad des Drosselventils 17 nämlich reduziert, und die Einspritzung wird durch das vierte Einspritzmuster durchgeführt, das in der 10 gezeigt ist, wodurch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases nur geringfügig fett wird, das in das NOx-Absorptionsmittel 22 hineinströmt. Als nächstes wird bei einem Schritt 214 bestimmt, ob eine fixierte Zeit verstrichen ist, nachdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases nur geringfügig fett wurde. Wenn die fixierte Zeit verstrichen ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 216, bei dem der NOx-Lösemarker, der SOx-Lösemarker und der Temperaturerhöhungsbeendigungsmerker zurückgesetzt werden. Dabei werden gleichzeitig ΣNOX und ΣSOX (20) auf 0 gesetzt.
  • Die 23 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 21 einen Partikelfilter 50 zum Einfangen von Partikelstoffen in dem Abgas und ein Gehäuse 51, das diesen Partikelfilter 50 unterbringt. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Differentialdrucksensor 52 vorgesehen, um den Differentialdruck vor und hinter dem Partikelfilter 50 zu erfassen.
  • Die Partikelstoffe, die an dem Partikelfilter 50 abgelagert werden, werden auf natürliche Weise gezündet, wenn die Temperatur des Partikelfilters 50 eine bestimmte Temperatur Q0 erreicht. Falls es möglich wäre, die Temperatur des Partikelfilters 50 danach zumindest auf jene bestimmte Temperatur T0 aufrecht zu erhalten, dann wäre es möglich, die gesamten Partikelstoffe zu verbrennen, die an dem Partikelfilter 50 abgelagert sind. Um nämlich alle Partikelstoffe zu verbrennen, die an dem Partikelfilter 50 abgelagert sind, ist es nämlich erforderlich, zunächst die Temperatur des Partikelfilters 50 zumindest auf die bestimmte Temperatur T0 zu erhöhen und dann die Temperatur des Partikelfilters 50 zumindest auf die bestimmte Temperatur T0 aufrecht zu erhalten, wenn der Partikelfilter 50 regeneriert wird.
  • Daher werden auch bei diesem Ausführungsbeispiel die verschiedenen Einspritzmuster, die in der 12 gezeigt sind, zum Erhöhen der Temperatur des Partikelfilters 50 zumindest auf die bestimmte Temperatur T0 verwendet, um so den Partikelfilter 50 zu regenerieren. In diesem Fall zeigt jedoch TC die Temperatur des Partikelfilters 50. Wenn des Weiteren bei diesem Ausführungsbeispiel die Temperatur des Partikelfilters 50 zumindest auf die bestimmte Temperatur T0 aufrechterhalten wird, wird das Einspritzmuster verwendet, das auf der Grundlage der 24 bestimmt wird. Wenn nämlich die Temperatur des Partikelfilters 50 zumindest auf die bestimmte Temperatur T0 zu halten ist, dann wird die Einspritzung durch das erste Einspritzmuster QR durchgeführt, das durch (II) in den 8 bis 10 gezeigt ist, und zwar in dem begrenzten Betriebsbereich, in dem das geforderte Drehmoment TQ groß ist und die Kraftmaschinendrehzahl N groß ist und die Einspritzung wird durch das zweite Einspritzmuster QV + QR durchgeführt, das durch (III) in der 8 oder durch (III) in der 9 gezeigt ist, und zwar in dem übrigen größeren Abschnitt des Betriebsbereiches. Es ist zu beachten, dass bei diesem Ausführungsbeispiel das Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases mager aufrechterhalten wird, wenn die Temperatur des Partikelfilters 50 zumindest auf die bestimmte Temperatur T0 zu halten ist.
  • Als nächstes wird die Betriebssteuerung unter Bezugnahem auf die 25 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 25 wird bei einem Schritt 400 zunächst bestimmt, ob eine Regenerierungsmerker gesetzt wurde, der anzeigt, dass der Partikelfilter 50 regeneriert werden soll. Wenn der Regenerierungsmerker nicht gesetzt wurde, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 401, bei dem der gewöhnliche Betrieb durchgeführt wird.
