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，尤其涉及具備電暈放電型排氣凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有技術(shù)，例如公知有一種如專利文獻(xiàn)I (日本特開(kāi)2009 - 243419號(hào)公報(bào))所公開(kāi)那樣，具備電暈放電型排氣凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。該排氣凈化裝置通過(guò)在廢氣中發(fā)生電暈放電，來(lái)使廢氣中的顆粒狀物質(zhì)(PM)燃燒。在現(xiàn)有技術(shù)中，將通過(guò)電暈放電向廢氣中投入的能量設(shè)定為PM的燃燒(氧化)所必要的活性化能量以上，來(lái)高效地凈化PM。專利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)2009 - 243419號(hào)公報(bào) 然而，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，構(gòu)成為對(duì)投入能量進(jìn)行控制，以使電暈放電時(shí)的投入能量為PM的氧化能量以上。但是，PM的凈化能力還根據(jù)電暈放電時(shí)的排氣空燃比發(fā)生變化。與此相對(duì)，由于在現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有針對(duì)排氣空燃比進(jìn)行考慮，所以存在投入能量的控制因發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而與排氣空燃比不相宜的情況，存在無(wú)法穩(wěn)定地發(fā)揮PM的凈化能力這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述那樣的課題而提出，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠根據(jù)排氣空燃比恰當(dāng)?shù)乜刂齐姇灧烹姷臓顟B(tài)，從而總是高效地凈化廢氣中的PM的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。第I發(fā)明的特征在于，具備排氣凈化裝置，其具有在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路內(nèi)形成電暈放電的電暈放電部，通過(guò)電暈放電對(duì)廢氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行凈化；空燃比檢測(cè)單元，其檢測(cè)排氣空燃比；和供電控制單元，其向上述排氣凈化裝置的電暈放電部供電，并基于上述排氣空燃比來(lái)控制對(duì)該電暈放電部供電的供電狀態(tài)。根據(jù)第2發(fā)明，上述供電控制單元具備在上述排氣空燃比比理論空燃比濃的一側(cè)亦即濃空燃比區(qū)域中，對(duì)向上述電暈放電部施加的施加電壓進(jìn)行控制的施加電壓控制單
J Li ο根據(jù)第3發(fā)明，上述施加電壓控制單元構(gòu)成為上述排氣空燃比在上述濃空燃比區(qū)域內(nèi)越濃空燃比化，使上述施加電壓越降低。根據(jù)第4發(fā)明，上述供電控制單元具備在上述排氣空燃比比理論空燃比稀的一側(cè)亦即稀空燃比區(qū)域中，對(duì)流向上述電暈放電部的放電電流進(jìn)行控制的放電電流控制單元。根據(jù)第5發(fā)明，上述放電電流控制單元構(gòu)成為上述排氣空燃比在上述稀空燃比區(qū)域內(nèi)越稀空燃比化，使上述放電電流越減少。根據(jù)第6發(fā)明，上述放電電流控制單元構(gòu)成為具有作為上述稀空燃比區(qū)域內(nèi)的規(guī)定的空燃比的空燃比分界值，在上述排氣空燃比在理論空燃比與上述空燃比分界值之間的情況下，上述排氣空燃比越稀空燃比化，使上述放電電流越增加，在上述排氣空燃比比上述空燃比分界值靠稀空燃比側(cè)的情況下，上述排氣空燃比越稀空燃比化，使上述放電電流越減少。第7發(fā)明具備PM量計(jì)算單元，該P(yáng)M量計(jì)算單元至少基于排氣空燃比、內(nèi)燃機(jī)溫度以及燃料噴射正時(shí)來(lái)計(jì)算廢氣中含有的顆粒狀物質(zhì)的量即PM量，上述施加電壓控制單元構(gòu)成為基于上述PM量來(lái)計(jì)算上述施加電壓。第8發(fā)明具備放電電流推定單元，在對(duì)上述電暈放電部施加了假想電壓的情況下，該放電電流推定單元至少基于該假想電壓和上述PM量來(lái)推定該情況下流過(guò)的放電電流，上述施加電壓控制單元構(gòu)成為計(jì)算出上述放電電流的推定值滿足顆粒狀物質(zhì)的凈化所需要的要求值時(shí)的假想電壓來(lái)作為實(shí)際的施加電壓。第9發(fā)明具備電弧放電防止單元，該電弧放電防止單元將對(duì)上述電暈放電部施加的施加電壓限制在不發(fā)生電弧放電的電壓范圍內(nèi)。
第10發(fā)明具備PM量計(jì)算單元，其至少基于排氣空燃比、內(nèi)燃機(jī)溫度以及燃料噴射正時(shí)來(lái)計(jì)算廢氣中含有的顆粒狀物質(zhì)的量即PM量；和放電距離計(jì)算單元，在向構(gòu)成上述電暈放電部的兩個(gè)電極間施加了假想電壓的情況下，該放電距離計(jì)算單元至少基于上述假想電壓和上述PM量來(lái)計(jì)算在該情況下從一個(gè)電極朝向另一個(gè)電極產(chǎn)生的放電的到達(dá)距離；上述電弧放電防止單元構(gòu)成為基于上述放電的到達(dá)距離與上述各電極的電極間距離相等時(shí)的假想電壓，來(lái)限制上述施加電壓。根據(jù)第I發(fā)明，供電控制單元能夠根據(jù)各個(gè)空燃比區(qū)域中的PM凈化率的趨勢(shì)、電弧放電的發(fā)生概率的趨勢(shì)等，恰當(dāng)?shù)乜刂葡蚺艢鈨艋b置供電的供電狀態(tài)(施加電壓以及放電電流)。因此，能夠在從濃空燃比區(qū)域到稀空燃比區(qū)域的廣闊空燃比區(qū)域中，恰當(dāng)?shù)乜刂齐姇灧烹姷臓顟B(tài)，可以在防止電弧放電的同時(shí)，使PM凈化率穩(wěn)定地提高。根據(jù)第2發(fā)明，由于在濃空燃比區(qū)域中廢氣中的PM量多，所以將PM作為媒介容易流過(guò)放電電流,易于發(fā)生電弧放電。因此,在濃空燃比區(qū)域中,難以在避免電弧放電的同時(shí)準(zhǔn)確地控制放電電流。因此，施加電壓控制單元能夠在濃空燃比區(qū)域中控制施加電壓來(lái)防止電弧放電，從而能夠在不發(fā)生電弧放電的范圍內(nèi)使PM凈化率提高。根據(jù)第3發(fā)明，在濃空燃比區(qū)域中具有空燃比越濃空燃比化，電弧放電越容易發(fā)生的特性。因此，施加電壓控制單元使施加電壓降低空燃比濃空燃比化的量，能夠防止電弧放電。另外，能夠根據(jù)空燃比將施加電壓的降低量抑制為最低限度，可使PM凈化率提高。根據(jù)第4發(fā)明，由于在稀空燃比區(qū)域中廢氣中的PM量(因燃燒引起的PM的產(chǎn)生量)少，所以難以將PM作為媒介來(lái)流過(guò)放電電流，電弧放電的發(fā)生概率降低。因此，放電電流控制單元在稀空燃比區(qū)域中能夠容易地進(jìn)行放電電流的控制。而且，根據(jù)放電電流的控制，來(lái)控制與PM凈化率大致具有比例關(guān)系的放電電流，能夠準(zhǔn)確并容易地使PM凈化率最大化。根據(jù)第5發(fā)明，在廢氣中的PM量少的稀空燃比區(qū)域中，即便使放電電流減少，也能充分抑制PM的排出量。因此，對(duì)于放電電流控制單元而言，空燃比越稀空燃比化則越使放電電流減少，能夠通過(guò)所需最小限度的能量來(lái)降低PM的排出量。因此，可抑制排氣凈化裝置的消耗電力，高效地進(jìn)行PM的凈化。根據(jù)第6發(fā)明，在空燃比在理論空燃比與空燃比分界值之間的區(qū)域(輕度稀空燃比區(qū)域)中，具有PM凈化率急劇降低的特性。因此，在輕度稀空燃比區(qū)域中，通過(guò)空燃比越稀空燃比化則越使放電電流增加，能夠?qū)M凈化率急劇降低的特性進(jìn)行補(bǔ)償。另一方面，在空燃比與空燃比分界值相比是稀空燃比側(cè)的區(qū)域(重度稀空燃比區(qū)域)中，由于PM的產(chǎn)生量極少，所以即便使放電電流減少，也能夠降低PM的排出量。因此，在重度稀空燃比區(qū)域中，空燃比越稀空燃比化則越使放電電流減少，能夠抑制排氣凈化裝置的消耗電力。根據(jù)第7發(fā)明，施加電壓控制單元能夠基于廢氣中的PM量來(lái)計(jì)算施加電壓。由此，能夠?qū)⒂蓪?duì)廢氣中的PM進(jìn)行氧化所需的要求施加能量、空燃比、內(nèi)燃機(jī)溫度、燃料噴射正時(shí)等構(gòu)成的參數(shù)的狀態(tài)反映到施加電壓中，可以根據(jù)各參數(shù)恰當(dāng)?shù)乜刂剖┘与妷?。根?jù)第8發(fā)明，放電電流推定單元能夠基于想要施加的假想電壓和PM量來(lái)推定放電電流。由此，施加電壓控制單元能夠在施加實(shí)際的電壓之前基于推定放電電流來(lái)調(diào)整施加電壓，按照使得針對(duì)廢氣中的PM量賦予所需的且足夠的施加能量的方式將施加電壓最佳化。因此，能夠防止電暈放電時(shí)施加能量不足、或被施加所需以上的能量的情況，可在抑制消耗電力的同時(shí)，高效地凈化PM。根據(jù)第9發(fā)明，電弧放電防止單元能夠?qū)⑹┘与妷合拗圃诓话l(fā)生電弧放電的電壓范圍。由此，不需要在發(fā)生電弧放電之后使施加電壓降低的非效率的控制，能夠在防止電弧
放電于未然的同時(shí)，高效地凈化PM。根據(jù)第10發(fā)明，電弧放電防止單元能夠基于放電的到達(dá)距離與各電極的電極間距離相等時(shí)的假想電壓來(lái)限制施加電壓。由此，能夠在施加實(shí)際的電壓之前，在不發(fā)生電弧放電的范圍內(nèi)將想要施加的電壓設(shè)定為最大的電壓值。因此，可在防止電弧放電于未然的同時(shí)，獲得最大限度的PM凈化率。


