專利名稱：用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，更特別地涉及這樣一種控制裝 置，該控制裝置適于控制在排氣通路中配備有用于捕集顆粒物質(zhì)PM的顆粒過(guò)濾器的內(nèi)燃 發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
例如，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣排放凈化系統(tǒng)，所述柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)在排氣通路中配備有用于捕集顆粒物質(zhì)PM的顆粒過(guò)濾器(下文中稱作“PM過(guò)濾器”)。 這種傳統(tǒng)的系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成，僅在發(fā)動(dòng)機(jī)在PM過(guò)濾器再生期間進(jìn)入停止燃料供給(燃料切 斷)的減速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下判定為PM過(guò)濾器將不具有過(guò)度升高的溫度時(shí)，才減小進(jìn)氣節(jié) 氣門(mén)的開(kāi)度角和增大EGR閥的開(kāi)度角。通過(guò)施行上述控制，如果在PM過(guò)濾器再生期間柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)入減速運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)，則所述傳統(tǒng)的系統(tǒng)抑制PM過(guò)濾器溫度的降低和過(guò)度升高。這樣，所述傳統(tǒng)的系統(tǒng) 試圖良好地繼續(xù)PM過(guò)濾器的再生。包括上述文獻(xiàn)在內(nèi)，申請(qǐng)人知曉以下文獻(xiàn)作為本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)。[專利文獻(xiàn)1]特開(kāi)2005-201210號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開(kāi)平8-326524號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開(kāi)2003-129835號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]實(shí)開(kāi)昭64-3017號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
[本發(fā)明要解決的問(wèn)題]上述傳統(tǒng)控制是在針對(duì)執(zhí)行稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下對(duì)流 入PM過(guò)濾器的氣體進(jìn)行的溫度控制。換句話說(shuō)，這種傳統(tǒng)控制并不針對(duì)施行提供理論配比 空燃比的空燃比控制作為基本控制的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。也就是說(shuō)，所述傳統(tǒng)控制不針對(duì)執(zhí)行理 論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。已作出本發(fā)明來(lái)解決上述問(wèn)題并且本發(fā)明的目的是提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、如 在排氣通路中配備有PM過(guò)濾器的理論配比發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，該控制裝置可令人滿意地 防止PM過(guò)濾器產(chǎn)生過(guò)度升高的溫度，由此有利于由PM過(guò)濾器捕集的顆粒物質(zhì)PM的持續(xù)再 生而沒(méi)有不利影響。[解決問(wèn)題的手段]上述目的通過(guò)這樣一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在排 氣通路中設(shè)有用于捕集包含在排氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器，以及在作為空燃比的基本 控制的用于提供理論配比空燃比的控制下執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)置有過(guò)濾器0T判定 裝置以用于判定所述顆粒過(guò)濾器是否將具有過(guò)度升高的溫度。還設(shè)置有控制裝置以用于在 判定為所述顆粒過(guò)濾器將具有過(guò)度升高的溫度的情況下施行控制以使得所述顆粒過(guò)濾器的氣氛可變?yōu)楸壤碚撆浔瓤杖急雀〉臍夥铡Ｔ诒景l(fā)明的第二方面中，所述控制裝置可基于所述顆粒過(guò)濾器的氣氛的稀薄程度來(lái)控制由所述顆粒過(guò)濾器捕集的所述顆粒物質(zhì)的燃燒速率。