  • Bei dem Schritt 401 wird nämlich der Sollöffnungsgrad ST des Drosselventils 17 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 5A gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des Drosselventils 17 wird auf diesen Sollöffnungsgrad ST eingestellt. Als nächstes wird bei einem Schritt 402 der Sollöffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 5B gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 27 wird auf diesen Sollöffnungsgrad SE eingestellt. Als nächstes wird bei einem Schritt 403 die Einspritzmenge Q aus dem Kennfeld berechnet, das in der 4A gezeigt ist, die Einspritzstartzeitgebung θS wird aus dem Kennfeld berechnet, das in der 4B gezeigt ist, und der Kraftstoff wird auf der Grundlage von diesen berechneten Werten eingespritzt. Als nächstes wird bei einem Schritt 404 bestimmt, ob der Differentialdruck ΔP vor und hinter dem Partikelfilter 50 größer als der maximale zulässige Wert Pmax ist, und zwar auf der Grundlage des abgegebenen Signals von dem Differentialdrucksensor 52, ob nämlich die Menge der Partikelstoffe, die an dem Partikelfilter 50 abgelagert sind, einen maximalen zulässigen Wert überschritten hat. Wenn ΔP größer Pmax gilt, wenn nämlich die Menge der Partikelstoffe, die an dem Partikelfilter 50 abgelagert sind, den maximalen zulässigen Wert überschritten hat, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 405, bei dem der Regenerierungsmerker gesetzt wird.
  • Wenn der Regenerierungsmerker gesetzt ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 406, bei dem der Sollöffnungsgrad ST des Drosselventils 17 aus dem Kennfeld berechnet wird, das in der 5A gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des Drosselventils 17 wird auf diesen Sollöffnungsgrad SST eingestellt. Als nächstes wird bei einem Schritt 407 der Sollöffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 25 aus dem Kennfeld berechnet, das in der 5B gezeigt ist, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 25 wird auf diesen Sollöffnungsgrad SE eingestellt.
  • Als nächstes wird bei einem Schritt 408 bestimmt, ob ein Temperaturerhöhungsbeendigungsmerker gesetzt wurde, der anzeigt, dass der Partikelfilter 50 auf eine Temperatur erhöht wurde, die eine Zündung der Partikelstoffe an dem Partikelfilter 50 ermöglicht. Wenn der Regenerierungsmerker gesetzt wurde, wird der Temperaturerhöhungsbeendiungsmerker normalerweise zurückgesetzt, wodurch die Routine zu einem Schritt 500 schreitet, bei dem die Steuerung zum Erhöhen der Temperatur durchgeführt wird. Diese Steuerung zum Erhöhen der Temperatur ist in der 26 gezeigt.
  • Unter Bezugnahme auf die 26 wird zunächst bei einem Schritt 501 bestimmt, ob die Temperatur TC des Partikelfilters 50, die durch den Temperatursensor 39 erfasst wird, kleiner ist als die erste Temperatur T1. Wenn TC < T1 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 502, bei dem die Einspritzung durch das Einspritzmuster durchgeführt wird, das auf der Grundlage von (1) in der 12 bestimmt wird.
  • Wenn bei dem Schritt 501 andererseits bestimmt wird, dass TC ≥ T1 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 503, bei dem bestimmt wird, ob die Temperatur TC des Partikelfilters 50, die durch den Temperatursensor 39 erfasst wird, kleiner ist als die zweite Temperatur T2. Wenn Tc < T2 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 504, bei dem die Einspritzung durch das Einspritzmuster durchgeführt wird, das auf der Grundlage von (2) in der 12 bestimmt wird.