圖I是用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I的系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明的整體構(gòu)成圖。圖2是表示電暈放電型的排氣凈化裝置的剖視圖。圖3是按每個(gè)施加電壓表示排氣空燃比與PM凈化率之間的關(guān)系的特性線圖。圖4是表示通過(guò)ECU的控制實(shí)現(xiàn)的施加電壓與排氣空燃比之間的關(guān)系的特性線圖。圖5是表示通過(guò)ECU的控制實(shí)現(xiàn)的放電電流與排氣空燃比之間的關(guān)系的特性線圖。圖6是表示通過(guò)電暈放電進(jìn)行凈化處理后的PM排出量與排氣空燃比之間的關(guān)系的特性線圖。圖7是用于基于排氣空燃比來(lái)決定電壓修正系數(shù)Vk的映射數(shù)據(jù)。圖8是用于基于排氣空燃比來(lái)決定電流修正系數(shù)Ik的映射數(shù)據(jù)。圖9是在本發(fā)明的實(shí)施方式I中，由ECU執(zhí)行的控制的流程圖。圖10是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，排氣空燃比與廢氣中的PM粒子數(shù)之間的關(guān)系的特性線圖。圖11是表示燃料噴射正時(shí)與廢氣中的PM粒子數(shù)之間的關(guān)系的特性線圖。圖12是表示圖11中的特性線與發(fā)動(dòng)機(jī)水溫之間的關(guān)系的特性線圖。圖13是表不缸內(nèi)噴射量與PM粒子數(shù)之間的關(guān)系的特性線圖。圖14是用于基于要求施加能量和PM量來(lái)決定基本施加電壓的映射數(shù)據(jù)。圖15是用于基于施加電壓和PM量來(lái)計(jì)算放電半徑的映射數(shù)據(jù)。
圖16是用于基于施加電壓和PM量來(lái)計(jì)算基本放電電流的映射數(shù)據(jù)。圖17是用于基于排氣溫度來(lái)計(jì)算排氣溫度電流修正系數(shù)的映射數(shù)據(jù)。圖18是用于基于排氣空燃比來(lái)計(jì)算A / F電流修正系數(shù)的映射數(shù)據(jù)。圖19是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，由ECU執(zhí)行的施加電壓控制的流程圖。圖20是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，由ECU執(zhí)行的PM量的計(jì)算處理的流程圖。圖21是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，由ECU執(zhí)行的放電電流的推定處理的流程圖。圖22是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式3中，由ECU執(zhí)行的施加電壓修正控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式I.[實(shí)施方式I的構(gòu)成]以下，參照?qǐng)DI至圖9對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I進(jìn)行說(shuō)明。圖I是用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I的系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明的整體構(gòu)成圖。本實(shí)施方式的系統(tǒng)具備直噴式的發(fā)動(dòng)機(jī)10作為內(nèi)燃機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)10的各汽缸中，燃燒室14被活塞12劃分，活塞12與作為發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出軸的曲軸16連結(jié)。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)10具備向各汽缸吸入空氣的進(jìn)氣通路18、和從各汽缸排出廢氣的排氣通路20。進(jìn)氣通路18與各汽缸的進(jìn)氣口連接，排氣通路20與各汽缸的排氣口連接。另外，在進(jìn)氣通路18中設(shè)有基于加速器開(kāi)度等來(lái)調(diào)整吸入空氣量的電子控制式的節(jié)氣門(mén)22。另一方面，在排氣通路20中設(shè)有對(duì)廢氣中的顆粒狀物質(zhì)(PM)加以凈化的電暈放電型的排氣凈化裝置24。其中，對(duì)于排氣凈化裝置24的構(gòu)造，將參照?qǐng)D2在后面敘述。另外，在各汽缸中設(shè)有向燃燒室14內(nèi)(缸內(nèi))噴射燃料的缸內(nèi)噴射閥26、對(duì)缸內(nèi)的混合氣進(jìn)行點(diǎn)火的火花塞28、使進(jìn)氣口開(kāi)或閉的進(jìn)氣門(mén)30、以及使排氣口開(kāi)或閉的排氣門(mén)32。并且，本實(shí)施方式的系統(tǒng)具備包括曲軸轉(zhuǎn)角傳感器34、空氣流量傳感器36、水溫傳感器38、排氣溫度傳感器40、空燃比傳感器42等的傳感器系統(tǒng)；和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制的EOJ (ElectronicControl Unit) 50。首先,對(duì)傳感器系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，曲軸轉(zhuǎn)角傳感器34輸出與曲軸16的旋轉(zhuǎn)同步的信號(hào)，空氣流量傳感器36對(duì)吸入空氣量進(jìn)行檢測(cè)。另外，水溫傳感器38檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度(發(fā)動(dòng)機(jī)水溫)來(lái)作為發(fā)動(dòng)機(jī)10的內(nèi)燃機(jī)溫度，排氣溫度傳感器40檢測(cè)排氣溫度。并且，空燃比傳感器42在排氣凈化裝置24的上游側(cè)檢測(cè)排氣空燃比(以下簡(jiǎn)稱為空燃比)，構(gòu)成了本實(shí)施方式的空燃比檢測(cè)單元。除了上述的各傳感器34 42之外，傳感器系統(tǒng)還包括發(fā)動(dòng)機(jī)10以及搭載其的車輛的控制所需要的各種傳感器(例如檢測(cè)加速器開(kāi)度的加速器開(kāi)度傳感器等)，這些傳感器與E⑶50的輸入側(cè)連接。E⑶50的輸出側(cè)與包括節(jié)氣門(mén)22、排氣凈化裝置24、缸內(nèi)噴射閥26、火花塞28等的各種致動(dòng)器連接。而且，E⑶50在利用傳感器系統(tǒng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)信息的同時(shí)，對(duì)各致動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，來(lái)執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制。若具體敘述，則基于曲軸轉(zhuǎn)角傳感器34的輸出來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及曲軸轉(zhuǎn)角，基于空氣流量傳感器36的輸出來(lái)計(jì)算吸入空氣量。另外，基于吸入空氣量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載(負(fù)載率)，基于曲軸轉(zhuǎn)角來(lái)決定燃料噴射正時(shí)等，基于吸入空氣量、負(fù)載等來(lái)計(jì)算燃料噴射量。而且，在燃料噴射正時(shí)到來(lái)時(shí)驅(qū)動(dòng)缸內(nèi)噴射閥26，隨后驅(qū)動(dòng)火花塞28。由此，可在缸內(nèi)使混合氣燃燒，來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10。另外，E⑶50如后述那樣，基于空燃比等來(lái)控制針對(duì)排氣凈化裝置24的供電狀態(tài)。因此，E⑶50具備施加電壓控制電路50A，其控制向排氣凈化裝置24的電極62、64間施加的施加電壓V ;和放電電流檢測(cè)電路50B，其檢測(cè)在電極62、64間流過(guò)的放電電流I。接下來(lái)，參照?qǐng)D2對(duì)排氣凈化裝置24的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示電暈放電型的排氣凈化裝置的剖視圖。排氣凈化裝置24利用電暈放電來(lái)凈化廢氣中的PM(納微米級(jí)的微粒子)，具有與例如在日本特開(kāi)2009 — 243419號(hào)公報(bào)中記載的排氣凈化裝置幾乎相同的構(gòu)成。即，排氣凈化裝置24如圖2所示，具備構(gòu)成排氣通路20的一部分的圓筒狀的殼體60、配置在殼體60內(nèi)的中心位置的中心電極62、和設(shè)在殼體60的內(nèi)周側(cè)的圓筒狀的接地電極64。中心電極62被貫通殼體60的周壁而沿徑向延伸的細(xì)筒狀的絕緣子66、和嵌插在絕緣子66的內(nèi)周側(cè)的棒狀電極支承部68支承。
