專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于再生顆粒過(guò)濾器的顆粒物質(zhì)(PM)捕集容量 的技術(shù)。
背景技術(shù)：
曰本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)為2001-317333的文獻(xiàn)公開(kāi)了一種通過(guò)減小 設(shè)置在顆粒過(guò)濾器下游的排氣通道中的排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度而增大 所述顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力的同時(shí)，再生顆粒過(guò)濾器的顆粒物質(zhì)捕集 容量的過(guò)程(所述過(guò)程將在下文中稱為高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò) 程)。日本實(shí)用新型申請(qǐng)7>開(kāi)號(hào)為4-008718的文獻(xiàn)和日本專利申誚V/Hf 號(hào)為2003-120263的文獻(xiàn)也公開(kāi)了與顆粒過(guò)濾器的顆粒物質(zhì)捕集容量 的再生有關(guān)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
如果在配備了內(nèi)燃機(jī)的車輛運(yùn)行的情況下，該內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) 時(shí)刻改變，執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，則極為可能的是所述 顆粒過(guò)濾器的溫度過(guò)度上升。由于這個(gè)緣故，致使難以在車輛運(yùn)行的 同時(shí)，執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器的再生過(guò)程。
本發(fā)明鑒于上文描述的情況而進(jìn)行，目的在于提供一種技術(shù)，即 使在車輛運(yùn)行的情況下，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)易于改變時(shí)，在制止內(nèi)燃 機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中的顆粒過(guò)濾器的溫度過(guò)度升高的同時(shí)，執(zhí)行高壓
顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，所述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)適于執(zhí)行高壓 顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，根據(jù)本發(fā)明，在通過(guò)增大所述顆粒過(guò)濾器 內(nèi)部的壓力以再生其顆粒物質(zhì)捕集容量、適于執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾 器再生過(guò)程的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，，在執(zhí)行高壓再生過(guò)程時(shí)，預(yù) 測(cè)是否具有顆粒過(guò)濾器的溫度達(dá)到預(yù)定的上限溫度的可能性?；谒?述預(yù)測(cè)的結(jié)果控制所述顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力，從而即^f吏在車輛運(yùn)行 的情況下，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)易于改變時(shí)，也能在防止顆粒過(guò)濾器的 溫度過(guò)度升高的同時(shí)，執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)包括捕集包含在排 氣中的顆粒物質(zhì)的顆粒過(guò)濾器；設(shè)置在所述顆粒過(guò)濾器下游的排氣通
道中的排氣節(jié)流閥；執(zhí)行顆粒物質(zhì)再生過(guò)程以氧化并清除捕集在所述 顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生裝置；在執(zhí)行所述顆 粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程時(shí)，通過(guò)減小排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度而增大所 述顆粒過(guò)濾器內(nèi)部壓力的增壓裝置；當(dāng)通過(guò)增壓裝置增大所述顆粒過(guò) 濾器內(nèi)部的壓力時(shí)，預(yù)測(cè)顆粒過(guò)濾器的溫度是否具有達(dá)到上限值的可 能性的預(yù)測(cè)裝置；以及通過(guò)所述預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到所述顆粒過(guò)濾器的溫 度具有達(dá)到上限值的可能性時(shí)，減小所述顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力的減 壓裝置。
在執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，所述增壓裝置適于減小 排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度，以增大顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力(氧氣的分壓 力)。如果在所述顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力已經(jīng)被增大的狀態(tài)下，執(zhí)行顆 粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程(高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程)，因?yàn)樘岣吡?br> 顆粒物質(zhì)氧化中反應(yīng)速率，所以所述顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程所需的 時(shí)間縮-豆。
由于每單位時(shí)間產(chǎn)生的氧化反應(yīng)的熱量隨著顆粒物質(zhì)的氧化反應(yīng) 的速率的增大而增大，所以所述顆粒過(guò)濾器的溫度傾向于在高壓顆粒 物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程期間、而非正常顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程(也就 是說(shuō)，執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，不減小排氣節(jié)流間的開(kāi)啟程度) 期間變得更高。尤其，當(dāng)在車輛運(yùn)行的情況下，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)易 于改變時(shí)，極為可能的是排氣在數(shù)量和/或溫度方面的變化導(dǎo)致顆粒過(guò) 濾器的溫度的過(guò)度升高。由于這個(gè)緣故，致使難以在車輛運(yùn)行的同時(shí)， 執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器的再生過(guò)程。
鑒于上文所描述的，在根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化系統(tǒng)中，在執(zhí)行高 壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，通過(guò)預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)關(guān)于顆粒過(guò)濾 器的溫度是否具有達(dá)到預(yù)定的上限值的可能性。所述上限溫度可能是 所述顆粒過(guò)濾器由于熱量而開(kāi)始損壞的溫度。然而，為了毫無(wú)疑問(wèn)地 防止顆粒過(guò)濾器的這種熱損壞，優(yōu)選地所述上限溫度設(shè)置成低于顆粒 過(guò)濾器由于熱量而開(kāi)始損壞的溫度。在這里，所述顆粒過(guò)濾器由于熱 量的損壞不僅涉及顆粒過(guò)濾器本身的熱損壞，而且涉及催化劑或支撐 或附加于顆粒過(guò)濾器上的其他元件的熱損壞。
如果通過(guò)預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上述上限值 的可能性，則減壓裝置起作用，以減小顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力。這引 起顆粒過(guò)濾器中顆粒物質(zhì)的氧化反應(yīng)速率的減小，相應(yīng)地，通過(guò)每單 位時(shí)間氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量減少。因此，所述顆粒過(guò)濾器的溫度難以 達(dá)到上限溫度。
當(dāng)預(yù)測(cè)到所述顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限溫度的可能性時(shí)， 通過(guò)以上文所描述的方式減小所述顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的溫度，即使在車 輛運(yùn)行的情況下，內(nèi)燃^/L的運(yùn)行狀態(tài)易于改變時(shí)，也能才丸行高壓顆粒 物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，防止該顆粒過(guò)濾器的過(guò)度的溫度上升。因此， 能夠擴(kuò)大允許執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的運(yùn)行條件的范圍。
在本發(fā)明中，預(yù)測(cè)關(guān)于顆粒過(guò)濾器的溫度是否具有達(dá)到上限溫度 的可能性時(shí)，例如在滿足下述至少一個(gè)條件時(shí)，可以確定所述顆粒過(guò)
濾器的溫度具有達(dá)到上限溫度的可能性，所述條件為l)流入到顆粒 過(guò)濾器中的排氣量??；2)顆粒過(guò)濾器本身的溫度接近于上限溫度；3) 捕集到顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量(或保留在顆粒過(guò)濾器上的顆 粒物質(zhì)的數(shù)量)大。
在本發(fā)明中，減小所述顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力的方法可是，例如， 增大排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度、減小進(jìn)氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度、增大從顆 粒過(guò)濾器的上游中的排氣通道再循環(huán)到進(jìn)氣通道的排氣再循環(huán)(EGR) 的氣體量、擴(kuò)大可變?nèi)萘繙u輪增壓器的容積、或者增大流入到在顆粒 過(guò)濾器周圍迂回的旁路通道中的排氣量等。
