專利名稱：內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種給外設(shè)例如排氣凈化裝置的電加熱器提供電 功率并由此使所述外設(shè)運行的內(nèi)燃機能源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機的排氣含有諸如NOx的毒性物質(zhì)。在內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng) 中提供用于凈化NOx排氣的NOx催化劑來降低這些毒性物質(zhì)的排 放是公知的。該技術(shù)可能導(dǎo)致這種情況當(dāng)NOx催化劑的溫度低 的時候，NOx的凈化效率降低。因此，需要將NOx催化劑的溫度 升高至一定溫度，使得排氣能夠充分脫除NOx。
此外，例如，在提供吸留-還原型NOx催化劑的情況下，凈化 能力因吸留的NOx量增加而降低，將還原劑供應(yīng)給吸留-還原型 NOx催化劑，吸留在吸留-還原型NOx催化劑中的NOx被還原釋 放(這在下文中將稱為[NOx還原過程l)。此外，為了克服由于排氣 中存在的SOx吸留進(jìn)入吸留-還原型NOx催化劑中而導(dǎo)致凈化能力 下降的SOx中毒，在某種情況下將還原劑供應(yīng)給吸留-還原型NOx 催化劑，并且升高吸留-還原型NOx催化劑的溫度(這在下文中將 稱為[SOx再生過程j )。
另一方面，在捕集內(nèi)燃機排氣中所包含的顆粒物質(zhì)的顆粒過濾 器(這將在下文中簡稱[過濾器])中，如果捕集的顆粒物質(zhì)的累積 量增加，則排氣中的背壓因過濾器的堵塞而升高，并且發(fā)動機性能 下降。因此，通過升高引入到過濾器中的排氣的溫度來升高過濾器 的溫度，通過氧化來除去捕集的顆粒物質(zhì)(PM),由此設(shè)計來使過 濾器的排氣凈化性能獲得再生(這將在下文中稱為[PM再生過程1 )。
如上所述，各自用作排氣凈化裝置的NOx催化劑和過濾器在許 多情況下都需要加熱。在這方面，存在一種情況，即在諸如上述NOx 催化劑和過濾器的排氣凈化裝置上游側(cè)的排氣通道中提供具有氧 化催化劑并引入電加熱器(EHC:電加熱的催化劑)的催化劑裝置。 在該情況下，當(dāng)升高排氣凈化裝置中的溫度時，通過電加熱附有電加熱器的催化劑裝置而活化氧化催化劑，并且通過利用附有電加熱 器的催化劑裝置的熱量來升高排氣凈化裝置的溫度。然而，該電加 熱器需要大量消耗電功率，并且問題在于，頻繁使用電加熱器使電 池負(fù)荷增加。而且，在強化電池和交流發(fā)電機時，這是降低設(shè)備成 本和使設(shè)備小型化的障礙。
關(guān)于上述技術(shù)，如日本專利申請公開特開平9-158716中記載的， 該技術(shù)提出，基于電池的充電狀態(tài)來確定給催化劑裝置的電加熱器 供應(yīng)電功率的時間。然而，該技術(shù)存在一種情況，即電加熱器的運 行根據(jù)電池的充電狀態(tài)而受到限制，其結(jié)果是難以充分升高排氣凈 化裝置的溫度。
此外，日本專利申請公開特開平9-217636公開了一種技術(shù)，其 中，在給附有電加熱器的催化劑裝置的電加熱器供應(yīng)電功率的一段 時間期間，發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)可變的裝置增加發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)，并且發(fā)電量 可變的裝置通過發(fā)電機增加發(fā)電量。然而，在該技術(shù)中，發(fā)動機的 轉(zhuǎn)數(shù)由于發(fā)電而變化，因此，如果空載轉(zhuǎn)數(shù)波動，尤其是在空載過 程中波動，可能會給車輛乘客帶來不舒服的感覺。
此外，在專利申請公開2847976所公開的技術(shù)中，檢測電池的 電壓，并且從所檢測的電池電壓和預(yù)定的加熱器電壓獲得供應(yīng)至電 加熱器的電功率的占空系數(shù)。然后，按所獲得的占空系數(shù)對供應(yīng)至 電加熱器的電池通電時間(供電時間)通過占空比控制，由此將定 量電功率供應(yīng)給電加熱器。
而且，日本實用新型申請2548065中公開的技術(shù)在于，基于電 池的電功率、交流發(fā)電機的電功率和用于催化劑的電加熱器的電功
率來控制內(nèi)燃機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種在不給電池施加過量負(fù)荷的情況下 更為可靠地運行電負(fù)荷裝置例如附有電加熱器的催化劑裝置用的電加 熱器的技術(shù)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有如下主要特征包括電池和利用所 述電池供應(yīng)的電功率運行的電負(fù)荷裝置，以及，如果預(yù)測到電負(fù)荷裝 置會消耗等于或大于預(yù)定量的電功率量(不管電負(fù)荷裝置使用期間的實際功率消耗^莫式如何)，則將所述電池的充電水平提高至等于或高于 預(yù)定的功率消耗前水平。
更具體而言，提供一種包括電池和利用所述電池供應(yīng)的電功率運
行的電負(fù)荷裝置的內(nèi)燃機能源系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機能源系統(tǒng)包括預(yù)測 電負(fù)荷裝置消耗的電功率量等于或大于預(yù)定量的電功率消耗預(yù)測裝
置；和功率消耗前的充電裝置，如果電功率消耗預(yù)測裝置預(yù)測到電功 率消耗裝置消耗的電功率量等于或大于預(yù)定量，則該充電裝置將所述 電池的充電水平提高至等于或高于預(yù)定的功率消耗前水平，而不依賴 于電負(fù)荷裝置使用期間的電功率消耜一莫式。
也就是說，如果預(yù)測到電負(fù)荷裝置會消耗等于或大于預(yù)定量的電 功率量(例如長時間的大電功率的功率消耗)，則在電負(fù)荷裝置運行之 前將電池的充電水平升高至等于或高于預(yù)定的功率消耗前水平(而不 是按對應(yīng)于在電負(fù)荷裝置使用期間電負(fù)荷裝置的功率消耗來給電池充 電)。根據(jù)該方案，當(dāng)電負(fù)荷裝置實際消耗電功率時，可以防止將過量 負(fù)荷施加到電池上和防止因電池充電總量不足(對應(yīng)于充電水平)而 限制電負(fù)荷裝置的運行。
在此，等于或大于預(yù)定量的電功率量是i^為在電池充電水平不足 的狀態(tài)下消耗電功率量的情況下對電池的供電性能產(chǎn)生影響的電功率 量，并且也可以根據(jù)經(jīng)驗預(yù)先確定。此外，預(yù)定的功率消耗前水平的 充電水平是認(rèn)為在電池的充電水平等于或高于預(yù)定的功率消耗前水平 的狀態(tài)下即使在消耗等于或大于預(yù)定量的電功率量時也不導(dǎo)致電池的 供電性能劣化的充電水平，并且也可以才艮據(jù)經(jīng)驗預(yù)先獲得。上文所述 的表述"不管電負(fù)荷裝置使用期間的功率消^^莫式如何"意味著不是按 對應(yīng)于在電負(fù)荷裝置使用期間電負(fù)荷裝置的電功率消耗來給電池充 電。
