用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備的制造方法
【專利摘要】一種用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備包括電子控制單元。所述電子控制單元配置成：(a)當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于第二溫度范圍內(nèi)時，作為再生控制，以第二溫度升高速度升高排氣控制設(shè)備的溫度；(b)當(dāng)再生控制期間的排氣控制設(shè)備的溫度處于第二溫度范圍內(nèi)并且內(nèi)燃機處于怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，作為溫度升高抑制控制，將怠速運轉(zhuǎn)期間的排氣控制設(shè)備的溫度控制為等于或小于排氣控制設(shè)備在內(nèi)燃機進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的溫度。
【專利說明】
用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備
[0001]發(fā)明背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]已知一種通過將燃料供給到排氣控制設(shè)備以使累積在排氣控制設(shè)備上的顆粒物燃燒而使排氣控制設(shè)備再生的技術(shù)。日本專利申請公報N0.2010-229916(JP 2010-229916A)、日本專利申請公報N0.2005-090458(JP 2005-090458八)、？(:1'國際申請公報腸.￥02011/055456(W0 2011/055456)、日本專利申請公報N0.07-247916(JP 07-247916 A)、日本專利申請公報N0.2009-002259(JP 2009-002259A)、日本專利申請公報N0.2005-113800 (JP2005-113800 A)、日本專利申請公報N0.2000-080914(JP 2000-080914 A)和日本專利申請公報N0.2008-303835(JP 2008-303835 A)公開了使排氣控制設(shè)備再生的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]如果在排氣控制設(shè)備再生時排氣控制設(shè)備的溫度達到某一溫度，則存在累積在排氣控制設(shè)備上的含硫化合物從該排氣控制設(shè)備分離從而產(chǎn)生白煙的情況。特別地，當(dāng)內(nèi)燃機在排氣控制設(shè)備的導(dǎo)致含硫化合物分離的溫度范圍內(nèi)進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，排氣的流量與在怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)之前所獲得的值相比降低。然而，含硫化合物的分離量沒有降低，并且排氣中的含硫化合物的濃度增大。結(jié)果，變?yōu)槿菀桩a(chǎn)生白煙的狀態(tài)。
[0005]本發(fā)明提供一種用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備抑制在怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)產(chǎn)生白煙。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備。內(nèi)燃機包括排氣控制設(shè)備和燃料供給設(shè)備，所述排氣控制設(shè)備設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣通道中，所述燃料供給設(shè)備配置成將燃料供給到排氣控制設(shè)備。所述控制設(shè)備包括電子控制單元。