這里，中心電極62被形成為近似圓板狀，在其周邊部以放射狀設(shè)有多個(gè)突起。另夕卜，電極支承部68沿徑向從殼體60的周壁部突出到中心位置，并且前端部彎曲成近似L字狀，中心電極62被固定在該前端部。而且，中心電極62經(jīng)由電極支承部68等與ECU50的輸出側(cè)連接。另一方面，接地電極64以借助絕緣子66與中心電極62絕緣的狀態(tài)接地于車體等。根據(jù)上述構(gòu)成，中心電極62與接地電極64在殼體60的徑向相互對(duì)置，在這些電極62,64間，遍布整周均勻地形成有規(guī)定尺寸的間隙。而且，這些電極62、64構(gòu)成了本實(shí)施方式的電暈放電部。接下來(lái)，對(duì)排氣凈化裝置24的基本動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，廢氣流過(guò)殼體60 (接地電極64)內(nèi)。此時(shí)，若通過(guò)E⑶50向中心電極62施加電壓，則對(duì)應(yīng)于電極62,64間被施加的電壓，在中心電極62的周圍發(fā)生電暈放電。由于由電暈放電而被放射的電子具有高的能量，所以容易地將廢氣中的氧離子化，產(chǎn)生化學(xué)活性度高的氧離子(氧自由基)。由于廢氣中的PM (碳)通過(guò)與該氧自由基反應(yīng)而被氧化、成為CO2，所以能夠通過(guò)電暈放電來(lái)凈化PM。[實(shí)施方式I的特征]優(yōu)選在排氣凈化裝置24工作時(shí)，恰當(dāng)?shù)乜刂葡螂姌O62、64間施加的施加電壓、在電極62、64間流過(guò)的放電電流，來(lái)維持高的PM凈化率。這里，PM凈化率是例如以沒(méi)有進(jìn)行凈化處理時(shí)的PM的量為基準(zhǔn)來(lái)表示被凈化了的PM的量的比例。本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)PM凈化率與空燃比之間存在相關(guān)，進(jìn)行了用于求出兩者的相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了，如圖3所示，空燃比越稀空燃比化，PM凈化率越降低的現(xiàn)象。圖3是按每個(gè)施加電壓來(lái)表示排氣空燃比(A / F)與PM凈化率之間的關(guān)系的特性線圖。該圖中記載了在將電極62、64間的施加電壓分別設(shè)為不同的固定值的狀態(tài)下獲得的多條特性線(等施加電壓線)。如圖3所示，即便在使施加電壓恒定的狀態(tài)下，隨著空燃比稀空燃比化，PM凈化率也逐漸降低。PM凈化率在稀空燃比側(cè)降低的理由可推定如下。首先，若空燃比稀空燃比化，則由于因在缸內(nèi)的燃燒而產(chǎn)生的PM的產(chǎn)生量減少，所以電暈放電時(shí)以PM的氧化反應(yīng)作為媒介而流動(dòng)的放電電流減少。結(jié)果，可認(rèn)為基于放電電流的作用而被連鎖氧化的PM的量減少，PM凈化率降低。這樣，由于PM凈化率基于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(空燃比)而變化，所以在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為至少基于空燃比來(lái)控制向電極62、64供電的狀態(tài)。若具體敘述，則在空燃比比化學(xué)計(jì)量空燃比(理論空燃比)濃的一側(cè)的區(qū)域(以下稱為濃空燃比區(qū)域)中，執(zhí)行施加電壓控制。另外，在空燃比比化學(xué)計(jì)量空燃比稀的一側(cè)的區(qū)域(以下稱為稀空燃比區(qū)域)中，執(zhí)行放電電流控制。即，本實(shí)施方式的特征在于，基于空燃比來(lái)將控制切換為施加電壓控制與放電電流控制中的一個(gè)。以下，參照?qǐng)D4以及圖5對(duì)這些控制進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示通過(guò)E⑶的控制實(shí)現(xiàn)的施加電壓與排氣空燃比之間的關(guān)系的特性線圖，圖5是表示放電電流與排氣空燃比之間的關(guān)系的特性線圖。(施加電壓控制) 施加電壓控制用于將向電極62、64間施加的施加電壓V控制成目標(biāo)電壓值，在濃空燃比區(qū)域中執(zhí)行。在濃空燃比區(qū)域中，由于廢氣中的PM較多，所以容易將PM作為媒介而流動(dòng)放電電流。由于放電電流與PM凈化率大致存在比例關(guān)系，所以理論上如果提高施加電壓而使放電電流增加，則能夠獲得最大的PM凈化率。但是，在濃空燃比區(qū)域中，與容易流動(dòng)放電電流相對(duì)應(yīng)，容易發(fā)生無(wú)助于PM的氧化的電弧放電。即，如果無(wú)意圖地使施加電壓、放電電流增加，則在基于電暈放電實(shí)現(xiàn)的PM凈化率成為最大之前發(fā)生電弧放電而使得PM凈化率幾乎為零的可能性較高。并且，由于放電電流例如還根據(jù)廢氣中的PM量、排氣溫度等而變動(dòng)，所以難以在避免電弧放電的同時(shí)準(zhǔn)確地控制放電電流。因此，在濃空燃比區(qū)域中，通過(guò)執(zhí)行施加電壓控制，在不發(fā)生電弧放電的電壓范圍內(nèi)將施加電壓控制為盡量高的值。電弧放電的發(fā)生概率基于施加電壓和空燃比來(lái)決定(其他條件恒定的情況)。進(jìn)一步而言，空燃比越為濃空燃比，另外，施加電壓越高，則越容易發(fā)生電弧放電。因此，在施加電壓控制中，如圖4中的濃空燃比區(qū)域所示，空燃比越濃空燃比化，則越使施加電壓降低。此時(shí)的電壓降低量被設(shè)定成使得在電弧放電的發(fā)生概率足夠低的范圍內(nèi)能夠得到最大的PM凈化率。另外，在空燃比變稀的情況下，相應(yīng)地提高施加電壓。由此，放電電流如圖5所示，即使空燃比發(fā)生變化，也能夠被保持為與不發(fā)生電弧放電的范圍中的最大的電流值(PM凈化率)對(duì)應(yīng)的恒定值。這樣，根據(jù)施加電壓控制，可在濃空燃比區(qū)域中使施加電壓降低與空燃比變濃的對(duì)應(yīng)的量，能夠防止電弧放電。另外，可以根據(jù)空燃比將施加電壓的降低量抑制為最低限度，能夠提高PM凈化率。其中，上述的施加電壓控制例示了在沒(méi)有考慮空燃比以外的參數(shù)的狀態(tài)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、吸入空氣量、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、燃料噴射正時(shí)等恒定的狀態(tài))下，基于空燃比來(lái)控制施加電壓的情況。即使其他的參數(shù)發(fā)生一定程度變動(dòng)，在濃空燃比區(qū)域中應(yīng)該施加的最佳施加電壓也被空燃比較大地影響。因此，在施加電壓控制中，即便是僅基于空燃比設(shè)定了施加電壓的情況，也能夠得到足夠的作用效果。此外，對(duì)于還考慮了其他參數(shù)的施加電壓控制的具體例，將在實(shí)施方式2中進(jìn)行說(shuō)明。(放電電流控制)放電電流控制用于將在電極62、64間流動(dòng)的放電電流I反饋控制成目標(biāo)電流值，被在稀空燃比區(qū)域中執(zhí)行。在稀空燃比區(qū)域中，由于廢氣中的PM減少，所以放電電流相應(yīng)地變得難以流動(dòng)。結(jié)果，即便在使施加電壓恒定的狀態(tài)下，放電電流(施加能量)也容易減少。另一方面，在稀空燃比區(qū)域中，由于即使提高施加電壓也難以發(fā)生電弧放電，所以能夠容易地進(jìn)行放電電流控制。而且，根據(jù)放電電流控制，能夠控制與PM凈化率大致存在比例關(guān)系的放電電流，準(zhǔn)確且容易地使PM凈化率最大化。因此，在本實(shí)施方式中，采用在稀空燃比區(qū)域中進(jìn)行放電電流控制的構(gòu)成。另外，如圖3所示，稀空燃比區(qū)域中存在PM凈化率的靈敏度相對(duì)于空燃比的變化不同的2個(gè)區(qū)域(以下稱為輕度稀空燃比區(qū)域以及重度稀空燃比區(qū)域)。在放電電流控制中，采用將其控制內(nèi)容在輕度稀空燃比區(qū)域與重度稀空燃比區(qū)域中進(jìn)行切換的構(gòu)成。若具體敘述，則PM凈化率的靈敏度(圖3中所示的特性線的梯度)隔著作為稀空燃比區(qū)域內(nèi)的規(guī)定的空燃比的空燃比分界值Kl而大幅變化。即，在空燃比為化學(xué)計(jì)量空燃比與空燃比分界值Kl之間的輕度稀空燃比區(qū)域中，隨著空燃比變稀，PM凈化率急劇降低。另一方面，在空燃比與空燃比分界值Kl相比為稀空燃比的重度稀空燃比區(qū)域中，隨著空燃比變稀，PM凈化率比較緩慢地降低。其中，對(duì)于空燃比分界值Kl而言，若將化學(xué)計(jì)量空燃比設(shè)為14. 5則例如為15 16左右的值。上述的PM凈化率的靈敏度特性如圖6所示，對(duì)稀空燃比區(qū)域中的PM的凈化能力造成影響。圖6是表示通過(guò)電暈放電實(shí)施凈化處理后的PM排出量與排氣空燃比之間的關(guān)系的特性線圖。其中，圖6中的實(shí)線表示了使施加電壓恒定時(shí)(等施加電壓時(shí))的PM排出量， 虛線表示了使施加能量恒定時(shí)(等施加能量時(shí))的PM排出量。如圖6所示,作為基本的趨勢(shì)，PM的排出量(粒子數(shù))隨著空燃比變稀而減少。該趨勢(shì)主要因?yàn)镻M的產(chǎn)生量在稀空燃比側(cè)減少而產(chǎn)生。但是，在接近于化學(xué)計(jì)量空燃比的輕度稀空燃比區(qū)域中，與PM的產(chǎn)生量不那么減少無(wú)關(guān)，PM凈化率如前述那樣急劇減少。結(jié)果，在等施加電壓時(shí)，在輕度稀空燃比區(qū)域中PM的排出量隨著空燃比變稀而增加，發(fā)生凈化能力降低的現(xiàn)象。因此，在放電電流控制中，如圖5所示，在輕度稀空燃比區(qū)域中空燃比越稀，則越提高施加電壓、使放電電流增加。根據(jù)該控制，通過(guò)在輕度稀空燃比區(qū)域中使放電電流增力口，能夠補(bǔ)償PM凈化率急劇降低的特性，能夠可靠地施加PM的凈化所必要的能量。因此，在輕度稀空燃比區(qū)域中，也能抑制凈化處理后的PM排出量，實(shí)現(xiàn)與圖6中所示的等施加能量時(shí)同等的凈化能力。