此外，根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)還可以包括凈化內(nèi)燃機 排氣的排氣凈化裝置；和性能恢復(fù)裝置，該性能恢復(fù)裝置以加熱排氣 凈化裝置的方式通過除去在所述排氣凈化裝置凈化所述排氣時累積在 所述排氣凈化裝置內(nèi)的物質(zhì)來執(zhí)行恢復(fù)排氣凈化裝置的排氣凈化性能 的性能恢復(fù)過程，其中電負(fù)荷裝置可以是通過通電產(chǎn)生熱并且加熱排 氣凈化裝置的電加熱器。
尤其假定在這種情況下性能恢復(fù)過程是升高排氣凈化裝置的溫度以及氧化和除去捕集在排氣凈化裝置內(nèi)的顆粒物質(zhì)(PM)的PM再生 過程。作為替代方案，所假定的過程是通過供應(yīng)還原劑以及通過升高 排氣凈化裝置的溫度來還原釋放排氣凈化裝置中吸留的SOx的SOx 中毒恢復(fù)過程。此外，在進(jìn)行PM再生過程或SOx中毒恢復(fù)過程時用 于加熱排氣凈化裝置的電加熱裝置用作上述電負(fù)荷裝置。
然后，在該情況下，當(dāng)電功率消耗預(yù)測裝置預(yù)測到排氣凈化裝置 在不久之后會經(jīng)歷PM再生過程或SOx中毒恢復(fù)過程時，功率消耗前 充電裝置提高電池的充電水平。如果這樣，那么在PM再生過程或SOx 中毒恢復(fù)過程中加熱帶有電加熱器的排氣凈化裝置的情況下，可以充 分加熱排氣凈化裝置，而不給電池施加過量負(fù)荷。此外，可以避免因 電池的充電總量(對應(yīng)于充電水平)不足而不能充分完成PM再生過 程或SOx中毒恢復(fù)過程的情況。
此外，根據(jù)本發(fā)明，功率消耗前充電裝置可以通過增強交流發(fā)電 機的發(fā)電能力而將電池的充電水平提高至等于或高于所述功率消耗前 水平。此外，功率消耗前充電裝置還可以通過增加內(nèi)燃機的空載轉(zhuǎn)數(shù) 而將電池的充電水平提高至等于或高于功率消耗前水平。
此外，在該情況下，電功率消耗預(yù)測裝置可以從排氣凈化裝置內(nèi) 物質(zhì)的累積量變得等于或大于預(yù)定的第一累積量的點處，預(yù)測電加熱 器消耗等于或大于預(yù)定量的電功率量。
在此，是否對排氣凈化裝置進(jìn)行PM再生過程或SOx中毒恢復(fù)過 程經(jīng)常是基于檢測或預(yù)測過濾器中顆粒物質(zhì)的累積量(捕集量)或吸 留-還原型NOx催化劑中SOx的累積量(吸留量)來確定的(以相 應(yīng)的累積量等于或大于閾值的方式)，它們被定義為排氣凈化裝置中累 積的物質(zhì)(通過將它們從排氣中除去來進(jìn)行凈化)。因此，在該情況下 的閾值是由于顆粒物質(zhì)堵塞過濾器而增加背壓的顆粒物質(zhì)捕集量，或 者是導(dǎo)致吸留-還原型NOx催化劑的NOx吸留能力下降的SOx吸留
根據(jù)本發(fā)明，提出的一種構(gòu)思是在顆粒物質(zhì)的累積量或排氣凈化 裝置中累積的SOx等于或大于上述閾值之前的階段，即達(dá)到小于上述 閾值的第一累積量的階段，預(yù)測到會在不久之后進(jìn)行PM再生過程或 SOx中毒恢復(fù)過程，并且將電池的充電水平提高至功率消耗前的水平。 利用該構(gòu)思，可以高度準(zhǔn)確地預(yù)測如何進(jìn)行PM再生過程或SOx中毒恢復(fù)過程以及在不給電池施加過量負(fù)荷的情況下以更高的效率進(jìn)行
PM再生過程或SOx中毒恢復(fù)過程。
此外，根據(jù)本發(fā)明，排氣凈化裝置可以是吸留-還原型NOx催化 劑，性能恢復(fù)過程也可以是NOx還原過程。因此，在該情況下，當(dāng)吸 留在吸留-還原型NOx催化劑中的NOx的量等于或大于比第一累積量 大的預(yù)定第二累積量時，電加熱器可以開始通電，并且當(dāng)排氣凈化裝 置中累積的NOx量等于或大于比第二累積量大的預(yù)定第三累積量時， 可以開始加入還原劑。
利用該構(gòu)思，首先，在吸留-還原型NOx催化劑中吸留的NOx 的量等于或大于第一累積量的階段，電池的充電水平升高至功率消耗 前水平。其次，在NOx的量等于或大于第二累積量的階段，開始給電 加熱器通電。進(jìn)一步地，在NOx的量等于或大于第三累積量的階段， 開始供應(yīng)還原劑，由此開始NOx還原過禾呈。
因此，在開始NOx還原過程的時候，充分提高電池的充電水平， 并且升高吸留-還原型NOx催化劑的溫度。利用該構(gòu)思，對供應(yīng)的 還原劑以較易反應(yīng)的狀態(tài)進(jìn)行改良，使其變得易于氣化，由此可以 以更高的效率進(jìn)行NOx還原過程。
此外，本發(fā)明還可以是內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)，其包括電池；凈化 內(nèi)燃機排氣的排氣凈化裝置；性能恢復(fù)裝置，該性能恢復(fù)裝置以加熱 所述排氣凈化裝置的方式通過除去在所述排氣凈化裝置凈化所述排氣 時累積在所述排氣凈化裝置內(nèi)的物質(zhì)來執(zhí)行恢復(fù)所述排氣凈化裝置的
排氣凈化性能的性能恢復(fù)過程；通過電池通電產(chǎn)生熱量并加熱排氣凈
化裝置的電加熱器；和產(chǎn)生與內(nèi)燃機的運行相關(guān)的電功率并給電池充 電的交流發(fā)電機，其中，不管通過性能恢復(fù)裝置進(jìn)行性能恢復(fù)過程期 間電加熱器的開/關(guān)狀態(tài)如何，在性能恢復(fù)過程中通過將內(nèi)燃機的空載 轉(zhuǎn)數(shù)升高至預(yù)定的空載轉(zhuǎn)數(shù)來增加交流發(fā)電機對電池的充電量。
在此，考慮從電池將電功率供應(yīng)給電加熱器、利用電加熱器產(chǎn)生 的熱量來加熱排氣凈化裝置和進(jìn)行性能恢復(fù)過程的情況。例如，當(dāng)進(jìn) 行PM再生過程或SOx中毒恢復(fù)過程時，在通過供應(yīng)還原劑將排氣的 空燃比控制在濃/稀水平的情況下，存在許多與排氣的空燃比的濃/稀正 時同步進(jìn)行開/關(guān)電加熱器的控制的情況。此外，在進(jìn)行該類型控制的 情況下，還存在許多與電加熱器的開/關(guān)正時同步增加內(nèi)燃機空栽轉(zhuǎn)數(shù)和通過增加交流發(fā)電機的發(fā)電量來增大電池充電量的情況。
于是，隨后在排氣凈化裝置進(jìn)行性能恢復(fù)過程期間，內(nèi)燃機的空 載轉(zhuǎn)數(shù)以規(guī)定間隔變化，并且出現(xiàn)車輛乘客具有不舒適感的情況。在 該情況下，本發(fā)明的目的在于在進(jìn)行排氣凈化裝置的性能恢復(fù)過程中 防止內(nèi)燃機的空載轉(zhuǎn)數(shù)與電加熱器的開/關(guān)正時同步增加，并且防止給 車輛乘客帶來不舒適感。
相比之下，根據(jù)本發(fā)明，通過將內(nèi)燃機的空載轉(zhuǎn)數(shù)提高至預(yù)定的 性能恢復(fù)期間的轉(zhuǎn)數(shù)來增加交流發(fā)電機對電池的充電量，而不管通過 性能恢復(fù)裝置進(jìn)行性能恢復(fù)過程期間電加熱器的開/關(guān)狀態(tài)如何。
