發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，包括過濾器、燃燒器、和控制單元。過濾器（2）被布置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管（18）中。燃燒器（22）燃燒從在排氣管中過濾器上游側(cè)的燃料噴嘴中噴射出的燃料，加熱排氣并提高過濾器的溫度。將包含單個(gè)燃料噴射期（T1）和單個(gè)噴射停止期（T2）的時(shí)間段設(shè)置為單個(gè)噴射循環(huán)（C1）。燃料噴射期（T1）是以預(yù)定頻率多次噴射燃料的時(shí)間段。噴射停止期（T2）是燃料噴射停止的可變時(shí)間段?？刂茊卧刂迫剂蠂娮?，使得燃料噴嘴根據(jù)噴射循環(huán)（C1）來噴射燃料?？刂茊卧渲脼楫?dāng)過濾器溫度升高時(shí)延長噴射停止期（T2）。
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用過濾器凈化來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，更具體地涉及一種用燃燒器加熱過濾器以去除沉積的細(xì)顆粒的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I描述了眾所周知的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置的例子，該排氣凈化裝置利用柴油細(xì)顆粒捕集過濾器(在下文中稱為過濾器)捕集懸浮于排氣中的細(xì)顆粒。在此排氣凈化裝置中，過濾器捕集排氣中的細(xì)顆粒以凈化排氣。然而，需要將細(xì)顆粒從過濾器中去除以維持過濾器的功能。
[0003]用燃燒器加熱流入過濾器的排氣的已知裝置是一種已知的排氣凈化裝置，該排氣凈化裝置從過濾器中去除細(xì)顆粒。在一種包括燃燒器的排氣凈化裝置中，當(dāng)沉積在過濾器上的細(xì)顆粒的量超過預(yù)定量時(shí)，通過用燃燒器燃燒燃料來加熱排氣以升高過濾器溫度直到碳煙(是細(xì)顆粒的主要成分)被氧化。由此去除沉積在過濾器上的細(xì)顆粒，并且使再生的過濾器能夠再次捕集排氣中的細(xì)顆粒。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開第2011-157824號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題
·[0008]當(dāng)過濾器的溫度升高時(shí)，被捕集在過濾器中的細(xì)顆粒的氧化反應(yīng)可更順利地進(jìn)行。因此，優(yōu)選的是將過濾器加熱到高溫以便在短時(shí)間段內(nèi)去除預(yù)定量的細(xì)顆粒。然而，如果使過濾器所達(dá)到溫度變得高于機(jī)械或化學(xué)溫度上限，則由于過濾器的變形和變性會(huì)減弱細(xì)顆粒捕集功能。因此，在上述發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置中，對(duì)于使過濾器溫度穩(wěn)定在不發(fā)生過濾器變形和變性的高溫的技術(shù)存在著強(qiáng)烈需求。
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種能夠在不減低過濾器穩(wěn)定性的情況下提高過濾器溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置。
[0010]解決問題的手段
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面是一種包括過濾器、燃燒器、和控制單元的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置。過濾器被布置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中并且捕集懸浮于通過排氣管的排氣中的細(xì)顆粒。燃燒器包括位于排氣管中過濾器上游側(cè)位置的燃料噴嘴。燃燒器燃燒從燃料噴嘴中噴出的燃料并加熱排氣以提高過濾器的溫度并去除捕集在過濾器中的細(xì)顆粒?？刂茊卧刂迫剂蠂娮斓娜剂蠂娚浞绞?。包括單個(gè)燃料噴射期和單個(gè)噴射停止期的時(shí)間段被設(shè)置為單個(gè)噴射循環(huán)。燃料噴射期是其中以預(yù)定頻率多次噴射燃料的時(shí)間段。噴射停止期是其中停止燃料噴射的可變時(shí)間段?？刂茊卧刂迫剂蠂娮焓沟萌剂蠂娮彀凑諊娚溲h(huán)來噴射燃料?？刂茊卧渲脼楫?dāng)過濾器溫度升高時(shí)延長噴射停止期。[0012]在上述方面，在燃料噴射期(是預(yù)定的時(shí)間段)內(nèi)，燃料噴嘴以預(yù)定頻率多次噴射燃料。因此，這與在燃料噴射期內(nèi)一次性地噴射相同量的燃料時(shí)相比，促進(jìn)提供給燃燒器的空氣和燃料的混合，從而促進(jìn)燃料的燃燒。由此提高通過燃燒器的排氣的溫度。因此，也提高布置在燃燒器下游側(cè)的過濾器的溫度。
[0013]在上述方面，燃料噴嘴的燃料噴射循環(huán)包括單個(gè)第一燃料噴射期和單個(gè)噴射停止期。此外，當(dāng)過濾器溫度升高時(shí)噴射停止期的長度延長。因此，過濾器溫度升高則增加提供至過濾器的排氣中具有相對(duì)較低溫度的排氣的比例。相反，過濾器溫度下降則減小提供至過濾器的排氣中具有相對(duì)較高溫度的排氣的比例。由此，抑制過濾器溫度的過度的下降和下降不足。因此，可在維持溫度穩(wěn)定性的情況下提高過濾器溫度。
[0014]優(yōu)選地，控制單元配置為當(dāng)排氣管中的排氣流量增大時(shí)縮短噴射停止期。
[0015]在上述方面，當(dāng)排氣流量(流經(jīng)排氣管的排氣的流量)增大時(shí)，將噴射停止期設(shè)置成較短。亦即，當(dāng)排氣流量增加時(shí)將噴射停止期設(shè)置為較短并且每單位時(shí)間過濾器溫度下降的程度增加。相反，當(dāng)排氣的流量減小時(shí)將噴射停止期設(shè)置為較長并且每單位時(shí)間過濾器溫度下降的程度減小。因此，過濾器溫度不會(huì)過度下降或下降不夠。
[0016]優(yōu)選地，燃料噴射期是第一燃料噴射期。在第一燃料噴射期內(nèi)以預(yù)定頻率重復(fù)多次噴射中的一次噴射的時(shí)間段是第二燃料噴射期。發(fā)動(dòng)機(jī)包括向燃燒器提供空氣的進(jìn)氣管?？刂茊卧渲脼楫?dāng)在第一燃料噴射期內(nèi)提供給燃燒器的空氣量增加時(shí)延長第二燃料噴射期。
[0017]在上述方面，當(dāng)在第一燃料噴射期內(nèi)提供給燃燒器的空氣量增加時(shí)，延長第二燃料噴射期。這使相對(duì)于空氣量為不足和過量的來自燃料噴嘴的燃料噴射成為可能。因此，在燃燒器附近的溫度不被未燃燒的殘余燃料所降低或者受到提供的燃料量的限制。因此，可容易地利用燃燒器中的燃料提高提供至過濾器的排氣的溫度。此外，可容易地提高過濾器的溫度。
