專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的再生控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及去除蓄積在內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中的微粒物的再生控制器。
背景技術(shù)：
日本專利早期公開No.2002-227688和2003-20930描述了一種當(dāng)微粒物(PM)蓄積在過濾器中時(shí)使用的技術(shù)，該過濾器布置在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中。微粒物被燃燒并從過濾器去除。
更具體地，排氣的空燃比在濃態(tài)和稀態(tài)之間反復(fù)調(diào)節(jié)使得排氣凈化裝置的溫度變得比正常凈化期間更高。此外，當(dāng)排氣的空燃比處于稀態(tài)時(shí)，從排氣凈化裝置的催化劑釋放活性氧。這燒除了蓄積在過濾器中的微粒物。
在此燒除處理中，當(dāng)排氣的空燃比處于濃態(tài)時(shí)，大量燃料在短時(shí)間內(nèi)釋放到排氣中。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在其中排氣的溫度較低的狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)必須禁止燒除處理。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，可以使用圖來(lái)判斷是否排氣的溫度較低。但是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行過渡狀態(tài)時(shí)，可能存在這樣的情況，其中即使排氣催化裝置的實(shí)際溫度較低并且催化劑可能被鈍化，也根據(jù)該圖將排氣溫度判斷為不低。
在這種情況下，當(dāng)大量燃料在短時(shí)間內(nèi)釋放到排氣中時(shí)，在排氣凈化裝置中燃料未被充分燃燒(氧化)。結(jié)果，燃料的不完全燃燒可能產(chǎn)生進(jìn)一步蓄積在過濾器中的大量微粒物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是當(dāng)排氣凈化裝置被鈍化時(shí)防止微粒物增加。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種用于去除蓄積在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)排氣凈化裝置中的微粒物的再生控制器，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間具有空燃比的排氣經(jīng)過所述排氣系統(tǒng)。所述排氣裝置包括催化劑。所述再生控制器包括加熱部分，其用于在估計(jì)蓄積量大于基準(zhǔn)蓄積量時(shí)加熱所述排氣凈化裝置并去除蓄積在所述排氣凈化裝置中的所述微粒物。所述加熱部分通過估算蓄積在所述排氣凈化裝置中的微粒物量來(lái)獲得所述估計(jì)蓄積量。溫度檢測(cè)器檢測(cè)所述排氣凈化裝置的溫度?？刂撇糠珠g歇地減小所述排氣的空燃比以加熱所述排氣凈化裝置并執(zhí)行用于燃燒所述微粒物的燒除加熱。當(dāng)由所述溫度檢測(cè)器檢測(cè)的溫度降低到催化劑失活水平時(shí)，禁止部分禁止所述燒除加熱。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于去除蓄積在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)排氣凈化裝置中的微粒物的再生控制器，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間具有空燃比的排氣經(jīng)過所述排氣系統(tǒng)。所述排氣裝置包括催化劑。所述再生控制器包括加熱部分，其用于在估計(jì)蓄積量大于基準(zhǔn)蓄積量時(shí)加熱所述排氣凈化裝置并去除蓄積在所述排氣凈化裝置中的所述微粒物。所述加熱部分通過估算蓄積在所述排氣凈化裝置中的微粒物量來(lái)獲得所述估計(jì)蓄積量。溫度檢測(cè)器檢測(cè)所述排氣凈化裝置的溫度?？刂撇糠珠g歇地減小所述排氣的空燃比以加熱所述排氣凈化裝置并執(zhí)行用于燃燒所述微粒物的燒除加熱。當(dāng)由所述溫度檢測(cè)器檢測(cè)的溫度低于催化劑失活水平的時(shí)間段大于禁止判斷基準(zhǔn)時(shí)間段時(shí)，禁止部分禁止所述燒除加熱。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種用于去除蓄積在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)排氣凈化裝置中的微粒物的方法，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間具有空燃比的排氣經(jīng)過所述排氣系統(tǒng)。所述方法包括通過間歇地減小所述排氣的空燃比以執(zhí)行用于燃燒所述微粒物的燒除加熱來(lái)加熱所述排氣凈化裝置，檢測(cè)所述排氣凈化裝置的溫度，和基于檢測(cè)溫度來(lái)禁止所述燒除加熱。
以舉例說(shuō)明本發(fā)明原則的方式，結(jié)合附圖，根據(jù)以下詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。


通過結(jié)合附圖參考當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的以下說(shuō)明，將最佳地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)的示意圖；圖2是由圖1所示的ECU執(zhí)行的再生模式執(zhí)行判斷的流程圖；圖3是由圖1所示的ECU執(zhí)行的再生控制的流程圖；圖4是由圖1所示的ECU執(zhí)行的燒除加熱的流程圖；圖5至8是在第一實(shí)施例中用于再生控制的時(shí)序圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的再生控制的一部分的流程圖；圖10是在第二實(shí)施例中用于再生控制的時(shí)序圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的排氣凈化裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將討論根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的再生控制器。圖1是應(yīng)用于車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的、包括再生控制器的控制系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明的再生控制器的應(yīng)用不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。就是說(shuō)，本發(fā)明的再生控制器也可應(yīng)用于稀燃汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2具有多個(gè)氣缸，包括第一至第四氣缸#1、#2、#3、和#4。在氣缸#1至#4的每個(gè)中，燃燒室4經(jīng)由進(jìn)氣口8和進(jìn)氣歧管10連接到穩(wěn)壓罐12。每個(gè)進(jìn)氣口8由進(jìn)氣門6來(lái)打開和關(guān)閉。穩(wěn)壓罐12連接到中冷器14和諸如排氣渦輪增壓器16之類的增壓器。經(jīng)由空氣濾清器18供應(yīng)的新鮮空氣由排氣蝸輪增壓器16的壓縮機(jī)16a壓縮。穩(wěn)壓罐12具有排氣再循環(huán)(EGR)通道20的EGR氣體供應(yīng)端口20a。節(jié)氣門22在穩(wěn)壓罐12與中冷器14之間布置在進(jìn)氣通道13中。進(jìn)氣量傳感器24和進(jìn)氣溫度傳感器26布置在壓縮機(jī)16a與空氣濾清器18之間。