在此，"預(yù)定的性能恢復(fù)期間的轉(zhuǎn)數(shù)"指的是內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)數(shù)，通過 將內(nèi)燃機的空載轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)置成該轉(zhuǎn)數(shù)，能夠向電池供應(yīng)等于或大于電加 熱器在性能恢復(fù)過程中消耗的電功率量，并且能夠維持該充電水平。
利用該構(gòu)思，可以防止內(nèi)燃機的空載轉(zhuǎn)數(shù)在性能恢復(fù)過程中以規(guī) 定間隔變化，并且可以防止給車輛乘客帶來不舒適感。
此外，本發(fā)明還可以是內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)，其包括凈化內(nèi)燃機 排氣的排氣凈化裝置；性能恢復(fù)裝置，該性能恢復(fù)裝置以加熱所述排
氣凈化裝置的方式通過除去在所述排氣凈化裝置凈化所述排氣時累積 在所述排氣凈化裝置內(nèi)的物質(zhì)來執(zhí)行恢復(fù)所述排氣凈化裝置的排氣凈
化性能的性能恢復(fù)過程；和通過電池通電產(chǎn)生熱量并加熱排氣凈化裝 置的電加熱器，其中，如果內(nèi)燃機在性能恢復(fù)裝置進(jìn)行性能恢復(fù)過程 期間停止運行，則阻止電加熱器在下一次起動內(nèi)燃機后的預(yù)定時間內(nèi) 通電。
也就是說，如果內(nèi)燃機在PM再生過程和SOx中毒恢復(fù)過程期間 停止運行，則很有可能在進(jìn)行PM再生過程或SOx中毒恢復(fù)過程時供 應(yīng)給排氣凈化裝置的還原劑仍然停留在排氣凈化裝置中或電加熱器附 近。因此，在下次起動內(nèi)燃機時運行電加熱器的情況下，排氣凈化裝 置中殘余的還原劑立刻反應(yīng)，并且排氣凈化裝置的溫度可能過度升高。 在該情況下，本發(fā)明的目的在于，在起動內(nèi)燃機時運行電加熱器的情 況下，防止從前次內(nèi)燃機停止運行起就殘留在排氣凈化裝置中的還原 劑立刻反應(yīng)，并且防止排氣凈化裝置的溫度過度升高。
關(guān)于此點，根據(jù)本發(fā)明，如果內(nèi)燃機在性能恢復(fù)裝置進(jìn)行性能恢復(fù)過程期間停止運行，則阻止電加熱器在下一次起動內(nèi)燃機后的預(yù)定 時間內(nèi)通電。利用該構(gòu)思，在還原劑停留在排氣凈化裝置中的情況下， 可以防止電加熱器加熱排氣凈化裝置，并且防止排氣凈化裝置的溫度 過度升高。
此外，本發(fā)明還可以是內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)，其包括電池；凈化 內(nèi)燃機排氣的排氣凈化裝置；通過電池通電產(chǎn)生熱量并加熱排氣凈化 裝置的電加熱器；檢測電池充電水平的充電水平檢測裝置；和加熱器 故障診斷裝置，如果充電水平檢測裝置檢測到電池的充電水平等于或
高于預(yù)定的故障診斷7K平，則該加熱器故障診斷裝置給電加熱器通電，
并且基于該通電時刻排氣溫度的升高來診斷電加熱器的故障。
在此，在對電加熱器的故障進(jìn)4亍診斷的情況下，存在許多情況 通過給電加熱器實際通電來產(chǎn)生熱量、檢測該情形下排氣溫度的升高 和確定是否獲得所期望的升溫。因此，如果診斷出電加熱器的故障在 于電池的充電水平不夠高，則存在給電池施加過量負(fù)荷的情況。在該 情況下，本發(fā)明的目的在于，在電池的充電水平不夠高的情況下防止 對電加熱器的故障進(jìn)行診斷，從而防止給電池施加過量負(fù)荷。
在該點上，本發(fā)明的構(gòu)思在于提供檢測電池充電水平的充電水平 檢測裝置，并且只有當(dāng)電池的充電水平等于或高于預(yù)定的故障診斷水 平時，充電水平檢測裝置才對電加熱器的故障進(jìn)^i貪斷。
應(yīng)該注意，如果充電水平等于或高于故障診斷水平，則故障診斷 水平為即使當(dāng)通過給電加熱器實際通電來診斷故障時也不給電池施加 過量負(fù)荷的充電水平。充電水平等于或高于故障診斷水平的情況指的 是電池的充電水平在無任何預(yù)期的情況下(例如長時間減速運行期間 或長時間減速運行之后的時間段)接近完全充電水平的情況。因此， 不包括有意增加電池充電水平的假設(shè)。
也就是說，根據(jù)本發(fā)明，以選擇電池充電水平等于或高于故障診 斷水平時的時機的方式來診斷電加熱器的故障，因此可以防止給電池 施加過量負(fù)荷，并且燃料的消耗不因為沒有有意提高電池充電水平而 受到影響。
此外，本發(fā)明還可以是內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)，其包括電池；凈化 內(nèi)燃機排氣的排氣凈化裝置；性能恢復(fù)裝置，該性能恢復(fù)裝置以加熱所述排氣凈化裝置的方式通過除去在所述排氣凈化裝置凈化所述排氣 時累積在所述排氣凈化裝置內(nèi)的物質(zhì)來執(zhí)行恢復(fù)所述排氣凈化裝置的
排氣凈化性能的性能恢復(fù)過程；通過電池通電產(chǎn)生熱量并加熱排氣凈 化裝置的電加熱器；和產(chǎn)生與內(nèi)燃機的運行相關(guān)的電功率并給電池充 電的交流發(fā)電機，其中，當(dāng)起動內(nèi)燃機時，在穿過排氣凈化裝置的排 氣量累計值等于或大于預(yù)定的觸發(fā)排氣量之后給電加熱器通電。
在此，如上所述，在給電加熱器通電的情況下，為了防止給電池 施加過量負(fù)荷，進(jìn)行這種控制，從而通過增加空載轉(zhuǎn)數(shù)來增大交流發(fā) 電積對電池的充電量，等等。
如果例如在低溫下起動內(nèi)燃機時強行增加空載轉(zhuǎn)數(shù)，則存在使內(nèi) 燃機負(fù)荷增加的情況。在該情況下，本發(fā)明的目的在于防止例如在低 溫下起動內(nèi)燃機時強行增加空載轉(zhuǎn)數(shù)，并且防止將過量負(fù)荷施加到內(nèi) 燃機上。在這方面，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)的構(gòu)思在于，在 起動內(nèi)燃機后，在穿過排氣凈化裝置的排氣量累計值等于或大于預(yù)定 的觸發(fā)排氣量之后給電加熱器通電。
利用該構(gòu)思，可以在已經(jīng)給內(nèi)燃機暖機運轉(zhuǎn)至一定程度的狀態(tài)下 給電加熱器通電，因此，即使在給電加熱器通電時通過提高空載轉(zhuǎn)數(shù) 來增加電池的充電量時，也可以防止內(nèi)燃機自身的負(fù)荷增加。
在此，預(yù)定的觸發(fā)排氣量是穿過排氣凈化裝置的排氣量累計值， 如果穿過排氣凈化裝置的排氣量累計值等于或大于預(yù)定的觸發(fā)排氣 量，則從該值確定內(nèi)燃機已經(jīng)進(jìn)行暖M轉(zhuǎn)，并且，即使當(dāng)增加空載 轉(zhuǎn)數(shù)時，內(nèi)燃機上的負(fù)荷也不會增加，并且還可以根據(jù)經(jīng)，先獲得。 此外，還可以用內(nèi)燃機中的進(jìn)氣量累計值代替穿過排氣凈化裝置的排 氣量累計值。
此外，可以對應(yīng)于在起動內(nèi)燃機時冷卻水溫度來確定觸發(fā)排氣量。 具體而言，當(dāng)起動內(nèi)燃機時冷卻水的溫度變得較高時，觸發(fā)排氣量可 以設(shè)置得較小。
