專利名稱：排氣氣體凈化裝置和具有該排氣氣體凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)以及微粒過(guò)濾器再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為代表的內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中所具有的、具有對(duì)排氣氣體中的粒子狀物質(zhì)(Particulate Matter，下面稱為PM)進(jìn)行捕集的微粒過(guò)濾器(下面簡(jiǎn)稱為過(guò)濾器)的排氣氣體凈化裝置和具有該排氣氣體凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)以及過(guò)濾器再生方法。
背景技術(shù)：
近年，在裝載于汽車等上的內(nèi)燃機(jī)中，要求提高排氣的凈化，特別是在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在削減CO、HC、NOx的基礎(chǔ)上，還要求除去排氣氣體中所含有的煤等的PM。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路上配置由多孔質(zhì)材等構(gòu)成的過(guò)濾器，通過(guò)該過(guò)濾器，捕集排氣氣體中的PM。
因?yàn)樵撨^(guò)濾器是由如上述的多孔質(zhì)材等構(gòu)成，所以若過(guò)度地增加PM捕集量(下面也有稱為PM堆積量的情況)，則過(guò)濾器內(nèi)的流通阻力增大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的下降等。因此，需要適當(dāng)?shù)爻ケ贿^(guò)濾器捕集的PM，對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行再生，使PM捕集能力恢復(fù)。
作為迄今為止的過(guò)濾器再生方式，例如下述的專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的那樣，已知的是通過(guò)批次式地進(jìn)行向過(guò)濾器內(nèi)供給反洗空氣動(dòng)作、由加熱裝置進(jìn)行的過(guò)濾器加熱動(dòng)作，來(lái)除去PM。
另外，為了使可應(yīng)用于汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)等的過(guò)濾器的連續(xù)使用成為可能，也提出了下述的專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的那樣的連續(xù)再生式的過(guò)濾器。在該專利文獻(xiàn)2中，并列連接多個(gè)過(guò)濾器，通過(guò)分別用一部分過(guò)濾器進(jìn)行PM的捕集動(dòng)作，用其它的過(guò)濾器進(jìn)行再生動(dòng)作，來(lái)使發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)成為可能。
另外，因?yàn)樵谏鲜鲞B續(xù)再生式的過(guò)濾器中，過(guò)濾器大型化，所以作為謀求過(guò)濾器的小型化的方式，提出了化學(xué)反應(yīng)型再生方式(例如參照下述的專利文獻(xiàn)3)。該化學(xué)反應(yīng)型再生方式是使排氣氣體中的NO氧化成NO2，使用該NO2還原成NO時(shí)放出的O(氧)，氧化除去PM。例如，在過(guò)濾器中設(shè)置白金等的氧化催化劑，通過(guò)利用該氧化催化劑的氧化作用，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的過(guò)濾器再生成為可能。
但是，在該化學(xué)反應(yīng)型再生方式中，若排氣氣體溫度沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度(例如300℃)以上，則不能進(jìn)行上述化學(xué)反應(yīng)。即，若持續(xù)排氣氣體溫度不足該可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的狀況，則成為大量的PM堆積于過(guò)濾器內(nèi)，擔(dān)心過(guò)濾器的眼阻塞的狀況。因此，在PM的堆積量達(dá)到規(guī)定量以上的情況下，需要通過(guò)某種手段，將排氣氣體溫度提高到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度以上。
鑒于這點(diǎn)，在具有電子控制蓄壓式燃料噴射裝置(所謂的共軌式噴射器)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在噴射主燃料，膨脹行程開(kāi)始后，執(zhí)行從噴射器再次噴射燃料的“后噴射”，通過(guò)該后噴射燃料的燃燒，使排氣氣體溫度上升(例如，參照下述的專利文獻(xiàn)4)。另外，也有下述情況，即，在進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)氣節(jié)流閥，通過(guò)減小其開(kāi)度，使吸入空氣量減少，使空燃比濃，據(jù)此，使燃燒室內(nèi)的燃燒溫度上升，提高排氣氣體溫度來(lái)進(jìn)行(例如參照下述的專利文獻(xiàn)5)。
另外，在化學(xué)反應(yīng)型再生方式的過(guò)濾器中，為了恰當(dāng)?shù)氐玫缴鲜鲈偕鷦?dòng)作的開(kāi)始時(shí)刻，需要正確地檢測(cè)過(guò)濾器的PM堆積量。
作為鑒于這點(diǎn)的文獻(xiàn)，提出了下述的專利文獻(xiàn)6以及專利文獻(xiàn)7。在專利文獻(xiàn)6中，通過(guò)壓力傳感器，檢測(cè)排氣管中的過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差，當(dāng)該壓力差達(dá)到規(guī)定值以上時(shí)，判斷為PM堆積量已經(jīng)增多，開(kāi)始過(guò)濾器再生動(dòng)作。另外，專利文獻(xiàn)6還公開(kāi)了作為該過(guò)濾器再生動(dòng)作，具體是減小在進(jìn)氣系統(tǒng)所具有的進(jìn)氣節(jié)流閥的開(kāi)度、減小在排氣系統(tǒng)所具有的排氣節(jié)流閥的開(kāi)度、增加燃料噴射量、延遲燃料噴射時(shí)期等。
另外，在專利文獻(xiàn)7中，公開(kāi)了從圖譜中讀取與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的PM生成量以及燃燒速度常數(shù)，通過(guò)規(guī)定的演算公式，推定PM堆積量的情況。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平8-232639號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平11-236813號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)2001-271629號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開(kāi)平8-303290號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開(kāi)平6-137130號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6特開(kāi)平7-189654號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7特開(kāi)2002-97930號(hào)公報(bào)如上所述，通過(guò)采取提高排氣氣體溫度的構(gòu)件，來(lái)謀求實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)型再生方式的技術(shù)已被公知，但是，迄今為止的這種技術(shù)在下述方面仍留有改進(jìn)的余地。
首先，在上述的專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)的通過(guò)后噴射來(lái)使排氣氣體溫度上升的手法中，因?yàn)槭莾H僅能夠用于可任意設(shè)定燃料噴射正時(shí)的電子控制式的燃料噴射裝置的技術(shù)，不能用于機(jī)械式的燃料噴射裝置，所以通用性低下。
另外，在象上述的專利文獻(xiàn)5公開(kāi)的那樣，通過(guò)使吸入空氣量減少，來(lái)使排氣氣體溫度上升的手法中，因?yàn)槔缭诎l(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，排氣氣體溫度極端地低，所以在從該狀態(tài)到?jīng)]有產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的范圍內(nèi)，即使減小進(jìn)氣節(jié)流閥的開(kāi)度，也難以使排氣氣體溫度上升到可進(jìn)行上述再生動(dòng)作的溫度。其原因在于，因?yàn)殡S著進(jìn)氣節(jié)流閥的開(kāi)度的減小，進(jìn)氣壓力逐漸降低，在壓縮行程結(jié)束時(shí)刻的燃燒室內(nèi)溫度逐漸降低，所以在沒(méi)有產(chǎn)生失火的范圍內(nèi)，不能使排氣氣體溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度。
另外，在上述專利文獻(xiàn)6中公開(kāi)的PM堆積量檢測(cè)方法不能認(rèn)為其可靠性得到了充分的確保。其理由如下所述。首先，壓力傳感器一般耐熱性低，由于該壓力傳感器設(shè)置在高溫環(huán)境下的排氣系統(tǒng)中，所以存在不能輸出正確的檢測(cè)值的可能性。另外，因?yàn)閬?lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)等的振動(dòng)作用于(在車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，來(lái)自車身的振動(dòng)也作用于)對(duì)排氣管內(nèi)部和壓力傳感器進(jìn)行連接的壓力引出管，所以由于該振動(dòng)，在壓力引出管上產(chǎn)生龜裂的情況下，不能正確地檢測(cè)排氣管的內(nèi)壓。另外，特別是在被連接于過(guò)濾器上游側(cè)的壓力引出管中，存在著在管內(nèi)，由于PM進(jìn)入而產(chǎn)生阻塞的可能性，在該情況下，也不能正確地檢測(cè)排氣管的內(nèi)壓。
另外，因?yàn)檫^(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差的壓力水平非常低，需要微差壓計(jì)量，所以作為壓力傳感器，需要高精度、高價(jià)的壓力傳感器，實(shí)用性欠缺。
此外，即使PM堆積量相同，過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差也因發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況(特別是排氣氣體的量)而變動(dòng)。因此，為了了解正確的PM堆積量，必需取得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載等信息，相對(duì)于由壓力傳感器檢測(cè)的壓力差，根據(jù)這些信息進(jìn)行補(bǔ)正計(jì)算。因此，不僅需要用于取得上述信息的構(gòu)件，還導(dǎo)致了演算動(dòng)作的復(fù)雜化。但是，即使取得了上述信息，進(jìn)行了壓力差的補(bǔ)正計(jì)算，也如上所述，不能保證檢測(cè)出的壓力差正確，補(bǔ)正計(jì)算后的PM堆積量不一定正確。
另外，即使是在上述專利文獻(xiàn)7中公開(kāi)的PM堆積量檢測(cè)方法中，也難說(shuō)其可靠性得到了充分的確保。其原因在于，在發(fā)動(dòng)機(jī)中，因通常的劣化以外的任何故障而產(chǎn)生性能劣化的情況下，存在PM排出量增大的可能性，在該情況下，在通過(guò)演算公式推定的PM堆積量與實(shí)際的PM堆積量之間產(chǎn)生了差。因此，需要采用上述專利文獻(xiàn)6那樣的差壓檢測(cè)等其它的構(gòu)件，保證上述推定的PM堆積量不會(huì)偏離實(shí)際的PM堆積量太遠(yuǎn)。
如上所述，因?yàn)樵谝酝腜M堆積量檢測(cè)方法中，不能充分確保其可靠性，所以存在對(duì)過(guò)濾器的PM堆積量進(jìn)行誤判斷的可能性。例如，在與實(shí)際的PM堆積量少的情況無(wú)關(guān)，也誤判斷PM堆積量達(dá)到規(guī)定量(需要進(jìn)行過(guò)濾器再生動(dòng)作的量)的狀況下，存在頻繁地進(jìn)行再生動(dòng)作，導(dǎo)致該再生動(dòng)作所需要的能量的增大(例如，通過(guò)電加熱器進(jìn)行過(guò)濾器加熱的情況下，消耗電力增大)，或者由于頻繁的過(guò)濾器加熱，對(duì)過(guò)濾器的長(zhǎng)壽命化造成不良影響的可能性。反之，在與實(shí)際的PM堆積量達(dá)到上述規(guī)定量無(wú)關(guān)，誤判斷PM堆積量沒(méi)有達(dá)到規(guī)定量的狀況下，過(guò)濾器過(guò)度阻塞，伴隨著排氣壓力損失的增加，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的下降、燃料消耗率惡化的情況。
本發(fā)明的目的在于，提供一種可通過(guò)更恰當(dāng)?shù)姆绞健⑶腋‘?dāng)?shù)臅r(shí)期，進(jìn)行微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作的排氣氣體凈化裝置和具有該排氣氣體凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)以及過(guò)濾器再生方法。具體地說(shuō)，其目的是提供一種不涉及燃料噴射裝置的形式，并能夠切實(shí)地使排氣氣體溫度上升，可謀求提高再生動(dòng)作的可靠性的排氣氣體凈化裝置和具有該排氣氣體凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)以及過(guò)濾器再生方法，以及提供一種能夠正確識(shí)別對(duì)內(nèi)燃機(jī)的排氣氣體中的PM進(jìn)行捕集的過(guò)濾器中的PM堆積量的排氣氣體凈化裝置和具有該排氣氣體凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置的特征在于，具有微粒過(guò)濾器、進(jìn)氣量減少構(gòu)件、排氣加熱構(gòu)件、堆積量檢測(cè)構(gòu)件、排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件、再生動(dòng)作控制構(gòu)件，該微粒過(guò)濾器捕集內(nèi)燃機(jī)的排氣中的粒子狀物質(zhì)，同時(shí)，在排氣溫度達(dá)到在可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，可進(jìn)行上述粒子狀物質(zhì)的氧化清除產(chǎn)生的再生；該進(jìn)氣量減少構(gòu)件為在上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)所具有，可減少吸入空氣量；該排氣加熱構(gòu)件為在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)所具有，可對(duì)排氣氣體進(jìn)行加熱；該堆積量檢測(cè)構(gòu)件可對(duì)上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)規(guī)定量的情況進(jìn)行檢測(cè)；該排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件可檢測(cè)上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度；該再生動(dòng)作控制構(gòu)件接收上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件以及上述排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件的輸出，在上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)上述規(guī)定量，且上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，優(yōu)先使上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作中的任意一種執(zhí)行，或者使這兩者同時(shí)執(zhí)行。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，與排氣氣體一同排出的粒子狀物質(zhì)逐漸被微粒過(guò)濾器捕集。然后，若排氣溫度沒(méi)有達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度而繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，則在微粒過(guò)濾器內(nèi)部的粒子狀物質(zhì)的堆積量逐漸增大，成為擔(dān)心微粒過(guò)濾器阻塞的狀況。因此，在微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)規(guī)定量、即，成為擔(dān)心上述阻塞的狀況，且為內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，即，沒(méi)有進(jìn)行微粒過(guò)濾器的自然再生的狀況時(shí)，再生動(dòng)作控制構(gòu)件使進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作開(kāi)始。這些動(dòng)作有優(yōu)先執(zhí)行一種，然后，再執(zhí)行另一種的情況，也有同時(shí)執(zhí)行這兩種的情況。據(jù)此，排氣溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，微粒過(guò)濾器內(nèi)部的粒子狀物質(zhì)被氧化除去，微粒過(guò)濾器被再生。因此，不需要以往的后噴射，即可使排氣溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度以上，另外，即使是在發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速中，不能使吸入空氣量減少到必要以上的狀況下，也能夠通過(guò)排氣加熱構(gòu)件，使排氣溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度以上。因此，也能應(yīng)用于具有機(jī)械式的燃料噴射裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)中，可不涉及燃料噴射裝置的形式，并且可以切實(shí)地進(jìn)行排氣氣體溫度的上升，能夠謀求提高再生動(dòng)作的可靠性。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)上述規(guī)定量，并且上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，優(yōu)先使上述吸氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作中的任意一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行，然后，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度仍未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，使另一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行。
例如，在優(yōu)先進(jìn)行進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的情況下，在僅通過(guò)該吸入空氣量減少動(dòng)作，排氣溫度即可達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，沒(méi)有必要進(jìn)行排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作。因此，可以抑制排氣加熱構(gòu)件消耗的能量(例如電能)的損失。另外，在想要僅通過(guò)排氣加熱構(gòu)件(例如電加熱器)進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作，使排氣溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，雖然因?yàn)樵撋郎氐纳仙徛?，所以存在需要延長(zhǎng)截止到再生開(kāi)始的時(shí)間的可能性，但是，若優(yōu)先進(jìn)行吸入空氣量的減少動(dòng)作，則可以使排氣氣體的升溫與吸入空氣量的減少動(dòng)作大致同時(shí)進(jìn)行。
另一方面，在優(yōu)先進(jìn)行排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作的情況下，在僅通過(guò)該排氣氣體加熱動(dòng)作，排氣溫度達(dá)到了可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，沒(méi)有必要進(jìn)行進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作。因此，可以抑制與進(jìn)氣量的減少相伴的CO、THC的產(chǎn)生量的增加，另外，通過(guò)抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的泵吸損失，可以抑制燃料消耗率的惡化。另外，雖然僅通過(guò)吸入空氣量減少動(dòng)作，即可在可上升的排氣氣體溫度中存在界限(例如，只能預(yù)期50-100deg程度的升溫)，但是，若優(yōu)先進(jìn)行排氣氣體加熱動(dòng)作，則能夠通過(guò)該加熱動(dòng)作，切實(shí)且大幅地使排氣溫度上升。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣減少量中預(yù)先設(shè)定規(guī)定的極限值，超過(guò)該極限值，吸入空氣量不會(huì)減少。
若通過(guò)進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作，吸入空氣量逐漸減少，則不能充分獲得在內(nèi)燃機(jī)的壓縮上止點(diǎn)的缸內(nèi)壓力，存在混合氣的著火時(shí)期大幅延遲，或產(chǎn)生失火的可能性。因此，在可減少的吸入空氣量中預(yù)先設(shè)定規(guī)定的極限值，超過(guò)該極限值，吸入空氣量不會(huì)減少。據(jù)此，能夠避免在微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作中內(nèi)燃機(jī)停止。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣減少量中預(yù)先設(shè)定多個(gè)規(guī)定的極限值。
也可以構(gòu)成為，作為上述多個(gè)極限值，設(shè)定有第一極限值和第二極限值，該第一極限值相當(dāng)于排氣氣體中的CO以及THC的濃度達(dá)到允許界限時(shí)的吸入空氣減少量；該第二極限值相當(dāng)于因失火，上述內(nèi)燃機(jī)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)界限時(shí)的吸入空氣減少量，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的執(zhí)行中，在吸入空氣減少量達(dá)到上述第一極限值的時(shí)刻，轉(zhuǎn)換為上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作，然后，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度仍未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，將吸入空氣減少量成為上述第二極限值的情況作為界限，再次開(kāi)始上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，若開(kāi)始了微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作，則首先開(kāi)始進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作，在該吸入空氣減少量達(dá)到第一極限值的情況下(在排氣溫度沒(méi)有達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，吸入空氣減少量達(dá)到第一極限值的情況下)，轉(zhuǎn)換成排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作。據(jù)此，能夠一面將排氣氣體中的CO以及THC的濃度抑制在允許界限以下，一面使排氣氣體溫度上升。然后，在其后排氣溫度沒(méi)有達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，再次開(kāi)始進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作。該動(dòng)作以吸入空氣減少量成為第二極限值為限度來(lái)進(jìn)行。因此，在微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作中，內(nèi)燃機(jī)不會(huì)停止。
另外，也可以使上述多個(gè)極限值相應(yīng)于諸條件而變更。例如，可以構(gòu)成為相應(yīng)于上述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載以及轉(zhuǎn)速而變更，或構(gòu)成為相應(yīng)于上述內(nèi)燃機(jī)所使用的燃料的十六烷值而變更。
即，因?yàn)槿魞?nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化，或內(nèi)燃機(jī)所使用的燃料的十六烷值不同，則與吸入空氣減少量對(duì)應(yīng)的CO以及THC的產(chǎn)生量、混合氣的著火時(shí)期的延遲量也變化，所以與其相伴，排氣氣體中的CO以及THC的濃度達(dá)到允許界限時(shí)的吸入空氣減少量、因失火而使內(nèi)燃機(jī)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)界限時(shí)的吸入空氣減少量也成為不同的值。因此，通過(guò)相應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、燃料的十六烷值來(lái)變更極限值，能夠在將CO以及THC的產(chǎn)生量抑制在允許范圍內(nèi)的狀態(tài)下，執(zhí)行微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以是上述排氣加熱構(gòu)件由電加熱器構(gòu)成，該電加熱器使用通過(guò)上述內(nèi)燃機(jī)的輸出而發(fā)電的電力。