上述目的通過(guò)這樣一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣通路中設(shè)有用于捕集包含在排氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器，以及在作為空燃比的基本 控制的用于提供理論配比空燃比的控制下執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)置有燃料切斷控制裝 置以用于在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)減速期間執(zhí)行燃料切斷。還設(shè)置有過(guò)濾器OT判定裝置以用于 判定所述顆粒過(guò)濾器是否由于所述燃料切斷的執(zhí)行而將具有過(guò)度升高的溫度。還設(shè)置有燃 料切斷禁止裝置以用于在判定為所述顆粒過(guò)濾器將具有過(guò)度升高的溫度的情況下禁止在 減速期間執(zhí)行燃料切斷。本發(fā)明的第四方面可包括用于控制從所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的空燃比的空 燃比控制裝置。在所述過(guò)濾器OT判定裝置判定為所述顆粒過(guò)濾器將具有過(guò)度升高的溫度 的情況下，所述空燃比控制裝置可在所述燃料切斷禁止裝置禁止減速期間的燃料切斷之前 對(duì)所述排氣的所述空燃比施行稍稀控制以使得所述顆粒過(guò)濾器的氣氛可變?yōu)楸人隼碚?配比空燃比稍微更稀的氣氛。在本發(fā)明的第五方面中，在所述稍稀控制已開(kāi)始后，所述空燃比控制裝置可繼續(xù) 施行所述稍稀控制，直到所述過(guò)濾器OT判定裝置判定為所述顆粒過(guò)濾器將不具有過(guò)度升 高的溫度。在本發(fā)明的第六方面中，所述過(guò)濾器OT判定裝置可包括OT程度判定裝置，所述OT 程度判定裝置用于判定所述顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度的推定程度。還可設(shè)置有空燃比 控制裝置以用于對(duì)排氣的空燃比施行稍稀控制以使得所述顆粒過(guò)濾器的氣氛可變?yōu)楸壤?論配比空燃比稍微更稀的氣氛。還可設(shè)置有過(guò)濾器OT避免控制選擇裝置以用于在所述過(guò) 濾器OT判定裝置判定為所述顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度的所述程度較高的情況下選擇 由所述燃料切斷禁止裝置禁止減速期間的燃料切斷，以及在所述過(guò)濾器OT判定裝置判定 為所述顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度的所述程度較低的情況下選擇由所述空燃比控制裝 置執(zhí)行所述稍稀控制。本發(fā)明的第七方面還可包括設(shè)置在所述排氣通路中并且能夠凈化所述排氣的催 化劑。還可在所述催化劑上游的所述排氣通路中設(shè)置上游側(cè)空燃比傳感器以獲取關(guān)于從氣 缸排出的排氣的空燃比的信息。還可在所述催化劑下游的所述排氣通路中設(shè)置下游側(cè)空燃 比傳感器以獲取關(guān)于從所述催化劑的下游排出的排氣的空燃比的信息。所述顆粒過(guò)濾器還 可設(shè)置在所述下游側(cè)空燃比傳感器上游的所述排氣通路中。所述空燃比控制裝置在施行所 述稍稀控制時(shí)可基于所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出將所述顆粒過(guò)濾器的氣氛控制為所 述稍稀氣氛。[本發(fā)明的效果]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在判定為顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度成為關(guān)切問(wèn)題 (顧慮)的情況下，所述過(guò)濾器的氣氛被控制為稀氣氛。對(duì)于執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃 發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，與例如為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比，顆粒過(guò)濾器的氣氛趨于具有高的溫 度。為此，執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)使得顆粒過(guò)濾器的氣氛變?yōu)橄夥眨纱巳?燒并除去積聚在顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)PM。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)有基本執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)能將積聚在顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)PM的量維持在不必?fù)?dān)心顆粒 過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度的水平。這能令人滿意地防止產(chǎn)生顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度 (及由此所述過(guò)濾器的熔化)。這樣，能有利于由顆粒過(guò)濾器捕集的顆粒物質(zhì)PM的持續(xù)再 生而沒(méi)有不利影響。隨著供給到捕集顆粒物質(zhì)PM的顆粒過(guò)濾器的氧量的增加，顆粒物質(zhì)PM的燃燒速 率(所述顆粒過(guò)濾器的再生速率)更快。