專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制系統(tǒng)，并且更特別地涉及類型適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及這種類型的廢氣排放控制系統(tǒng)，其包括在廢氣/燃料比高(即，稀)時(shí)捕集廢氣中的氧化氮(NOx)而在廢氣/燃料比低(即，濃)時(shí)釋放其捕集到的NOx的NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器，以及收集廢氣中的顆粒物質(zhì)(PM)的柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)。
背景技術(shù)：
迄今，已經(jīng)提出并且尤其在由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)供能的有輪機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域中實(shí)際使用上述類型的各種廢氣排放控制系統(tǒng)。其中的一部分在日本專利2722987和2727906中公開(kāi)。
在這些專利的系統(tǒng)中，采用了這樣的措施，即，一旦NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器完成對(duì)其捕集的NOx的釋放，啟動(dòng)對(duì)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)收集的顆粒物質(zhì)(PM)的燃燒。換言之，在完成NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器的再生后啟動(dòng)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的再生。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)仔細(xì)研究上述已知的排放控制系統(tǒng)時(shí)，揭示了以下這些已知排放控制系統(tǒng)潛在具有的并且趨于縮短柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的壽命的事實(shí)。即，為了再生NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器，提供會(huì)產(chǎn)生高加熱廢氣的較濃的廢氣/燃料比。從而，剛在完成NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器的再生后，柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)具有非常高的溫度。如果在這種狀態(tài)下為重新啟動(dòng)NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器捕集NOx而把廢氣/燃料比轉(zhuǎn)為稀的話，會(huì)造成柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)已收集到的顆粒物質(zhì)(PM)的猛烈燃燒，這降低該過(guò)濾器(DPF)的耐久性，即縮短該過(guò)濾器的壽命。當(dāng)該過(guò)濾器(DPF)已收集了大量顆粒物質(zhì)(PM)時(shí)，這種現(xiàn)象尤其明顯。
從而本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的不帶有上述缺點(diǎn)的廢氣排放控制系統(tǒng)。
依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制系統(tǒng)，其包括一個(gè)設(shè)置在從發(fā)動(dòng)機(jī)延伸的廢氣通道中的廢氣凈化部件，該廢氣凈化部件包括NOx捕集催化劑，其當(dāng)廢氣/燃料比稀于理想配比時(shí)捕集廢氣中的NOx而當(dāng)廢氣/燃料比濃于理想配比時(shí)釋放捕集到的NOx，和包括一個(gè)收集廢氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器；一個(gè)檢測(cè)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)部件；以及一個(gè)按照使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣具有目標(biāo)廢氣/燃料比的方式控制廢氣的廢氣/燃料比控制部件，其中該廢氣/燃料比控制部件配置成一旦廢氣/燃料比從理想配比或較濃側(cè)向較稀側(cè)變化時(shí)根據(jù)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)改變較稀空氣/燃料排氣條件下的廢氣/燃料比。
依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制系統(tǒng)，其包括設(shè)置在從發(fā)動(dòng)機(jī)延伸的廢氣通道中的NOx捕集催化劑，當(dāng)廢氣/燃料比稀于理想配比時(shí)該NOx捕集催化劑捕集廢氣中的NOx，而當(dāng)廢氣/燃料比濃于理想配比時(shí)釋放其捕集的NOx；一個(gè)設(shè)置在該廢氣通道中該NOx捕集催化劑下游某位置處的柴油顆粒過(guò)濾器，該柴油顆粒過(guò)濾器收集廢氣中的顆粒物質(zhì)；檢測(cè)該NOx捕集催化劑的溫度的第一溫度傳感器；檢測(cè)該柴油顆粒過(guò)濾器的溫度的第二溫度傳感器；一個(gè)檢測(cè)施加在該NOx捕集催化劑和該柴油顆粒過(guò)濾器之間的廢氣通道中的廢氣壓力的廢氣壓力傳感器；一個(gè)感測(cè)從該柴油顆粒過(guò)濾器排出的廢氣的廢氣/燃料比的空氣/燃料比傳感器；一個(gè)運(yùn)行時(shí)能改變廢氣/燃料比的廢氣/燃料比控制器；以及一個(gè)控制單元，其通過(guò)處理來(lái)自該第一和第二溫度傳感器、該廢氣壓力傳感器以及該空氣/燃料比傳感器的信息信號(hào)來(lái)控制該廢氣/燃料比控制器的運(yùn)行，該控制單元配置成一旦感測(cè)出通過(guò)廢氣/燃料比控制器使廢氣/燃料比從理想配比或較濃側(cè)向較稀側(cè)變化時(shí)，根據(jù)來(lái)自第二溫度傳感器的信息信號(hào)和來(lái)自廢氣壓力傳感器的信息信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)改變較稀空氣/燃料排氣條件下的廢氣/燃料比。
依據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中控制廢氣/燃料比控制部件的方法，其中該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)設(shè)置在從發(fā)動(dòng)機(jī)延伸的廢氣通道中的廢氣凈化部件，該廢氣凈化部件包括一個(gè)當(dāng)廢氣/燃料比稀于理想配比時(shí)捕集廢氣中的NOx而當(dāng)廢氣/燃料比濃于理想配比時(shí)釋放捕集到的NOx的NOx捕集催化劑，和包括一個(gè)收集廢氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器；一個(gè)檢測(cè)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)部件；以及一個(gè)按照使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣具有目標(biāo)廢氣/燃料比的方式來(lái)控制廢氣的廢氣/燃料比控制部件。該方法包括檢測(cè)廢氣/燃料比從理想配比或較濃側(cè)向較稀側(cè)的變化；以及，迫使該廢氣/燃料比控制部件根據(jù)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)來(lái)改變較稀空氣/燃料排氣條件下的廢氣/燃料比。