再有，也可以構(gòu)成為，在上述內(nèi)燃機(jī)的最大輸出以及對(duì)上述內(nèi)燃機(jī)要求的輸出的差比上述電加熱器所使用的輸出小的情況下，限制或禁止上述電加熱器進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作。
根據(jù)這樣的構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，例如在應(yīng)用于車輛的情況下，不會(huì)對(duì)其行駛性能、牽引性能造成妨礙，能夠得到所要求的內(nèi)燃機(jī)的輸出。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述內(nèi)燃機(jī)具有可將排氣側(cè)和進(jìn)氣側(cè)連通的EGR通路，以及可改變?cè)揈GR通路的通路面積的EGR閥，具有使排氣氣體向上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)還流的EGR裝置，上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的執(zhí)行中，該吸入空氣減少量越大，上述EGR閥的開(kāi)度就越小。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，因?yàn)樵谖⒘＿^(guò)濾器的再生時(shí)，雖然通過(guò)進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作，降低了進(jìn)氣側(cè)的壓力，但與其相應(yīng)地EGR閥的開(kāi)度也減小，所以可以將排氣還流率維持在一定。其結(jié)果為，能夠良好地維持混合氣的燃燒狀態(tài)。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，監(jiān)視上述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在該運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變動(dòng)量超過(guò)了規(guī)定量時(shí)，使上述EGR閥全閉。
這是考慮可在想要在微粒過(guò)濾器的再生中，相應(yīng)于進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣減少量，來(lái)變更EGR閥的開(kāi)度的情況下，EGR還流量相對(duì)于吸入空氣量減少動(dòng)作，存在些許的延遲的情況。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩這些內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)較大地變動(dòng)的狀況下，存在該EGR閥的開(kāi)度變更動(dòng)作會(huì)對(duì)混合氣的燃燒狀態(tài)造成不良影響的可能性。因此，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變動(dòng)量超過(guò)了規(guī)定量時(shí)，使EGR閥全閉，據(jù)此，能夠避免燃燒不良。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述內(nèi)燃機(jī)具有利用排氣氣體的流體能，對(duì)吸入空氣進(jìn)行壓縮的渦輪增壓器，作為上述多個(gè)極限值，設(shè)定有第一極限值和第二極限值，該第一極限值相當(dāng)于排氣氣體中的CO以及THC的濃度達(dá)到允許界限時(shí)的吸入空氣減少量；該第二極限值相當(dāng)于上述渦輪增壓器的喘振產(chǎn)生時(shí)的吸入空氣減少量，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的執(zhí)行中，在吸入空氣減少量達(dá)到上述第一極限值的時(shí)刻，轉(zhuǎn)換為上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作，然后，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度仍未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，將吸入空氣減少量成為上述第二極限值的情況作為界限，再次開(kāi)始上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，在具有渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)中，在微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作中，阻止渦輪增壓器的喘振的產(chǎn)生，能夠一面實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，一面進(jìn)行微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述內(nèi)燃機(jī)具有利用排氣氣體的流體能，對(duì)吸入空氣進(jìn)行壓縮的渦輪增壓器，并具有廢氣排放閥或者進(jìn)氣旁通閥，該廢氣排放閥進(jìn)行開(kāi)放動(dòng)作，使排氣氣體繞過(guò)上述渦輪增壓器；該進(jìn)氣旁通閥進(jìn)行開(kāi)放動(dòng)作，使吸入空氣繞過(guò)上述渦輪增壓器，另外，作為上述多個(gè)極限值，設(shè)定有第一極限值和第二極限值以及第三極限值，該第一極限值相當(dāng)于排氣氣體中的CO以及THC的濃度達(dá)到允許界限時(shí)的吸入空氣減少量；該第二極限值相當(dāng)于在廢氣排放閥或進(jìn)氣旁通閥為全閉的狀態(tài)下，上述渦輪增壓器的喘振產(chǎn)生時(shí)的吸入空氣減少量；該第三極限值相當(dāng)于在廢氣排放閥或進(jìn)氣旁通閥被開(kāi)放的狀態(tài)下，因失火，上述內(nèi)燃機(jī)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)界限時(shí)的吸入空氣減少量，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的執(zhí)行中，在吸入空氣減少量達(dá)到上述第一極限值的時(shí)刻，轉(zhuǎn)換為上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作，然后，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度仍未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，在廢氣排放閥或進(jìn)氣旁通閥為全閉的狀態(tài)下，再次開(kāi)始上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作，在吸入空氣減少量達(dá)到上述第二極限值的情況下，在廢氣排放閥或進(jìn)氣旁通閥為開(kāi)放的狀態(tài)下，將吸入空氣減少量成為上述第三極限值的情況作為界限，繼續(xù)上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，即使成為渦輪增壓器的喘振產(chǎn)生的狀況，也可以通過(guò)開(kāi)放廢氣排放閥或者進(jìn)氣旁通閥，解除渦輪增壓，在消除喘振的狀態(tài)下，進(jìn)一步減少吸入空氣量，使排氣溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件能夠通過(guò)求出以上述微粒過(guò)濾器處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)情況時(shí)的上述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載以及上述內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)的上述微粒過(guò)濾器的狀態(tài)，和以當(dāng)前的上述微粒過(guò)濾器中的上述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載以及上述內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)的上述微粒過(guò)濾器的狀態(tài)的差，來(lái)檢測(cè)粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)了上述規(guī)定量。
在這里所說(shuō)的微粒過(guò)濾器為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)例如是指在微粒過(guò)濾器中沒(méi)有堆積PM的狀態(tài)(微粒過(guò)濾器為新品時(shí))。即，通過(guò)相對(duì)于該標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，作為內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載以及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速處于一定的狀態(tài)下的微粒過(guò)濾器的狀態(tài)，求出上述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與當(dāng)前狀態(tài)的差，可以推測(cè)當(dāng)前的微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量，據(jù)此，能夠判斷粒子狀物質(zhì)的堆積量是否超過(guò)規(guī)定量。例如，通過(guò)檢測(cè)、比較微粒過(guò)濾器的緊鄰上游側(cè)的壓力，可進(jìn)行該判斷。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件根據(jù)微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力，推定粒子狀物質(zhì)的堆積量，同時(shí)，通過(guò)排氣溫度，推定微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度，通過(guò)由該微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度和微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力所決定的補(bǔ)正量，對(duì)上述堆積量進(jìn)行補(bǔ)正。
微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力隨著微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度升高而逐漸上升。因此，在想要根據(jù)微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力來(lái)推定粒子狀物質(zhì)的堆積量的情況下，不僅是該壓力，還需要考慮微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度。另外，在排氣溫度成為上升狀況的情況下，與該排氣溫度的上升速度相比，實(shí)際的微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度的上升速度僅延遲微粒過(guò)濾器的熱容量的量。因此，考慮這些方面，通過(guò)排氣溫度，推定微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度，根據(jù)由該微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度和微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力所決定的補(bǔ)正量，對(duì)上述堆積量進(jìn)行補(bǔ)正。據(jù)此，能夠進(jìn)行更正確的粒子狀物質(zhì)的堆積量的推定。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件是檢測(cè)微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力的壓力傳感器，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力達(dá)到再生開(kāi)始?jí)毫r(shí)，使再生動(dòng)作開(kāi)始，估算從上述微粒過(guò)濾器為安裝的新品時(shí)開(kāi)始的上述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量，根據(jù)該估算值，將上述再生開(kāi)始?jí)毫ψ鳛楦叩闹抵饾u進(jìn)行更新。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，在再生動(dòng)作中未能除去的粒子狀物質(zhì)被積蓄在微粒過(guò)濾器內(nèi)，即使再生動(dòng)作結(jié)束，微粒過(guò)濾器的緊鄰上游側(cè)的壓力也比新品時(shí)的緊鄰上游側(cè)的壓力高，即使在這種情況下，也可以不受該粒子狀物質(zhì)的影響，以一定間隔執(zhí)行再生動(dòng)作，另外，可以避免不能結(jié)束再生動(dòng)作的狀況。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在上述微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作結(jié)束的時(shí)刻的微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力超過(guò)規(guī)定壓力的情況下，進(jìn)行更新，再生目標(biāo)溫度升高。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，特別可以有效地除去殘留在溫度容易降低的微粒過(guò)濾器外周部的粒子狀物質(zhì)，不需提高再生動(dòng)作的頻度，即可以一定間隔執(zhí)行再生動(dòng)作。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件是檢測(cè)微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力的壓力傳感器，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力達(dá)到再生結(jié)束壓力時(shí)，使再生動(dòng)作結(jié)束，估算從上述微粒過(guò)濾器為安裝的新品時(shí)開(kāi)始的上述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量，根據(jù)該估算值，將上述再生結(jié)束壓力作為高的值逐漸進(jìn)行更新。
在從再生動(dòng)作開(kāi)始到經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后的時(shí)刻結(jié)束再生動(dòng)作的情況下，存在與充分地進(jìn)行再生無(wú)關(guān)，都繼續(xù)再生動(dòng)作，進(jìn)行徒勞的再生動(dòng)作，或與仍未完全地再生無(wú)關(guān)，結(jié)束再生動(dòng)作的可能性。對(duì)此，根據(jù)上述構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，因?yàn)槭且幻婵紤]在再生動(dòng)作中未能除去的粒子狀物質(zhì)積蓄在微粒過(guò)濾器內(nèi)的情況，一面更新再生結(jié)束壓力，所以可以避免進(jìn)行徒勞的再生動(dòng)作，或與仍未完全地再生無(wú)關(guān)，而結(jié)束再生動(dòng)作的狀況，可以謀求提高再生動(dòng)作的可靠性。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在產(chǎn)生了上述微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作中的微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力急劇下降的狀況的情況下，進(jìn)行更新，使再生目標(biāo)溫度下降。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，能夠避免再生動(dòng)作的執(zhí)行溫度被維持在高的狀態(tài)，在微粒過(guò)濾器內(nèi)部的發(fā)熱增大，導(dǎo)致異常再生，使微粒過(guò)濾器破損的狀況。
另外，根據(jù)本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置，也可以構(gòu)成為，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在產(chǎn)生了上述微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作中的微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力急劇下降的狀況的情況下，停止再生動(dòng)作。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，能夠切實(shí)地避免微粒過(guò)濾器的破損。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中具有可關(guān)閉排氣配管的排氣節(jié)流構(gòu)件，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在上述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，通過(guò)上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件隔斷吸入空氣，同時(shí)，關(guān)閉上述排氣配管。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中具有可關(guān)閉排氣配管的排氣節(jié)流構(gòu)件，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在上述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，通過(guò)上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件，隔斷吸入空氣，同時(shí)，關(guān)閉上述排氣配管，進(jìn)而執(zhí)行燃料噴射動(dòng)作。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，可以阻止從進(jìn)氣系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)向DPF33導(dǎo)入空氣(氧)，據(jù)此，可以避免微粒過(guò)濾器的再生反應(yīng)發(fā)展，導(dǎo)致熔損的狀況。另外，在內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，通過(guò)執(zhí)行燃料噴射動(dòng)作，汽缸內(nèi)的剩余氧被燃燒，據(jù)此，可以切實(shí)地避免微粒過(guò)濾器的再生反應(yīng)發(fā)展的情況。
另外，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)是具有上述排氣氣體凈化裝置中的任意一個(gè)的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)上述規(guī)定量，并且，上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，優(yōu)先使上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作中的任意一種執(zhí)行，或者使這兩種同時(shí)執(zhí)行，據(jù)此，使上述微粒過(guò)濾器再生。
另外，本發(fā)明的微粒過(guò)濾器再生方法是通過(guò)上述排氣氣體凈化裝置中的任意一個(gè)進(jìn)行的微粒過(guò)濾器再生方法，其特征在于，在上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)上述規(guī)定量，并且，上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，優(yōu)先使上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作中的任意一種執(zhí)行，或者使這兩種同時(shí)執(zhí)行，據(jù)此，使上述微粒過(guò)濾器再生。
或者，本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，具有微粒過(guò)濾器、電阻檢測(cè)構(gòu)件、堆積量推定構(gòu)件，該微粒過(guò)濾器通過(guò)使內(nèi)燃機(jī)的排氣氣體從一次側(cè)通過(guò)到二次側(cè)，來(lái)捕集排氣氣體中的粒子狀物質(zhì)，同時(shí)，其整體或上述一次側(cè)的至少表面的一部分由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成；該電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)上述微粒過(guò)濾器中的由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的部分的至少兩點(diǎn)間的電阻；該堆積量推定構(gòu)件接收來(lái)自上述電阻檢測(cè)構(gòu)件的輸出，推定上述微粒過(guò)濾器中的粒子狀物質(zhì)的堆積量。
從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣氣體中所含有的PM由以碳(C)為主成分的煤和未燃燒的燃料油·潤(rùn)滑油等構(gòu)成，具有“導(dǎo)電性”。在上述構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置中，應(yīng)用于例如由SiC等的陶瓷類材料等的非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的過(guò)濾器，通過(guò)電阻檢測(cè)構(gòu)件，檢測(cè)伴隨著該非導(dǎo)電性材料部分的例如兩點(diǎn)間的PM的堆積而產(chǎn)生的電阻的變化。
隨著內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，過(guò)濾器通過(guò)使內(nèi)燃機(jī)的排氣氣體從一次側(cè)通過(guò)到二次側(cè)，逐漸捕集排氣氣體中的PM。即，在過(guò)濾器的一次側(cè)表面逐漸堆積導(dǎo)電性的PM。然后，若該P(yáng)M的堆積量增多，則作為上述電阻的檢測(cè)對(duì)象的兩點(diǎn)間通過(guò)PM導(dǎo)通，若PM堆積量進(jìn)一步增大，則隨著其堆積厚度逐漸增大，電阻值逐漸下降。因此，通過(guò)電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)該電阻值的變化，堆積量推定構(gòu)件接收其檢測(cè)信號(hào)，據(jù)此，能夠識(shí)別PM的堆積量逐漸增多的情況。
象這樣，在上述構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置中，可以有效地利用PM具有導(dǎo)電性的情況，進(jìn)行PM堆積量的識(shí)別。因此，與通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差，或從圖譜讀取與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的PM生成量等并進(jìn)行演算的以往的裝置相比，能夠很高地得到PM堆積量檢測(cè)動(dòng)作的可靠性。另外，因?yàn)槟軌虿捎脤⒂糜跈z測(cè)電阻的配線(導(dǎo)線)連接到過(guò)濾器表面這樣的比較簡(jiǎn)單的構(gòu)成，所以實(shí)用性高。
另外，根據(jù)上述構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，不需要檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況(轉(zhuǎn)速以及負(fù)載)，即使是在采用了不具備用于檢測(cè)這些轉(zhuǎn)速以及負(fù)載的構(gòu)件的機(jī)械式燃料噴射系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)中，也能正確地識(shí)別PM堆積量。另外，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生用于檢測(cè)轉(zhuǎn)速以及負(fù)載的傳感器的故障導(dǎo)致的誤動(dòng)作，所以能夠獲得高可靠性。
另外，在上述說(shuō)明中，對(duì)過(guò)濾器整體由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是，也可以采用下述的構(gòu)成，即，過(guò)濾器的大致整體由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，僅僅一次側(cè)表面的一部分由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成，通過(guò)電阻檢測(cè)構(gòu)件，檢測(cè)由該非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的部分的至少兩點(diǎn)間的電阻。例如，可以列舉出將非導(dǎo)電性材料應(yīng)用在金屬制過(guò)濾器的一次側(cè)表面隔著規(guī)定距離的兩個(gè)位置上，將電氣配線連接在該兩個(gè)位置，檢測(cè)兩點(diǎn)間的電阻的構(gòu)成。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述電阻檢測(cè)構(gòu)件至少設(shè)置兩組。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，即使某個(gè)電阻檢測(cè)構(gòu)件的電氣配線產(chǎn)生斷線，也能夠通過(guò)其它的電阻檢測(cè)構(gòu)件，檢測(cè)過(guò)濾器上的電阻，能夠確保PM堆積量檢測(cè)動(dòng)作的可靠性。另外，在電阻檢測(cè)構(gòu)件上產(chǎn)生上述斷線的情況下，因?yàn)橥ㄟ^(guò)該電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)到的電阻值連續(xù)地為無(wú)限大，所以通過(guò)對(duì)它進(jìn)行識(shí)別，可以輕易地識(shí)別在電阻檢測(cè)構(gòu)件上產(chǎn)生了斷線的情況。
