專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。更具體而言，涉及具有被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣路 徑中并用于檢測(cè)廢氣中的微粒量的微粒傳感器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù)：
例如在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了一種檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的微粒(particulate matter,以下也稱為“PM”)量的傳感器。專利文獻(xiàn)I的傳感器具備使PM附著的絕緣層和相 互隔開(kāi)間隔地配置于絕緣層的一對(duì)電極。該傳感器與廢氣接觸，當(dāng)廢氣中的PM堆積在電極 之間時(shí)，由于電極間的導(dǎo)電性根據(jù)PM堆積量而發(fā)生變化，所以電極間的電阻發(fā)生變化。因 此，通過(guò)檢測(cè)傳感器電極間的電阻，可檢測(cè)出電極間的PM堆積量。可基于該P(yáng)M堆積量來(lái)推 定廢氣中的PM量，執(zhí)行PM捕集用過(guò)濾器的故障有無(wú)的判定等。
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2008-190502號(hào)公報(bào)
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)時(shí)，具有廢氣中含有較多的粒子直徑大的PM的趨勢(shì)。若粒子直徑 大的PM在傳感器的電極間堆積，則即使PM量較少，電極間的導(dǎo)電性也會(huì)變高，傳感器容易 輸出高于與實(shí)際的PM量相當(dāng)?shù)闹档妮敵?。并且，傳感器的元件部的溫度?huì)對(duì)電極間的電阻 值造成影響。由于這些原因，可認(rèn)為被起動(dòng)后傳感器的輸出會(huì)發(fā)生偏差。
因此，一般在內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)時(shí)，在傳感器被預(yù)熱后開(kāi)始傳感器的輸出檢測(cè)。因此認(rèn) 為在內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后，會(huì)產(chǎn)生用于傳感器預(yù)熱的等待時(shí)間。但是，希望PM量的檢測(cè)、過(guò)濾器 的故障有無(wú)的判定等基于PM傳感器輸出的控制處于在內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后盡早的階段能夠執(zhí) 行的狀態(tài)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供一種被改良成在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)處于能夠盡 早地進(jìn)行PM量測(cè)定的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)控的制裝置。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置是對(duì)具備被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣 路徑中并產(chǎn)生與氣體中的微粒量對(duì)應(yīng)的輸出的微粒傳感器的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的控制裝置， 具備對(duì)微粒傳感器的輸出進(jìn)行檢測(cè)的機(jī)構(gòu)；對(duì)與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息進(jìn)行檢測(cè) 的機(jī)構(gòu)；以及根據(jù)信息，在從內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)到被預(yù)熱為止之間的規(guī)定時(shí)期，對(duì)所述輸出進(jìn)行 校正的機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明中，可以是內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備在內(nèi)燃機(jī)被預(yù)熱之后使微粒傳感器 的元件部升溫到基準(zhǔn)溫度，來(lái)除去在元件部上堆積的微粒的機(jī)構(gòu)。
另外，在本發(fā)明中，可以是對(duì)與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息進(jìn)行檢測(cè)的機(jī)構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)被 起動(dòng)后到微粒傳感器被預(yù)熱為止的期間，持續(xù)檢測(cè)與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息，對(duì)輸出進(jìn)行校 正的機(jī)構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后到微粒傳感器被預(yù)熱為止的期間持續(xù)校正輸出。
