專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，其包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)且具有氧化功能的排氣控制裝置。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備內(nèi)，捕獲排氣中的顆粒物質(zhì)(下文被稱為“PM”)的顆粒過(guò)濾器(下文被稱為“過(guò)濾器”)、NOx儲(chǔ)存還原催化劑等可設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)。在過(guò)濾器設(shè)置在排氣通道內(nèi)的情況下，當(dāng)除去積聚在過(guò)濾器內(nèi)的PM時(shí)需要升高過(guò)濾器的溫度。在NOx儲(chǔ)存還原催化劑設(shè)置在排氣通道內(nèi)的情況下，當(dāng)減少存儲(chǔ)在該NOx儲(chǔ)存還原催化劑內(nèi)的SOx時(shí)需要升高該NOx儲(chǔ)存還原催化劑的溫度。
已知一種與內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備有關(guān)的技術(shù)，其中用作排氣控制裝置的過(guò)濾器設(shè)置在排氣通道內(nèi)。根據(jù)該技術(shù)，當(dāng)通過(guò)升高過(guò)濾器的溫度來(lái)除去過(guò)濾器內(nèi)積聚的PM以便恢復(fù)過(guò)濾器的排氣控制能力時(shí)，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)選擇以下方法之一，并通過(guò)所選擇的方法升高過(guò)濾器的溫度。該方法為(1)其中通過(guò)在高載荷工作區(qū)域內(nèi)執(zhí)行正常操作來(lái)升高排氣的溫度的方法，(2)其中延遲燃料噴射定時(shí)的方法，(3)其中在動(dòng)力沖程期間執(zhí)行副燃料噴射并引入EGR氣體的方法，以及(4)其中在動(dòng)力沖程期間執(zhí)行副燃料噴射并降低吸入空氣/排氣的流量的方法。例如日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.JP(A)2000-161044公開(kāi)了這種技術(shù)。
另外，還存在一種與內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備有關(guān)的技術(shù)，其中設(shè)置在排氣通道內(nèi)的排氣控制裝置具有氧化功能。根據(jù)該技術(shù)，從排氣控制裝置上游的位置向排氣控制裝置提供燃料，以便升高排氣控制裝置的溫度。例如，日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.JP(A)2002-285896、日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.JP(A)2002-235589和日本專利申請(qǐng)公報(bào)No.JP(A)05-106518公開(kāi)了這種技術(shù)。
在包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)且具有氧化功能的排氣控制裝置的內(nèi)燃機(jī)排氣控制設(shè)備內(nèi)，當(dāng)升高排氣控制裝置的溫度以便恢復(fù)排氣控制裝置的排氣控制能力時(shí)，例如，通過(guò)執(zhí)行在內(nèi)燃機(jī)的主燃料噴射之后執(zhí)行的副燃料噴射、并將燃料提供給位于排氣控制裝置上游的排氣通道，來(lái)從排氣控制裝置上游的位置向排氣控制裝置提供燃料。在此情況下，排氣控制裝置的溫度由于在排氣控制裝置內(nèi)發(fā)生的燃料的氧化產(chǎn)生的氧化熱而升高。
但是，有時(shí)會(huì)因內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)而難以向排氣控制裝置提供使排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度所需的足夠量的燃料，在該目標(biāo)溫度可恢復(fù)排氣控制裝置的排氣控制能力。例如，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)上的載荷(下文被稱為“內(nèi)燃機(jī)載荷”)變得較高時(shí)，氣缸內(nèi)的溫度以及排氣溫度升高。因此，由副燃料噴射所噴射的燃料或提供給排氣通道的燃料可能會(huì)在氣缸或排氣通道內(nèi)燃燒，因此不能向排氣控制裝置提供足夠量的燃料。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況提出本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是在內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備中提供一種技術(shù)，該技術(shù)可在較寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)將設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度，從而更適當(dāng)?shù)鼗謴?fù)排氣控制裝置的排氣控制能力。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)將設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)并具有氧化功能的排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度以便恢復(fù)該排氣控制裝置的排氣控制能力時(shí)，升高排氣控制裝置的溫度的方法根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)在以下方法之間切換其中通過(guò)控制提供給排氣控制裝置的燃料量來(lái)升高排氣控制裝置的溫度的方法，和其中禁止向排氣控制裝置供給燃料并通過(guò)控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量來(lái)升高排氣控制裝置的溫度的方法。
更具體的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)并具有氧化功能的排氣控制裝置；用于從排氣控制裝置上游的位置向排氣控制裝置供給燃料的燃料供給裝置；以及用于控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的吸入空氣量控制裝置，其特征在于，當(dāng)已經(jīng)滿足用于將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度以便恢復(fù)排氣控制裝置的排氣控制能力的升溫條件時(shí)，如果內(nèi)燃機(jī)載荷低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷，則通過(guò)控制從燃料供給裝置提供給排氣控制裝置的燃料量將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度，并且吸入空氣量控制裝置將內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量控制為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機(jī)載荷設(shè)定的吸入空氣量；并且，當(dāng)已經(jīng)滿足升溫條件時(shí)，如果內(nèi)燃機(jī)載荷等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷，則禁止從燃料供給裝置的燃料供給，并且吸入空氣量控制裝置控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量，從而將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度。