再有，在象上述構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置那樣，至少設(shè)置兩組電阻檢測(cè)構(gòu)件的情況下，在多個(gè)電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)到的電阻值均非無(wú)限大，且為相互不同的值的情況下，最好將最低地檢測(cè)到的電阻值作為真實(shí)的電阻值進(jìn)行識(shí)別。這是PM相對(duì)于過(guò)濾器的堆積偏向一邊情況下(不均勻堆積情況下)的對(duì)策，以檢測(cè)電阻的各部分中的PM堆積量最多的位置(電阻降低的位置)為基準(zhǔn)，確定過(guò)濾器再生動(dòng)作的開(kāi)始時(shí)刻。假設(shè)，在將比由其它的電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)出的電阻值高地檢測(cè)到的電阻值作為真實(shí)的電阻值的情況下，存在著在其它的位置(電阻值被低地檢測(cè)的位置)，PM過(guò)量堆積的可能性，在過(guò)濾器再生動(dòng)作時(shí)，導(dǎo)致在該位置溫度過(guò)度上升，會(huì)擔(dān)心過(guò)濾器受到損傷。為了避免這樣的狀況，如上所述，將最低地檢測(cè)到的電阻值(PM堆積最多的部分的電阻值)作為真實(shí)的電阻值進(jìn)行識(shí)別。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)上述微粒過(guò)濾器中的非導(dǎo)電性材料部分的至少三點(diǎn)彼此間的電阻。
例如，在構(gòu)成為檢測(cè)三點(diǎn)(在這里，稱為過(guò)濾器上的X點(diǎn)、Y點(diǎn)、Z點(diǎn))彼此間的電阻的情況下，在與各點(diǎn)連接的電氣配線上沒(méi)有產(chǎn)生斷線時(shí)，若各點(diǎn)間的電阻值為r1、r2、r3，則r1＝r2＝r3＝r(未產(chǎn)生不均勻堆積的情況)，在各點(diǎn)間檢測(cè)到的電阻值為R(X、Y)＝R(Y、Z)＝R(Z、X)＝R＝(2/3)rR(X、Y)為三點(diǎn)中“X點(diǎn)”和“Y點(diǎn)”間的電阻值；R(Y、Z)為三點(diǎn)中“Y點(diǎn)”和“Z點(diǎn)”間的電阻值；R(Z、X)為三點(diǎn)中“Z點(diǎn)”和“X點(diǎn)”間的電阻值。
這樣，在從該狀態(tài)到一個(gè)電氣配線產(chǎn)生了斷線的情況下(在與上述“X點(diǎn)”相連的電氣配線上產(chǎn)生了斷線的情況下)，R(X、Y)＝∞R(Z、X)＝∞R(Y、Z)＝r，R(Y、Z)的電阻值突然上升到1.5倍(為未產(chǎn)生斷線情況的1.5倍)。因此，根據(jù)上述構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，通過(guò)識(shí)別電阻值的急劇上升，可以輕易地識(shí)別電氣配線的斷線。
另外，象這樣，即使是在被構(gòu)成為對(duì)微粒過(guò)濾器中的非導(dǎo)電性材料部分的至少三點(diǎn)彼此間的電阻進(jìn)行檢測(cè)的情況下，也與上述相同，最好將最低地檢測(cè)到的電阻值作為真實(shí)的電阻值進(jìn)行識(shí)別。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述電阻檢測(cè)構(gòu)件可測(cè)定作為電阻測(cè)定對(duì)象的點(diǎn)(連接著上述電氣配線的點(diǎn))上的微粒過(guò)濾器表面溫度。
具體地說(shuō)，可以列舉出下述構(gòu)成，即，針對(duì)作為電阻測(cè)定對(duì)象的點(diǎn)，連接由與其連接的電氣配線(上述電阻測(cè)定用的配線)不同的材料構(gòu)成的電氣配線，通過(guò)該兩電氣配線，構(gòu)成閉回路，計(jì)量該回路的電壓。例如，在電阻測(cè)定用探頭上附加作為熱電偶的功能的構(gòu)成。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，上述電阻的測(cè)定是在例如作為熱電偶側(cè)的負(fù)極側(cè)的探頭的電阻測(cè)定用配線和另一個(gè)探頭之間進(jìn)行的。然后，利用熱電偶側(cè)的探頭，測(cè)定作為電阻測(cè)定對(duì)象的點(diǎn)的溫度，據(jù)此，可以判斷再生動(dòng)作是否正常進(jìn)行(是否在合適的溫度下進(jìn)行再生動(dòng)作)。另外，在設(shè)置多組電阻檢測(cè)構(gòu)件，使之分別具有作為熱電偶的功能的情況下，能夠在再生動(dòng)作中計(jì)量過(guò)濾器上的多個(gè)位置的溫度，據(jù)此，可以識(shí)別過(guò)濾器有無(wú)溫度不均勻。然后，在產(chǎn)生了該溫度不均勻的情況下，可以判斷產(chǎn)生了PM堆積不均勻(成為需要保養(yǎng)的狀態(tài))。即，通過(guò)在電阻檢測(cè)構(gòu)件上附加溫度測(cè)定功能，可以判斷是否需要進(jìn)行過(guò)濾器的保養(yǎng)。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述堆積量推定構(gòu)件相對(duì)于上述電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)的電阻，進(jìn)行基于微粒過(guò)濾器溫度的補(bǔ)正演算，據(jù)此，推定粒子狀物質(zhì)的堆積量。因?yàn)樯鲜鲭娮柚当贿^(guò)濾器溫度左右，所以最好是這樣的構(gòu)成。
即，如圖6所示的過(guò)濾器溫度和電阻值的關(guān)系，即使是同樣的PM堆積量，過(guò)濾器溫度越高，作為電阻值就越低?？紤]到這點(diǎn)，例如R＝aT2+bT+cR電阻值、T過(guò)濾器溫度、a、b、c系數(shù)通過(guò)使用這一補(bǔ)正公式，進(jìn)行補(bǔ)正演算，可以高精度地推定粒子狀物質(zhì)的堆積量。
另外，象這樣，在根據(jù)過(guò)濾器溫度演算PM堆積量的情況下，作為計(jì)量過(guò)濾器溫度的構(gòu)件，可以使用上述那樣的與電阻檢測(cè)構(gòu)件一體化的熱電偶，也可以使用單獨(dú)的溫度傳感器。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，在由上述堆積量推定構(gòu)件推定的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)了規(guī)定的再生開(kāi)始堆積量時(shí)，開(kāi)始過(guò)濾器再生動(dòng)作，另一方面，在由上述堆積量推定構(gòu)件推定的粒子狀物質(zhì)的堆積量低于規(guī)定的再生結(jié)束堆積量時(shí)，停止過(guò)濾器再生動(dòng)作。
在該情況下，雖然預(yù)先設(shè)定了與上述再生開(kāi)始堆積量相當(dāng)?shù)碾娮柚狄约芭c再生結(jié)束堆積量相當(dāng)?shù)碾娮柚?，但是，最好這些電阻值中，將后者的電阻值設(shè)定得高，對(duì)頻繁地反復(fù)過(guò)濾器再生動(dòng)作的開(kāi)始和停止的這種所謂的振蕩進(jìn)行抑制。
另外，在以往，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中的過(guò)濾器再生動(dòng)作一般是監(jiān)視上述壓力傳感器的差壓檢測(cè)值，在該值達(dá)到規(guī)定值以上的情況下，減少進(jìn)氣量或使燃料噴射時(shí)期、其特性曲線變化，使排氣溫度上升。因?yàn)檫@樣的進(jìn)氣量的減量、燃料噴射時(shí)期、其特性曲線的變化是其自身使過(guò)濾器上游側(cè)和下游側(cè)的差壓變化，所以難以通過(guò)差壓檢測(cè)值，來(lái)推定正確的PM堆積量。另外，還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗率惡化。根據(jù)上述構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，能夠正確地推定PM堆積量，而不會(huì)導(dǎo)致這些問(wèn)題，另外，還能夠謀求內(nèi)燃機(jī)燃料消耗率的改善。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，在過(guò)濾器再生動(dòng)作的執(zhí)行中，在由上述電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)的電阻值的變化率比規(guī)定的異常判定變化率高的情況下，停止過(guò)濾器再生動(dòng)作。
象這樣，在由電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)的電阻值的變化率比規(guī)定的異常判定變化率高的情況下，即，在過(guò)濾器上的電阻值的變化急劇的情況下，存在產(chǎn)生了過(guò)濾器的一部分局部地成為異常高溫的“異常再生”的可能性。若該“異常再生”狀態(tài)持續(xù)，則會(huì)擔(dān)心過(guò)濾器的熔損，因此，在該電阻值的變化率升高的時(shí)刻，結(jié)束過(guò)濾器再生動(dòng)作。據(jù)此，能夠謀求過(guò)濾器的長(zhǎng)壽命化。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，具有對(duì)上述微粒過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器，具有保養(yǎng)判斷構(gòu)件，該保養(yǎng)判斷構(gòu)件接收來(lái)自該壓力傳感器的輸出以及來(lái)自上述電阻檢測(cè)構(gòu)件的輸出，根據(jù)這些輸出，判斷是否需要對(duì)上述微粒過(guò)濾器進(jìn)行保養(yǎng)。
一般來(lái)說(shuō)，作為堆積在微粒過(guò)濾器上的物質(zhì)，除了能夠通過(guò)再生動(dòng)作除去的上述PM外，作為不能除去的物質(zhì)，還具有與潤(rùn)滑油的附著相伴的灰、發(fā)動(dòng)機(jī)磨損粉等。這樣，在僅通過(guò)壓力傳感器的差壓檢測(cè)進(jìn)行的堆積狀況的監(jiān)視中，難以判斷壓差上升的要因是由于上述PM造成的，還是由于發(fā)動(dòng)機(jī)磨損粉等造成的，為了對(duì)此進(jìn)行判斷，需要根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，判斷過(guò)濾器清洗等的保養(yǎng)的必要性。對(duì)此，根據(jù)上述構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，例如在由壓力傳感器檢測(cè)的差壓比較高，且由電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)的過(guò)濾器上的電阻值比較低的情況下，判斷能通過(guò)再生動(dòng)作除去的PM的堆積量多。另一方面，在由壓力傳感器檢測(cè)的差壓比較高，且由電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)的過(guò)濾器上的電阻值比較高的情況下，判斷不能通過(guò)再生動(dòng)作除去的物質(zhì)的堆積量多。因此，能夠輕易判斷是通過(guò)執(zhí)行再生動(dòng)作能夠?qū)^(guò)濾器進(jìn)行凈化的狀況，還是需要對(duì)微粒過(guò)濾器進(jìn)行保養(yǎng)的狀況。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，在由上述堆積量推定構(gòu)件推定的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)了規(guī)定的再生開(kāi)始堆積量時(shí)，開(kāi)始過(guò)濾器再生動(dòng)作，另一方面，過(guò)濾器再生動(dòng)作條件由所計(jì)量的微粒過(guò)濾器表面溫度決定。
根據(jù)這樣構(gòu)成的排氣氣體凈化裝置，在檢測(cè)PM堆積量的同時(shí)，還可以計(jì)量過(guò)濾器表面溫度，根據(jù)再生動(dòng)作開(kāi)始時(shí)的過(guò)濾器表面溫度和再生目標(biāo)溫度的差決定過(guò)濾器再生動(dòng)作的條件(再生動(dòng)作持續(xù)時(shí)間、進(jìn)氣量的減少量、燃料噴射時(shí)期的變化量等)，開(kāi)始再生動(dòng)作。據(jù)此，能夠以恰當(dāng)?shù)臈l件，執(zhí)行過(guò)濾器再生動(dòng)作，能夠?qū)⑴c再生動(dòng)作相伴的燃料消耗率的惡化等抑制在最小限度。
另外，在本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置中，也可以構(gòu)成為，上述內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的過(guò)濾器溫度在規(guī)定溫度以下時(shí)，強(qiáng)制禁止過(guò)濾器再生動(dòng)作。
例如，在利用催化劑反應(yīng)的微粒過(guò)濾器中，若在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的過(guò)濾器溫度在規(guī)定溫度以下(冷態(tài)時(shí))時(shí)，執(zhí)行進(jìn)氣量的減量、燃料噴射時(shí)期、其特性曲線的變更等的過(guò)濾器再生動(dòng)作，則由于混合氣的不完全燃燒，CO、THC不與催化劑反應(yīng)，就這樣被排出到大氣中，產(chǎn)生刺激臭。因此，在上述冷態(tài)時(shí)，強(qiáng)制禁止過(guò)濾器再生動(dòng)作，抑制混合氣的不完全燃燒，削減CO、THC的排出量。
另外，具有上述的排氣氣體凈化裝置中的任意一種的內(nèi)燃機(jī)也在本發(fā)明的技術(shù)思想的范疇內(nèi)。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的排氣氣體凈化裝置以及具有該排氣氣體凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)，能夠以更恰當(dāng)?shù)姆绞?，且在更恰?dāng)?shù)臅r(shí)期進(jìn)行微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作。
不需要以往的后噴射，即可使排氣溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度以上，另外，即使是在發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速中，不能使吸入空氣量減少到必要以上的狀況下，也能夠通過(guò)排氣加熱構(gòu)件，使排氣溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度以上。其結(jié)果為，也能應(yīng)用于具有機(jī)械式的燃料噴射裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)中，能夠謀求擴(kuò)大微粒過(guò)濾器的通用性，同時(shí)，可以切實(shí)地進(jìn)行排氣氣體溫度的上升，能夠謀求提高再生動(dòng)作的可靠性。
通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差，與從圖譜讀取與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的PM生成量等并進(jìn)行演算的以往的裝置相比，能夠很高地得到PM堆積量檢測(cè)動(dòng)作的可靠性。另外，因?yàn)槟軌虿捎脤⒂糜跈z測(cè)電阻的配線(導(dǎo)線)連接到過(guò)濾器這樣的比較簡(jiǎn)單的構(gòu)成，所以可以謀求提高安用性。


圖1是示意地表示有關(guān)實(shí)施方式的用于發(fā)動(dòng)機(jī)以及DPF再生的控制系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖2中圖2(a)是表示發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩為規(guī)定值情況的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和DPF緊鄰上游側(cè)的壓力的關(guān)系的圖，圖2(b)是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為規(guī)定值情況的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和DPF緊鄰上游側(cè)的壓力的關(guān)系的圖。
圖3是表示在進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作中，在進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作后進(jìn)行加熱動(dòng)作的情況下的排氣氣體溫度的時(shí)間的變化的圖。
圖4是用于說(shuō)明進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作和排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作的選擇的圖。
圖5是表示使進(jìn)氣節(jié)流量變化的情況下的缸內(nèi)壓力的變化狀態(tài)以及各自的混合氣著火正時(shí)的圖。
圖6是表示進(jìn)氣節(jié)流量和排氣氣體中的CO以及THC的濃度的關(guān)系的圖。
圖7是表示有關(guān)第二實(shí)施方式的DPF再生動(dòng)作中的排氣氣體溫度、排氣氣體中的CO以及THC的濃度的時(shí)間的變化的圖。
圖8是用于說(shuō)明與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩相應(yīng)的各極限值的變更動(dòng)作的圖。
圖9是表示相對(duì)于十六烷值彼此不同的兩種燃料的進(jìn)氣節(jié)流量和排氣氣體中的CO以及THC的濃度的關(guān)系的圖。
圖10是第三實(shí)施方式中的相當(dāng)于圖1的圖。
圖11是表示發(fā)動(dòng)機(jī)主體的輸出和其中的電加熱器所使用的輸出的關(guān)系的圖。
圖12是第三實(shí)施方式的變形例中的相當(dāng)于圖1的圖。
圖13是第四實(shí)施方式中的相當(dāng)于圖1的圖。
圖14是表示EGR閥的開(kāi)度控制中的進(jìn)氣節(jié)流裝置的進(jìn)氣節(jié)流量和EGR閥的開(kāi)度的關(guān)系的圖。
圖15是表示相對(duì)于進(jìn)氣節(jié)流裝置的進(jìn)氣節(jié)流量的EGR閥的開(kāi)度的時(shí)間的變化的一個(gè)例子的圖。
圖16是表示第四實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、EGR閥的開(kāi)度、進(jìn)氣節(jié)流裝置的進(jìn)氣節(jié)流量的時(shí)間的變化的一個(gè)例子的圖。
圖17是第五實(shí)施方式中的相當(dāng)于圖1的圖。
圖18是用于說(shuō)明各極限值的設(shè)定動(dòng)作的圖。
圖19是表示在有關(guān)第五實(shí)施方式的DPF再生動(dòng)作中的排氣氣體溫度、排氣氣體中的CO以及THC的濃度的時(shí)間的變化的圖。
圖20是第五實(shí)施方式的變形例中的相當(dāng)于圖1的圖。
圖21是表示進(jìn)氣節(jié)流裝置的進(jìn)氣節(jié)流量和廢氣排放閥的開(kāi)度的時(shí)間的變化的一個(gè)例子的圖。
圖22是表示在第六實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣氣體溫度、DPF的內(nèi)部溫度、DPF的緊鄰上游側(cè)的壓力、PM堆積量的推定值的時(shí)間的變化的一個(gè)例子的圖。
圖23是表示在第七實(shí)施方式中的DPF的緊鄰上游側(cè)的壓力的變化的圖。
圖24是有關(guān)第八實(shí)施方式的圖，圖24(a)是表示再生動(dòng)作開(kāi)始前的DPF的內(nèi)部的剖視圖，圖24(b)是表示再生動(dòng)作后的DPF的內(nèi)部的剖視圖，是表示在外周部堆積PM的狀態(tài)的圖。
圖25是表示在第八實(shí)施方式中，再生溫度發(fā)生變化的情況下以及沒(méi)有發(fā)生變化的情況下的DPF的緊鄰上游側(cè)的壓力的時(shí)間的變化的一個(gè)例子的圖。
圖26是表示在第九實(shí)施方式中的DPF的緊鄰上游側(cè)的壓力的變化的圖。
圖27是表示在第十實(shí)施方式中的DPF的緊鄰上游側(cè)的壓力的變化的圖。
圖28是表示在第十實(shí)施方式的變形例中的DPF的緊鄰上游側(cè)的壓力的變化的圖。
圖29是第十一實(shí)施方式中的相當(dāng)于圖1的圖。
圖30是表示第十一實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣節(jié)流量、進(jìn)氣節(jié)流量的時(shí)間的變化的圖。
圖31是表示第十一實(shí)施方式的變形例中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燃料噴射量、排氣節(jié)流量、進(jìn)氣節(jié)流量的時(shí)間的變化的圖。
圖32是從沿著排氣氣體的流動(dòng)方向的方向看過(guò)濾器主體的圖。
圖33是從與排氣氣體的流動(dòng)方向正交的方向看過(guò)濾器主體的圖。
圖34是表示PM堆積前的過(guò)濾器主體的概略的剖視圖。
圖35是表示PM堆積后的過(guò)濾器主體的概略的剖視圖。
圖36是表示過(guò)濾器溫度和電阻值的關(guān)系的圖。
圖37是表示電阻值的時(shí)間的變化和再生動(dòng)作時(shí)期的時(shí)期流程圖。
圖38是用于說(shuō)明通過(guò)電阻值的變化率來(lái)停止過(guò)濾器再生動(dòng)作的動(dòng)作的相當(dāng)于圖37的圖。
圖39是第十三實(shí)施方式中的相當(dāng)于圖32的圖。
圖40是第十四實(shí)施方式中的相當(dāng)于圖32的圖。
圖41是表示第十五實(shí)施方式中的PM堆積量檢測(cè)傳感器的概略構(gòu)成的圖。
符號(hào)說(shuō)明1發(fā)動(dòng)機(jī)主體2進(jìn)氣系統(tǒng)21進(jìn)氣配管22進(jìn)氣歧管23燃料泵24進(jìn)氣節(jié)流裝置3排氣系統(tǒng)31排氣歧管32排氣配管33DPF(微粒過(guò)濾器)34排氣升溫裝置(排氣加熱構(gòu)件)、電加熱器35過(guò)濾器主體36PM堆積量檢測(cè)傳感器36A PM堆積量檢測(cè)傳感器36B PM堆積量檢測(cè)傳感器36c電阻檢測(cè)傳感器(電阻檢測(cè)構(gòu)件)37排氣溫度檢測(cè)傳感器(排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件)38排氣節(jié)流裝置(排氣節(jié)流構(gòu)件)
5控制器(再生動(dòng)作控制構(gòu)件)61交流發(fā)電機(jī)62發(fā)電機(jī)71EGR通路72EGR閥8渦輪增壓器81廢氣排放閥82旁通通路具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。本實(shí)施方式是將本發(fā)明應(yīng)用于具有在牽引車用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上裝載著柴油微粒過(guò)濾器(Diesel Particulate Filter，下面稱為DPF)的排氣氣體凈化裝置的情況。但是，應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)并不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以是氣體發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等，另外，針對(duì)被裝載于汽車、發(fā)電機(jī)等的發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明也能夠應(yīng)用。
在說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施方式之前，先說(shuō)明有關(guān)本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)成的概略。
-發(fā)動(dòng)機(jī)以及DPF再生控制系統(tǒng)的構(gòu)成-圖1是示意地表示有關(guān)本實(shí)施方式的用于發(fā)動(dòng)機(jī)以及DPF再生的控制系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。如該圖1所示，分別為發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的一側(cè)(圖中下側(cè))連接著進(jìn)氣系統(tǒng)2，在另一側(cè)(圖中上側(cè))連接著排氣系統(tǒng)3。
進(jìn)氣系統(tǒng)2具有進(jìn)氣配管21、進(jìn)氣歧管22以及燃料泵23。在將空氣經(jīng)由進(jìn)氣配管21以及進(jìn)氣歧管22導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的汽缸內(nèi)(進(jìn)入行程的汽缸內(nèi))后，在該汽缸的壓縮行程結(jié)束時(shí)刻，從燃料泵23向燃燒室(副室)壓送燃料，以此來(lái)進(jìn)行與燃燒室的混合氣的自行著火燃燒相伴的膨脹行程。
然后，作為該進(jìn)氣系統(tǒng)2的特征，在上述進(jìn)氣配管21上具有進(jìn)氣節(jié)流裝置24。具體地說(shuō)，該進(jìn)氣節(jié)流裝置24具有蝶形閥以及使該蝶形閥轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)進(jìn)氣配管21的流路面積進(jìn)行變更的執(zhí)行器(均省略圖示)。另外，作為該閥機(jī)構(gòu)，并非限于蝶形閥，也可以應(yīng)用節(jié)流閥等各種閥。
另一方面，排氣系統(tǒng)3具有排氣歧管31以及排氣配管32。在上述膨脹行程后的排氣行程中，從汽缸排出到進(jìn)氣歧管31的排氣氣體在經(jīng)過(guò)排氣配管32后，被排放到大氣。另外，在該排氣配管32上具有用于對(duì)排氣氣體中含有的PM進(jìn)行捕集的DPF33。該DPF33是將過(guò)濾器主體收容在殼體內(nèi)而成，該過(guò)濾器主體是由具有多個(gè)單元的蜂巢構(gòu)造構(gòu)成，該多個(gè)單元由具有過(guò)濾性能的隔壁劃分。具體地說(shuō)，例如是下述構(gòu)成，即，分別為在一部分的單元中，一個(gè)端部被封閉，在其它的單元中，另一個(gè)端部被封閉，在排氣氣體透過(guò)單元間時(shí)捕捉PM。作為構(gòu)成該過(guò)濾器主體的材料，是具有耐熱性、耐氧化性、抗熱沖擊性的材料，例如，可以適用多孔質(zhì)堇青石陶瓷、碳化硅、氧化鋁、富鋁紅柱石、氮化硅、燒結(jié)合金等。另外，在該過(guò)濾器主體上裝載著白金等的氧化催化劑。然后，該DPF33在排氣氣體溫度超過(guò)了規(guī)定溫度(例如，300℃，下面稱為“可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度”)的狀況下，進(jìn)行上述化學(xué)反應(yīng)，氧化除去PM進(jìn)行再生。