也就是說，如果當(dāng)起動內(nèi)燃機時冷卻水的溫度高，則意味著內(nèi)燃 機的暖機運轉(zhuǎn)已經(jīng)進(jìn)行到一定程度，因此，可以將觸發(fā)排氣量設(shè)置得 小得多。利用該構(gòu)思，可以防止在長時間內(nèi)給電加熱器進(jìn)行無益的抑 制通電，以更早地加熱排氣凈化裝置并提高排氣凈化效率。應(yīng)該注意，本發(fā)明中解決問題的手段可以在最大可能的程度上進(jìn) 行組合并可以由此應(yīng)用。


圖l是示出描述本發(fā)明實施方案中的內(nèi)燃機、其吸氣/排氣系統(tǒng) 和其控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是顯示在本發(fā)明的實施方案1中SOx中毒恢復(fù)之前電池充 電程序的流程圖。
圖3是顯示在本發(fā)明的實施方案1中SOx中毒恢復(fù)之前電池充 電程序2的流程圖。
圖4是顯示在本發(fā)明的實施方案2中SOx中毒恢復(fù)期間電池充 電程序的流程圖。
圖5是顯示在本發(fā)明的實施方案3中SOx中毒恢復(fù)期間發(fā)動機 停機程序的流程圖。
圖6是顯示在本發(fā)明的實施方案3中起動發(fā)動機時加熱器通電 抑制程序的流程圖。
圖7是顯示在本發(fā)明的實施方案4中的電加熱器故障確定程序 的流程圖。
圖8是顯示在本發(fā)明的實施方案5中起動內(nèi)燃機時加熱器通電 容許空氣量和冷卻水溫度之間的關(guān)系的圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖以舉例的方式來對實施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行 深入i兌明。
實施例1
圖1示出適用于實施方案1的內(nèi)燃機的整體結(jié)構(gòu)以及吸氣/排氣 系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。吸氣管2和排氣管3連接至內(nèi)燃機1，其中新鮮 空氣經(jīng)吸氣管2吸入內(nèi)燃機1中，內(nèi)燃機l中燃燒后的氣體通過排 氣管3排出。吸氣管2配有用于檢測吸入空氣量的空氣流量計11。
排氣管3配有凈化排氣的排氣凈化裝置4。排氣凈化裝置4包 括DPNR 4b，該DPNR 4b具有捕集排氣中的顆粒物質(zhì)的過濾器功能和凈化NOx排氣的吸留-還原型NOx催化劑功能。此外，在排氣 凈化裝置4的DPNR4b的上游設(shè)置有能夠用電升溫的EHC 4a。在 EHC 4a內(nèi)部提供有電加熱器4c，其中通過給該電加熱器4c通電來 升高EHC 4a的溫度。
此外，類別為發(fā)電機的交流發(fā)電機8經(jīng)帶7連接至內(nèi)燃機1的 輸出軸6，其中內(nèi)燃機1的輸出軸6的轉(zhuǎn)動傳至交流發(fā)電機8，由 此產(chǎn)生電。所產(chǎn)生的電功率供應(yīng)給電池9，由此給電池9充電。此 外，電池9和EHC 4a的電加熱器4c電連接，其中電加熱器4c在 被供以來自電池9的電功率時產(chǎn)生熱量。
此外，排氣管3包括燃料添加閥13，在排氣凈化裝置4的PM 再生過程、NOx還原過程或SOx中毒恢復(fù)過程中，該燃料添加閥 13將作為還原劑的燃料加入到流進(jìn)排氣凈化裝置4的排氣中。此外， 內(nèi)燃機1包括檢測冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器12。在排氣管3 的排氣凈化裝置4的下游還提供檢測排氣凈化裝置4排放的排氣溫 度的排氣溫度傳感器14。
在內(nèi)燃機1旁邊設(shè)置有電子控制模塊(ECU) 20。 ECU 20是 對應(yīng)于內(nèi)燃機1的運行狀態(tài)和響應(yīng)于駕駛員的要求來控制內(nèi)燃機1 的運行狀態(tài)并且執(zhí)行排氣凈化裝置4的凈化性能的恢復(fù)過程的模 塊。
例如，在對排氣凈化裝置4進(jìn)行SOx中毒恢復(fù)過程的情況下， 根據(jù)ECU 20發(fā)出的指令來接通電加熱器4c。隨即，電加熱器4c 4皮供以來自電池9的電功率并產(chǎn)生熱量，由此活化EHC4a。然后， 燃料經(jīng)燃料添加閥13加入，并作為還原劑在EHC 4a中引起氧化還 原反應(yīng)，結(jié)果是EHC 4a的溫度升高，排氣的溫度升高。此外，在 EHC 4a中改良并氣化作為還原劑的燃料，由此將達(dá)到較易反應(yīng)的 狀態(tài)的燃料供應(yīng)至DPNR 4b。
由此，DPNR4b的溫度升高至SOx中毒恢復(fù)過程所需的溫度， 然后，供應(yīng)易反應(yīng)狀態(tài)的還原劑，并且還原釋放DPNR4b內(nèi)的SOx。
在此，如果在電池9的充電水平不夠高的狀態(tài)下進(jìn)行SOx中毒 恢復(fù)過程，則電池9會具有大的負(fù)荷，可能會出現(xiàn)例如電池9的電 壓下降的缺陷。此外，如果給電加熱器4c供應(yīng)與電池9的充電水平相匹配的電功率，則存在發(fā)熱量小和不能有效進(jìn)行SOx中毒恢復(fù)過 程的情況。在該情況下，如果預(yù)測到會在不久之后進(jìn)行需要經(jīng)歷長 時間消耗大量電功率的控制(例如SOx中毒恢復(fù)過程)，則實施方 案1的方案不是對應(yīng)于電加熱器4c在SOx中毒恢復(fù)過程期間的實 際開/關(guān)狀態(tài)來給電池充電，而是在SOx中毒恢復(fù)過程之前預(yù)先i史 定升高電池9的充電水平。
圖2顯示實施方案1中SOx中毒恢復(fù)之前電池充電程序的流程圖。
該電池充電程序定義為存儲在ECU 20的ROM (只讀存儲器) 中并且由ECU 20在內(nèi)燃機1運行過程中以預(yù)定的時間間隔來執(zhí)行 的程序。
在執(zhí)行電池充電程序時，首先，在S101中，獲得從上次SOx 中毒恢復(fù)過程結(jié)束以來給出的吸氣量的累計值。具體而言，還可以 通過ECU 20累計從上次SOx中毒恢復(fù)過程結(jié)束以來空氣流量計ll 的輸出信號的方式來計算吸氣量的累計值。當(dāng)完成S101時，操作 進(jìn)4亍至S102。
在S102中，從在SIOI中獲得的吸氣量的累計值來估算吸留在 DPNR4b中的SOx量。然后，確定由此估算的SOx吸留量是否等 于或大于第一 SOx吸留量Sl。在此，第一 SOx吸留量Sl是用作 使得能夠確定如果在DPNR 4b中吸留更多的SOx就會在不久之后 進(jìn)行SOx中毒恢復(fù)過程的閾值的SOx吸留量，并且也可以通過經(jīng) 驗來預(yù)先獲得。如果在S102中確定為否定，則暫時中斷電池充電 程序。然而，如果在S102中確定為肯定，則操作進(jìn)行至S103以給 SOx中毒恢復(fù)過程做好準(zhǔn)備。
在S103中，ECU 20給出升高交流發(fā)電機8的發(fā)電電壓的指令。
特別地，進(jìn)行控制以通過增大交流發(fā)電機8的工作負(fù)荷來增加 可以供應(yīng)給電池9的電功率，甚至在內(nèi)燃機l的轉(zhuǎn)數(shù)相同的情況下 也是如此。利用該控制，電池9的充電水平提高。在完成S103中 的過程后，操作進(jìn)行至S104。