根據(jù)本發(fā)明的排氣控制裝置的示例包括承載氧化催化劑或NOx儲(chǔ)存還原催化劑的過(guò)濾器，以及NOx儲(chǔ)存還原催化劑。
根據(jù)本發(fā)明的燃料供給裝置可在主燃料噴射執(zhí)行之后在動(dòng)力沖程或排氣沖程期間在內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射，從而將燃料提供給排氣控制裝置。另外，燃料供給裝置可通過(guò)使用燃料供給閥將燃料提供給位于排氣控制裝置上游的排氣通道，從而將燃料提供給排氣控制裝置。
升溫條件根據(jù)排氣控制裝置的類型而改變。例如，當(dāng)排氣控制裝置為過(guò)濾器時(shí)，升溫條件可以是除去過(guò)濾器內(nèi)積聚的PM的條件。當(dāng)排氣控制裝置為NOx儲(chǔ)存還原催化劑時(shí)，升溫條件可以是減少存儲(chǔ)在NOx儲(chǔ)存還原催化劑內(nèi)的SOx的條件。另外，目標(biāo)溫度根據(jù)升溫的目的而改變。
在本發(fā)明中，當(dāng)已經(jīng)滿足用于將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度的升溫條件時(shí)，如果內(nèi)燃機(jī)載荷低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷，則通過(guò)控制從燃料供給裝置提供給排氣控制裝置的燃料量來(lái)將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度。此時(shí)，吸入空氣量控制裝置將內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量控制為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機(jī)載荷設(shè)定的吸入空氣量。
但是，如上所述，隨著內(nèi)燃機(jī)載荷增加，氣缸內(nèi)的溫度以及排氣溫度升高。因此，在內(nèi)燃機(jī)載荷高的區(qū)域內(nèi)，由燃料供給裝置從排氣控制裝置上游的位置提供的燃料可能會(huì)在氣缸內(nèi)或排氣通道內(nèi)燃燒。
因此，在本發(fā)明中，當(dāng)已經(jīng)滿足將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度的升溫條件時(shí)，如果內(nèi)燃機(jī)載荷等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷，則禁止從燃料供給裝置的燃料供給。然后，吸入空氣量控制裝置控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量，從而將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度。
該預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷可以是內(nèi)燃機(jī)載荷的一個(gè)閾值，當(dāng)處于該閾值時(shí)，氣缸內(nèi)的溫度或排氣溫度變高并且從燃料供給裝置提供的燃料在氣缸或排氣通道內(nèi)燃燒。
即使當(dāng)不向排氣控制裝置供給燃料時(shí)，如果通過(guò)減少吸入空氣量來(lái)降低排氣的流量，則仍可升高排氣的溫度并因此升高排氣控制裝置的溫度。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)載荷較高時(shí)，可僅通過(guò)控制吸入空氣量將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)載荷等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷時(shí)，禁止燃料供給可抑制排氣的溫度過(guò)分升高，這種過(guò)分升高是由于燃料在氣缸或排氣通道內(nèi)燃燒導(dǎo)致的。
因此，根據(jù)本發(fā)明，不管內(nèi)燃機(jī)載荷如何，都可將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度。即，可在較寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度。因此，可以更適當(dāng)?shù)鼗謴?fù)排氣控制裝置的排氣控制能力。
當(dāng)通過(guò)在執(zhí)行主燃料噴射之后在動(dòng)力沖程或排氣沖程期間在內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射來(lái)從排氣控制裝置上游的位置向排氣控制裝置提供燃料時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變高，一個(gè)燃燒循環(huán)所需的時(shí)間變短。因此，可在一個(gè)燃燒循環(huán)期間執(zhí)行的副燃料噴射的次數(shù)減少。因此，在其中內(nèi)燃機(jī)以高內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速工作的區(qū)域內(nèi)，可能難以通過(guò)執(zhí)行副燃料噴射提供將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度所需的足夠量的燃料。
因此，在本發(fā)明中，在其中燃料供給裝置在主燃料噴射執(zhí)行之后在動(dòng)力沖程或排氣沖程期間在內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射、從而從排氣控制裝置上游的位置向排氣控制裝置提供燃料的情況下，即使當(dāng)已經(jīng)滿足升溫條件時(shí)內(nèi)燃機(jī)載荷低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷，如果內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，則仍禁止從燃料供給裝置的燃料供給。吸入空氣量控制裝置可控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量，從而將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度。
該預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速可以是內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的一個(gè)閾值，當(dāng)處于該閾值時(shí)，難以執(zhí)行其次數(shù)使得可提供將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度所需的足夠量燃料的副燃料噴射。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)通過(guò)副燃料噴射執(zhí)行向排氣控制裝置的燃料供給時(shí)，即使內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速很高，仍可在較寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度。因此，可以更適當(dāng)?shù)鼗謴?fù)排氣控制裝置的排氣控制能力。