另外，在本發(fā)明中，可以是對(duì)與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息進(jìn)行檢測(cè)的機(jī)構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)被 冷起動(dòng)的情況下，從內(nèi)燃機(jī)被冷起動(dòng)開(kāi)始到被預(yù)熱為止的期間，持續(xù)檢測(cè)與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息，對(duì)輸出進(jìn)行校正的機(jī)構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)被冷起動(dòng)到被預(yù)熱為止的期間持續(xù)校正輸出。
另外，本發(fā)明也可以檢測(cè)出由內(nèi)燃機(jī)的冷卻水的水溫、從內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)時(shí)開(kāi)始的 累計(jì)進(jìn)氣量以及從內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)時(shí)開(kāi)始的累計(jì)燃料噴射量構(gòu)成的組中的至少一個(gè)，作為與 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息。
另外，在本發(fā)明中，也可以是內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備基于被對(duì)輸出進(jìn)行校正的 機(jī)構(gòu)校正后的校正輸出來(lái)判定用于捕集微粒的過(guò)濾器有無(wú)故障的機(jī)構(gòu)；在判定了過(guò)濾器有 無(wú)故障之后，使微粒傳感器的元件部升溫到基準(zhǔn)溫度，將元件部上堆積的微粒除去的機(jī)構(gòu)； 以及在除去了微粒后到內(nèi)燃機(jī)停止為止的期間，將微粒傳感器的元件部維持為高于基準(zhǔn)溫 度的溫度的機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠根據(jù)與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息，在從內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)到被 預(yù)熱為止的期間的規(guī)定時(shí)期，對(duì)微粒傳感器的輸出進(jìn)行校正。在從內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)開(kāi)始到被 預(yù)熱為止的期間，例如有時(shí)會(huì)產(chǎn)生廢氣中的微粒大小、廢氣的溫度等大幅變化，由此微粒傳 感器的輸出發(fā)生偏差的情況。因此，本發(fā)明能夠從內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)開(kāi)始到預(yù)熱為止的期間，根 據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，來(lái)校正微粒傳感器的輸出，由此能夠抑制由于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而 弓I起的微粒傳感器的輸出偏差。
為了將微粒傳感器的元件部上堆積的微粒除去而對(duì)元件部進(jìn)行加熱的處理一般 在內(nèi)燃機(jī)的預(yù)熱后執(zhí)行。因此，在內(nèi)燃機(jī)被預(yù)熱后到微粒傳感器元件部的微粒被除去為止 的期間，通常處于微粒傳感器未被使用的狀態(tài)。關(guān)于該點(diǎn)，在本發(fā)明中，從內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)到 預(yù)熱為止的期間，對(duì)微粒傳感器的輸出進(jìn)行校正并加以利用，在內(nèi)燃機(jī)被預(yù)熱后，將元件部 上堆積的微粒除去。因此，能夠縮短微粒傳感器無(wú)法使用的期間，并且在內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后立 刻處于能夠利用微粒傳感器的狀態(tài)。
另外，在從內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后到微粒傳感器預(yù)熱為止的期間，而且，從內(nèi)燃機(jī)被冷起 動(dòng)時(shí)的冷起動(dòng)到預(yù)熱為止的期間，由于微粒直徑的大小、微粒傳感器的電阻變化，傳感器輸 出易于產(chǎn)生偏差。對(duì)于該方面，在內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后到微粒傳感器被預(yù)熱為止的期間、內(nèi)燃 機(jī)被冷起動(dòng)到預(yù)熱為止的期間，如果能夠根據(jù)與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息來(lái)持續(xù)校正傳感器輸 出，則能夠在輸出偏差特別容易產(chǎn)生的期間，可靠地校正輸出的偏差。
另外，尤其是廢氣的溫度、累計(jì)進(jìn)氣量、累計(jì)燃料噴射量容易成為對(duì)廢氣中的微粒 直徑、微粒傳感器的元件溫度造成影響的因素，是與傳感器輸出具有關(guān)系的參數(shù)。因此，對(duì) 于根據(jù)這些參數(shù)來(lái)校正微粒傳感器的輸出的情況而言，能夠適當(dāng)?shù)匦Ｕ⒘鞲衅髟趦?nèi)燃 機(jī)被起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的輸出偏差。