在本發(fā)明中，當(dāng)預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限溫度的可 能性時(shí)，所述減壓裝置可適于立即停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程 (即，釋放由增壓裝置實(shí)現(xiàn)的顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部的高壓狀態(tài))。
如果在預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限溫度的可能性時(shí)， 停止所述高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，則顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力急 劇下降。因此，易于防止顆粒過(guò)濾器的溫度的過(guò)度升高。
在停止所述高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程后，顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再 生過(guò)程可被完全終止，或者可選擇地繼續(xù)正常的顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
另一方面，本發(fā)明中的減壓裝置可適于這樣的方式，即通過(guò)預(yù)測(cè) 裝置預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限溫度的可能性時(shí)，該減壓 裝置不立即停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，而是在減小顆粒過(guò)濾 器的內(nèi)部壓力的同時(shí)，繼續(xù)高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
在那種情況下，在減小顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力中，減壓裝置可使 用下述條件中的至少 一個(gè)作為參數(shù)，即流入到顆粒過(guò)濾器中的排氣量、 顆粒過(guò)濾器本身的溫度、捕集到顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量和內(nèi) 燃機(jī)的載荷。
當(dāng)流入到所述顆粒過(guò)濾器中的排氣量變小時(shí)，通過(guò)排氣從顆粒過(guò) 濾器帶走的熱量減小。因此，顆粒過(guò)濾器的溫度可能升高。
然而，如果當(dāng)流入到所述顆粒過(guò)濾器中的排氣量變小時(shí)，顆粒過(guò) 濾器的內(nèi)部壓力減小，則可以在減小顆粒過(guò)濾器的溫度上升到上限溫 度的可能性的同時(shí)，繼續(xù)高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
所述顆粒過(guò)濾器本身的溫度越高，捕集到顆粒過(guò)濾器上的顆粒物 質(zhì)的氧化反應(yīng)的速率就越快，因此顆粒過(guò)濾器的溫度越可能上升。另 外，當(dāng)顆粒過(guò)濾器的溫度升高時(shí)，通過(guò)由氧化反應(yīng)產(chǎn)生的少量熱、使 顆粒過(guò)濾器的溫度升高到上限溫度的可能性增加。
然而，如果當(dāng)所述顆粒過(guò)濾器本身的溫度升高時(shí)，所述顆粒過(guò)濾 器的內(nèi)部壓力被減小，則可以在減'J 、顆粒過(guò)濾器的溫度上升到上限溫 度的可能性的同時(shí)，繼續(xù)高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。捕集到(或保留在)所述顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量越大， 每單位時(shí)間被氧化的顆粒物質(zhì)的量就變得越大。因此，通過(guò)每單位時(shí) 間氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量變大，并且顆粒過(guò)濾器的溫度可能升高。
然而，如果當(dāng)捕集到顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量增大時(shí)，顆 粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力被減小，則可以在減小顆粒過(guò)濾器的溫度上升到 上限溫度的可能性的同時(shí)，繼續(xù)高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
內(nèi)燃機(jī)的載荷越大，流入到顆粒過(guò)濾器中的排氣的溫度就變得越 高。流入到顆粒過(guò)濾器中的排氣的溫度的升高導(dǎo)致從排氣轉(zhuǎn)移到顆粒 過(guò)濾器的熱量的增加，這又導(dǎo)致從顆粒過(guò)濾器轉(zhuǎn)移到排氣的熱量的減 少。因此，顆粒過(guò)濾器的溫度可能升高。
然而，如果當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的載荷變大時(shí)，顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力降低， 則可以在減小顆粒過(guò)濾器的溫度上升到上限溫度的可能性的同時(shí)，繼 續(xù)高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
在通過(guò)預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器具有達(dá)到上限溫度的可能性的 情況下，流入到所述顆粒過(guò)濾器中的排氣量過(guò)小，顆粒過(guò)濾器本身的 溫度幾乎達(dá)到上限溫度，或者捕集到顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量 過(guò)大，如果該顆粒過(guò)濾器的溫度上升到接近上限溫度，則顆粒過(guò)濾器 的溫度達(dá)到上限溫度是極為可能的。在這樣的情況下，高壓顆粒物質(zhì) 過(guò)濾器再生過(guò)程可被立即停止(也就是說(shuō)，通過(guò)增壓裝置實(shí)現(xiàn)的顆粒 過(guò)濾器內(nèi)部的高壓狀態(tài)可被釋放)。
如果在內(nèi)燃機(jī)的載荷相對(duì)高時(shí)，排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度小，則可 能存在操縱性能損壞，以及顆粒過(guò)濾器的溫度達(dá)到上限溫度的可能性。 鑒于此，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的載荷超過(guò)預(yù)定載荷時(shí)，可停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾
器再生過(guò)程(也就是說(shuō)，通過(guò)增壓裝置實(shí)現(xiàn)的顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的高壓 狀態(tài)可被釋放)。
根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化系統(tǒng)可進(jìn)一步配備估算裝置，所述估算裝 置用于在執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，估算保留在顆粒過(guò)濾 器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量。在這種情況下，當(dāng)通過(guò)所述估算裝置估算的 顆粒物質(zhì)的數(shù)量變小時(shí)，減壓裝置可適于增大顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力。
當(dāng)保留在顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量減小時(shí)，通過(guò)顆粒物質(zhì) 每單位時(shí)間的氧化作用產(chǎn)生的氧化熱的量也減小。如果當(dāng)保留在顆粒 過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量減小時(shí)，顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力增大，則 可以在減小顆粒過(guò)濾器的溫度上升到上限溫度的可能性的同時(shí)，繼續(xù) 高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
在執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，估算保留在顆粒過(guò)濾器
上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量的一種方法是基于作為參數(shù)的顆粒過(guò)濾器的溫 度和流入到顆粒過(guò)濾器中的排氣量，來(lái)估算每單位時(shí)間被氧化的顆粒 物質(zhì)的數(shù)量(或者顆粒物質(zhì)氧化速率)；以及基于通過(guò)估算獲得的數(shù)值 及已執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的時(shí)間，來(lái)確定保留的顆粒物質(zhì)的數(shù)量。
然而，每單位時(shí)間被氧化的顆粒物質(zhì)的數(shù)量基于顆粒過(guò)濾器內(nèi)部 的壓力而改變。鑒于此，在本發(fā)明中，設(shè)計(jì)所述估算裝置，以便估算 保留在顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量，該顆粒物質(zhì)量的估算除顆粒 過(guò)濾器的溫度和流入到顆粒過(guò)濾器中的排氣量之外，還考慮顆粒過(guò)濾 器的內(nèi)部壓力。
通過(guò)上文所描述的方法，可以精確地估算保留在顆粒過(guò)濾器上的 顆粒物質(zhì)的數(shù)量。因此，在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)， 可以將顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)到適合于保留的顆粒物質(zhì)的實(shí)際數(shù) 量的壓力，并且可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候(例如，在保留的顆粒物質(zhì)的數(shù)量 基本變?yōu)榱愕臅r(shí)候)停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化系統(tǒng)可裝備燃油噴射裝置，即使在執(zhí)行高 壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入到斷油區(qū) 域，該燃油噴射裝置持續(xù)噴射預(yù)定量的燃油而不斷油。
由于在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，排氣節(jié)流閥的 開(kāi)啟程度被減小，因此執(zhí)行斷油可導(dǎo)致操縱性能的損壞。更具體地， 當(dāng)排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度被減小時(shí)，作用在內(nèi)燃機(jī)上的排氣壓力增大， 因此內(nèi)燃機(jī)中的摩擦力較大。如果在這樣的情況下停止燃油噴射，則 不必要的強(qiáng)制動(dòng)力(所謂的排氣制動(dòng))可能會(huì)作用到內(nèi)燃機(jī)上，損壞 操作性能。