在內(nèi)燃機(jī)中，隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加，氣缸的內(nèi)表面和活塞之間產(chǎn)生的摩擦力增加。因此，即使當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，轉(zhuǎn)矩仍基本等于當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。因此，如果內(nèi)燃機(jī)載荷基本為相同值，則隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加，由主燃料噴射所噴射的燃料量增加。但是，當(dāng)執(zhí)行對(duì)燃料噴射量的這種控制時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加，氣缸的溫度和排氣溫度可能會(huì)升高對(duì)應(yīng)于由主燃料噴射所噴射的燃料的增加量的量。結(jié)果，隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加，從燃料供給裝置提供的燃料可能更易于在氣缸或排氣通道內(nèi)燃燒。
因此，在本發(fā)明中，隨著當(dāng)已經(jīng)滿足升溫條件時(shí)所獲得的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加，可將預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷設(shè)定為較低的值。
通過(guò)以這種方式設(shè)定該預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷，可以在燃料易于在氣缸或排氣通道內(nèi)燃燒時(shí)抑制由于燃料供給裝置執(zhí)行的燃料供給導(dǎo)致的排氣控制裝置的溫升。即，可在教寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度。
在本發(fā)明中，還可提供用于在不執(zhí)行從燃料供給裝置的燃料供給的狀態(tài)下學(xué)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系的學(xué)習(xí)裝置。在已經(jīng)滿足升溫條件的情況下，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)從其中控制從燃料供給裝置向排氣控制裝置供給的燃料量從而將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度的工作區(qū)域(下文被稱為“燃料量控制區(qū)域”)，轉(zhuǎn)移到其中吸入空氣量控制裝置控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量從而將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度的工作區(qū)域(下文被稱為“吸入空氣量控制區(qū)域”)時(shí)，可在從燃料供給裝置的燃料供給停止并且排氣控制裝置的溫度進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)之后，通過(guò)該學(xué)習(xí)裝置學(xué)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系?？捎晌肟諝饬靠刂蒲b置根據(jù)由該學(xué)習(xí)裝置執(zhí)行的學(xué)習(xí)所獲得的內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量，從而將排氣控制裝置的溫度控制到目標(biāo)溫度。
當(dāng)已經(jīng)滿足升溫條件時(shí)，如果內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)從燃料量控制區(qū)域轉(zhuǎn)移到吸入空氣量控制區(qū)域，則停止從燃料供給裝置向排氣控制裝置提供燃料。因此，排氣控制裝置的溫度開(kāi)始降低。如果學(xué)習(xí)裝置在排氣控制裝置的溫度正在降低期間學(xué)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系，則通過(guò)學(xué)習(xí)獲得的關(guān)系可能會(huì)偏離實(shí)際關(guān)系。
因此，在本發(fā)明中，當(dāng)學(xué)習(xí)裝置學(xué)習(xí)吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系時(shí)，在排氣控制裝置的溫度降低到這樣一個(gè)溫度之后執(zhí)行該學(xué)習(xí)，該溫度對(duì)應(yīng)于在執(zhí)行學(xué)習(xí)時(shí)所獲得的吸入空氣量，即在排氣控制裝置的溫度進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)之后執(zhí)行該學(xué)習(xí)。當(dāng)排氣控制裝置的溫度的每單位時(shí)間改變量等于或小于一預(yù)定量時(shí)，可以判定排氣控制裝置的溫度已進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
當(dāng)排氣控制裝置的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)學(xué)習(xí)吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系，并且根據(jù)通過(guò)學(xué)習(xí)獲得的關(guān)系控制吸入空氣量，以便將排氣控制裝置的溫度控制到目標(biāo)溫度。因此，當(dāng)已經(jīng)滿足升溫條件時(shí)，即使內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)由于內(nèi)燃機(jī)載荷從低內(nèi)燃機(jī)載荷改變?yōu)楦邇?nèi)燃機(jī)載荷而改變，仍可將排氣控制裝置的溫度更可靠地控制到目標(biāo)溫度。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，可在較寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)將設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度。因此，可以更適當(dāng)?shù)鼗謴?fù)排氣控制裝置的排氣控制能力。


通過(guò)結(jié)合附圖閱讀下文對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，可更好地理解本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中圖1為示意性示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)及其吸入空氣/排氣系統(tǒng)的圖；圖2為示出根據(jù)第一實(shí)施例的過(guò)濾器升溫控制程序的流程圖；圖3為示出在過(guò)濾器升溫控制期間，內(nèi)燃機(jī)載荷、從燃料噴射閥的燃料供給、過(guò)濾器的溫度以及節(jié)流閥的開(kāi)度之間的關(guān)系的時(shí)間圖；圖4為示出在過(guò)濾器升溫控制期間，在內(nèi)燃機(jī)載荷從低于一預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的內(nèi)燃機(jī)載荷改變?yōu)榈扔诨蚋哂谠擃A(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的載荷時(shí)使用的控制程序的流程圖；圖5為示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)及其吸入空氣/排氣系統(tǒng)的圖；圖6為示出內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)與升高過(guò)濾器溫度的方法之間的關(guān)系的曲線圖；以及圖7為示出根據(jù)第二實(shí)施例的過(guò)濾器升溫控制程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下文的說(shuō)明以及附圖中，將根據(jù)示例性實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