另一方面，在重度稀空燃比區(qū)域中，空燃比越稀，則PM的產(chǎn)生量越會(huì)極端減少。因此，重度稀空燃比區(qū)域中的PM的排出量如圖6所示，即使在等施加電壓時(shí)也為少量，能夠確保足夠的凈化能力。因此，在放電電流控制中，如圖5所示，在重度稀空燃比區(qū)域中空燃比越稀，則越使放電電流減少。根據(jù)該控制，在重度稀空燃比區(qū)域中能夠通過(guò)必要的最小限能量來(lái)降低PM的排出量，能夠抑制裝置的消耗電力來(lái)高效地進(jìn)行PM的凈化。此外，在本實(shí)施方式中，將放電電流控制的內(nèi)容在輕度稀空燃比區(qū)域與重度稀空燃比區(qū)域中進(jìn)行切換。但是，稀空燃比區(qū)域中的PM排出量基本上具有空燃比越稀則越減少的趨勢(shì)。因此，即使在輕度稀空燃比區(qū)域中忽略產(chǎn)生PM排出量的峰值的特性，整體上也能發(fā)揮高的凈化能力。因此，在本發(fā)明中，不必一定將放電電流控制的內(nèi)容在輕度稀空燃比區(qū)域與重度稀空燃比區(qū)域中進(jìn)行切換。即，在放電電流控制中，可以例如圖5中用假想線所示那樣，構(gòu)成為在稀空燃比區(qū)域的整體中，空燃比越稀則越使放電電流減少。通過(guò)該構(gòu)成，也能夠在充分降低PM的排出量的同時(shí)，抑制消耗電力。另外，作為放電電流控制而進(jìn)行的反饋控制例如基于由放電電流檢測(cè)電路50B檢測(cè)出的實(shí)際電流值來(lái)增減施加電壓，以使實(shí)際電流值與目標(biāo)電流值一致。該情況下，實(shí)際電流值的取得可以通過(guò)放電電流檢測(cè)電路50B進(jìn)行，但也可以采用基于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等來(lái)推定的構(gòu)成。對(duì)于放電電流的具體推定方法，將在實(shí)施方式2中進(jìn)行說(shuō)明。
并且，為了實(shí)現(xiàn)上述的施加電壓控制與放電電流控制，E⑶50中預(yù)先存儲(chǔ)有圖7以及圖8所示的數(shù)據(jù)。若對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明，則首先圖7是用于基于排氣空燃比來(lái)決定電壓修正系數(shù)Vk的映射數(shù)據(jù)。通過(guò)將該電壓修正系數(shù)Vk與化學(xué)計(jì)量空燃比下的施加電壓(基準(zhǔn)電壓)Vs相乘，來(lái)實(shí)現(xiàn)圖4中的濃空燃比區(qū)域所示的施加電壓的特性。在濃空燃比區(qū)域中，由于與化學(xué)計(jì)量空燃比相比更容易發(fā)生電弧放電，所以在施加電壓控制中，在比基準(zhǔn)電壓Vs低的電壓范圍內(nèi)控制施加電壓。因此，電壓修正系數(shù)Vk被設(shè)定成化學(xué)計(jì)量空燃比下的值為“1”，空燃比越濃則越減少。另一方面，圖8是用于基于排氣空燃比來(lái)決定電流修正系數(shù)Ik的映射數(shù)據(jù)。通過(guò)將該電流修正系數(shù)Ik與化學(xué)計(jì)量空燃比下的放電電流(基準(zhǔn)電流)Is相乘，來(lái)實(shí)現(xiàn)圖5中的稀空燃比區(qū)域所示的放電電流的特性。其中，對(duì)于使用了這些修正系數(shù)Vk、Ik的處理，將在圖9中進(jìn)行說(shuō)明。[用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式I的具體處理]接下來(lái)，參照?qǐng)D9對(duì)用于實(shí)現(xiàn)上述的控制的具體處理進(jìn)行說(shuō)明。圖9是在本發(fā)明的實(shí)施方式I中由ECU執(zhí)行的控制的流程圖。該圖所示的程序在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中被反復(fù)執(zhí)
行。在圖9所示的程序中，首先在步驟100中基于傳感器系統(tǒng)的輸出來(lái)取得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)信息。該運(yùn)轉(zhuǎn)信息中至少包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、空燃比、燃料噴射正時(shí)、排氣
溫度等。接下來(lái)，在步驟102中基于所取得的運(yùn)轉(zhuǎn)信息等來(lái)計(jì)算出化學(xué)計(jì)量空燃比時(shí)的基準(zhǔn)電壓Vs以及基準(zhǔn)電流I s。這里，基準(zhǔn)電壓Vs被定義為在化學(xué)計(jì)量空燃比狀態(tài)下，在不發(fā)生電弧放電的范圍內(nèi)PM凈化率為最大的施加電壓?；鶞?zhǔn)電壓Vs例如根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、吸入空氣量、空燃比、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、排氣溫度、燃料噴射量、燃料噴射正時(shí)等參數(shù)而變化。這些參數(shù)與基準(zhǔn)電壓Vs之間的關(guān)系可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)等求出并被映射數(shù)據(jù)化，ECU50中預(yù)先存儲(chǔ)有該映射數(shù)據(jù)。因此，E⑶50能夠基于在步驟102中取得的運(yùn)轉(zhuǎn)信息(上述的參數(shù))并參照映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出基準(zhǔn)電壓Vs。另外，基準(zhǔn)電流Is被定義成在化學(xué)計(jì)量空燃比狀態(tài)下，在不發(fā)生電弧放電的范圍內(nèi)PM凈化率為最大的放電電流。ECU50能夠通過(guò)與基準(zhǔn)電壓Vs的情況幾乎相同的方法，基于運(yùn)轉(zhuǎn)信息并參照映射數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算出基準(zhǔn)電流Is。接下來(lái)，在步驟104中，判定是否是空燃比比化學(xué)計(jì)量空燃比濃的一側(cè)、即是否是濃空燃比區(qū)域。在該判定成立的情況下，在步驟106中基于空燃比并參照?qǐng)D7的映射數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算電壓修正系數(shù)Vk。然后，在步驟108中通過(guò)將該電壓修正系數(shù)Vk與基準(zhǔn)電壓Vs相乘，來(lái)計(jì)算出施加電壓V (V = VsXVk)。接下來(lái)，在步驟110中，將施加電壓V作為目標(biāo)電壓值，來(lái)控制施加電壓。另一方面，當(dāng)步驟104的判定不成立時(shí)，在步驟112中基于空燃比并參照?qǐng)D8的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出電流修正系數(shù)Ik。然后，在步驟114中通過(guò)將該電流修正系數(shù)Ik與基準(zhǔn)電流Is相乘,來(lái)計(jì)算出放電電流I (I = IsXIk)。接下來(lái),在步驟116中執(zhí)行放電電流的反饋控制，以使實(shí)際電流值與作為目標(biāo)電流值的放電電流I 一致。如以上詳述那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠根據(jù)空燃比恰當(dāng)?shù)厍袚Q施加電壓控制和放電電流控制。由此，在濃空燃比區(qū)域與稀空燃比區(qū)域雙方中，能夠恰當(dāng)?shù)乜刂齐姇灧烹姷臓顟B(tài)，可以在防止電弧放電的同時(shí)，穩(wěn)定地提高PM凈化率。需要說(shuō)明的是，在上述實(shí)施方式I中，圖9中的步驟104 116表示了權(quán)利要求I中的供電控制單元的具體例。其中，步驟106 110表示了權(quán)利要求2、3中的施加電壓控制單元的具體例，步驟112 116表示了權(quán)利要求4、6中的放電電流控制單元的具體例。另夕卜，圖5中用假想線所示的特性線表示了權(quán)利要求5中的放電電流控制單元的具體例。另外，在實(shí)施方式I中，構(gòu)成為在濃空燃比區(qū)域與稀空燃比區(qū)域切換控制。但是，本發(fā)明的特征在于，使用空燃比作為對(duì)向排氣凈化裝置24供電的狀態(tài)進(jìn)行控制的參數(shù)，包括基于空燃比進(jìn)行的任意的施加電壓控制以及放電電流控制。因此，本發(fā)明并不限定于在濃空燃比區(qū)域與稀空燃比區(qū)域切換控制的構(gòu)成。若列舉具體例，則在本發(fā)明中，可采用當(dāng)在不被區(qū)分為濃空燃比區(qū)域或稀空燃比區(qū)域的任意空燃比區(qū)域中，PM凈化率、電弧放電的發(fā)生概率展現(xiàn)特征性的趨勢(shì)時(shí)，在該空燃比區(qū)域中執(zhí)行改善(或者助長(zhǎng))上述趨勢(shì)的電壓控制、電流控制的構(gòu)成。通過(guò)這樣的構(gòu)成，也能夠根據(jù)各個(gè)空燃比區(qū)域中的PM凈化率的趨勢(shì)、電弧放電的發(fā)生概率的趨勢(shì)等，恰當(dāng)?shù)乜刂茖?duì)排氣凈化裝置24的供電狀態(tài)(施加電壓以及放電電流)。因此，在從濃空燃比區(qū)域到稀空燃比區(qū)域的廣闊空燃比區(qū)域中，能夠在防止電弧放電的同時(shí)，穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)最大的PM凈化率。另外，在實(shí)施方式I中，根據(jù)空燃比執(zhí)行了施加電壓控制與放電電流控制中的任 意一個(gè)。