如果在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行 狀態(tài)進(jìn)入到將被斷油的區(qū)域時(shí)，繼續(xù)預(yù)定量的燃油噴射而不斷油，則 產(chǎn)生抵消排氣制動(dòng)的扭矩。這樣，可防止操縱性能的損壞。而且，預(yù) 定量的燃油噴射有助于保持高的排氣溫度。因此，附加的有益效果是, 即使在將被斷油的運(yùn)行狀態(tài)下，繼續(xù)高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
鑒于作用在內(nèi)燃機(jī)上的制動(dòng)力隨著顆粒過(guò)濾器內(nèi)部壓力的增大而 增大的事實(shí)，所述過(guò)濾器內(nèi)部的壓力越高，前述的預(yù)定量也就越大。
通過(guò)增大或減小與上文描述的顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力成比例的燃 油噴射量，能夠產(chǎn)生與制動(dòng)力成比例的扭矩。因此，即使當(dāng)作用在內(nèi) 燃機(jī)上的制動(dòng)力改變時(shí)，也能夠防止操縱性能的損壞。
可能會(huì)出現(xiàn)如下情況在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程時(shí)，
要求排氣制動(dòng)的激活。如果有這種要求時(shí)，排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度進(jìn) 一步減小，則顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力可能會(huì)變得過(guò)高，從而引起顆粒 過(guò)濾器的溫度過(guò)度升高。
鑒于此，在根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化系統(tǒng)中，流量調(diào)節(jié)閥可設(shè)置在 顆粒過(guò)濾器上游的排氣通道中，另外還可設(shè)置排氣制動(dòng)裝置，所述排 氣制動(dòng)裝置通過(guò)減小排氣節(jié)流閥或流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟程度激活排氣制動(dòng)。
在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，要求激活排氣制動(dòng) 時(shí)，排氣制動(dòng)裝置基于由預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)的結(jié)果，可選擇確定使用排氣 節(jié)流閥和流量調(diào)節(jié)閥中的哪一個(gè)來(lái)激活排氣制動(dòng)。
例如，在通過(guò)預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限溫 度的可能性的情況下，排氣制動(dòng)裝置通過(guò)減小流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟程度 激活排氣制動(dòng)。
如果這樣做了，則流量調(diào)節(jié)閥上游中的排氣壓力增大，并且所述 流量調(diào)節(jié)闊下游中的排氣壓力減小。因此，可以在減小顆粒過(guò)濾器的
內(nèi)部壓力的同時(shí)，增大作用在內(nèi)燃^/L上的排氣壓力。/人而，可以在制 止顆粒過(guò)濾器的溫度過(guò)度升高的同時(shí)，激活排氣制動(dòng)。
另 一方面，在通過(guò)預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器的溫度不具有達(dá)到 上限溫度的可能性的情況下，排氣制動(dòng)裝置通過(guò)減小排氣節(jié)流閥的開(kāi) 啟程度激活排氣制動(dòng)。
如果這樣做了，則排氣節(jié)流閥上游中的排氣壓力增大，因此，可 以在增大顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力的同時(shí)，增大作用在內(nèi)燃機(jī)上的排氣
捕集容量。
與上文所描述的有關(guān)，在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同 時(shí)，要求激活排氣制動(dòng)時(shí)，排氣制動(dòng)裝置可通過(guò)減小流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi) 啟程度激活排氣制動(dòng)，而不用考慮由預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)的結(jié)果。
從下文參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，對(duì)本領(lǐng)域 的技術(shù)人員而言，本發(fā)明的上述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得 顯而易見(jiàn)。


圖1為顯示內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為用于確定基本目標(biāo)壓力的曲線圖。 圖3為用于確定壓力校正系數(shù)的曲線圖。 圖4為用于確定溫度校正系數(shù)的曲線圖。 圖5為用于確定載荷校正系數(shù)的曲線圖。
圖6為顯示根據(jù)流入的排氣量、保留的顆粒物質(zhì)量和過(guò)濾器溫度 確定的高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程禁止區(qū)域的曲線圖。
圖7為顯示才艮據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷和發(fā)動(dòng)機(jī)速度確定的高壓顆粒物質(zhì)過(guò) 濾器再生過(guò)程禁止區(qū)域的曲線圖。
圖8為用于確定在將^t斷油的狀態(tài)下的燃油噴射量的曲線圖。
圖9為在第一個(gè)實(shí)施例中的高壓再生程序的流程圖。
圖10為在第一個(gè)實(shí)施例中的保留的顆粒物質(zhì)量計(jì)算程序的流程圖。
圖11為在第一個(gè)實(shí)施例中的斷油控制程序的流程圖。
圖12為用于確定排氣節(jié)流岡的開(kāi)啟程度校正量的曲線圖。
圖13為顯示根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖14為顯示排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度的減小被禁止的區(qū)域的曲線 圖，根據(jù)流入的排氣量和保留的顆粒物質(zhì)數(shù)量確定所述禁止區(qū)域。
圖15為在第二個(gè)實(shí)施例中的排氣制動(dòng)控制程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的特定實(shí)施例。 (第一個(gè)實(shí)施例)
參照?qǐng)Dl至圖12描述本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例。圖l為顯示應(yīng)用本 發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)是壓縮點(diǎn)火類型的內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)使用輕 油作為燃油來(lái)驅(qū)動(dòng)(例如，柴油機(jī))。內(nèi)燃機(jī)1具有多個(gè)氣缸2，該氣缸2中的每一個(gè)都配備有將燃油直接噴射到所述氣缸2中的燃油噴射閥3。
內(nèi)燃機(jī)1與進(jìn)氣通道4連接。在進(jìn)氣通道4中設(shè)置了離心式增壓 器(或渦輪增壓器)5的壓縮機(jī)氣缸50?？諝饬髁坑?jì)6設(shè)置在所述壓 縮機(jī)氣缸50的上游的進(jìn)氣通道4中。進(jìn)氣冷卻器(例如，中間冷卻器) 7設(shè)置在壓縮機(jī)氣缸50下游的進(jìn)氣通道中。進(jìn)氣節(jié)流岡8設(shè)置在中間 冷卻器7下游的進(jìn)氣通道4中。
內(nèi)燃機(jī)1與排氣通道9連接。在排氣通道9中的某一位置設(shè)置了 渦輪增壓器5的渦輪機(jī)殼體51 。用于將燃油添加到流入排氣通道9的 排氣的燃油添加閥10設(shè)置在渦輪機(jī)殼體51上游的排氣通道9中。顆 粒過(guò)濾器11設(shè)置在渦輪機(jī)殼體51的下游的排氣通道中。
具有氧化能力的催化劑支撐在顆粒過(guò)濾器11的基本構(gòu)件上。具有 氧化能力的催化劑例如可是氧化催化劑、三元催化劑、或NOx儲(chǔ)存還 原催化劑?？蛇x擇地，具有氧化能力的催化劑可僅僅設(shè)置在顆粒過(guò)濾 器11的上游，代替支撐在顆粒過(guò)濾器11的基本構(gòu)件上的具有氧化能 力的氧化催化劑。
排氣節(jié)流閥12設(shè)置在顆粒過(guò)濾器11下游的排氣通道9中。排氣 溫度傳感器13和排氣壓力傳感器14設(shè)置在顆粒過(guò)濾器11下游及排氣 節(jié)流閥12的上游的排氣通道9中。另外，用于檢測(cè)顆粒過(guò)濾器11的 上游和下游之間的排氣壓力差(這將在下文中稱為穿過(guò)過(guò)濾器的壓力 差)的壓差傳感器15也設(shè)置在排氣通道9中。
內(nèi)燃機(jī)1附加有ECU16。所述ECU16是由CPU、 ROM、 RAM及 備份RAM和其他元件構(gòu)成的運(yùn)算和邏輯電路。所述ECU16與前述的
各種傳感器電性連接，所述傳感器諸如空氣流量計(jì)6、排氣溫度傳感器
13、排氣壓力傳感器14和壓差傳感器15。所述ECU16還與燃油噴射 閥3、進(jìn)氣節(jié)流閥8、燃油添加閥IO和排氣節(jié)流閥12電性連才妄。
在具有上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)1中，所述ECU16適于沖丸行構(gòu)成本發(fā)明 的主要特征的顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生控制，以及執(zhí)行諸如燃油噴射控制 的各種已知的控制。
在顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生控制中，ECU16確定捕集在顆粒過(guò)濾器11 上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量(或者顆粒物質(zhì)捕集量)是否大于預(yù)定的上限量。 所述上限量設(shè)置成略小于顆粒過(guò)濾器11能夠捕集的顆粒物質(zhì)的最大數(shù)
量的數(shù)量。
在確定顆粒過(guò)濾器11的顆粒物質(zhì)捕集量是否已達(dá)到上限量時(shí)，例 如滿足下述條件之一時(shí)，可以確定顆粒過(guò)濾器11的顆粒物質(zhì)捕集量達(dá) 到了上限量，所述條件為從顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程前一個(gè)執(zhí)行經(jīng) 過(guò)的時(shí)間超過(guò)預(yù)定的時(shí)間；在顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的前一個(gè)執(zhí)行 后，車輛的行進(jìn)距離大于預(yù)定的距離；以及壓差傳感器15的輸出信號(hào) 大于預(yù)定值。