在S104中，再次獲得從上次SOx中毒恢復(fù)過程結(jié)束以來的吸 氣量的累計值。該過程的內(nèi)容與S101中的相同。當(dāng)S104中的過程結(jié)束時，操作進(jìn)行至S105。
在S105中，計算在該時刻進(jìn)入DPNR4b中的SOx吸留量，并 且確定該SOx吸留量是否等于或大于第三SOx吸留量S3。在此， 第三SOx吸留量S3是用作閾值的SOx吸留量，從該閾值可以確定， 如果在DPNR 4b中吸留更多的SOx，則DPNR 4b的NOx吸留能 力可能降低。在此，如果確定SOx吸留量小于第三SOx吸留量S3， 則返回至之前的S104中的過程，重復(fù)執(zhí)行S104和S105中的過程， 直至在S105中確定SOx吸留量等于或大于第三SOx吸留量S3。 然后，當(dāng)確定SOx吸留量等于或大于第三SOx吸留量S3時，操作 進(jìn)行至S106。
在S106中，確定電池9的充電水平是否等于或大于足以執(zhí)行 SOx中毒恢復(fù)過程的SOx中毒恢復(fù)水平Ll。在此，如果確定電池 9的充電水平低于SOx中毒恢復(fù)水平Ll，則返回至之前S106中的 過程，重復(fù)執(zhí)行S106中的過程，直至確定電池9的充電水平等于 或高于SOx中毒恢復(fù)水平Ll。在S106中確定電池9的充電水平等 于或高于SOx中毒恢復(fù)水平Ll的情況下，操作進(jìn)行至S107。
在S107中，電加熱器4c開始通電，并且開始經(jīng)燃料添加閥13 加入燃料，由此進(jìn)行SOx中毒恢復(fù)過程。在S107中，預(yù)先確定還 原釋放在DPNR 4b中具有第三SOx吸留量S3的SOx所需的SOx 中毒恢復(fù)過程的持續(xù)時間，然后，確定在所述持續(xù)時間過去的時刻 已經(jīng)還原釋放DPNR 4b中的SOx，并且終止該過程。當(dāng)完成S107 中的過程時，操作進(jìn)行至S108。
在S108中，升高交流發(fā)電機的發(fā)電電壓的指令被取消。當(dāng)完成 S108中的過程時，電池充電程序暫時結(jié)束。
如上所述，在實施方案1中，在確定DPNR 4b中吸留的SOx 的量等于或大于SOx中毒恢復(fù)過程中的第一 SOx吸留量Sl的情況 下，在該時刻通過升高交流發(fā)電機8的發(fā)電電壓來增加電池9的充 電水平。
然后，在DPNR 4b吸留具有等于或大于第三SOx吸留量S3(即 被認(rèn)為是作為用于執(zhí)行SOx中毒恢復(fù)過程的闊值的SOx吸留量) 的量的SOx時，確認(rèn)電池9的充電水平等于或高于執(zhí)行SOx中毒恢復(fù)過程所需的SOx中毒恢復(fù)水平Ll。然后，在確認(rèn)電池9的充 電水平等于或高于SOx中毒恢復(fù)水平Ll后，通過給電加熱器4c 通電來執(zhí)行SOx中毒恢復(fù)過程。
因此，在由于電加熱器4c的運行而消耗大量電功率之前，可以 充分增加電池9的充電水平，從而可以降低電池9的負(fù)荷。此外， 在運行電加熱器4c的情況下，電池9的充電水平總是保持在足夠高 的狀態(tài)下，因此，可以防止電加熱器4c的運行受到限制。
此外，在實施方案l中，采用各自具有小容量的電池9和交流 發(fā)電機8是可行的，因此，可以有助于降低成本和使整個系統(tǒng)小型 化。
應(yīng)該注意，上文討論的實施方案1舉例說明了作為性能恢復(fù)過 程的DPNR 4b的SOx中毒恢復(fù)過程，然而，同樣的控制可以適用 于DPNR 4b的PM再生過禾呈。
接下來，將描述實施方案1的另一種模式。圖3顯示作為實施 方案1的另一模式的SOx中毒恢復(fù)之前電池充電程序2的流程圖。 在該模式中，S201~S207中的過程作為上述SOx中毒恢復(fù)之前電 池充電程序中的S104~S107中的過程的替代方案給出。以下討論 將集中在與上述SOx中毒恢復(fù)之前的電池充電程序的不同之處。
在電池充電程序2的S201中，首先，確定電池9的充電水平是 否等于或大于足以執(zhí)行SOx中毒恢復(fù)過程的SOx中毒恢復(fù)水平Ll。 該過程的內(nèi)容與SOx中毒恢復(fù)之前的電池充電程序中S106中的過 程內(nèi)容相同。二者之間的差別在于該過程的執(zhí)行次序設(shè)置得較早。 在S201中的過程結(jié)束時，操作進(jìn)行至S202。
在S202中獲得從上次SOx中毒恢復(fù)過程結(jié)束以來的吸氣量的 累計值。該過程內(nèi)容與S101中的相同。在完成S202中的過程時， 操作進(jìn)行至S203。
在S203中，計算在該時刻進(jìn)入DPNR4b中的SOx吸留量。然 后，確定該SOx吸留量是否等于或大于第二SOx吸留量S2。在此， 第二 SOx吸留量S2大于上述第一 SOx吸留量Sl，但是小于第三 SOx吸留量S3 ，并且是認(rèn)為能夠在SOx吸留量等于或大于第三SOx 吸留量S3時通過在DPNR 4b中吸留更多SOx時開始給電加熱器4c通電來充分升高EHC4a和DPNR4b的溫度的SOx吸留量。在 此，如果確定SOx吸留量小于第二SOx吸留量S2，則返回至之前 的S202中的過程，重復(fù)執(zhí)行S202和S203中的過程，直至在S203 中確定SOx吸留量等于或大于第二SOx吸留量S2。然后，在S203 中確定SOx吸留量等于或大于第二 SOx吸留量S2的情況下，操作 進(jìn)行至S204。
在S204中，基于ECU20的指令接通電加熱器4c,并且電池9 將電功率供應(yīng)給電加熱器4c。當(dāng)完成S204中的過程時，操作進(jìn)行 至S205。
S205和S206中的過程內(nèi)容與SOx中毒恢復(fù)之前電池充電程序 中S104和S105中的過程內(nèi)容相同，因此，省略其解釋。在完成S206 中的過程時，操作進(jìn)行至S207。
在S207中，開始經(jīng)燃料添加閥13加入燃料，由此進(jìn)行SOx中 毒恢復(fù)過程。在S207中，預(yù)先確定還原釋放在DPNR4b中具有第 三SOx吸留量S3的SOx所需的SOx中毒恢復(fù)過程的持續(xù)時間， 然后，確定DPNR4b中的SOx已經(jīng)在所述持續(xù)時間過去的時刻得 以還原釋放，并且終止該過程。
因此，在實施方案1的第二才莫式中，當(dāng)DPNR4b中吸留的SOx 等于或大于第一SOx吸留量Sl時，提高電池9的充電水平，然后， 在DPNR 4b中吸留的SOx等于或大于第二 SOx吸留量S2時，開 始給電加熱器4c通電，以及進(jìn)一步地，在DPNR4b中吸留的SOx 等于或大于第三SOx吸留量S3時開始加入燃料，由此開始SOx中 毒恢復(fù)過程。
根據(jù)第二模式，當(dāng)開始經(jīng)燃料添加閥13加入燃料時，EHC 4a 的溫度升高，將所加入的燃料改良成更容易反應(yīng)的狀態(tài)，并且可以 促進(jìn)燃料的氣化和DPNR 4b中的SOx還原反應(yīng)。
應(yīng)該注意，第二模式舉例i兌明了 DPNR 4b的SOx中毒恢復(fù)過 程，然而，實施方案1的第二模式也可以適用于DPNR 4b的NOx 還原過程。該方案還使得能夠高度有效地進(jìn)行DPNR 4b的NOx還 原過程。