首先，將說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例。下文將說(shuō)明本發(fā)明應(yīng)用于用于驅(qū)動(dòng)車輛的柴油機(jī)的情況。圖1為示意性示出根據(jù)第一實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)及其吸入空氣/排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
內(nèi)燃機(jī)1是用于驅(qū)動(dòng)車輛的柴油機(jī)。進(jìn)氣通道4和排氣通道2連接到內(nèi)燃機(jī)1。氣流計(jì)11和節(jié)流閥8設(shè)置在進(jìn)氣通道4內(nèi)。捕獲PM例如排氣中的煤煙的顆粒過(guò)濾器3(下文被簡(jiǎn)稱為“過(guò)濾器3”)設(shè)置在排氣通道2內(nèi)。過(guò)濾器3承載氧化催化劑。過(guò)濾器3可承載NOx儲(chǔ)存還原催化劑而不是承載氧化催化劑?？墒褂闷渲醒趸呋瘎┑仍谶^(guò)濾器3上游的位置處設(shè)置在排氣通道2內(nèi)的結(jié)構(gòu)，而不使用其中過(guò)濾器3承載催化劑的結(jié)構(gòu)。
向排氣中提供燃料的燃料供給閥5在過(guò)濾器3上游的位置處設(shè)置在排氣通道2內(nèi)。輸出對(duì)應(yīng)于流過(guò)排氣通道2的排氣的溫度的電信號(hào)的排氣溫度傳感器7在過(guò)濾器3下游的位置處設(shè)置在排氣通道2內(nèi)。
對(duì)于具有上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)1，設(shè)置用于控制內(nèi)燃機(jī)1的電子控制單元(ECU)10。ECU 10根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的工作條件或駕駛員的請(qǐng)求控制內(nèi)燃機(jī)1的工作狀態(tài)。ECU 10電連接到各種類型的傳感器例如氣流計(jì)11、排氣溫度傳感器7、輸出對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)1的曲柄角的電信號(hào)的曲柄位置傳感器6，以及輸出對(duì)應(yīng)于加速器踏板操作量的電信號(hào)的加速器踏板操作量傳感器9。ECU 10接收這些傳感器輸出的信號(hào)。ECU 10根據(jù)曲柄位置傳感器6輸出的值計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)加速器踏板操作量傳感器9輸出的值計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷。ECU 10根據(jù)排氣溫度傳感器7輸出的值估測(cè)過(guò)濾器3的溫度。ECU 10電連接到節(jié)流閥8、燃料供給閥5、內(nèi)燃機(jī)1的燃料噴射閥等，因此ECU 10可控制這些閥。
首先，將說(shuō)明過(guò)濾器升溫控制。如果PM積聚在過(guò)濾器3內(nèi)，則過(guò)濾器3的排氣控制能力降低。因此，在第一實(shí)施例中，如果過(guò)濾器3內(nèi)積聚的PM的量等于或大于一預(yù)定的積聚量，則執(zhí)行用于將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度的過(guò)濾器升溫控制，以便氧化并除去過(guò)濾器3內(nèi)積聚的PM，從而恢復(fù)過(guò)濾器3的排氣控制能力。該預(yù)定積聚量是小于這樣的PM積聚量的量，即，當(dāng)處于這樣的PM積聚量時(shí)，過(guò)濾器3的溫度由于PM的氧化生成的熱量而過(guò)分地升高，并且該預(yù)定積聚量通過(guò)試驗(yàn)等預(yù)先設(shè)定。該目標(biāo)溫度是積聚的PM可被氧化和被除去的溫度。過(guò)濾器升溫控制可以預(yù)定的時(shí)間間隔或預(yù)定的距離間隔執(zhí)行。
下文將參照?qǐng)D2所示的流程圖說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的過(guò)濾器升溫控制程序。該程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU 10內(nèi)，并且在內(nèi)燃機(jī)1工作的同時(shí)以預(yù)定時(shí)間間隔重復(fù)執(zhí)行。
在此程序中，ECU 10在步驟S101內(nèi)判定是否已滿足過(guò)濾器升溫控制的執(zhí)行條件。當(dāng)在步驟S101內(nèi)作出肯定判定時(shí)，ECU 10執(zhí)行步驟S102。另一方面，當(dāng)在步驟S101內(nèi)作出否定判定時(shí)，ECU 10結(jié)束程序。
在步驟S102內(nèi)，ECU 10判定內(nèi)燃機(jī)1的當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)載荷是否等于或高于一預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷。
該預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷是內(nèi)燃機(jī)載荷的一個(gè)閾值，當(dāng)處于該閾值時(shí)，可以判定流過(guò)位于過(guò)濾器3上游的排氣通道2的排氣的溫度變得很高以至于從燃料供給閥5提供的燃料在排氣通道2內(nèi)燃燒。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷基本為相同值時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，由主燃料噴射所噴射的燃料量增加。從而，氣缸2內(nèi)的溫度和排氣溫度可升高。因此，在第一實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變高時(shí)，將預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷設(shè)定為較低的值。在第一實(shí)施例中，限定內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷之間的關(guān)系的圖可預(yù)先存儲(chǔ)在ECU 10內(nèi)。當(dāng)在步驟S102內(nèi)作出肯定判定時(shí)，ECU 10執(zhí)行步驟S103。另一方面，當(dāng)在步驟S102內(nèi)作出否定判定時(shí)，ECU 10執(zhí)行步驟S104。