但是，本發(fā)明并不局限于此，例如也可以在由濃空燃比區(qū)域和稀空燃比區(qū)域構(gòu)成的雙方區(qū)域中，基于空燃比來(lái)執(zhí)行施加電壓控制。另外，還可以在雙方區(qū)域中基于空燃比來(lái)執(zhí)行放電電流控制。并且，也可以采用僅在濃空燃比區(qū)域與稀空燃比區(qū)域中的一方區(qū)域中，基于空燃比執(zhí)行施加電壓控制或者放電電流控制，而在另一方區(qū)域中與空燃比無(wú)關(guān)地進(jìn)行施加電壓或者放電電流的控制的構(gòu)成。另外，在實(shí)施方式I中，圖9中是在空燃比正好為化學(xué)計(jì)量空燃比的情況下執(zhí)行放電電流控制的例子。但是，本發(fā)明并不局限于此，也可以采用在空燃比為化學(xué)計(jì)量空燃比的情況下執(zhí)行施加電壓控制與放電電流控制任意一方的構(gòu)成。實(shí)施方式2.接下來(lái)，參照?qǐng)D10至圖21對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的特征在于，在與實(shí)施方式I幾乎相同的構(gòu)成以及控制(圖I、圖9等)中，還考慮空燃比以外的參數(shù)來(lái)執(zhí)行施加電壓控制。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，對(duì)與上述實(shí)施方式I相同的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記而省略其說(shuō)明。[實(shí)施方式2的特征]如前所述，施加電壓控制可以基于空燃比來(lái)執(zhí)行，但通過(guò)還考慮其他的參數(shù)，能夠提高控制的精度。這里，如果例示空燃比以外的參數(shù)，則為內(nèi)燃機(jī)溫度(發(fā)動(dòng)機(jī)水溫)、燃料噴射正時(shí)、缸內(nèi)噴射量等。其中，作為內(nèi)燃機(jī)溫度，并不限于發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，也可以使用潤(rùn)滑油的溫度等。如果上述各參數(shù)發(fā)生變化，則廢氣中的PM量(PM的產(chǎn)生量)變化，與此相伴，使PM凈化率為最大的最佳施加電壓發(fā)生變化。因此，在本實(shí)施方式中，首先基于排氣空燃比、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、燃料噴射正時(shí)、缸內(nèi)噴射量等計(jì)算出廢氣中的PM量，并基于PM量等來(lái)計(jì)算施加電壓。(PM量的計(jì)算處理)首先，參照?qǐng)D10至圖13對(duì)上述各參數(shù)與PM量之間的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，排氣空燃比與廢氣中的PM粒子數(shù)之間的關(guān)系的特性線圖。如果空燃比變稀，則有助于燃燒的燃料相應(yīng)減少，所以PM的產(chǎn)生量也降低。因此，PM粒子數(shù)如圖10所示，具有空燃比越稀則越減少的特性。其中，PM粒子數(shù)相當(dāng)于使排氣流量恒定的狀態(tài)下的廢氣中的PM的濃度(密度)。另外，圖11是表示燃料噴射正時(shí)(噴射開(kāi)始正時(shí))與廢氣中的PM粒子數(shù)之間的關(guān)系的特性線圖。在燃燒行程中，噴射燃料中附著于活塞的燃料、與進(jìn)氣門(mén)發(fā)生干擾的燃料的量越多，則PM的產(chǎn)生量越容易增加。而且，燃料在活塞、進(jìn)氣門(mén)上的附著量(干擾量)對(duì)噴射燃料時(shí)的活塞的位置、進(jìn)氣門(mén)的提升量造成影響。因此，PM粒子數(shù)與燃料噴射正時(shí)之間存在相關(guān)，如果通過(guò)實(shí)驗(yàn)等求取該相關(guān)，則可獲得圖11所示的特性線圖。其中，圖11中用實(shí)線表示的特性線A是將因活塞的附著燃料而引起的PM粒子數(shù)的特性線B、與因進(jìn)氣門(mén)和噴射燃料的干擾而引起的PM粒子數(shù)的特性線C合成而得到的特性線。另外，圖12是表示圖11中的特性線與發(fā)動(dòng)機(jī)水溫之間的關(guān)系的特性線圖。一般由于在低溫時(shí)燃燒性惡化，所以內(nèi)燃機(jī)溫度越低則廢氣中的PM粒子數(shù)越增加。因此，上述特 性線A如圖12所示，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫越低，則越向PM粒子數(shù)增加的方向變化。需要說(shuō)明的是，在圖12所示的特性線中，若將因燃料向活塞的附著而引起的部分(與上述特性線B對(duì)應(yīng)的部分)、和因進(jìn)氣門(mén)與噴射燃料的干擾而引起的部分(與上述特性線C對(duì)應(yīng)的部分)進(jìn)行比較，則對(duì)于相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的變化的靈敏度而言，因進(jìn)氣門(mén)與噴射燃料的干擾而引起的部分較大。在圖12所示的特性線中也反映了這樣的相對(duì)溫度變化的靈敏度。另一方面，圖13是表示缸內(nèi)噴射量與PM粒子數(shù)之間的關(guān)系的特性線圖。一般在具備缸內(nèi)噴射閥與進(jìn)氣口噴射閥的雙噴射型的發(fā)動(dòng)機(jī)中，即使整體的燃料噴射量恒定，燃料向缸內(nèi)或進(jìn)氣門(mén)的附著量也會(huì)因缸內(nèi)噴射量的比率增加而增加。因此，如圖13所示，存在缸內(nèi)噴射量(或者相對(duì)于整體的燃料噴射量的缸內(nèi)噴射比率)越增多，則PM粒子數(shù)越增加的趨勢(shì)。E⑶50中預(yù)先存儲(chǔ)有基于上述圖10 圖13所示的數(shù)據(jù)而生成的多個(gè)映射數(shù)據(jù)。該映射數(shù)據(jù)中包括用于根據(jù)燃料噴射正時(shí)來(lái)分別計(jì)算出推定活塞附著量FMp和推定IN閥干擾量FMiV的基本映射數(shù)據(jù)；用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫來(lái)分別計(jì)算出水溫修正系數(shù)kal、kbl的水溫映射數(shù)據(jù)；用于根據(jù)空燃比來(lái)分別計(jì)算出A / F修正系數(shù)ka2、kb2的空燃比映射數(shù)據(jù)；和用于根據(jù)缸內(nèi)噴射比率來(lái)分別計(jì)算出噴射比率修正系數(shù)ka3、kb3的噴射比率映射數(shù)據(jù)。這里，推定活塞附著量FMp相當(dāng)于因附著于活塞的燃料而引起的PM的產(chǎn)生量，推定IN閥干擾量FMi V相當(dāng)于因進(jìn)氣門(mén)與噴射燃料的干擾而引起的PM的產(chǎn)生量。另外，修正系數(shù)kal、ka2、ka3分別是用于根據(jù)水溫、空燃比、噴射比率來(lái)修正推定活塞附著量FMp的修正系數(shù)，修正系數(shù)kbl、kb2、kb3分別是用于根據(jù)水溫、空燃比、噴射比率來(lái)修正推定IN閥干擾量FMiv的修正系數(shù)。其中，修正系數(shù)kal ka3、kb I kb3分別在O I的范圍設(shè)定。另外，噴射比率修正系數(shù)ka3、kb3被應(yīng)用于雙噴射型的發(fā)動(dòng)機(jī)，在本實(shí)施方式中被保持為
Io接下來(lái)，對(duì)根據(jù)上述各映射數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算PM量的處理進(jìn)行說(shuō)明。在PM量的計(jì)算處理中，首先基于傳感器系統(tǒng)的輸出來(lái)取得發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、燃料噴射正時(shí)以及缸內(nèi)噴射比率。然后，通過(guò)基于這些參數(shù)參照上述各映射數(shù)據(jù)，來(lái)分別計(jì)算出推定活塞附著量FMp、推定IN閥干擾量FMiv以及修正系數(shù)kal ka3、kb I kb3,進(jìn)而,根據(jù)下述(I) (3)式計(jì)算出PM濃度D (個(gè)/ cm3)。an = (kal Xka2Xka3) X aw (I)
bn = (kbl Xkb2Xkb3) Xblri... (2)D = anXFMp + bnXFMiv…(3)這里，an、bn分別是被反映了修正系數(shù)kal ka3、kb I kb3后的綜合修正系數(shù)。另外，綜合修正系數(shù)an、bn表示在最新的運(yùn)算周期中計(jì)算出的值，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，使用在前次的運(yùn)算周期中計(jì)算出的綜合修正系數(shù)Bn-P by。在接下來(lái)的處理中，基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、吸入空氣量、燃料噴射量等來(lái)計(jì)算排氣流量E (cm3 / sec)，基于該排氣流量E與上述PM濃度D，并通過(guò)下述(4)式計(jì)算出PM量F。由此，PM量F被作為個(gè)數(shù)的流量(個(gè)/ sec)而計(jì)算出。其中，綜合修正系數(shù)&11、比的初始值只要設(shè)為I即可。F = DXE... (4)并且，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載越高則廢氣中的PM粒子數(shù)越增加。因此，在本發(fā)明中，也可以采用將PM粒子數(shù)與負(fù)載之間的關(guān)系映射數(shù)據(jù)化，基于負(fù)載來(lái)修正PM量的構(gòu)成。