圖1是對(duì)其實(shí)際應(yīng)用本發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放控制系統(tǒng)的示意圖；圖2是一個(gè)流程圖，示出由本發(fā)明采用的控制單元執(zhí)行的主例程的各個(gè)編程的操作步驟；圖3是一個(gè)流程圖，示出由該控制單元執(zhí)行的用來(lái)控制柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)再生的各個(gè)編程的操作步驟；圖4是一個(gè)流程圖，示出由該控制單元執(zhí)行的用來(lái)凈化沉積在NOx捕集催化劑轉(zhuǎn)化器的催化劑上的SOx的各個(gè)編程的操作步驟；圖5是一個(gè)流程圖，示出由該控制單元執(zhí)行的用來(lái)從NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器的催化劑釋放NOx的各個(gè)編程的操作步驟；圖6是一個(gè)流程圖，示出由該控制單元執(zhí)行的用來(lái)決定模式I下的處理次序的各個(gè)編程的操作步驟；圖7是一個(gè)流程圖，示出由該控制單元執(zhí)行的用來(lái)決定模式II下的處理次序的各個(gè)編程的操作步驟；圖8是一個(gè)流程圖，示出由該控制單元執(zhí)行的用來(lái)抑制柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的耐久性下降的各個(gè)編程的操作步驟；圖9至12是流程圖，各示出由該控制單元執(zhí)行的用來(lái)設(shè)定標(biāo)志的編程操作步驟；圖13示出施加在柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的入口部分的廢氣壓力的閾值；圖14示出柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)再生期間所需的λ(即目標(biāo)廢氣λ)；圖15示出為了抑制柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)耐久性的下降所需要的目標(biāo)進(jìn)氣量；圖16示出用于提高柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的溫度的單位后噴射量；圖17示出為進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的理想配比運(yùn)行所需的目標(biāo)進(jìn)氣量；圖18示出為進(jìn)行濃強(qiáng)化(rich-spike)運(yùn)行所需的目標(biāo)進(jìn)氣量；圖19示出在抑制柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)耐久性下降的控制期間所需的λ(即，目標(biāo)廢氣λ)；圖20示出柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)和SOx兩者都可能再生的范圍；以及圖21示出能對(duì)抑制柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)耐久性下降進(jìn)行控制的區(qū)段。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，圖中示意示出對(duì)其實(shí)際地應(yīng)用本發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制系統(tǒng)。
在該圖中，數(shù)字1代表柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣通道2中，可操作地安裝可變噴嘴式渦輪增壓器3的進(jìn)氣壓縮機(jī)。從而，引入進(jìn)氣通道2的空氣由該進(jìn)氣壓縮機(jī)增壓，通過(guò)中間冷卻器4冷卻，并且經(jīng)節(jié)流閥5和收集器6導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)1的各汽缸的燃燒室中。
燃料經(jīng)共用導(dǎo)軌式燃料噴射部件引入到各燃燒室中。即，燃料由高壓燃料泵7加壓、導(dǎo)入共用導(dǎo)軌8并且經(jīng)對(duì)應(yīng)的燃料噴射閥9直接噴射到各汽缸的燃燒室中。通過(guò)壓縮點(diǎn)火混合并且燃燒引入到每個(gè)燃燒室中的空氣和噴射到該燃燒室中的燃料，于是在燃燒室中產(chǎn)生的廢氣引入到排氣通道10中。
引入到排氣通道10中的一部分廢氣作為EGR氣經(jīng)EGR通道11和EGR閥12返回到發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣側(cè)。其余的廢氣在驅(qū)動(dòng)上述可變噴嘴式渦輪增壓器3的排氣渦輪的同時(shí)被引入尾管(tail pipe)(未示出)。
如圖所示，在排出通道10的下游部分，設(shè)置一個(gè)當(dāng)廢氣/燃料比稀時(shí)捕集廢氣中的NOx而當(dāng)廢氣/燃料比濃時(shí)釋放NOx捕集催化劑(13)捕集的NOx的NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器13。該NOx捕集催化劑(13)帶有氧化催化劑(即，貴金屬催化劑)，該氧化催化劑具有氧化廢氣中的碳?xì)浠衔?HC)和一氧化碳(CO)的功能。
如圖1中所示，排氣通道10在NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器13下游的某一部分具有用于收集廢氣中的顆粒物質(zhì)(PM)的柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14。該過(guò)濾器(DPF)14也帶有氧化催化劑(即，貴金屬催化劑)并且因此可氧化廢氣中的HC和CO。
如果需要，柴油顆粒過(guò)濾器14可設(shè)置在NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器13的上游。另外，如果需要可以組合這二個(gè)部件13和14。即，柴油顆粒過(guò)濾器14可以帶有NOx捕集催化劑(13)。
數(shù)字20代表用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)行的控制單元?？刂茊卧?0包括一個(gè)微計(jì)算機(jī)，其通常包括中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)以及輸入輸出接口。
如圖所示，分別從發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器21和加速器踏板壓下傳感器22向控制單元20輸入代表發(fā)動(dòng)機(jī)速度“Ne”和加速器踏板壓下度(即，節(jié)流閥開(kāi)度)“APO”的信息信號(hào)。
此外，從NOx捕集催化劑溫度傳感器23、廢氣壓力傳感器24、DPF溫度傳感器25以及空氣/燃料比傳感器26向控制單元20輸入各信息信號(hào)。如可從該圖理解那樣，催化劑溫度傳感器23檢測(cè)NOx捕集催化劑(13)的溫度，廢氣壓力傳感器24檢測(cè)施加在NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器13和柴油顆粒過(guò)濾器14之間的排氣通道10中的廢氣壓力，DPF溫度傳感器25檢測(cè)柴油顆粒過(guò)濾器14的溫度，而空氣/燃料比傳感器26檢測(cè)從柴油顆粒過(guò)濾器14排出的廢氣所具有的廢氣/燃料比。在下文，廢氣/燃料比將稱為“廢氣λ”，其代表過(guò)?？諝庀禂?shù)。
如果需要，可以通過(guò)在它們的下游部分設(shè)置相應(yīng)的溫度傳感器(未示出)來(lái)間接測(cè)量或者估計(jì)NOx捕集催化劑(13)的溫度以及柴油顆粒過(guò)濾器14的溫度。
一旦處理上述饋入的信息信號(hào)，控制單元20向每個(gè)燃料噴射閥9輸出所謂的“燃料噴射指令信號(hào)”，向節(jié)流閥5輸出所謂的“節(jié)流閥開(kāi)度指令信號(hào)”和向EGR閥12輸出所謂的“EGR閥開(kāi)度指令信號(hào)”。即，燃料噴射指令信號(hào)安排用于控制每次主燃料噴射以及后燃料噴射的燃料噴射量和燃料噴射定時(shí)。如技術(shù)上周知那樣，后燃料噴射是在發(fā)動(dòng)機(jī)1的某給定運(yùn)行狀態(tài)下在主燃料噴射之后于膨脹沖程或者排氣沖程期間進(jìn)行的燃料噴射。
控制單元20配置成進(jìn)行廢氣排放控制，通過(guò)該控制凈化柴油顆粒過(guò)濾器14收集的顆粒物質(zhì)(PM)(以下稱為“DPF再生”)、凈化NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器13捕集的NOx(以下稱為“NOx再生)并且凈化NOx捕集催化劑(13)上沉積的SOx(以下稱為“SOx再生”)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知那樣，由于廢氣的本性，NOx捕集催化劑(13)遭受麻煩的SOx毒化。
下面參照?qǐng)D2至12中示出的各流程圖詳細(xì)說(shuō)明控制單元20進(jìn)行的廢氣排放控制。
圖2的流程圖示出由控制單元20執(zhí)行的主例程的各個(gè)編程的操作步驟。