當(dāng)根據(jù)上文所描述的方法確定顆粒過(guò)濾器11的顆粒物質(zhì)捕集量已 達(dá)到上限量時(shí)，ECU16執(zhí)行所述顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。在顆粒物 質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程中，所述ECU16 <足4吏燃油添加閥10將燃油添加到 排氣，以便將顆粒過(guò)濾器11的溫度升高到能夠氧化顆粒物質(zhì)的溫度范 圍。另外，所述ECU16控制減小排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度。
如果在執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，減小排氣節(jié)流閥12 的開(kāi)啟程度，則顆粒過(guò)濾器11內(nèi)部的壓力(氧氣的分壓力)增大。如
果在顆粒過(guò)濾器11內(nèi)部的壓力(該壓力在下文中稱為過(guò)濾器內(nèi)的壓力) 增大的狀態(tài)下，執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，則捕集到顆粒過(guò)濾器 11上的顆粒物質(zhì)的氧化反應(yīng)的速率增大，因此能夠縮短顆粒物質(zhì)過(guò)濾 器再生過(guò)程的執(zhí)行時(shí)間。
按照以上所述，本發(fā)明中的增壓裝置在顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程
期間、減小排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度時(shí)，通過(guò)所述ECU16實(shí)現(xiàn)。
與上文所描述的有關(guān)，由于顆粒物質(zhì)氧化反應(yīng)的速率的增大導(dǎo)致 由每單位時(shí)間顆粒物質(zhì)氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量增大，因此顆粒過(guò)濾器11 的溫度更可能在高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程期間而不是在正常顆粒 物質(zhì)再生過(guò)程期間升高(也就是說(shuō)，被執(zhí)行的顆粒物質(zhì)再生過(guò)程無(wú)需 減小排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度)。
尤其在車輛運(yùn)行的情況下，內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)易于改變時(shí)，很
有可能由于排氣量和/或排氣溫度的改變，顆粒過(guò)濾器11的溫度過(guò)度升 高。這呈現(xiàn)的問(wèn)題是允許執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的運(yùn)行狀 態(tài)被限制到例如空轉(zhuǎn)的靜止運(yùn)行狀態(tài)。
鑒于此，在該實(shí)施例的顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生控制中，當(dāng)所述ECU16 預(yù)測(cè)到在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，顆粒過(guò)濾器11的 溫度(該過(guò)濾器11的溫度在下文中稱為過(guò)濾器溫度)具有達(dá)到預(yù)定的 上限溫度的可能性時(shí)，該ECU16適于減小過(guò)濾器內(nèi)的壓力。
前述的上限溫度是略小于引起顆粒過(guò)濾器11熱損壞溫度的溫度、 或者是引起支撐在顆粒過(guò)濾器11上的催化劑熱損壞溫度的溫度中較低
的溫度。
例如當(dāng)流入到顆粒過(guò)濾器11中的排氣量(該量在下文中稱為流入 排氣量)較小時(shí)，當(dāng)過(guò)濾器溫度較高時(shí)，當(dāng)捕集到或保留到顆粒過(guò)濾 器11上的顆粒物質(zhì)的數(shù)量(該數(shù)量在下文中稱為保留的顆粒物質(zhì)量) 和/或當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的載荷(該載荷在下文中稱為發(fā)動(dòng)機(jī)載荷)較高時(shí)， 做出過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限溫度的可能性的預(yù)測(cè)。
當(dāng)流入排氣量減小時(shí)，從顆粒過(guò)濾器11帶走的排氣的熱量也減小。 因而，過(guò)濾器溫度可能升高。隨著流入排氣量減少，這種趨勢(shì)變得更 加顯著。
當(dāng)過(guò)濾器溫度升高時(shí)，捕集到顆粒過(guò)濾器11上的顆粒物質(zhì)的氧化 反應(yīng)的速率變得更高。因而，過(guò)濾器溫度可能升高。隨著過(guò)濾器溫度 升高，這種趨勢(shì)變得更加顯著。
當(dāng)保留的顆粒物質(zhì)量增大時(shí)，由顆粒物質(zhì)每單位時(shí)間氧化反應(yīng)產(chǎn) 生的熱量也增大。因而，過(guò)濾器溫度可能升高。隨著保留的顆粒物質(zhì) 量增大，這種趨勢(shì)變得更加顯著。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷增大時(shí)，流入到顆粒過(guò)濾器11中的排氣的溫度升高。 流入到顆粒過(guò)濾器11中的排氣溫度的升高導(dǎo)致從排氣轉(zhuǎn)移到顆粒過(guò)濾 器11的熱量增多，并且導(dǎo)致從顆粒過(guò)濾器11轉(zhuǎn)移到排氣的熱量減少。 因而，過(guò)濾器溫度可能升高。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)載荷增大，這種趨勢(shì)變得更 加顯著。
根據(jù)上述說(shuō)明可以導(dǎo)出在流入排氣量減小時(shí)，過(guò)濾器溫度增大
時(shí)，保留的顆粒物質(zhì)量增大時(shí)，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)載荷增大時(shí)，通過(guò)使過(guò)濾 器內(nèi)的壓力減小，能夠防止過(guò)濾器溫度上升到上限溫度。
鑒于以上所述，所述ECU16適于以這樣一種方式控制4非氣節(jié)流閥
12，即當(dāng)流入排氣量減小時(shí)，過(guò)濾器溫度增大時(shí)，保留的顆粒物質(zhì)量
增大時(shí)，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)載荷增大時(shí)，使過(guò)濾器內(nèi)的壓力減小。
在下文中所述的是在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生控制期間，控 制過(guò)濾器內(nèi)的壓力的方法。在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程期間，
所述ECU16首先利用流入排氣量和保留的顆粒物質(zhì)量作為參數(shù)，確定 過(guò)濾器內(nèi)的壓力的目標(biāo)基值(該過(guò)濾器內(nèi)的壓力的目標(biāo)基值在下文中 稱為基本目標(biāo)壓力)。
圖2為顯示流入排氣量Fex、捕集到或保留到顆粒過(guò)濾器上的顆粒 物質(zhì)的量(該量在下文中稱為保留的顆粒物質(zhì)量)ZPM和基本目標(biāo)壓 力Pfb之間關(guān)系的曲線圖。
在圖2所示的曲線圖中，流入排氣量Fex越小，且保留的顆粒物 質(zhì)量ZPM越大，則基本目標(biāo)壓力Pfb就被設(shè)置的越小。換句話說(shuō)，流 入排氣量Fex越大，且保留的顆粒物質(zhì)量ZPM越小，則基本目標(biāo)壓力 Pfb就被設(shè)置的越大。
在這里，作為表示流入排氣量Fex的信號(hào)，可使用空氣流量計(jì)6 的輸出信號(hào)。保留的顆粒物質(zhì)量ZPM可通過(guò)從開(kāi)始顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再 生過(guò)程時(shí)顆粒物質(zhì)捕集量減去顆粒物質(zhì)氧化速率(即，每單位時(shí)間氧 化的顆粒物質(zhì)的量)和時(shí)間的乘積來(lái)確定，所述時(shí)間為高壓顆粒物質(zhì) 過(guò)濾器再生過(guò)程已經(jīng)執(zhí)行的時(shí)間。
過(guò)濾器溫度越高，且流入排氣量(或者流入到顆粒過(guò)濾器11中的 氧氣的量)越大，則顆粒物質(zhì)氧化速率就越高。因此，顆粒物質(zhì)氧化 速率可在以過(guò)濾器溫度和流入排氣量作為參數(shù)的基礎(chǔ)上確定。與此有
關(guān)的是，作為表示過(guò)濾器溫度的信號(hào)，可使用排氣溫度傳感器13的輸 出信號(hào)。
除過(guò)濾器溫度和流入排氣量之外，顆粒物質(zhì)氧化速率受過(guò)濾器內(nèi) 的壓力影響。因此，在過(guò)濾器內(nèi)的壓力增大時(shí)，即使在過(guò)濾器溫度和 流入排氣量相同時(shí)，顆粒物質(zhì)氧化速率也會(huì)加快。
鑒于此，在該實(shí)施例中，所述ECU16適于在過(guò)濾器內(nèi)的壓力的基
礎(chǔ)上，校正基于過(guò)濾器溫度和流入排氣量獲得的顆粒物質(zhì)氧化速率(該 氧化速率在下文中稱為基本顆粒物質(zhì)氧化速率)。
圖3為顯示過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf和被稱為壓力校正系數(shù)a的值之間 關(guān)系的曲線圖。在圖3所示的曲線中，壓力校正系數(shù)a是一個(gè)等于或 大于1的值，在這樣的方式上設(shè)置，使得過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf越高，則 壓力校正系數(shù)a的值就越大。
所述ECU16"I安照?qǐng)D3所示的曲線圖確定壓力才交正系凄丈a,并通過(guò) 前述的基本顆粒物質(zhì)氧化速率與壓力校正系數(shù)a的乘積(基本顆粒物 質(zhì)氧化量Xa)計(jì)算顆粒物質(zhì)氧化速率。
利用這樣確定的顆粒物質(zhì)氧化速率，能夠以高精確度估算出保留 的顆粒物質(zhì)量。盡管在與該實(shí)施例有關(guān)的描述中，在過(guò)濾器內(nèi)的壓力 的基礎(chǔ)上，校正通過(guò)過(guò)濾器溫度和流入排氣量確定的基本顆粒物質(zhì)氧 化速率，但是，可選擇地，可以曲線圖的形式預(yù)先準(zhǔn)備過(guò)濾器溫度、 流入排氣量、過(guò)濾器內(nèi)的壓力和顆粒物質(zhì)氧化速率之間的關(guān)系。
正基本目標(biāo)壓力Pfb,確定過(guò)濾器內(nèi)的壓力的目標(biāo)值(該壓力的目標(biāo)值 將在下文中稱為目標(biāo)壓力)。
圖4為用于確定與過(guò)濾器溫度Tempf有關(guān)的校正系數(shù)A (該系數(shù) 將在下文中稱為溫度校正系數(shù))的曲線圖。在圖4的曲線中，溫度校 正系數(shù)A是等于或小于1的正數(shù)，并且過(guò)濾器溫度Tempf越高，則溫 度校正系數(shù)就被設(shè)置的越小。