在氣缸#1至#4的每個(gè)中，燃燒室4連接到排氣口30和排氣歧管32。每個(gè)排氣口30由排氣門28來(lái)打開和關(guān)閉。排氣渦輪增壓器16的排氣渦輪16b布置在排氣歧管32與排氣通道34之間。排氣從排氣歧管32中靠近第四氣缸#4的位置送入排氣渦輪16b。
每個(gè)都容納排氣凈化催化劑的三個(gè)排氣凈化機(jī)構(gòu)，即催化轉(zhuǎn)化器36、38、和40布置在排氣通道34中。定位在最上游的第一催化轉(zhuǎn)化器36容納NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a。當(dāng)正常運(yùn)行的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的排氣處于氧化氣氛(稀)時(shí)，將NOx存儲(chǔ)在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a中。當(dāng)排氣處于還原氣氛(化學(xué)當(dāng)量的或者空燃比小于該化學(xué)當(dāng)量條件)時(shí)，存儲(chǔ)在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a中的NOx被還原為NO，從NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a分離，并使用HC和CO被進(jìn)一步還原。這樣，去除了NOx。
布置在第一催化轉(zhuǎn)化器36下游的第二催化轉(zhuǎn)化器38容納具有單體結(jié)構(gòu)的過濾器38a。過濾器38a的壁具有允許排氣通過的孔。過濾器38a的多孔壁表面涂覆有NOx存儲(chǔ)還原催化劑的層。過濾器38a為NOx存儲(chǔ)還原催化劑層充當(dāng)基體。該NOx存儲(chǔ)還原催化劑層以與NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a相同的方式去除NOx。容納在排氣中的微粒物(PM)蓄積在過濾器38a的壁中。PM首先被當(dāng)NOx在相對(duì)高溫下曝露在氧化氣氛中時(shí)釋放的活性氧氧化。接著，PM被周圍多余的氧完全氧化。這樣，從過濾器38a不僅去除了NOx還去除了PM。第一催化轉(zhuǎn)化器36與第二催化轉(zhuǎn)化器38一體地形成。
定位在最下游的第三催化轉(zhuǎn)化器40容納用于通過氧化去除HC和CO的氧化催化劑40a。第一排氣溫度傳感器44布置在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a與過濾器38a之間。在過濾器38a與氧化還原劑40a之間，第二排氣溫度傳感器46布置在過濾器38a附近，且空燃比傳感器48布置在氧化催化劑40a附近。
空燃比傳感器48是例如使用固體電解質(zhì)的傳感器?？杖急葌鞲衅?8基于排氣組分來(lái)檢測(cè)排氣的空燃比并產(chǎn)生與空燃比成線性比例的電壓信號(hào)。第一排氣溫度傳感器44和第二排氣溫度傳感器46在其各自的位置處分別檢測(cè)排氣溫度thci和thco。
壓力差傳感器50連接到將過濾器38a的上游側(cè)與下游側(cè)連接的管道。壓力差傳感器50檢測(cè)在過濾器38a的上游側(cè)與下游側(cè)之間的壓力差ΔP以檢測(cè)過濾器38a的阻塞程度，即，過濾器38a中PM的蓄積程度。
排氣歧管32具有EGR通道20的位于第一氣缸#1附近或遠(yuǎn)離第四氣缸#4的EGR氣體入口20b，所述第四氣缸#4將排氣送到排氣渦輪16b中。
用于重整EGR氣體的鋼制EGR催化劑52、用于冷卻EGR氣體的冷卻器54、和EGR閥56以此順序從EGR氣體入口20b起布置在EGR通道20中。EGR催化劑52也起防止冷卻器54堵塞的作用。經(jīng)由EGR氣體供應(yīng)端口20a再次供應(yīng)到進(jìn)氣系統(tǒng)的EGR氣體的量根據(jù)EGR閥56的開度來(lái)調(diào)節(jié)。
燃料噴射閥58布置在氣缸#1至#4的每個(gè)中，并將燃料直接噴射到對(duì)應(yīng)的燃燒室4中。每個(gè)燃料噴射閥58經(jīng)由燃料供應(yīng)管58a連接到共軌60。電控制的排放量可變?nèi)剂媳?2將高壓燃料供應(yīng)到共軌60中。在共軌60中的高壓燃料經(jīng)由每個(gè)燃料供應(yīng)管58a分配到對(duì)應(yīng)的燃料噴射閥58。燃料壓力傳感器64檢測(cè)共軌60中燃料的壓力。
燃料泵62將低壓燃料經(jīng)由燃料供應(yīng)管66供應(yīng)到燃料添加閥68。燃料添加閥68布置在第四氣缸#4的排氣口30中以朝向排氣渦輪16b噴射燃料。燃料添加閥68在催化劑控制模式中將燃料添加到排氣。
電子控制單元(ECU)70包括具有CPU、ROM、RAM和驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)各種單元。來(lái)自進(jìn)氣量傳感器24、進(jìn)氣溫度傳感器26、第一排氣溫度傳感器44、第二排氣溫度傳感器46、空燃比傳感器48、壓力差傳感器50、包括在EGR閥56中的EGR開度傳感器、燃料壓力傳感器64、節(jié)氣門開度傳感器22a、油門開度傳感器74、冷卻劑溫度傳感器76、發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器80、和氣缸差異傳感器82的信號(hào)提供給ECU 70。油門開度傳感器74檢測(cè)油門踏板72的踩壓量(油門開度ACCP)。冷卻劑溫度傳感器76檢測(cè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的冷卻劑溫度THW。發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器80檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE、或曲軸78的轉(zhuǎn)速。氣缸差異傳感器82檢測(cè)曲軸78的旋轉(zhuǎn)相位或進(jìn)氣門凸輪的旋轉(zhuǎn)相位以區(qū)分氣缸。
ECU 70從這些檢測(cè)信號(hào)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)控制燃料噴射閥58的燃料噴射(量和正時(shí))。ECU 70執(zhí)行以下控制調(diào)節(jié)EGR閥56的開度、用電機(jī)22b調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度、和調(diào)節(jié)燃料泵62的排放量。此外，ECU 70還執(zhí)行催化劑控制，包括再生模式、硫成分分解釋放模式(此后稱作脫硫模式)、NOx還原模式、和正?？刂颇Ｊ健４呋瘎┛刂茖⒃谝韵旅枋?。