然后，作為該排氣系統(tǒng)3的特征，是在上述排氣配管32中的DPF33的上游側(cè)具有排氣升溫裝置(排氣加熱構(gòu)件)34。該排氣升溫裝置34是由電加熱器構(gòu)成，接受來(lái)自未圖示出的發(fā)電機(jī)(交流發(fā)電機(jī))的電力而發(fā)熱，能夠?qū)ε艢馀涔?2中流動(dòng)的排氣氣體進(jìn)行加熱。具體地說(shuō)，可以是通過(guò)對(duì)排氣配管32進(jìn)行加熱來(lái)間接加熱排氣氣體的構(gòu)成，也可以是在排氣配管32內(nèi)部配置加熱線，直接對(duì)排氣氣體進(jìn)行加熱的構(gòu)成。另外，作為該排氣升溫裝置34，也可以適用火焰燃燒器。
再有，在上述DPF33上，安裝著用于檢測(cè)在該DPF33內(nèi)部的PM堆積量的PM堆積量檢測(cè)傳感器36。另外，在上述排氣升溫裝置34上安裝著用于檢測(cè)排氣氣體溫度的排氣溫度檢測(cè)傳感器(排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件)37。該排氣溫度檢測(cè)傳感器37可以配置在排氣升溫裝置34的內(nèi)部，也可以安裝在上述DPF33緊鄰上游側(cè)的排氣配管32上。
作為上述PM堆積量檢測(cè)傳感器36的PM堆積量的檢測(cè)動(dòng)作，例如由壓力傳感器構(gòu)成PM堆積量檢測(cè)傳感器36，通過(guò)檢測(cè)當(dāng)前的壓力相對(duì)于PM沒(méi)有堆積在DPF33的狀態(tài)(DPF33為新品時(shí))下的DPF33緊鄰上游側(cè)的壓力的偏差，可以求出PM堆積量。下面進(jìn)行具體說(shuō)明。圖2(a)表示發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩為規(guī)定值(某一特定值)的情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和DPF33緊鄰上游側(cè)的壓力的關(guān)系，圖中的線A是PM沒(méi)有堆積于DPF33情況下的特性。通過(guò)檢測(cè)當(dāng)前的壓力相對(duì)于該線A的偏差，能夠檢測(cè)PM堆積量。例如，圖中的線B是PM堆積了DPF33的容量中的20％的情況下的特性，線C是PM堆積了30％的情況下的特性。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩為一定的條件下，通過(guò)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和DPF33緊鄰上游側(cè)的壓力，能夠檢測(cè)當(dāng)前的PM堆積量。具體地說(shuō)，控制器(再生動(dòng)作控制構(gòu)件)5接收來(lái)自上述PM堆積量檢測(cè)傳感器36的壓力信號(hào)以及來(lái)自未圖示出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，算出PM堆積量。另外，可以是僅通過(guò)PM堆積量檢測(cè)傳感器36，即能夠檢測(cè)PM堆積量的構(gòu)成。
另外，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和DPF33緊鄰上游側(cè)的壓力的關(guān)系，也能夠檢測(cè)PM堆積量。圖2(b)表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為規(guī)定值(某一特定值)的情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和DPF33緊鄰上游側(cè)的壓力的關(guān)系，圖中的線A是PM沒(méi)有堆積于DPF33的情況下的特性。通過(guò)檢測(cè)當(dāng)前的壓力相對(duì)于該線A的偏差，能夠檢測(cè)PM堆積量。例如，圖中的線B是PM堆積了DPF33的容量中的20％的情況下的特性，線C是PM堆積了30％的情況下的特性。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為一定的條件下，通過(guò)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和DPF33緊鄰上游側(cè)的壓力，能夠檢測(cè)當(dāng)前的PM堆積量。
在本發(fā)動(dòng)機(jī)中，具有用于對(duì)DPF33的再生動(dòng)作進(jìn)行控制的再生用控制器5，來(lái)自上述PM堆積量檢測(cè)傳感器36的PM堆積量檢測(cè)信號(hào)(例如上述壓力信號(hào))以及來(lái)自上述排氣溫度檢測(cè)傳感器37的排氣溫度檢測(cè)信號(hào)分別傳輸給該控制器5。另外，該控制器5根據(jù)上述接收的PM堆積量檢測(cè)信號(hào)以及排氣溫度檢測(cè)信號(hào)，向上述進(jìn)氣節(jié)流裝置24以及排氣升溫裝置34傳輸控制信號(hào)。根據(jù)傳輸?shù)竭M(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)，進(jìn)氣節(jié)流裝置24的執(zhí)行器動(dòng)作，上述蝶形閥轉(zhuǎn)動(dòng)，得到與該進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)相應(yīng)的開(kāi)度。另外，根據(jù)傳輸?shù)脚艢馍郎匮b置34的排氣升溫控制信號(hào)，電加熱器被ON/OFF控制，該電加熱器進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作被控制。
上面是有關(guān)本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)的概略構(gòu)成。接著，說(shuō)明各實(shí)施方式。
(第一實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，根據(jù)上述DPF33的內(nèi)部的PM堆積量以及排氣氣體溫度，控制進(jìn)氣節(jié)流裝置24以及排氣升溫裝置34。即，在通過(guò)控制器5接收來(lái)自上述PM堆積量檢測(cè)傳感器36的PM堆積量檢測(cè)信號(hào)，判斷在DPF33內(nèi)部的PM堆積量超過(guò)規(guī)定量，并且，通過(guò)控制器5接收來(lái)自上述排氣溫度檢測(cè)傳感器37的排氣溫度檢測(cè)信號(hào)，判定排氣氣體溫度沒(méi)有達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下(下面，將這兩個(gè)條件成立的情況稱為“排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況”)，通過(guò)使進(jìn)氣節(jié)流裝置24以及排氣升溫裝置34中的一個(gè)或者兩個(gè)動(dòng)作，來(lái)使排氣氣體溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，據(jù)此，在發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)的狀態(tài)下，進(jìn)行DPF33的再生動(dòng)作。下面，對(duì)多個(gè)具體的動(dòng)作內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
-進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作-首先，說(shuō)明使進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先的動(dòng)作。在上述排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況下，首先，控制器5向進(jìn)氣節(jié)流裝置24傳輸進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)。據(jù)此，進(jìn)氣節(jié)流裝置24的執(zhí)行器動(dòng)作，蝶形閥轉(zhuǎn)動(dòng)，得到與該進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)相應(yīng)的開(kāi)度，進(jìn)氣配管21的流路面積被縮小。其結(jié)果為，吸入空氣量減少，空燃比變濃，燃燒室內(nèi)的燃燒溫度上升，排氣氣體溫度升高。據(jù)此，在排氣氣體溫度達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，沒(méi)有進(jìn)行排氣升溫裝置34的動(dòng)作，DPF33被再生。
在即使執(zhí)行了上述的使進(jìn)氣節(jié)流裝置24動(dòng)作的再生動(dòng)作后，經(jīng)過(guò)了規(guī)定的時(shí)間，由排氣溫度檢測(cè)傳感器37檢測(cè)的排氣氣體溫度仍未達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，進(jìn)行排氣升溫裝置34的動(dòng)作。即，控制器5向排氣升溫裝置34傳輸排氣升溫控制信號(hào)。據(jù)此，電加熱器為ON，開(kāi)始該電加熱器進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作。其結(jié)果為，排氣氣體溫度進(jìn)一步升高，通過(guò)上述進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作以及排氣升溫裝置34(電加熱器)進(jìn)行的加熱動(dòng)作，排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，DPF33被再生。
圖3是表示在該進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作中，在進(jìn)行了進(jìn)氣節(jié)流裝置24所進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作后，進(jìn)行排氣升溫裝置34所進(jìn)行的加熱動(dòng)作的情況下的排氣氣體溫度的時(shí)間的變化的圖。從該圖中可知，在進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作剛剛開(kāi)始(該開(kāi)始點(diǎn)由圖中的點(diǎn)A表示)后，排氣氣體溫度暫時(shí)上升，然后，等候可以僅通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作使排氣氣體溫度上升的界限(升溫界限)(圖中點(diǎn)B)。然后，進(jìn)行排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作(加熱動(dòng)作開(kāi)始點(diǎn)用圖中的點(diǎn)C表示)，據(jù)此，排氣氣體溫度再次上升，達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度(目標(biāo)溫度)，DPF33被再生。
根據(jù)上述的進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作，在通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，不進(jìn)行排氣升溫裝置34的動(dòng)作。因此，可以抑制對(duì)電加熱器進(jìn)行通電產(chǎn)生的能量損失。另外，因?yàn)槿粝胍獌H通過(guò)排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱，使排氣氣體溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，則電加熱器的升溫的上升緩慢，所以存在需要延長(zhǎng)截止到實(shí)際上再生開(kāi)始的時(shí)間的可能性，但是，根據(jù)該進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作，通過(guò)先行開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，可以迅速地進(jìn)行排氣氣體的升溫。
-排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作-接著，說(shuō)明使排氣升溫裝置34進(jìn)行的排氣加熱優(yōu)先的動(dòng)作。在上述排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況下，首先，控制器5向排氣升溫裝置34傳輸排氣升溫控制信號(hào)。據(jù)此，電加熱器為ON，開(kāi)始由該電加熱器進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作。其結(jié)果為，排氣氣體溫度升高。據(jù)此，在排氣氣體溫度達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，DPF33被再生。
另一方面，在即使使上述排氣升溫裝置34動(dòng)作后，經(jīng)過(guò)了規(guī)定的時(shí)間，由排氣溫度檢測(cè)傳感器37檢測(cè)的排氣氣體溫度仍未達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流裝置24的動(dòng)作。即，控制器5向進(jìn)氣節(jié)流裝置24傳輸進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)。據(jù)此，進(jìn)氣節(jié)流裝置24的執(zhí)行器動(dòng)作，蝶形閥轉(zhuǎn)動(dòng)，得到與該進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)相應(yīng)的開(kāi)度，進(jìn)氣配管21的流路面積縮小。其結(jié)果為，吸入空氣量減少，空燃比變濃，燃燒室內(nèi)的燃燒溫度上升，排氣氣體溫度進(jìn)一步升高。據(jù)此，通過(guò)上述排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作以及進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，DPF33被再生。
即使是在該排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作中，也與在上述進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作中使用的圖3所說(shuō)明的情況相同，經(jīng)過(guò)排氣氣體溫度兩個(gè)階段的上升過(guò)程(排氣升溫裝置34的加熱動(dòng)作產(chǎn)生的溫度上升以及進(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作產(chǎn)生的溫度上升)，排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，DPF33被再生。
根據(jù)上面的排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作，在通過(guò)排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作，排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，不進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流裝置24的動(dòng)作。因此，能夠抑制與進(jìn)氣量的減少相伴的CO、THC產(chǎn)生量的增加，另外，通過(guò)抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的泵吸損失，可以抑制燃料消耗率的惡化。另外，雖然僅通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，可上升的排氣氣體溫度存在界限(例如，只能預(yù)見(jiàn)到50-100deg程度的升溫)，但是，根據(jù)該排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作，通過(guò)電加熱器進(jìn)行的加熱動(dòng)作，能夠切實(shí)且大幅地使排氣氣體溫度上升。
-進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作和排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作的選擇-上述的進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作以及排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作，在發(fā)動(dòng)機(jī)單體中可以預(yù)先設(shè)定進(jìn)行任意一個(gè)動(dòng)作。即，將發(fā)動(dòng)機(jī)制造成進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作或進(jìn)行排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作的發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，也可以是在同一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，有選擇地執(zhí)行進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作和排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作。
作為該選擇動(dòng)作，具體地說(shuō)，是控制器5接收來(lái)自排氣溫度檢測(cè)傳感器37的排氣溫度檢測(cè)信號(hào)，將該檢測(cè)出的排氣氣體溫度和上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度進(jìn)行比較，在排氣氣體溫度相對(duì)于可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度略低(例如，其差不足100deg)的情況下，執(zhí)行進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作。在該情況下，僅通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，即可使排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，而不需要排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作。
另一方面，在處于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載急劇增加的狀況(例如爬坡行駛時(shí))時(shí)，執(zhí)行排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作。其原因在于，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載急劇增加的狀況下，若減少進(jìn)氣量，則存在發(fā)動(dòng)機(jī)失速的可能性，所以使排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作優(yōu)先，據(jù)此，用于確保進(jìn)氣量。
另外，作為對(duì)該進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作和排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作進(jìn)行選擇的動(dòng)作，也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及排氣氣體溫度進(jìn)行選擇。例如，如圖4所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及排氣氣體溫度均低的情況下，選擇排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及排氣氣體溫度都高的情況下，選擇進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作，將這樣的圖譜存儲(chǔ)在控制器5中，按照該圖譜進(jìn)行上述選擇動(dòng)作。
-進(jìn)氣節(jié)流·排氣加熱同時(shí)開(kāi)始動(dòng)作-該動(dòng)作在上述排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況下，控制器5在向進(jìn)氣節(jié)流裝置24傳輸進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)的同時(shí)，向排氣升溫裝置34傳輸排氣升溫控制信號(hào)。據(jù)此，能夠同時(shí)得到進(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作產(chǎn)生的排氣氣體溫度的上升和排氣升溫裝置34的加熱動(dòng)作產(chǎn)生的排氣氣體溫度的上升，排氣氣體溫度迅速地達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，DPF33被再生。因此，能夠縮短從排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的時(shí)刻截止到DPF33的再生結(jié)束的時(shí)間。
-有關(guān)進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流界限-若通過(guò)上述進(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，吸入空氣量逐漸減少，則不能充分地得到在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮上止點(diǎn)的缸內(nèi)壓力(不能得到使混合氣合適的時(shí)刻的自我著火成為可能的壓力)，混合氣的著火時(shí)間大幅延遲，或者，產(chǎn)生失火。因此，進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流量存在界限。因此，從上述控制器5傳輸?shù)竭M(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)預(yù)先設(shè)定有控制寬度的上限值(最大節(jié)流量極限值)，以便得到不會(huì)導(dǎo)致該進(jìn)氣節(jié)流量的界限的節(jié)流量。這樣的進(jìn)氣節(jié)流界限的設(shè)定，在上述進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作、排氣加熱優(yōu)先動(dòng)作、進(jìn)氣節(jié)流·排氣加熱同時(shí)開(kāi)始動(dòng)作的任意一個(gè)動(dòng)作中均可預(yù)先設(shè)定。另外，作為該極限值，具體地說(shuō)，是作為例如相對(duì)于蝶形閥處于全開(kāi)狀態(tài)時(shí)的進(jìn)氣配管21的流路面積可以得到20％程度的流路面積的閥開(kāi)度來(lái)加以規(guī)定。
圖5是表示使進(jìn)氣節(jié)流量變化了的情況下的缸內(nèi)壓力的變化狀態(tài)以及各自的混合氣著火正時(shí)。從該圖中可知，在沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作的情況下(圖中的線A)，充分地獲得了在壓縮上止點(diǎn)的缸內(nèi)壓力，混合氣的點(diǎn)火正時(shí)也在活塞上止點(diǎn)附近(點(diǎn)火正時(shí)a)。與此相對(duì)，隨著使進(jìn)氣節(jié)流量增加，在壓縮上止點(diǎn)的缸內(nèi)壓力逐漸降低(圖中的線B、C)，混合氣的點(diǎn)火正時(shí)也逐漸延遲(點(diǎn)火正時(shí)b、c)。即，逐漸接近失火界限。因此，在本實(shí)施方式中，使進(jìn)氣節(jié)流量具有界限(極限值)，使混合氣的失火不會(huì)產(chǎn)生。
另外，該極限值的設(shè)定可以預(yù)先設(shè)定在如上述那樣的進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)中(傳輸控制成不會(huì)超過(guò)失火界限的節(jié)流量的控制信號(hào))，也可以預(yù)先設(shè)定在進(jìn)氣節(jié)流裝置24的執(zhí)行器上(與進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)無(wú)關(guān)，執(zhí)行器在不超過(guò)上述極限值(失火界限)的范圍內(nèi)，調(diào)整蝶形閥的開(kāi)度)。
(第二實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第二實(shí)施方式。本實(shí)施方式是有關(guān)在上述第一實(shí)施方式中規(guī)定了進(jìn)氣節(jié)流量的界限的“極限值”的變形例。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與第一實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與第一實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
如上所述，若通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，減少吸入空氣量，則混合氣的點(diǎn)火時(shí)期產(chǎn)生延遲。其結(jié)果為，產(chǎn)生不完全燃燒，排氣氣體中的CO、THC的產(chǎn)生量逐漸增大。圖6是表示進(jìn)氣節(jié)流量和排氣氣體中的CO以及THC的濃度的關(guān)系。象這樣，雖然在進(jìn)氣節(jié)流量比較小的區(qū)域，相對(duì)于進(jìn)氣節(jié)流量的增大量的CO以及THC的濃度的上升比例小，但是，在進(jìn)氣節(jié)流量比較大的區(qū)域，相對(duì)于進(jìn)氣節(jié)流量的增大量的CO以及THC的濃度的上升比例極端地大。
因此，在本實(shí)施方式中，將達(dá)到CO以及THC的產(chǎn)生量比較小即可的范圍(下面，將該范圍稱為CO·THC產(chǎn)生量允許范圍圖中的范圍A)中的最大允許量(下面，將該值稱為CO·THC產(chǎn)生量允許界限圖中的點(diǎn)a)的時(shí)刻的進(jìn)氣節(jié)流量作為第一極限值，將存在因與上述著火時(shí)期的延遲相伴的失火而產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)停止的可能性的進(jìn)氣節(jié)流量(下面，將該值稱為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)界限(失火界限))作為第二極限值預(yù)先加以設(shè)定(參照?qǐng)D6)。