因此，顆粒物質(zhì)PM的燃燒溫度升高。根據(jù)本發(fā)明 的第二方面，基于所述顆粒過(guò)濾器的氣氛的稀薄程度來(lái)控制顆粒物質(zhì)PM的燃燒速率。這 能在被捕集的顆粒物質(zhì)PM的燃燒溫度未達(dá)到異常高的溫度的范圍內(nèi)燃燒并除去顆粒物質(zhì) PM。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，能抑制供給到充分積聚有顆粒物質(zhì)PM并具有高溫的顆 粒過(guò)濾器的氧量的快速增加。因此，執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能防止顆粒過(guò)濾 器具有由執(zhí)行燃料切斷而導(dǎo)致的異常高的溫度。這樣，能令人滿意地防止顆粒過(guò)濾器熔化。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在判定為顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度成為關(guān)切問(wèn)題的 情況下，在禁止燃料切斷之前施行稍稀控制。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，在開(kāi)始擔(dān)心顆粒過(guò)濾 器的過(guò)度升高的溫度的早期階段，所述稍稀控制快速燃燒并除去顆粒物質(zhì)PM。這樣，本發(fā)明 能在防止顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度(及由此過(guò)濾器的熔化)和由確保執(zhí)行燃料切斷的 時(shí)間導(dǎo)致的燃料消耗改善之間實(shí)現(xiàn)良好的平衡。如上所述能令人滿意地防止產(chǎn)生顆粒過(guò)濾 器的過(guò)度升高的溫度(及由此顆粒過(guò)濾器的熔化)的發(fā)生。因此，設(shè)有基本執(zhí)行理論配比 燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)可有利于由顆粒過(guò)濾器捕集的顆粒物質(zhì)PM的持續(xù)再生而沒(méi) 有不利影響。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，能防止顆粒物質(zhì)PM在顆粒過(guò)濾器上積聚到使得由于因 執(zhí)行燃料切斷所導(dǎo)致的異常高的溫度而發(fā)生的顆粒過(guò)濾器熔化成為關(guān)切問(wèn)題的水平。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，根據(jù)顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度的推定程度來(lái)選擇禁 止燃料切斷和執(zhí)行稍稀控制中的任一者。因此，本發(fā)明能在防止顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的 溫度(及由此過(guò)濾器的熔化)和由確保執(zhí)行燃料切斷的時(shí)間導(dǎo)致的燃料消耗改善之間實(shí)現(xiàn) 良好的平衡。如上所述能令人滿意地防止產(chǎn)生顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度(及由此顆粒 過(guò)濾器的熔化)的發(fā)生。因此，設(shè)有基本執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)可有 利于由顆粒過(guò)濾器捕集的顆粒物質(zhì)PM的持續(xù)再生而沒(méi)有不利影響。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，設(shè)置在催化劑下游的排氣通路中以獲取關(guān)于從催化劑的 下游排出的排氣的空燃比的信息的下游側(cè)空燃比傳感器用于精確地控制流過(guò)顆粒過(guò)濾器 的排氣的氧濃度。這樣，可精確地施行所述稍稀控制，同時(shí)將NOx凈化能力的惡化保持為最 小限度。


圖1是用于幫助說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。圖2是示出在本發(fā)明第一實(shí)施例中執(zhí)行的程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例
[對(duì)系統(tǒng)構(gòu)造的描述]圖1是用于幫助說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。圖1所示的系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10。該發(fā)動(dòng)機(jī)10是理論配比燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其施行提供理論配比空 燃比的空燃比控制作為基本控制而進(jìn)行燃燒。此處，例如，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10是執(zhí)行這種理論 配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10設(shè)有排氣通路12。