ECU 70根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)執(zhí)行從兩種燃燒模式，即正常燃燒模式和低溫燃燒模式中選擇的燃燒模式。在低溫燃燒模式下，ECU 70通過基于用于低溫燃燒模式的EGR閥開度圖來(lái)使用較大再循環(huán)量的排氣，通過減慢燃燒溫度的增長(zhǎng)來(lái)同時(shí)還原NOx和煙。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于其中發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載較低且發(fā)動(dòng)機(jī)速度較低或中速的范圍內(nèi)時(shí)執(zhí)行低溫燃燒模式。在低溫燃燒模式下，ECU 70執(zhí)行空燃比反饋控制，其包括基于由空燃比傳感器48檢測(cè)的空燃比AF對(duì)節(jié)氣門開度TA的調(diào)節(jié)。與低溫燃燒模式不同的燃燒模式是正常燃燒模式。在正常燃燒模式下，ECU 70基于用于正常燃燒模式的EGR閥開度圖，執(zhí)行正常EGR控制(包括不涉及排氣再循環(huán)的控制)。
現(xiàn)在將描述催化劑控制。
在再生模式下，當(dāng)在排氣凈化催化劑中PM的估計(jì)蓄積量達(dá)到基準(zhǔn)蓄積量時(shí)，ECU 70特別地加熱蓄積在第二催化轉(zhuǎn)化器38的過濾器38a中的PM。PM被加熱以被氧化和分解而產(chǎn)生CO2和H2O并以CO2和H2O的形式釋放(PM去除加熱)。在再生模式下，ECU 70在其中空燃比大于化學(xué)當(dāng)量空燃比的狀態(tài)下，利用燃料添加閥68反復(fù)地添加燃料以將催化劑載體加熱到高溫(例如，600到700℃)。ECU 70還可以在動(dòng)力沖程或排氣沖程期間利用對(duì)應(yīng)的燃料噴射閥58在每個(gè)燃燒室4中進(jìn)行燃料噴射(后噴射)。ECU 70還通過執(zhí)行間歇燃料添加處理來(lái)執(zhí)行燒除加熱。在間歇燃料添加處理中，ECU 70利用燃料添加閥68間歇地添加燃料。其中空燃比變得等于或略小于化學(xué)當(dāng)量空燃比的階段(加濃狀態(tài))和其中不添加燃料的階段交替地反復(fù)。在某些情況下，利用燃料噴射閥58的后噴射可以與間歇燃料添加處理結(jié)合執(zhí)行。再生模式起完全燃燒(燒除)PM的作用。這樣，去除了在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a前表面處的PM堵塞，并且蓄積在過濾器38a中的PM被完全燃燒。
當(dāng)NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a被硫成分毒化且其諸如NOx存儲(chǔ)能力之類的凈化能力下降時(shí)，執(zhí)行脫硫模式。脫硫模式從NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a分解和釋放硫成分使得NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a除去硫成分從硫中毒狀態(tài)復(fù)原。在脫硫模式下，ECU 70通過由燃料添加閥68反復(fù)地添加燃料來(lái)加熱催化劑載體(例如，到650℃)。ECU 70還通過由燃料添加閥68間歇地添加燃料來(lái)將空燃比減小到等于或略小于化學(xué)當(dāng)量空燃比。在脫硫模式下，也可以執(zhí)行使用燃料噴射閥58的后噴射。
在NOx還原模式下，吸留在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a中的NOx被還原為N2、CO2、和H2O，并以N2、CO2、和H2O的形式釋放。在NOx還原模式下，ECU 70以相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間間隔由燃料添加閥68間歇地添加燃料使得催化劑載體的溫度設(shè)定為相對(duì)低(例如，250到500℃)。以這樣相對(duì)低的催化劑載體溫度，空燃比減小到等于或略小于化學(xué)當(dāng)量空燃比。
除了上述三種催化劑控制模式之外的催化劑控制是正?？刂颇Ｊ健Ｔ谡？刂颇Ｊ较拢珽CU 70不執(zhí)行利用燃料添加閥68的燃料添加和利用燃料噴射閥58的后噴射。
現(xiàn)在將討論在再生模式下由ECU 70執(zhí)行的處理。示出了再生模式執(zhí)行判斷的圖2的流程圖、示出了再生控制的圖3的流程圖、和示出了燒除加熱的圖4的流程圖每個(gè)都在預(yù)定時(shí)間周期中作為中斷來(lái)執(zhí)行。圖2中的再生模式執(zhí)行判斷的結(jié)果判斷是否啟動(dòng)圖3中的再生控制。圖3中的再生控制的結(jié)果判斷是否啟動(dòng)圖4中的燒除加熱。
首先將描述再生模式執(zhí)行判斷(圖2)。在步驟S102中，ECU 70計(jì)算微粒物排放量PMe，其是在圖2中的一個(gè)控制循環(huán)期間從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的每個(gè)燃燒室4排放的PM總量。在此實(shí)施例中，ECU 70通過參考事先通過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的圖來(lái)計(jì)算微粒物排放量PMe。該圖將排放量與例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(例如，燃料噴射閥58的燃料噴射量)相關(guān)聯(lián)。ECU70由發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載計(jì)算微粒物排放量。
在步驟S104中，ECU 70計(jì)算蓄積或被捕獲在過濾器38a中的PM的氧化量PMc。氧化量PMc是在此處理的一個(gè)控制循環(huán)期間通過氧化去除的所捕獲PM的量。在此實(shí)施例中，ECU 70通過參考事先通過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的圖來(lái)計(jì)算氧化量PMc。該圖將氧化量與過濾器38a的催化劑載體溫度(例如，由第二排氣溫度傳感器46檢測(cè)的排氣溫度thco)和進(jìn)氣量GA相關(guān)聯(lián)。ECU 70由排氣溫度thco和進(jìn)氣量GA計(jì)算氧化量PMc。
在步驟S106中，ECU 70使用表達(dá)式1計(jì)算估計(jì)PM蓄積量PMsm。
PMsm←Max[PMsm+PMe-PMc，0](1)在表達(dá)式1中，右邊的估計(jì)PM蓄積量PMsm是在此處理的前一個(gè)循環(huán)中計(jì)算的值。Max表示取出括號(hào)中的值里的最大值的運(yùn)算符。例如，當(dāng)PMsm+PMe-PMc是正值時(shí)，PMsm+PMe-PMc的結(jié)果值被設(shè)定為表達(dá)式左邊的估計(jì)蓄積量PMsm。當(dāng)PMsm+PMe-PMc是負(fù)值時(shí)，零(克)被設(shè)定為表達(dá)式左邊的估計(jì)蓄積量PMsm。
在步驟S108中，ECU 70檢查是否估計(jì)蓄積量PMsm大于或等于再生基準(zhǔn)值PMstart并判斷是否啟動(dòng)再生模式。當(dāng)估計(jì)蓄積量PMsm小于再生基準(zhǔn)值PMstart(在步驟S108中的否定)時(shí)，ECU 70暫時(shí)地終止此處理。其中估計(jì)蓄積量PMsm小于再生基準(zhǔn)值PMstart的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖5的時(shí)序圖中所示的時(shí)間t0之前的狀態(tài)。