在步驟S104內(nèi)，ECU 10使燃料供給閥5供給燃料，從而向過(guò)濾器3供給燃料，并控制從燃料供給閥5提供的燃料量。因此，當(dāng)過(guò)濾器3的當(dāng)前溫度低于目標(biāo)溫度時(shí)，ECU 10將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。另一方面，當(dāng)過(guò)濾器3的當(dāng)前溫度等于目標(biāo)溫度時(shí)，ECU 10將過(guò)濾器3的溫度保持在目標(biāo)溫度。即，從燃料供給閥5提供燃料，從而將燃料提供給過(guò)濾器3承載的氧化催化劑。則過(guò)濾器3的溫度由于在氧化催化劑內(nèi)發(fā)生的燃料氧化生成的熱量而升高。當(dāng)在步驟S104內(nèi)從燃料供給閥5提供燃料時(shí)，節(jié)流閥8的開(kāi)度被控制為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機(jī)載荷設(shè)定的開(kāi)度。此時(shí)，節(jié)流閥8的開(kāi)度可不同于在正常工作狀態(tài)下當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為基本相同的值并且內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷為基本相同的值時(shí)使用的開(kāi)度。在步驟S104內(nèi)過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度之后，ECU10終止程序。
另一方面，在步驟S103內(nèi)，ECU 10禁止從燃料供給閥5供給燃料，并減小節(jié)流閥8的開(kāi)度，從而減小吸入空氣量并升高過(guò)濾器3的溫度。
如上所述，如果在內(nèi)燃機(jī)載荷等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷時(shí)從燃料供給閥5提供燃料，則燃料會(huì)在排氣通道2內(nèi)燃燒。因此，在從燃料供給閥5提供燃料的情況下，可能難以向過(guò)濾器3承載的氧化催化劑提供使過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度所需的足夠量的燃料。因此，在步驟S103內(nèi)，節(jié)流閥8的開(kāi)度被控制，即吸入空氣量被控制。因此，當(dāng)過(guò)濾器3的當(dāng)前溫度低于目標(biāo)溫度時(shí)，使過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。另一方面，當(dāng)過(guò)濾器3的當(dāng)前溫度等于目標(biāo)溫度時(shí)，將過(guò)濾器3的溫度保持在目標(biāo)溫度。
在此情況下，通過(guò)減少吸入空氣量來(lái)升高排氣溫度，并且過(guò)濾器3的溫度隨著排氣溫度的升高而升高。在此情況下，在改變節(jié)流閥8的開(kāi)度之前，學(xué)習(xí)在不執(zhí)行從燃料供給閥5供給燃料的狀態(tài)下節(jié)流閥8的開(kāi)度和過(guò)濾器3的溫度之間的關(guān)系，并且根據(jù)學(xué)習(xí)獲得的關(guān)系控制節(jié)流閥8的開(kāi)度。在步驟S103內(nèi)過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度時(shí)，ECU 10終止程序。
根據(jù)上述控制程序，不管內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷如何，都可將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。即，可在較寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。因此，可在較寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)氧化和除去過(guò)濾器3內(nèi)積聚的PM。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷時(shí)，通過(guò)禁止從燃料供給閥5提供燃料，可以抑制由于燃料在排氣通道2內(nèi)燃燒導(dǎo)致的排氣溫度的過(guò)分升高。根據(jù)第一實(shí)施例，能夠適當(dāng)?shù)鼗謴?fù)過(guò)濾器3的排氣控制能力。
在上述控制程序中，當(dāng)向過(guò)濾器3提供燃料以便升高過(guò)濾器3的溫度時(shí)，是從燃料供給閥5向排氣提供燃料。但是，可在執(zhí)行主燃料噴射之后在動(dòng)力沖程或排氣沖程期間，通過(guò)在內(nèi)燃機(jī)1的氣缸內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射來(lái)從過(guò)濾器3上游的位置向過(guò)濾器3提供燃料，而不是通過(guò)執(zhí)行從燃料供給閥5的燃料供給。
該控制程序可應(yīng)用于其中過(guò)濾器3承載NOx儲(chǔ)存還原催化劑(下文被稱為“NOx催化劑”)并且減少存儲(chǔ)在NOx催化劑內(nèi)的SOx的情況。在此情況下，當(dāng)存儲(chǔ)在NOx催化劑內(nèi)的SOx的量等于或大于預(yù)定存儲(chǔ)量時(shí)，可以開(kāi)始升高過(guò)濾器的溫度。另外，該目標(biāo)溫度是可減少存儲(chǔ)在NOx催化劑內(nèi)的SOx的溫度。
上述控制程序可應(yīng)用于其中設(shè)置有NOx催化劑而不是過(guò)濾器3并且NOx催化劑的溫度升高的情況。
接下來(lái)，將說(shuō)明對(duì)節(jié)流閥的開(kāi)度和過(guò)濾器的溫度之間的關(guān)系的學(xué)習(xí)。即，將參照?qǐng)D3說(shuō)明當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷在過(guò)濾器升溫控制期間從低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的內(nèi)燃機(jī)載荷改變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的內(nèi)燃機(jī)載荷時(shí)所執(zhí)行的控制。圖3為示出在過(guò)濾器升溫控制期間內(nèi)燃機(jī)載荷、從燃料供給閥5的燃料供給、過(guò)濾器3的溫度以及節(jié)流閥8的開(kāi)度之間的關(guān)系的時(shí)間圖。在示出內(nèi)燃機(jī)載荷的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)劃線表示預(yù)定的內(nèi)燃機(jī)載荷，在示出過(guò)濾器溫度的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)劃線表示目標(biāo)溫度。
如上所述，當(dāng)在過(guò)濾器升溫控制期間內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷時(shí)，執(zhí)行從燃料供給閥5的燃料供給。如果內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷改變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的內(nèi)燃機(jī)載荷，則如圖3所示，一旦內(nèi)燃機(jī)載荷完成改變則停止從燃料供給閥5供給燃料。結(jié)果，被保持在目標(biāo)溫度的過(guò)濾器3的溫度開(kāi)始降低。