在步驟S1，讀取來(lái)自各個(gè)傳感器21、22、23、24、25和26的信息信號(hào)。即，讀取關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne、加速器踏板壓下度APO、NOx催化劑溫度、施加在NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器13和柴油顆粒過(guò)濾器14之間的廢氣壓力、柴油顆粒過(guò)濾器14的溫度以及柴油顆粒過(guò)濾器14出口處的廢氣λ的信息信號(hào)。另外，在該步驟S1，從一張把發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne和加速器踏板壓下度APO作為參數(shù)的圖中查出主燃料噴射的燃料噴射量“Q”。如果需要，可以從流入排氣通道10的廢氣的溫度估計(jì)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度。
在步驟S2，計(jì)算NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器13捕集的NOx量。例如在WO93/07363中說(shuō)明該計(jì)算方法，即，可以從發(fā)動(dòng)機(jī)速度的積分值或者從相關(guān)機(jī)動(dòng)車的行駛距離估計(jì)捕集的NOx量。如果根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度的積分值進(jìn)行估計(jì)，一旦完成NOx再生和/或一旦完成已經(jīng)與SOx再生同時(shí)進(jìn)行的NOx再生，則應(yīng)把該積分值復(fù)位成零。
在步驟S3，計(jì)算NOx捕集催化劑(13)上沉積的SOx量。和計(jì)算NOx量的情況類似，可以從發(fā)動(dòng)機(jī)速度的積分值或者從相關(guān)機(jī)動(dòng)車的行駛距離估計(jì)SOx量。如果根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度的積分值進(jìn)行估計(jì)，一旦完成NOx再生應(yīng)把該積分值復(fù)位成零。
在步驟S4，計(jì)算柴油顆粒過(guò)濾器14收集和沉積的顆粒物質(zhì)(PM)量。隨著顆粒物質(zhì)(PM)的沉積量增加，對(duì)過(guò)濾器14的入口部分施加的廢氣壓力加大。從而，通過(guò)將由廢氣壓力傳感器24實(shí)際檢測(cè)到的過(guò)濾器14入口部分的現(xiàn)有廢氣壓力與根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)行運(yùn)行條件(由發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne和燃料噴射量Q代表)給出的參考廢氣壓力進(jìn)行比較，可以估計(jì)顆粒物質(zhì)(PM)的沉積量。如果需要，通過(guò)把完成上述DPF再生時(shí)給出的發(fā)動(dòng)機(jī)速度積分值或行駛距離與廢氣壓力相結(jié)合，可以估計(jì)顆粒物質(zhì)(PM)的沉積量。
在步驟S5，判定是否建立表示該控制系統(tǒng)處于DPF再生模式(即，柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14處于再生模式)的“regl標(biāo)志”。如果“regl標(biāo)與＝1”建立，操作轉(zhuǎn)到圖3的具體進(jìn)行DPF再生的流程(將在后面加以說(shuō)明)。
在步驟S6，判定是否建立表示該控制系統(tǒng)處于SOx再生模式(即，NOx捕集催化劑(13)處于SOx毒化釋放模式)的“desul標(biāo)志”。如果“desul標(biāo)志＝1”建立，操作轉(zhuǎn)到圖4的進(jìn)行SOx再生的流程(將在后面加以說(shuō)明)。
在步驟S7，判定是否建立表示該控制系統(tǒng)處于NOx再生模式(即，從NOx捕集催化劑(13)釋放捕集到的NOx的濃強(qiáng)化模式)的“sp標(biāo)志”。如果“sp標(biāo)志＝1”建立，操作轉(zhuǎn)到圖5的具體進(jìn)行NOx再生的流程(將在后面加以說(shuō)明)。
在步驟S8，判定是否建立表示該控制系統(tǒng)需要DPF再生的“rq-DPF標(biāo)志”。如果“rq-DPF標(biāo)志＝1”建立，即當(dāng)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)需要再生時(shí)，操作轉(zhuǎn)到圖6的在需要DPF再生情況下決定處理優(yōu)先次序的流程圖(將在后面加以說(shuō)明)。
在步驟S9，判定是否建立表示該控制系統(tǒng)需要NOx再生的“rq-desul標(biāo)志”。如果“rq-desul標(biāo)志＝1”建立，即當(dāng)NOx捕集催化劑(13)需要從其釋放SOx時(shí)，操作轉(zhuǎn)到圖7的在需要SOx釋放情況下決定處理優(yōu)先次序的流程圖(將在后面加以說(shuō)明)。
在步驟S10，判定是否建立表示該控制系統(tǒng)處于SOx再生或NOx再生后的耐久性下降抑制模式的“rec標(biāo)志”。如果“rec標(biāo)志＝1”建立，即當(dāng)該控制系統(tǒng)處于耐久性下降抑制模式時(shí)，操作轉(zhuǎn)到圖8的用來(lái)為抑制柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性下降而進(jìn)行控制的流程圖(將在后面加以說(shuō)明)。
在步驟S11，判定是否建立表示該控制系統(tǒng)需要NOx再生的“rq-sp標(biāo)志”。如果“rq-sp標(biāo)志＝1”建立，即當(dāng)該控制系統(tǒng)需要NOx再生時(shí)，操作轉(zhuǎn)到圖9的流程。如圖9的流程圖中示出那樣，在步驟S701使“sp標(biāo)志＝1”，以用來(lái)啟動(dòng)NOx再生，而在步驟S702使“rq-sp標(biāo)志＝0”。
重新參照?qǐng)D2的流程圖，在步驟S12，判定步驟S4算出的顆粒物質(zhì)(PM)的沉積量是否達(dá)到預(yù)定量PM1，即判定是否到進(jìn)行DPF再生的時(shí)刻。如果需要，可以對(duì)該判斷采取以下措施。即，通過(guò)當(dāng)過(guò)濾器(DPF)14上收集和沉積的顆粒物質(zhì)(PM)量顯示出用于每種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(用Ne和Q表示)的預(yù)定量PM1時(shí)檢查柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的入口部分處的廢氣壓力，利用這些數(shù)據(jù)提供如圖13中所示的數(shù)據(jù)圖。并且，當(dāng)廢氣壓力傳感器24檢測(cè)出的廢氣壓力在發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有運(yùn)行條件(Ne和Q)下達(dá)到該圖的閾值時(shí)，可以判定進(jìn)行DPF再生的時(shí)刻來(lái)臨。
如果判定PM量大于預(yù)定量PM1，即判定達(dá)到進(jìn)行DPF再生的時(shí)刻時(shí)，操作轉(zhuǎn)到圖10的流程圖。如該流程圖所示，在步驟S801，使“rq-DPF標(biāo)志＝1”以發(fā)布需要DPF再生。
重新參照?qǐng)D2的流程圖，在步驟S13，判定步驟S3算出的SOx量是否達(dá)到預(yù)定量SOx1，即判定是否到達(dá)進(jìn)行SOx再生的時(shí)刻。當(dāng)判定SOx量大于預(yù)定量SOx1時(shí)，即判定是進(jìn)行SOx再生的時(shí)刻時(shí)，操作轉(zhuǎn)到圖11的流程。如該流程中示出那樣，在步驟S901，使“re-desul標(biāo)志＝1”以發(fā)布需要SOx再生(即，需要從NOx捕集催化劑(13)釋放SOx毒化)。
在步驟S14，判定步驟S2算出的NOx捕集量是否達(dá)到預(yù)定量NOx1，即是否是進(jìn)行NOx再生的時(shí)刻。當(dāng)判定捕集的NOx量大于該預(yù)定量NOx1時(shí)，即判定是進(jìn)行NOx再生的時(shí)刻時(shí)，操作量轉(zhuǎn)到圖12。如從該流程圖看出那樣，在步驟S1001，使“rq-sp標(biāo)志＝1”以發(fā)布需要NOx再生。
參照?qǐng)D3，其中示出用于DPF再生模式的流程圖。如隨著說(shuō)明的進(jìn)行變得清晰那樣，由于顆粒物質(zhì)(PM)量達(dá)到預(yù)定量PM1，確立“rq-DPF標(biāo)志＝1”，并且在圖6的流程圖中做出“regl標(biāo)志＝1”之后，啟動(dòng)該DPF再生模式的處理。