應(yīng)該注意，執(zhí)行上述S102中的過程的ECU20對應(yīng)于電功率消耗預(yù)測裝置。此外，在實施方案l中，從DPNR 4b還原釋放具有 第三SOx吸留量S3的SOx所需的電功率量(在S107中消耗)對 應(yīng)于等于或大于預(yù)定量的電功率量。根據(jù)經(jīng)驗，可以將等于預(yù)定量 的電功率量預(yù)先按經(jīng)驗確定為等于或小于S107中消耗的電功率量 的電功率量。此外，作為電池9的充電水平的SOx中毒恢復(fù)水平 Ll對應(yīng)于功率消耗前水平。此外，執(zhí)行SOx中毒恢復(fù)之前的電池 充電程序的ECU 20或SOx中毒恢復(fù)之前的電池充電程序2對應(yīng)于 功率消耗前充電裝置。再有，自身執(zhí)行SOx中毒恢復(fù)過程的ECU 20 對應(yīng)于性能恢復(fù)裝置。還有，第一SOx吸留量Sl對應(yīng)于第一累積 量。第二 SOx吸留量S2對應(yīng)于第二累積量。第三SOx吸留量S3 對應(yīng)于第三累積量。
此外，上述電加熱器4c對應(yīng)于電負(fù)荷裝置。應(yīng)該注意，上述實 施方案1舉例說明了提供電加熱器4c作為電負(fù)荷裝置。電負(fù)荷裝置 的其它例子可以包括用于相應(yīng)類型控制的電驅(qū)動致動器，例如電動 機和電磁裝置和閥門等，和內(nèi)燃機中的電動泵。
實施方案2
下面將描述本發(fā)明的實施方案2。實施方案2中的內(nèi)燃機構(gòu)造、 吸氣/排氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與實施方案1中描述的那些相同。此外， 實施方案2將討論如何通過增加內(nèi)燃機1的空載轉(zhuǎn)數(shù)來維持電池9 的充電水平而不管進(jìn)行DPNR 4b的SOx中毒恢復(fù)過程期間電加熱 器4c的開/關(guān)狀態(tài)的實例。
圖4顯示實施方案2中SOx中毒恢復(fù)期間的電池充電程序的流 程圖。
當(dāng)執(zhí)行電池充電程序時，首先，在S301中確定是否在SOx中 毒恢復(fù)過程中繼續(xù)進(jìn)行電池充電程序。具體而言，這可以通過檢測 發(fā)送給電加熱器4c和燃料添加閥13的驅(qū)動信號來確定。如果確定 在SOx中毒恢復(fù)過程中不繼續(xù)進(jìn)行電池充電程序，則暫時結(jié)束電池 充電程序。然而，如果確定要在SOx中毒恢復(fù)過程中繼續(xù)進(jìn)行電池 充電程序，則操作進(jìn)行至S302。
在S302中，增加內(nèi)燃機l的空載轉(zhuǎn)數(shù)。隨著這種增加，增大交 流發(fā)電機8對電池9的供電，并且提高電池9的充電水平。當(dāng)完成S302中的過程時，操作進(jìn)行至S303。
在S303中，在與SOx中毒恢復(fù)過程期間的電加熱器4c的開/ 關(guān)時間間隔的關(guān)系中，確定是否建立電池9的充電/放電平衡。這用 于確定該時刻下從交流發(fā)電機8供應(yīng)給電池9的電功率是否等于或 大于電加熱器4c中的電功率消耗。在此，如果確定電池9中的放電 量(電功率消耗)大于充電量(電功率供應(yīng))(如果未建立充電/放 電平衡)，則返回至之前的S302中的過程，進(jìn)一步增加空載轉(zhuǎn)數(shù)， 并且增大交流發(fā)電機8對電池9的充電量。另一方面，如果確定充 電量等于或大于放電量(如果建立了充電/放電平衡)，則暫時結(jié)束 電池充電程序。
如上所述，實施方案2的方案在于，將內(nèi)燃機l的空載轉(zhuǎn)數(shù)增 加至建立充電/放電平衡的空載轉(zhuǎn)數(shù)，而不管DPNR4b在SOx中毒 恢復(fù)過程期間電加熱器4c的開/關(guān)狀態(tài)如何。因此，可以通過在電 加熱器4c開狀態(tài)期間增加空載轉(zhuǎn)數(shù)的常規(guī)控制來防止內(nèi)燃機l的空 載轉(zhuǎn)數(shù)相關(guān)于電加熱器4c的開/關(guān)狀態(tài)而變化，以及防止給車輛乘 客帶來不舒適感。
應(yīng)該注意，實施方案2中的控制也可以適用于DPNR4b的PM 再生過程。此外，上述S302中的過程中增加的空載轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)于性 能恢復(fù)過程中的空載轉(zhuǎn)數(shù)。
實施方案3
下面將描述本發(fā)明的實施方案3。實施方案3將舉例說明一個 實例，其中，如果在內(nèi)燃機的SOx中毒恢復(fù)過程中內(nèi)燃機停機，則 在下次起動內(nèi)燃機的預(yù)定時間段內(nèi)禁止給電加熱器通電。實施方案 3中的內(nèi)燃機構(gòu)造、吸氣/排氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與實施方案1中描述 的那些相同。
圖5和6顯示實施方案3中SOx中毒恢復(fù)過程期間內(nèi)燃機停 機程序的流程圖和內(nèi)燃機起動時加熱器充電禁止程序的流程圖。首 先，將描述SOx中毒恢復(fù)過程中的內(nèi)燃機停機程序。
在執(zhí)行內(nèi)燃機停機程序時，首先在S401中確定操作是否在 SOx中毒恢復(fù)過程中。在此，如果確定操作不在SOx中毒恢復(fù)過程 中，則暫時結(jié)束內(nèi)燃機停機程序。然而，如果確定運行在SOx中毒恢復(fù)過程中，則操作進(jìn)行至S402。在S402中確定是否停機。具體 而言，可以基于未示出的燃料噴射閥或火花塞的運行信號來確定。 在此，如果確定內(nèi)燃機不停機，則內(nèi)燃機停機程序暫時結(jié)束。然而， 如果確定內(nèi)燃機停機，則操作進(jìn)行至S403。
在S403中，在SOx中毒恢復(fù)過程中內(nèi)燃機的停機標(biāo)志-沒置 成ON，并且存儲該ON狀態(tài)。當(dāng)終止S403中的過程時，暫時結(jié)束 內(nèi)燃機停機程序。
隨后的描述是關(guān)于在內(nèi)燃機起動時刻加熱器通電禁止程序的 流程圖。當(dāng)進(jìn)行加熱器通電禁止程序時，首先，在S404的過程中 確定是否起動內(nèi)燃機。在此，具體而言，可以基于未示出的燃料噴 射閥或火花塞的運行信號來確定。在此，如果確定不起動內(nèi)燃機， 則暫時結(jié)束加熱器通電禁止程序。然而，如果確定起動內(nèi)燃機，則 操作進(jìn)行至S405。
在S405中，確定SOx中毒恢復(fù)過程中內(nèi)燃機的停機標(biāo)志是 否設(shè)置成ON。在此，如果確定為否定，則暫時結(jié)束加熱器通電禁 止程序。然而，如果確定為肯定，則操作進(jìn)行至S406。
在S406中，禁止電加熱器4c通電，并且計時器開始測量時 間。在完成S406中的過程時，操作進(jìn)行至S407。
在S407中，確定測量的時間是否等于或長于加熱器通電禁止 時間t0。該加熱器通電禁止時間tO是用于確定，當(dāng)起動內(nèi)燃才幾時， 即使還原劑殘留在EHC 4a中，殘留還原劑的反應(yīng)也會在從內(nèi)燃機 l起動以來的加熱器通電禁止時間tO之內(nèi)完成，并且即使給電加熱 器4c通電，殘留的還原劑也不會立即反應(yīng)。在此，如果確定測量的 時間比加熱器通電禁止時間tO短，則當(dāng)起動時，EHC4a中的殘留 燃料尚未完全反應(yīng)，因此，返回到之前的S407中的過程，重復(fù)執(zhí) 行S407中的過程，直至確定測量的時間等于或長于加熱器通電禁 止時間t0。然而，如果確定測量的時間等于或長于加熱器通電禁止 時間t0，則可以確定EHC4a中殘留燃料的反應(yīng)已經(jīng)完成，因此， 操作進(jìn)行至S408。