(施加電壓的計(jì)算處理)接下來(lái)，對(duì)基于PM量來(lái)計(jì)算施加電壓的處理進(jìn)行說(shuō)明。該計(jì)算處理的目的在于，在不發(fā)生電弧放電的范圍內(nèi)施加所需最大限度的電壓。因此，在施加電壓的計(jì)算處理中，首先基于廢氣中的PM量來(lái)計(jì)算出將所有PM全部氧化所必要的理論上的能量(要求施加能量)Eb，并計(jì)算出為了將該要求施加能量施加到廢氣中所必要的施加電壓(基本施加電壓)Vb。要求施加能量Eb通過(guò)例如按廢氣中的PM量將已知的PM的每單位粒子的氧化能量(活性化能量)相加而得到。ECU50中預(yù)先存儲(chǔ)有將該加法處理數(shù)據(jù)化后的映射數(shù)據(jù)、即用于根據(jù)PM量來(lái)計(jì)算要求施加能量Eb的映射數(shù)據(jù)(能量映射數(shù)據(jù))。另外，基本施加電壓Vb如圖14所示，要求施加能量Eb越高，另外，PM量越多，則需要越高。圖14是用于根據(jù)要求施加能量Eb和PM量來(lái)決定基本施加電壓Vb的映射數(shù)據(jù)，該映射數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲(chǔ)在ECU50中。其中，優(yōu)選在參照?qǐng)D14所示的映射數(shù)據(jù)時(shí)，使用PM粒子數(shù)、即前述的PM濃度D (個(gè)/cm3)作為PM量。ECU50利用上述2個(gè)映射數(shù)據(jù)并基于PM量來(lái)計(jì)算出基本施加電壓Vb，能夠在電極62、64間施加該基本施加電壓Vb。根據(jù)上述的施加電壓的計(jì)算處理，能夠?qū)榱搜趸瘡U氣中的PM所必要的要求施加能量Eb、空燃比、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、燃料噴射正時(shí)以及缸內(nèi)噴射比率所構(gòu)成的參數(shù)的狀態(tài)反映于基本施加電壓Vb，并根據(jù)各參數(shù)來(lái)恰當(dāng)?shù)乜刂苹臼┘与妷篤b。具體而言，作為基本的趨勢(shì)，廢氣中的PM量越多，則能夠越使基本施加電壓Vb降低。更詳細(xì)而言，空燃比的濃空燃比程度越大，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫越低，另外，缸內(nèi)噴射比率越高，則能夠使基本施加電壓Vb越降低。并且，即使在PM量容易增加的燃料噴射正時(shí)的情況下，也能夠使基本施加電壓Vb降低。另一方面，即使如上述那樣恰當(dāng)?shù)乜刂剖┘与妷海姌O62、64間流過(guò)的實(shí)際的放電電流也會(huì)因施加電壓以外的重要因素、各種損失等易于變動(dòng)。在放電電流比預(yù)想向減少側(cè)變動(dòng)了的情況下，實(shí)際的施加能量比要求施加能量Eb變低，PM凈化率降低。另外，在放電電流比預(yù)想向增加側(cè)變動(dòng)了的情況下，有可能發(fā)生電弧放電。因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)執(zhí)行以下所述的電壓最佳化處理、和電弧放電防止處理，來(lái)將基本施加電壓Vb作為初始值而計(jì)算出最終的施加電壓V，并向電極62、64間施加該施加電壓V。(電壓最佳化處理)在該處理中，在施加實(shí)際的電壓之前，首先基于想要施加的電壓(以下稱為假想電壓)等，通過(guò)后述的方法來(lái)推定放電電流。接下來(lái)，基于推定放電電流與假想電壓來(lái)推定施加能量，按照使得該施加能量的推定值與要求施加能量Eb相等的方式來(lái)修正假想電壓。然后，計(jì)算出施加能量的推定值等于要求施加能量Eb時(shí)、即推定放電電流滿足要求施加能量Eb時(shí)的假想電壓，作為適當(dāng)?shù)氖┘与妷?。在該處理中，使用基本施加電壓Vb作為假想電壓的初始值(修正前的值)。根據(jù)上述的電壓最佳化處理，能夠在施加實(shí)際的電壓之前，基于想要施加的電壓推定放電電流，并基于推定放電電流Ie來(lái)調(diào)整施加電壓。即，能夠按照使得施加能量等于要求施加能量Eb的方式將施加電壓最佳化。因此，能夠防止在電暈放電時(shí)施加能量不足、或者被施加所需以上的能量的情況，可以在抑制消耗電力的同時(shí)，高效地凈化PM。(電弧放電防止處理)該處理用于將通過(guò)電壓最佳化處理而得到的施加電壓限制在不發(fā)生電弧放電的電壓范圍。在電暈放電時(shí)，從中心電極62朝向接地電極64形成圓形的放電區(qū)域，如果其放電半徑(放電的到達(dá)距離)Rb為接地電極64的半徑(電極62、64的電極間距離)以內(nèi)，則能夠 穩(wěn)定地維持電暈放電。與此相對(duì)，在放電半徑Rb超過(guò)了接地電極64的半徑(以下稱為配管半徑R)的情況下，存在電弧放電的發(fā)生概率急增的趨勢(shì)。因此，在電弧放電防止處理中，首先基于想要施加的假想電壓和PM量，來(lái)計(jì)算出施加了該假想電壓的情況下的放電半徑Rb。圖15是用于根據(jù)施加電壓與PM量(PM粒子數(shù))來(lái)計(jì)算放電半徑Rb的映射數(shù)據(jù)，該映射數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲(chǔ)在ECU50中。放電半徑Rb如圖15所示，存在施加電壓越高，另外，廢氣中的PM粒子數(shù)越多，則越增加的趨勢(shì)。在電弧放電防止處理中，計(jì)算出基于圖15的映射數(shù)據(jù)而計(jì)算出的放電半徑Rb與配管半徑R相等的特定的假想電壓作為施加電壓的上限值，通過(guò)該上限值來(lái)限制實(shí)際的施加電壓。具體而言，計(jì)算出通過(guò)電壓最佳化處理而計(jì)算出的施加電壓與上述上限值中較小的一方作為最終的施加電壓V。其中，配管半徑R作為已知的數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲(chǔ)在ECU50中。根據(jù)上述的電弧放電防止處理，能夠在施加實(shí)際的電壓之前，將想要施加的電壓在不發(fā)生電弧放電的范圍內(nèi)限制為最大的電壓值。因此，不需要在發(fā)生電弧放電之后使施加電壓降低的非效率的控制，能夠在防止電弧放電于未然的同時(shí)，獲得最大限度的PM凈化率。(放電電流的推定處理)接下來(lái)，對(duì)在電壓最佳化處理中使用的放電電流的推定處理進(jìn)行說(shuō)明。該推定處理是實(shí)際上不施加電壓地基于施加電壓(假想電壓)、PM量、排氣溫度以及空燃比來(lái)推定放電電流的大小的處理。具體而言，首先基于圖16所示的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出成為推定處理的初始值的基本放電電流lb。圖16是用于根據(jù)施加電壓和PM量來(lái)計(jì)算出基本放電電流的映射數(shù)據(jù)，被預(yù)先存儲(chǔ)在ECU50中。如該圖所示，放電電流具有施加電壓越高，另外，廢氣中的PM量越多則越增加的趨勢(shì)。在前述的電壓最佳化處理中，通過(guò)基于假想電壓和PM量而參照?qǐng)D16的映射數(shù)據(jù)，能夠推定在施加了該假想電壓的情況下流過(guò)的放電電流。在接下來(lái)的處理中，基于排氣溫度和空燃比對(duì)基本放電電流Ib進(jìn)行修正，計(jì)算出作為最終的推定值的推定放電電流Ie。為此，ECU50中預(yù)先存儲(chǔ)有圖17以及圖18所示的映射數(shù)據(jù)。圖17是用于根據(jù)排氣溫度來(lái)計(jì)算出排氣溫度電流修正系數(shù)kil的映射數(shù)據(jù)，圖18是用于根據(jù)排氣空燃比來(lái)計(jì)算出A / F電流修正系數(shù)ki2的映射數(shù)據(jù)。其中，這些修正系數(shù)kil、ki2分別在O I的范圍設(shè)定。
放電電流如圖17所示，具有即使其他條件相同，排氣溫度越高則越增加的趨勢(shì)。另外，放電電流如圖18所示，具有空燃比越稀則越減少的趨勢(shì)。ECU50根據(jù)通過(guò)這些映射數(shù)據(jù)計(jì)算出的修正系數(shù)kil、ki2、和基本放電電流Ib,如下述(5)式那樣計(jì)算出推定放電電流
Ie0Ie = kil Xki2X Ib…(5)根據(jù)上述的放電電流的推定處理，即使不施加實(shí)際的電壓，也能夠計(jì)算出反映了廢氣中的PM量、排氣溫度、空燃比以及施加電壓的狀態(tài)的推定放電電流I e。更詳細(xì)而言，在本實(shí)施方式中，雖然還能夠通過(guò)ECU50的放電電流檢測(cè)電路50B檢測(cè)出實(shí)際的放電電流，但該情況下，需要向電極62、64間暫時(shí)施加電壓，存在因該電壓施加而發(fā)生電弧放電的情況。與此相對(duì)，如果采用上述的推定處理，則不會(huì)誤發(fā)生電弧放電，能夠容易地取得考慮了放電電流的舉動(dòng)的施加電壓的最佳值。[用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式2的具體處理] 接下來(lái)，參照?qǐng)D19至圖21對(duì)用于實(shí)現(xiàn)上述的控制的具體處理進(jìn)行說(shuō)明。首先，圖19是在本發(fā)明的實(shí)施方式2中由ECU執(zhí)行的施加電壓控制的流程圖。該圖所示的程序取代實(shí)施方式I (圖9)的步驟106 110而被執(zhí)行。在圖19所示的程序中，首先在步驟200中通過(guò)執(zhí)行后述的圖20所示的處理，來(lái)計(jì)算出廢氣中的PM量。然后，在步驟202、204中執(zhí)行前述的施加電壓的計(jì)算處理。即，在步驟202中基于PM量并參照上述能量映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出要求施加能量Eb。另外，在步驟204中基于要求施加能量Eb和PM量并參照?qǐng)D14的映射數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算出基本施加電壓Vb。