所述電子控制單元配置成:(a)作為再生控制，控制通過燃料供給設(shè)備進行的燃料供給，以便使排氣控制設(shè)備的溫度升高并且使累積在排氣控制設(shè)備上的顆粒物燃燒；(b)當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于第一溫度范圍內(nèi)時，作為再生控制，以第一溫度升高速度升高排氣控制設(shè)備的溫度；(C)當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于第二溫度范圍內(nèi)時，作為再生控制，以第二溫度升高速度升高排氣控制設(shè)備的溫度，所述第二溫度升高速度慢于所述第一溫度升高速度，所述第二溫度范圍高于所述第一溫度范圍；(d)當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于第三溫度范圍內(nèi)時，作為再生控制，通過將排氣控制設(shè)備的溫度保持在第三溫度范圍內(nèi)來燃燒顆粒物，所述第三溫度范圍高于所述第二溫度范圍；以及(e)當(dāng)再生控制期間的排氣控制設(shè)備的溫度處于所述第二溫度范圍內(nèi)并且所述內(nèi)燃機處于怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，作為溫度升高抑制控制，將排氣控制設(shè)備在怠速運轉(zhuǎn)期間的溫度控制為等于或小于排氣控制設(shè)備在內(nèi)燃機進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的溫度。
[0007]所述電子控制單元可以配置成作為溫度升高抑制控制，與內(nèi)燃機進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的燃料供給量相比，減少怠速運轉(zhuǎn)期間的燃料供給量。
[0008]所述電子控制單元可以配置成作為溫度升高抑制控制，執(zhí)行抑制排氣的溫度的排氣溫度抑制控制。
[0009]所述電子控制單元可以配置成當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于第二溫度范圍內(nèi)、內(nèi)燃機進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)并且車速等于或高于預(yù)定值時不執(zhí)行所述溫度升高抑制控制。
[0010]所述電子控制單元可以配置成當(dāng)含硫化合物累積量等于或大于預(yù)定值時，作為溫度升高抑制控制，控制排氣控制設(shè)備的溫度，以便使排氣控制設(shè)備的溫度低于排氣控制設(shè)備在含硫化合物累積量小于所述預(yù)定值時的溫度。所述含硫化合物累積量是累積在排氣控制設(shè)備上的含硫化合物的量。
[0011]所述電子控制單元可以配置成當(dāng)含硫化合物累積量等于或大于所述預(yù)定值時，作為溫度升高抑制控制，控制燃料供給設(shè)備的燃料供給量，以便使燃料供給量小于在含硫化合物累積量小于所述預(yù)定值時的燃料供給量。
[0012]能夠提供一種用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備抑制在怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)產(chǎn)生白煙。
【附圖說明】
[0013]以下將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件，并且其中:
[0014]圖1是示出了一個實施例的發(fā)動機系統(tǒng)的簡圖；
[0015]圖2A是示出了在再生控制期間排氣控制設(shè)備的溫度變化的圖表；
[0016]圖2B是示出了在再生控制期間排氣中的SO3的濃度變化的圖表；
[0017]圖3A是示出了在溫度升高抑制控制期間排氣控制設(shè)備的溫度變化的圖表；
[0018]圖3B是示出了在溫度升高抑制控制期間排氣中的SO3的濃度變化的圖表；
[0019]圖3C是示出了在溫度升高抑制控制期間燃料添加閥的燃料添加量的變化的圖表；
[0020]圖4是示出了再生控制的一個示例的流程圖；
[0021 ]圖5是示出了緩慢再生控制的一個示例的流程圖；
[0022]圖6是示出了緩慢再生控制的一個示例的流程圖；和
[0023]圖7是限定含硫化合物分離速度和排氣控制設(shè)備的溫度之間的關(guān)系的映射。
【具體實施方式】
[0024]圖1是示出了根據(jù)一個實施例的發(fā)動機系統(tǒng)10的簡圖。柴油發(fā)動機(以下稱作發(fā)動機)11包括進氣歧管12和排氣歧管13。進氣歧管12通過進氣通道14連接到渦輪增壓器15的壓縮機16的出口。進氣通道14配備有中間冷卻器IC和節(jié)氣門V，所述中間冷卻器IC冷卻進氣，所述節(jié)氣門V調(diào)節(jié)發(fā)動機11的進氣量。排氣歧管13通過排氣通道17連接到渦輪增壓器15的排氣渦輪18的入口。在排氣渦輪18的入口處設(shè)置有可變噴嘴葉片18a?？梢皂憫?yīng)于可變噴嘴葉片18a的開度來調(diào)節(jié)流過排氣渦輪18的排氣的流量。排氣渦輪18的出口連接到排氣通道19。發(fā)動機11產(chǎn)生的排氣通過排氣渦輪18排出到排氣通道19。發(fā)動機11包括四個氣缸C和四個燃料噴射閥F，所述四個燃料噴射閥F分別將燃料直接噴射到四個氣缸C中，但是本發(fā)明并不局限于此。在進氣通道14和排氣通道17之間連接有EGR(排氣再循環(huán))通道14a JGR通道14a配備有EGR閥Va。發(fā)動機11配備有用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的曲柄角傳感器CS。