作為本實(shí)施方式中的DPF33的再生動(dòng)作，在排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況下，首先，開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，在排氣氣體溫度沒(méi)有達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到上述第一極限值的情況下，暫時(shí)停止該進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作(維持進(jìn)氣節(jié)流量)，開(kāi)始排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作。即，一面將CO以及THC的產(chǎn)生量抑制在CO·THC產(chǎn)生量允許范圍內(nèi)，一面使排氣氣體溫度逐漸上升。然后，在即使使排氣升溫裝置34動(dòng)作后，并經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間，由排氣溫度檢測(cè)傳感器37檢測(cè)的排氣氣體溫度仍未達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，再次開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，將上述第二極限值作為上限，逐漸增大進(jìn)氣節(jié)流量。
圖7是表示使該動(dòng)作執(zhí)行的情況下的排氣氣體溫度、排氣氣體中的CO以及THC的濃度的時(shí)間的變化的圖。從該圖可知，通過(guò)截止到到達(dá)第一極限值的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作(進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作的開(kāi)始點(diǎn)用圖中的點(diǎn)a表示)，排氣氣體溫度逐漸上升，同時(shí)，排氣氣體中的CO以及THC的濃度也逐漸上升。然后，在進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到第一極限值，轉(zhuǎn)換到排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作的情況下(圖中的點(diǎn)b)，排氣氣體溫度逐漸上升，另一方面，與該加熱相伴的DPF33的氧化催化劑功能得到發(fā)揮，CO以及THC被凈化，其濃度逐漸下降。然后，達(dá)到排氣升溫裝置34的加熱能力的界限，通過(guò)再次開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作(圖中的點(diǎn)c)，排氣氣體溫度進(jìn)一步上升，若達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，則開(kāi)始DPF33的再生。另外，在該一系列的動(dòng)作的途中，在排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，通過(guò)維持該狀態(tài)，DPF33逐漸被再生。例如，在通過(guò)排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作，排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，不會(huì)開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)一步的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，DPF33被再生。
-有關(guān)與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的極限值的變更-因?yàn)槿舭l(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生變化，則相對(duì)于進(jìn)氣節(jié)流量的CO以及THC的產(chǎn)生量、混合氣的著火時(shí)期的延遲量也變化，所以上述CO·THC產(chǎn)生量允許范圍、CO·THC產(chǎn)生量允許界限、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)界限也成為不同的值。因此，上述第一極限值以及第二極限值也根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，作為不同的值加以設(shè)定。下面，說(shuō)明該第一極限值以及第二極限值的變更動(dòng)作。
圖8是表示根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，對(duì)各極限值進(jìn)行變更的情況。從該圖中可以判斷出，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩越低，第一極限值以及第二極限值越是可以作為高的值加以設(shè)定(進(jìn)氣節(jié)流量存在余量)，另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩越高，第一極限值以及第二極限值需要作為低的值加以設(shè)定(進(jìn)氣節(jié)流量的限制增大)。例如，在即使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，負(fù)載仍然高的情況下，因?yàn)榕c排氣氣體溫度低無(wú)關(guān)，吸入空氣量沒(méi)有余量，所以存在早期就迎來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)界限的可能性。因此，在該狀況下，將上述第二極限值設(shè)定得低。據(jù)此，防止發(fā)動(dòng)機(jī)失速。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低的情況下，即使存在著火延遲，也因?yàn)榍S的角速度低，所以在點(diǎn)火正時(shí)的曲軸角度不會(huì)偏離活塞上止點(diǎn)很多，成為可燃燒的狀況。因此，可以將上述第一極限值設(shè)定得高。即，是即使增大進(jìn)氣節(jié)流量，也能夠?qū)O以及THC的產(chǎn)生量抑制在上述允許范圍內(nèi)的狀況。象這樣，通過(guò)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化，對(duì)各極限值進(jìn)行變更，能夠一面盡可能地抑制能量損失，一面在能夠避免發(fā)動(dòng)機(jī)失速，且將CO以及THC的產(chǎn)生量抑制在上述允許范圍內(nèi)的狀態(tài)下，執(zhí)行DPF33的再生動(dòng)作。
-有關(guān)與燃料的十六烷值相應(yīng)的極限值的變更-因?yàn)槿羧剂?柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下為柴油)的十六烷值不同，則相對(duì)于進(jìn)氣節(jié)流量的CO以及THC的產(chǎn)生量、混合氣的著火時(shí)期的延遲量也變化，所以上述CO·THC產(chǎn)生量允許范圍、CO·THC產(chǎn)生量允許界限、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)界限也成為不同的值。因此，上述第一極限值以及第二極限值也根據(jù)所使用的燃料的十六烷值，作為不同的值加以設(shè)定。下面，說(shuō)明該第一極限值以及第二極限值的變更動(dòng)作。
圖9是表示相對(duì)于十六烷值相互不同的兩種(例如十六烷值為“55”的燃料和為“45”的燃料)燃料的進(jìn)氣節(jié)流量和排氣氣體中的CO以及THC的濃度的關(guān)系。從該圖可判斷出，由于十六烷值低的燃料存在著火延遲增大的傾向，所以與十六烷值高的燃料相比，需要將第一極限值以及第二極限值均作為低的值加以設(shè)定(進(jìn)氣節(jié)流量的限制增大)。換言之，因?yàn)槭橹蹈叩娜剂现鹧舆t小，所以與十六烷值低的燃料相比，能夠?qū)⒌谝粯O限值以及第二極限值均作為高的值加以設(shè)定(進(jìn)氣節(jié)流量存在余量)。
象這樣，通過(guò)根據(jù)燃料設(shè)定各極限值，可以在能夠避免發(fā)動(dòng)機(jī)失速，且將CO以及THC的產(chǎn)生量抑制在上述允許范圍內(nèi)的狀態(tài)下，執(zhí)行DPF33的再生動(dòng)作。
(第三實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第三實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，作為排氣升溫裝置34采用電加熱器，對(duì)該電加熱器34的供電由交流發(fā)電機(jī)直接進(jìn)行。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述的第一實(shí)施方式、第二實(shí)施方式相同，所以在這里，省略了與第一實(shí)施方式以及第二實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
如圖10所示，有關(guān)本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的側(cè)面安裝著受到曲軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電的交流發(fā)電機(jī)61，在該交流發(fā)電機(jī)61發(fā)電的電力的一部分供給到電加熱器(排氣升溫裝置)34。對(duì)該電加熱器34供電的ON/OFF的轉(zhuǎn)換與上述第一實(shí)施方式的情況相同，由來(lái)自控制器5的排氣升溫控制信號(hào)進(jìn)行。另外，上述交流發(fā)電機(jī)61也進(jìn)行向未圖示出的蓄電池充電用、輔機(jī)類驅(qū)動(dòng)用的發(fā)電。
這樣，本方式的特征在于，是通過(guò)來(lái)自控制器5的排氣升溫控制信號(hào)進(jìn)行的電加熱器34的ON/OFF控制。
圖11表示發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的輸出和其中的被電加熱器34使用的輸出的關(guān)系。圖中的實(shí)線表示發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的輸出界限(發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出線)。另外，圖中帶有斜線的區(qū)域是表示在電加熱器34為ON的情況下，由該電加熱器34所使用(所消耗)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出中的用于電加熱器34的發(fā)熱的輸出)。
因此，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)主體1以比圖中的虛線低的輸出(例如圖中的點(diǎn)A)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下(在負(fù)載比較低的狀態(tài)下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下)，存在被電加熱器34所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出量以上的輸出余量，即使使電加熱器34為ON，也不會(huì)對(duì)行駛性能、牽引性能造成妨礙，能夠進(jìn)行電加熱器34進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作。即，在該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，若要求對(duì)電加熱器34通電(若成為在上述各實(shí)施方式中，執(zhí)行電加熱器34進(jìn)行的加熱動(dòng)作的時(shí)刻)，則排氣升溫控制信號(hào)從控制器5傳輸?shù)诫娂訜崞?4，開(kāi)始加熱動(dòng)作。
與此相對(duì)，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)主體1以比圖中的虛線高的輸出(例如圖中的點(diǎn)B)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下(在負(fù)載比較高的狀態(tài)下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下)，輸出的余量部分比被電加熱器34所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出量小，所以在該情況下，沒(méi)有使電加熱器34為ON，僅通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，使排氣氣體溫度逐漸上升。即，在該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，即使要求對(duì)電加熱器34通電，也不從控制器5向電加熱器34傳輸排氣升溫控制信號(hào)。因此，僅通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，使排氣氣體溫度上升，在該排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，進(jìn)行DPF33的再生。即，不會(huì)對(duì)行駛性能、牽引性能造成妨礙地進(jìn)行DPF33的再生。
另外，在上述說(shuō)明中，在發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的輸出的余量部分比被電加熱器34所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出量小的情況下，不使電加熱器34為ON，但是，并不受此限制，也可以是多個(gè)階段地改變電加熱器34的發(fā)熱量的構(gòu)成，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的余量部分來(lái)調(diào)整電加熱器34的發(fā)熱量，盡可能地進(jìn)行電加熱器34進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作。
-第三實(shí)施方式的變形例-上述的第三實(shí)施方式是從進(jìn)行對(duì)蓄電池充電用、輔機(jī)類的驅(qū)動(dòng)用發(fā)電的交流發(fā)電機(jī)61向電加熱器34進(jìn)行供電，但是，本變形例如圖12所示，具有用于向電加熱器34供電的專用的發(fā)電機(jī)62。該發(fā)電機(jī)62也與上述交流發(fā)電機(jī)61相同，受到曲軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)行發(fā)電。
這樣，在本變形例中，通過(guò)來(lái)自控制器5的排氣升溫控制信號(hào)進(jìn)行的電加熱器34的ON/OFF控制與上述的第三實(shí)施方式的情況相同，是根據(jù)要求對(duì)電加熱器34進(jìn)行通電的時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出狀態(tài)來(lái)進(jìn)行。
另外，在該情況下，也可以是多個(gè)階段改變電加熱器34的發(fā)熱量的構(gòu)成，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的余量部分來(lái)調(diào)整電加熱器34的發(fā)熱量，盡可能地進(jìn)行電加熱器34進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作。
(第四實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第四實(shí)施方式。本實(shí)施方式是在具有EGR(ExhaustGas Recirculation)裝置的情況下，在DPF33再生中的EGR閥的控制動(dòng)作中具有特征。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述各實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與上述各實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
如圖13所示，與本實(shí)施方式相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有用于使排氣從排氣系統(tǒng)3向進(jìn)氣系統(tǒng)2還流的EGR通路71，在該EGR通路71上設(shè)有可調(diào)整開(kāi)度的EGR閥72。
這樣，作為成為本方式的特征的動(dòng)作，在進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作時(shí)，根據(jù)其蝶形閥的節(jié)流量，逐漸減小EGR閥72的開(kāi)度。
圖14是表示有關(guān)本實(shí)施方式的EGR閥72的開(kāi)度控制中的進(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流量和EGR閥72的開(kāi)度的關(guān)系。另外，圖15是表示EGR閥72相對(duì)于進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流量的開(kāi)度的時(shí)間的變化的一個(gè)例子。
EGR氣體根據(jù)進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)的差壓以及EGR閥72的開(kāi)度決定其還流量。如上所述，因?yàn)樵贒PF33再生時(shí)進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，所以進(jìn)氣側(cè)的壓力降低。即，在EGR閥72的開(kāi)度為一定的情況下，進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)的差壓增大，排氣還流量增大到必要以上，存在導(dǎo)致燃燒不良的可能性。因此，在本實(shí)施方式中，隨著進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流量的增大(進(jìn)氣側(cè)的壓力降低)，EGR閥72的開(kāi)度逐漸減小，將排氣還流率維持在一定，據(jù)此，能夠很好地維持混合氣的燃燒狀態(tài)。
另外，在本實(shí)施方式中，在DPF33的再生中監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，在這些變動(dòng)量超過(guò)了規(guī)定量的情況下，EGR閥72為全閉。圖16是表示在該情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、EGR閥72的開(kāi)度、進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流量的時(shí)間的變化的一個(gè)例子。在DPF33的再生中，在想要根據(jù)進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流量來(lái)變更EGR閥72的開(kāi)度的情況下，EGR還流量相對(duì)于進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作伴隨有些許延遲。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩變動(dòng)大的狀況下，存在該EGR閥72的開(kāi)度變更動(dòng)作對(duì)混合氣的燃燒狀態(tài)造成不良影響的可能性。因此，如圖16所示，在DPF33的再生中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩變動(dòng)大的情況下，判斷為難以使EGR閥72的開(kāi)度追從進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流量的變化，強(qiáng)制地使EGR閥72為全閉(圖中的時(shí)刻A)，使排氣還流量為“0”，避免燃燒不良。然后，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的變動(dòng)減小，則再次開(kāi)始使EGR閥72的開(kāi)度根據(jù)進(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流量變化的控制(圖中的時(shí)刻B)。
(第五實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第五實(shí)施方式。本實(shí)施方式的特征點(diǎn)在于，在具有渦流增壓器的情況下，設(shè)定用于對(duì)DPF33的再生動(dòng)作進(jìn)行轉(zhuǎn)換的多個(gè)“極限值”。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述的各實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與上述各實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
如圖17所示，有關(guān)本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)具有渦輪增壓器8，利用排氣氣體的流體能，壓縮吸入空氣，提高空氣密度，據(jù)此，謀求增大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
然后，作為用于對(duì)DPF33的再生動(dòng)作進(jìn)行轉(zhuǎn)換的“極限值”，首先與上述的第二實(shí)施方式同樣地設(shè)定第一極限值。該第一極限值將作為到達(dá)CO以及THC的產(chǎn)生量比較小即可的范圍(CO·THC產(chǎn)生量允許范圍)中的最大允許量(CO·THC產(chǎn)生量允許界限)的時(shí)刻的進(jìn)氣節(jié)流量被設(shè)定。另一方面，作為第二極限值，作為達(dá)到渦輪增壓器8的喘振產(chǎn)生狀況的時(shí)刻的進(jìn)氣節(jié)流量加以設(shè)定(參照?qǐng)D18中的第一極限值以及第二極限值)。該喘振與由于逐漸增大進(jìn)氣節(jié)流量，進(jìn)入空氣量減少無(wú)關(guān)，其產(chǎn)生的原因是通過(guò)渦輪增壓器8高地維持壓縮比。即，第二極限值在本實(shí)施方式中，作為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)界限的進(jìn)氣節(jié)流量來(lái)被設(shè)定。
另外，在本方式中的DPF33的再生動(dòng)作時(shí)，進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到第一極限值后的動(dòng)作與上述的第二實(shí)施方式的情況同樣地進(jìn)行。即，在排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況下，首先，開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，在排氣氣體溫度沒(méi)有達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到上述第一極限值的情況下，暫時(shí)停止該進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作(維持進(jìn)氣節(jié)流量)，開(kāi)始排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作。即，一面將CO以及THC的產(chǎn)生量抑制在CO·THC產(chǎn)生量允許范圍內(nèi)，一面使排氣氣體溫度逐漸上升。然后，在即使使排氣升溫裝置34動(dòng)作后并經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間，由排氣溫度檢測(cè)傳感器37檢測(cè)的排氣氣體溫度仍未達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，再次開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，將上述第二極限值作為上限(在渦輪增壓器8的喘振沒(méi)有產(chǎn)生的范圍)，逐漸增大進(jìn)氣節(jié)流量。
圖19是表示使該動(dòng)作執(zhí)行的情況下的排氣氣體溫度、排氣氣體中的CO以及THC的濃度的時(shí)間的變化的圖。從該圖可知，通過(guò)截止到到達(dá)第一極限值的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作(進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作的開(kāi)始點(diǎn)用圖中的點(diǎn)a表示)，排氣氣體溫度逐漸上升，同時(shí)，排氣氣體中的CO以及THC的濃度也逐漸上升。然后，在進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到第一極限值，轉(zhuǎn)換到排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作的情況下(圖中的點(diǎn)b)，排氣氣體溫度逐漸上升，另一方面，與該加熱相伴的DPF33的氧化催化劑功能得到發(fā)揮，CO以及THC被凈化，其濃度逐漸下降。然后，達(dá)到排氣升溫裝置34的加熱能力的界限，通過(guò)再次開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作(圖中的點(diǎn)c)，排氣氣體溫度進(jìn)一步上升，若達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，則開(kāi)始DPF33的再生。另外，在該一系列的動(dòng)作的途中，排氣氣體溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，通過(guò)維持該狀態(tài)，DPF33逐漸被再生。
-第五實(shí)施方式的變形例-作為上述的第五實(shí)施方式的變形例，對(duì)在渦輪增壓器設(shè)有廢氣排放閥的情況下的極限值的設(shè)定以及與該極限值相應(yīng)的DPF33的再生動(dòng)作的轉(zhuǎn)換進(jìn)行說(shuō)明。
如圖20所示，有關(guān)本變形例的發(fā)動(dòng)機(jī)具有渦輪增壓器8，同時(shí)，在排氣配管32上設(shè)有廢氣排放閥81以及旁通通路82，該旁通通路82使排氣氣體隨著該廢氣排放閥81的開(kāi)放動(dòng)作相對(duì)于渦輪增壓器8旁通。
這樣，作為用于對(duì)DPF33的再生動(dòng)作進(jìn)行轉(zhuǎn)換的“極限值”，設(shè)定與上述第五實(shí)施方式的情況同樣的第一極限值以及第二極限值。該第一極限值作為到達(dá)上述CO·THC產(chǎn)生量允許界限的時(shí)刻的進(jìn)氣節(jié)流量被設(shè)定，另外，第二極限值作為在維持著廢氣排放閥81的關(guān)閉狀態(tài)的情況下，成為滑輪增壓器8的喘振產(chǎn)生的狀況的時(shí)刻的進(jìn)氣節(jié)流量被設(shè)定。