在S408，禁止給電加熱器4c通電4皮取消，電加熱器4c開始 加熱EHC4a。當(dāng)完成S408中的過程時，操作進(jìn)行至S409。在S409中，恢復(fù)經(jīng)燃料添加閥13添加燃料，并且也恢復(fù)SOx 中毒恢復(fù)過程。當(dāng)完成S409中的過程時，操作進(jìn)行至S410。
在S410中，SOx中毒恢復(fù)過程中內(nèi)燃機的停機標(biāo)志設(shè)置成 OFF。在完成S410中的過程時，終止加熱器通電禁止程序。
如上所述，實施方案3的方案在于，如果在SOx中毒恢復(fù)過 程期間內(nèi)燃機l停機，則在下次起動內(nèi)燃機l時，直至EHC4a中 殘留燃料的反應(yīng)完成時才允許給電加熱器4c通電。
因此，可以防止因為給電加熱器4c通電時EHC4a中的殘留 燃料立即反應(yīng)而使EHC 4a的溫度過度升高。
實施方案4
下面將描述實施方案4。實施方案4舉例說明確定在電池的充 電水平在沒有任何預(yù)期的情況下升至足夠高時電加熱器中是否出 現(xiàn)故障的實例。實施方案4中的內(nèi)燃機構(gòu)造、吸氣/排氣系統(tǒng)和控制 系統(tǒng)與實施方案1中描述的那些相同。
圖7顯示實施方案4中的電加熱器故障確定程序的流程圖。 當(dāng)執(zhí)行電加熱器故障確定程序時，首先，在S501中確定是否處于 減速運行中。具體而言，可以從檢測發(fā)送至內(nèi)燃機l中的未圖示燃 料添加閥的驅(qū)動信號來確定是否處于停止供油狀態(tài)。在此，如果確 定其未處于減速運行中，則暫時結(jié)束電加熱器故障確定程序。然而， 如果確定其處于減速運行中，則操作進(jìn)行至S502。
在S502中確定電池9的充電水平是否處于完全充電水平。具 體而言，基于電池9的電壓是否等于或大于完全充電電壓來進(jìn)行確 定。在此，如果確定電池9的充電水平不是完全充電水平，則暫時 結(jié)束電加熱器故障確定程序。然而，如果確定電池9的充電水平是 完全充電水平，則操作進(jìn)行至S503。
在S503中，檢測吸氣量和排氣溫度。吸氣量從空氣流量計11 的輸出信號中獲得，排氣溫度從排氣溫度傳感器14的輸出信號中 獲得。當(dāng)完成S503中的過程時，操作進(jìn)行至S504。
在S504中，在給電加熱器4c只通電短時段At的情況下預(yù)測 排氣溫度的升高。具體而言，依據(jù)經(jīng)驗預(yù)先獲得吸氣量、排氣溫度 和給電加熱器4c通電短時段At時排氣溫度的升高之間的關(guān)系并繪制成圖，然后從圖中讀出排氣溫升(所述溫升針對在S503中獲得 的吸氣量和排氣溫度繪成圖)，由此預(yù)測其溫升。在完成S504中的 過程時，操作進(jìn)行至S505。
在S505中，給電加熱器4c實際通電短時段At。當(dāng)完成S505 中的過程時，操作進(jìn)行至S506。
在S506中，確定實際溫升是否等于預(yù)測的溫升。具體而言， 在該時間點處，排氣溫度傳感器14檢測實際的溫升，并且確定與 預(yù)測值的差的絕對值是否等于或小于預(yù)定的溫差A(yù)T。如果實際溫 升等于預(yù)測值，則運行轉(zhuǎn)向S508,如果不相等則進(jìn)行至S507。
在S507中，沒有因為給電加熱器4c通電而產(chǎn)生如所預(yù)測的 排氣溫升，因此，確定電加熱器4c出現(xiàn)故障。在該時間點處，可以 點亮設(shè)置在驅(qū)動密封處的報警燈。在另一方面，在S508中，因為 給電加熱器4c通電而獲得如所預(yù)測的排氣溫升，因此，確定電加熱 器4c處于正常狀態(tài)。當(dāng)完成S507或S508中的過程時，暫時結(jié)束 電加熱器故障確定程序。
如上所述，實施方案4的方案在于，僅在車輛處于減速過程 中和當(dāng)電池9的充電水平在毫無預(yù)期的情況下為完全充電水平時通 過給電加熱器4c通電來"^斷電加熱器4c的故障。因此，可以防止 在診斷故障時給電池9施加過量負(fù)荷。此外，當(dāng)電池9的充電水平 在沒有進(jìn)行有意增加電池9的充電水平的控制的情況下毫無預(yù)期地 為完全充電水平時進(jìn)行故障診斷，因此，可以在最大可能的程度上 防止燃料消耗的劣化。
應(yīng)該注意，執(zhí)行S502中所述過程的ECU20對應(yīng)于充電7JC平 檢測裝置。此外，在實施方案4中，電池9的完全充電水平對應(yīng)于 故障診斷水平。故障診斷水平不一定是完全充電水平，還可以是低 于完全充電水平的水平。此外，執(zhí)行過程S503 S506的ECU 20 對應(yīng)于加熱器故障診斷裝置。
實施方案5
下面將說明本發(fā)明的實施方案5。實施方案5舉例說明起動內(nèi) 燃機之后、穿過排氣凈化裝置的排氣量已經(jīng)等于或大于預(yù)定值之后 給電加熱器通電的實例。注意，實施方案5中的內(nèi)燃機構(gòu)造、吸氣/排氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與上述實施方案中描述的那些相同。
在實施方案5中，在起動內(nèi)燃機l之后獲得吸氣量的累計值。 具體而言，通過對ECU 20中空氣流量計11的輸出信號積分來計算 累計值。然后，等到累計值等于或大于作為闊值的加熱器通電容許 空氣量GA1，開始給電加熱器4c充電。注意，吸氣量的累計值近 似等于穿過排氣凈化裝置4的排氣量的累計值。
加熱器通電容許空氣量GA1是被認(rèn)為甚至當(dāng)增加空載轉(zhuǎn)數(shù)以 維持或提高電池9的充電水平時也不對內(nèi)燃機l產(chǎn)生不良影響的吸 氣量的累計值，如果吸氣量的累計值等于或大于加熱器通電容許空 氣量GAl,則內(nèi)燃機l已經(jīng)進(jìn)行暖機運轉(zhuǎn)，該加熱器通電容許空氣 量GA1依據(jù)經(jīng)驗預(yù)先獲得。
根據(jù)該方案，當(dāng)開始給電加熱器4c通電時，內(nèi)燃機l的暖機 運轉(zhuǎn)已經(jīng)進(jìn)行至一定程度，因此，可以充分增加空載轉(zhuǎn)數(shù)來維持和 提高電池9的充電水平。
應(yīng)該注意，可以基于起動內(nèi)燃機1時通過冷卻水溫度傳感器 12檢測的冷卻水溫度來改變加熱器通電容許空氣量GA1的值。具 體而言，當(dāng)起動內(nèi)燃機l時冷卻水溫度變得較高時，可以使加熱器 通電容許空氣量GA1的值變得較小。圖8顯示起動內(nèi)燃機1時的 冷卻水溫度和加熱器通電容許空氣量GA1之間的關(guān)系的例子。
根據(jù)該方案，如果當(dāng)起動內(nèi)燃機l時已經(jīng)進(jìn)行暖機運轉(zhuǎn)，則 可以防止無益地長時間延遲電加熱器4c的通電，并且可以更快地活 化排氣凈化裝置4。
應(yīng)該注意，加熱器通電容許空氣量GA1對應(yīng)于觸發(fā)排氣量。