另外，通過(guò)在除去了傳感器元件部的微粒后到內(nèi)燃機(jī)停止前，將微粒傳感器的元 件部維持為高溫，能夠在下次內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)時(shí)，處于在微粒傳感器的元件部沒(méi)有堆積微粒 的狀態(tài)。由此，能夠在下次內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后，不除去元件部的微粒地開(kāi)始使用微粒傳感器。 另外，即使此時(shí)處于溫度低的狀態(tài)，根據(jù)本發(fā)明，由于基于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)校正輸出，所以能夠 抑制起動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的影響而有效地利用微粒傳感器輸出。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式中的系統(tǒng)的整體構(gòu)成的示意圖。
圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的PM傳感器的元件部的構(gòu)成的示意圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式中的PM傳感器的輸出敏感度以及輸出校正值 與水溫之間的關(guān)系的圖。
圖4是用于說(shuō)明在本發(fā)明的實(shí)施方式中控制裝置所執(zhí)行的其他控制的程序的流 程圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。其中，在各附圖中對(duì)于同一或者相當(dāng)?shù)牟?分標(biāo)注同一附圖標(biāo)記來(lái)簡(jiǎn)化或省略其說(shuō)明。
實(shí)施方式
[本實(shí)施方式的系統(tǒng)構(gòu)成]
圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的系統(tǒng)的整體構(gòu)成的圖。在圖1所示的系統(tǒng)中， 內(nèi)燃機(jī)2的排氣路徑4中設(shè)置有DPF (Diesel Particulate Filter) 6。DPF6是捕集廢氣 中所含的微粒狀物質(zhì)(PM particulate matter)的過(guò)濾器。在排氣路徑4的DPF6的下游 設(shè)置有PM傳感器8 (微粒傳感器)。在本系統(tǒng)中，PM傳感器8被用于檢測(cè)通過(guò)了 DPF6后的 廢氣中所含的PM量。
本系統(tǒng)具備控制裝置10。在控制裝置10的輸入側(cè)除了 PM傳感器8之外，還連接 有各種傳感器。另外，在控制裝置10的輸出側(cè)連接有內(nèi)燃機(jī)2的各種致動(dòng)器?？刂蒲b置10 基于來(lái)自各種傳感器的輸入信息來(lái)執(zhí)行規(guī)定的程序，使各種致動(dòng)器動(dòng)作，由此執(zhí)行與內(nèi)燃 機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的各種控制。
圖2是將本實(shí)施方式的PM傳感器8的元件部放大表示的示意圖。如圖2所示,PM 傳感器8的元件部在其表面具有一對(duì)電極12、14。一對(duì)電極12、14以彼此不接觸的狀態(tài)隔 開(kāi)一定間隔配置。并且，電極12、14分別具有形成為梳齒形狀的部分，在該部分被配置成彼 此咬合。電極12、14與在其下層形成的絕緣層16相接。在絕緣層16內(nèi)部的電極12、14的 下層嵌有未圖示的加熱器。
電極12和電極14分別經(jīng)由電源電路等與電源(未圖示)連接。由此，可向電極12 與電極14之間施加PM捕集用的規(guī)定電壓(以下也稱為“捕集用電壓”)。加熱器經(jīng)由電源電 路等與電源(未圖示)連接，通過(guò)對(duì)加熱器供給規(guī)定電力，使得元件部被加熱。這些電源電路 等與控制裝置10連接，被控制裝置10控制。
[本實(shí)施方式中的控制的概要]
在本實(shí)施方式中，控制裝置10所進(jìn)行的控制包括以下的基于PM傳感器8輸出的 PM排出量的檢測(cè)、DPF6的再生、DPF6的故障判定以及PM傳感器8的重置的控制。
(I) PM排出量的檢測(cè)
在檢測(cè)PM排出量時(shí)，控制裝置10對(duì)電極12、14之間施加捕集用電壓。若電極12、 14之間被施加了捕集用電壓，則在電極12、14之間堆積廢氣中的PM。隨著在電極12、14之 間堆積的PM增加，電極12、14之間的導(dǎo)通部位增加，電極12、14之間的電阻值變小。因此， PM傳感器8的輸出值(電流值)隨著在電極12、14之間堆積的PM的量增加而變大。控制裝 置10通過(guò)檢測(cè)施加了捕集用電壓時(shí)的PM傳感器8的輸出值(電流值)，來(lái)求出廢氣中的PM 量、即作為被排出到DPF6的下游的PM的量的PM排出量。其中，以下將施加捕集用電壓來(lái)檢 測(cè)PM排出量的狀態(tài)也稱為“PM檢測(cè)模式”。設(shè)在PM檢測(cè)模式中元件部被維持在低于300°C的溫度。
(2)DPF6 的再生
若DPF6持續(xù)捕集廢氣中的PM，則向DPF6的堆積量不久就會(huì)達(dá)到極限，成為無(wú)法捕 集更多的PM的狀態(tài)。為了避免這樣的狀態(tài)，在DPF6的PM堆積量達(dá)到一定程度的階段，將 PM燃燒除去來(lái)進(jìn)行DPF6的再生處理。
具體而言，在DPF6的再生處理中，控制裝置10進(jìn)行例如在燃料噴射后再次噴射燃 料的控制、使噴射定時(shí)延遲的控制等根據(jù)規(guī)定的控制程序使排氣溫度上升的控制。由此， DPF6上堆積的PM被燃燒除去。通過(guò)使該P(yáng)M的燃燒除去執(zhí)行一定時(shí)間，DPF6上堆積的PM 的大部分被除去，完成了 DPF6的再生。
其中，控制裝置10通過(guò)利用模型等推定從內(nèi)燃機(jī)2排出的廢氣的PM量，來(lái)推定在 DPF6上堆積的PM量。而且，以推定出的量(以下也稱為“推定PM堆積量”)到達(dá)規(guī)定的判定 量時(shí)作為DPF6的再生時(shí)期，來(lái)進(jìn)行上述的再生處理。