[0025]排氣通道19配備有用于凈化排氣的排氣控制設(shè)備E。在排氣控制設(shè)備E內(nèi)按照從上游側(cè)到下游側(cè)的次序設(shè)置有DOC(柴油機氧化催化器)20和DPF(柴油機顆粒物濾清器)21。DOC 20是氧化催化器，其氧化排氣中含有的HC、N0和⑶，從而將它們轉(zhuǎn)化成H2O JOdPNO2t3DPF 21捕集排氣中含有的顆粒物。排氣控制設(shè)備E是排氣控制設(shè)備的一個示例。
[0026]在排氣通道19中，在排氣渦輪18和DOC20之間設(shè)置有燃料添加閥24、S0x傳感器25和溫度傳感器26οSOx傳感器25檢測流過DOC 20的排氣中的硫濃度。燃料添加閥24將用于使累積在DPF 21上的顆粒物燃燒的燃料添加到排氣中。溫度傳感器26檢測流入DOC 20中的排氣的溫度。
[0027]在排氣通道19中，在DOC 20和DPF 21之間設(shè)置有溫度傳感器27。溫度傳感器27檢測流過DOC 20并流入DPF 21中的排氣的溫度。在排氣通道19中，在DPF 21的下游側(cè)設(shè)置有溫度傳感器28和空燃比傳感器29。溫度傳感器28檢測流過DPF 21的排氣的溫度?？杖急葌鞲衅?9檢測流過DPF 21的排氣的空燃比。
[0028]ECU(電子控制單元)30控制整個發(fā)動機系統(tǒng)10。E⑶30是計算機，該計算機包括ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機存取存儲器)、CPU(中央處理單元)以及在附圖中未示出的類似物。E⑶30電連接到節(jié)氣門V和EGR閥Va或上述傳感器。
[0029]E⑶30基于曲柄角傳感器CS輸出的值來判定發(fā)動機11的轉(zhuǎn)數(shù)是否進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，在所述怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中，發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)榈∷俎D(zhuǎn)數(shù)。怠速轉(zhuǎn)數(shù)包括發(fā)動機11進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的全部轉(zhuǎn)數(shù)范圍。例如，怠速轉(zhuǎn)數(shù)包括目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)和向該目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)改變的轉(zhuǎn)數(shù)。另外，怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)例如不但還包括車輛停止?fàn)顟B(tài)，而且還包括低速行駛狀態(tài)或減速狀態(tài)。
[0030]E⑶30基于SOx傳感器25等的輸出的值來推定燃料中的硫濃度，但是本發(fā)明并不局限于此?？梢栽谌剂舷渲性O(shè)置燃料特性傳感器，以便直接檢測燃料中的硫濃度。另外，在使用發(fā)動機系統(tǒng)10的地方所使用的燃料中的硫濃度可以提前存儲在ECU 30中。
[0031 ] E⑶30基于溫度傳感器26、27和28的測量值來檢測排氣控制設(shè)備E的溫度。此外，可以在DOC 20和DPF 21中直接設(shè)置溫度傳感器，以檢測DOC 20和DPF 21的溫度。溫度傳感器26、27和28中的每一個都是用于檢測排氣控制設(shè)備的溫度的檢測單元的一個示例。此外，可以從發(fā)動機11的運轉(zhuǎn)狀態(tài)來推定排氣控制設(shè)備的溫度。
[0032]E⑶30基于發(fā)動機11的運轉(zhuǎn)狀態(tài)來推定流入DPF 21中的顆粒物的量，并且通過累加流入DPF 21中的顆粒物的量來推定累積在DPF 21上的顆粒物的量。此外，可以在DPF 21中設(shè)置檢測顆粒物的傳感器，并且ECU 30可以基于該傳感器的測量值來推定累積在DPF 21上的顆粒物的量。