當(dāng)由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)使得其中微粒物排放量PMe大于氧化量PMc的狀態(tài)持續(xù)時(shí)，重復(fù)步驟S102、S104、和S106。這逐漸增大了估計(jì)蓄積量PMsm。但是只要估計(jì)蓄積量PMsm小于再生基準(zhǔn)值PMstart(步驟S 108中的否定)，則ECU 70暫時(shí)地終止此處理。
當(dāng)估計(jì)蓄積量PMsm增大并滿足PMsm≥PMstart(步驟S108中的肯定)時(shí)，在步驟S110中，ECU 70啟動(dòng)再生控制(圖5中的t0)。在此情況下，循環(huán)地執(zhí)行圖3的再生控制。
現(xiàn)在將參考圖3描述再生控制。ECU 70在執(zhí)行了圖2中的再生模式執(zhí)行判斷之后執(zhí)行再生控制。因此，再生控制以與再生模式執(zhí)行判斷相同的循環(huán)執(zhí)行。
在步驟S122，ECU 70判斷是否估計(jì)蓄積量PMsm大于終止判斷值PMend(例如，0克)。如果估計(jì)蓄積量PMsm大于終止判斷值PMend(步驟S122中的肯定)，則在步驟S124中，ECU 70判斷是否當(dāng)前正在燒除加熱中間歇地添加燃料(間歇添加)。最初沒有執(zhí)行間歇添加(步驟S124中的否定)。因此，在步驟S125中，ECU 70判斷是否燒除禁止標(biāo)記Fx是OFF。當(dāng)在再生模式執(zhí)行判斷處理的步驟S110中啟動(dòng)再生控制時(shí)，燒除禁止標(biāo)記被設(shè)定到OFF。
換言之，在該時(shí)間點(diǎn)，在步驟S125中燒除禁止標(biāo)記Fx是OFF(步驟S125中的肯定)。然后，在步驟S128中，ECU 70判斷是否滿足用于執(zhí)行燒除加熱的條件。
當(dāng)滿足條件(1)和(2)中的任何一個(gè)時(shí)，ECU 70執(zhí)行燒除加熱。
(1)估計(jì)蓄積量PMsm小于或等于正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm(圖5，PMsm≤NBUpm)，該NBUpm略大于終止判斷值PMend(例如，0克)。
(2)比值ΔP/GA大于或等于基準(zhǔn)值，其表示PM堵塞，且估計(jì)蓄積量PMsm小于或等于特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm(PMsm≤SBUpm)，其SBUpm略大于終止判斷值PMend。特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm大于正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm(SBUpm＞NBUpm)。
當(dāng)條件(1)和(2)中的任一項(xiàng)都不滿足(步驟S128中的否定)時(shí)，在步驟S138中ECU 70執(zhí)行PM去除加熱。在此時(shí)執(zhí)行的PM去除加熱是正常加熱，其已經(jīng)被初始設(shè)定。具體地，ECU 70由燃料添加閥68反復(fù)地添加燃料使得排氣的空燃比變得大于化學(xué)當(dāng)量空燃比且催化劑載體溫度(排氣溫度thci)升高(例如，到600至700℃)。此處理使得微粒物排放量PMe變得小于氧化量PMc。這樣，估計(jì)蓄積量PMsm逐漸減小(參考表達(dá)式1)。因此，如圖5所示在時(shí)間t0之后，估計(jì)蓄積量PMsm持續(xù)減小。
此后，當(dāng)滿足條件(1)(步驟S128中的肯定)時(shí)，在步驟S130中ECU 70判斷是否這是估計(jì)蓄積量PMsm將增大的時(shí)機(jī)。在此實(shí)施例中，滿足條件(2)的時(shí)機(jī)被設(shè)定為估計(jì)蓄積量PMsm將增大的時(shí)機(jī)。這樣，當(dāng)在步驟S128中僅滿足條件(1)時(shí)，ECU 70將步驟S130判斷為否定。在步驟S134中，ECU 70將PM去除加熱切換到燒除加熱(圖5中的t1)，且暫時(shí)地終止此處理。這樣，ECU 70啟動(dòng)作為正常燒除的如圖4所示的燒除加熱。在燒除加熱中，通過執(zhí)行預(yù)定次數(shù)(例如，三次)的間歇添加，去除在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a的前表面處的PM堵塞，且燒除了在過濾器38a中蓄積的PM(t1到t3)。在步驟S134中，估計(jì)蓄積量PMsm小于或等于正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm，即，在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a中的PM的量相對(duì)較小。因此，即使執(zhí)行燒除處理也不會(huì)存在問題，且PM被快速地燃燒。
當(dāng)在步驟S128中滿足條件(2)(S128中的肯定)時(shí)，在步驟S130中ECU 70判斷是否這是估計(jì)蓄積量PMsm將增大的時(shí)機(jī)。在步驟S128中的判斷導(dǎo)致肯定判斷。在步驟S132中ECU 70增大估計(jì)蓄積量PMsm。結(jié)果，如圖6所示，估計(jì)蓄積量PMsm變得大于特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm。在步驟S134中，ECU 70將處理切換到燒除加熱(圖6中的t11)。以此方式，以啟動(dòng)燒除加熱作為特殊燒除。ECU 70持續(xù)燒除加熱直到步驟S122判斷為否定。估計(jì)蓄積量PMsm小于或等于特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm，且在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a中的PM的量相對(duì)較小。因此，即使執(zhí)行燒除處理也不會(huì)存在問題，且PM被快速地燃燒。
當(dāng)在估計(jì)蓄積量PMsm增大之后再次滿足用于執(zhí)行燒除加熱的條件(圖6中的t12)時(shí)，ECU 70將步驟S130判斷為肯定。因此，在步驟S132中，如虛線所指示的，ECU 70再次增大估計(jì)蓄積量PMsm。估計(jì)蓄積量PMsm增大處理執(zhí)行的次數(shù)限制為兩次。因此，即使在圖6中的時(shí)間t3處第三次滿足燒除加熱執(zhí)行條件，ECU 70仍將步驟S130判斷為否定。
一旦燒除加熱啟動(dòng)，即使燒除加熱執(zhí)行條件變得不滿足(S128中的否定)，即，即使例如估計(jì)蓄積量PMsm變得大于特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm或者比值ΔP/GA變得小于基準(zhǔn)值(其指示了PM堵塞)，ECU 70仍繼續(xù)燒除加熱(S138)。
當(dāng)以此方式啟動(dòng)燒除加熱時(shí)，ECU 70將步驟S124判斷為肯定。在步驟S126中，ECU 70判斷是否排氣溫度thci的峰值Pthc高于失活判斷溫度Lthc，其指示了催化劑失活水平。
圖7的時(shí)序圖示出了其中NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a未被鈍化的示例。在圖7的示例中，失活判斷溫度Lthc設(shè)定為與將在以下描述的終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc相同的值。但是，失活判斷溫度Lthc并非必須是與終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc相同的值，只要其是能夠使待判斷的NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a失活的溫度即可。當(dāng)如圖7所示峰值Pthc高于失活判斷溫度Lthc(S126中的肯定)時(shí)，ECU 70進(jìn)行到步驟S128。結(jié)果，ECU 70繼續(xù)燒除加熱。