主線性A/F傳感器(下文中簡(jiǎn)稱為“A/F傳感 器”)14設(shè)置在排氣通路12中以檢測(cè)從氣缸內(nèi)排出的排氣的空燃比。A/F傳感器14是發(fā)出 關(guān)于排氣的空燃比大致線性的輸出的傳感器。能夠凈化包含在排氣中的三元組分(N0x、HC、C0)的上游側(cè)三元催化劑16設(shè)置在 A/F傳感器14下游的排氣通路12中。能夠捕集并除去包含在排氣中的顆粒物質(zhì)PM的顆粒 過(guò)濾器(下文中稱為“PM過(guò)濾器”)18設(shè)置在上游側(cè)三元催化劑16下游的排氣通路12中。副02傳感器20設(shè)置在PM過(guò)濾器18下游的排氣通路12中以響應(yīng)于該位置處的 空燃比是濃還是稀而發(fā)出信號(hào)。此外，能夠凈化包含在排氣中的上述三元組分的下游側(cè)三 元催化劑22設(shè)置在副02傳感器20下游的排氣通路12中。順便提及，設(shè)置在上游側(cè)三元 催化劑16上游的空燃比傳感器可以是與副02傳感器20具有相同構(gòu)型的氧傳感器，而非上 述主線性A/F傳感器14。圖1所示的系統(tǒng)包括ECU(電子控制單元)24。各種傳感器(未示出)以及上述 A/F傳感器14和副02傳感器20與ECU 24連接以測(cè)量用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的各種信息 (發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度、進(jìn)氣量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)角度、加速器角度等)。此外，ECU 24連 接有各種未示出的致動(dòng)器，例如節(jié)氣門(mén)、燃料噴射閥、火化塞等。(空燃比反饋控制)本實(shí)施例的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10是如上所述在作為基本控制的提供理論配比空燃比的 空燃比控制下執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。更具體地，本實(shí)施例利用A/F傳感器 14和副02傳感器20的輸出來(lái)施行下述的空燃比反饋控制，以將空燃比控制為接近理論配 比空燃比的值。也就是說(shuō)，本實(shí)施例的系統(tǒng)基于上游側(cè)A/F傳感器14的輸出來(lái)施行主反饋 控制，并基于下游側(cè)副02傳感器20的輸出來(lái)施行次反饋控制。在主反饋控制中，燃料噴射 量被控制為允許流入上游側(cè)三元催化劑16的排氣的空燃比與控制目標(biāo)空燃比一致。在次 反饋控制中，主反饋控制的內(nèi)容被修正，以使得從上游側(cè)三元催化劑16的下游流出的排氣 的空燃比可變?yōu)槔碚撆浔瓤杖急取?PM過(guò)濾器的PM捕集和再生)圖1所示的PM過(guò)濾器18捕集包含在排氣中的PM以抑制排放到大氣中的PM。為 了持續(xù)捕集PM，配備有這種PM過(guò)濾器18的系統(tǒng)需要進(jìn)行再生，其中將被捕集的PM除去以 使PM過(guò)濾器18的捕集能力再生?？上氲竭@種PM再生的示例包括將PM過(guò)濾器18置于高 溫和稀氣氛下以燃燒并除去所捕集的PM的處理。更具體地，根據(jù)該實(shí)施例的設(shè)有理論配比 燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)通過(guò)提供從外部向PM過(guò)濾器18供給氧的構(gòu)型而執(zhí)行PM過(guò)濾器18的持 續(xù)再生，來(lái)作為PM過(guò)濾器的這種定常再生。[第一實(shí)施例的特征部分](由PM過(guò)濾器的再生導(dǎo)致的理論配比燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)特有的問(wèn)題)順便提及，如本實(shí)施例的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10那樣，與例如為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的執(zhí)行稀燃運(yùn) 轉(zhuǎn)的稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比，在空燃比被控制為理論配比空燃比的狀態(tài)下執(zhí)行燃燒的理論配比燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)趨于升高燃燒溫度。因此，與稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比，理論配比燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)趨于升高PM 過(guò)濾器18的氣氛溫度。另一方面，對(duì)于理論配比燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，PM過(guò)濾器18的氣氛基本 為理論配比氣氛。因此，與稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比，難以對(duì)PM過(guò)濾器18的氣氛確保充足的氧量。上述理論配比燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)期間可在接收到減速要求時(shí)執(zhí)行 燃料切斷。