圖5為用于確定與發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp有關(guān)的校正系數(shù)B (該系數(shù)將 在下文中稱為載荷校正系數(shù))的曲線圖。作為表示發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp的 信號(hào)，可使用加速器位置傳感器17的輸出信號(hào)。在圖5的曲線中，載 荷校正系數(shù)B是等于或小于1的正數(shù)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp越大，則 載荷校正系數(shù)B就被設(shè)置的越小。
所述ECU16基于圖2至圖5中所示的曲線圖確定基本目標(biāo)壓力 Pft、溫度校正系數(shù)A和載荷校正系數(shù)B，而且還通過(guò)基本目標(biāo)壓力Pfb 與溫度校正系數(shù)A和載荷校正系數(shù)B的乘積(PfbXAXB)計(jì)算目標(biāo) 壓力Pft。因而，所述ECU16在下述的方式上調(diào)節(jié)排氣節(jié)流閥12的開(kāi) 啟程度，即使得實(shí)際的過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf等于前述的目標(biāo)壓力Pft。
如果在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程時(shí)，以上文所描述的方 式重復(fù)地執(zhí)行排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度的調(diào)節(jié)，則在過(guò)濾器溫度具有 達(dá)到上限溫度的可能性時(shí)，例如當(dāng)流入排氣量小時(shí)，當(dāng)過(guò)濾器溫度高 時(shí)，當(dāng)保留的顆粒物質(zhì)量大時(shí)，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)載荷大時(shí)，使過(guò)濾器內(nèi)的 壓力減小。另一方面，在過(guò)濾器溫度達(dá)到上限溫度的可能性小時(shí)，例 如在流入排氣量大時(shí)，在過(guò)濾器溫度低時(shí)，在保留的顆粒物質(zhì)量小時(shí)， 和/或發(fā)動(dòng)機(jī)載荷小時(shí)，使過(guò)濾器內(nèi)的壓力增大。這樣，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明 中的預(yù)測(cè)裝置和減壓裝置。 當(dāng)流入排氣量過(guò)小時(shí)，當(dāng)過(guò)濾器溫度接近上限溫度時(shí)，當(dāng)保留的 顆粒物質(zhì)量過(guò)大時(shí)，或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷過(guò)度高時(shí)，顆粒過(guò)濾器ll的溫度
過(guò)度升高的可能性變大。因此，優(yōu)選地，在這種情況下，所述ECU16 適于立即停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程(即，將排氣節(jié)流閥12的
開(kāi)啟程度調(diào)節(jié)回到正常的開(kāi)啟程度)。
圖6和圖7為限定用于停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的條件 的曲線圖。首先，圖6為限定禁止條件的曲線圖，該禁止條件用流入 排氣量Fex、保留的顆粒物質(zhì)量ZPM和過(guò)濾器溫度Tempf作為參數(shù)來(lái) 確定。在圖6所示的情況下，如果用流入排氣量Fex和保留的顆粒物 質(zhì)量i;PM表示的點(diǎn)落入到為各個(gè)過(guò)濾器溫度Tempf所設(shè)置的邊界線 (L1, ...， Ln: n是整數(shù))之下的區(qū)域內(nèi)，則高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再 生過(guò)程被停止。以下述這樣的方式設(shè)置各個(gè)邊界線Ll至Ln,即在流 入排氣量小時(shí)和保留的顆粒物質(zhì)量i;PM大時(shí)，停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾 器再生過(guò)程。
用于A過(guò)濾器溫度Tempf的邊界線Ll以下述這樣的方式確定， 即當(dāng)流入的排氣大于、且保留的顆粒物質(zhì)量小于由用于B (小于A) 過(guò)濾器溫度Tempf的邊界線確定的相應(yīng)的條件時(shí)，停止高壓顆粒物質(zhì) 過(guò)濾器再生過(guò)程。
圖7為用發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp和發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne作為參數(shù)確定禁止條 件的曲線圖。如果當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp高時(shí)，排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程 度被設(shè)置的小，則過(guò)濾器溫度Tempf將達(dá)到上限溫度的可能性變大， 且可能損壞操縱性能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne高達(dá)某一程度時(shí)，從內(nèi)燃機(jī)l 排出的排氣量較大。在這樣的狀態(tài)下，如果排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度 被設(shè)置的小，則過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf具有變得過(guò)大的可能性。因此，在
圖7所示的情況下，以下述這樣的方式設(shè)定條件，即在發(fā)動(dòng)機(jī)載荷
Accph高和發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne高的區(qū)域中，停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
在一些情況下，當(dāng)以上文所描述的方式進(jìn)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器 再生過(guò)程時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入到將被斷油的區(qū)域。如果在將 排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度設(shè)置的小的狀態(tài)下斷油，則不必要的排氣制 動(dòng)作用在內(nèi)燃機(jī)l上。這可能損壞操縱性能。
避免上述狀況的一個(gè)方法是，只要執(zhí)行斷油，就將排氣節(jié)流閥12 的開(kāi)啟程度調(diào)回正常的開(kāi)啟程度。通過(guò)在斷油期間，將排氣節(jié)流閥12 的開(kāi)啟程度調(diào)回正常的開(kāi)啟程度，則能夠防止不必要的排氣制動(dòng)。然 而，在這種情況下，大量的低溫空氣通過(guò)顆粒過(guò)濾器11,且顆粒過(guò)濾 器11的溫度可能會(huì)變得小于能夠氧化顆粒物質(zhì)的溫度。
如果在執(zhí)行斷油時(shí)，顆粒過(guò)濾器11的溫度變得小于能夠氧化顆粒 物質(zhì)的溫度，則在斷油結(jié)束后，重新開(kāi)始顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程時(shí)， 有必要將顆粒過(guò)濾器11的溫度再次升高到能夠氧化顆粒物質(zhì)的溫度范 圍。這導(dǎo)致例如減小燃油消耗定額的不利情況。
鑒于此，在該實(shí)施例的顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生控制中，在執(zhí)行高壓 顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入到斷油區(qū) 域時(shí)，所述ECU16適于繼續(xù)燃油噴射，以噴射一定量的燃油而不進(jìn)行斷油。
通過(guò)在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，在斷油狀態(tài)下 繼續(xù)燃油噴射，以噴射一定量(Qf/c )燃油，因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)1產(chǎn)生了使排 氣制動(dòng)無(wú)效的扭矩，所以能夠防止操縱性能的損壞。另外，由于通過(guò)
噴射一定量的燃油使排氣的溫度保持較高，故甚至在將被斷油的狀態(tài) 下，也可以氧化捕集在顆粒過(guò)濾器11上的顆粒物質(zhì)。
由于過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf越高，所用在內(nèi)燃才幾1上的制動(dòng)力就變得 越大，所以優(yōu)選地，如圖8所示，過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf越高，則前述的 燃油噴射量Qf/C就越大。
如果燃油噴射量Qf/c與過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf成比例的增大/減小，
則內(nèi)燃機(jī)1產(chǎn)生與排氣制動(dòng)的制動(dòng)力成比例的扭矩。因此，可防止操 縱性能的損壞。
按照上文所述的，在由所述ECU16控制的條件下，在寺丸行高壓顆 粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入到將被斷油 的區(qū)域時(shí)，通過(guò)由燃油噴射閥3將燃油噴射量調(diào)節(jié)到與過(guò)濾器內(nèi)的壓 力Pf成比例的燃油噴射量，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的燃油噴射裝置。
在下文中，將參照?qǐng)D9至圖12,描述本發(fā)明中的高壓顆粒物質(zhì)過(guò) 濾器再生過(guò)程。圖9為高壓顆粒物質(zhì)再生程序的流程圖。圖10為保留 的顆粒物質(zhì)量計(jì)算程序的流程圖。圖11為斷油控制程序的流程圖。高 壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生程序、保留的顆粒物質(zhì)量計(jì)算程序和斷油控制 程序預(yù)先儲(chǔ)存在所述ECU16的ROM中，并且其由所述ECU16以固定 間隔重復(fù)4丸4亍。
首先，在圖9所示的高壓茅貞粒物質(zhì)過(guò)濾器再生程序中，在步驟S101 中，由所述ECU16確定現(xiàn)在是否執(zhí)行關(guān)于顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
如果否定地回答步驟S101中的問(wèn)題，則所述ECU16的程序就進(jìn) 行到步驟S106，在該步驟中排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度被調(diào)節(jié)到正常的 開(kāi)啟程度，然后程序的執(zhí)行被完全終止。
如果肯定地回答步驟S101中的問(wèn)題，則所述ECU16的程序就進(jìn) 行到步驟S102。在步驟S102中，所述ECU16讀入流入排氣量Fex(即， 空氣流量計(jì)6的輸出信號(hào))、保留的顆粒物質(zhì)量ZPM、過(guò)濾器溫度Tempf