圖8的時(shí)序圖示出了其中NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a被鈍化的示例。以此方式，當(dāng)峰值Pthc低于或等于失活判斷溫度Lthc(S126中的否定、圖8中的t37)時(shí)，在步驟S135中ECU 70將燒除禁止標(biāo)記Fx設(shè)定到ON。這禁止了在燒除加熱中的間歇添加。這樣，在步驟S136中，ECU 70將處理切換到正常加熱。
在下一個(gè)控制循環(huán)中，ECU 70將步驟S124判斷為否定。由于燒除禁止標(biāo)記Fx是ON(S125中的否定)，所以ECU 70繼續(xù)正常加熱(S136)。
當(dāng)燒除加熱或正常加熱導(dǎo)致估計(jì)蓄積量PMsm變得小于或等于終止判斷值PMend(S122中的否定)時(shí)，在步驟S140中，ECU 70停止PM去除加熱。因此，停止燒除加熱或正常加熱，并終止再生模式(S142)。如上所述，在正常燒除期間，在執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的間歇添加之后終止再生模式。
現(xiàn)在將描述圖4的燒除加熱。首先，在步驟S152中ECU 70判斷是否添加禁止標(biāo)記Fbucut是OFF。當(dāng)添加禁止標(biāo)記Fbucut是OFF時(shí)，ECU 70由燃料添加閥68將燃料添加到排氣以執(zhí)行燒除加熱，除非由于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)之類的其他條件使得禁止燃料添加。當(dāng)添加禁止標(biāo)記Fbucut是ON時(shí)，ECU 70停止由燃料添加閥68的燃料添加。隨著添加禁止標(biāo)記Fbucut設(shè)定為ON或OFF，將燃料間歇地添加到排氣并實(shí)現(xiàn)燒除加熱。
當(dāng)添加禁止標(biāo)記Fbucut是OFF(S152中的肯定)時(shí)，ECU 70判斷當(dāng)前正在添加燃料。在此情況下，在步驟S154中，ECU 70增大(例如，遞增)設(shè)定在ECU 70的存儲(chǔ)器中的添加時(shí)間段累計(jì)值Cud。
在步驟S156中，ECU 70判斷是否添加時(shí)間段累計(jì)值Cud小于最大值Ut。在該控制的初始階段，添加時(shí)間段累計(jì)值Cud小于最大值Ut(S156中的肯定)。在步驟S158中，ECU 70判斷是否在NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a下游位置處由第一排氣溫度傳感器44檢測(cè)的排氣溫度thci低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(例如，540℃)。
當(dāng)排氣溫度thci低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(S158中的肯定)時(shí)，在步驟S160中ECU 70判斷是否在過濾器38a的下游位置處由第二排氣溫度傳感器46檢測(cè)的排氣溫度thco低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Bthc(例如，600℃)。
當(dāng)排氣溫度thco低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Bthc(S160中的肯定)時(shí)，ECU 70暫時(shí)地終止此處理。添加禁止標(biāo)記Fbucut保持為OFF并繼續(xù)燃料添加。此狀態(tài)在圖7的時(shí)序圖中是在時(shí)間t20之前的狀態(tài)。
當(dāng)在添加時(shí)間段累計(jì)值Cud變得大于或等于最大值Ut之前排氣溫度thci變得高于或等于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(S158中的否定，圖7中的t20)時(shí)，在步驟S162中ECU 70將添加時(shí)間段累計(jì)值Cud設(shè)定為最大值Ut。在步驟S164中ECU 70將添加禁止標(biāo)記Fbucut設(shè)定為ON并暫時(shí)地終止此處理。結(jié)果，停止了用于燒除加熱的燃料添加。
在下一個(gè)循環(huán)中，添加禁止標(biāo)記Fbucut是ON(S152中的否定)。在步驟S166中ECU 70減小(例如，遞減)添加時(shí)間段累計(jì)值Cud。然后，在步驟S168中ECU 70判斷是否添加時(shí)間段累計(jì)值Cud小于零。在該控制的初始階段中，添加時(shí)間段累計(jì)值Cud大于零(S168中的否定)。在步驟S172中，ECU 70判斷是否排氣溫度thci低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc。在圖7中緊接著時(shí)間t20之后，排氣溫度thci大于或等于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(S172中的否定)。在此情況下，ECU 70暫時(shí)地終止此處理。這樣，其中停止用于燒除加熱的燃料添加的狀態(tài)被繼續(xù)。
現(xiàn)在參考圖7，在時(shí)間t20之后排氣溫度thci進(jìn)一步升高。但是，在過濾器38a的下游位置處的排氣溫度thco的改變相對(duì)較小且其中排氣溫度thco低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Bthc的狀態(tài)繼續(xù)。
此后，排氣溫度thci降低且排氣溫度thci變得低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(S172中的肯定，t21)。排氣溫度thco低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Bthc(步驟S174中的肯定)，且排氣溫度thci曾經(jīng)升高(S176中的肯定)。在步驟S178中，ECU 70判斷是否添加時(shí)間段累計(jì)值Cud等于零。在圖7的示例中，添加時(shí)間段累計(jì)值Cud大于零(S178中的否定)。這樣，在步驟S182中ECU 70使添加時(shí)間段累計(jì)值Cud的減小加快。
具體地，當(dāng)在正常減小期間添加時(shí)間段累計(jì)值Cud遞減一時(shí)，ECU 70在其中步驟S182已經(jīng)執(zhí)行之后的控制循環(huán)中添加時(shí)間段累計(jì)值Cud大于零的時(shí)間段內(nèi)使添加時(shí)間段累計(jì)值Cud遞減大于一的值。
這樣，如圖7所示，在下一個(gè)和后繼的控制循環(huán)中，在其中添加時(shí)間段累計(jì)值Cud大于零的時(shí)間段(t21至t22)內(nèi)，添加時(shí)間段累計(jì)值Cud比正常情況更快速地減小。
此后，執(zhí)行在步驟S166、S168、S170、和S182中的處理使得添加時(shí)間段累計(jì)值Cud快速地達(dá)到零(圖7中的t22)。在此狀態(tài)下，排氣溫度thci低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(S172中的肯定)，排氣溫度thco低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Bthc(S174中的肯定)，步驟S176中的判斷結(jié)果為肯定，且添加時(shí)間段累計(jì)值Cud等于零(S178中的肯定)。這樣，在步驟S180中ECU 70將添加禁止標(biāo)記Fbucut設(shè)定到OFF。結(jié)果，ECU 70啟動(dòng)用于燒除加熱的燃料添加。