在第一實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷在過(guò)濾器升溫控制期間等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷時(shí)，通過(guò)控制節(jié)流閥8的開(kāi)度將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。在此情況下，ECU 10學(xué)習(xí)在不執(zhí)行從燃料供給閥5提供燃料的狀態(tài)下過(guò)濾器3的溫度與節(jié)流閥8的開(kāi)度之間的關(guān)系。根據(jù)通過(guò)學(xué)習(xí)獲得的關(guān)系對(duì)節(jié)流閥8的開(kāi)度進(jìn)行控制。但是，如果ECU 10在過(guò)濾器3的溫度正在降低時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)濾器3的溫度和節(jié)流閥8的開(kāi)度之間的關(guān)系，則ECU 10會(huì)使用比實(shí)際上對(duì)應(yīng)于節(jié)流閥8的開(kāi)度的過(guò)濾器3的溫度高的溫度錯(cuò)誤地學(xué)習(xí)該關(guān)系。那么，如果ECU 10根據(jù)以上述方式執(zhí)行的學(xué)習(xí)所獲得的過(guò)濾器3的溫度和節(jié)流閥8的開(kāi)度之間的關(guān)系，控制節(jié)流閥8的開(kāi)度以便將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度，則過(guò)濾器3的實(shí)際溫度會(huì)偏離該目標(biāo)溫度。
因此，在第一實(shí)施例中，在停止從燃料供給閥5提供燃料并且過(guò)濾器3的溫度進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)(即，圖3中的時(shí)刻“a”)之后，ECU 10學(xué)習(xí)過(guò)濾器3的溫度和節(jié)流閥8的開(kāi)度之間的關(guān)系。然后，根據(jù)在圖3所示的時(shí)刻“a”執(zhí)行的學(xué)習(xí)所獲得的過(guò)濾器3的溫度和節(jié)流閥8的開(kāi)度之間的關(guān)系控制節(jié)流閥8的開(kāi)度，以便將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。
接下來(lái)，將說(shuō)明在過(guò)濾器升溫控制期間當(dāng)內(nèi)燃機(jī)載荷改變時(shí)使用的控制程序。下文將參照?qǐng)D4的流程圖說(shuō)明在過(guò)濾器升溫控制期間當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷從低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的內(nèi)燃機(jī)載荷改變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的內(nèi)燃機(jī)載荷時(shí)使用的控制程序。該程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU 10內(nèi)，并且在過(guò)濾器升溫控制期間以預(yù)定間隔重復(fù)執(zhí)行。
在此程序中，ECU 10在步驟S201內(nèi)判定內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷是否已從低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的內(nèi)燃機(jī)載荷改變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的內(nèi)燃機(jī)載荷。當(dāng)在步驟S201內(nèi)作出肯定判定時(shí)，ECU 10執(zhí)行步驟S202。另一方面，當(dāng)在步驟S201內(nèi)作出否定判定時(shí)，ECU 10結(jié)束程序。
在步驟S202內(nèi)，ECU 10停止從燃料供給閥5提供燃料。
接下來(lái)，ECU 10在步驟S203內(nèi)判定過(guò)濾器3的溫度是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。如果過(guò)濾器3的溫度每單位時(shí)間的改變量等于或小于一預(yù)定量，則在步驟S203內(nèi)作出肯定判定。當(dāng)在步驟S203內(nèi)作出肯定判定時(shí)，ECU 10執(zhí)行步驟S204。另一方面，當(dāng)在步驟S203內(nèi)作出否定判定時(shí)，ECU 10結(jié)束程序。當(dāng)在步驟S203內(nèi)作出否定判定時(shí)，ECU 10可重復(fù)執(zhí)行步驟S203。
在步驟S204內(nèi)，ECU 10學(xué)習(xí)節(jié)流閥8的開(kāi)度和過(guò)濾器3的溫度之間的關(guān)系。
接下來(lái)，在步驟S205內(nèi)，ECU 10根據(jù)在步驟S204內(nèi)執(zhí)行的學(xué)習(xí)所獲得的節(jié)流閥8的開(kāi)度和過(guò)濾器3的溫度之間的關(guān)系控制節(jié)流閥8的開(kāi)度，以便將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度，此后ECU 10結(jié)束程序。
根據(jù)上述控制程序，在過(guò)濾器3的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)對(duì)節(jié)流閥8的開(kāi)度和過(guò)濾器3的溫度之間的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且根據(jù)該學(xué)習(xí)獲得的關(guān)系控制節(jié)流閥8的開(kāi)度以便過(guò)濾器3的溫度變?yōu)槟繕?biāo)溫度。因此，即使當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的工作狀態(tài)由于內(nèi)燃機(jī)載荷從低內(nèi)燃機(jī)載荷改變?yōu)楦邇?nèi)燃機(jī)載荷而改變且同時(shí)滿足升溫條件時(shí)，仍可將過(guò)濾器3的溫度更可靠地控制到目標(biāo)溫度。
在第一實(shí)施例中，當(dāng)排氣節(jié)流閥設(shè)置在排氣通道2內(nèi)時(shí)，對(duì)排氣節(jié)流閥的開(kāi)度的控制可與對(duì)節(jié)流閥8的開(kāi)度的控制一起執(zhí)行。
接下來(lái)，將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖5為示意性地示出根據(jù)第二實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)及其吸入空氣/排氣系統(tǒng)的圖。如圖5所示，除了在第二實(shí)施例中沒(méi)有設(shè)置燃料供給閥5之外，根據(jù)第二實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)及其吸入空氣/排氣系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)與根據(jù)第一實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)及其吸入空氣/排氣系統(tǒng)相同。
首先，將說(shuō)明過(guò)濾器升溫控制。在第二實(shí)施例中，當(dāng)通過(guò)向過(guò)濾器3(過(guò)濾器3承載的氧化催化劑)提供燃料來(lái)升高過(guò)濾器3的溫度時(shí)，在執(zhí)行主燃料噴射之后在動(dòng)力沖程或排氣沖程期間在內(nèi)燃機(jī)1的氣缸內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射，從而從過(guò)濾器3上游的位置向過(guò)濾器3提供燃料。