[0033]E⑶30通過使累積在DPF 21上的顆粒物燃燒來執(zhí)行再生DPF 21的再生控制。在該再生控制中，ECU 30控制從燃料添加閥24添加的燃料的量，并且以預(yù)定的溫度升高速度來升高排氣控制設(shè)備的溫度，從而使顆粒物燃燒。燃料添加閥24是將燃料供給到排氣控制設(shè)備E的燃料供給設(shè)備的一個示例。此外，將燃料供給到排氣控制設(shè)備E并且使排氣控制設(shè)備E的溫度升高從而使顆粒物燃燒的方法并不局限于此。例如，可以將未燃燒的燃料供給到排氣控制設(shè)備E，以通過在燃料噴射閥F的主噴射之后執(zhí)行燃料噴射閥F的后噴射而使累積在DPF 21上的顆粒物燃燒。在這種情況下，燃料噴射閥F是燃料供給設(shè)備的一個示例。
[0034]雖然后面將詳細(xì)地說明，但是作為再生控制，E⑶30可以選擇性地執(zhí)行正常再生控制和緩慢再生控制中的一個。正常再生控制是這樣的控制:為了抑制燃料效率惡化，通過在較短的時間內(nèi)升高排氣控制設(shè)備的溫度來使顆粒物燃燒。緩慢再生控制是這樣的控制:為了抑制產(chǎn)生白煙，通過緩慢地升高排氣控制設(shè)備的溫度來使顆粒物燃燒。
[0035]接下來，將說明在再生控制期間產(chǎn)生白煙的情況。圖2A是示出了再生控制期間的排氣控制設(shè)備的溫度變化的圖表。圖2B是示出了再生控制期間的排氣中的SO3的濃度變化的圖表。在圖2A和圖2B中，正常再生控制期間的排氣控制設(shè)備的溫度變化和SO3的濃度變化由虛線指示，而緩慢再生控制期間的排氣控制設(shè)備的溫度變化和SO3的濃度變化由實線指示。另外，在圖2B中，開始在視覺上將排氣識別為白煙的SO3的濃度由單點劃線指示。
[0036]將推想如下情況，S卩，在一定程度的含硫化合物累積在DOC20和DPF 21上并且燃料中的硫濃度不低的情況下執(zhí)行再生控制。這里，圖2A中所示的Tl至T2的溫度范圍是與其它溫度范圍相比從DOC 20和DPF 21分離的含硫化合物的分離量進一步增大的溫度范圍。SP，溫度Tl是含硫化合物分離量開始增大的溫度。當(dāng)溫度等于或高于溫度T2時，累積在DPF21上的顆粒物燃燒。低于溫度Tl的溫度將被稱為第一溫度范圍Dl，等于或高于溫度Tl且低于T2的溫度將被稱為第二溫度范圍D2，并且等于或高于溫度T2的溫度將被稱為第三溫度范圍D3(以下，簡稱為溫度范圍)。此外，溫度Tl是例如450°，并且溫度T2是650°。
[0037]在正常再生控制中，排氣控制設(shè)備的溫度以基本恒定的溫度升高速度迅速地升高，直到排氣控制設(shè)備的溫度達到顆粒物開始燃燒的溫度T2為止。在排氣控制設(shè)備的溫度達到溫度T2之后，通過將排氣控制設(shè)備的溫度在預(yù)定的時間段期間保持在溫度范圍D3內(nèi)來使顆粒物燃燒。此外，通過在溫度范圍D3內(nèi)逐步地升高排氣控制設(shè)備的溫度來使顆粒物燃燒。溫度范圍D2是從DOC 20和DPF 21分離的含硫化合物的分離量增大的溫度范圍。為此，當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2內(nèi)并且溫度升高速度較快時，產(chǎn)生白煙。認(rèn)為產(chǎn)生白煙的原因是，當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度達到預(yù)定值或更高時，從DOC 20和DPF 21分離的含硫化合物(SOx)的量增加，排氣中的SO3與H2O結(jié)合，并且H2SO4的霧狀物作為白煙排出。如果像在正常再生控制中那樣在排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2中時排氣控制設(shè)備的溫度的溫度升高速度較快，則每單位時間分離的含硫化合物的分離量增大，并且排氣中的SO3的濃度增大。因而，在視覺上將排氣識別為白煙。
[0038]在緩慢再生控制中，當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2內(nèi)時，排氣控制設(shè)備的溫度以比正常再生控制的溫度升高速度慢的溫度升高速度升高。因此，能夠抑制每單位時間的含硫化合物分離量，從而使每單位時間的含硫化合物分離量小于預(yù)定值，并且因此，能夠抑制排氣中的SO3的濃度。結(jié)果，能夠抑制在視覺上將排氣識別為白煙的問題。具體地，在緩慢再生控制中，當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍Dl內(nèi)時，排氣控制設(shè)備的溫度以第一溫度升高速度升高。因而，通過致使排氣控制設(shè)備的溫度迅速地達到溫度Tl來抑制燃料效率惡化。當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2內(nèi)時，排氣控制設(shè)備的溫度以比第一溫度升高速度慢的第二溫度升高速度升高。因此，通過抑制排氣中的SO3的濃度，能夠抑制產(chǎn)生白煙。當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D3內(nèi)時，排氣控制設(shè)備的溫度在預(yù)定的時間段期間被保持在溫度范圍D3內(nèi)。因而，累積在DPF 21上的顆粒物燃燒。此外，在正常再生控制中，當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍Dl或溫度范圍D2內(nèi)時，排氣控制設(shè)備的溫度以第一溫度升高速度升高。