(即，排氣溫度傳感器13的輸出信號(hào))、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp (即，加速 器位置傳感器17的輸出信號(hào))、發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne和過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf
(即，排氣壓力傳感器14的輸出信號(hào))。
上文提及的保留的顆粒物質(zhì)量ZPM通過(guò)圖10中所示的保留的顆 粒物質(zhì)量計(jì)算程序來(lái)計(jì)算。在保留的顆粒物質(zhì)量計(jì)算程序中，首先在 步驟S201中，由所述ECU16確定是否現(xiàn)在執(zhí)行關(guān)于顆粒物質(zhì)過(guò)濾器 再生過(guò)程。
如果否定地回答步驟S201中的問(wèn)題，則所述ECU16就完全終止 該程序的執(zhí)行。如果肯定地回答步驟S201中的問(wèn)題，則在步驟S202 中，所述ECU16讀入流入排氣量Fex(即，空氣流量計(jì)6的輸出信號(hào))、 過(guò)濾器溫度Tempf (即，排氣溫度傳感器13的輸出信號(hào))和過(guò)濾器內(nèi) 的壓力Pf(即，排氣壓力傳感器14的輸出信號(hào))。
在步驟S203中，所述ECU16使用在步驟S202中讀入的流入排氣 量Fex和過(guò)濾器溫度Tempf作為參數(shù)，計(jì)算基本顆粒物質(zhì)氧化速率
在步驟S204中，所述ECU16基于在步驟S202中讀入的過(guò)濾器內(nèi) 的壓力Pf和先前圖3中所描述的曲線圖，計(jì)算壓力校正系數(shù)a。
在步驟S205中，所述ECU16通過(guò)在步驟S203中獲得的基本顆粒 物質(zhì)氧化速率AZPMb與在步驟S202中獲得的壓力校正系數(shù)a相乘， 計(jì)算顆粒物質(zhì)氧化速率AZPM ( Ai;PM=AZPMbXa )。
在步驟S206中，所述ECU16通過(guò)在步驟S205中獲得的顆粒物質(zhì) 氧化速率AZPM與從本程序的前一個(gè)執(zhí)行到目前為止經(jīng)過(guò)的時(shí)間t相 乘(AZPMXt)，計(jì)算從本程序的前一次執(zhí)行直到目前為止、已經(jīng)氧化 的顆粒物質(zhì)的數(shù)量。接著，所述ECU16通過(guò)從該程序的前一次執(zhí)行中 計(jì)算的前 一 保留的顆粒物質(zhì)量AZPMold中減去前述的顆粒物質(zhì)量 △ZPM X t ( AZPMold-AZPM X t)，計(jì)算當(dāng)前保留的顆粒物質(zhì)量AZPM。
再參考圖9中所示的高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生程序，在步驟S103 中，基于步驟S102中讀入的作為參數(shù)的流入排氣量Fex、過(guò)濾器溫度 Tempf、保留的顆粒物質(zhì)量ZPM和發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp,所述ECU16確定 是否滿足停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的條件。
具體地，在流入排氣量Fex、過(guò)濾器溫度Tempf、保留的顆粒物質(zhì) 量ZPM和上述的圖6的曲線圖的基礎(chǔ)上，所述ECU16確定關(guān)于顆粒 過(guò)濾器11的條件是否是在高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程要被停止的區(qū) 域中。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp和上述的圖7的曲線圖的基礎(chǔ)上，所 述ECU16確定關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp是否是在高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再 生過(guò)程要被停止的區(qū)域中。
如果確定顆粒過(guò)濾器11的條件是在高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程 要被停止的區(qū)域中和/或發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp是在高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再 生過(guò)程要被停止的區(qū)域中，則所述ECU16的程序進(jìn)行到步驟S106。在 步驟S106中，所述ECU16控制排氣節(jié)流闊12的開(kāi)啟程度到正常的開(kāi)
啟程度。
在這種情況下，隨著高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的停止，防止 出現(xiàn)顆粒過(guò)濾器11的溫度的過(guò)度升高和內(nèi)燃機(jī)1的操縱性能的損壞。
另一方面，如果確定顆粒過(guò)濾器11的條件不在高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾
器再生過(guò)程要被停止的區(qū)域中，且發(fā)動(dòng)機(jī)載荷Accp不在高壓顆粒物質(zhì)
過(guò)濾器再生過(guò)程要被停止的區(qū)域中，則認(rèn)為停止高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器
再生過(guò)程的條件未被滿足，那么所述ECU16的程序進(jìn)行到步驟S104。
在步驟S104中，所述ECU16通過(guò)計(jì)算確定目標(biāo)壓力Pft。具體地， 利用先前所描述的圖2、圖4和圖5中的曲線圖，基于流入排氣量Fex、 保留的顆粒物質(zhì)量ZPM、過(guò)濾器溫度Tempf和發(fā)動(dòng)才幾載荷Accp,所述 ECU16計(jì)算目標(biāo)壓力Pft。
在步驟S105中，所述ECU16在下述的方式上控制排氣節(jié)流閥12 的開(kāi)啟程度，即使實(shí)際的過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf (即，排氣壓力傳感器14 的輸出信號(hào))等于上文提及的目標(biāo)壓力Pft。
例如，所述ECU16通過(guò)從目標(biāo)壓力Pft中減去實(shí)際的過(guò)濾器內(nèi)的 壓力Pf，計(jì)算差A(yù)Pf (=Pft-Pf)。然后，所述ECU16從前述的差A(yù)Pf和 如圖12所表示的曲線圖，確定排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度校正量Ae。
在圖12的曲線圖中，當(dāng)前述的差A(yù)Pf是正的(即，Pft>Pf)時(shí)，開(kāi) 啟程度校正量Ae具有負(fù)值，并且其在下述的方式上設(shè)置，即前述的差 APf越大，開(kāi)啟程度校正量就越小(即，絕對(duì)值IA6I越大)。在另一方面， 當(dāng)前述的差A(yù)Pf是負(fù)的(即，PfKPf)時(shí)，開(kāi)啟程度校正量Ae具有正值， 并且其在下述的方式上設(shè)置，即前述的差A(yù)Pf越小，開(kāi)啟程度校正量A0
就越大(即，絕對(duì)值iAei越大)。
在差A(yù)Pf和圖12所示曲線圖的基礎(chǔ)上，確定排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟 程度校正量Ae后，所述ECU16控制所述排氣節(jié)流閥12，使得排氣節(jié) 流閥12的開(kāi)啟程度以等于開(kāi)啟程度校正量Ae的量改變(當(dāng)Ae為正時(shí)， 闊的開(kāi)啟程度增大，當(dāng)Ae為負(fù)時(shí)，閥的開(kāi)啟程度減小)。
在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，通過(guò)由所述ECU16 重復(fù)執(zhí)行圖9和圖10中所示的程序，在流入排氣量Fex小時(shí)，在過(guò)濾 器溫度Tempf高時(shí)，在保留的顆粒物質(zhì)量I7M大時(shí)，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)載荷 Accp大時(shí)的情況下，當(dāng)過(guò)濾器溫度具有達(dá)到上限溫度的可能性時(shí)，過(guò) 濾器內(nèi)的壓力Pf變小。因此，甚至在車輛運(yùn)行時(shí)，也能夠在制止顆粒 過(guò)濾器11的溫度過(guò)度升高的同時(shí)，執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。 另一方面，在流入排氣量大，在過(guò)濾器溫度小時(shí)，在保留的顆粒物質(zhì) 量小時(shí)，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)載荷小時(shí)的情況下，當(dāng)過(guò)濾器溫度達(dá)到上限溫度 的可能性小時(shí)，過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf變大。因此，能夠縮短執(zhí)行顆粒物 質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程所需的時(shí)間。
接下來(lái)，參照?qǐng)D11中所示的斷油控制程序，在步驟S301中，所 述ECU16確定關(guān)于執(zhí)行斷油的條件是否滿足。例如，執(zhí)行斷油的條件 可是加速器的開(kāi)啟程度(即，加速器位置傳感器17的輸出信號(hào))為零， 且發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于預(yù)定速度。
如果否定地回答步驟S301中的問(wèn)題，則所述ECU16完全終止該 程序的執(zhí)行。另一方面，如果肯定地回答步驟S301中的問(wèn)題，則所述 ECU16的程序進(jìn)行到步驟S302。
在步驟S302中，所述ECU16確定是否現(xiàn)在執(zhí)行關(guān)于高壓顆粒物 質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。如果否定地回答步驟S302中的問(wèn)題，則所述 ECU 16控制執(zhí)行在步驟S306中的斷油(即，停止燃油噴射)，并終止 該程序的執(zhí)行。另一方面，如果肯定的回答步驟S302中的問(wèn)題，則所
述ECU16的程序進(jìn)行到步驟S303。在步驟S303中，所述ECU16讀入 過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf (即，排氣壓力傳感器14的輸出信號(hào))。
在步驟S304中，所述ECU16基于在步驟S303中讀入的過(guò)濾器內(nèi) 的壓力Pf和前文所述的圖8中的曲線圖，計(jì)算燃油噴射量Qf/c。
在步驟S305中，所述ECU16以在上文所述步驟S304中計(jì)算的燃 油噴射量Qf/c，促使燃油噴射闊噴射燃油。
在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，即使?jié)M足執(zhí)行斷油 的條件，通過(guò)過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf確定的量Qf/c,繼續(xù)燃油噴射，不執(zhí) 行斷油，能夠防止不必要的排氣制動(dòng)。另外，由此可以使過(guò)濾器溫度 Tempf在能夠氧化顆粒物質(zhì)的溫度范圍內(nèi)。