然后，在本方式中設(shè)定第三極限值。該第三極限值是作為存在發(fā)動(dòng)機(jī)停止的可能性的進(jìn)氣節(jié)流量(發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)界限(失火界限))被設(shè)定(參照?qǐng)D18)，上述發(fā)動(dòng)機(jī)停止是在渦輪增壓器8的喘振產(chǎn)生的情況下(廢氣排放閥81為關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到第二極限值的情況下)，在通過(guò)開(kāi)放廢氣排放閥81，消除了渦輪增壓器8的喘振后，進(jìn)一步對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行節(jié)流，由于與該進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作產(chǎn)生的著火時(shí)期的延遲相伴的失火所造成的。
作為本變形例中的DPF33的再生動(dòng)作，在排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況下，首先，在開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，排氣氣體溫度沒(méi)有達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到上述第一極限值的情況下，暫時(shí)停止該進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作(維持進(jìn)氣節(jié)流量)，開(kāi)始排氣升溫裝置34進(jìn)行的加熱動(dòng)作。即，一面將CO以及THC的產(chǎn)生量抑制在CO·THC產(chǎn)生量允許范圍內(nèi)，一面使排氣氣體溫度逐漸上升。然后，在即使使排氣升溫裝置34動(dòng)作后并經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間，由排氣溫度檢測(cè)傳感器37檢測(cè)的排氣氣體溫度仍未達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，再次開(kāi)始進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作，維持廢氣排放閥81的封閉狀態(tài)(進(jìn)行渦輪增壓)，直至進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到上述第二極限值，使進(jìn)氣節(jié)流量逐漸增大。然后，在排氣氣體溫度沒(méi)有達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，進(jìn)氣節(jié)流量達(dá)到第二極限值的情況下，在開(kāi)放廢氣排放閥81，消除渦輪增壓器8的喘振的狀態(tài)下，將上述第三極限值作為上限，進(jìn)一步增大進(jìn)氣節(jié)流量。
圖21是表示使該情況下的進(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流量和廢氣排放閥81的開(kāi)度的時(shí)間的變化的一個(gè)例子。另外，因?yàn)槿粝筮@樣開(kāi)放廢氣排放閥81，則渦輪增壓器8中的排氣氣體的膨脹做功消失，所以能夠在高地維持排氣氣體溫度的狀態(tài)下送入DPF33，據(jù)此，能夠使被導(dǎo)入DPF33的排氣氣體的溫度早期地上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度。另外，在上述的變形例中，使排氣系統(tǒng)3具有旁通通路82以及廢氣排放閥81，通過(guò)開(kāi)放廢氣排放閥81，避免渦輪喘振，能進(jìn)一步進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流。作為替代，也可以使進(jìn)氣系統(tǒng)2具有繞過(guò)渦輪增壓器8的旁通通路以及開(kāi)閉該旁通通路的進(jìn)氣旁通閥，通過(guò)開(kāi)放該進(jìn)氣旁通閥，可以避免渦輪喘振，能進(jìn)一步進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流。
(第六實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第六實(shí)施方式。本實(shí)施方式的特征在于PM堆積量的推定動(dòng)作。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述各實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與上述各實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
在通過(guò)壓力傳感器構(gòu)成上述PM堆積量檢測(cè)傳感器36的情況下，所檢測(cè)到的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力隨著DPF33的內(nèi)部溫度升高逐漸上升。因此，在想要根據(jù)DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力推定PM堆積量的情況下，不僅要考慮該壓力，還要考慮DPF33的內(nèi)部溫度。另外，在成為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載、轉(zhuǎn)速變化，排氣氣體溫度上升的狀況的情況下，與該排氣氣體溫度的上升速度相比，實(shí)際的DPF33的內(nèi)部溫度的上升速度遲緩。其原因是DPF33本身有熱容量。
在本實(shí)施方式中，考慮到象這樣DPF33的內(nèi)部溫度對(duì)DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力的影響，以及與排氣氣體溫度的上升相比，實(shí)際的DPF33的內(nèi)部溫度的上升遲緩，針對(duì)通過(guò)實(shí)際檢測(cè)的值(DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力以及排氣氣體溫度的值)所算出的PM堆積量的推定值，以與這些壓力以及溫度的值相應(yīng)的補(bǔ)正量，對(duì)PM堆積量的推定值進(jìn)行補(bǔ)正。
圖22是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣氣體溫度(檢測(cè)到的值)、DPF33的內(nèi)部溫度、DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力(檢測(cè)到的值)、PM堆積量的推定值的時(shí)間的變化的一個(gè)例子。如該圖所示，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，則排氣氣體溫度以及DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力急速上升。與其相對(duì)，DPF33的內(nèi)部溫度的上升緩慢。再有，在這里所檢測(cè)的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力受到DPF33的內(nèi)部溫度的影響，與真實(shí)的壓力值稍許不同。即，作為比真實(shí)的壓力值低的壓力被檢測(cè)，在僅通過(guò)該壓力值推定PM堆積量的情況下，推測(cè)出比實(shí)際的堆積量少的堆積量。
因此，在這里，根據(jù)檢測(cè)到的排氣氣體溫度的變化狀況，推定DPF33的內(nèi)部溫度，通過(guò)該DPF33的內(nèi)部溫度和檢測(cè)到的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力，決定對(duì)PM堆積量的推定值的補(bǔ)正量。即，在圖2中，實(shí)線所示的PM堆積量的推定值根據(jù)檢測(cè)到的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力算出，通過(guò)利用規(guī)定的補(bǔ)正量對(duì)它進(jìn)行補(bǔ)正，算出在圖22中虛線所示的PM堆積量的推定值。據(jù)此，能夠進(jìn)行推定考慮了上述DPF33的內(nèi)部溫度對(duì)DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力的影響，以及與排氣氣體溫度的上升相比，實(shí)際的DPF33的內(nèi)部溫度的上升遲緩的情況后的更正確的PM堆積量。
另外，在上述的第六實(shí)施方式中，是根據(jù)檢測(cè)到的排氣氣體溫度的變化狀況，推定DPF33的內(nèi)部溫度，但也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩的變化狀況，推定DPF33的內(nèi)部溫度。
(第七實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第七實(shí)施方式。本實(shí)施方式的特征在于對(duì)DPF33的再生動(dòng)作的開(kāi)始時(shí)期進(jìn)行設(shè)定的控制。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述的各實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與上述各實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
若反復(fù)DPF33中的PM的捕集動(dòng)作以及再生動(dòng)作，則在再生動(dòng)作中未被除去的PM逐漸積蓄在DPF33內(nèi)。這是潤(rùn)滑油的灰、發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損粉等。由于它們的存在，即使長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行再生動(dòng)作，DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力也不會(huì)回復(fù)(下降)到新品時(shí)的緊鄰上游側(cè)的壓力。在以這樣的狀況，將DPF33的再生開(kāi)始?jí)毫υO(shè)定為一定值的情況下，存在下述課題。
即，在從再生動(dòng)作開(kāi)始到經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻，使再生動(dòng)作結(jié)束的情況下，在再生動(dòng)作結(jié)束的時(shí)刻，DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力已經(jīng)比新品時(shí)的壓力高，與上述再生開(kāi)始?jí)毫Φ牟顪p小。每反復(fù)一次DPF33的PM捕集動(dòng)作以及再生動(dòng)作，該差就減小。因此，從再生動(dòng)作的結(jié)束時(shí)刻開(kāi)始到DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力達(dá)到上述再生開(kāi)始?jí)毫橹沟臅r(shí)間間隔縮短，執(zhí)行再生動(dòng)作的頻度提高。圖23的虛線是表示該再生動(dòng)作的執(zhí)行頻度逐漸提高的狀況。
另一方面，在從再生動(dòng)作開(kāi)始到DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力下降到某個(gè)規(guī)定壓力(再生結(jié)束壓力)的時(shí)刻使再生動(dòng)作結(jié)束的情況下，如上所述，因?yàn)槊糠磸?fù)一次DPF33的PM捕集動(dòng)作以及再生動(dòng)作，再生結(jié)束時(shí)刻的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力就升高，所以即使長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行再生動(dòng)作，DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力也不會(huì)下降到上述再生結(jié)束壓力，在這樣的狀況下，不能結(jié)束再生動(dòng)作。
因此，在本方式中，估算從DPF33為安裝的新品時(shí)開(kāi)始的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射量，根據(jù)該估算值，將上述再生開(kāi)始?jí)毫σ约霸偕Y(jié)束壓力都作為逐漸升高的值逐漸進(jìn)行更新。圖23中的雙點(diǎn)劃線是表示該再生開(kāi)始?jí)毫σ约霸偕Y(jié)束壓力的設(shè)定值。另外，圖中的實(shí)線是表示再生動(dòng)作的執(zhí)行狀況(DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力的變化狀況)。從該圖中可以判斷出，根據(jù)本實(shí)施方式，可以以一定間隔執(zhí)行再生動(dòng)作，另外，不會(huì)導(dǎo)致再生動(dòng)作不能結(jié)束的狀況。
(第八實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第八實(shí)施方式。本實(shí)施方式的特征在于對(duì)DPF33的再生溫度(目標(biāo)溫度)的設(shè)定。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述的各實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與上述各實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
在DPF33被再生的情況下，其內(nèi)部溫度分布為中央部為高溫(可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度以上)，另外，外周部因?yàn)楸┞队谕鈿?，所以溫度比較低。因此，存在外周部沒(méi)有達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，產(chǎn)生再生不良的可能性。若這樣的狀態(tài)發(fā)展，則高密度的PM堆積在外周部，在再生動(dòng)作中等，該P(yáng)M被氧化，成為非常高的溫度，存在DPF33被熔損的可能性。圖24(a)是表示再生動(dòng)作開(kāi)始前的DPF33的內(nèi)部的剖視圖，圖24(b)是表示再生動(dòng)作后的DPF33的內(nèi)部的剖視圖，表示PM堆積在外周部的狀態(tài)。
因此，在本實(shí)施方式中，檢測(cè)在再生動(dòng)作結(jié)束時(shí)刻的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力，在該壓力高于規(guī)定值的情況下，判斷在DPF33的外周部產(chǎn)生再生不良，PM堆積在該外周部，將下一次的再生動(dòng)作中的再生溫度(目標(biāo)溫度)設(shè)定為高于本次的再生溫度(例如僅高50deg)。據(jù)此，在下一次的再生動(dòng)作中，在DPF33的外周部的溫度升高，該溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，能夠除去該外周部的PM。在此時(shí)的再生動(dòng)作結(jié)束時(shí)刻的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力仍高于規(guī)定值的情況下，將下一次的再生動(dòng)作中的再生溫度(目標(biāo)溫度)設(shè)定得更高。就這樣，逐漸更新再生溫度，直至達(dá)到DPF33的外周部的PM能被再生動(dòng)作除去的溫度。
圖25是表示上述那樣的對(duì)再生溫度進(jìn)行變更的情況和不進(jìn)行變更的情況下的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力的時(shí)間的變化的一個(gè)例子的圖。在該圖中，實(shí)線表示沒(méi)有對(duì)再生溫度進(jìn)行變更的情況下的壓力的變化，虛線表示對(duì)再生溫度進(jìn)行變更的情況下的壓力的變化。象這樣，在沒(méi)有變更再生溫度的情況下，在DPF33的外周部的PM的堆積量逐漸增大，與此相伴，再生動(dòng)作結(jié)束時(shí)的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力也逐漸上升。對(duì)此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)變更再生溫度，能夠有效地除去DPF33的外周部的PM(再生動(dòng)作結(jié)束時(shí)的DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力被維持得較低)，能夠不提高再生動(dòng)作的頻度，以一定間隔執(zhí)行再生動(dòng)作。
(第九實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第九實(shí)施方式。本實(shí)施方式的特征在于對(duì)DPF33的再生結(jié)束時(shí)期的設(shè)定。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述的各實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與上述各實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
在DPF33的再生動(dòng)作中，因?yàn)檫M(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作、電加熱器進(jìn)行的加熱動(dòng)作，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率惡化。因此，最好盡可能地縮短該再生動(dòng)作的執(zhí)行時(shí)間。
在本實(shí)施方式中，如上述的第七實(shí)施方式，估算從DPF33為安裝的新品時(shí)開(kāi)始的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射量等，根據(jù)該估算值，將再生結(jié)束壓力作為逐漸升高的值逐漸進(jìn)行更新。圖26中的虛線是表示從再生動(dòng)作開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻結(jié)束了再生動(dòng)作的情況下的壓力變化狀態(tài)。象這樣，在根據(jù)時(shí)間，設(shè)定了再生結(jié)束時(shí)期的情況下，可以導(dǎo)致下述狀況，即，與充分地進(jìn)行再生無(wú)關(guān)，繼續(xù)再生動(dòng)作，進(jìn)行徒勞的再生動(dòng)作的狀況(圖26的時(shí)期T1)，或與仍未完全地再生無(wú)關(guān)，結(jié)束再生動(dòng)作(圖26的時(shí)期T2)的狀況。
對(duì)此，根據(jù)本實(shí)施方式，可以根據(jù)DPF33的再生狀況，改變?cè)偕鷦?dòng)作執(zhí)行時(shí)間，與再生結(jié)束大致同時(shí)地結(jié)束再生動(dòng)作(進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作、電加熱器進(jìn)行的加熱動(dòng)作)(參照?qǐng)D26中的實(shí)線)。因此，可以避免進(jìn)行徒勞的再生動(dòng)作或與仍未完全地進(jìn)行再生無(wú)關(guān)地結(jié)束再生動(dòng)作的狀況，可以謀求提高再生動(dòng)作的可靠性。
(第十實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十實(shí)施方式。本實(shí)施方式的特征在于，將在上述第八實(shí)施方式中較高地設(shè)定的DPF33的再生溫度(目標(biāo)溫度)設(shè)定得較低(返回)的動(dòng)作。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述的各實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與上述各實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
在產(chǎn)生了DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力急劇下降的狀況的情況下，即，在短時(shí)間內(nèi)PM的除去結(jié)束的情況下，擔(dān)心在DPF33的內(nèi)部的發(fā)熱增大，導(dǎo)致異常再生，DPF33破損。因此，在本實(shí)施方式中，監(jiān)視DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力，在產(chǎn)生了該壓力急劇下降的狀況的情況下，將在上述第八實(shí)施方式中較高地設(shè)定的DPF33的再生溫度(目標(biāo)溫度)設(shè)定得較低。
具體地說(shuō)，在再生動(dòng)作的執(zhí)行時(shí)間極端短的情況下、在DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力變化梯度(下降梯度)急劇的情況下(圖27的區(qū)域T)，判斷殘留在DPF33的外周部的PM被除去，逐漸較低地設(shè)定DPF33的再生溫度(目標(biāo)溫度)。作為該動(dòng)作，可以每執(zhí)行一次再生動(dòng)作，下降一個(gè)規(guī)定溫度(例如50deg)。也可以一次就下降到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度(300℃)。
-第十實(shí)施方式的變形例-下面，說(shuō)明上述的第十實(shí)施方式的變形例。在本實(shí)施方式中，在產(chǎn)生了DPF33的緊鄰 上游側(cè)的壓力急劇于降的狀況的情況下，即使再生動(dòng)作仍未結(jié)束，也終止該再生動(dòng)作。據(jù)此，可以切實(shí)地避免在DPF33的內(nèi)部的異常再生，避免DPF33的破損。
在圖28中，在圖中的時(shí)刻T1再生動(dòng)作開(kāi)始，在再生發(fā)展，DPF33的緊鄰上游側(cè)的壓力逐漸(比較緩慢地)下降后，產(chǎn)生了該壓力急劇下降的狀況(壓力從圖中的時(shí)刻T2急劇下降)。因此，在圖中的時(shí)刻T3結(jié)束再生動(dòng)作(禁止進(jìn)氣節(jié)流動(dòng)作、電加熱器進(jìn)行的加熱動(dòng)作)，據(jù)此，避免DPF33的破損。
(第十一實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十一實(shí)施方式。本實(shí)施方式涉及用于避免發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，DPF33的再生反應(yīng)發(fā)展，DPF33熔損的對(duì)策。因?yàn)槠渌臉?gòu)成以及控制動(dòng)作與上述的各實(shí)施方式相同，所以在這里省略了與上述各實(shí)施方式共通的部分的說(shuō)明。
如圖29所示，有關(guān)本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)在DPF33的下游側(cè)的排氣配管32上具有排氣節(jié)流裝置(排氣節(jié)流構(gòu)件)38。具體地說(shuō)，該排氣節(jié)流裝置38與進(jìn)氣節(jié)流裝置24同樣，具有蝶形閥、使該蝶形閥轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)排氣配管32的流路面積進(jìn)行變更的執(zhí)行器(均省略圖示)，該執(zhí)行器由控制器5控制。另外，作為該閥機(jī)構(gòu)，并非限于蝶形閥，也可以應(yīng)用節(jié)流閥等的各種閥。
這樣，在本方式中，如圖30(表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣節(jié)流量、進(jìn)氣節(jié)流量的時(shí)間的變化的圖)所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，使進(jìn)氣節(jié)流裝置24的節(jié)流量為最大(全閉)，同時(shí)使排氣節(jié)流裝置38的節(jié)流量也為最大(全閉)。據(jù)此，阻止空氣(氧)從進(jìn)氣系統(tǒng)2以及排氣系統(tǒng)3導(dǎo)入DPF33，據(jù)此，禁止DPF33的再生反應(yīng)發(fā)展。據(jù)此，避免DPF33的熔損。
-第十一實(shí)施方式的變形例-下面，說(shuō)明上述的第十一實(shí)施方式的變形例。在本實(shí)施方式中，如圖31(表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燃料噴射量、排氣節(jié)流量、進(jìn)氣節(jié)流量的時(shí)間的變化的圖)所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，不僅使進(jìn)氣節(jié)流裝置24的節(jié)流量為最大(全閉)，且使排氣節(jié)流裝置38的節(jié)流量也為最大(全閉)，還在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到規(guī)定轉(zhuǎn)速(例如700rpm程度)的時(shí)刻，執(zhí)行(圖中的時(shí)刻T)在該發(fā)動(dòng)機(jī)停止動(dòng)作中停止的燃料噴射。據(jù)此，使殘存在汽缸內(nèi)的氧燃燒，避免氧導(dǎo)入DPF33，據(jù)此，禁止DPF33的再生反應(yīng)發(fā)展，避免DPF33的熔損。作為此時(shí)的燃料噴射量，最好設(shè)定得比發(fā)動(dòng)機(jī)停止動(dòng)作即將開(kāi)始前的燃料噴射量多，切實(shí)地進(jìn)行殘存的氧的燃燒。另外，作為使排氣節(jié)流裝置38的節(jié)流量為最大的時(shí)刻，是在進(jìn)氣節(jié)流裝置24的節(jié)流量為最大后，可以是剛剛執(zhí)行了發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)的燃料噴射后，也可以是與使排氣節(jié)流裝置38的節(jié)流量為最大的時(shí)刻相同。
(第十二實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十二實(shí)施方式。該第十二實(shí)施方式除下述方面外，都與參照?qǐng)D1所說(shuō)明的第一實(shí)施方式相同，因此，盡量省略這樣的共通的部分的說(shuō)明，主要對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)收容在DPF33的殼體內(nèi)的過(guò)濾器主體的具體的構(gòu)成、PM堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