在這種情況下，在理論配比氣氛中PM過(guò)濾器18的氣氛中的氧濃度迅速升高。在 這種情況下，如果PM過(guò)濾器18處于高溫狀態(tài)，則大量的氧迅速供給到PM過(guò)濾器18以急速 燃燒積聚在PM過(guò)濾器18上的PM。在PM燃燒期間，隨著作為燃料輸入到PM的氧量的增加，氧化反應(yīng)速率(也就是， PM的燃燒速率)升高。隨著積聚在PM過(guò)濾器18上的PM的量更大或隨著反應(yīng)速率(PM的 燃燒速率)更高，伴隨著PM燃燒的PM過(guò)濾器18的溫度升高程度更加增大。在積聚在PM過(guò)濾器18上的PM的量大且PM過(guò)濾器18的溫度高的情況下，可在接 收到減速要求時(shí)執(zhí)行燃料切斷。在這種情況下，PM過(guò)濾器18的溫度迅速升高。結(jié)果，如果 PM過(guò)濾器18的溫度過(guò)度地升高到超過(guò)其上限，則存在PM過(guò)濾器18熔化的關(guān)切問(wèn)題。(第一實(shí)施例的特征控制的概要)為了消除該關(guān)切問(wèn)題，本實(shí)施例施行以下控制。積聚在PM過(guò)濾器18上的PM的量 較大且PM過(guò)濾器的溫度較高。因此，可判定為PM過(guò)濾器18處于第一階段，在該第一階段 中PM過(guò)濾器18具有過(guò)度升高的溫度成為關(guān)切問(wèn)題。在這種情況下，對(duì)排氣的空燃比進(jìn)行稍 稀控制，以使得PM過(guò)濾器18的氣氛可以是稍稀的，也就是比理論配比空燃比更稀。此外， 在稍稀控制期間，通過(guò)利用副02傳感器20的輸出調(diào)節(jié)PM過(guò)濾器18的氣氛的稀薄程度來(lái) 控制所積聚的PM的燃燒速率(也就是PM的再生速率)，從而PM過(guò)濾器18不會(huì)由于所積聚 的PM的燃燒而具有超過(guò)過(guò)濾器上限溫度的異常高的溫度。此外在本實(shí)施例中，積聚在PM過(guò)濾器18上的PM的量十分大且PM過(guò)濾器18的溫 度十分高。因此，如果在減速期間執(zhí)行燃料切斷，則判定為PM過(guò)濾器處于第二階段，在該第 二階段中PM過(guò)濾器18將具有超過(guò)上述過(guò)濾器上限溫度的異常高的溫度。在這種情況下， 禁止執(zhí)行減速期間的燃料切斷。(第一實(shí)施例中的具體處理)圖2是示出由EOT 24執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述功能的程序的流程圖。在圖2所示的程序中，首先判定是否正在針對(duì)由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10執(zhí)行的理論配比運(yùn) 轉(zhuǎn)施行空燃比(A/F)的上述反饋控制(步驟100)。如果判定為正在施行所述反饋控制，則判定積聚在PM過(guò)濾器18上的PM的量 “spm”是否等于或大于預(yù)定值“spml”(步驟102)。該預(yù)定值“spml”是用于判定積聚在PM 過(guò)濾器18上的PM的量“spm”是否為這樣一個(gè)積聚量的閾值，所述積聚量使得在減速期間 執(zhí)行燃料切斷的情況下PM過(guò)濾器18將具有超過(guò)過(guò)濾器上限溫度的異常高的溫度(0T (過(guò) 溫))成為關(guān)切問(wèn)題。在上述步驟102中，基于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)記錄(冷卻水溫度、空燃比和進(jìn)氣 量)、PM過(guò)濾器18的溫度和PM過(guò)濾器18的氣氛的氧濃度記錄來(lái)判定所述PM積聚量“spm”。 順便提及，可基于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷率等)來(lái)推定PM過(guò)濾器18 的溫度?？苫谠O(shè)置在PM過(guò)濾器18下游的副02傳感器20的輸出來(lái)獲得PM過(guò)濾器18的 氣氛的氧濃度記錄。
在上述步驟102中，如果判定為所述過(guò)濾器積聚PM量“spm”大于預(yù)定值“spml”， 則判定PM過(guò)濾器18的溫度“tempflt”是否等于或高于預(yù)定值“tempfltl”(步驟104)。該 預(yù)定值“tempfltl”是用于判定PM過(guò)濾器18的溫度“tempflt”是否為在減速期間執(zhí)行燃 料切斷的情況下會(huì)使得PM過(guò)濾器18熔化的溫度的閾值。在步驟104中可判定為所述過(guò)濾器溫度“tempflt”高于預(yù)定值“tempfltl”。也就 是說(shuō)，在步驟102和104中都可作出肯定的判定。在這種情況下，如果在PM過(guò)濾器18的當(dāng) 前狀況下執(zhí)行燃料切斷，則可判定為PM過(guò)濾器18的熔化成為關(guān)切問(wèn)題。換句話說(shuō)，PM過(guò) 濾器18可處于上述第二階段。在這種情況下，開(kāi)始F/C禁止控制以禁止執(zhí)行減速期間的燃 料切斷(F/C)(步驟106)。另一方面，如果在步驟102或104中作出否定的判定，則F/C禁止控制結(jié)束(步驟 108)。換句話說(shuō)，允許執(zhí)行正常的燃料切斷控制。在這種情況下，接下來(lái)判定積聚在PM過(guò)濾 器18上的PM的量“spm”是否等于或大于預(yù)定值“spm2” (步驟110)。