[0039]另外，雖然后面將詳細(xì)地說明，但是，在緩慢再生控制期間，當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2內(nèi)并且發(fā)動機11進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，ECU 30執(zhí)行抑制怠速運轉(zhuǎn)的排氣控制設(shè)備的溫度升高的溫度升高抑制控制。溫度升高抑制控制是這樣的控制:在緩慢再生控制期間，當(dāng)發(fā)動機11進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，抑制產(chǎn)生白煙。
[0040]接下來，將說明溫度升高抑制控制。圖3A是示出了溫度升高抑制控制期間的排氣控制設(shè)備的溫度變化的圖表。圖3B是示出了溫度升高抑制控制期間的排氣中的SO3的濃度變化的圖表。圖3C是示出了溫度升高抑制控制期間的燃料添加閥24的燃料添加量變化的圖表。此外，在圖3A和圖3B中，在緩慢再生控制期間在不執(zhí)行溫度升高抑制控制時的排氣控制設(shè)備的溫度變化和SO3的濃度變化由虛線指示，而在緩慢再生控制期間在執(zhí)行溫度升高抑制控制時的排氣控制設(shè)備的溫度變化和SO3的濃度變化由實線指示。另外，在圖3C中，在緩慢再生控制期間在不執(zhí)行溫度升高抑制控制時的燃料添加閥24的燃料添加量變化由虛線指示，而在緩慢再生控制期間在執(zhí)行溫度升高抑制控制時的燃料添加閥24的燃料添加量變化由實線指示。
[0041]如果在排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2內(nèi)時即使在發(fā)動機11進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)之后排氣控制設(shè)備的溫度也繼續(xù)升高，則排氣的流量與緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前獲得的值相比減小。然而，SO3繼續(xù)分離，并且因此排氣中的SO3的濃度增大。因而，令人擔(dān)心的是可能會產(chǎn)生白煙。因此，在緩慢再生控制期間，當(dāng)發(fā)動機11在排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2內(nèi)的情況下進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，ECU 30執(zhí)行抑制排氣控制設(shè)備的溫度在怠速運轉(zhuǎn)期間升高的溫度升高抑制控制。在這個實施例的溫度升高抑制控制中，存在以下情況:在怠速運轉(zhuǎn)期間，燃料添加閥24的燃料添加量被控制為零，以降低排氣控制設(shè)備的溫度。而且，在怠速運轉(zhuǎn)期間，還存在以下情況:控制燃料添加閥24的燃料添加量，以將排氣控制設(shè)備的溫度保持為在緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前獲得的值。在圖3A至圖3C中，在燃料添加量被控制為零的情況下，排氣控制設(shè)備的溫度由曲線A指示，SO3的濃度由曲線A ’指示，并且燃料添加量由曲線A"指示。另外，在排氣控制設(shè)備的溫度被保持為在緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前的溫度的情況下，排氣控制設(shè)備的溫度由曲線B指示，SO3的濃度由曲線B ’指示，并且燃料添加量由曲線B"指示。
[0042]圖4是示出了再生控制的一個示例的流程圖。此外，例如，當(dāng)ECU30判定累積在DPF21上的顆粒物的量超過預(yù)定值時，開始再生控制。具體地，ECU 30基于行駛距離等推定累積在DPF 21上的顆粒物的量。當(dāng)再生控制開始時，ECU 30判定燃料中的硫濃度是否為預(yù)定值或更大(步驟SI)。所述預(yù)定值是用于判定通過執(zhí)行正常再生控制是否產(chǎn)生了白煙的基準(zhǔn)值。當(dāng)在步驟SI中做出否定判定時，ECU 30執(zhí)行正常再生控制(步驟S2)。當(dāng)燃料中的硫濃度較低而變得小于預(yù)定值時，認(rèn)為累積在DOC 20和DPF 21上的含硫化合物的量較小。因而，SP使在執(zhí)行正常再生控制時，也不容易產(chǎn)生白煙。當(dāng)正常再生控制結(jié)束時，再生控制結(jié)束。