[0018]優(yōu)選地，控制單元配置為設(shè)置第二燃料噴射期使得在第一燃料噴射期中噴射的燃料總量與在第一燃料噴射期內(nèi)提供給燃燒器的空氣量的比率符合化學(xué)計(jì)量空氣-燃料比。
[0019]在上述方面，改變第二燃料噴射期使得在燃燒器中燃燒燃料時(shí)的空氣-燃料比變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空氣-燃料比，亦即當(dāng)量比變?yōu)镮。因此，在并非是不足或過量的情況下，從燃料噴嘴中噴射的燃料與提供給燃燒器的空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。結(jié)果，在燃燒器附近的溫度不被未燃燒的殘留燃料所降低或者受到提供的燃料量的限制。因此，可容易地通過燃燒器中的燃燒來提高提供至過濾器的排氣的溫度。此外，可容易地提高過濾器的溫度。
[0020]優(yōu)選地，控制單元設(shè)置噴射循環(huán)中的噴射停止期和第二燃料噴射期。
[0021]在上述方面，在包含第一燃料噴射期和噴射停止期的循環(huán)中，執(zhí)行噴射停止期的設(shè)置和第二燃料噴射期的設(shè)置。因此，燃燒器燃燒狀態(tài)的變化和過濾器溫度的變化在最短時(shí)間區(qū)間內(nèi)被反映在噴射停止期和第二燃料噴射期的設(shè)置上。因此，與在比包含燃料噴射期和噴射停止期的循環(huán)更長的時(shí)間區(qū)間內(nèi)執(zhí)行上述噴射期和停止期的設(shè)置相比，過濾器溫度變化的寬度變得較小。
[0022]優(yōu)選地，控制單元將頻率設(shè)置為IOOHz以上和200Hz以下。
[0023]本申請(qǐng)的發(fā)明人已徹底地研究了來自燃料噴嘴的燃料噴射方式，發(fā)現(xiàn)當(dāng)從燃料噴嘴中噴射燃料的頻率為IOOHz以上和200Hz以下時(shí)，提供給燃燒器的燃料和空氣容易地混合并且在燃料噴嘴附近的當(dāng)量比容易地變?yōu)镮。
[0024]就此而言，在上述其它方面，噴射燃料的頻率為IOOHz以上和200Hz以下。因此，使燃料與空氣容易地混合，并且在燃料噴嘴附近的當(dāng)量比容易地變?yōu)镮。結(jié)果，在并非是不足或過量的情況下容易地使燃料燃燒。此外，容易地提高過濾器溫度。
[0025]優(yōu)選地，控制單元基于其參數(shù)為排氣管中排氣流量和過濾器溫度的映射圖來設(shè)置單位噴射量(燃料噴射循環(huán)中每單位時(shí)間的燃料噴射量)?？刂茊卧谠谌剂蠂娚淦趦?nèi)噴射的燃料總量和單位噴射量來計(jì)算并設(shè)置噴射停止期。
[0026]在上述方面，當(dāng)設(shè)置噴射停止期時(shí)，基于排氣流量和過濾器溫度來計(jì)算單位噴射量?；趩挝粐娚淞亢偷谝蝗剂蠂娚淦趦?nèi)的噴射燃料總量來計(jì)算噴射停止期。在第一燃料噴射期內(nèi)噴射的燃料可以在燃燒器中被連續(xù)地燃燒，甚至在到達(dá)噴射停止期之后。此外，當(dāng)單位噴射量增大時(shí)由燃燒所產(chǎn)生火焰的溫度升高。此外，當(dāng)排氣管的排氣流量變化增加時(shí)，過濾器與排氣之間所交換熱量的變化增大。例如，當(dāng)排氣流量減小時(shí)過濾器溫度不大可能下降，當(dāng)排氣流量增大時(shí)過濾器溫度有可能下降。因此，過濾器溫度受到單位噴射量和排氣流量的影響。就此而言，根據(jù)上述方面，設(shè)置將排氣流量和單位噴射量考慮在內(nèi)的、構(gòu)成上述循環(huán)的噴射停止期的值。由此以更高的精度將過濾器溫度維持在預(yù)定溫度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意性方框圖。
[0028]圖2是示出從圖1的控制器輸出至燃料噴嘴的脈沖信號(hào)的波形的圖示。
[0029]圖3是示出燃料噴嘴的驅(qū)動(dòng)頻率與當(dāng)量比的關(guān)系的圖示。
[0030]圖4是示出當(dāng)量比與火焰溫度的關(guān)系的圖示。
[0031]圖5是示出第二燃料噴射期與燃燒器中空氣量的關(guān)系的圖示。
[0032]圖6是示出過濾器溫度與排氣流量的關(guān)系的圖示。
[0033]圖7是示出過濾器再生處理的步驟的流程圖。
[0034]圖8是示出過濾器溫度與燃燒器驅(qū)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系的圖示。
[0035]圖9是示出過濾器再生速度與過濾器溫度的關(guān)系的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0036]現(xiàn)在將參照?qǐng)D1至圖9來描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置的一個(gè)實(shí)施例。首先，將參照?qǐng)D1來描述包括排氣凈化裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。在此，將對(duì)用于將空氣吸入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的通道、和用于將空氣排放出柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的通道進(jìn)行描述，并且將不對(duì)剩余的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
[0037]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性結(jié)構(gòu)
[0038]如圖1中所示，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10具有汽缸體11，該汽缸體包括布置為單排的6個(gè)汽缸11a。各汽缸Ila連接到向各汽缸Ila提供進(jìn)氣的進(jìn)氣歧管12、和來自各汽缸Ila的排氣所流入的排氣歧管16。
[0039]進(jìn)氣管13 (是進(jìn)氣的通道且聯(lián)接到進(jìn)氣歧管12)具有聯(lián)接到空氣濾清器14的上游端。渦輪增壓器(TC)的壓縮機(jī)15被布置在進(jìn)氣管13的中部。排氣管18(是排氣的通道)連接到排氣歧管16。此外，排氣再循環(huán)(EGR)管17將進(jìn)氣管13與排氣歧管16相連接以便將排氣傳送入進(jìn)氣管13。聯(lián)接到壓縮機(jī)15的渦輪19聯(lián)接到排氣管18的上游側(cè)。通過去除細(xì)顆粒(諸如排氣管18中的碳煙)來凈化排氣的排氣凈化裝置20被布置在排氣管18的下游側(cè)。
[0040]排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)