(3) DPF故障判定
若DPF6發(fā)生故障，則可能產(chǎn)生PM穿過(guò)DPF6而被排放到大氣中的事態(tài)。因此，控 制裝置10定期執(zhí)行對(duì)DPF6有無(wú)故障進(jìn)行判定的控制。具體而言，控制裝置10按照模型來(lái) 推定DPF6后面(下游)的廢氣所含的PM量?？刂蒲b置10通過(guò)比較推定出的量(以下也稱為 “推定PM排出量”)和與PM傳感器8的輸出對(duì)應(yīng)的PM排出量，來(lái)判定DPF6有無(wú)故障。SP， 在基于PM傳感器8的輸出而檢測(cè)出的PM排出量大于推定PM排出量的情況下，判定為DPF6 發(fā)生故障。其中，這里使用的推定PM排出量是對(duì)根據(jù)模型算出的DPF6后面的廢氣所含的 PM排出量的推定值加上了所允許的富裕量而得到的值。
(4) PM 重置
另外，在上述DPF6的故障判定中，利用了 PM傳感器8的傳感器輸出，但傳感器輸 出是與元件部上堆積的PM量對(duì)應(yīng)地變化的輸出。因此，在進(jìn)行DPF6的故障判時(shí)，需要一下 除去此前在PM傳感器8上附著的PM。將該除去PM的處理稱為“PM重置”。
在PM重置時(shí)，控制裝置10對(duì)PM傳感器8的加熱器供給規(guī)定的電力，使PM傳感器 8的元件部過(guò)熱升溫。由此，使在PM傳感器8的元件部上附著的PM燃燒除去。其中，這里 設(shè)PM重置時(shí)的溫度高于500°C。
其中，PM重置的執(zhí)行可考慮各種定時(shí)。一般在內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)后立即執(zhí)行。而且， 在PM重置完成后，執(zhí)行DPF6的故障判定作為PM檢測(cè)模式。
但是，在內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)時(shí)有時(shí)會(huì)在排氣路徑4上滯留冷凝水，當(dāng)在PM傳感器8 被冷凝水潤(rùn)濕的狀態(tài)下使PM傳感器8急劇升溫時(shí)，PM傳感器8有時(shí)會(huì)引起元件損傷。為 此，在內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)后執(zhí)行PM重置的情況下，需要等待排出冷凝水之后再執(zhí)行。因此，在 內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)時(shí)執(zhí)行PM重置的情況下，需要在PM傳感器8開(kāi)始檢測(cè)PM量之前等待某一 程度的時(shí)間。
因此，在本實(shí)施方式中，為了在內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)后立刻處于PM檢測(cè)模式，按照在起 動(dòng)之后立刻處于PM傳感器8未被堆積PM的狀態(tài)的方式進(jìn)行控制。具體而言，在該控制中， 設(shè)從內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)到開(kāi)始為止的I次運(yùn)轉(zhuǎn)中，僅執(zhí)行一次DPF6的故障判定。而且，在某 I次內(nèi)燃機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在DPF6的故障判定結(jié)束后，立刻進(jìn)行PM重置。在PM重置結(jié)束后，到 內(nèi)燃機(jī)2停止為止的期間，將PM傳感器8的元件溫度維持為PM重置時(shí)的高溫(高于500°C的高溫)。通過(guò)如此使元件溫度維持為高溫，能夠在這之后抑制PM向元件部的堆積。
因此，在本次內(nèi)燃機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)停止后到下一次內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)時(shí)，處于PM傳感器8 未被堆積PM的狀態(tài)。因此在下次內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)時(shí)，能夠不進(jìn)行PM重置地立刻檢測(cè)PM傳 感器8的輸出，進(jìn)入到PM檢測(cè)模式。其中，PM檢測(cè)模式被以低于300°C的低溫執(zhí)行，是與 PM重置時(shí)的溫度相比的低溫。PM傳感器8的元件部因被水潤(rùn)濕而導(dǎo)致的元件損傷是由于 在元件部被水潤(rùn)濕的狀態(tài)下使元件部急劇升溫而產(chǎn)生的，但如果是PM檢測(cè)模式下的300°C 程度的溫度則難以產(chǎn)生元件損傷。因此，在內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)時(shí)，如果處于PM傳感器8未被 堆積PM的狀態(tài)，則能夠不等待排氣路徑的冷凝水的排水/干燥地立刻進(jìn)行DPF6的故障判 定作為PM檢測(cè)模式。
[本實(shí)施方式的特征性的控制]
在內(nèi)燃機(jī)2被冷起動(dòng)的情況下，廢氣中容易含有粒子直徑大的PM。在PM的粒子直 徑大時(shí)，即使PM向PM傳感器8的實(shí)際堆積量少，電極間12、14之間的導(dǎo)電率也易于變高， 結(jié)果PM傳感器8的輸出易于變大。另外，由于在冷起動(dòng)時(shí)處于比PM傳感器8的元件部的 溫度低的狀態(tài)，所以電極12、14之間的電阻值容易變小。