  • Wenn andererseits bei dem Schritt 503 bestimmt wird, dass TC ≥ T2 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 505, bei dem die Einspritzung durch das Einspritzmuster durchgeführt wird, das auf der Grundlage von (3) in der 12 bestimmt wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 506 bestimmt, ob die Temperatur TC des Partikelfilters 50, die durch den Temperatursensor 39 erfasst wird, größer wurde als die bestimmte Solltemperatur T0. Wenn Tc ≥ T0 gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 507, bei dem der Temperaturerhöhungsbeendigungsmerker gesetzt wird.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 25 schreitet die Routine zu einem Schritt 409 weiter, bei dem die Temperatur des Partikelfilters 50 zumindest auf die bestimmte Temperatur T0 gehalten wird, wenn der Temperaturerhöhungsbeendigungsmerker gesetzt wurde. In dieser Zeit wird nämlich die Einspritzung durch das Einspritzmuster durchgeführt, das auf der Grundlage der 24 bestimmt wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 410 bestimmt, ob der Differentialdruck ΔP vor und hinter dem Partikelfilter 50 kleiner wurde als ein minimaler Wert Pmin auf der Grundlage des abgegebenen Signals von dem Differentialdrucksensor 52, das heißt, ob alle Partikelstoffe verbrannt wurden, die an dem Partikelfilter 50 abgelagert sind. Wenn ΔP < Pmin gilt, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 411, bei dem der Regenerierungsmerker und der Temperaturerhöhungsbeendigungsmerker zurückgesetzt werden.
  • Es ist zu beachten, das es auch möglich ist, einen Katalysator mit einer Oxidationsfunktion wie z.B. ein Oxidationskatalysator oder ein Drei-Wege-Katalysator im Inneren des Abgaskanals stromaufwärts oder stromabwärts von dem NOx-Absorptionsmittel 22 bei dem ersten Ausführungsbeispiel und im Inneren des Abgases stromaufwärts oder stromabwärts von dem Partikelfilter 50 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel anzuordnen.
  • Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Temperatur einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einer Temperaturerhöhungsrate zu erhöhen, die für die Abgasnachbehandlungsvorrichtung gefordert wird.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, die zum Zwecke der Darstellung ausgewählt sind, sollte klar sein, dass vielfältige Abwandlungen durch einen Durchschnittsfachmann geschaffen werden können, ohne dass das Hauptkonzept und der Umfang der Erfindung verlassen werden, die durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.

Claims (28)

  1. Brennkraftmaschine (1) mit einer Brennkammer (5) und einem Abgaskanal (19), wobei die Kraftmaschine folgendes aufweist: eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (7) zum Einspritzen von Hilfskraftstoff (QV; QE; Qp) in die Brennkammer (5) zusätzlich zu einem Hauptkraftstoff (Q; QR) gemäß einem Erfordernis zum Erzeugen von nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen; eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21), die in dem Abgaskanal (19) angeordnet ist, wobei eine Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) dann ansteigt, wenn eine Temperatur des Abgases ansteigt, und die dann ansteigt, wenn nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) zugeführt werden; und eine Einspritzsteuereinrichtung (30) zum Steuern der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Einspritzmuster zum Erhöhen der Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) von einem ersten Einspritzmuster (II), das die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) verglichen mit jenem Fall verzögert, bei dem die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) nicht ansteigen soll, ohne dass der Hilfskraftstoff (QV;QE; QP) eingespritzt wird, einem zweiten Einspritzmuster (III), das den Hilfskraftstoff (QV; QE) vor der Einspritzung des Hauptkraftstoffes (QR) einspritzt und die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) verzögert, und einem dritten Einspritzmuster (IV-1; IV-2) voreingestellt sind, das den Hilfskraftstoff (QV, QP; QE, QP) vor dem Einspritzen des Hauptkraftstoffes (QR) und nach dem Einspritzen des Hauptkraftstoffes (QR) einspritzt und die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) verzögert, und wenn die Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) erhöht werden soll, dann wählt die Einspritzsteuereinrichtung (30) eines der Einspritzmuster aus den voreingestellten Einspritzmustern aus und spritzt den Hauptkraftstoff (QP) und den Hilfskraftstoff (QV; QE; QP) gemäß dem ausgewählten Einspritzmuster ein, wobei das zu verwendende Einspritzmuster gemäß der Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) oder gemäß der Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) und dem Betriebszustand (TQ, N) der Kraftmaschine (1) bestimmt wird.