在圖3的流程圖中，在步驟S101判定柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的溫度是否超過(guò)燃燒顆粒物質(zhì)(PM)所需的預(yù)定溫度T21。如果結(jié)果為“NO”，即當(dāng)DPF溫度低于該預(yù)定溫度T21時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S102。在該步驟S102，通過(guò)對(duì)節(jié)流閥5進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)行溫升控制直至DPF溫度達(dá)到該預(yù)定溫度T21的時(shí)刻。一旦達(dá)到該預(yù)定溫度T21，操作轉(zhuǎn)到步驟S103。如果在步驟S101結(jié)果為“YES”，即當(dāng)DPF溫度高于該預(yù)定溫度T21時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S103。
在步驟S103，把廢氣λ控制在用來(lái)進(jìn)行DPF再生的較稀側(cè)。即，根據(jù)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14收集的PM的估計(jì)量參照?qǐng)D14來(lái)設(shè)定目標(biāo)廢氣λ。當(dāng)顆粒物質(zhì)(PM)量增加時(shí)，把目標(biāo)廢氣λ設(shè)置成小(即空氣/燃料比的較濃側(cè))。這是因?yàn)?，在DPF再生情況下，隨著顆粒物質(zhì)(PM)量的增加顆粒物質(zhì)(PM)的燃燒擴(kuò)展變得明顯，因此柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性趨于下降。廢氣λ的控制是通過(guò)控制節(jié)流閥5(和/或EGR閥12)實(shí)現(xiàn)的?；旧希M(jìn)行控制以獲得圖16描述的目標(biāo)進(jìn)氣量。如果廢氣λ和目標(biāo)值大為不同，進(jìn)行進(jìn)一步的控制或調(diào)整以把廢氣λ引導(dǎo)到該目標(biāo)值。
再次參照?qǐng)D3，在步驟S104，判定DPF溫度是否超過(guò)預(yù)定溫度T21(即最低目標(biāo)溫度)。這是因?yàn)?，通過(guò)步驟S103對(duì)廢氣λ的控制，導(dǎo)致DPF溫度變得低于該預(yù)定溫度T21的可能性。當(dāng)DPF溫度低于該預(yù)定溫度T21時(shí)操作轉(zhuǎn)到步驟S105，而當(dāng)DPF溫度高于該預(yù)定溫度T21時(shí)操作轉(zhuǎn)到步驟S106。
在步驟S105，根據(jù)圖16描述的運(yùn)行條件(Ne，Q)進(jìn)行后噴射。即，增加后噴射量“postQ”。
在步驟S106，判定DPF溫度是否低于柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14再生期間要求的預(yù)定溫度T22。若結(jié)果為“NO”，即當(dāng)DPF溫度高于該預(yù)定溫度T22時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S107，而若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)DPF溫度低于該預(yù)定溫度T22時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S108。
在步驟S107，停止后噴射或者減少后噴射量“postQ”，該步驟用來(lái)抑制由于顆粒物質(zhì)(PM)的燃燒而產(chǎn)生的柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的過(guò)度溫升。該過(guò)度溫升導(dǎo)致柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性的下降。
由于后噴射量的波動(dòng)，廢氣λ變化。但是，在要遵循的步驟S103中，再次控制或調(diào)整進(jìn)氣量，從而目標(biāo)廢氣λ以及目標(biāo)DPF溫度都得到實(shí)現(xiàn)。
在步驟S108，判定在DPF再生模式下(即在保持目標(biāo)廢氣λ以及目標(biāo)DPF溫度的模式下)是否已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間“tdpfregl”。如果結(jié)果為“YES”，即當(dāng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S109，推定已經(jīng)完全燃燒掉由柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14收集的顆粒物質(zhì)(PM)(即，完成DPF再生)。
在步驟S109，因?yàn)橐淹瓿蒁PF再生，停止后噴射。借此，停止對(duì)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的加熱。
在步驟S110，使“regl標(biāo)志＝0”。
如果需要，通過(guò)在步驟S110之后添加步驟S111，即使“rec標(biāo)志＝1”，以便為進(jìn)入后面提到的耐久性下降抑制模式而作準(zhǔn)備。即，即使已完成DPF再生，仍存在在柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14帶有一定的殘留顆粒物質(zhì)(PM)殘?jiān)那闆r下突然把廢氣λ設(shè)置為較大值的可能性，這些殘?jiān)⒓幢蝗紵?，這會(huì)造成柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性的下降。
參照示出SOx再生模式流程圖的圖4。當(dāng)由于SOx量達(dá)到預(yù)定量SOx1，建立“rq-desul標(biāo)志＝1”時(shí)，并且此后在圖7的流程圖中建立“desul標(biāo)志＝1”時(shí)，啟動(dòng)該用于SOx再生模式的流程。
在圖4的流程中，于步驟S201判定NOx捕集催化轉(zhuǎn)化器13的催化劑溫度(即，催化劑載體的溫度)是否超過(guò)SOx再生所需的預(yù)定溫度T4。
若結(jié)果為“NO”，即當(dāng)催化劑溫度低于該預(yù)定溫度T4時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S202，而若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)催化劑溫度高于該預(yù)定溫度T4時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S203。注意為了進(jìn)行SOx再生，需要廢氣λ的理想配比值或較濃值并且溫度高于該預(yù)定溫度T4，即，如果該NOx捕集催化劑(13)例如包含釩催化劑，SOx再生要求溫度高于600℃并且廢氣λ為理想配比或較濃。因此，把該預(yù)定溫度T4設(shè)置成高于600℃。
在步驟S202，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥5進(jìn)行溫升控制，直至催化劑溫度達(dá)到該預(yù)定溫度T4的時(shí)刻。一旦達(dá)到該預(yù)定溫度T4，操作轉(zhuǎn)到步驟S203。
在步驟S203，為進(jìn)行SOx再生把廢氣λ控制為理想配比的比率。即，通過(guò)控制節(jié)流閥5(和/或EGR閥12)進(jìn)行控制?；旧希M(jìn)行該控制從而得到如圖17描述的用于理想配比廢氣λ的目標(biāo)進(jìn)氣量。如果廢氣λ和理想配比值大為不同，則進(jìn)行進(jìn)一步的控制或調(diào)整以把廢氣λ引導(dǎo)到理想配比值。
再次參照?qǐng)D4的流程圖，在步驟S204判定催化劑溫度是否超過(guò)該預(yù)定溫度T4。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)步驟S203中對(duì)廢氣λ的控制，導(dǎo)致使催化劑溫度變成低于該預(yù)定溫度T4的可能性。當(dāng)催化劑溫度低于該預(yù)定溫度T4時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S205，而當(dāng)催化劑溫度高于該預(yù)定溫度T4時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S206。
在步驟S205，為了提高催化劑溫度，根據(jù)圖16描述的運(yùn)行條件進(jìn)行預(yù)定的后噴射。由于該后噴射，廢氣λ改變。然而，在要遵循的步驟S203中，再次控制或調(diào)整進(jìn)氣量，從而目標(biāo)廢氣λ和目標(biāo)催化劑溫度都得到實(shí)現(xiàn)。
在步驟206，判定在SOx再生模式下(即在目標(biāo)廢氣λ以及目標(biāo)催化劑溫度的模式下)是否經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間“tdesul”。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間時(shí)，操作轉(zhuǎn)到推定已經(jīng)完成SOx再生的步驟S207。