[0043]當(dāng)在步驟S2中做出肯定判定時，ECU30執(zhí)行緩慢再生控制(步驟S3)。如果在燃料中的硫濃度是預(yù)定值或更大時執(zhí)行正常再生控制，則令人擔(dān)心的是可能會產(chǎn)生白煙。當(dāng)緩慢再生控制結(jié)束時，再生控制結(jié)束。
[0044]圖5和圖6是示出了緩慢再生控制的示例的流程圖。ECU30判定排氣控制設(shè)備的溫度是否處于溫度范圍Dl內(nèi)(步驟Sll)。當(dāng)作出肯定判定時，ECU 30控制燃料添加閥24的燃料添加量，以便以第一溫度升高速度升高排氣控制設(shè)備的溫度(步驟S12)。具體地，ECU 30設(shè)定第一目標(biāo)溫度升高速度，從而以第一溫度升高速度升高排氣控制設(shè)備的溫度，并且ECU30控制燃料添加閥24的燃料添加量，以便與第一目標(biāo)溫度升高速度相對應(yīng)。
[0045]當(dāng)在步驟Sll中做出否定判定(即排氣控制設(shè)備的溫度不在溫度范圍Dl內(nèi)而在溫度范圍D2內(nèi))時，E⑶30以第二溫度升高速度升高溫度(步驟S13)。這里，E⑶30根據(jù)燃料中的硫濃度設(shè)定第二目標(biāo)溫度升高速度。第二目標(biāo)溫度升高速度是當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度以第二溫度升高速度升高時獲得的目標(biāo)值。此外，第二目標(biāo)溫度升高速度可以基于這樣的映射(map)設(shè)定，S卩，所述映射被限定為使得第二目標(biāo)溫度升高速度隨著燃料中的硫濃度的增大而減小。這是因為含硫化合物累積量隨著燃料中的硫濃度的增大而增大。因而，含硫化合物分離量也增大。而且，這是因為當(dāng)?shù)诙繕?biāo)溫度升高速度減小時，能夠抑制白煙產(chǎn)生。另外，ECU 30可以基于排氣控制設(shè)備的實際溫度對燃料添加閥24的燃料添加量執(zhí)行反饋控制，以便使排氣控制設(shè)備的溫度以第二溫度升高速度升高。因而，能夠高精度地以第二溫度升高速度升高排氣控制設(shè)備的溫度。
[0046]接下來，E⑶30判定發(fā)動機11是否進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)(步驟S14)。當(dāng)在S14步驟中做出否定判定時，ECU 30判定排氣控制設(shè)備的溫度是否處于溫度范圍D2內(nèi)(步驟S15)。當(dāng)在步驟S15中做出肯定判定時，ECU 30再次執(zhí)行步驟S13之后的處理。當(dāng)在步驟S15中做出否定判定(即排氣控制設(shè)備的溫度不處于溫度范圍D2內(nèi))時，ECU 30將排氣控制設(shè)備的溫度在預(yù)定的時間段期間保持在溫度范圍D3內(nèi)(步驟S16)。該預(yù)定的時間段是使累積在DPF 21上的顆粒物燃燒所需的時間段。在將排氣控制設(shè)備的溫度在該預(yù)定的時間段期間保持在溫度范圍D3內(nèi)之后，E⑶30結(jié)束緩慢再生控制，并且由此結(jié)束再生控制。
[0047]當(dāng)在步驟S14中做出肯定判定(即發(fā)動機11進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài))時，E⑶30判定累積到排氣控制設(shè)備E的含硫化合物累積量是否為預(yù)定值或更大(步驟S21)。該預(yù)定值是在怠速運轉(zhuǎn)期間可能會產(chǎn)生白煙的含硫化合物累積量。此外，ECU 30可以基于這樣的值推定含硫化合物累積量，所述值通過從基于在執(zhí)行緩慢再生控制之前的車輛行駛距離所計算出的含硫化合物累積量減去在緩慢再生控制期間在排氣控制設(shè)備的溫度達到發(fā)動機11進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的排氣控制設(shè)備的溫度之前所獲得的含硫化合物分離量而獲得。
[0048]圖7是限定含硫化合物分離速度和排氣控制設(shè)備的溫度之間的關(guān)系的映射。不管累積量如何，含硫化合物分離速度在排氣控制設(shè)備的基本同一溫度周圍具有峰值。另外，含硫化合物分離速度隨著含硫化合物累積量的增大而增大。因此，在怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中，隨著含硫化合物累積量的增大，很有可能會產(chǎn)生白煙?；诤蚧衔锓蛛x速度較快時的含硫化合物累積量來設(shè)定步驟S21中的預(yù)定值。