因此，在內(nèi)燃機(jī)2被冷起動(dòng)后緊接著的階段中，PM傳感器8的輸出尤其易于產(chǎn)生 偏差。因此，為了如上述那樣在內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)時(shí)不進(jìn)行PM重置地立刻進(jìn)行利用PM傳感 器8的輸出的控制(PM排出量的檢測(cè)、DPF6的故障判定等)，希望抑制由于PM傳感器8的輸 出偏差而引起的影響。鑒于此，在本實(shí)施方式中，控制裝置10除了上述控制之外，還執(zhí)行根 據(jù)內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)時(shí)的冷卻水的溫度(水溫)來(lái)校正PM傳感器8的輸出的控制。
圖3是用于說(shuō)明本實(shí)施方式中的PM傳感器8的輸出敏感度以及輸出校正值與溫 度之間的關(guān)系的圖。圖3的橫軸表示水溫，縱軸表示輸出敏感度以及輸出校正值。另外，在 圖3中，曲線(a)表示輸出敏感度，曲線(b)表示PM傳感器8的輸出校正值。
如圖3所示，水溫與PM傳感器8的輸出敏感度具有相關(guān)性，尤其是在水溫低的區(qū) 域中，具有水溫越低敏感度越高的趨勢(shì)。因此，在本實(shí)施方式中如(b)所示，按照越是水溫 低的情況越使傳感器輸出變小的方式來(lái)設(shè)定校正值。這樣的水溫與校正值之間的關(guān)系可預(yù) 先通過(guò)實(shí)驗(yàn)等來(lái)求出，并作為映射存儲(chǔ)到控制裝置10中。
此外，在上述的處理中，以在上次運(yùn)轉(zhuǎn)中執(zhí)行DPF6的故障檢測(cè)，PM被重置，然后PM 傳感器8被維持為高溫，內(nèi)燃機(jī)2停止了的情況為前提進(jìn)行了說(shuō)明。但是，例如可考慮在上 次的運(yùn)轉(zhuǎn)中不結(jié)束DPF6的故障判定、PM重置地停止了內(nèi)燃機(jī)2的情況。
例如，在DPF6的故障判定不結(jié)束地停止了內(nèi)燃機(jī)2的情況下，也不執(zhí)行PM重置， PM傳感器8的元件部處于堆積了 PM的狀態(tài)。在這樣的情況下，控制裝置10將在本次運(yùn)轉(zhuǎn) 中檢測(cè)到PM排出量的檢測(cè)時(shí)間、用于校正各種輸出的運(yùn)轉(zhuǎn)條件參數(shù)、在其本次運(yùn)轉(zhuǎn)中算出 的輸出校正值、基于其的PM排出量或者推定PM排出量、向DPF6的推定PM堆積量等保存到 備份RAM中。然后，在內(nèi)燃機(jī)2被再次起動(dòng)后，利用上次在備份RAM中存儲(chǔ)的信息，不進(jìn)行 PM重置地繼續(xù)進(jìn)行從上次開(kāi)始的處理。
在這樣的情況下，認(rèn)為上次起動(dòng)時(shí)的水溫與這次起動(dòng)時(shí)的水溫不同。因此，檢測(cè)根 據(jù)這次的水溫而校正后的值與上次的傳感器輸出校正值之差，通過(guò)將與該差量對(duì)應(yīng)的堆積 量不斷加到上次為止的PM排出量上來(lái)檢測(cè)PM排出量。
[本實(shí)施方式的具體控制的程序]
圖4是用于說(shuō)明在本發(fā)明的實(shí)施方式中控制裝置所執(zhí)行的控制的程序的流程圖。 圖4的程序是在內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)中反復(fù)被執(zhí)行的程序。在圖4的程序中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)時(shí)，首先讀入備份存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的PM傳感器的輸出校正值以及推定PM排出量的累計(jì)值 (S102)。輸出校正值和推定PM排出量是通過(guò)本程序的后述處理而算出并存儲(chǔ)的值。
接著，判別DPF6的再生條件是否成立(S104)。這里，DPF6的再生條件被預(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置10中。作為DPF6的再生條件，例如是PM傳感器8達(dá)到活性溫度為止、到目前為止向DPF6的推定PM堆積量是否大于判定量等。
當(dāng)在步驟S104中認(rèn)為DPF再生條件成立時(shí)，接著監(jiān)控管理PM傳感器8 (S106)。 即，這里處于停止向PM傳感器8施加捕集用電壓，未檢測(cè)到傳感器輸出的狀態(tài)。接著，執(zhí)行 DPF6的再生(S108)。DPF6的再生處理根據(jù)另外在控制裝置10中存儲(chǔ)的程序來(lái)執(zhí)行。具體而言，例如通過(guò)燃料噴射正時(shí)的延遲控制等控制成排氣溫度變高，使得DPF6上堆積的PM被燃燒除去。
接著，判別PM重置是否結(jié)束(S110)。具體而言，通過(guò)上次的程序的后述處理，來(lái)判別在執(zhí)行了 PM重置之后，PM傳感器8是否被維持為高溫的狀態(tài)等認(rèn)為PM重置結(jié)束的條件是否成立。
當(dāng)在步驟SllO中認(rèn)為PM 重置沒(méi)有結(jié)束時(shí)，接著執(zhí)行PM重置(S112)。這里，對(duì)設(shè)置在PM傳感器8的元件部的加熱器供給必要的電力。由此，元件部被以高于500°C的高溫過(guò)熱升溫，堆積的PM被燃燒除去。
在步驟S112中執(zhí)行了 PM重置的情況下，再次在SllO中判別PM重置是否完成。這里，在步驟SllO的PM重置開(kāi)始后，進(jìn)行是否經(jīng)過(guò)了元件部上堆積的PM被燃燒除去的足夠時(shí)間等基于對(duì)控制裝置10中存儲(chǔ)的PM結(jié)束實(shí)施判斷的條件是否成立的判別。
在以上的處理中，如果在步驟SllO中認(rèn)為PM重置結(jié)束，則接著解除PM傳感器8 的輸出監(jiān)控管理(SI 14)。S卩，處于PM傳感器8被施加捕集用電壓，能夠檢測(cè)PM傳感器8的輸出的狀態(tài)。