[0041]現(xiàn)在將參照?qǐng)D1來描述排氣凈化裝置20的結(jié)構(gòu)。用于捕集懸浮于排氣中的細(xì)顆粒的過濾器21被布置在排氣凈化裝置20中。將流到過濾器21的排氣加熱的燃燒器22被布置在過濾器21的上游側(cè)。過濾器21具有例如由多孔碳化硅所構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)，排氣中的細(xì)顆粒被捕集在形成蜂窩結(jié)構(gòu)的圓柱體的內(nèi)壁表面。
[0042]燃燒器22包括燃料噴嘴23、火花塞24、和火焰穩(wěn)定器25。用于將燃料提供給汽缸Ila的燃料泵(未圖示)連接到燃料噴嘴23，燃料噴嘴23在例如0.5MPa至4MPa、優(yōu)選IMPa以下的壓力下噴射燃料。因?yàn)槿剂蠂娮?3的噴射壓力是固定值，所以每單位時(shí)間從燃料噴嘴23中噴射的燃料量也是固定量?；鸹ㄈ?4產(chǎn)生火花以點(diǎn)燃從燃料噴嘴23中噴射出的空氣與燃料的混合物?；鹧娣€(wěn)定器25大致呈圓柱形并且包圍燃料噴嘴23和火花塞
24。在火焰穩(wěn)定器25中混合物的點(diǎn)燃產(chǎn)生火焰F。
[0043]在進(jìn)氣管13中壓縮機(jī)15的下游側(cè)開口的且在排氣凈化裝置20中被火焰穩(wěn)定器25所包圍空間中開口的空氣供給管26連接到排氣凈化裝置20?？諝忾y27被布置在空氣供給管26的中部。在空氣供給管26中，當(dāng)空氣閥27打開時(shí)進(jìn)氣從進(jìn)氣管13流到排氣凈化裝置20，當(dāng)空氣閥27關(guān)閉時(shí)進(jìn)氣從進(jìn)氣管13向排氣凈化裝置20的流動(dòng)被中斷。
[0044]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣配置
[0045]現(xiàn)在將參照?qǐng)D1來描述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的電氣配置。如圖1中所示，檢測(cè)進(jìn)氣管13中的進(jìn)氣量的進(jìn)氣量傳感器31被布置在空氣濾清器14的下游側(cè)和進(jìn)氣管13中壓縮機(jī)15的上游側(cè)。上游排氣流量傳感器32被布置在排氣管18中排氣凈化裝置20的上游側(cè)，下游排氣流量傳感器33被布置在排氣管18中排氣凈化裝置20的下游側(cè)。檢測(cè)過濾器21溫度的過濾器溫度傳感器34、和檢測(cè)火焰穩(wěn)定器25中所產(chǎn)生火焰F的溫度的火焰溫度傳感器35被布置在排氣凈化裝置20處。
[0046]柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10包括控制器40，該控制器連接到傳感器31至35并且利用來自傳感器31至35的信號(hào)輸入來控制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的驅(qū)動(dòng)模式。
[0047]控制器40包括輸入/輸出單元41、控制單元42、存儲(chǔ)單元43、和噴嘴驅(qū)動(dòng)單元44。輸入/輸出單兀41執(zhí)行與來自進(jìn)氣量傳感器31的進(jìn)氣量輸入有關(guān)的檢測(cè)信號(hào)的輸入處理、以及與來自上游排氣流量傳感器32和下游排氣流量傳感器33的排氣流量輸入有關(guān)的檢測(cè)信號(hào)的輸入處理。另外，輸入/輸出單元41執(zhí)行與從過濾器溫度傳感器34輸入的過濾器21溫度有關(guān)的檢測(cè)信號(hào)的輸入處理、以及與從火焰溫度傳感器35輸入的火焰F溫度相關(guān)的檢測(cè)信號(hào)的輸入處理。輸入/輸出單元41也利用用于燃料噴射的脈沖信號(hào)來執(zhí)行用于燃料噴嘴23的輸出處理，并且利用用火花塞24產(chǎn)生火花的控制信號(hào)來執(zhí)行用于點(diǎn)火線圈的輸出處理，并且利用打開或關(guān)閉閥的控制信號(hào)來執(zhí)行用于空氣閥27的輸出處理。
[0048]控制單元42利用基于進(jìn)氣量傳感器31的檢測(cè)信號(hào)所獲得的檢測(cè)值來計(jì)算從燃料噴嘴23中噴射燃料的時(shí)間段。在這種情況下，控制單元42將進(jìn)氣量的檢測(cè)值施加到燃料噴射量計(jì)算映射圖(圖5)中并計(jì)算燃料噴嘴23的燃料噴射量，從而計(jì)算從燃料噴嘴23中噴射燃料的時(shí)間段(燃料噴射期)。
[0049]控制單元42利用基于上游排氣流量傳感器32的檢測(cè)信號(hào)所獲得的檢測(cè)值來計(jì)算燃料噴嘴23停止燃料噴射的時(shí)間段(噴射停止期)。在這種情況下，控制單元42將排氣流量的檢測(cè)值施加到單位噴射量計(jì)算映射圖(圖6)中并計(jì)算停止燃料噴射的時(shí)間段。以這種方式，計(jì)算停止燃料噴射的時(shí)間段(噴射停止期)。
[0050]存儲(chǔ)單元43中存儲(chǔ)有過濾器再生程序，該程序用于在排氣凈化裝置20中執(zhí)行從過濾器21中去除細(xì)顆粒的過濾器再生處理。存儲(chǔ)單元43中也存儲(chǔ)有用于計(jì)算上述燃料噴射期的燃料噴射映射圖、和用于計(jì)算上述噴射停止期的單位噴射量計(jì)算映射圖。
[0051]噴嘴驅(qū)動(dòng)單元44基于來自控制單元42的燃料噴射期輸入和也來自控制單元42的噴射停止期輸入生成脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)用于利用燃料噴嘴23噴射燃料。
[0052]脈沖信號(hào)
[0053]將參照?qǐng)D2來描述由噴嘴驅(qū)動(dòng)單元44所生成脈沖信號(hào)的波形。如圖2中所示，由噴嘴驅(qū)動(dòng)單元44所生成的脈沖信號(hào)具有第一噴射循環(huán)Cl，亦即，包含相互連續(xù)的單個(gè)第一燃料噴射期Tl和單個(gè)噴射停止期T2的時(shí)間段。第一燃料噴射期Tl是固定的時(shí)間段，其中以預(yù)定頻率多次噴射預(yù)定量的燃料。噴射停止期T2是燃料噴射停止的時(shí)間段。此外，噴射停止期T2是其長度為可變的可變時(shí)間段。
[0054]就在第一燃料噴射期Tl內(nèi)以預(yù)定頻率重復(fù)的燃料噴射而言，用于單次燃料噴射的時(shí)間段被稱為第二燃料噴射期Ton，其中在第一燃料噴射期Tl內(nèi)重復(fù)第二燃料噴射期Ton的循環(huán)被稱為第二噴射循環(huán)C2。
[0055]如果通過將在第一噴射循環(huán)Cl中噴射燃料的總量(亦即在第一燃料噴射期Tl中的噴射燃料總量)除以第一噴射循環(huán)Cl而獲得單位噴射量(以燃料量的形式獲得)，則當(dāng)把噴射停止期T2設(shè)置為零時(shí)單位噴射量具有最大值。單位噴射量的最大值是基于測(cè)試等所獲得的值，并且被設(shè)置成滿足以下條件的單位噴射量:過濾器21的溫度達(dá)到最大值并且過濾器21的升溫速度達(dá)到最高值。因?yàn)閱挝粐娚淞康淖畲笾蹈鶕?jù)影響過濾器21溫度的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的結(jié)構(gòu)(諸如包括排氣凈化裝置20的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣流量的范圍、排氣溫度的范圍等)而變化，所以第一燃料噴射期Tl也是根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的結(jié)構(gòu)所設(shè)置的固定時(shí)間段。