在下一個(gè)循環(huán)中，添加禁止標(biāo)記Fbucut是OFF(S152中的肯定)。因此，ECU 70執(zhí)行步驟S154到S164中的處理。圖7的示例示出了其中在添加時(shí)間段累計(jì)值Cud變得大于或等于最大值Ut之前排氣溫度thci變得高于或等于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc的情況(t23)。在此情況下，ECU70在步驟S162中將添加時(shí)間段累計(jì)值Cud設(shè)定到最大值Ut，并在步驟S164中將添加禁止標(biāo)記Fbucut設(shè)定為ON。結(jié)果，停止用于燒除加熱的燃料添加。
在下一個(gè)控制循環(huán)中，添加禁止標(biāo)記Fbucut是ON(S152中的否定)。因此，ECU 70執(zhí)行步驟S166到S182中的處理。在圖7的示例中，在當(dāng)添加時(shí)間段累計(jì)值Cud達(dá)到零時(shí)的同時(shí)，排氣溫度thci變得低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(t24)。因此，在步驟S180中ECU 70將添加禁止標(biāo)記Fbucut設(shè)定為OFF，并暫時(shí)地終止此處理。結(jié)果，啟動(dòng)用于燒除加熱的燃料添加。
在下一個(gè)控制循環(huán)中，添加禁止標(biāo)記Fbucut是OFF(S152中的肯定)。因此，ECU 70執(zhí)行步驟S154到S164中的處理。在圖7的示例中，在當(dāng)添加時(shí)間段累計(jì)值Cud達(dá)到最大值Ut的同時(shí)，排氣溫度thci變得高于或等于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(t25)。因此，ECU 70將步驟S156判斷為否定，在步驟S162中將添加時(shí)間段累計(jì)值Cud設(shè)置為最大值Ut，并在步驟S164中將添加禁止標(biāo)記Fbucut設(shè)定為ON。結(jié)果，停止用于燒除加熱的燃料添加。
在下一個(gè)控制循環(huán)中，添加禁止標(biāo)記Fbucut是ON(S 152中的否定)。因此，ECU 70執(zhí)行步驟S166到S182中的處理。在圖7的示例中，在當(dāng)添加時(shí)間段累計(jì)值Cud達(dá)到零的同時(shí)排氣溫度thci變得低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc(t26)。因此，在步驟S180中ECU 70將添加禁止標(biāo)記設(shè)置為OFF并暫時(shí)地終止此處理。結(jié)果，啟動(dòng)用于燒除加熱的燃料添加。這樣，在燒除加熱中，ECU 70間歇地將燃料添加到排氣。
如上所述，圖8示出了其中來(lái)自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的排氣的溫度較低且NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a被鈍化的狀態(tài)。在時(shí)間t37之前，排氣溫度thci的峰值Pthc高于失活判斷溫度Lthc。因此，ECU 70執(zhí)行燒除加熱中的間歇添加。從時(shí)間37起，ECU 70停止燒除加熱并使添加禁止標(biāo)記Fbucut和添加時(shí)間段累計(jì)值Cud回復(fù)到其初始狀態(tài)。
第一排氣溫度傳感器44對(duì)應(yīng)于溫度檢測(cè)器。再生控制(圖3)的步驟S128、S130、S132、和S134與燒除加熱(圖4)對(duì)應(yīng)于由控制部分執(zhí)行的處理。再生控制(圖3)的布置S124、S125、S126、S135和S136對(duì)應(yīng)于由禁止部分執(zhí)行的處理。小于或等于正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm的范圍和小于或等于特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm的范圍對(duì)應(yīng)于燒除執(zhí)行范圍。NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a對(duì)應(yīng)于第一排氣凈化機(jī)構(gòu)，且過濾器38a對(duì)應(yīng)于第二排氣凈化機(jī)構(gòu)。
根據(jù)第一實(shí)施例的再生控制器具有下述優(yōu)點(diǎn)。
(1)在再生控制(圖3)期間，當(dāng)排氣溫度thci的峰值Pthc低于或等于失活判斷溫度Lthc(S126中的否定)時(shí)，ECU 70判斷NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a的溫度已經(jīng)降低到催化劑失活水平。此后，在步驟S135、S136、和S125中ECU 70禁止燒除加熱。因此，在催化劑失活期間，防止大量的燃料在短時(shí)間段內(nèi)釋放到排氣中。這防止了PM蓄積量的意外增加。
(2)燒除加熱是用于完全燃燒蓄積在排氣凈化裝置中的PM的處理，排氣凈化裝置包括NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a。因此，燒除加熱不必一直執(zhí)行。因此，燒除執(zhí)行范圍被限制到估計(jì)蓄積量PMsm小于或等于正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm或者小于或等于特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm的范圍。即，僅當(dāng)估計(jì)蓄積量較小時(shí)執(zhí)行燒除加熱。因此，在其中排氣凈化裝置的溫度降低到催化劑失活水平且PM的蓄積量意外地增加直到判斷催化劑失活的條件下，最小化了所蓄積的PM總量。
此外，在沒有大量的PM被突然燃燒的情況下防止了NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a被過度加熱。
(3)當(dāng)禁止燒除加熱時(shí)，ECU 70執(zhí)行正常加熱(S136)。因此，如果過濾器38a或NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a的一部分處于活化水平溫度下，則立即加熱NOx存儲(chǔ)還原催化劑36a和過濾器38a，并在較早的階段恢復(fù)適于PM去除的溫度。
此外，不執(zhí)行燒除加熱。因此，經(jīng)過催化劑的失活部分的燃料的濃度較低。這防止了PM蓄積量的意外增大。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的再生控制器。在第二實(shí)施例中，ECU 70執(zhí)行圖9的判斷來(lái)代替步驟S126的判斷。除此以外，第二實(shí)施例的再生控制器以與第一實(shí)施例相同的方式構(gòu)造。
當(dāng)在步驟S124中判斷在燒除加熱期間正在執(zhí)行間歇添加時(shí)，ECU 70在步驟S202中判斷是否排氣溫度thci大于或等于失活溫度Lthc。如果排氣溫度thci大于或等于失活判斷溫度Lthc(S202中的肯定)，則ECU 70在步驟S204中清除持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct并進(jìn)行到步驟S128(圖3)。因此，ECU 70繼續(xù)在燒除加熱期間的間歇添加。