在步驟S106 S114的執(zhí)行了包括DPF6的再生和PM重置的處理的情況、或者在步驟S104中認(rèn)為DPF6的再生條件不成立的情況下，接著在這次的運(yùn)轉(zhuǎn)中，判別DPF6的故障判定是否已經(jīng)結(jié)束(S116)。DPF6的故障判定通過(guò)后述的處理來(lái)加以執(zhí)行?？刂蒲b置10 在每當(dāng)內(nèi)燃機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)一次便進(jìn)行一次故障判定的情況下,記錄故障判定的結(jié)束。步驟S116 的處理基于該故障判定結(jié)束是否被記錄來(lái)判定。
當(dāng)在步驟S116中認(rèn)為故障判定沒(méi)有結(jié)束時(shí)，接著檢測(cè)當(dāng)前的水溫(S118)。水溫根據(jù)用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)2的冷卻水溫進(jìn)行檢測(cè)的水溫傳感器(未圖示)的輸出來(lái)檢測(cè)。
接著，算出冷起動(dòng)時(shí)的PM輸出校正值(S120)。這里，首先按照預(yù)先在控制裝置10 中存儲(chǔ)的映射，根據(jù)當(dāng)前的水溫來(lái)算出校正系數(shù)K。輸出校正值通過(guò)對(duì)當(dāng)前的傳感器輸出乘以求出的校正系數(shù)K來(lái)算出。這里，例如執(zhí)行步驟S106 S114的處理，在PM傳感器8已經(jīng)處于預(yù)熱狀態(tài)的情況下，校正系數(shù)K是I或者I附近的值，輸出校正值成為與傳感器輸出大致相同的值。另一方面，例如在起動(dòng)后如第一次處理那樣的情況且水溫低的情況下等，校正系數(shù)K成為比I小很多的值，輸出校正值相對(duì)于傳感器輸出成為小的值。
接著，算出這次的程序中的傳感器輸出增加量和基于其的PM排出量(S122)。具體而言，首先作為輸出增加量，求出在這次處理的步驟S120中算出的輸出校正值與在步驟S102中從備份RAM讀入的上次處理時(shí)的輸出校正值之差(這次輸出校正值一上次輸出校正值)。然后，根據(jù)該輸出增加量算出這次的PM排出量。算出的這次PM排出量被加上在步驟 S102中讀入的到上次為止的PM排出量，求出到這次為止的PM排出量。
接著,判別DPF6的故障判定條件是否成立(S124)。故障判定條件是能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行故障判定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件等，被預(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置10中。這里當(dāng)認(rèn)為DPF6的故障判定條件成立時(shí)，接著判別DPF6后面(下游)的推定PM排出量是否達(dá)到了基準(zhǔn)量(S128)。
這里，當(dāng)在步驟S124中認(rèn)為DPF6的故障判定條件不成立時(shí)、或者在步驟S126中認(rèn)為推定PM排出量大于基準(zhǔn)量時(shí)，進(jìn)入到S128，將在步驟S122中算出的輸出校正值和PM 排出量存儲(chǔ)到備份RAM中，結(jié)束這次的處理。
另一方面，當(dāng)在步驟S126中認(rèn)為推定PM排出量大于基準(zhǔn)量時(shí)，接著判別算出的PM 排出量是否小于推定PM排出量(S130)。S卩，判別在步驟S122中算出的DPF6下游的PM排出量是否小于基于模型算出的DPF6下游的推定PM排出量(包括排出允許范圍的規(guī)定寬裕量)。
當(dāng)在步驟S130中認(rèn)為PM排出量小于推定PM排出量時(shí)，認(rèn)為向DPF6的下游側(cè)排出的PM量與包括排出允許范圍在內(nèi)推定出的值相比，比實(shí)際的檢測(cè)值(PM排出量)小。因此，判斷為PM被DPF6捕集，判定為DPF6正常(S132)。另一方面，在不認(rèn)為PM排出量〈推定PM排出量的情況下，判斷為DPF6下游的PM排出量的檢測(cè)值超過(guò)允許范圍而變大。該情況下，判定為DPF6發(fā)生故障(S134)，例如執(zhí)行警告燈的點(diǎn)亮等規(guī)定處理。
在步驟S132或者S134中判定了過(guò)濾器的正常/故障之后，接著執(zhí)行PM重置 (S136)。這里，對(duì)在PM傳感器8的元件部中設(shè)置的加熱器供給規(guī)定的電力，使得元件部被過(guò)熱升溫。由此元件部上堆積的PM被燃燒除去。接著，清除在備份RAM中存儲(chǔ)的輸出校正值和PM排出量，返回為零(S138)。
當(dāng)在步驟S138中備份RAM中存儲(chǔ)的各值被清零后，或者在步驟S116中判定為在這次的運(yùn)轉(zhuǎn)中DPF6的故障判定結(jié)束后，PM傳感器8處于加熱器被維持為高溫，捕集用電壓為OFF的狀態(tài)(S140)。然后，結(jié)束這次處理。其中，該狀態(tài)被存儲(chǔ)在控制裝置10中，在今后該程序被反復(fù)執(zhí)行的期間，判別為在這次運(yùn)轉(zhuǎn)中DPF6的故障判定和PM重置結(jié)束。
另外，當(dāng)在步驟S140中PM傳感器8被維持為高溫后，成為在PM傳感器8上未堆積PM的狀態(tài)，到本次運(yùn)轉(zhuǎn)停止為止的期間，PM傳感器8維持該狀態(tài)。因此，在下次起動(dòng)時(shí)處于沒(méi)有堆積PM的狀態(tài)，能夠在起動(dòng)后不進(jìn)行PM重置地立刻使PM傳感器處于PM檢測(cè)模式。
如以上說(shuō)明那樣，在本實(shí)施方式中，PM傳感器8的輸出被利用與水溫對(duì)應(yīng)的校正值校正。因此，即使在冷起動(dòng)時(shí)的傳感器輸出易于變大的狀態(tài)下，也能夠高精度地執(zhí)行DPF6 的故障判定等控制。