[0056]燃燒器的燃燒模式
[0057]在燃燒器22中，來自空氣供給管26的每單位時(shí)間所提供空氣量相對(duì)于每單位時(shí)間從燃料噴嘴23中所提供燃料量的比率被稱為燃燒器空氣-燃料比，燃燒器空氣-燃料比相對(duì)于化學(xué)計(jì)量空氣-燃料比的比率被稱為當(dāng)量比。
[0058]當(dāng)量比的值根據(jù)第二噴射循環(huán)C2的值(亦即燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率)而顯著地變化。當(dāng)燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率增加時(shí)，當(dāng)量比的值增大。
[0059]更具體地，如圖3中所示，在燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率為IOHz以上和小于IOOHz的范圍內(nèi)，當(dāng)燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率增加時(shí)當(dāng)量比接近I。在燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率為IOOHz以上和200Hz以下的范圍內(nèi)，當(dāng)量比維持在I。盡管當(dāng)量比的值根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的工作狀態(tài)有略微變化，但維持了在IOOHz以上和200Hz以下范圍內(nèi)當(dāng)量比維持在I的趨勢(shì)。
[0060]由火焰溫度傳感器35所檢測(cè)的燃燒器22中火焰F的溫度，根據(jù)當(dāng)量比而顯著地變化。
[0061]更具體地，如圖4中所示，當(dāng)當(dāng)量比在0.5以上和I以下的范圍內(nèi)增大時(shí)，火焰F的溫度接近最大值1627°C。在當(dāng)量比大于I的范圍內(nèi)，當(dāng)當(dāng)量比增大時(shí)火焰溫度下降且當(dāng)量比為7時(shí)火焰溫度下降到227°C。盡管火焰F的溫度也根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10工作狀態(tài)而有略微變化，但在當(dāng)量比為I的工作狀態(tài)下維持了火焰F的溫度具有最高值的趨勢(shì)。
[0062]因此，在排氣凈化裝置20中，當(dāng)燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率是在IOOHz以上和200Hz以下的范圍內(nèi)時(shí)，可以使從燃料噴嘴23中噴射的燃料與燃燒器22中的空氣容易地混合，并且容易地將第一燃料噴射期Tl內(nèi)的當(dāng)量比維持在I。容易地將燃燒器22中所產(chǎn)生火焰F的溫度維持在最高值。因此，為了增大每單位時(shí)間過濾器21的溫度升高，通過將燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率保持在上述范圍內(nèi)而將當(dāng)量比優(yōu)選地維持在I。在這種當(dāng)量比下，隨過濾器21的溫度升高，碳煙(是沉積在過濾器21上的細(xì)顆粒的主要成分)與氧氣的反應(yīng)速度增力口。由此，與當(dāng)量比不為I的值時(shí)相比，這增加了去除細(xì)顆粒的速度。
[0063]為了在較短時(shí)間內(nèi)將過濾器21加熱到預(yù)定溫度，優(yōu)選地通過噴射燃料而將火焰F的溫度維持在最高值。然而，需要將過濾器21的溫度限制在過濾器21不發(fā)生變形和變性的溫度。例如，如果過濾器21是由碳化硅制成，那么過濾器21再生所需的時(shí)間被縮短，同時(shí)通過將過濾器21的溫度維持在大約900°C而防止過濾器21的變形和變性。防止過濾器21發(fā)生變形和變性的最高溫度被設(shè)置成目標(biāo)溫度。
[0064]下面的三種燃料噴射條件被設(shè)置成:基于用于過濾器21再生的上述要求來控制燃料噴嘴23的燃料噴射。
[0065]作為第一燃料噴射條件，將燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置為IOOHz以上和200Hz以下。
[0066]作為第二燃料噴射條件，當(dāng)計(jì)算第二燃料噴射期Ton時(shí)，使用圖5中所示的燃料噴射量計(jì)算映射圖。在該燃料噴射量計(jì)算圖中，第二燃料噴射期Ton與在第一燃料噴射期Tl內(nèi)提供給燃燒器22的空氣量相關(guān)，使得當(dāng)量比變?yōu)镮。利用進(jìn)氣量傳感器31檢測(cè)進(jìn)氣量，并且基于所檢測(cè)的進(jìn)氣量而獲得提供給燃燒器22的空氣量?；谔峁┙o燃燒器22的空氣量來計(jì)算第二燃料噴射期Ton，使得第一燃料噴射期Tl中的當(dāng)量比變?yōu)镮。用于計(jì)算第二燃料噴射期Ton的控制單元42基于進(jìn)氣量來計(jì)算經(jīng)過空氣供給管26提供給燃燒器22的空氣量。在這種情況下，控制單元42利用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速、渦輪19中的節(jié)流閥的開度、EGR管17的排氣流量等將進(jìn)氣量轉(zhuǎn)換成空氣量。
[0067]最后，作為第三燃料噴射條件，將噴射停止期T2設(shè)置成通過在第一燃料噴射期Tl (其中以如上所述方式執(zhí)行燃料噴射)之后停止燃料噴射而將過濾器21溫度維持在目標(biāo)溫度。因?yàn)楫?dāng)排氣管18中的排氣流量增加時(shí)排氣與過濾器21之間交換的熱量增加，所以每單位時(shí)間過濾器21的溫度下降增大。將噴射停止期T2設(shè)置為通過燃燒在第一燃料噴射期Tl內(nèi)所噴射燃料而維持火焰F產(chǎn)生的長度。因此，當(dāng)燃燒器22中火焰F的溫度升高時(shí)，過濾器21的溫度不大可能下降。此外，當(dāng)?shù)谝粐娚溲h(huán)Cl中每單位時(shí)間噴射量增加時(shí)，火焰F的溫度升高。換句話說，當(dāng)單位噴射量(通過將在第一燃料噴射期Tl中噴射的燃料總量除以第一噴射循環(huán)Cl所獲得的噴射量)增加時(shí)，火焰F的溫度升高。