在步驟S207，取消理想配比廢氣λ下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。
在步驟S208，由于SOx再生已完成，使“desul標(biāo)志＝0”。
在步驟S209，使“rec標(biāo)志＝1”，以便準(zhǔn)備進(jìn)入耐久性下降抑制模式。即，即使已經(jīng)完成SOx再生，發(fā)動(dòng)機(jī)在理想配比廢氣λ下的持續(xù)運(yùn)行會(huì)使廢氣保持高溫。因此，如果在這種高溫條件下，對(duì)當(dāng)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14中仍殘留一定數(shù)量的沉積顆粒物質(zhì)(PM)時(shí)把廢氣λ突然設(shè)置為較大值，這些顆粒物質(zhì)(PM)將在柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14中立即燃燒，這會(huì)造成柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性下降。
在步驟S210，使“rq-sp標(biāo)志＝0”。在SOx再生期間，NOx捕集催化劑(13)較長(zhǎng)時(shí)間對(duì)具有理想空氣/燃料配比的廢氣暴露，由此還同時(shí)進(jìn)行NOx再生。因此，步驟S210用于在發(fā)布需要NOx再生時(shí)停止NOx再生。
參照?qǐng)D5，其中示出用于NOx再生模式的流程圖。當(dāng)由于NOx量達(dá)到預(yù)定量NOx1而建立“rq-sp標(biāo)志＝1”時(shí)，并且此后在圖6、7或9的流程中建立“SP標(biāo)志＝1”時(shí)，啟動(dòng)該用于NOx再生模式的流程。
圖5的流程圖中，在步驟S301，為進(jìn)行NOx再生把廢氣λ控制在較濃側(cè)。即，基本上通過(guò)控制節(jié)流閥5和/或EGR閥12實(shí)現(xiàn)控制，以得到圖18描述的用于濃強(qiáng)化運(yùn)行的目標(biāo)進(jìn)氣量。如果廢氣λ和該目標(biāo)值大為不同，進(jìn)行進(jìn)一步的控制或調(diào)整以把廢氣λ引導(dǎo)到目標(biāo)值。
重新參照?qǐng)D5的流程圖，在步驟S302，判定NOx再生模式(即在較濃廢氣λ情況下)是否已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間“tspike”。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間時(shí)，操作轉(zhuǎn)到推定已經(jīng)完成NOx再生的步驟S303。
注意該預(yù)定時(shí)間“tspike”比前面提到的預(yù)定時(shí)間“tdesul”(見(jiàn)圖4的步驟S206)短。即，“tspike”＜“tdesul”。
在步驟S303，由于已完成NOx再生，停止該較濃運(yùn)行(即，在較濃廢氣λ情況下的運(yùn)行)。
在步驟S304，出于同樣原因，使“sp標(biāo)志＝0”。
接著，在步驟S305，使“rec標(biāo)志＝1”，以便準(zhǔn)備進(jìn)入耐久性下降抑制模式。即，即使已經(jīng)完成NOx再生，和前面提到的SOx再生情況相似，較濃運(yùn)行的持續(xù)造成NOx捕集催化劑(13)溫度較高。如果在該條件下于柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14中殘留著一定數(shù)量的沉積顆粒物質(zhì)(PM)，突然把廢氣λ設(shè)置較大值會(huì)在該柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14中立即引起這些顆粒物質(zhì)(PM)的燃燒，這會(huì)使柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性下降。
參照?qǐng)D6，圖6示出在模式I下決定處理優(yōu)先次序的流程圖。當(dāng)需要DPF再生并且同時(shí)需要NOx再生和SOx再生至少之一時(shí)使用該流程，以便決定各需求的優(yōu)先次序。
如從圖2的流程中看出那樣，一旦需要DPF再生(即，rq-DPF標(biāo)志＝1)，強(qiáng)制啟動(dòng)本流程的操作步驟。
在圖6流程的步驟S401，判定是否需要SOx再生(即，rq-desul標(biāo)志＝1)。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)存在這樣的需要時(shí)，操作轉(zhuǎn)到S403，而若結(jié)果為“NO”，即當(dāng)不存在這樣的需要時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S402。
在步驟S402，如上述圖2的步驟S13那樣，判定算出的SOx量是否已達(dá)到預(yù)定量SOx1，即，是否是進(jìn)行SOx再生的時(shí)刻。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)該量達(dá)到該預(yù)定量SOx1時(shí)，操作轉(zhuǎn)到下面提及的圖11的步驟S901。
而若結(jié)果為“NO”，即當(dāng)該量尚未達(dá)到該預(yù)定量SOx1時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S403。
在步驟S403，判定是否需要NOx再生(即，rq-sp標(biāo)志＝1)。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)存在這樣的需求時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S405，而若結(jié)果為“NO”，即當(dāng)不存在這樣的需要時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S404。
在步驟S404，和上述圖2的步驟S14那樣，判定算出的NOx捕集量是否達(dá)到預(yù)定量NOx1，即，是否是進(jìn)行NOx再生的時(shí)刻。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)達(dá)到該時(shí)刻時(shí)，操作轉(zhuǎn)到上述圖12的步驟S1001，而若結(jié)果為“NO”，即當(dāng)未達(dá)到該時(shí)刻時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S407。即，在此情況下，存在DPF再生的需要但是不存在NOx再生的需要，并且由此操作轉(zhuǎn)到步驟S407以對(duì)DPF再生賦予優(yōu)先級(jí)。
而在步驟S405，判定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件是否為其中發(fā)動(dòng)機(jī)1發(fā)出的NOx量為小的較低NOx條件(即，常規(guī)運(yùn)行條件)。
若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)該條件是較低NOx條件時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S406。在此條件下，最好首先進(jìn)行影響發(fā)動(dòng)機(jī)1的駕駛性的DPF再生，因?yàn)榧词股晕⒀舆tNOx捕集催化劑(13)的再生，也不會(huì)覺(jué)察出從尾管排放到大氣中的廢氣的惡化。
而若在步驟S405結(jié)果為“NO”，即當(dāng)該條件不是較低NOx條件時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S410。即，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1例如處于加速時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行NOx再生以抑制從尾管排放到大氣中的廢氣的惡化。
在步驟S406，判定柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度是否高于預(yù)先確定的激活該過(guò)濾器(DPF)14所攜帶的氧化催化劑的溫度T5。
若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)過(guò)濾器溫度高于該預(yù)定溫度T5時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S407以對(duì)DPF再生賦予優(yōu)先級(jí)。