接下來(lái)，在步驟206 214中執(zhí)行前述的電壓最佳化處理。首先，在步驟206中，通過(guò)執(zhí)行后述的圖21所示的處理，來(lái)基于施加電壓(假想電壓)與PM量計(jì)算出推定放電電流Ie。這里，步驟206 212的處理作為循環(huán)處理被反復(fù)執(zhí)行，在步驟206的初次執(zhí)行時(shí)，使用在步驟204中計(jì)算出的基本施加電壓Vb作為假想電壓的初始值。接下來(lái)，在步驟208中，基于在步驟206中計(jì)算出的推定放電電流Ie、基本施加電壓Vb來(lái)計(jì)算出施加能量E(=VbX Ie)。然后，在步驟210中判定施加能量E的計(jì)算值是否與要求施加能量Eb相等。當(dāng)步驟210的判定不成立時(shí)，在步驟212中對(duì)基本施加電壓Vb的值更新(變更)規(guī)定的更新量，并返回到步驟206。然后，在步驟206中將更新后的基本施加電壓Vb作為假想電壓，再次計(jì)算推定放電電流Ie。其中，基本施加電壓Vb的更新量例如基于施加能量E與要求施加能量Eb的差值(E - Eb)的大小以及正負(fù)被設(shè)定成使得施加能量E接近于要求施加能量Eb。由此，在步驟206 212中一邊更新基本施加電壓Vb —邊進(jìn)行循環(huán)處理，直到施加能量E與要求施加能量Eb相等為止。然后，由于在兩者相等的時(shí)刻，步驟210的判定成立而結(jié)束循環(huán)處理，所以在步驟214中計(jì)算出上述循環(huán)處理中的基本施加電壓Vb的最終的更新值，作為暫定的施加電壓VI。接下來(lái)，在步驟216 230中執(zhí)行前述的電弧放電防止處理。首先，在步驟216中將暫定的施加電壓Vl代入到作為更新用的變量的假想電壓Vb2。然后，在步驟216中，基于假想電壓Vb2和PM量并參照?qǐng)D15的映射數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算出放電半徑Rb。接下來(lái)，在步驟220中判定放電半徑Rb是否與配管半徑R相等。當(dāng)該判定不成立時(shí)，在步驟222中對(duì)假想電壓Vb2更新(變更)規(guī)定的更新量，并返回到步驟218。然后，在步驟218中基于更新后的假想電壓Vb2和PM量，再次計(jì)算放電半徑Rb。由此，在步驟218 222中，一邊更新假想電壓Vb2—邊進(jìn)行循環(huán)處理，直到放電半徑Rb與配管半徑R相等為止。然后，由于在兩者相等的時(shí)刻，步驟220的判定成立而結(jié)束循環(huán)處理，所以在步驟224中計(jì)算出上述循環(huán)處理中的假想電壓Vb2的最終的更新值，作為能夠避免電弧放電的最大施加電壓V2。接下來(lái)，在步驟226中判定前述的施加電壓Vl是否大于最大施加電壓V2。在該判定成立的情況下，由于若將施加電壓Vl保持原樣進(jìn)行施加則電弧放電的發(fā)生概率高，所以在步驟228中計(jì)算出最大施加電壓V2作為最終的施加電壓V。另一方面，在步驟226的判定不成立的情況下，由于能夠通過(guò)施加電壓Vl來(lái)避免電弧放電，所以在步驟230中計(jì)算出施加電壓Vl作為最終的施加電壓V。由于通過(guò)以上的處理計(jì)算出最終的施加電壓V，所以在步驟232中將該施加電壓V作為目標(biāo)電壓值，對(duì)向電極62、64間施加的電壓進(jìn)行控制。接下來(lái)，參照?qǐng)D20對(duì)PM量的計(jì)算處理進(jìn)行說(shuō)明。圖20是表示由E⑶執(zhí)行的PM量的計(jì)算處理的流程圖。其中，該圖所示的程序在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中被反復(fù)執(zhí)行。在圖20所示的程序中，首先在步驟300中基于傳感器系統(tǒng)的輸出來(lái)取得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)信息。該 運(yùn)轉(zhuǎn)信息中至少包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、吸入空氣量、負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、空燃比、排氣溫度、燃料噴射正時(shí)、缸內(nèi)噴射比率(雙噴射型發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下)等。接下來(lái)，在步驟302中基于燃料噴射正時(shí)并參照上述基本映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出推定活塞附著量FMp。另外，在步驟304中基于燃料噴射正時(shí)并參照基本映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出推定IN閥干擾量FMiv。另外，在步驟306中通過(guò)基于發(fā)動(dòng)機(jī)水溫并參照上述水溫映射數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算出水溫修正系數(shù)kal、kbl，在步驟308中通過(guò)基于空燃比并參照上述空燃比映射數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算出A / F修正系數(shù)ka2、kb2。并且，在步驟310中基于缸內(nèi)噴射比率并參照噴射比率映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出噴射比率修正系數(shù)ka3、kb3。接下來(lái)，在步驟312中根據(jù)上述(I)、(2)式計(jì)算出綜合修正系數(shù)&11、1^，在步驟314中基于上述(3)式計(jì)算出PM濃度(PM粒子數(shù))D。然后，在步驟316中基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、吸入空氣量、燃料噴射量等計(jì)算出排氣流量E，并基于上述(4)式計(jì)算出PM量F。接下來(lái)，參照?qǐng)D21對(duì)放電電流的推定處理進(jìn)行說(shuō)明。圖21是表示由ECU執(zhí)行的放電電流的推定處理的流程圖。其中，該圖所示的程序在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中被反復(fù)執(zhí)行。在圖21所示的程序中，首先在步驟400中基于施加電壓(假想電壓)和PM量并參照?qǐng)D16的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出基本放電電流lb。然后，在步驟402中基于排氣溫度并參照?qǐng)D17的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出排氣溫度電流修正系數(shù)kil。另外，在步驟404中基于空燃比并參照?qǐng)D18的映射數(shù)據(jù)，計(jì)算出A / F電流修正系數(shù)ki2。接下來(lái)，在步驟406中通過(guò)上述(5)式計(jì)算出推定放電電流Ie。需要說(shuō)明的是，在上述實(shí)施方式I中，圖19中的步驟200 232表示了權(quán)利要求2、3、7、8中的施加電壓控制單元的具體例。另外，圖20中的步驟300 316表示了權(quán)利要求7、10中的PM量計(jì)算單元的具體例，圖21中的步驟400 406表示了權(quán)利要求8中的放電電流推定單元的具體例。并且，圖19中的步驟216 230表示了權(quán)利要求9、10中的電弧放電防止單元的具體例，步驟218表示了權(quán)利要求10中的放電距離計(jì)算單元的具體例。另外，在實(shí)施方式2中，采用了首先通過(guò)施加電壓的計(jì)算處理計(jì)算出基本施加電壓Vb，接下來(lái)，通過(guò)電壓最佳化處理與電弧放電防止處理，將基本施加電壓Vb作為初始值，計(jì)算出最終的施加電壓V，并向電極62、64間施加該施加電壓V的構(gòu)成。但是，本發(fā)明并不局限于此，也可以采用例如僅執(zhí)行施加電壓的計(jì)算處理，將基本施加電壓Vb直接向電極62,64間施加的構(gòu)成。另外，也可以采用在執(zhí)行了施加電壓的計(jì)算處理之后，僅執(zhí)行電壓最佳化處理與電弧放電防止處理中的任意一方的處理,而省略另一方處理的構(gòu)成。這樣，即使在僅執(zhí)行一部分處理的情況下，也能夠分別發(fā)揮各個(gè)處理的效果。另外，在本發(fā)明中，也可以采用在實(shí)施方式I的施加電壓控制(圖9中的步驟106 110)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)施方式2中敘述的電弧放電防止處理的構(gòu)成。該情況下，只要將通過(guò)圖9的步驟108計(jì)算出的施加電壓V在圖19的步驟216中代入到假想電壓Vb2，執(zhí)行步驟216 230的電弧放電防止處理即可。由此，針對(duì)實(shí)施方式I的施加電壓控制也能夠附加電弧放電防止處理的效果。并且，在實(shí)施方式2中，采用了在施加電壓的計(jì)算處理中，廢氣中的PM量越多則使施加電壓越降低的構(gòu)成。但是，本發(fā)明的特征在于，使用廢氣中的PM量作為對(duì)施加電壓進(jìn)行控制的參數(shù)，包括基于PM量進(jìn)行的任意的施加電壓控制。因此，本發(fā)明并不限定于PM量越多則使施加電壓越降低的構(gòu)成，如果需要，則也可以采用PM量越多則使施加電壓越上升的構(gòu)成。另外，也可以采用僅在PM量成為特定范圍的情況下，使施加電壓降低或者上升的 構(gòu)成。實(shí)施方式3.