當(dāng)通過(guò)副燃料噴射向過(guò)濾器3提供燃料時(shí)，隨著內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變高，一個(gè)燃燒循環(huán)所需的時(shí)間變短。因此，可在一個(gè)燃燒循環(huán)內(nèi)執(zhí)行的副燃料噴射的次數(shù)減少。因此，在內(nèi)燃機(jī)1以高內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速工作的區(qū)域內(nèi)，可能難以通過(guò)執(zhí)行副燃料噴射提供使過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度所需的足夠量的燃料。
因此，在第二實(shí)施例中，如圖6所示，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)1的工作狀態(tài)處于區(qū)域(A)-即內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷并且內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速-期間執(zhí)行過(guò)濾器升溫控制時(shí)，通過(guò)執(zhí)行副燃料噴射并控制通過(guò)副燃料噴射所噴射的燃料量將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)1的工作狀態(tài)處于區(qū)域(B)-即內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷或者內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速-期間執(zhí)行過(guò)濾器升溫控制時(shí)，禁止副燃料噴射，并且通過(guò)控制節(jié)流閥8的開(kāi)度將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。
圖6為示出內(nèi)燃機(jī)1的工作狀態(tài)與升高過(guò)濾器3的溫度的方法之間的關(guān)系的曲線圖。在圖6內(nèi)，豎軸表示內(nèi)燃機(jī)載荷，橫軸表示內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。虛線表示區(qū)域(A)和區(qū)域(B)之間的分界。實(shí)線表示對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的最大內(nèi)燃機(jī)載荷。
區(qū)域(A)和區(qū)域(B)之間的分界是根據(jù)預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷和預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定的。該預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷與根據(jù)第一實(shí)施例的預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷相同。隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變高，預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷被設(shè)定為較低的值。該預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速是預(yù)先設(shè)定的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速是內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的閾值，當(dāng)處于該閾值時(shí)，難以執(zhí)行其次數(shù)使得可提供足夠量的燃料的副燃料噴射，該足夠量的燃料是將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度所需的。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D7所示的流程圖說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的過(guò)濾器升溫控制程序。除了執(zhí)行步驟S304而不是步驟S104并且添加步驟S303之外，該程序與圖2所示的過(guò)濾器升溫控制程序相同。因此，將僅說(shuō)明步驟S303和步驟S304，不再說(shuō)明其它步驟。如圖2所示的程序的情況一樣，根據(jù)第二實(shí)施例的程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU 10內(nèi)，并且在內(nèi)燃機(jī)工作期間以預(yù)定時(shí)間間隔重復(fù)執(zhí)行。
在該程序中，當(dāng)在步驟S102內(nèi)作出否定判定時(shí)，ECU 10執(zhí)行步驟S303。
ECU 10在步驟S303內(nèi)判定內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速是否等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。如果在步驟S303內(nèi)作出肯定判定，則ECU 10執(zhí)行步驟S103。另一方面，如果在步驟S303內(nèi)作出否定判定，則ECU 10執(zhí)行步驟S304。
在步驟S304內(nèi)，ECU 10在內(nèi)燃機(jī)1的氣缸內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射，并且控制通過(guò)副燃料噴射所噴射的燃料量。從而，當(dāng)過(guò)濾器3的當(dāng)前溫度低于目標(biāo)溫度時(shí)，將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。當(dāng)過(guò)濾器3的當(dāng)前溫度等于目標(biāo)溫度時(shí)，將過(guò)濾器3的溫度保持在目標(biāo)溫度。當(dāng)在步驟S304內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射時(shí)，將節(jié)流閥8的開(kāi)度控制為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)載荷設(shè)定的開(kāi)度。
根據(jù)上述控制程序，即使在通過(guò)副燃料噴射向過(guò)濾器3提供燃料時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速很高，仍可將過(guò)濾器3的溫度更可靠地升高到目標(biāo)溫度。即，可在較寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。因此，可在較寬的工作狀態(tài)范圍內(nèi)氧化和除去過(guò)濾器3內(nèi)積聚的PM。
在第二實(shí)施例中，當(dāng)在過(guò)濾器升溫控制期間內(nèi)燃機(jī)1的工作狀態(tài)從圖6所示的區(qū)域(A)轉(zhuǎn)移到區(qū)域(B)時(shí)，一旦該轉(zhuǎn)移完成則停止副燃料噴射。然后，在副燃料噴射停止并且過(guò)濾器3的溫度進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)之后，ECU10學(xué)習(xí)過(guò)濾器3的溫度和節(jié)流閥8的開(kāi)度之間的關(guān)系。然后，ECU 10根據(jù)通過(guò)學(xué)習(xí)獲得的關(guān)系控制節(jié)流閥8的開(kāi)度，以便將過(guò)濾器3的溫度升高到目標(biāo)溫度。