[0049]當(dāng)在步驟S21中做出肯定判定(S卩含硫化合物累積量相對較大)時，ECU30將燃料添加閥24的燃料添加量控制為零(步驟S22)。因此，抑制排氣控制設(shè)備的溫度進一步升高。
[0050]另外，E⑶30執(zhí)行抑制排氣溫度的排氣溫度抑制控制(步驟S23)。因此，能夠抑制由排氣所導(dǎo)致的排氣控制設(shè)備的溫度升高。例如，在排氣溫度抑制控制中，通過增大引入到發(fā)動機11中的新鮮空氣的量以便將空燃比控制為稀薄(lean)來降低排氣溫度。例如，可以將EGR閥Va的開度控制到關(guān)閉側(cè)，以便使返回到發(fā)動機11的已經(jīng)燃燒過的氣體的量減少并且使新鮮空氣的量增大。或者，可以將節(jié)氣門V控制到打開側(cè)，并且可以將可變噴嘴葉片18a控制到關(guān)閉側(cè)，以便使增壓壓力增大并且使新鮮空氣量增加。另外，可以增大發(fā)動機11中的燃料燃燒速度，從而降低排氣溫度。例如，可以使用于發(fā)動機11的燃料噴射正時提前，或者可以增大燃料噴射壓力。[0051 ] E⑶30判定發(fā)動機11是否進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)(步驟S24)。當(dāng)做出肯定判定時，E⑶30再次執(zhí)行步驟S21之后的處理。當(dāng)做出否定判定時，E⑶30再次執(zhí)行步驟Sll之后的處理。這樣，如果發(fā)動機在含硫化合物累積量相對較大時進入怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，則在怠速運轉(zhuǎn)期間將燃料添加閥24的燃料添加量設(shè)定為零，并且也執(zhí)行排氣溫度抑制控制，以抑制排氣控制設(shè)備的溫度升高。因而，抑制白煙產(chǎn)生。
[0052]當(dāng)在步驟S21中做出否定判定(即含硫化合物累積量相對較小)時，ECU30判定車速是否為預(yù)定值或更大(步驟S31)。車速基于車速傳感器輸出的值來確定。這里，該預(yù)定值是這樣的車速，在該車速下，即便當(dāng)在含硫化合物累積量相對較小而在步驟S21中做出否定判定的情況下排氣控制設(shè)備的溫度以第二溫度升高速度升高時，排氣也不會在視覺上被識別為白煙。例如，該預(yù)定值是lkm/h ο當(dāng)在步驟S31中做出肯定判定(即，即使在怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)中車速也是某一車速)時，E⑶30再次執(zhí)行在步驟Sll之后的處理，并且當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2內(nèi)時，使排氣控制設(shè)備的溫度以第二溫度升高速度升高。這是因為，在含硫化合物累積量相對較小且車速是某一車速的情況下，即使當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度以第二溫度升高速度升高時，也不容易將排氣在視覺上識別為白煙。
[0053]當(dāng)在步驟S31中做出否定判定(即車速基本為零)時，ECU30控制燃料添加閥24的燃料添加量，以便即使在怠速運轉(zhuǎn)期間也將排氣控制設(shè)備的溫度保持為緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前獲得的值(步驟S32)。燃料添加閥24的燃料添加量基于這樣的映射被控制:該映射被限定為使得燃料添加量隨著緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前的排氣控制設(shè)備的溫度的升高而增大。由于保持排氣控制設(shè)備的緊接在怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)之前的溫度，所以抑制了排氣控制設(shè)備的溫度的進一步升高。因此，也抑制了白煙產(chǎn)生。另外，由于在含硫化合物累積量相對較小而在步驟S21中作出否定判定時保持緊接在怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)之前獲得的排氣控制設(shè)備的溫度，所以抑制了白煙產(chǎn)生，原因在于即使當(dāng)排氣控制設(shè)備的溫度由于例如排氣溫度的意外升高而略微升高時，含硫化合物累積量也相對較小。此外，由于在步驟Sll中做出否定判定并且在步驟S14中做出肯定判定，所以排氣控制設(shè)備的溫度通過步驟S32的處理而保持在溫度范圍D2內(nèi)。