而若結(jié)果為“NO”，即當(dāng)過(guò)濾器溫度低于該預(yù)定溫度T5時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S410以對(duì)NOx再生賦予優(yōu)先級(jí)。即，在此條件下，即使通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥5進(jìn)行升溫控制，也不能獲得足夠的燃燒熱量，從而要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間才達(dá)到DPF再生溫度。另外，在這樣的條件下，升溫過(guò)程期間從尾管排放到大氣中的NOx量是明顯的，并且因此最好首先進(jìn)行NOx再生。
在步驟S407，由于DPF再生具有優(yōu)先級(jí)，參照?qǐng)D20判定目前的運(yùn)行條件(即通過(guò)Ne和Q表示的條件)是否在其中DPF再生和SOx再生都可能的一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)。若結(jié)果為“YES”，即目前的運(yùn)行條件在該預(yù)定范圍內(nèi)，操作轉(zhuǎn)到步驟S408。
在步驟S408，使“regl標(biāo)志＝1”，以準(zhǔn)備首先啟動(dòng)DPF再生。接著，在步驟S409，使“rq-DPF標(biāo)志＝0”，因?yàn)橐呀?jīng)在步驟S408建立了“regl標(biāo)志＝1”。
在步驟S410，由于NOx再生具有優(yōu)先權(quán)，故建立“sp標(biāo)志＝1”以準(zhǔn)備首先啟動(dòng)NOx再生。接著，在步驟S411，因?yàn)橐言诓襟ES410建立了“sp標(biāo)志＝1”，使“rq-sp標(biāo)志＝0”。
下面詳細(xì)說(shuō)明圖20。
為了進(jìn)行DPF再生(或SOx再生)，必須使柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度(或者NOx捕集催化劑(13)的溫度)高于一預(yù)定溫度。由于通常柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣溫度低于該預(yù)定溫度，從而為了進(jìn)行這種再生，必須把柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度(或者NOx捕集催化劑(13)的溫度)提高到比該預(yù)定溫度高的溫度。
廢氣溫度和廢氣λ是相關(guān)的，并且廢氣溫度隨廢氣λ減小而提高。從而，為了提高廢氣溫度，必須使廢氣λ較小。然而，如果使廢氣λ變得較小，廢氣中的HC和CO趨于明顯惡化(或數(shù)量增加(amount))，HC和CO的惡化速率隨著廢氣λ變小變化，即，隨著再生所需的溫升速率的增加HC以及CO的惡化速率變得明顯。因此，溫升性能和廢氣性能具有所謂的折衷關(guān)系。
也就是說(shuō)，在圖20中，非陰影范圍(即能用于DPF再生以及SOx再生的范圍)是這樣的范圍，即，其示出通過(guò)試驗(yàn)按溫升情況下廢氣性能不超過(guò)容許值的方式事先設(shè)定的數(shù)據(jù)。換言之，如果發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件在陰影范圍內(nèi)(即不能用于DPF再生和SOx再生的范圍)，由于明顯的溫升速率，這種溫升造成廢氣性能惡化速率超過(guò)該容許值。因此，不能在這樣的陰影范圍內(nèi)進(jìn)行再生。
參照?qǐng)D7，其中示出用來(lái)決定模式II下的處理優(yōu)先次序的流程。當(dāng)同時(shí)需要SOx再生和NOx再生時(shí)使用該流程以決定這些需要中的優(yōu)先。
如從圖2的流程看出那樣，一旦需要SOx再生(即，rq-desul標(biāo)志＝1)，強(qiáng)制啟動(dòng)該流程的操作步驟。
在步驟S501，在實(shí)際進(jìn)行SOx再生之前，判定柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的顆粒物質(zhì)量(PM)是否達(dá)到預(yù)定量PM1，即，是否是啟動(dòng)DPF再生的時(shí)刻。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)?shù)竭_(dá)該時(shí)刻時(shí)，操作轉(zhuǎn)到圖10的步驟S801。在此情況下，利用圖6的流程的操作步驟最終DPF再生具有優(yōu)先級(jí)。若在步驟S501結(jié)果為“NO”，即當(dāng)不到該時(shí)刻時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S502。
在步驟S502，判定NOx捕集催化劑(13)的溫度是否高于預(yù)定的適用于SOx再生的溫度T1(例如，激活催化劑(13)的溫度)。
注意，NOx捕集催化劑(13)的激活溫度T1低于柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14攜帶的氧化催化劑的激活溫度T5。
若在步驟S502結(jié)果為YES，即當(dāng)NOx捕集催化劑(13)的溫度高于該預(yù)定溫度T1時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S503以使NOx再生次序優(yōu)先。
若在步驟S502結(jié)果為“NO”，即當(dāng)該溫度低于預(yù)定溫度T1時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S506。即，在此條件下，即使通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥5進(jìn)行溫升控制，也不能得到足夠的燃燒熱量，并且因此要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才達(dá)到再生溫度。
此外，在這種條件下，這種溫升過(guò)程期間從尾管排放到大氣中的NOx的量是明顯的，因此，如果存在NOx再生需要?jiǎng)t最好使NOx再生次序優(yōu)先。這樣，操作轉(zhuǎn)到步驟S506。
在步驟S503，由于SOx再生具有優(yōu)先級(jí)，參照?qǐng)D20判定目前的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(即由Ne和Q表示的條件)是否在能進(jìn)行DPF再生和SOx再生的非陰影區(qū)內(nèi)。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件在非陰影區(qū)內(nèi)時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S504。
在步驟S504，使“desul標(biāo)志＝1”以對(duì)啟動(dòng)SOx再生作準(zhǔn)備。接著，在步驟S505，因?yàn)橐言诓襟ES504使“desul標(biāo)志＝1”，使“rq-desul標(biāo)志＝0”。
而在步驟S506，判定是否需要NOx再生，即，是否存在“rq-sp標(biāo)志＝1”。若結(jié)果為“YES”，即存在這種需要時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S508以優(yōu)先NOx再生。而若結(jié)果為“NO”，即不存在這種需要時(shí)，該操作轉(zhuǎn)到步驟S507。在此步驟，如前面提到的步驟S14那樣，判定算出的NOx捕集量是否達(dá)到預(yù)定量NOx1，即，是否到達(dá)進(jìn)行NOx再生的時(shí)刻。若結(jié)果為“YES”，即到達(dá)該時(shí)刻時(shí)，操作轉(zhuǎn)到圖12的步驟S1001。
在步驟S508，由于NOx再生具有優(yōu)先級(jí)，使“sp標(biāo)志＝1”以對(duì)啟動(dòng)NOx再生作準(zhǔn)備。接著，在步驟S509，由于已在步驟S508使“sp標(biāo)志＝1”，使得“rq-sp標(biāo)志＝0”。
參照?qǐng)D8，其中示出用于耐久性下降抑制模式的流程。在完成NOx再生或SOx再生(或DPF再生)之后，圖4或5(或圖3)的流程圖中已經(jīng)使“rec標(biāo)志＝1”時(shí)使用該流程。
圖8的流程圖中，在步驟S601，參照?qǐng)D21判定目前的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(即，用Ne和Q表示的條件)是否在需要耐久性下降抑制控制的范圍內(nèi)。若結(jié)果為“YES”，即當(dāng)運(yùn)行條件在這樣的范圍內(nèi)時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S602。