-過(guò)濾器主體35-對(duì)過(guò)濾器主體35的具體的構(gòu)成闡述如下。如圖32(從沿著排氣氣體的流動(dòng)方向的方向看過(guò)濾器主體35的圖)以及圖33(從與排氣氣體的流動(dòng)方向正交的方向看過(guò)濾器主體35的剖視圖)所示，過(guò)濾器主體35為大致圓筒狀，具有外周壁35a和格子狀地一體形成于該外周壁35a的內(nèi)周側(cè)的隔壁35b。然后，通過(guò)該隔壁35b，形成多個(gè)流通路35c、35d、...，作為蜂巢構(gòu)造體被構(gòu)成。
作為各流通路35c、35d、...，交互地配置著通過(guò)密封材料35e僅封閉排氣氣體流出側(cè)的一次側(cè)流通路35c，和通過(guò)密封材料35e僅封閉排氣氣體流入側(cè)的二次側(cè)流通路35d。通過(guò)該構(gòu)成，流入到一次側(cè)流通路35c的排氣氣體在通過(guò)隔壁35b，流入到二次側(cè)流通路35d后，由排氣配管32排出。即，其構(gòu)成為，該排氣氣體在通過(guò)隔壁35b時(shí)，該排氣氣體中所含有的PM被過(guò)濾器主體35的一次側(cè)捕捉。圖33的箭頭是表示在各流通路35c、35d、...的排氣氣體的流動(dòng)，黑箭頭是含有PM的排氣氣體，即，在一次側(cè)流通路35c流動(dòng)的排氣氣體。另外，空心箭頭是PM被捕集除去后的排氣氣體，即，在二次側(cè)流通路35d流動(dòng)的排氣氣體。
作為構(gòu)成上述過(guò)濾器主體35的材料，是具有耐熱性、耐氧化性、抗熱沖擊性的材料，采用多孔質(zhì)堇青石陶瓷、碳化硅、氧化鋁、富鋁紅柱石、氮化硅等的非導(dǎo)電性材料。另外，在該過(guò)濾器主體35上裝載著白金等的氧化催化劑。據(jù)此，該DPF33在排氣氣體溫度超過(guò)了規(guī)定溫度(例如，300℃，下面稱為“可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度”)的狀況下，進(jìn)行上述化學(xué)反應(yīng)，氧化除去PM，進(jìn)行再生。
-PM堆積量檢測(cè)傳感器36-本實(shí)施方式的特征在于用于檢測(cè)上述過(guò)濾器主體35內(nèi)部的PM堆積量的PM堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成。下面，說(shuō)明該P(yáng)M堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成。
圖34是表示過(guò)濾器主體35的概略的剖視圖(相當(dāng)于圖33的圖)。如該圖34所示，在過(guò)濾器主體35的上述一次側(cè)流通路35c的內(nèi)面的兩個(gè)位置(圖中的X點(diǎn)以及Y點(diǎn))連接著電氣配線(導(dǎo)線)36a、36b，在該各電氣配線36a、36b上連接著電阻檢測(cè)傳感器36e。即，構(gòu)成為可通過(guò)該電阻檢測(cè)傳感器36c，檢測(cè)上述一次側(cè)流通路35c的內(nèi)面的兩個(gè)位置X、Y(上述電氣配線36a、36b所連接的位置)之間的電阻值。然后，在這里檢測(cè)出的電阻值的信息被傳輸給后述的再生用控制器5所具有的堆積量推定構(gòu)件。
作為上述電氣配線36a、36b的相對(duì)于上述一次側(cè)流通路35c的內(nèi)面的連接位置X、Y，設(shè)定在保留有下述程度的距離的位置，該距離是在PM逐漸堆積于該一次側(cè)流通路35c的內(nèi)面時(shí)，在PM堆積到需要進(jìn)行DPF的再生動(dòng)作的程度(例如，PM附著了一次側(cè)流通路35c的內(nèi)面的70％的程度)的狀態(tài)下，如圖35所示，成為PM遍及電氣配線36a、36b的兩個(gè)位置的連接位置X、Y之間連續(xù)附著的狀況，即，成為上述兩個(gè)位置的連接位置X、Y彼此通過(guò)PM電氣性導(dǎo)通的狀況的程度的距離。換言之，因?yàn)樵谠摼嚯x過(guò)短的情況下，在PM稍有附著的狀況下，上述兩點(diǎn)X、Y就會(huì)電氣性導(dǎo)通，反之，在該距離過(guò)長(zhǎng)的情況下，即使PM的附著量達(dá)到需要進(jìn)行DPF再生動(dòng)作的量，上述兩點(diǎn)X、Y也不會(huì)電氣性導(dǎo)通，所以設(shè)定成不會(huì)導(dǎo)致這些狀況的距離。
另外，在上述排氣配管32的DPF33的上游側(cè)，具有排氣升溫裝置(排氣加熱構(gòu)件)34(參照?qǐng)D1)。該排氣升溫裝置34由電加熱器構(gòu)成，接受來(lái)自未圖示出的發(fā)電機(jī)(交流發(fā)電機(jī))的電力而發(fā)熱，可加熱在排氣配管32流動(dòng)的排氣氣體。具體地說(shuō)，可以是通過(guò)加熱排氣配管32，間接地加熱排氣氣體的構(gòu)成，也可以是在排氣配管32內(nèi)部配置加熱器線，直接地加熱排氣氣體的構(gòu)成。另外，作為該排氣升溫裝置34，也可以適用火焰燃燒器。
另外，在上述排氣升溫裝置34上安裝著用于檢測(cè)排氣氣體溫度的排氣溫度檢測(cè)傳感器(排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件)37。該排氣溫度檢測(cè)傳感器37可以配置在排氣升溫裝置34的內(nèi)部，也可以安裝在上述DPF33的緊鄰上游側(cè)的排氣配管32上。
在本發(fā)動(dòng)機(jī)上具有用于控制DPF33的再生動(dòng)作的再生用控制器5，來(lái)自上述PM堆積量檢測(cè)傳感器36的PM堆積量檢測(cè)信號(hào)(以電阻為基礎(chǔ)的信號(hào))、來(lái)自上述排氣溫度檢測(cè)傳感器37的排氣溫度檢測(cè)信號(hào)分別傳輸?shù)皆摽刂破?。如上所述，在再生用控制器5上具有堆積量推定構(gòu)件，根據(jù)由電阻檢測(cè)傳感器36c檢測(cè)到的電阻值，算出過(guò)濾器主體35的一次側(cè)流通路35c表面的PM堆積量。具體地說(shuō)，因?yàn)樯鲜鲭娮柚涤蛇^(guò)濾器溫度左右，所以通過(guò)溫度傳感器等的構(gòu)件(未圖示出)檢測(cè)過(guò)濾器主體35的溫度，針對(duì)由電阻檢測(cè)傳感器36c檢測(cè)到的電阻值，進(jìn)行以過(guò)濾器主體35的溫度為基礎(chǔ)的補(bǔ)正演算，據(jù)此，可以高精度地推定PM堆積量。
即，如圖6的過(guò)濾器溫度和電阻值的關(guān)系所示，即使是同樣的PM堆積量，過(guò)濾器溫度越高，作為電阻值越低?？紤]到這點(diǎn)，例如，R＝aT2+bT+cR電阻值、T溫度、a、b、c系數(shù)使用這一補(bǔ)正公式，進(jìn)行補(bǔ)正演算，可以高精度地推定PM堆積量。
然后，該控制器5根據(jù)上述推定的PM堆積量以及來(lái)自排氣溫度檢測(cè)傳感器37的排氣溫度檢測(cè)信號(hào)，對(duì)上述進(jìn)氣節(jié)流裝置24以及排氣升溫裝置34傳輸控制信號(hào)。即，進(jìn)氣節(jié)流裝置24的執(zhí)行器根據(jù)傳輸?shù)竭M(jìn)氣節(jié)流裝置24的進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)動(dòng)作，上述蝶形閥轉(zhuǎn)動(dòng)，得到與該進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)相應(yīng)的開(kāi)度。另外，根據(jù)傳輸?shù)脚艢馍郎匮b置34的排氣升溫控制信號(hào)，電加熱器被ON/OFF控制，該電加熱器進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作被控制。
-DPF再生控制動(dòng)作-接著，就上述那樣構(gòu)成的系統(tǒng)中的DPF再生控制動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，根據(jù)上述DPF33的內(nèi)部的PM堆積量以及排氣氣體溫度，對(duì)進(jìn)氣節(jié)流裝置24以及排氣升溫裝置34進(jìn)行控制。即，控制器5接收來(lái)自上述PM堆積量檢測(cè)傳感器36的電阻信號(hào)，通過(guò)該控制器5所具有的堆積量推定構(gòu)件，推定PM堆積量。然后，在判斷為該P(yáng)M堆積量超過(guò)規(guī)定量，并且通過(guò)控制器5接受來(lái)自上述排氣溫度檢測(cè)傳感器37的排氣溫度檢測(cè)信號(hào)，判斷排氣氣體溫度未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下(下面，將這兩個(gè)條件成立的情況稱為“排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況”)，通過(guò)使進(jìn)氣節(jié)流裝置24以及排氣升溫裝置34中的一個(gè)或者兩個(gè)動(dòng)作，來(lái)使排氣氣體溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度。據(jù)此，在發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)的狀態(tài)下，進(jìn)行DPF33的再生動(dòng)作。下面，對(duì)多個(gè)具體的動(dòng)作內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
-進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先動(dòng)作-進(jìn)氣節(jié)流裝置24進(jìn)行的進(jìn)氣節(jié)流優(yōu)先的動(dòng)作與上述第一實(shí)施方式大致相同。在上述排氣升溫控制開(kāi)始條件成立的情況下，首先，控制器5向進(jìn)氣節(jié)流裝置24傳輸進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)。據(jù)此，進(jìn)氣節(jié)流裝置24的執(zhí)行器動(dòng)作，蝶形閥轉(zhuǎn)動(dòng)，得到與該進(jìn)氣節(jié)流控制信號(hào)相應(yīng)的開(kāi)度，進(jìn)氣配管21的流路面積被縮小。其結(jié)果為，吸入空氣量減少，空燃比變濃，燃燒室內(nèi)的燃燒溫度上升，排氣氣體溫度升高。據(jù)此，在排氣氣體溫度達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，沒(méi)有進(jìn)行排氣升溫裝置34的動(dòng)作，DPF33被再生。
圖37是表示在該情況下，由電阻檢測(cè)傳感器36c檢測(cè)的電阻值的時(shí)間的變化和再生動(dòng)作時(shí)期的時(shí)期流程圖。首先，不執(zhí)行再生動(dòng)作，而是運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，隨著PM的堆積，電阻值逐漸降低，若該電阻值低于規(guī)定的再生開(kāi)始極限值(圖中的時(shí)刻A)，則開(kāi)始再生動(dòng)作。因?yàn)樵谠撛偕鷦?dòng)作剛剛開(kāi)始后，過(guò)濾器主體35的溫度仍未達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，所以電阻值雖然持續(xù)降低，但若過(guò)濾器主體35的溫度達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，則PM被除去，電阻值逐漸上升。然后，若該電阻值超過(guò)規(guī)定的再生結(jié)束極限值(圖中的時(shí)刻B)，則結(jié)束再生動(dòng)作。另外，作為該再生結(jié)束極限值被設(shè)定的電阻值設(shè)定得比作為再生開(kāi)始極限值被設(shè)定的電阻值高，避免頻繁地反復(fù)過(guò)濾器再生動(dòng)作的開(kāi)始和停止的狀況。
另外，在該再生動(dòng)作中，在由電阻檢測(cè)傳感器36c檢測(cè)的電阻值的變化率(每單位時(shí)間的電阻值的上升量)比規(guī)定的異常判定變化率高的情況下(圖38中斜度α比規(guī)定角度大的情況下)，強(qiáng)制停止過(guò)濾器再生動(dòng)作。其原因在于，因?yàn)樵谙筮@樣，電阻值的變化劇烈的情況下，存在產(chǎn)生過(guò)濾器主體35的一部分成為局部地異常高溫的“異常再生”的可能性，若該“異常再生”狀態(tài)繼續(xù)，則擔(dān)心DPF33的熔損，所以在該電阻值的變化率增高的時(shí)刻，使再生動(dòng)作結(jié)束。據(jù)此，能夠謀求DPF33的長(zhǎng)壽命化。
如上述所作說(shuō)明，在本實(shí)施方式中，將電氣配線36a、36b連接于過(guò)濾器主體35的一次側(cè)流通路35c的表面的兩個(gè)位置X、Y，通過(guò)該兩點(diǎn)X、Y之間的電阻，識(shí)別PM堆積量。即，因?yàn)殡S著PM堆積量增大，堆積厚度增大，電阻值逐漸降低，所以通過(guò)識(shí)別該電阻值的變化，能夠檢測(cè)PM堆積量。因此，與通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差，或從圖譜中讀取與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的PM生成量等并進(jìn)行演算的以往的裝置相比，能夠得到PM堆積量檢測(cè)動(dòng)作的高可靠性。另外，因?yàn)槭菍⒂糜跈z測(cè)電阻的配線(導(dǎo)線)連接到過(guò)濾器的比較簡(jiǎn)單的構(gòu)成，所以還能夠謀求提高實(shí)用性。
(第十三實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十三實(shí)施方式。本實(shí)施方式的PM堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成與上述的第一實(shí)施方式的傳感器不同。因此，在這里，僅對(duì)PM堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
在上述的第一實(shí)施方式中，是將具有一對(duì)電氣配線36a、36b的PM堆積量檢測(cè)傳感器36僅配設(shè)一組的構(gòu)成，但在本實(shí)施方式中，如圖39所示，是將具有該一對(duì)電氣配線36a、36b的PM堆積量檢測(cè)傳感器36A、36B配設(shè)有兩組的構(gòu)成。另外，作為各PM堆積量檢測(cè)傳感器36A、36B各自的電氣配線36a、36b的相對(duì)于過(guò)濾器主體35的連接位置，以距該過(guò)濾器主體35的中心點(diǎn)等距離地被設(shè)定。
在這樣地配設(shè)兩組PM堆積量檢測(cè)傳感器36A、36B的情況下，假設(shè)即使在一個(gè)PM堆積量檢測(cè)傳感器36A的電氣配線36a、36b上產(chǎn)生斷線，也可以通過(guò)另一個(gè)PM堆積量檢測(cè)傳感器36B，檢測(cè)過(guò)濾器主體35上的兩點(diǎn)之間的電阻，能夠確保PM堆積量檢測(cè)動(dòng)作的可靠性。
另外，在本方式的構(gòu)成中，在一個(gè)PM堆積量檢測(cè)傳感器36A的電氣配線36a、36b上產(chǎn)生了斷線的情況下，由該P(yáng)M堆積量檢測(cè)傳感器36A檢測(cè)的電阻值持續(xù)地為無(wú)限大。因此，通過(guò)識(shí)別該狀態(tài)，可以輕易地識(shí)別在該一個(gè)PM堆積量檢測(cè)傳感器36A的電氣配線36a、36b上產(chǎn)生了斷線，使來(lái)自該P(yáng)M堆積量檢測(cè)傳感器36A的輸出信號(hào)無(wú)效。
另外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)樵O(shè)置兩組PM堆積量檢測(cè)傳感器36A、36B，所以分別檢測(cè)過(guò)濾器主體35上的兩點(diǎn)間的電阻。因此，在由它們檢測(cè)出的電阻值為相互不同的值的情況下，將低側(cè)的電阻值作為真實(shí)的電阻值進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)它推定PM堆積量。這是在PM相對(duì)于過(guò)濾器主體35的堆積偏向一邊的情況下(不均勻堆積的情況下)的對(duì)策，以檢測(cè)電阻的各部分中的PM堆積量最多的位置為基準(zhǔn)，確定過(guò)濾器再生動(dòng)作的開(kāi)始時(shí)刻。例如，在檢測(cè)出由一個(gè)PM堆積量檢測(cè)傳感器36A檢測(cè)到的電阻值比由另一個(gè)PM堆積量檢測(cè)傳感器36B檢測(cè)到的電阻值高的情況下，若將由該一個(gè)PM堆積量檢測(cè)傳感器36A檢測(cè)到的電阻值作為真實(shí)的電阻值進(jìn)行識(shí)別，則存在著在作為另一個(gè)PM堆積量檢測(cè)傳感器36B的檢測(cè)對(duì)象的位置，PM過(guò)度堆積的可能性。在該情況下，在過(guò)濾器進(jìn)行再生動(dòng)作時(shí)，會(huì)擔(dān)心導(dǎo)致在該位置溫度過(guò)度上升，過(guò)濾器主體35受到損傷。為了避免這樣的狀況，如上所述，將檢測(cè)為最低的電阻值(PM堆積最多部分的電阻值)作為真實(shí)的電阻值進(jìn)行識(shí)別。
另外，在本實(shí)施方式中，雖然構(gòu)成為配設(shè)兩組由一對(duì)電氣配線36a、36b構(gòu)成的PM堆積量檢測(cè)傳感器36A、36B，但也可以構(gòu)成為配設(shè)三組以上。在該情況下，最好也與上述同樣，將檢測(cè)為最低的電阻值作為真實(shí)的電阻值進(jìn)行識(shí)別，避免再生動(dòng)作時(shí)過(guò)濾器主體35受到損傷。
(第十四實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十四實(shí)施方式。本實(shí)施方式的PM堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成與上述的第一實(shí)施方式以及第十三實(shí)施方式的傳感器不同。因此，這里也僅對(duì)PM堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，如圖40所示，是檢測(cè)過(guò)濾器主體35上的三個(gè)點(diǎn)(圖中的點(diǎn)X、點(diǎn)Y、點(diǎn)Z)相互之間的電阻而構(gòu)成。即，這些三個(gè)點(diǎn)分別連接著電氣配線(導(dǎo)線)36a、36b、36d，通過(guò)電阻檢測(cè)傳感器36c、36c、36c，檢測(cè)這些電氣配線36a、36b、36d相互之間的電阻。
根據(jù)本實(shí)施方式的構(gòu)成，首先，若在與各點(diǎn)(X、Y、Z)連接的電氣配線上沒(méi)有產(chǎn)生斷線時(shí)，使各點(diǎn)間的電阻值為r1、r2、r3，則r1＝r2＝r3＝r(未產(chǎn)生不均勻堆積的情況)，在各點(diǎn)間檢測(cè)到的電阻值為R(X、Y)＝R(Y、Z)＝R(Z、X)＝R＝(2/3)rR(X、Y)為三點(diǎn)中“X點(diǎn)”和“Y點(diǎn)”間的電阻值；R(Y、Z)為三點(diǎn)中“Y點(diǎn)”和“Z點(diǎn)”間的電阻值；R(Z、X)為三點(diǎn)中“Z點(diǎn)”和“X點(diǎn)”間的電阻值。
另一方面，在與各點(diǎn)連接的電氣配線中的一個(gè)產(chǎn)生了斷線時(shí)(在與上述“X點(diǎn)”相連的電氣配線上產(chǎn)生了斷線時(shí))，R(X、Y)＝∞R(Z、X)＝∞
R(Y、Z)＝rR(Y、Z)的電阻值突然上升到1.5倍(為未產(chǎn)生斷線情況的1.5倍)。因此，通過(guò)識(shí)別該電阻值的急劇上升，可以輕易地識(shí)別配線的斷線。
另外，象這樣，即使是在其構(gòu)成為檢測(cè)過(guò)濾器主體35上的三點(diǎn)的相互間的電阻的情況下，也與上述同樣，將檢測(cè)為最低的電阻值作為真實(shí)的電阻值進(jìn)行識(shí)別。
(第十五實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十五實(shí)施方式。本實(shí)施方式的PM堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成也與上述的上述各實(shí)施方式的傳感器不同。因此，在這里也僅對(duì)PM堆積量檢測(cè)傳感器36的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
有關(guān)本實(shí)施方式的PM堆積量檢測(cè)傳感器36象上述的第一實(shí)施方式、第十三實(shí)施方式那樣，具有檢測(cè)兩點(diǎn)間的電阻的功能。另外，在此基礎(chǔ)上，還具有檢測(cè)上述電氣配線36a的連接位置的過(guò)濾器主體35上的溫度的功能。
具體地說(shuō)，如圖41所示，是下述構(gòu)成，即，針對(duì)作為電阻測(cè)定對(duì)象的一個(gè)點(diǎn)(上述X點(diǎn))，連接與和其連接的電氣配線36a材料不同的電氣配線36e，通過(guò)該兩電氣配線36a、36e構(gòu)成閉回路，將電壓檢測(cè)傳感器36f連接到該回路。作為各電氣配線36a、36b、36e的具體材料，作為電阻檢測(cè)用的配線的電氣配線36a、36b是由阿留邁合金(Ni和Al的合金)構(gòu)成，作為電壓檢測(cè)用的配線的電氣配線36e是由鉻鎳合金(Ni和Cr的合金)構(gòu)成。即，利用電阻檢測(cè)用的電氣配線36a，構(gòu)成熱電偶。
根據(jù)本實(shí)施方式的構(gòu)成，通過(guò)測(cè)定作為電阻測(cè)定對(duì)象的點(diǎn)的溫度，可以判斷再生動(dòng)作是否正常進(jìn)行(是否以恰當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行再生動(dòng)作)。
另外，在象上述的第十三實(shí)施方式那樣，設(shè)置多組PM堆積量檢測(cè)傳感器36A、36B，并使之分別具有作為熱電偶的功能的情況下，通過(guò)在再生動(dòng)作中計(jì)量各處的溫度，可以識(shí)別過(guò)濾器主體35有無(wú)溫度不均勻，在產(chǎn)生了該溫度不均勻的情況下，可以判斷為產(chǎn)生了PM的堆積不均勻。據(jù)此，能夠判斷是否需要對(duì)DPF33進(jìn)行保養(yǎng)。另外，針對(duì)圖41所示的PM堆積量檢測(cè)傳感器36，即使相對(duì)于右側(cè)的電氣配線36b，也可以通過(guò)與左側(cè)同樣地構(gòu)成熱電偶，計(jì)量多個(gè)位置的溫度。
另外，在象這樣根據(jù)過(guò)濾器溫度演算PM堆積量的情況下，作為計(jì)量過(guò)濾器溫度的構(gòu)件，可以使用利用了上述那樣的PM堆積量檢測(cè)傳感器36的熱電偶，也可以使用其它的溫度傳感器。
(第十六實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十六實(shí)施方式。本實(shí)施方式是在有關(guān)上述的各實(shí)施方式的PM堆積量檢測(cè)傳感器36的基礎(chǔ)上，還具有檢測(cè)DPF33的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差的壓力傳感器(省略圖示)。即，控制器5接收來(lái)自PM堆積量檢測(cè)傳感器36的輸出以及來(lái)自壓力傳感器的輸出。另外，在該控制器5上，具有根據(jù)上述各輸出判斷是否需要對(duì)DPF33進(jìn)行保養(yǎng)的保養(yǎng)判斷構(gòu)件。
一般來(lái)說(shuō)，作為堆積在DPF33上的物質(zhì)，除了能夠通過(guò)再生動(dòng)作除去的上述PM外，作為不能除去的物質(zhì)，還具有與潤(rùn)滑油的附著相伴的灰、發(fā)動(dòng)機(jī)磨損粉等。這樣，在僅通過(guò)壓力傳感器的差壓檢測(cè)進(jìn)行的堆積狀況的監(jiān)視中，難以判斷差壓上升的要因是由上述PM造成的，還是由發(fā)動(dòng)機(jī)磨損粉等造成的，為了對(duì)此進(jìn)行判斷，需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，判斷DPF清洗等的保養(yǎng)的必要性。
對(duì)此，根據(jù)本實(shí)施方式的構(gòu)成，例如在由壓力傳感器檢測(cè)的差壓比較高，且由電阻檢測(cè)傳感器36c檢測(cè)的電阻值比較低的情況下，可以判斷為能通過(guò)再生動(dòng)作除去的PM的堆積量多。另一方面，在由壓力傳感器檢測(cè)的差壓比較高，且由電阻檢測(cè)傳感器36c檢測(cè)的過(guò)濾器上的電阻值比較高的情況下，可以判斷為不能通過(guò)再生動(dòng)作除去的物質(zhì)的堆積量多。因此，能夠通過(guò)保養(yǎng)判斷構(gòu)件，輕易判斷是通過(guò)執(zhí)行再生動(dòng)作能夠?qū)^(guò)濾器進(jìn)行凈化的狀況，還是需要對(duì)DPF33進(jìn)行保養(yǎng)的狀況。
(第十七實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十七實(shí)施方式。本實(shí)施方式根據(jù)開(kāi)始再生動(dòng)作的時(shí)刻的過(guò)濾器表面溫度，預(yù)先決定過(guò)濾器再生動(dòng)作條件。
即，在檢測(cè)PM堆積量的同時(shí)，也計(jì)量過(guò)濾器表面溫度，根據(jù)再生動(dòng)作開(kāi)始時(shí)的過(guò)濾器表面溫度和再生目標(biāo)溫度的差，預(yù)先決定作為過(guò)濾器再生動(dòng)作的條件的再生動(dòng)作持續(xù)時(shí)間、進(jìn)氣量的減少量、電加熱器進(jìn)行的加熱量等，開(kāi)始再生動(dòng)作。據(jù)此，能夠以恰當(dāng)?shù)臈l件執(zhí)行過(guò)濾器再生動(dòng)作，能夠?qū)⑴c再生動(dòng)作相伴的燃料消耗率的惡化等抑制在最小限度。
(第十八實(shí)施方式)接著，說(shuō)明第十八實(shí)施方式。本實(shí)施方式是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的過(guò)濾器溫度在規(guī)定溫度以下時(shí)，強(qiáng)制禁止過(guò)濾器再生動(dòng)作。
在DPF33中，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的過(guò)濾器溫度在規(guī)定溫度以下(冷態(tài)時(shí))時(shí)，若執(zhí)行進(jìn)氣量的減少、燃料噴射時(shí)期、其特性曲線的變更等的過(guò)濾器再生動(dòng)作，則由于混合氣的不完全燃燒，CO、THC不在催化劑中反應(yīng)，就這樣被排出到大氣中，產(chǎn)生刺激臭。因此，在本實(shí)施方式中，在該冷態(tài)時(shí)，強(qiáng)制禁止過(guò)濾器再生動(dòng)作，抑制混合氣的不完全燃燒，削減CO、THC的排出量。具體地說(shuō)，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度在50℃以下的情況下，禁止過(guò)濾器再生動(dòng)作，在該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度超過(guò)50℃，并且上述排氣升溫控制開(kāi)始條件成立時(shí)，開(kāi)始過(guò)濾器再生動(dòng)作。