[0068]就此而言，在本實(shí)施例中，當(dāng)計(jì)算噴射停止期T2時(shí)使用圖6中所示的計(jì)算映射圖。單位噴射量計(jì)算圖是其中過濾器21的溫度和排氣流量是單位噴射量的參數(shù)的圖。基于由過濾器溫度傳感器34所檢測(cè)的過濾器21溫度，當(dāng)過濾器21溫度升高時(shí)計(jì)算出較大的單位噴射量。此外，基于由上游排氣流量傳感器32所檢測(cè)的排氣流量，當(dāng)排氣流量增大時(shí)計(jì)算出較大的單位噴射量。
[0069]例如，根據(jù)單位噴射量計(jì)算圖，在排氣流量為相等的兩種狀態(tài)，狀態(tài)SI和狀態(tài)S2之間，狀態(tài)S2中的單位噴射量大于狀態(tài)SI中的單位噴射量。因此，甚至在排氣流量為相等的狀態(tài)中，隨過濾器21的溫度升高單位噴射量設(shè)置為減小。
[0070]通過基于燃料噴射量計(jì)算圖所計(jì)算的第二燃料噴射期Ton基于第一燃料噴射期Tl內(nèi)的總?cè)剂狭縼碛?jì)算噴射停止期T2，以獲得基于單位噴射量計(jì)算圖所計(jì)算的單位噴射量。因此，當(dāng)操作狀態(tài)從狀態(tài)SI轉(zhuǎn)換成狀態(tài)S2時(shí)，隨單位噴射量增大將噴射停止期T2設(shè)置為較短。此外，當(dāng)操作狀態(tài)從狀態(tài)S2轉(zhuǎn)換成狀態(tài)SI時(shí)，隨單位噴射量減小將噴射停止期T2設(shè)置為較長。
[0071]例如，在過濾器21溫度為相同的兩種狀態(tài)，狀態(tài)S2和狀態(tài)S3之間，狀態(tài)S2中的單位噴射量大于狀態(tài)S3中的單位噴射量。因此，甚至在過濾器21溫度為相等的狀態(tài)中，隨排氣流量增大單位噴射量設(shè)置成增大。
[0072]通過基于燃料噴射量計(jì)算圖來計(jì)算的第二燃料噴射期Ton基于第一燃料噴射期Tl中的總?cè)剂狭縼碛?jì)算噴射停止期T2，以獲得基于單位噴射量計(jì)算圖所計(jì)算的單位噴射量。因此，當(dāng)操作狀態(tài)從狀態(tài)S2轉(zhuǎn)換成狀態(tài)S3時(shí)，隨單位噴射量減小將噴射停止期T2設(shè)置成較長。此外，當(dāng)操作狀態(tài)從狀態(tài)S3轉(zhuǎn)換成狀態(tài)S2時(shí)，隨單位噴射量增大時(shí)將噴射停止期T2設(shè)置成較短。
[0073]因此，在噴射停止期T2內(nèi)，將排氣流量、過濾器21的溫度、和在第一燃料噴射期Tl中所噴射的總?cè)剂狭靠紤]進(jìn)去。因此，與僅考慮過濾器21溫度來計(jì)算噴射停止期T2時(shí)相t匕，例如更容易將過濾器21的溫度維持在目標(biāo)溫度。
[0074]排氣凈化裝置的操作
[0075]現(xiàn)在將參照?qǐng)D7來描述過濾器再生處理，該再生處理是由排氣凈化裝置20執(zhí)行的操作之一。當(dāng)控制單元42執(zhí)行過濾器再生程序時(shí)，以預(yù)定的時(shí)間間隔進(jìn)行過濾器再生處理。
[0076]如圖7中所示，在過濾器再生處理中，控制單元42首先計(jì)算沉積在過濾器21上的細(xì)顆粒的量(步驟Sll)。在這種情況下，控制單元42從輸入/輸出單元41中獲取上游排氣流量和下游排氣流量，并且基于這兩者之間的差來計(jì)算細(xì)顆粒在過濾器21上的沉積量。
[0077]然后，控制單元42對(duì)計(jì)算的沉積量與存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元43中的沉積量的閾值α進(jìn)行比較(步驟S12)。當(dāng)計(jì)算的沉積量小于或等于閾值α?xí)r，控制單元42終止過濾器再生處理(步驟S12:Ν0)。例如，將相對(duì)于過濾器21中細(xì)顆粒最大沉積量為95%的沉積量設(shè)置為閾值α。
[0078]如果沉積量大于閾值α (步驟S12:是)，控制單元42則從輸入/輸出單元41(步驟S13)中獲取最近的進(jìn)氣量、上游排氣流量、和過濾器21的溫度?？刂茊卧?2從存儲(chǔ)單元43中讀出燃料噴射量計(jì)算圖(圖5)，并且將最近的進(jìn)氣量應(yīng)用于燃料噴射量計(jì)算圖中以計(jì)算第二燃料噴射期Ton (步驟S14)。
[0079]在計(jì)算出第二燃料噴射期Ton之后，控制單元42從存儲(chǔ)單元43中讀出單位噴射量計(jì)算圖(圖6)，并且將最近的上游排氣流量和過濾器21的溫度施加到單位噴射量計(jì)算圖中以計(jì)算第一噴射循環(huán)Cl中的單位噴射量。然后，控制單元42基于計(jì)算的單位噴射量和第二燃料噴射期Ton來計(jì)算噴射停止期T2 (步驟S15)。
[0080]控制單元42控制輸入/輸出單元41，使得輸入/輸出單元41向空氣閥27輸出用于打開空氣閥27的控制信號(hào)。然后，空氣閥27的驅(qū)動(dòng)單元基于該控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)電壓。由此打開空氣閥27并且將來自進(jìn)氣管13的進(jìn)氣提供給排氣凈化裝置20(步驟S16)。
[0081]另外，在步驟S16，控制單元42將用于生成脈沖信號(hào)的控制信號(hào)輸出至噴嘴驅(qū)動(dòng)單元44，將在步驟S14計(jì)算的第二燃料噴射期Ton和在步驟S15計(jì)算的噴射停止期T2輸出至噴嘴驅(qū)動(dòng)單元44。噴嘴驅(qū)動(dòng)單元44基于第二燃料噴射期Ton和噴射停止期T2以預(yù)定的驅(qū)動(dòng)頻率生成脈沖信號(hào)，并且經(jīng)過輸入/輸出單元41將脈沖信號(hào)輸出至燃料噴嘴23。然后，燃料噴嘴23根據(jù)第二燃料噴射期Ton和噴射停止期T2來噴射燃料。
[0082]此外，在步驟S16，控制單元42將用于驅(qū)動(dòng)火花塞24的控制信號(hào)從輸入/輸出單元41輸出至火花塞24。然后，火花塞24的驅(qū)動(dòng)單元基于控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)電壓。由此驅(qū)動(dòng)火花塞24在被火焰穩(wěn)定器25所包圍的空間中產(chǎn)生火花。結(jié)果，點(diǎn)燃排氣凈化裝置20中燃料與空氣的混合物，并且在火焰穩(wěn)定器25中產(chǎn)生火焰F。從排氣管18提供至排氣凈化裝置20的排氣被火焰F加熱，然后被提供至過濾器21以提高過濾器21的溫度。結(jié)果，將過濾器21的溫度提高到可從過濾器21中去除沉積的細(xì)顆粒的溫度。
[0083]這樣，當(dāng)對(duì)應(yīng)于單個(gè)第一噴射循環(huán)Cl燃燒燃料時(shí)，控制單元42基于例如第二燃料噴射期Ton和噴射停止期T2來計(jì)算在該第一噴射循環(huán)Cl中所去除細(xì)顆粒的量。然后，控制單元42將在步驟Sll中所計(jì)算的細(xì)顆粒沉積量減去細(xì)顆粒去除量以計(jì)算停留在過濾器21中的細(xì)顆粒沉積量。