該預(yù)定值“spm2”是 用于判定在PM過(guò)濾器18將不具有過(guò)度升高的溫度時(shí)是否能繼續(xù)令人滿意的再生的閾值。 順便提及，預(yù)定值“ spm2，，被設(shè)定為比預(yù)定值“ spml，，小的值。如果在步驟110中判定為過(guò)濾器積聚PM量“spm”大于預(yù)定值“spm2”，則判定 PM過(guò)濾器18的溫度“切！^打丨”是否等于或高于預(yù)定值“切！^打丨？”彳步驟112)。預(yù)定值 “tempflt2”是用于判定在PM過(guò)濾器18將不 具有過(guò)度升高的溫度時(shí)是否能繼續(xù)令人滿意的 再生的閾值。順便提及，預(yù)定值“tempflt2”被設(shè)定為比預(yù)定值“tempfltl”小的值。在步驟112中可判定為過(guò)濾器溫度“tempflt”高于預(yù)定溫度“tempflt2”。也就是 說(shuō)，在步驟Iio和112中都可作出肯定的判定。在這種情況下，如果在PM過(guò)濾器18的當(dāng)前 狀況下一定量的氧被不小心供給到PM過(guò)濾器18，則可判定為PM過(guò)濾器18的過(guò)度升高的溫 度成為關(guān)切問(wèn)題。換句話說(shuō)，PM過(guò)濾器18處于第一階段。在這種情況下，在執(zhí)行F/C禁止 控制之前，首先施行稍稀控制以使得PM過(guò)濾器18的氣氛可提供比理論配比空燃比稍微更 稀的空燃比。步驟114中的稍稀控制通過(guò)利用副02傳感器20的輸出控制PM過(guò)濾器18的氣氛 的稀薄程度來(lái)控制PM燃燒速率(PM過(guò)濾器的再生速率)。如上所述，隨著供給到PM過(guò)濾 器18的氧量的增加，PM的燃燒速率增大，結(jié)果PM的燃燒溫度升高。因此，在步驟114中， 在PM過(guò)濾器18在稍稀控制下不具有由向PM過(guò)濾器18供給氧所導(dǎo)致的過(guò)度升高的溫度的 范圍內(nèi)根據(jù)積聚在PM過(guò)濾器18上的PM的當(dāng)前量“spm”和過(guò)濾器溫度“tempflt”來(lái)調(diào)節(jié) PM過(guò)濾器18的氣氛的稀薄程度。或者，可通過(guò)使設(shè)置在PM過(guò)濾器18上游的A/F傳感器14或設(shè)置在PM過(guò)濾器18 下游的副02傳感器20的控制目標(biāo)空燃比變稀而調(diào)節(jié)上述稍稀控制中的稀薄程度。另一方面，如果在步驟110或112中作出否定的判定，則上述稍稀控制結(jié)束(步驟 116)。換句話說(shuō)，空燃比控制返回到以理論配比空燃比為目標(biāo)的正?？杖急确答伩刂?。根據(jù)圖2所示和如上所述的程序，如果判定為PM過(guò)濾器18處于第二階段，則在減 速期間禁止執(zhí)行燃料切斷。在第二階段中，積聚在PM過(guò)濾器18上的PM的量“spm”十分大 到超過(guò)預(yù)定值“spml”，且PM過(guò)濾器18的溫度“tempflt”十分高到超過(guò)預(yù)定值“tempfltl”。 因此，如果在減速期間執(zhí)行燃料切斷，則PM過(guò)濾器18具有超過(guò)上述過(guò)濾器上限溫度的異常 高的溫度。利用上述控制，禁止燃料切斷可抑制供給到充分積聚有PM且具有高溫的PM過(guò)濾器18的氧的快速增加。這樣，能防止PM過(guò)濾器18具有異常高的溫度，由此良好地防止 PM過(guò)濾器18熔化。
此外，根據(jù)圖2所示和如上所述的程序，在禁止燃料切斷之前，在下面的情況下施 行稍稀控制以使PM過(guò)濾器18的氣氛變?yōu)橄夥?。在所述情況下，積聚在PM過(guò)濾器18上的 PM的量“spm”較大到超過(guò)預(yù)定值“spm2” ( <“spml，，)且PM過(guò)濾器18的溫度“tempflt” 較高到超過(guò)預(yù)定值“tempflt2” ( < “tempfltl”)。因此，可判定為PM過(guò)濾器18處于第一 階段，在該第一階段中PM過(guò)濾器18的過(guò)度升高的溫度成為關(guān)切問(wèn)題。換句話說(shuō)，根據(jù)上述 程序，根據(jù)相對(duì)于PM過(guò)濾器18而推定的過(guò)度升高的溫度的程度來(lái)選擇減速期間的燃料切 斷禁止控制和稍稀控制中的任一者。根據(jù)上述程序，一旦開(kāi)始之后，被施行以防止PM過(guò)濾 器18具有過(guò)度升高的溫度的稍稀控制便繼續(xù)施行，直到在步驟110中判定為PM過(guò)濾器18 將不具有過(guò)度升高的溫度。利用上述稍稀控制，在PM積聚到使得PM過(guò)濾器18的過(guò)度升高的溫度成為關(guān)切 問(wèn)題的水平時(shí)，通過(guò)根據(jù)積聚在PM過(guò)濾器18上的PM的量“spm”和PM過(guò)濾器18的溫度 “tempflt”調(diào)節(jié)氧供給量(稀薄程度)來(lái)施行對(duì)PM燃燒速率(PM再生速率)的控制。這 能在PM燃燒溫度將不會(huì)達(dá)到異常高的水平的范圍內(nèi)燃燒并除去積聚在PM過(guò)濾器18上的 PM。也就是說(shuō)，過(guò)濾器積聚PM量“spm”能快速降低至不必?fù)?dān)心PM過(guò)濾器18的過(guò)度升高的 溫度的適當(dāng)水平。這樣，能防止PM在PM過(guò)濾器18上積聚到由于因執(zhí)行燃料切斷所導(dǎo)致的 異常高的溫度而發(fā)生PM過(guò)濾器18熔化的水平。