-其它的實(shí)施方式-雖然上述說(shuō)明的各實(shí)施方式以及變形例是針對(duì)具有1個(gè)DPF33的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行的說(shuō)明，但是，本發(fā)明也可以用于并聯(lián)或串聯(lián)連接有多個(gè)DPF的發(fā)動(dòng)機(jī)。
另外，雖然在上述各實(shí)施方式中，主要對(duì)通過(guò)進(jìn)氣量的減量以及電加熱器進(jìn)行的加熱，使DPF33再生的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是，除此之外，也可以適用于減小排氣系統(tǒng)所具有的排氣節(jié)流閥的開(kāi)度、使燃料噴射量增量、使燃料噴射時(shí)期延遲的情況等。
另外，在本發(fā)明中，并非限定在過(guò)濾器主體35的整體由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的情況下，也可以采用下述構(gòu)成，即，過(guò)濾器33的大致整體由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，僅僅一次側(cè)流通路35c的表面的一部分由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成，檢測(cè)由該非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的部分的至少兩點(diǎn)間的電阻。
本發(fā)明不脫離其精神或主要的特征，就可以以其它各種形式實(shí)施。因此，上述的實(shí)施例只不過(guò)是所有方面的單純的例子，不構(gòu)成限定性的解釋。本發(fā)明的范圍是通過(guò)權(quán)利要求書的范圍所示，說(shuō)明書正文中沒(méi)有任何限制。再有，屬于與權(quán)利要求書等同的范圍的變形、變更都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
另外，本申請(qǐng)要求以在日本2005年2月28日提出的特愿2005-054243號(hào)以及2005年4月27日提出的特愿2005-129836號(hào)為基礎(chǔ)的優(yōu)先權(quán)。其內(nèi)容在此提及，被記載于本申請(qǐng)。另外，本說(shuō)明書中引用的文獻(xiàn)在此提及，其全部具體地被記載。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明不僅適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，也適用于氣體發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等各種形式的發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，本發(fā)明也適用于裝載在汽車、發(fā)電機(jī)等上的發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種排氣氣體凈化裝置，其特征在于，具有微粒過(guò)濾器、進(jìn)氣量減少構(gòu)件、排氣加熱構(gòu)件、堆積量檢測(cè)構(gòu)件、排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件、再生動(dòng)作控制構(gòu)件，該微粒過(guò)濾器捕集內(nèi)燃機(jī)的排氣中的粒子狀物質(zhì)，同時(shí)，在排氣溫度達(dá)到在可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，可進(jìn)行上述粒子狀物質(zhì)的氧化清除產(chǎn)生的再生；該進(jìn)氣量減少構(gòu)件為在上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)所具有，可減少吸入空氣量；該排氣加熱構(gòu)件為在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)所具有，可對(duì)排氣氣體進(jìn)行加熱；該堆積量檢測(cè)構(gòu)件可對(duì)上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)規(guī)定量的情況進(jìn)行檢測(cè)；該排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件可檢測(cè)上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度；該再生動(dòng)作控制構(gòu)件接收上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件以及上述排氣溫度檢測(cè)構(gòu)件的輸出，在上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)上述規(guī)定量，且上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，優(yōu)先使上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作中的任意一種執(zhí)行，或者使這兩者同時(shí)執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)上述規(guī)定量，并且上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，優(yōu)先使上述進(jìn)行量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作中的任意一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行，然后，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度仍未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，使另一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣減少量中預(yù)先設(shè)定規(guī)定的極限值，超過(guò)該極限值，吸入空氣量不會(huì)減少。
4.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣減少量中預(yù)先設(shè)定多個(gè)規(guī)定的極限值。
5.如權(quán)利要求4所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，作為上述多個(gè)極限值，設(shè)定有第一極限值和第二極限值，該第一極限值相當(dāng)于排氣氣體中的CO以及THC的濃度達(dá)到允許界限時(shí)的吸入空氣減少量；該第二極限值相當(dāng)于因失火，上述內(nèi)燃機(jī)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)界限時(shí)的吸入空氣減少量，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的執(zhí)行中，在吸入空氣減少量達(dá)到上述第一極限值的時(shí)刻，轉(zhuǎn)換為上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作，然后，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度仍未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，將吸入空氣減少量成為上述第二極限值的情況作為界限，再次開(kāi)始上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作。
6.如權(quán)利要求4所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述多個(gè)極限值相應(yīng)于上述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載以及轉(zhuǎn)速而變更。
7.如權(quán)利要求4所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述多個(gè)極限值相應(yīng)于上述內(nèi)燃機(jī)所使用的燃料的十六烷值而變更。
8.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述排氣加熱構(gòu)件由電加熱器構(gòu)成，該電加熱器使用通過(guò)上述內(nèi)燃機(jī)的輸出而發(fā)電的電力。
9.如權(quán)利要求8所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，在上述內(nèi)燃機(jī)的最大輸出和對(duì)上述內(nèi)燃機(jī)的所要求輸出的差比上述電加熱器所使用的輸出小的情況下，限制或禁止上述電加熱器進(jìn)行的排氣氣體的加熱動(dòng)作。
10.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)具有可將排氣側(cè)和進(jìn)氣側(cè)連通的EGR通路，以及可改變?cè)揈GR通路的通路面積的EGR閥，具有使排氣氣體向上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)還流的EGR裝置，上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的執(zhí)行中，該吸入空氣減少量越大，上述EGR閥的開(kāi)度就越小。
11.如權(quán)利要求10所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，監(jiān)視上述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變動(dòng)量超過(guò)了規(guī)定量時(shí)，使上述EGR閥全閉。
12.如權(quán)利要求4所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)具有利用排氣氣體的流體能，對(duì)吸入空氣進(jìn)行壓縮的渦輪增壓器，作為上述多個(gè)極限值，設(shè)定有第一極限值和第二極限值，該第一極限值相當(dāng)于排氣氣體中的CO以及THC的濃度達(dá)到允許界限時(shí)的吸入空氣減少量；該第二極限值相當(dāng)于上述渦輪增壓器的喘振產(chǎn)生時(shí)的吸入空氣減少量，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的執(zhí)行中，在吸入空氣減少量達(dá)到上述第一極限值的時(shí)刻，轉(zhuǎn)換為上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作，然后，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度仍未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，將吸入空氣減少量成為上述第二極限值的情況作為界限，再次開(kāi)始上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作。
13.如權(quán)利要求4所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)具有利用排氣氣體的流體能，對(duì)吸入空氣進(jìn)行壓縮的渦輪增壓器，并具有廢氣排放閥或者進(jìn)氣旁通閥，該廢氣排放閥進(jìn)行開(kāi)放動(dòng)作，使排氣氣體繞過(guò)上述渦輪增壓器；該進(jìn)氣旁通閥進(jìn)行開(kāi)放動(dòng)作，使吸入空氣繞過(guò)上述渦輪增壓器，另外，作為上述多個(gè)極限值，設(shè)定有第一極限值和第二極限值以及第三極限值，該第一極限值相當(dāng)于排氣氣體中的CO以及THC的濃度達(dá)到允許界限時(shí)的吸入空氣減少量；該第二極限值相當(dāng)于在廢氣排放閥或進(jìn)氣旁通閥為全閉的狀態(tài)下，上述渦輪增壓器的喘振產(chǎn)生時(shí)的吸入空氣減少量；該第三極限值相當(dāng)于在廢氣排放閥或進(jìn)氣旁通閥被開(kāi)放的狀態(tài)下，因失火，上述內(nèi)燃機(jī)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)界限時(shí)的吸入空氣減少量，在上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作的執(zhí)行中，在吸入空氣減少量達(dá)到上述第一極限值的時(shí)刻，轉(zhuǎn)換為上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作，然后，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度仍未達(dá)到上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度的情況下，在廢氣排放閥或進(jìn)氣旁通閥為全閉的狀態(tài)下，再次開(kāi)始上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作，在吸入空氣減少量達(dá)到上述第二極限值的情況下，在廢氣排放閥或進(jìn)氣旁通閥為開(kāi)放的狀態(tài)下，將吸入空氣減少量成為上述第三極限值的情況作為界限，繼續(xù)上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作。
14.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件能夠通過(guò)求出以上述微粒過(guò)濾器處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)情況時(shí)的上述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載以及上述內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)的上述微粒過(guò)濾器的狀態(tài)，和以當(dāng)前的上述微粒過(guò)濾器中的上述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載以及上述內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)的上述微粒過(guò)濾器的狀態(tài)的差，來(lái)檢測(cè)粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)了上述規(guī)定量。
15.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件根據(jù)微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力，推定粒子狀物質(zhì)的堆積量，同時(shí)，通過(guò)排氣溫度，推定微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度，通過(guò)由該微粒過(guò)濾器內(nèi)部溫度和微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力所決定的補(bǔ)正量，對(duì)上述堆積量進(jìn)行補(bǔ)正。
16.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件是檢測(cè)微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力的壓力傳感器，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力達(dá)到再生開(kāi)始?jí)毫r(shí)，使再生動(dòng)作開(kāi)始，估算從上述微粒過(guò)濾器為安裝的新品時(shí)開(kāi)始的上述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量，根據(jù)該估算值，將上述再生開(kāi)始?jí)毫ψ鳛楦叩闹抵饾u進(jìn)行更新。
17.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在上述微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作結(jié)束的時(shí)刻的微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力超過(guò)規(guī)定壓力的情況下，進(jìn)行更新，使再生目標(biāo)溫度升高。
18.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述堆積量檢測(cè)構(gòu)件是檢測(cè)微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力的壓力傳感器，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力達(dá)到再生結(jié)束壓力時(shí)，使再生動(dòng)作結(jié)束，估算從上述微粒過(guò)濾器為安裝的新品時(shí)開(kāi)始的上述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量，根據(jù)該估算值，將上述再生結(jié)束壓力作為高的值逐漸進(jìn)行更新。
19.如權(quán)利要求17所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在產(chǎn)生了上述微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作中的微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力急劇下降的狀況的情況下，進(jìn)行更新，使再生目標(biāo)溫度降低。
20.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在產(chǎn)生了上述微粒過(guò)濾器的再生動(dòng)作中的微粒過(guò)濾器上游側(cè)壓力急劇下降的狀況的情況下，停止再生動(dòng)作。
21.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中具有可關(guān)閉排氣配管的排氣節(jié)流構(gòu)件，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在上述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，通過(guò)上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件隔斷吸入空氣，同時(shí)，關(guān)閉上述排氣配管。
22.如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中具有可關(guān)閉排氣配管的排氣節(jié)流構(gòu)件，上述再生動(dòng)作控制構(gòu)件在上述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，通過(guò)上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件，隔斷吸入空氣，同時(shí)，關(guān)閉上述排氣配管，進(jìn)而執(zhí)行燃料噴射動(dòng)作。
23.一種內(nèi)燃機(jī)，是具有上述權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)上述規(guī)定量，并且，上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，優(yōu)先使上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作中的任意一種執(zhí)行，或者使這兩種同時(shí)執(zhí)行。
24.一種微粒過(guò)濾器再生方法，是通過(guò)上述權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化裝置進(jìn)行的微粒過(guò)濾器再生方法，其特征在于，在上述微粒過(guò)濾器內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)上述規(guī)定量，并且，上述內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度不足上述可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度時(shí)，優(yōu)先使上述進(jìn)氣量減少構(gòu)件進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作、上述排氣加熱構(gòu)件進(jìn)行的排氣氣體加熱動(dòng)作中的任意一種執(zhí)行，或者使這兩種同時(shí)執(zhí)行，據(jù)此，使上述微粒過(guò)濾器再生。
25.一種排氣氣體凈化裝置，其特征在于，具有微粒過(guò)濾器、電阻檢測(cè)構(gòu)件、堆積量推定構(gòu)件，該微粒過(guò)濾器通過(guò)使內(nèi)燃機(jī)的排氣氣體從一次側(cè)通過(guò)到二次側(cè)，來(lái)捕集排氣氣體中的粒子狀物質(zhì)，同時(shí)，其整體或上述一次側(cè)的至少表面的一部分由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成；該電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)上述微粒過(guò)濾器中的由非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的部分的至少兩點(diǎn)間的電阻；該堆積量推定構(gòu)件接收來(lái)自上述電阻檢測(cè)構(gòu)件的輸出，推定上述微粒過(guò)濾器中的粒子狀物質(zhì)的堆積量。
26.如權(quán)利要求25所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述電阻檢測(cè)構(gòu)件至少設(shè)置兩組。
27.如權(quán)利要求25或26所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)上述微粒過(guò)濾器中的非導(dǎo)電性材料部分的至少三點(diǎn)彼此間的電阻。
28.如權(quán)利要求25或26所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述電阻檢測(cè)構(gòu)件可測(cè)定作為電阻測(cè)定對(duì)象的點(diǎn)上的微粒過(guò)濾器表面溫度。
29.如權(quán)利要求25或26所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述堆積量推定構(gòu)件相對(duì)于上述電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)的電阻，進(jìn)行基于微粒過(guò)濾器溫度的補(bǔ)正演算，據(jù)此，推定粒子狀物質(zhì)的堆積量。
30.如權(quán)利要求25或26所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，在由上述堆積量推定構(gòu)件推定的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)了規(guī)定的再生開(kāi)始堆積量時(shí)，開(kāi)始過(guò)濾器再生動(dòng)作，另一方面，在由上述堆積量推定構(gòu)件推定的粒子狀物質(zhì)的堆積量低于規(guī)定的再生結(jié)束堆積量時(shí)，停止過(guò)濾器再生動(dòng)作。
31.如權(quán)利要求25或26所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，在過(guò)濾器再生動(dòng)作的執(zhí)行中，在由上述電阻檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)的電阻值的變化率比規(guī)定的異常判定變化率高的情況下，停止過(guò)濾器再生動(dòng)作。
32.如權(quán)利要求25或26所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，具有對(duì)上述微粒過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器，具有保養(yǎng)判斷構(gòu)件，該保養(yǎng)判斷構(gòu)件接收來(lái)自該壓力傳感器的輸出以及來(lái)自上述電阻檢測(cè)構(gòu)件的輸出，根據(jù)這些輸出，判斷是否需要對(duì)上述微粒過(guò)濾器進(jìn)行保養(yǎng)。
33.如權(quán)利要求28所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，在由上述堆積量推定構(gòu)件推定的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)了規(guī)定的再生開(kāi)始堆積量時(shí)，開(kāi)始過(guò)濾器再生動(dòng)作，另一方面，過(guò)濾器再生動(dòng)作條件由所計(jì)量的微粒過(guò)濾器表面溫度決定。
34.如權(quán)利要求28所述的排氣氣體凈化裝置，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的過(guò)濾器溫度在規(guī)定溫度以下時(shí)，強(qiáng)制禁止過(guò)濾器再生動(dòng)作。
35.一種內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，具有上述權(quán)利要求25或26所述的排氣氣體凈化裝置。
全文摘要
在排氣氣體凈化裝置的一個(gè)實(shí)施方式中，在DPF(33)內(nèi)的粒子狀物質(zhì)的堆積量超過(guò)規(guī)定量，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣氣體溫度未達(dá)到可進(jìn)行再生動(dòng)作溫度時(shí)，執(zhí)行在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣配管(21)中所具有的進(jìn)氣節(jié)流裝置(24)所進(jìn)行的吸入空氣量減少動(dòng)作，或是執(zhí)行在DPF(33)的上游側(cè)配置的電加熱器(34)所進(jìn)行的加熱動(dòng)作，使排氣氣體溫度上升到可進(jìn)行再生動(dòng)作的溫度，開(kāi)始DPF(33)的再生動(dòng)作。
文檔編號(hào)F02D21/08GK101091038SQ20068000145
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者原道彥, 西村章廣, 岡田周輔, 北崎真人 申請(qǐng)人:洋馬株式會(huì)社