[0084]然后，控制單元42讀出用于與停留在過濾器21上的細(xì)顆粒沉積量進(jìn)行比較的、存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元43中的閾值β (步驟S17)。如果停留在過濾器21上的細(xì)顆粒沉積量大于或等于閾值β (步驟S17:Ν0)，控制單元42則返回到步驟S13再次計(jì)算第二燃料噴射期Ton和噴射停止期Τ2。此外，控制單元42燃燒排氣凈化裝置20中的燃料(步驟S14至步驟S16)。同時(shí)，基于在該燃燒期間的進(jìn)氣量、輸入側(cè)排氣流量、過濾器21的溫度等來計(jì)算第二燃料噴射期Ton和噴射停止期T2，使得第一噴射循環(huán)Cl的長度與在第一燃料噴射期Tl中的燃料總量是一致的。因此，當(dāng)把過濾器21的溫度提高到目標(biāo)溫度時(shí)，過濾器21的溫度被維持在目標(biāo)溫度附近直到過濾器再生處理完成。
[0085]閾值β是例如相對(duì)于過濾器21中細(xì)顆粒最大沉積量為5%的沉積量。在步驟S13中，每當(dāng)控制單元42進(jìn)行步驟S13時(shí)對(duì)最近的進(jìn)氣量、輸入側(cè)排氣流量、和過濾器21的溫度加以更新。
[0086]當(dāng)通過在第一噴射循環(huán)Cl中以上述方式重復(fù)地燃燒燃料而使停留在過濾器21上的細(xì)顆粒的沉積量變得小于閾值β時(shí)(步驟S17:是)，控制單元42控制輸入/輸出單元41使得輸入/輸出單兀41向火花塞24輸出用于停止驅(qū)動(dòng)火花塞24的控制信號(hào)。然后，火花塞24的驅(qū)動(dòng)單元基于控制信號(hào)停止驅(qū)動(dòng)火花塞24(步驟S18)。
[0087]另外，在步驟S18中，控制單元42生成用于停止用噴嘴驅(qū)動(dòng)單元44驅(qū)動(dòng)燃料噴嘴23的控制信號(hào)。此外，控制單元42經(jīng)過輸入/輸出單元41向燃料噴嘴23輸出停止信號(hào)。由此停止燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)。
[0088]此外，在步驟S18，控制單元42控制輸入/輸出單元41使得輸入/輸出單元41向空氣閥27輸出用于關(guān)閉空氣閥27的控制信號(hào)?？諝忾y27的驅(qū)動(dòng)單元基于控制信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)電壓。由此關(guān)閉空氣閥27并且停止從進(jìn)氣管13向排氣凈化裝置20的空氣供給。在以這種方式停止火花塞24和燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)并關(guān)閉空氣閥27之后，控制單元42終止過濾器再生處理。
[0089]現(xiàn)在將參照?qǐng)D8，對(duì)燃料噴嘴23的噴射導(dǎo)致的過濾器21的溫度變化以及一個(gè)比較例中的由于燃料噴嘴23的噴射所導(dǎo)致的過濾器21的溫度變化進(jìn)行描述。在圖8中，用實(shí)線表示本實(shí)施例中過濾器21的溫度變化，用虛線表示比較例中過濾器21的溫度變化。在比較例中，在2.5毫秒的燃料噴射期內(nèi)重復(fù)地噴射燃料，并且將燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)置為20Hz。所使用的過濾器是由堇青石構(gòu)成。
[0090]如圖8中所示，在本實(shí)施例中，從驅(qū)動(dòng)燃燒器22直到過濾器21溫度維持在目標(biāo)溫度，以比較例的速度快1.5倍至2倍的速度提高過濾器21的溫度。因此，即使將過濾器21的目標(biāo)溫度設(shè)置成高于比較例的目標(biāo)溫度，但在本實(shí)施例中直到達(dá)到目標(biāo)溫度的燃燒器22的驅(qū)動(dòng)時(shí)間被抑制并且沒變長。亦即，當(dāng)把過濾器21溫度提高到相同溫度時(shí)，過濾器21的溫度可以在比比較例更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)溫度。此外，在實(shí)施例中，即使將過濾器21的目標(biāo)溫度設(shè)置成較高溫度，但可以以與把目標(biāo)溫度設(shè)置成較低溫度同樣的方式將過濾器21的溫度穩(wěn)定地維持在目標(biāo)溫度。
[0091]現(xiàn)在將參照?qǐng)D9來描述當(dāng)比較例中的目標(biāo)溫度為Tml且實(shí)施例中的目標(biāo)溫度為Tm2時(shí)過濾器21的各目標(biāo)溫度與再生速度的關(guān)系。過濾器21的再生速度是每單位時(shí)間所去除細(xì)顆粒的量。
[0092]如圖9中所示，在實(shí)施例中在目標(biāo)溫度Tm2下進(jìn)行過濾器再生處理，與在比較例的目標(biāo)溫度Tml下進(jìn)行過濾器再生處理時(shí)相比過濾器21的再生速度提高大約4倍。
[0093]這樣，抑制達(dá)到目標(biāo)溫度所需的時(shí)間從而使其不變長，并且可減少過濾器21再生所需的時(shí)間，同時(shí)通過安裝由碳化硅(是具有高耐熱性的的材料)所制成的過濾器21而穩(wěn)定地維持過濾器21的溫度，并且通過上述噴射循環(huán)來執(zhí)行過濾器21的再生處理。
[0094]如上所述,上述實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0095](I)在第一燃料噴射期Tl (是固定的時(shí)間段)中，燃料噴嘴23以預(yù)定的頻率多次噴射燃料。因此，與在第一燃料噴射期Tl中一次性地噴射相同量的燃料相比，更加便于使提供給燃燒器22的空氣與燃料的混合。由此促進(jìn)燃料燃燒。結(jié)果，使通過燃燒器22的排氣的溫度升高，由此提高布置在燃燒器22下游側(cè)(相對(duì)于排氣流)的過濾器21的溫度。
[0096]燃料噴嘴23噴射燃料的循環(huán)包含單個(gè)第一燃料噴射期Tl和單個(gè)噴射停止期T2。此外，基于第三燃料噴射條件設(shè)置噴射停止期T2。在這種情況下，當(dāng)過濾器21的溫度升高時(shí)噴射停止期T2的長度減小。因此，過濾器21溫度的升高可增大提供至過濾器21的排氣中具有相對(duì)較低溫度的排氣的比例。相反，過濾器21溫度的下降可減小提供至過濾器21的排氣中具有相對(duì)較低溫度的排氣的比例。因此，抑制過濾器21溫度的過度下降，并且抑制過濾器21溫度的下降不夠。因此，可在不影響過濾器21的溫度穩(wěn)定性的情況下提高過濾器21的溫度。
[0097](2)當(dāng)排氣管18中的排氣流量增加時(shí)，將噴射停止期T2設(shè)置為較短。亦即，當(dāng)排氣流量增大且每單位時(shí)間過濾器21溫度的下降程度增加時(shí)，將噴射停止期T2設(shè)置為較短。相反，當(dāng)排氣流量減小且每單位時(shí)間過濾器21中溫度下降的程度減小時(shí)，將噴射停止期T2設(shè)置為較長。因此，抑制過濾器21溫度的過度下降，并且抑制過濾器21溫度的下降不足。由此容易地將過濾器21的溫度維持在預(yù)定溫度。