當(dāng)在再生模式執(zhí)行判斷處理(圖2)的步驟S110中啟動(dòng)再生控制時(shí)，將持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct設(shè)定為0。
當(dāng)排氣溫度thci低于失活判斷溫度Lthc(S202中的否定)時(shí)，ECU70在步驟S206中增大持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct。在步驟208中，ECU 70判斷是否持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct小于禁止判斷基準(zhǔn)時(shí)間段Cx。當(dāng)持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct小于禁止判斷基準(zhǔn)時(shí)間段Cx(S208中的肯定)時(shí)，ECU 70進(jìn)行到步驟S128(圖3)。因此，ECU 70繼續(xù)在燒除加熱期間的間歇添加。
當(dāng)在步驟S206中持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct繼續(xù)增大而不在步驟S204中被清除時(shí)，持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct逐漸增大，當(dāng)持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct變得大于或等于禁止判斷基準(zhǔn)時(shí)間段Cx(S208中的否定)時(shí)，ECU 70進(jìn)行到步驟S135(圖3)。這禁止在燒除加熱期間的間歇添加。因此，ECU 70切換到正常加熱。
圖10示出了用于第二實(shí)施例的控制示例。在時(shí)間t40和t41處，在其中持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct小于禁止判斷基準(zhǔn)時(shí)間段Cx的狀態(tài)下排氣溫度thci大于或等于失活判斷溫度Lthc(S202中的肯定)。因此，ECU 70繼續(xù)在燒除加熱期間的間歇添加。在時(shí)間t42處，持續(xù)時(shí)間累計(jì)值Ct大于或等于禁止判斷基準(zhǔn)時(shí)間段Cx(S208中的否定)。因此，禁止了在燒除加熱期間的間歇添加，且ECU 70將處理切換到正常加熱。
步驟S124、S125、S202到S208、S135、和S136對(duì)應(yīng)于由禁止部分執(zhí)行的處理。
在第二實(shí)施例的再生控制器中，ECU 70比較排氣溫度thci與失活判斷溫度Lthc，并判斷排氣溫度thci低于失活判斷溫度Lthc的持續(xù)時(shí)間?；谂袛嘟Y(jié)果，執(zhí)行了與第一實(shí)施例中相同的處理。因此，第二實(shí)施例的再生控制器具有與第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)在將討論根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的再生控制器。在第三實(shí)施例中，使用圖11所示的排氣凈化裝置來(lái)代替兩個(gè)催化轉(zhuǎn)化器，即圖1所示的第一和第二催化轉(zhuǎn)化器。
該排氣凈化裝置包括具有基體和涂覆在基體上的NOx存儲(chǔ)催化劑轉(zhuǎn)化層的過濾器138a。壓力差傳感器150檢測(cè)在過濾器138a的上游與下游側(cè)之間的壓力差ΔP。充當(dāng)溫度檢測(cè)器的第一排氣溫度傳感器144檢測(cè)過濾器138a中的排氣溫度thci。第二排氣溫度傳感器46、空燃比傳感器48、第三催化轉(zhuǎn)化器40、和氧化催化劑40a與第一實(shí)施例中用相同標(biāo)號(hào)表示的那些部件相同。其他部件與第一或第二實(shí)施例相同。
第三實(shí)施例的ECU 70進(jìn)行第一或第二實(shí)施例的再生模式執(zhí)行判斷(圖2)、再生控制(圖3)、和燒除加熱(圖4)，或者圖9的處理。因此，第三實(shí)施例的ECU 70以與第一或第二實(shí)施例相同的方式起作用。
第三實(shí)施例的再生控制器利用排氣溫度thci來(lái)用于圖3的步驟S126或圖9的步驟S202中的判斷，并具有與第一或第二實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
ECU 70基于在過濾器138a中部的排氣溫度thci來(lái)判斷催化劑失活水平。因此，ECU 70在較早階段判斷是否過濾器138a的溫度較低，并防止PM蓄積量的意外增大。
對(duì)本領(lǐng)域的計(jì)數(shù)人員顯而易見的是可以以許多其他具體形式實(shí)施本發(fā)明而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。具體地，應(yīng)該理解的是可以以以下形式實(shí)施本發(fā)明。
在以上實(shí)施例的每個(gè)中，ECU 70通過利用添加閥68將燃料添加到排氣(在正常加熱期間持續(xù)添加而在燒除加熱期間間歇添加)來(lái)調(diào)節(jié)空燃比。代替燃料添加或者除了燃料添加以外，可以利用燃料噴射閥58進(jìn)行后噴射以調(diào)節(jié)空燃比。
在以上實(shí)施例的每個(gè)中，特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm大于正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm。但是，特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm可以等于正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm或可以小于正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm。
在以上實(shí)施例的每個(gè)中，正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm和特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm大于終止判斷值PMend。可取代的是，正常燒除啟動(dòng)判斷值NBUpm和特殊燒除啟動(dòng)判斷值SBUpm中的任一個(gè)或兩者都可以等于終止判斷值PMend。
在以上實(shí)施例的每個(gè)中，在燒除加熱期間，ECU 70通過反復(fù)對(duì)排氣系統(tǒng)的燃料添加和燃料添加的中止來(lái)間歇地減小排氣的空燃比。可取代的是，在燒除加熱期間，ECU 70可以通過反復(fù)高濃度燃料添加(或后噴射)和低濃度燃料添加(或后噴射)來(lái)間歇地減小空燃比。
在以上實(shí)施例的每個(gè)中，代替排氣溫度thci，ECU 70可以利用過濾器38a或138a下游位置的排氣溫度thco(其由第二排氣溫度傳感器46檢測(cè))來(lái)用于圖3中的步驟S126或圖9中的步驟S202的判斷。此外，ECU70可以利用排氣溫度thci和thco兩者來(lái)用于以上判斷。