利用上述稍稀控制，即使要在減速期間執(zhí)行燃料切斷，也能將所述過(guò)濾器積聚PM 量“spm”降低至適當(dāng)?shù)乃?，使得PM過(guò)濾器18的溫度“tempflt”不會(huì)超過(guò)其上限溫度。這 能盡量避免在減速期間禁止燃料切斷。換句話說(shuō)，能在防止PM過(guò)濾器18的過(guò)度升高的溫 度和由確保執(zhí)行燃料切斷的時(shí)間導(dǎo)致的燃燒消耗改善之間實(shí)現(xiàn)良好的平衡。在上述的本實(shí)施例中，在達(dá)到PM過(guò)濾器18的過(guò)度升高的溫度成為關(guān)切問(wèn)題的第 一階段時(shí)，施行稍稀控制以使得PM過(guò)濾器18的氣氛可變?yōu)橄夥铡Ｒ虼?，設(shè)有基本執(zhí)行理 論配比運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的系統(tǒng)能通過(guò)將過(guò)濾器積聚PM量“spm”維持在不會(huì)引起過(guò)度 升高的溫度的適當(dāng)水平，來(lái)令人滿意地防止產(chǎn)生PM過(guò)濾器18的過(guò)度升高的溫度(及由此 PM過(guò)濾器18的熔化)。這樣能有利于由PM過(guò)濾器18捕集的PM的持續(xù)再生而沒(méi)有不利影 響。根據(jù)上述程序的處理，即使是在過(guò)濾器積聚PM量“spm”超過(guò)應(yīng)當(dāng)禁止執(zhí)行燃料切 斷的預(yù)定值“spml”的情況下，如果PM過(guò)濾器18的溫度“tempflt”在預(yù)定值“tempfltl ” 和預(yù)定值“tempflt2”之間，也可基于所述過(guò)濾器積聚PM量“spm”由稍稀控制燃燒和除去 所積聚的PM。此外，施行上述稍稀控制，結(jié)果稀氣體也供給至上游側(cè)三元催化劑16。為此，如果 稍稀控制持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間，則NOx凈化能力易于惡化。但是，本實(shí)施例的稍稀控制利用副02傳 感器20的輸出使PM過(guò)濾器18的氣氛變?yōu)樯韵夥?。利用這種控制，用于上游側(cè)三元催化 劑16的針對(duì)上述次反饋控制而設(shè)置的傳感器用于精確地控制流過(guò)PM過(guò)濾器18的排氣的 氧濃度。這樣，可精確地施行稍稀控制，同時(shí)將NOx凈化能力的惡化保持為最小限度。順便提及，在上述的第一實(shí)施例中，當(dāng)E⑶24執(zhí)行步驟102和104或步驟110和 112的處理時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明第一或第三方面的“過(guò)濾器OT判定裝置”。此外，當(dāng)E⑶24執(zhí)行步驟114的處理時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明第一方面的“控制裝置”。此外，當(dāng)ECU 24基于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10減速期間的預(yù)定成立條件來(lái)控制燃料切斷的執(zhí)行時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明第三方面的“燃料切斷控制裝置”。此外，當(dāng)ECU 24執(zhí)行步驟 106的處理時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明第三方面的“燃料切斷禁止裝置”。此外，當(dāng)E⑶24執(zhí)行步驟114和116的處理時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明第四或第六方面的“空燃比控制裝置”。此外，當(dāng)E⑶24執(zhí)行步驟102、104、110和112的處理時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明第六方面的“0T程度判定裝置”。此外，當(dāng)ECU 24執(zhí)行圖2所示的一系列處理時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了根 據(jù)本發(fā)明第六方面的“過(guò)濾器OT避免控制選擇裝置”。此外，上游側(cè)三元催化劑16、主線性A/F傳感器14和副02傳感器20分別對(duì)應(yīng)于“催化劑”、“上游側(cè)空燃比傳感器”和“下游側(cè)空燃比傳感器”。
權(quán)利要求
一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣通路中設(shè)有用于捕集包含在排氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器，以及在作為空燃比的基本控制的用于提供理論配比空燃比的控制下執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)，所述控制裝置包括過(guò)濾器OT判定裝置，所述過(guò)濾器OT判定裝置用于判定所述顆粒過(guò)濾器是否將具有過(guò)度升高的溫度；和控制裝置，所述控制裝置用于在判定為所述顆粒過(guò)濾器將具有過(guò)度升高的溫度的情況下施行控制以使得所述顆粒過(guò)濾器的氣氛可變?yōu)楸壤碚撆浔瓤杖急雀〉臍夥铡?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其中所述控制裝置基于所述顆 粒過(guò)濾器的氣氛的稀薄程度來(lái)控制由所述顆粒過(guò)濾器捕集的所述顆粒物質(zhì)的燃燒速率。