在步驟S602，再次檢測(cè)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度。
在步驟S603，修正或者設(shè)定目標(biāo)廢氣λ，以便不立即燃燒柴油顆粒過(guò)濾器(DPF14)收集的顆粒物質(zhì)(PM)。這是因?yàn)椴襟ES603是在理想配比或較濃空氣/燃料比發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行之后立即出現(xiàn)的，而且發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件在耐久性下降抑制控制所需的范圍內(nèi)。如前面提到那樣，立即燃燒顆粒物質(zhì)(PM)會(huì)降低或者惡化柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性。
參照?qǐng)D19進(jìn)行目標(biāo)廢氣λ的修正或設(shè)定。即，根據(jù)步驟S4得到的顆粒物質(zhì)(PM)量以及柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度來(lái)設(shè)定目標(biāo)廢氣λ。如從圖19看出那樣，在收集和沉積的顆粒物質(zhì)(PM)量小于下限并且柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度低于顆粒物質(zhì)(PM)的自燃溫度的情況下，顆粒物質(zhì)(PM)不可能立即燃燒。因此，在這樣的情況中，不進(jìn)行上述的根據(jù)顆粒物質(zhì)(PM)收集量以及柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度對(duì)目標(biāo)廢氣λ的設(shè)定。
請(qǐng)注意，通過(guò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)事先得到顆粒物質(zhì)(PM)收集量下限和該顆粒物質(zhì)(PM)自燃溫度。通過(guò)根據(jù)空氣/燃料比傳感器26的輸出對(duì)節(jié)流閥5和/或GER閥12進(jìn)行反饋控制來(lái)完成為達(dá)到對(duì)目標(biāo)廢氣λ的實(shí)際控制。
在剛剛完成DPF再生的情況(例如，當(dāng)建立圖3流程中的“rec標(biāo)志＝1”時(shí)的情況)下，進(jìn)行控制以使目標(biāo)廢氣λ例如小于1.4(即，λ≤1.4)從而使廢氣中的氧濃度低于預(yù)定水平。利用這種措施，即使過(guò)濾器(DPF)14中有任何顆粒物質(zhì)(PM)殘?jiān)?，也可避免這些殘?jiān)娜紵瑥亩粫?huì)使過(guò)濾器(DPF)14的耐久性下降。
重新參照?qǐng)D8的流程，在步驟S604，判定柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度是否低于一預(yù)定溫度T3。注意，該預(yù)定溫度T3是事先通過(guò)試驗(yàn)按照溫度T3不會(huì)造成顆粒物質(zhì)(PM)的立即或猛烈燃燒而設(shè)定的。
若在步驟S604結(jié)果為“YES”，即當(dāng)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度低于預(yù)定溫度T3時(shí)，操作轉(zhuǎn)到步驟S605，推定即使廢氣的氧濃度變成大致等于大氣中的氧濃度，也不會(huì)縮短該過(guò)濾器(DPF)14的耐久性。
在步驟S605，結(jié)束對(duì)目標(biāo)廢氣λ的控制，即，結(jié)束耐久性下降抑制模式。
在步驟S606，由于已經(jīng)結(jié)束耐久性下降抑制模式，使“rec標(biāo)志＝0”。
下面說(shuō)明本發(fā)明的廢氣排放控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
如上面所說(shuō)明的那樣，控制單元20配置成充當(dāng)運(yùn)行條件檢測(cè)裝置和廢氣/燃料比改變裝置。即，通過(guò)控制單元20，計(jì)算柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14收集和沉積的顆粒物質(zhì)(PM)量。當(dāng)這樣算出的顆粒物質(zhì)(PM)沉積量小于下限時(shí)，不進(jìn)行耐久性下降抑制控制，也就是說(shuō)，僅當(dāng)沉積的顆粒物質(zhì)(PM)量大于該下限時(shí)，才根據(jù)該柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的條件，即，根據(jù)該柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)收集和沉積的顆粒物質(zhì)(PM)量和/或該柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度來(lái)設(shè)定或者改變較稀空氣/燃料排氣條件下的目標(biāo)廢氣/燃料比。從而，可以在需要的范圍內(nèi)不會(huì)增加控制單元20的工作負(fù)載和不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)行的情況下進(jìn)行抑制柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性下降的控制。即，可以避免會(huì)明顯降低柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性的顆粒物質(zhì)(PM)猛烈燃燒。
另外，當(dāng)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度低于顆粒物質(zhì)(PM)的自燃溫度時(shí)，不進(jìn)行耐久性下降抑制控制。即，僅當(dāng)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度高于該自燃溫度時(shí)，才根據(jù)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的條件(即柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的顆粒物質(zhì)(PM)沉積量及其溫度)設(shè)定或者改變較稀空氣/燃料排氣條件下的目標(biāo)廢氣/燃料比。從而，可以在需要的范圍內(nèi)不會(huì)增加控制單元20的工作負(fù)載和不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)1支行的情況下進(jìn)行抑制柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的耐久性下降的控制。即，可以避免不希望的顆粒物質(zhì)(PM)猛烈燃燒。
此外，把較稀空氣/燃料排氣條件下的目標(biāo)廢氣/燃料比設(shè)定成使廢氣的氧濃度隨顆粒物質(zhì)(PM)收集量的增加或者隨柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14的溫度的增加而減小。從而，可以確保避免顆粒物質(zhì)(PM)的猛烈燃燒。
此外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1處于耐久性下降抑制控制下時(shí)，改變較稀空氣/燃料燃燒情況下的目標(biāo)廢氣/燃料比。從而，可在最小的必需范圍內(nèi)對(duì)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)14進(jìn)行耐久性下降抑制控制。
在該公開(kāi)的實(shí)施例中采用了所謂的EGR裝置，其包括EGR通道11、EGR閥12和控制單元20。從而，可以通過(guò)由EGR閥12控制GER速率來(lái)完成對(duì)目標(biāo)廢氣/燃料比的控制。
日本專利申請(qǐng)2003-137748(2003年5月15日申請(qǐng))的全部?jī)?nèi)容收錄作為參考。