[0098](3)基于第二燃料噴射條件來設(shè)置第二燃料噴射期Ton。在這種情況下，當(dāng)在第一燃料噴射期Tl中提供給燃燒器22的空氣量增大時(shí)，第二燃料噴射期Ton變得更長。因此，從燃料噴嘴23中所噴射燃料的量相對(duì)于空氣量不變得過量或不足。燃燒器22附近的溫度不被未燃燒的殘余燃料所降低并且不受所提供燃料量的限制。因此，通過燃料在燃燒器22中的燃燒而容易地提高提供至過濾器21的排氣的溫度。由此容易地提高過濾器21的溫度。
[0099](4)改變第二燃料噴射期Ton使得第一燃料噴射期Tl中的燃燒器空氣-燃料比符合化學(xué)計(jì)量空氣-燃料比，亦即使得當(dāng)量比變?yōu)镮。因此，從燃料噴嘴23中噴射出的燃料與提供給燃燒器22的空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，而沒有不足或過量的情況。因此，防止燃燒器22附近的溫度被未燃燒的殘留燃料所降低或者受所提供燃料量的限制。因此，通過在燃燒器22中的燃料容易提高提供至過濾器21的排氣的溫度。由此可容易地提高過濾器21的溫度。
[0100](5)基于第一燃料噴射條件來設(shè)置噴射燃料的頻率，并且頻率為IOOHz以上和200Hz以下。因此，容易地將燃料與空氣混合，并且燃料噴嘴23附近的當(dāng)量比容易地變?yōu)镮。由此燃料容易燃燒而沒有不足或過量的情況，并且容易提高過濾器21的溫度。
[0101](6)當(dāng)設(shè)置噴射停止期T2時(shí)，基于排氣流量和過濾器21溫度來計(jì)算單位噴射量，并且基于第一燃料噴射期Tl中的單位噴射量和噴射燃料總量來計(jì)算噴射停止期T2。甚至在噴射停止期T2之后，在第一燃料噴射期Tl內(nèi)噴射的燃料繼續(xù)燃燒。此外，當(dāng)單位噴射量增加時(shí)，燃燒所產(chǎn)生火焰的溫度升高。當(dāng)排氣管18中排氣流量的變化增加時(shí)，過濾器與排氣之間交換的熱量增加。例如，當(dāng)排氣流量增大時(shí)過濾器21的溫度不大可能下降，當(dāng)排氣流量減小時(shí)過濾器21的溫度容易下降。因此，過濾器21的溫度受到單位噴射量和排氣流量的影響。就此而言，將第一噴射循環(huán)Cl的噴射停止期T2設(shè)置為考慮了排氣流量和單位噴射量的值。由此將過濾器21的溫度維持在預(yù)定溫度。
[0102](7)在包含第一燃料噴射期Tl和噴射停止期T2的第一噴射循環(huán)Cl中，執(zhí)行噴射停止期T2的設(shè)置和第二燃料噴射期Ton的設(shè)置。因此，燃燒器22的燃燒狀態(tài)和過濾器21溫度在最短的時(shí)間區(qū)間內(nèi)被反映在噴射停止期T2和第二燃料噴射期Ton的設(shè)置上。因此，與以長于第一噴射循環(huán)Cl的時(shí)間區(qū)間執(zhí)行上述停止期和噴射期的設(shè)置相比，過濾器21的溫度變化的寬度變小。
[0103](8)過濾器21是由碳化硅構(gòu)成。因此，與陶瓷(例如現(xiàn)有技術(shù)中常用的堇青石)相比，耐熱溫度較高并且不大可能發(fā)生變形。碳化硅優(yōu)選地用于排氣凈化裝置20的過濾器21，排氣凈化裝置用于以容易提高過濾器21溫度的方式噴射燃料的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10。
[0104]可按如下所述方式修改上述實(shí)施例。
[0105]可在不考慮排氣管18中的排氣流量的情況下，根據(jù)過濾器21的溫度來設(shè)置噴射停止期T2。在這種情況下，當(dāng)過濾器21的溫度升高時(shí)將噴射停止期T2設(shè)置為較長。此結(jié)構(gòu)也獲得優(yōu)點(diǎn)⑴和⑶至⑶。
[0106]在第二燃料噴射期Ton的至少部分的設(shè)置中，當(dāng)在第一燃料噴射期Tl中提供給燃燒器22的空氣量增大時(shí)，可將第二燃料噴射期Ton設(shè)置為較長。在這種結(jié)構(gòu)中，如果根據(jù)第一燃料噴射期Tl來設(shè)置第二燃料噴射期Ton，則可獲得優(yōu)點(diǎn)(3)。例如，在當(dāng)計(jì)算第二燃料噴射期Ton時(shí)考慮除燃燒器22中空氣量以外的參數(shù)的構(gòu)造中，當(dāng)提供給燃燒器22的空氣量相對(duì)較大時(shí)可將第二燃料噴射期Ton設(shè)置為相對(duì)較短。
[0107]第二燃料噴射期Ton可以是恒定的，而與提供給燃燒器22的空氣量無關(guān)。在這種情況下，第二燃料噴射期Ton只需具有在第一燃料噴射期Tl中執(zhí)行多次燃料噴射的長度。無論提供給燃燒器22的空氣量如何，可在第一燃料噴射期Tl內(nèi)設(shè)置多個(gè)第二燃料噴射期Ton(其中燃料噴射期的長度相互不同)。由此也獲得優(yōu)點(diǎn)(I)、(2)、和(4)至(8)。
[0108]第一燃料噴射期Tl中的當(dāng)量比并非必須為I。在這種情況下，優(yōu)選地根據(jù)排氣凈化裝置20的燃燒測(cè)試結(jié)果等來改變當(dāng)量比，使得火焰穩(wěn)定器25中所產(chǎn)生火焰F的溫度變?yōu)樽罡?。此外，可將在排氣凈化裝置20中執(zhí)行過濾器再生處理時(shí)的火焰F溫度和當(dāng)前的當(dāng)量比加以存儲(chǔ)，并且改變第一燃料噴射期Tl內(nèi)噴射的總?cè)剂狭?，使得?dāng)執(zhí)行下一次過濾器再生處理時(shí)的當(dāng)量比變?yōu)楫?dāng)檢測(cè)到火焰F溫度中的最大值時(shí)的當(dāng)量比。
[0109]在第一燃料噴射期Tl中，在至少一部分的該噴射期Tl中，噴射燃料的總量與提供給燃燒器22的空氣量的比率可以是化學(xué)計(jì)量空氣-燃料比。
[0110]在第一燃料噴射期Tl中，噴射燃料的總量與提供給燃燒器22的空氣量的比率并非必須為化學(xué)計(jì)量空氣-燃料比，亦即當(dāng)量比并非必須為I。由此也獲得優(yōu)點(diǎn)(I)至(3)和
(5)至⑶。
[0111]燃料噴嘴23的驅(qū)動(dòng)頻率并非必須在IOOHz以上和200Hz以下的范圍內(nèi)，只要驅(qū)動(dòng)頻率允許燃料在排氣凈化裝置20中燃燒。由此也獲得優(yōu)點(diǎn)(I)至(4)和(6)至(8)。
[0112]可以在不使用上述映射圖的情況下計(jì)算單位噴射量。相反，可使用上游排氣流量和過濾器21溫度適用的數(shù)學(xué)方程式。
[0113]可在不計(jì)算單位噴射量的情況下計(jì)算噴射停止期T2。例如，可僅基于過濾器21溫度來計(jì)算噴射停止期T2，如上所述。可基于排氣流量和過濾器21溫度，直接計(jì)算噴射停止期T2的長度。由此也獲得優(yōu)點(diǎn)⑴至(5)、(7)和⑶。