3.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣通路中設(shè)有用于捕集包含 在排氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器，以及在作為空燃比的基本控制的用于提供理論配比空 燃比的控制下執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)，所述控制裝置包括燃料切斷控制裝置，所述燃料切斷控制裝置用于在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)減速期間執(zhí)行燃料 切斷；過(guò)濾器0T判定裝置，所述過(guò)濾器0T判定裝置用于判定所述顆粒過(guò)濾器是否由于所述 燃料切斷的執(zhí)行而將具有過(guò)度升高的溫度；和燃料切斷禁止裝置，所述燃料切斷禁止裝置用于在判定為所述顆粒過(guò)濾器將具有過(guò)度 升高的溫度的情況下禁止在減速期間執(zhí)行燃料切斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，還包括空燃比控制裝置，所述空燃比控制裝置用于控制從所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的空燃比；其中在所述過(guò)濾器0T判定裝置判定為所述顆粒過(guò)濾器將具有過(guò)度升高的溫度的情況 下，所述空燃比控制裝置在所述燃料切斷禁止裝置禁止減速期間的燃料切斷之前對(duì)所述排 氣的所述空燃比施行稍稀控制以使得所述顆粒過(guò)濾器的氣氛可變?yōu)楸人隼碚撆浔瓤杖?比稍微更稀的氣氛。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其中，在所述稍稀控制已開(kāi)始 后，所述空燃比控制裝置繼續(xù)施行所述稍稀控制，直到所述過(guò)濾器0T判定裝置判定為所述 顆粒過(guò)濾器將不具有過(guò)度升高的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其中所述過(guò)濾器0T判定裝置包括0T程度判定裝置，所述0T程度判定裝置用于判定所述顆 粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度的推定程度；以及所述用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置還包括用于對(duì)排氣的空燃比施行稍稀控制以使得所述顆粒過(guò)濾器的氣氛可變?yōu)楸壤碚撆浔?空燃比稍微更稀的氣氛的空燃比控制裝置；和過(guò)濾器0T避免控制選擇裝置，所述過(guò)濾器0T避免控制選擇裝置用于在所述過(guò)濾器0T 判定裝置判定為所述顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度的所述程度較高的情況下選擇由所述 燃料切斷禁止裝置禁止減速期間的燃料切斷，以及在所述過(guò)濾器0T判定裝置判定為所述 顆粒過(guò)濾器的過(guò)度升高的溫度的所述程度較低的情況下選擇由所述空燃比控制裝置執(zhí)行 所述稍稀控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，還包括 催化劑，所述催化劑設(shè)置在所述排氣通路中并且能夠凈化所述排氣； 上游側(cè)空燃比傳感器，所述上游側(cè)空燃比傳感器設(shè)置在所述催化劑上游的所述排氣通 路中以獲取關(guān)于從氣缸排出的排氣的空燃比的信息；和下游側(cè)空燃比傳感器，所述下游側(cè)空燃比傳感器設(shè)置在所述催化劑下游的所述排氣通 路中以獲取關(guān)于從所述催化劑的下游排出的排氣的空燃比的信息；其中所述顆粒過(guò)濾器設(shè)置在所述下游側(cè)空燃比傳感器上游的所述排氣通路中；以及 其中所述空燃比控制裝置在施行所述稍稀控制時(shí)基于所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸 出將所述顆粒過(guò)濾器的氣氛控制為所述稍稀氣氛。
全文摘要
提供了一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10，其在作為空燃比的基本控制的用于提供理論配比空燃比的控制下執(zhí)行理論配比燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣通路12中設(shè)有顆粒過(guò)濾器(PM過(guò)濾器)18以捕集包含在排氣中的顆粒物質(zhì)PM。如果判定為PM過(guò)濾器18將具有過(guò)度升高的溫度，則在減速期間禁止燃料切斷。否則，在禁止燃料切斷之前，將排氣的空燃比控制成使得PM過(guò)濾器18的氣氛變?yōu)楸壤碚撆浔瓤杖急壬晕⒏〉臍夥铡?br> 文檔編號(hào)F02D41/22GK101802378SQ20088010762
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日
發(fā)明者小橋紀(jì)靖, 藤原孝彥 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社