盡管上面參照本發(fā)明的實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明不受上面說(shuō)明的實(shí)施例的限制。根據(jù)上面的說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)該實(shí)施例做出各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制系統(tǒng)，包括一個(gè)設(shè)置在從發(fā)動(dòng)機(jī)延伸的廢氣通道中的廢氣凈化部件，該廢氣凈化部件包括NOx捕集催化劑，其用于當(dāng)廢氣/燃料比稀于理想配比時(shí)捕集廢氣中的NOx而當(dāng)廢氣/燃料比濃于理想配比時(shí)釋放捕集到的NOx；以及一個(gè)收集廢氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器；一個(gè)檢測(cè)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)部件；以及一個(gè)按照使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣具有目標(biāo)廢氣/燃料比的方式控制廢氣的廢氣/燃料比控制部件，其中，該廢氣/燃料比控制部件配置成進(jìn)行一旦廢氣/燃料比從理想配比或較濃側(cè)向較稀側(cè)變化，根據(jù)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)改變較稀空氣/燃料排氣條件下的廢氣/燃料比。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，其中，所述狀態(tài)檢測(cè)部件估算將在所述顆粒過(guò)濾器上收集和沉積的顆粒物質(zhì)量，并且其中僅當(dāng)該估算的顆粒物質(zhì)收集和沉積量超過(guò)預(yù)定量時(shí)，所述廢氣/燃料比控制部件改變較稀空氣/燃料排氣條件下的目標(biāo)廢氣/燃料比。
3.如權(quán)利要求1所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，其中，所述狀態(tài)檢測(cè)部件檢測(cè)所述顆粒過(guò)濾器的溫度，并且其中當(dāng)該顆粒過(guò)濾器的溫度超過(guò)預(yù)定溫度時(shí)，所述廢氣/燃料比控制部件改變較稀空氣/燃料排氣條件下的目標(biāo)廢氣/燃料比。
4.如權(quán)利要求2所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，其中，所述廢氣/燃料比控制部件按照當(dāng)顆粒物質(zhì)沉積量增加時(shí)降低廢氣中的氧濃度的方式來(lái)控制較稀空氣/燃料排氣條件下的目標(biāo)廢氣/燃料比。
5.如權(quán)利要求3所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，其中，所述廢氣/燃料比控制部件按照當(dāng)顆粒過(guò)濾器的溫度增加時(shí)降低廢氣中的氧濃度的方式來(lái)控制較稀空氣/燃料排氣條件下的目標(biāo)廢氣/燃料比。
6.如權(quán)利要求1所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于預(yù)定運(yùn)行條件下時(shí)，所述廢氣/燃料比控制部件改變較稀空氣/燃料排氣條件下的目標(biāo)廢氣/燃料比。
7.如權(quán)利要求1所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，其中，所述廢氣/燃料比控制部件部件通過(guò)控制饋入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量來(lái)把廢氣/燃料比控制到目標(biāo)比。
8.如權(quán)利要求1所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，還包括一個(gè)用于把發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分廢氣回饋到該發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中的EGR部件。
9.如權(quán)利要求8所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，其中，所述廢氣/燃料比控制部件通過(guò)控制回饋到該發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中的廢氣量來(lái)把廢氣/燃料比控制到目標(biāo)比。
10.如權(quán)利要求1所述的廢氣排放控制系統(tǒng)，其中，所述NOx捕集催化劑設(shè)置在所述顆粒過(guò)濾器的上游。
11.一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在從發(fā)動(dòng)機(jī)延伸的廢氣通道中的NOx捕集催化劑，其用于當(dāng)廢氣/燃料比稀于理想配比時(shí)該NOx捕集催化劑捕集廢氣中的NOx，而當(dāng)廢氣/燃料比濃于理想配比時(shí)釋放其捕集的NOx；一個(gè)設(shè)置在該廢氣通道中該NOx捕集催化劑下游某位置處的柴油顆粒過(guò)濾器，該柴油顆粒過(guò)濾器用于收集廢氣中的顆粒物質(zhì)；檢測(cè)該NOx捕集催化劑的溫度的第一溫度傳感器；檢測(cè)該柴油顆粒過(guò)濾器的溫度的第二溫度傳感器；一個(gè)檢測(cè)施加在該NOx捕集催化劑和該柴油顆粒過(guò)濾器之間的廢氣通道中的廢氣壓力的廢氣壓力傳感器；一個(gè)感測(cè)從該柴油顆粒過(guò)濾器排出的廢氣的廢氣/燃料比的空氣/燃料比傳感器；一個(gè)當(dāng)運(yùn)行時(shí)能改變?cè)搹U氣/燃料比的廢氣/燃料比控制器；以及一個(gè)控制單元，其通過(guò)處理來(lái)自該第一和第二溫度傳感器、該廢氣壓力傳感器以及該空氣/燃料比傳感器的信息信號(hào)來(lái)控制該廢氣/燃料比控制器的運(yùn)行，該控制單元被配置成執(zhí)行一旦感測(cè)出通過(guò)該廢氣/燃料比控制器使廢氣/燃料比從理想配比或較濃側(cè)向較稀側(cè)變化時(shí)，根據(jù)來(lái)自該第二溫度傳感器的信息信號(hào)和來(lái)自該廢氣壓力傳感器的信息信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)改變較稀空氣/燃料排氣條件下的廢氣/燃料比。
12.一種用于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中控制廢氣/燃料比控制部件的方法，其中該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)設(shè)置在從該發(fā)動(dòng)機(jī)延伸的廢氣通道中的廢氣凈化部件，該廢氣凈化部件包括NOx捕集催化劑，其當(dāng)廢氣/燃料比稀于理想配比時(shí)捕集廢氣中的NOx，而當(dāng)廢氣/燃料比濃于理想配比時(shí)釋放捕集到的NOx，和一個(gè)收集廢氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器；一個(gè)檢測(cè)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)部件；以及一個(gè)按照使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣具有目標(biāo)廢氣/燃料比的方式來(lái)控制廢氣的廢氣/燃料比控制部件，該方法包括檢測(cè)廢氣/燃料比從理想配比或較濃側(cè)向較稀側(cè)的變化；以及迫使該廢氣/燃料比控制部件根據(jù)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)來(lái)改變較稀空氣/燃料排氣條件下的廢氣/燃料比。
全文摘要
在從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)延伸的廢氣通道中設(shè)置一個(gè)廢氣凈化部件。該廢氣凈化部件包括一個(gè)當(dāng)廢氣/燃料比稀于理想配比時(shí)捕集廢氣中的NOx而當(dāng)廢氣/燃料比濃于理想配比時(shí)釋放捕集到的NOx的NOx捕集催化劑，以及一個(gè)收集廢氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器。設(shè)置一個(gè)狀態(tài)檢測(cè)部件以檢測(cè)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)。設(shè)置一個(gè)廢氣/燃料比控制部件以按照使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣具有目標(biāo)廢氣/燃料比的方式來(lái)控制廢氣。當(dāng)廢氣/燃料比從理想配比或較濃側(cè)向較稀側(cè)變化時(shí)，根據(jù)該顆粒過(guò)濾器的狀態(tài)來(lái)改變較稀空氣/燃料排氣條件下的廢氣/燃料比。
文檔編號(hào)F02D41/00GK1550646SQ20041004325
公開(kāi)日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者北原靖久, 白河曉, 三浦學(xué) 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社