因此，在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，即使?jié)M足執(zhí) 行斷油的條件，也能夠防止操縱性能的損壞，并繼續(xù)高壓顆粒物質(zhì)過(guò) 濾器再生過(guò)程。
根據(jù)以上所述的實(shí)施例，即使在車輛運(yùn)行的情況下，內(nèi)燃機(jī)1的 運(yùn)行狀態(tài)易于改變時(shí)，也可以在防止顆粒過(guò)濾器11的溫度過(guò)度升高的 同時(shí)，執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，而且，可以防止由高壓顆 粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程引起的操縱性能的損壞。
(第二個(gè)實(shí)施例)
接下來(lái)，將參照附圖13至圖14描述根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化系統(tǒng) 的第二個(gè)實(shí)施例。在這里，只描述不同于以上所述的第一個(gè)實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)，并且省去與在第一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)描述。
圖13為顯示根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)1的結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖13
中，流量調(diào)節(jié)閥18設(shè)置在顆粒過(guò)濾器11上游的排氣通道9中。該流 量調(diào)節(jié)閥18適于由所述ECU16電性地控制。另外，排氣制動(dòng)開(kāi)關(guān)19 連接于所述ECU16。
當(dāng)排氣制動(dòng)開(kāi)關(guān)19接通時(shí)，所述ECU16控制減小排氣節(jié)流閥12 的開(kāi)啟程度。由于排氣壓力的增大，該排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度的減 小導(dǎo)致作用在內(nèi)燃機(jī)1上的摩擦力增大，由此，制動(dòng)力(即，排氣制 動(dòng))作用在內(nèi)燃機(jī)l上。
在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)，進(jìn)一步增大排氣節(jié) 流閥12的開(kāi)啟程度以便激活排氣制動(dòng)時(shí)，過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf具有過(guò) 度升高的可能性，同時(shí)，流入排氣量Fex具有過(guò)度減小的可能性。如 果過(guò)濾器內(nèi)的壓力Pf變得過(guò)高、且同時(shí)流入排氣量Fex變得過(guò)小，則 由于將顆粒物質(zhì)氧化速率的增大和通過(guò)排氣從顆粒過(guò)濾器11中帶走的 熱量的減小的效果結(jié)合起來(lái)，故顆粒過(guò)濾器11的溫度過(guò)度升高的可能 性變大。
鑒于此，在該實(shí)施例中，當(dāng)在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程 的同時(shí)、開(kāi)啟排氣制動(dòng)開(kāi)關(guān)19時(shí)，如果排氣制動(dòng)被激活(即，如果過(guò) 濾器內(nèi)的壓力增大)，則所述ECU16預(yù)測(cè)關(guān)于顆粒過(guò)濾器11的溫度是 否具有過(guò)度升高的可能性。
例如，如果在滿足下述至少一個(gè)條件時(shí)，排氣制動(dòng)被激活，則所 述ECU16預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器11的溫度具有過(guò)度升高的可能性，所述 條件為(1)流入排氣量Fex小于預(yù)定的流量；(2)保留的顆粒物質(zhì) 量ZPM大于或等于預(yù)定的顆粒物質(zhì)量；以及(3)過(guò)濾器溫度Tempf
大于或等于預(yù)定的溫度。另一方面，如果未滿足上述條件(1)至(3)
中任何一個(gè)條件，如果排氣制動(dòng)被激活，則所述ECU16預(yù)測(cè)到顆粒過(guò) 濾器11的溫度不具有過(guò)度升高的可能性。
與上文所描述的有關(guān)，所述ECU16可利用圖14中所示的曲線確 定關(guān)于過(guò)濾器11的溫度是否具有過(guò)度升高的可能性。用流入排氣量 Fex、保留的顆粒物質(zhì)量ZPM和過(guò)濾器溫度Tempf作為參數(shù)，圖14中 所示的曲線確定排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度的減小被禁止的區(qū)域(排氣 節(jié)流禁止區(qū)域)。在圖14中，當(dāng)由流入排氣量Fex和保留的顆粒物質(zhì) 量ZPM表示的點(diǎn)落入到為各個(gè)過(guò)濾器溫度Tempf所設(shè)置的邊界線 (Ml, Mn: n是整數(shù))之下的區(qū)域內(nèi)時(shí)，排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟 程度的減小被禁止。當(dāng)在所述曲線的基礎(chǔ)上確定出排氣節(jié)流閥12的開(kāi) 啟程度的減小將被禁止時(shí)，如果通過(guò)減小排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度激 活排氣制動(dòng)，則所述ECU16認(rèn)為顆粒過(guò)濾器11的溫度具有過(guò)度升高 的可能性。
當(dāng)通過(guò)上文所述的方法預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器11的溫度不具有過(guò)度升 高的可能性時(shí)，所述ECU16通過(guò)減小排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度控制 激活排氣制動(dòng)。另一方面，當(dāng)預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器11的溫度具有過(guò)度升 高的可能性時(shí)，所述ECU16通過(guò)減小流量調(diào)節(jié)閥18的開(kāi)啟程度控制 激活排氣制動(dòng)。
通過(guò)選擇性地利用排氣節(jié)流閥12和流量調(diào)節(jié)閥18激活排氣制動(dòng)， 能夠在防止顆粒過(guò)濾器11的溫度過(guò)度升高的同時(shí)激活排氣制動(dòng)。
在下文中，將參照?qǐng)D15描述該實(shí)施例中的排氣制動(dòng)控制過(guò)程。圖 15為排氣制動(dòng)控制程序的流程圖。排氣制動(dòng)控制程序預(yù)先儲(chǔ)存在所述
ECU16的ROM中，并由所述ECU16以某一固定間隔重復(fù)地^M亍。
在排氣制動(dòng)控制程序中，首先在步驟S401中，所述ECU16確定 關(guān)于排氣制動(dòng)開(kāi)關(guān)19是否開(kāi)啟。
如果否定地回答步驟S401中的問(wèn)題，則所述ECU16完全終止所 述程序的執(zhí)行。另一方面，如果肯定地回答步驟S401中的問(wèn)題，則所 述ECU16的程序進(jìn)行到步驟S402。
在步驟S402中，所述ECU16確定是否現(xiàn)在執(zhí)4亍關(guān)于顆粒物質(zhì)過(guò) 濾器再生過(guò)程(高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程或正常的顆粒物質(zhì)過(guò)濾 器再生過(guò)程)。如果否定地回答步驟S402中的問(wèn)題(即，如果既不執(zhí) 行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，也不執(zhí)行正常的顆粒物質(zhì)過(guò)濾器在 生過(guò)程)，則所述ECU16的程序進(jìn)行到步驟S406,在該步驟S406中， 所述ECU16通過(guò)減小排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度，控制激活排氣制動(dòng)。
另一方面，如果肯定地回答步驟S402中的問(wèn)題，則所述ECU16 的程序進(jìn)行到步驟S403 ，在該步驟S403中，所述ECU 16讀入流入排 氣量Fex、保留的顆粒物質(zhì)量ZPM和過(guò)濾器溫度Tempf。
在步驟S404中，如果在步驟S403中讀入的流入排氣量Fex、保留 的顆粒物質(zhì)量ZPM和過(guò)濾器溫度Tempf的基礎(chǔ)上，通過(guò)減小排氣節(jié)流 閥12的開(kāi)啟程度，激活排氣制動(dòng)，則所述ECU16確定關(guān)于顆粒過(guò)濾 器11的溫度是否具有過(guò)度升高的可能性。
如果在步驟S404中預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器11的溫度不具有過(guò)度升高 的可能性，則所述ECU16的程序進(jìn)行到步驟S406。在步驟S406中， 所述ECU16減小排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度以激活排氣制動(dòng)。
另一方面，如果在步驟S404中預(yù)測(cè)到顆粒過(guò)濾器11的溫度具有 過(guò)度升高的可能性，則所述ECU16的程序進(jìn)行到步驟S405。
在步驟S405中，所述ECU16控制減小流量調(diào)節(jié)閥18的開(kāi)啟程度。 在這種情況下，由于在流量調(diào)節(jié)閥18的上游的排氣壓力增大，并且在 流量調(diào)節(jié)閥18的下游的排氣壓力減小，故可以在減小過(guò)濾器內(nèi)的壓力 Pf的同時(shí)，激活排氣制動(dòng)。這意味著，可以在防止顆粒過(guò)濾器11的溫 度過(guò)度升高的同時(shí)，激活排氣制動(dòng)。
按照上文所述的，本發(fā)明中的排氣制動(dòng)裝置通過(guò)執(zhí)行排氣制動(dòng)控 制程序的所述ECU16實(shí)現(xiàn)。因此，可以在防止顆粒過(guò)濾器11的溫度 過(guò)度升高的同時(shí)，甚至在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)， 激活排氣制動(dòng)。
在上文所描述的第 一和第二個(gè)實(shí)施例中，描述了執(zhí)行高壓顆粒物 質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程時(shí)，通過(guò)增大排氣節(jié)流閥12的開(kāi)啟程度、減小過(guò)濾 器內(nèi)的壓力的情況。然而，減小過(guò)濾器內(nèi)的壓力的方式并不僅限于此。
作為選擇，例如，可通過(guò)減小進(jìn)氣節(jié)流閥8的開(kāi)啟程度減小過(guò)濾 器內(nèi)的壓力。在這種情況下，流入到顆粒過(guò)濾器11中的排氣量隨著進(jìn) 氣量的減小而減小，因此，過(guò)濾器內(nèi)的壓力減小。