工業(yè)實用性
根據(jù)本發(fā)明，可以更可靠地操作附有電加熱器的催化劑用的電 負(fù)荷裝置(例如電加熱器)，而不給電池施加過量的負(fù)荷。
權(quán)利要求
1. 一種包括電池和利用所述電池供應(yīng)的電功率運行的電負(fù)荷裝置的內(nèi)燃機能源系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括預(yù)測所述電負(fù)荷裝置消耗的電功率量等于或大于預(yù)定量的電功率消耗預(yù)測裝置；和功率消耗前充電裝置，如果所述電功率消耗預(yù)測裝置預(yù)測到所述電負(fù)荷裝置消耗的電功率量等于或大于所述預(yù)定量，則該功率消耗前充電裝置將所述電池的充電水平提高至等于或高于預(yù)定的功率消耗前水平，而不依賴于所述電負(fù)荷裝置使用期間的功率消耗模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)燃機能源系統(tǒng)，其還包括凈化所述內(nèi)燃機 排氣的排氣凈化裝置；和性能恢復(fù)裝置，該性能恢復(fù)裝置以加熱所述排氣凈化裝置的方式 通過除去在所述排氣凈化裝置凈化所述排氣時累積在所述排氣凈化裝 置內(nèi)的物質(zhì)來執(zhí)行恢復(fù)所述排氣凈化裝置的排氣凈化性能的性能恢復(fù) 過程，其中所述電負(fù)荷裝置是通過通電產(chǎn)生熱并且加熱所述排氣凈化裝 置的電加熱器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的內(nèi)燃機能源系統(tǒng)，還包括產(chǎn)生與所述內(nèi)燃 機的運行相關(guān)的電功率并且給所述電池充電的交流發(fā)電機，其中所述功率消耗前充電裝置通過增強所述交流發(fā)電機的發(fā)電能 力將所述電池的充電水平提高至等于或高于所述功率消耗前水平。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的內(nèi)燃機能源系統(tǒng)，其中所述電功率消耗預(yù)測裝 置從所述排氣凈化裝置內(nèi)物質(zhì)的累積量變得等于或大于預(yù)定的第 一 累 積量的點處預(yù)測所述電加熱器消耗等于或大于所述預(yù)定量的電功率 量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的內(nèi)燃機能源系統(tǒng),其中所述性能恢復(fù)過程是NOx 還原過程，當(dāng)所述排氣凈化裝置中累積的NOx量等于或大于比所述第一累 積量大的預(yù)定第二累積量時，開始給所述電加熱器通電，以及當(dāng)所述排氣凈化裝置中累積的NOx量等于或大于比所述第二累積量大的預(yù)定第三累積量時，開始供應(yīng)還原劑。
6. —種內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)，其包括 電池；凈化所述內(nèi)燃機的排氣的排氣凈化裝置；性能恢復(fù)裝置，該性能恢復(fù)裝置以加熱所述排氣凈化裝置的方式 通過除去在所述排氣凈化裝置凈化所述排氣時累積在所述排氣凈化裝 置內(nèi)的物質(zhì)來執(zhí)行恢復(fù)所述排氣凈化裝置的排氣凈化性能的性能恢復(fù) 過程；通過由所述電池通電產(chǎn)生熱并加熱所述排氣凈化裝置的電加熱器5和產(chǎn)生與所述內(nèi)燃機的運行相關(guān)的電功率并給所述電池充電的交流 發(fā)電機，其中，不管通過所述性能恢復(fù)裝置執(zhí)行性能恢復(fù)過程期間所述電 加熱器的開/關(guān)狀態(tài)如何，通過在所述性能恢復(fù)過程中將所述內(nèi)燃^L的 空載轉(zhuǎn)數(shù)升高至預(yù)定的空載轉(zhuǎn)數(shù)來增加所述交流發(fā)電機給所述電池的 充電量。
7. —種內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)，其包括 凈化所述內(nèi)燃機的排氣的排氣凈化裝置；性能恢復(fù)裝置，該性能恢復(fù)裝置以加熱所述排氣凈化裝置的方式 通過除去在所述排氣凈化裝置凈化所述排氣時累積在所述排氣凈化裝 置內(nèi)的物質(zhì)來執(zhí)行恢復(fù)所述排氣凈化裝置的排氣凈化性能的性能恢復(fù) 過程；和通過通電產(chǎn)生熱并加熱所述排氣凈化裝置的電加熱器，其中如果所述內(nèi)燃機在所述性能恢復(fù)裝置執(zhí)行性能恢復(fù)過程期間 停止運行，則在下一次起動所述內(nèi)燃機后的預(yù)定時間內(nèi)禁止給所述電 加熱器通電。
8. —種內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)，其包括 電池；凈化所述內(nèi)燃機的排氣的排氣凈化裝置；通過由所述電池通電產(chǎn)生熱并加熱所述排氣凈化裝置的電加熱器；檢測所述電池的充電水平的充電水平檢測裝置；和加熱器故障診斷裝置，如果所述充電水平檢測裝置檢測到所述電 池的充電水平等于或高于預(yù)定的故障診斷水平，則該加熱器故障診斷 裝置給所述電加熱器通電，并且基于該通電時刻排氣溫度的升高來診 斷所述電加熱器的故障。
9. 一種內(nèi)燃機的能源系統(tǒng)，其包括電池；凈化所述內(nèi)燃機的排氣的排氣凈化裝置；性能恢復(fù)裝置，該性能恢復(fù)裝置以加熱所述排氣凈化裝置的方式 通過除去在所述排氣凈化裝置凈化所述排氣時累積在所述排氣凈化裝 置內(nèi)的物質(zhì)來執(zhí)行恢復(fù)所述排氣凈化裝置的排氣凈化性能的性能恢復(fù) 過程；通過由所述電池通電產(chǎn)生熱并加熱所述排氣凈化裝置的電加熱 器；和產(chǎn)生與所述內(nèi)燃機的運行相關(guān)的電功率并給所述電池充電的交流 發(fā)電機，其中，當(dāng)起動所述內(nèi)燃機時，在通過所述排氣凈化裝置的排氣量 累計值變得等于或大于預(yù)定的觸發(fā)排氣量之后給所述電加熱器通電。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的內(nèi)燃機能源系統(tǒng)，其中當(dāng)起動所述內(nèi)燃機時的 冷卻水溫度較高時所述觸發(fā)排氣量設(shè)置得較低。
全文摘要
提供一種能夠通過在不給電池施加過量負(fù)荷的情況下更加穩(wěn)定地運行附有電加熱器的催化劑用的電加熱器來更為可靠地升高排氣凈化裝置的溫度的技術(shù)。該技術(shù)包括電池和利用該電池供應(yīng)的電功率運行并加熱吸留-還原型NOx催化劑的電加熱器，其中，從吸留進(jìn)入吸留-還原型NOx催化劑中的SOx吸留量等于或大于S1的點處預(yù)測會在不久之后執(zhí)行SOx中毒恢復(fù)過程(S102)，并且通過提高交流發(fā)電機的發(fā)電電壓(S103)來增加電池的充電水平(S106)。
文檔編號F02D41/02GK101438041SQ20078001641
公開日2009年5月20日 申請日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者小田富久, 新美國明, 植田貴宣, 辻本健一 申請人:豐田自動車株式會社