此外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了當(dāng)反復(fù)執(zhí)行該程序時(shí)每次都算出輸出校正值，求出與上次的輸出校正值之差，將對(duì)應(yīng)的PM排出量累計(jì)到上次為止的PM排出量上來(lái)求出PM排出量的情況。但本發(fā)明不限于此。例如，也可以僅存儲(chǔ)起動(dòng)時(shí)的水溫，僅根據(jù)該起動(dòng)時(shí)的信 息來(lái)求出校正值。
另外，不限于在反復(fù)執(zhí)行該程序的期間每次都算出輸出校正值，例如也可以從起動(dòng)時(shí)到預(yù)熱為止的期間的規(guī)定期間，根據(jù)此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)信息，進(jìn)行一次或者數(shù)次輸出校正。這樣，尤其能夠應(yīng)對(duì)起動(dòng)時(shí)易于發(fā)生輸出偏差的狀態(tài)，能夠有效地校正輸出偏差。
另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)后，在反復(fù)執(zhí)行該程序的期間，總是算出輸出校正值的情況。但是，本發(fā)明不限于此，例如只要在從內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)到微粒傳感器預(yù)熱結(jié)束為止的期間，或者從內(nèi)燃機(jī)2冷起動(dòng)到預(yù)熱為止的期間，進(jìn)行校正傳感器輸出的處理即可。另外，例如也可以在如此設(shè)定的期間、反復(fù)持續(xù)與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的傳感器輸出的校正，也可以以該期間中的最初的數(shù)次，或者一部分期間或規(guī)定次數(shù)來(lái)進(jìn)行校正。通過(guò)如此在起動(dòng)時(shí)(或者冷起動(dòng)時(shí))的某個(gè)期間進(jìn)行校正，能夠壓縮傳感器輸出容易產(chǎn)生偏差的區(qū)域， 可有效抑制傳感器輸出的偏差。
另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了根據(jù)內(nèi)燃機(jī)2的冷卻水的水溫對(duì)傳感器輸出進(jìn)行校正的情況。但是，本發(fā)明不限于此。例如，不限于冷卻水的水溫，也可以根據(jù)與內(nèi)燃機(jī)2的溫度或者PM傳感器8的溫度具有相關(guān)性的其他部分的溫度，來(lái)校正傳感器輸出。另外，不限于根據(jù)溫度來(lái)進(jìn)行校正，例如也可以進(jìn)行與進(jìn)氣量的累計(jì)值、燃料噴射量的累計(jì)值對(duì)應(yīng)的校正。傳感器敏感度與進(jìn)氣量、燃料噴射量的累計(jì)值都具有與水溫同樣的相關(guān)性。因此， 如果與水溫的情況同樣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)等求出進(jìn)氣量的累計(jì)值或者燃料噴射量的累計(jì)值與傳感器輸出敏感度之間的關(guān)系等，并將其存儲(chǔ)為映射等，則能夠執(zhí)行以進(jìn)氣量、燃料噴射量為參數(shù)的傳感器的輸出校正。
另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了在一次運(yùn)轉(zhuǎn)的期間僅進(jìn)行一次DPF6的故障判定和其后的PM重置的情況。但是，本發(fā)明不限于此。DPF6的故障判定、PM重置也可以在其他的定時(shí)執(zhí)行，例如可以設(shè)定為在一次運(yùn)轉(zhuǎn)中執(zhí)行多次。另外，例如在起動(dòng)時(shí)需要PM傳感器8 的輸出的情況下，也可以在起動(dòng)時(shí)如本實(shí)施方式那樣地校正并利用傳感器輸出，在PM傳感器8預(yù)熱后進(jìn)行PM重置。
另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了在推定PM堆積量多于判定量的情況等滿足了規(guī)定條件時(shí)進(jìn)行DPF6再生的情況。但是，DPF6的再生定時(shí)并不限定本發(fā)明，例如也可以按一定的行駛距離進(jìn)行一次等、以其他的條件再生DPF6。
另外，在維持了由于到上次的內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)停止為止的過(guò)熱升溫而沒(méi)有堆積PM 的狀態(tài)的PM傳感器8在下次被冷起動(dòng)的情況下，本實(shí)施方式尤其有效。但是，本發(fā)明不限于這樣的情況。本發(fā)明中與水溫對(duì)應(yīng)的校正能夠有效地應(yīng)用于希望在起動(dòng)后立刻使用PM 傳感器8的情況。
另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了在PM重置后，通過(guò)使元件部維持為高溫度來(lái)成為不堆積PM的狀態(tài)的情況。但是，本發(fā)明不限于此。例如，只要維持使捕集用電壓的施加為 OFF等沒(méi)有堆積PM的狀態(tài)即可。
另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了檢測(cè)電流來(lái)作為PM傳感器8的輸出的情況。但是， 本發(fā)明不限于此，也可以檢測(cè)其他的電特性來(lái)作為PM傳感器的輸出。
另外，在以上的實(shí)施方式中提及了各要素的個(gè)數(shù)、數(shù)量、量、范圍等數(shù)量的情況下， 除了特別明示的情況或原理性顯而易見(jiàn)地被限定于該數(shù)的情況之外，其提及的數(shù)量不限定本發(fā)明。另外，在本實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)造、步驟等除了特別明示的情況或原理性顯而易見(jiàn)地被限定于該數(shù)的情況之外，對(duì)于本發(fā)明而言不是必須的。