[0114]在第一噴射循環(huán)Cl中設(shè)置第二燃料噴射期Ton和噴射停止期2。然而，可為多個(gè)第一噴射循環(huán)Cl中的各噴射循環(huán)設(shè)置第二燃料噴射期Ton和噴射停止期T2。此外，可在不同于第一噴射循環(huán)Cl的循環(huán)中執(zhí)行計(jì)算。
[0115]過濾器21可由除碳化硅以外的材料所構(gòu)成。具有與碳化硅相同耐熱性的材料可用作構(gòu)成過濾器21的材料。過濾器可由具有與現(xiàn)有技術(shù)相同耐熱性的材料所構(gòu)成。由此也獲得優(yōu)點(diǎn)⑴至⑵。
[0116]從燃料噴嘴23中噴射的燃料并非必須從燃料泵中提供并且可從共軌中提供。此夕卜，可使用僅向燃料噴嘴23提供燃料的燃料泵。
[0117]排氣凈化裝置20可具有其中除了火花塞24還使用輝光加熱器的結(jié)構(gòu)。此外，只要可以產(chǎn)生火焰F，排氣凈化裝置20可具有僅使用輝光加熱器的結(jié)構(gòu)。
[0118]代替連接到進(jìn)氣管13的空氣供給管26，可經(jīng)過連接到制動(dòng)器的空氣罐的空氣供給管、或者連接到用于排氣凈化裝置的送風(fēng)機(jī)的空氣供給管，將空氣提供給排氣凈化裝置20。
[0119]可省略火焰溫度傳感器35。
[0120]過濾器溫度傳感器34可具體化為布置在緊接在過濾器21之前的傳感器，該傳感器是用于檢測(cè)流入過濾器21的排氣的溫度?？商娲?，可基于由火焰溫度傳感器35所檢測(cè)的火焰F溫度來計(jì)算過濾器21溫度，并且可以省略過濾器溫度傳感器34。
[0121]代替下游排氣流量傳感器33，可使用用于檢測(cè)過濾器21上游側(cè)排氣流量與過濾器21下游側(cè)排氣流量之間的壓力差的差壓傳感器。
[0122]噴射停止期T2無需利用在第一燃料噴射期Tl內(nèi)所噴射燃料的燃燒來維持火焰F產(chǎn)生的長度。例如，噴射停止期T2可包含其中不產(chǎn)生火焰F的時(shí)間段。
[0123]當(dāng)計(jì)算第二燃料噴射期Ton時(shí)，可以不把進(jìn)氣量(是進(jìn)氣量傳感器31的檢測(cè)值)轉(zhuǎn)換成提供給燃燒器22的空氣量。在這種情況下，可將用于直接基于進(jìn)氣量計(jì)算第二燃料噴射期Ton的映射圖用作燃料噴射量計(jì)算映射圖。
[0124]過濾器21中細(xì)顆粒的沉積量并非必須是基于過濾器21上游側(cè)排氣流量與過濾器21下游側(cè)排氣流量之間的差來計(jì)算。例如，可在每個(gè)預(yù)定的時(shí)間段中基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的工作狀態(tài)(例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速、噴射至各汽缸Ila的燃料量等)來計(jì)算細(xì)顆粒的量。此外，可通過對(duì)細(xì)顆粒的上述量進(jìn)行積分而計(jì)算細(xì)顆粒的沉積量。
[0125]需要要時(shí)可改變閾值α和閾值β，只要閾值α大于閾值β。
[0126]用于計(jì)算通過單個(gè)第一噴射循環(huán)Cl從過濾器21中所去除細(xì)顆粒的量的方法，并不局限于基于第二燃料噴射期Ton和噴射停止期Τ2的計(jì)算。例如，也可采用其它方法，例如基于第一噴射循環(huán)Cl完成時(shí)上游排氣流量傳感器32的檢測(cè)值和下述游排氣流量傳感器33的檢測(cè)值的計(jì)算方法。
[0127]包括該排氣凈化裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)可以是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，包括: 過濾器，所述過濾器被布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管中并且捕集懸浮于經(jīng)過排氣管的排氣中的細(xì)顆粒； 燃燒器，所述燃燒器包括燃料噴嘴且被布置在位于排氣管中過濾器上游側(cè)的位置，其中所述燃燒器燃燒從燃料噴嘴中噴射出的燃料并加熱排氣以提高過濾器溫度并去除捕集在過濾器中的細(xì)顆粒；以及 控制單元，所述控制單元控制燃料噴嘴的燃料噴射方式，其中 包含單個(gè)燃料噴射期和單個(gè)噴射停止期的時(shí)間段被設(shè)置為單個(gè)噴射循環(huán)， 所述燃料噴射期是其中以預(yù)定的頻率多次噴射燃料的時(shí)間段； 所述噴射停止期是其中燃料噴射停止的可變時(shí)間段， 所述控制單元控制所述燃料噴嘴使得所述燃料噴嘴根據(jù)噴射循環(huán)噴射燃料，且 所述控制單元配置為當(dāng)所述過濾器的溫度升高時(shí)延長噴射停止期。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，其中所述控制單元配置為當(dāng)排氣管中的排氣流量增大時(shí)縮短噴射停止期。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，其中 所述燃料噴射期是第一燃料噴射期， 在第一燃料噴射期中以預(yù)定頻率重復(fù)的多次噴射中的一次噴射的時(shí)間段為第二燃料噴射期， 所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括向所述燃燒器提供空氣的進(jìn)氣管，并且 所述控制單元配置為當(dāng)在第一燃料噴射期內(nèi)提供給所述燃燒器的空氣量增加時(shí)延長所述第二燃料噴射期。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，其中所述控制單元配置為設(shè)置所述第二燃料噴射期，使得在第一燃料噴射期內(nèi)噴射的燃料總量與提供給所述燃燒器的空氣量的比率符合化學(xué)計(jì)量空氣-燃料比。
5.如權(quán)利要求3或4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，其中所述控制單元設(shè)置噴射循環(huán)中的噴射停止期和第二燃料噴射期。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，其中所述控制單元將所述頻率設(shè)置為IOOHz以上和200Hz以下。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置，其中， 所述控制單元基于其參數(shù)為排氣管中排氣流量和過濾器溫度的映射圖來設(shè)置單位噴射量，所述單位噴射量是在燃料噴射循環(huán)中每單位時(shí)間的燃料噴射量；并且 所述控制單元基于在燃料噴射期內(nèi)噴射的燃料總量和單位噴射量來計(jì)算并設(shè)置噴射停止期。
【文檔編號(hào)】F01N3/025GK103857887SQ201280050244
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月12日
【發(fā)明者】津曲一郎, 澀谷亮 申請(qǐng)人:日野自動(dòng)車株式會(huì)社