在內(nèi)燃機(jī)配備有用于從顆粒過(guò)濾器的上游的排氣通道到進(jìn)氣通道 循環(huán)排氣的排氣再循環(huán)通道和用于調(diào)節(jié)通過(guò)排氣再循環(huán)通道的氣流的 排氣再循環(huán)閥的情況下，通過(guò)增大排氣再循環(huán)閥的開(kāi)啟程度，可減小
過(guò)濾器內(nèi)的壓力。在這種情況下，流入到顆粒過(guò)濾器內(nèi)的排氣量隨著 排氣再循環(huán)氣體量的增大而減小，因此，過(guò)濾器內(nèi)的壓力減小。
閥的下游的排氣通道引導(dǎo)排氣的旁路通道和用于調(diào)節(jié)通過(guò)旁路通道的 氣流的流量調(diào)節(jié)閥的情況下，通過(guò)增大流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟程度可減小 過(guò)濾器內(nèi)的壓力。在這種情況下，流入到顆粒過(guò)濾器中的排氣量隨著 在顆粒過(guò)濾器和排氣節(jié)流閥周圍迂回流動(dòng)的排氣的流量的增大而減 小，因此，過(guò)濾器內(nèi)的壓力減小。
在內(nèi)燃機(jī)配備有可變?nèi)萘啃碗x心式增壓器的情況下，通過(guò)增大該 離心式增壓器的容量，可減小過(guò)濾器內(nèi)的壓力。在這種情況下，進(jìn)氣 量隨著增壓壓力的減小而減小，因此，流入到顆粒過(guò)濾器中的排氣量 減小。結(jié)果，過(guò)濾器內(nèi)的壓力減小。
盡管按照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的4支術(shù)人員可以認(rèn)識(shí) 到，本發(fā)明能夠在所附的權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行修改。
工業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明，即使在車輛運(yùn)行的情況下，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)易于 改變時(shí)，也能夠在制止顆粒過(guò)濾器的溫度過(guò)度升高的同時(shí)，執(zhí)行高壓 顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。
道到排氣節(jié)流
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，包括顆粒過(guò)濾器，其用于捕集包含在排氣中的顆粒物質(zhì)；排氣節(jié)流閥，其設(shè)置在所述顆粒過(guò)濾器下游的排氣通道中；顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生裝置，其執(zhí)行用于氧化和去除捕集在所述顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)的顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程；增壓裝置，其用于在執(zhí)行所述顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程時(shí)，通過(guò)減小所述排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度而增大所述顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力；預(yù)測(cè)裝置，其用于在通過(guò)所述增壓裝置增大了所述顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力時(shí)，預(yù)測(cè)關(guān)于所述顆粒過(guò)濾器的溫度是否具有達(dá)到上限值的可能性；和減壓裝置，其用于在通過(guò)所述預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到所述顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限值的可能性時(shí)，減小所述顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力。
2、 按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，流入到 所述顆粒過(guò)濾器中的排氣量越小，通過(guò)所述減壓裝置形成的所述顆粒 過(guò)濾器的內(nèi)部壓力越低。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，顆 粒過(guò)濾器的溫度越高，通過(guò)所述減壓裝置形成的所述顆粒過(guò)濾器的內(nèi) 部壓力越^氐。
4、 按照權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)， 其中，捕集到所述顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)量越大，通過(guò)所述減壓裝 置形成的所述顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力越低。
5、 按照權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)， 其中，所述內(nèi)燃機(jī)載荷越大，通過(guò)所述減壓裝置形成的所述顆粒過(guò)濾 器的內(nèi)部壓力越低。
6、 按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，當(dāng)通過(guò)所述預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到所述顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限值的可能性 時(shí)，所述減壓裝置停止由所述增壓裝置形成的所述顆粒過(guò)濾器內(nèi)部壓 力的增大。
7、 按照權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，在通過(guò) 所述預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到所述顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá)到上限值的可能性 時(shí)，在流入到顆粒過(guò)濾器中的排氣量、所述顆粒過(guò)濾器的溫度、捕集 到所述顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)量和內(nèi)燃機(jī)的載荷的至少其中之一超 出預(yù)定的可允許范圍的條件下，所述減壓裝置停止由所述增壓裝置形 成的所述顆粒過(guò)濾器內(nèi)部壓力的增大。
8、 按照權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)， 進(jìn)一步包括估算裝置，其用于在執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)， 估算保留在所述顆粒過(guò)濾器上的顆粒物質(zhì)量，其中，通過(guò)所述估算裝置估算的顆粒物質(zhì)量越小，通過(guò)所述減壓裝置形成的所述顆粒過(guò)濾器 的內(nèi)部壓力越高。
9、 按照權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其中，所述估 算裝置利用所述顆粒過(guò)濾器的溫度、流入到所述顆粒過(guò)濾器中的排氣 量和所述顆粒過(guò)濾器的內(nèi)部壓力作為參數(shù)，估算保留在所述顆粒過(guò)濾 器上的顆粒物質(zhì)的量。
10、 按照權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃才幾的排氣凈化系 統(tǒng)，進(jìn)一步包括燃油噴射裝置，在通過(guò)所述增壓裝置減小所述排氣節(jié) 流閥的開(kāi)啟程度的同時(shí)，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入到將被斷油的 區(qū)域時(shí)，所述燃油噴射裝置適于繼續(xù)預(yù)定量的燃油噴射，其中，所述 顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力越高，所述預(yù)定量設(shè)置得越大。
11、 按照權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系 統(tǒng)，其中，所述減壓裝置通過(guò)增大所述排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度，減小 所述顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力。
12、 按照權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系 統(tǒng)，進(jìn)一步包括流量調(diào)節(jié)閥，其設(shè)置在所述顆粒過(guò)濾器上游的排氣通道中；和排氣制動(dòng)裝置，其用于通過(guò)減小所述排氣節(jié)流閥或所述流量調(diào)節(jié) 閥的開(kāi)啟程度，激活排氣制動(dòng)，其中，在執(zhí)行顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程的同時(shí)、激活排氣制動(dòng)的 情況下，如果通過(guò)所述預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到所述顆粒過(guò)濾器的溫度具有達(dá) 到所述上限溫度的可能性，則所述排氣制動(dòng)裝置減小所述流量調(diào)節(jié)閥 的開(kāi)啟程度，并且如果通過(guò)所述預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)到所述顆粒過(guò)濾器的溫 度不具有達(dá)到所述上限溫度的可能性，則所述排氣制動(dòng)裝置減小所述 排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度。
全文摘要
本發(fā)明旨在內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)在再生顆粒過(guò)濾器的顆粒物質(zhì)捕集容量期間、減小排氣節(jié)流閥的開(kāi)啟程度，執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程，并且該系統(tǒng)的目的在于提供一種技術(shù)，即使在車輛運(yùn)行時(shí)，該技術(shù)也能夠在制止顆粒過(guò)濾器的溫度過(guò)度升高的同時(shí)，執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明，在執(zhí)行高壓顆粒物質(zhì)過(guò)濾器再生過(guò)程時(shí)，預(yù)測(cè)關(guān)于顆粒過(guò)濾器的溫度是否具有達(dá)到預(yù)定的上限溫度的可能性，并且依據(jù)該預(yù)測(cè)控制顆粒過(guò)濾器內(nèi)部的壓力。
文檔編號(hào)F01N11/00GK101103183SQ20068000236
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者橋詰剛 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社