  2. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei bei dem ersten Einspritzmuster (II) die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) bis nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes verzögert wird.
  3. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei bei dem zweiten Einspritzmuster (III) der Hilfskraftstoff (QV) nahe dem oberen Totpunkt des Saughubes eingespritzt wird und der Verzögerungsbetrag der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) größer als der Verzögerungsbetrag der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) bei dem ersten Einspritzmuster (II) ist.
  4. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 3, wobei der Hilfskraftstoff (QV) dann eingespritzt wird, wenn ein Auslassventil (9) geöffnet ist.
  5. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 3, wobei die Einspritzzeitgebung des Hilfskraftstoffes (QV) so bestimmt ist, dass der eingespritzte Hilfskraftstoff (QV) zu einen Hohlraum (5a) geführt wird, der an einer oberen Seite eines Kolbens (4) ausgebildet ist.
  6. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei bei dem zweiten Einspritzmuster (III) der Hilfskraftstoff (QE) während des Verdichtungshubes eingespritzt wird und der Verzögerungsbetrag der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) größer ist als der Verzögerungsbetrag der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) bei dem ersten Einspritzmuster (II).
  7. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6, wobei die Einspritzzeitgebung des Hilfskraftstoffes (QE) so bestimmt ist, dass der eingespritzte Hilfskraftstoff (QE) zu einen Hohlraum (5a) geführt wird, der an einer oberen Seite eines Kolbens (4) ausgebildet ist.
  8. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bei dem dritten Einspritzmuster (IV-1; IV-2) ein erster Hilfskraftstoff (QV) nahe einem oberen Totpunkt des Saughubes eingespritzt wird, ein zweiter Hilfskraftstoff (QP) während des Expansionshubes oder des Auslasshubes eingespritzt wird und der Verzögerungsbetrag der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) größer ist als der Verzögerungsbetrag der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) bei dem ersten Einspritzmuster (II).
  9. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 8, wobei der erste Hilfskraftstoff (QV) dann eingespritzt wird, wenn ein Auslassventil (9) geöffnet ist.
  10. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die Einspritzzeitgebung des ersten Hilfskraftstoffes (QV) so bestimmt ist, dass der eingespritzte Hilfskraftstoff (QV) zu einen Hohlraum (5a) geführt wird, der an einer oberen Seite eines Kolbens (4) ausgebildet ist.
  11. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 8, wobei der zweite Hilfskraftstoff (QP) während eines Expansionshubes eingespritzt wird, bevor ein Auslassventil (9) geöffnet wird.
  12. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 8, wobei der zweite Hilfskraftstoff (QP) in Intervallen mehrmals eingespritzt wird.
  13. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 6 und 7, wobei bei dem dritten Einspritzmuster (IV-1; IV-2) der erste Hilfskraftstoff (QE) während des Verdichtungshubes eingespritzt wird, der zweite Hilfskraftstoff (QP) während des Expansionshubes oder des Auslasshubes eingespritzt wird und der Verzögerungsbetrag der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) größer ist als der Verzögerungsbetrag der Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) bei dem ersten Einspritzmuster (II).
  14. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13, wobei die Einspritzzeitgebung des ersten Hilfskraftstoffes so bestimmt ist, dass der eingespritzte Hilfskraftstoff (QE) zu einen Hohlraum (5a) geführt wird, der an einer oberen Seite eines Kolbens (4) ausgebildet ist.
  15. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13, wobei der zweite Hilfskraftstoff (QP) während des Expansionshubes eingespritzt wird, bevor ein Auslassventil (9) geöffnet wird.
  16. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13, wobei der zweite Hilfskraftstoff (QP) in Intervallen mehrfach eingespritzt wird.