在第一實(shí)施例中，失活判斷溫度Lthc等于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc。在圖3的步驟S126中，ECU 70比較排氣溫度thci的峰值Pthc與失活判斷溫度Lthc?？扇〈氖牵Щ钆袛鄿囟萀thc可以設(shè)定在大大低于終止判斷基準(zhǔn)溫度Athc的溫度上，且ECU 70可以在步驟S126中通過比較排氣溫度thci與失活判斷溫度Lthc判斷失活。
在第一實(shí)施例中，一旦判斷峰值Pthc為低于或等于失活判斷溫度Lthc(圖3，S126中的否定)，ECU 70立即禁止燒除加熱?？扇〈氖?，ECU 70可以當(dāng)連續(xù)兩次或更多次判斷峰值Pthc為低于或等于失活判斷溫度Lthc時(shí)禁止燒除加熱。
在以上實(shí)施例的每個(gè)中，當(dāng)燒除加熱正被禁止時(shí)，在相同的再生控制期間持續(xù)該禁止并在下一個(gè)再生控制啟動(dòng)時(shí)停止該禁止?？扇〈氖?，ECU 70可以在判斷正常燒除已經(jīng)充分地升高排氣溫度thci并從而去除失活狀態(tài)時(shí)允許燒除加熱。
這些示例和實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為是解釋性的而非限制性的，且本發(fā)明不限于此處所給出的細(xì)節(jié)，而可以在所附權(quán)利要求的等同物和范圍內(nèi)被修改。
權(quán)利要求
1.一種用于去除蓄積在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)排氣凈化裝置中的微粒物的再生控制器，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間具有空燃比的排氣經(jīng)過所述排氣系統(tǒng)，其中所述排氣裝置包括催化劑，所述再生控制器包括加熱部分，其用于在估計(jì)蓄積量大于基準(zhǔn)蓄積量時(shí)加熱所述排氣凈化裝置并去除蓄積在所述排氣凈化裝置中的所述微粒物，所述加熱部分通過估算蓄積在所述排氣凈化裝置中的微粒物量來(lái)獲得所述估計(jì)蓄積量；溫度檢測(cè)器，其用于檢測(cè)所述排氣凈化裝置的溫度；控制部分，其用于間歇地減小所述排氣的空燃比以加熱所述排氣凈化裝置并執(zhí)行用于燃燒所述微粒物的燒除加熱；和禁止部分，其用于在由所述溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的溫度降低到催化劑失活水平時(shí)禁止所述燒除加熱。
2.一種用于去除蓄積在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)排氣凈化裝置中的微粒物的再生控制器，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間具有空燃比的排氣經(jīng)過所述排氣系統(tǒng)，其中所述排氣裝置包括催化劑，所述再生控制器包括加熱部分，其用于在估計(jì)蓄積量大于基準(zhǔn)蓄積量時(shí)加熱所述排氣凈化裝置并去除蓄積在所述排氣凈化裝置中的所述微粒物，所述加熱部分通過估算蓄積在所述排氣凈化裝置中的微粒物量來(lái)獲得所述估計(jì)蓄積量；溫度檢測(cè)器，其用于檢測(cè)所述排氣凈化裝置的溫度；控制部分，其用于間歇地減小所述排氣的空燃比以加熱所述排氣凈化裝置并執(zhí)行用于燃燒所述微粒物的燒除加熱；和禁止部分，其用于在由所述溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的溫度低于催化劑失活水平的時(shí)間段大于禁止判斷基準(zhǔn)時(shí)間段時(shí)禁止所述燒除加熱。
3.如權(quán)利要求1或2所述的再生控制器，其中當(dāng)所述估計(jì)蓄積量在預(yù)定的燒除執(zhí)行范圍內(nèi)時(shí)，所述所述控制部分執(zhí)行燒除加熱。
4.如權(quán)利要求3所述的再生控制器，其中依據(jù)相對(duì)小的估計(jì)蓄積量來(lái)設(shè)定所述燒除執(zhí)行范圍，且當(dāng)所述估計(jì)蓄積量大于所述基準(zhǔn)蓄積量并且在所述燒除執(zhí)行范圍之外時(shí)，所述加熱部分通過持續(xù)減小所述排氣的空燃比以執(zhí)行正常加熱來(lái)加熱所述排氣凈化裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的再生控制器，其中當(dāng)所述禁止部分禁止燒除加熱時(shí)所述加熱部分執(zhí)行正常加熱。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的再生控制器，其中所述排氣凈化裝置包括布置在所述排氣系統(tǒng)中的第一排氣凈化機(jī)構(gòu)和布置在所述第一排氣凈化機(jī)構(gòu)下游的第二排氣凈化機(jī)構(gòu)；且所述溫度檢測(cè)器檢測(cè)以下溫度中的至少一個(gè)作為所述排氣凈化裝置的溫度在所述第一和第二排氣凈化機(jī)構(gòu)之間的排氣溫度和在所述第二排氣凈化機(jī)構(gòu)的下游側(cè)的排氣溫度。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的再生控制器，其中所述溫度檢測(cè)器檢測(cè)以下溫度中的至少一個(gè)作為所述排氣凈化裝置的溫度在所述排氣凈化裝置的中部的溫度和在所述排氣凈化裝置的下游側(cè)的排氣溫度。
8.一種用于去除蓄積在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)排氣凈化裝置中的微粒物的方法，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間具有空燃比的排氣經(jīng)過所述排氣系統(tǒng)，所述方法包括通過間歇地減小所述排氣的空燃比以執(zhí)行用于燃燒所述微粒物的燒除加熱來(lái)加熱所述排氣凈化裝置；檢測(cè)所述排氣凈化裝置的溫度；和基于檢測(cè)溫度來(lái)禁止所述燒除加熱。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述禁止燒除加熱的步驟包括當(dāng)所述檢測(cè)溫度低于或等于預(yù)定溫度時(shí)禁止所述燒除加熱。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述禁止燒除加熱的步驟包括基于所述檢測(cè)溫度低于或等于預(yù)定溫度的時(shí)間段來(lái)禁止所述燒除加熱。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述檢測(cè)所述排氣凈化裝置的溫度的步驟包括檢測(cè)流動(dòng)通過所述排氣凈化裝置的所述排氣的溫度。
全文摘要
一種用于在排氣凈化裝置被鈍化時(shí)防止微粒物增加的再生控制器。該再生控制器包括ECU(70)，其用于在估計(jì)蓄積量大于基準(zhǔn)蓄積量時(shí)加熱排氣凈化裝置并去除蓄積在排氣凈化裝置中的微粒物。ECU(70)通過估算蓄積在排氣凈化裝置中的微粒物量來(lái)獲得估計(jì)蓄積量。排氣溫度傳感器(44)檢測(cè)排氣凈化裝置的溫度。ECU(70)間歇地減小排氣的空燃比以加熱排氣凈化裝置并執(zhí)行用于燃燒微粒物的燒除加熱。當(dāng)由排氣溫度傳感器(44)檢測(cè)的溫度降低到催化劑失活水平時(shí)，ECU(70)還禁止燒除加熱。
文檔編號(hào)F01N3/025GK1842645SQ20058000084
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者橫井辰久, 山本幸久 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社, 株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)