附圖標(biāo)記說(shuō)明2…內(nèi)燃機(jī)；4…排氣路徑;6...DPF ;8…PM傳感器;10…控制裝置。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該控制裝置對(duì)具備微粒傳感器的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制，該微粒傳感器被設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣路徑并產(chǎn)生與氣體中的微粒量對(duì)應(yīng)的輸出，該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，具備 檢測(cè)所述微粒傳感器的輸出的機(jī)構(gòu)； 檢測(cè)與所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息的機(jī)構(gòu)；以及 根據(jù)所述信息，在從所述內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)到被預(yù)熱為止的期間的規(guī)定時(shí)期，校正所述輸出的機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還具備在所述內(nèi)燃機(jī)被預(yù)熱后，使所述微粒傳感器的元件部升溫到基準(zhǔn)溫度，將堆積于所述元件部的微粒除去的機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 檢測(cè)與所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息的機(jī)構(gòu)在所述內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后到所述微粒傳感器被預(yù)熱為止的期間，持續(xù)檢測(cè)與所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息， 校正所述輸出的機(jī)構(gòu)在所述內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)后到所述微粒傳感器被預(yù)熱為止的期間持續(xù)校正所述輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 檢測(cè)與所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息的機(jī)構(gòu)在所述內(nèi)燃機(jī)被冷起動(dòng)的情況下，從所述內(nèi)燃機(jī)被冷起動(dòng)到被預(yù)熱為止的期間持續(xù)檢測(cè)與所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息， 校正所述輸出的機(jī)構(gòu)在從所述內(nèi)燃機(jī)被冷起動(dòng)到被預(yù)熱為止的期間持續(xù)校正所述輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 作為與所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息，檢測(cè)由所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻水的水溫、從所述內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)時(shí)開(kāi)始的累計(jì)進(jìn)氣量以及從所述內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)時(shí)開(kāi)始的累計(jì)燃料噴射量構(gòu)成的組中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，還具備 基于被校正所述輸出的機(jī)構(gòu)校正后的校正輸出，判定用于捕集微粒的過(guò)濾器有無(wú)故障的機(jī)構(gòu)； 在判定了所述過(guò)濾器有無(wú)故障之后，使所述微粒傳感器的元件部升溫到基準(zhǔn)溫度，將堆積于所述元件部的微粒除去的機(jī)構(gòu)；以及 在除去了所述微粒后到所述內(nèi)燃機(jī)停止為止的期間，將所述微粒傳感器的元件部維持為高于所述基準(zhǔn)溫度的溫度的機(jī)構(gòu)。
全文摘要
在內(nèi)燃機(jī)(2)的排氣路徑(4)中設(shè)置有產(chǎn)生與氣體中的微粒量對(duì)應(yīng)的輸出的微粒傳感器(8)。該控制裝置(10)具備檢測(cè)微粒傳感器(8)的輸出的機(jī)構(gòu)；檢測(cè)與內(nèi)燃機(jī)(2)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息的機(jī)構(gòu)；以及根據(jù)信息，在從內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)到被預(yù)熱為止的期間的規(guī)定時(shí)期，校正輸出的機(jī)構(gòu)。通過(guò)這樣的內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的輸出校正，能夠抑制由于微粒直徑、傳感器溫度的不同而引起的微粒傳感器(8)的輸出的偏差。
文檔編號(hào)F02D35/00GK103026017SQ20118000783
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者青木圭一郎, 西嶋大貴 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社