  17. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei bei dem vierten Einspritzmuster (III-1; III-2; III-3) die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) bis nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungshubes verzögert wird und der Hilfskraftstoff (QP) während des Expansionshubes oder des Auslasshubes eingespritzt wird.
  18. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 17, wobei der Hilfskraftstoff (QP) während des Expansionshubes eingespritzt wird, bevor ein Auslassventil (9) geöffnet wird.
  19. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 17, wobei der Hilfskraftstoff (QP) in Intervallen mehrfach eingespritzt wird.
  20. Brennkraftmaschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein erster Betriebsbereich, in dem Kraftstoff durch das erste Einspritzmuster (II) eingespritzt wird, ein zweiter Betriebsbereich, in dem Kraftstoff durch das zweite Einspritzmuster (III) eingespritzt wird, und ein dritter Betriebsbereich, in dem Kraftstoff durch das dritte Einspritzmuster (IV-1; IV-2) eingespritzt wird, gemäß der Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) und dem Betriebszustand (TQ, N) der Kraftmaschine voreingestellt sind.
  21. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 20, wobei der Großteil des Betriebsbereiches zu dem dritten Betriebsbereich wird, wenn die Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) kleiner als eine vorbestimmte Temperatur (T1) ist, und der dritte Betriebsbereich auf einen kleineren Bereich an der Seite einer niedrigen Last reduziert wird, wenn die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung größer wird als die vorbestimmte Temperatur (T1).
  22. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 21, wobei der zweite Betriebsbereich an der Seite einer hohen Last des dritten Betriebsbereiches positioniert ist, und wenn die Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) höher wird, dann wechselt der zweite Betriebsbereich zur Seite der niedrigen Last.
  23. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 22, wobei der erste Betriebsbereich an der Seite einer hohen Last des zweiten Betriebsbereiches positioniert ist, und wenn die Temperatur (TC) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) höher wird, dann wechselt der erste Betriebsbereich zur Seite der niedrigen Last.
  24. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) ein NOx-Absorptionsmittel (22) aufweist, das NOx absorbiert, wenn ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und das das NOx löst, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird, und die Temperatur (TC) des NOx-Absorptionsmittels (22) wird erhöht, wenn SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel (22) zu lösen ist.
  25. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 24, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett eingestellt wird, um so das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel (22) zu lösen, nachdem die Temperatur (TC) des NOx-Absorptionsmittels (22) eine vorbestimmte Solltemperatur (Tmax) überschritten hat.
  26. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 25, wobei eine Einlassluftsteuereinrichtung (17) zum Steuern einer Einlassluftmenge vorgesehen ist, und wenn das SOx aus dem NOx-Absorptionsmittel (22) zu lösen ist, dann wird die Einlassluftmenge durch die Einlassluftsteuereinrichtung (17) reduziert, und ein viertes Einspritzmuster (III-1; III-2; III-3) wird durch die Einspritzsteuereinrichtung (30) verwendet, bei dem die Einspritzzeitgebung des Hauptkraftstoffes (QR) verglichen mit jener Einspritzzeitgebung verzögert wird, wenn die Temperatur (TC) des NOx-Absorptionsmittels (22) nicht erhöht werden soll, und der Hilfskraftstoff (QP) wird während des Expansionshubes oder des Auslasshubes eingespritzt, wodurch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett wird.
  27. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Abgasnachbehandlungsvorrichtung (21) einen Partikelfilter (50) zum Einfangen von Partikelstoffen aufweist, die in dem Abgas enthalten sind, und die Temperatur des Partikelfilters (50) erhöht wird, wenn die Partikelstoffe zu verbrennen sind, die durch den Partikelfilter (50) eingefangen sind.
  28. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 27, wobei die Partikelstoffe verbrannt werden, die durch den Partikelfilter (50) eingefangen sind, wenn die Temperatur des Partikelfilters (50) eine vorbestimmte Temperatur (T0) überschreitet, und wobei das erste Einspritzmuster (III) verwendet wird, wenn die Partikelstoffe verbrannt werden.
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