因此，即使當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的工作狀態(tài)在過(guò)濾器升溫控制期間改變時(shí)，仍可將過(guò)濾器3的溫度更可靠地控制到目標(biāo)溫度。
如根據(jù)第一實(shí)施例的過(guò)濾器溫度控制程序的情況一樣，根據(jù)第二實(shí)施例的控制程序可用于這樣的情況，其中當(dāng)過(guò)濾器3承載NOx催化劑或者設(shè)置NOx催化劑而不是過(guò)濾器3時(shí)，減少存儲(chǔ)在NOx催化劑內(nèi)的SOx。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)并具有氧化功能的排氣控制裝置；用于從排氣控制裝置上游的位置向排氣控制裝置供給燃料的燃料供給裝置；以及用于控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的吸入空氣量控制裝置，其特征在于，當(dāng)已經(jīng)滿足用于將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度以便恢復(fù)排氣控制裝置的排氣控制能力的升溫條件時(shí)，如果內(nèi)燃機(jī)載荷低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷，則通過(guò)控制從燃料供給裝置供給排氣控制裝置的燃料量將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度，并且吸入空氣量控制裝置將內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量控制為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機(jī)載荷設(shè)定的吸入空氣量；并且當(dāng)已經(jīng)滿足升溫條件時(shí)，如果內(nèi)燃機(jī)載荷等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷，則禁止從燃料供給裝置的燃料供給，并且吸入空氣量控制裝置控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量，從而將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，其特征在于，該排氣控制裝置包括承載氧化催化劑的過(guò)濾器、承載NOx儲(chǔ)存還原催化劑的過(guò)濾器、以及NOx儲(chǔ)存還原催化劑中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，其特征在于，在執(zhí)行主燃料噴射之后在動(dòng)力沖程或排氣沖程期間該燃料供給裝置在內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射，從而從排氣控制裝置上游的位置向排氣控制裝置供給燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，其特征在于，即使在已經(jīng)滿足升溫條件時(shí)內(nèi)燃機(jī)載荷低于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷的情況下，如果內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等于或高于預(yù)定內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，則禁止從燃料供給裝置的燃料供給，并且吸入空氣量控制裝置控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量，從而將排氣控制裝置的溫度升高到或保持在目標(biāo)溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，其特征在于，該燃料供給裝置通過(guò)使用燃料供給閥來(lái)供給燃料，從而將燃料供給排氣控制裝置，該燃料供給閥在排氣控制裝置上游的位置處設(shè)置在排氣通道內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，其特征在于，隨著在已經(jīng)滿足升溫條件時(shí)獲得的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變高，將預(yù)定內(nèi)燃機(jī)載荷設(shè)定為較低的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項(xiàng)的用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制設(shè)備，其特征在于，還設(shè)置有用于在不執(zhí)行從燃料供給裝置的燃料供給的狀態(tài)下學(xué)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系的學(xué)習(xí)裝置，在已經(jīng)滿足升溫條件的情況下，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)從其中控制從燃料供給裝置向排氣控制裝置供給的燃料的量從而將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度的工作區(qū)域，轉(zhuǎn)移到其中吸入空氣量控制裝置控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量以便將排氣控制裝置的溫度升高到目標(biāo)溫度的工作區(qū)域時(shí)，在從燃料供給裝置的燃料供給停止并且排氣控制裝置的溫度進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)之后，通過(guò)該學(xué)習(xí)裝置來(lái)學(xué)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系；以及根據(jù)由該學(xué)習(xí)裝置執(zhí)行的學(xué)習(xí)所獲得的內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量和排氣控制裝置的溫度之間的關(guān)系，由吸入空氣量控制裝置控制內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量，從而將排氣控制裝置的溫度控制到目標(biāo)溫度。
全文摘要
當(dāng)設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)(1)的排氣通道(2)內(nèi)且具有氧化功能的排氣控制裝置(3)的溫度升高到目標(biāo)溫度以便恢復(fù)排氣控制裝置(3)的排氣控制能力時(shí)，升高排氣控制裝置(3)的溫度的方法根據(jù)內(nèi)燃機(jī)(1)的工作狀態(tài)在以下方法之間切換其中通過(guò)控制提供給排氣控制裝置(3)的燃料量來(lái)升高排氣控制裝置(3)的溫度的方法，和其中禁止向排氣控制裝置(3)供給燃料并通過(guò)控制內(nèi)燃機(jī)(1)的吸入空氣量來(lái)升高排氣控制裝置(3)的溫度的方法。
文檔編號(hào)F01N9/00GK1989320SQ200580024436
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者富永浩之, 陶山欣悟, 橋詰剛, 青木秀樹(shù) 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社