接下來(lái)，參照?qǐng)D22對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的特征在于，在上述實(shí)施方式2中在電暈放電過(guò)程中檢測(cè)實(shí)際的放電電流，基于實(shí)際的放電電流與推定放電電流的差值來(lái)修正施加電壓。其中，在本實(shí)施方式中，對(duì)與上述實(shí)施方式I相同的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記而省略其說(shuō)明。[實(shí)施方式3的特征]在本實(shí)施方式中，在電暈放電過(guò)程中檢測(cè)出實(shí)際的放電電流(實(shí)際放電電流)Ir。另外，基于不發(fā)生電弧放電的電壓范圍中的最大施加電壓V2 (參照上述圖19)、和廢氣中的PM量，通過(guò)前述的放電電流推定處理計(jì)算出推定放電電流Ie。然后，在實(shí)際放電電流Ir大于推定放電電流Ie的情況下,基于這些電流值的差值(Ir — Ie)計(jì)算出施加電壓的修正量f (Ir 一 Ie)，并基于修正量f (Ir 一 Ie)對(duì)施加電壓V進(jìn)行修正。這里，修正量f (Ir 一 Ie)是用于使施加電壓減少的修正系數(shù)。而且，修正量f(Ir - Ie)被預(yù)先設(shè)定為電流值的差值(Ir 一 Ie)越大，則在O I的范圍內(nèi)越減少的函數(shù)。另外，施加電壓V基于修正量f (Ir 一 Ie)如下述(6)式那樣被修正。Yimsa= f (Ir — Ie) XV修正前…(6)[用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式3的具體處理]接下來(lái)，參照?qǐng)D22對(duì)用于實(shí)現(xiàn)上述的控制的具體處理進(jìn)行說(shuō)明。圖22是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式3中由ECU執(zhí)行的施加電壓修正控制的流程圖。該圖所示的程序與在實(shí)施方式2中說(shuō)明的施加電壓控制并行，在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中被反復(fù)執(zhí)行。在圖22所示的程序中，首先在步驟500中利用ECU50的放電電流檢測(cè)電路50B對(duì)電暈放電中的實(shí)際放電電流Ir進(jìn)行檢測(cè)。另外，在步驟502中，基于通過(guò)前述的電弧放電防止處理計(jì)算出的最大施加電壓V2、和通過(guò)PM量的計(jì)算處理計(jì)算出的PM量，計(jì)算出推定放電電流Ie。然后，在步驟504中，判定實(shí)際放電電流Ir是否大于推定放電電流Ie。當(dāng)該判定成立時(shí)，在步驟506中計(jì)算出修正量f (Ir 一 Ie)，通過(guò)上述(6)式對(duì)施加電壓V進(jìn)行修正。然后，在步驟508中將施加電壓V更新為修正后的值。
根據(jù)上述構(gòu)成，在基于實(shí)際放電電流Ir判斷為放電半徑Rb接近于配管半徑R的情況下，能夠使施加電壓V減少根據(jù)實(shí)際放電電流Ir與推定放電電流Ie的差值(Ir 一 Ie)而計(jì)算出的修正量f (Ir 一 Ie)的量。由此，能夠?qū)⑼贫ǚ烹婋娏鱅e所含的誤差反饋給施加電壓V，將施加電壓V修正成更適當(dāng)?shù)闹怠８綀D標(biāo)記說(shuō)明10 —發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))；12 —活塞；14 —燃燒室；16 —曲軸；18 —進(jìn)氣通路；20 —排氣通路；22 —節(jié)氣門(mén)；24 —排氣凈化裝置；26 —缸內(nèi)噴射閥；28 —火花 塞；30 —進(jìn)氣門(mén)；32 —排氣門(mén)；34 —曲軸轉(zhuǎn)角傳感器；36 —空氣流量傳感器；38 —水溫傳感器；40 —排氣溫度傳感器；42 —空燃比傳感器(空燃比檢測(cè)單元)；50 - E⑶；50A —施加電壓控制電路；50B —放電電流檢測(cè)電路；60 —?dú)んw；62、64 —電極(電暈放電部)；66 一絕緣子；68 —電極支承部；K1 一空燃比分界值。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，具備 排氣凈化裝置，其具有在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路內(nèi)形成電暈放電的電暈放電部，通過(guò)電暈放電對(duì)廢氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行凈化； 空燃比檢測(cè)單元，其檢測(cè)排氣空燃比；和 供電控制單元，其向所述排氣凈化裝置的電暈放電部供電，并基于所述排氣空燃比來(lái)控制對(duì)該電暈放電部供電的供電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 所述供電控制單元具備施加電壓控制單元，該施加電壓控制單元在所述排氣空燃比比理論空燃比濃的一側(cè)亦即濃空燃比區(qū)域中，對(duì)向所述電暈放電部施加的施加電壓進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 所述施加電壓控制單元構(gòu)成為所述排氣空燃比在所述濃空燃比區(qū)域內(nèi)越濃空燃比化，使所述施加電壓越降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 所述供電控制單元具備放電電流控制單元，該放電電流控制單元在所述排氣空燃比比理論空燃比稀的一側(cè)亦即稀空燃比區(qū)域中，對(duì)流向所述電暈放電部的放電電流進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 所述放電電流控制單元構(gòu)成為所述排氣空燃比在所述稀空燃比區(qū)域內(nèi)越稀空燃比化，使所述放電電流越減少。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 所述放電電流控制單元構(gòu)成為具有作為所述稀空燃比區(qū)域內(nèi)的規(guī)定的空燃比的空燃比分界值，在所述排氣空燃比在理論空燃比與所述空燃比分界值之間的情況下，所述排氣空燃比越稀空燃比化，使所述放電電流越增加，在所述排氣空燃比比所述空燃比分界值靠稀空燃比側(cè)的情況下，所述排氣空燃比越稀空燃比化，使所述放電電流越減少。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 具備PM量計(jì)算單元，該P(yáng)M量計(jì)算單元至少基于排氣空燃比、內(nèi)燃機(jī)溫度以及燃料噴射正時(shí)來(lái)計(jì)算廢氣中含有的顆粒狀物質(zhì)的量亦即PM量， 所述施加電壓控制單元構(gòu)成為基于所述PM量來(lái)計(jì)算所述施加電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 具備放電電流推定單元，在對(duì)所述電暈放電部施加了假想電壓的情況下，該放電電流推定單元至少基于該假想電壓和所述PM量來(lái)推定該情況下流過(guò)的放電電流， 所述施加電壓控制單元構(gòu)成為計(jì)算出所述放電電流的推定值滿足顆粒狀物質(zhì)的凈化所需的要求值時(shí)的假想電壓來(lái)作為實(shí)際的施加電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 具備電弧放電防止單元，該電弧放電防止單元將對(duì)所述電暈放電部施加的施加電壓限制在不發(fā)生電弧放電的電壓范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中， 該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備 PM量計(jì)算單元，其至少基于排氣空燃比、內(nèi)燃機(jī)溫度以及燃料噴射正時(shí)來(lái)計(jì)算廢氣中含有的顆粒狀物質(zhì)的量亦即PM量；和 放電距離計(jì)算單元，在向構(gòu)成所述電暈電極部的兩個(gè)電極間施加了假想電壓的情況下，該放電距離計(jì)算單元至少基于所述假想電壓和所述PM量來(lái)計(jì)算在該情況下從一個(gè)電極朝向 另一個(gè)電極產(chǎn)生的放電的到達(dá)距離， 所述電弧放電防止單元構(gòu)成為基于所述放電的到達(dá)距離與所述各電極的電極間距離相等時(shí)的假想電壓，來(lái)限制所述施加電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其目的在于，根據(jù)排氣空燃比恰當(dāng)?shù)乜刂齐姇灧烹姷臓顟B(tài)，總是高效地凈化廢氣中的PM。發(fā)動(dòng)機(jī)(10)具備電暈放電型的排氣凈化裝置(24)。排氣凈化裝置(24)通過(guò)在中心電極(62)與接地電極(64)之間形成電暈放電，來(lái)凈化廢氣中的顆粒狀物質(zhì)(PM)。ECU(50)在空燃比是濃空燃比區(qū)域的情況下，對(duì)向電極(62、64)間施加的施加電壓進(jìn)行控制。由此，能夠在防止電弧放電的同時(shí)獲得最大限度的PM凈化率。另外，在空燃比是稀空燃比區(qū)域的情況下，對(duì)電極(62、64)間流過(guò)的放電電流進(jìn)行控制。由此，能夠補(bǔ)償因廢氣中的PM量降低而引起的PM凈化率的降低，同時(shí)抑制消耗電力。
文檔編號(hào)F01N3/02GK102906380SQ20108006701
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者村瀨榮二 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社