[0054]圖3C的曲線B"指示燃料添加閥24的燃料添加量被控制成使得排氣控制設(shè)備的緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前的溫度被保持的情況。此外，在這種情況下，怠速運轉(zhuǎn)期間的燃料添加量變得小于緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前的燃料添加量的原因在于，怠速運轉(zhuǎn)期間的進氣量變得小于怠速運轉(zhuǎn)之前的進氣量。因此，當(dāng)燃料添加量不根據(jù)這個狀態(tài)減少時，燃料添加量相對于減少的進氣量增加，并且因此，令人擔(dān)心的是怠速運轉(zhuǎn)期間的排氣控制設(shè)備的溫度可能會升高。因此，即使當(dāng)含硫化合物累積量是預(yù)定值或更大或者當(dāng)含硫化合物累積量小于預(yù)定值時，也執(zhí)行控制，以便使怠速運轉(zhuǎn)期間的燃料添加量變得小于緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前的燃料添加量。
[0055]接下來，ECU 30判定當(dāng)前運轉(zhuǎn)狀態(tài)是否為怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)(步驟S24)，當(dāng)做出肯定判定時，ECU 30再次執(zhí)行步驟S21之后的處理，并且當(dāng)做出否定判定時，ECU 30再次執(zhí)行步驟Sll之后的處理。因此，當(dāng)?shù)∷龠\轉(zhuǎn)在執(zhí)行步驟S32的處理之后返回到正常運轉(zhuǎn)時，溫度再次從緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前的排氣控制設(shè)備的溫度以第二溫度升高速度升高。這是因為在步驟Sll中做出否定判定之后執(zhí)行步驟S13的處理。因此，與在怠速運轉(zhuǎn)期間降低排氣控制設(shè)備的溫度并且在怠速運轉(zhuǎn)返回到正常運轉(zhuǎn)之后升高排氣控制設(shè)備的溫度的情況相比，在即使在怠速運轉(zhuǎn)期間也將排氣控制設(shè)備的溫度保持在某一溫度的情況下，能夠抑制再生控制延長并且能夠抑制燃料效率惡化。
[0056]如上所述，在緩慢再生控制期間，當(dāng)在排氣控制設(shè)備的溫度處于溫度范圍D2內(nèi)從而導(dǎo)致含硫化合物分離的情況下當(dāng)前運轉(zhuǎn)狀態(tài)變?yōu)榈∷龠\轉(zhuǎn)狀態(tài)時，通過執(zhí)行抑制排氣控制設(shè)備的溫度的進一步升高的溫度升高抑制控制，抑制了白煙產(chǎn)生。
[0057]另外，如在步驟S21、步驟S22和步驟S32中所示的那樣，當(dāng)含硫化合物累積量變?yōu)轭A(yù)定值或更大時，控制燃料添加量，使得排氣控制設(shè)備的溫度變?yōu)榈陀诤蚧衔锢鄯e量小于預(yù)定值時的排氣控制設(shè)備溫度。因此，當(dāng)含硫化合物累積量較大時，首先抑制白煙產(chǎn)生。因而，當(dāng)含硫化合物累積量較小時，能夠在抑制白煙產(chǎn)生的同時抑制緩慢再生控制延長，并且因此能夠抑制燃料效率惡化。
[0058]上述實施例僅僅用于實施本發(fā)明，并且本發(fā)明并不局限于此。通過以上說明，顯而易見的是該實施例的各種修改方案均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以采用各種其它實施例。
[0059]在上述實施例中，作為再生控制，選擇性地執(zhí)行正常再生控制和緩慢再生控制，但是可以僅執(zhí)行緩慢再生控制。另外，本發(fā)明并不局限于在燃料中的硫濃度小于預(yù)定值時執(zhí)行正常再生控制并且在燃料中的硫濃度等于或大于預(yù)定值時執(zhí)行緩慢再生控制這一構(gòu)造。例如，可以采用這樣的構(gòu)造:推定累積到排氣控制設(shè)備E的含硫化合物的累積量，當(dāng)推定出的累積量小于預(yù)定值時執(zhí)行正常再生控制，并且當(dāng)推定出的累積量等于或大于預(yù)定值時執(zhí)行緩慢再生控制。另外，可以采用這樣的構(gòu)造:僅當(dāng)燃料中的硫濃度小于預(yù)定值并且推定出的含硫化合物累積量也小于預(yù)定值時執(zhí)行正常再生控制，并且在其它情況下執(zhí)行緩慢再生控制。
[0060]另外，當(dāng)在溫度升高抑制控制中含硫化合物累積量變?yōu)轭A(yù)定值或更大時，與含硫化合物累積量小于預(yù)定值的情況相比減小燃料添加量，并且繼而可以在任何情況下繼續(xù)添加燃料。因此，在任何情況下，可以抑制緩慢再生控制延長。
[0061]另外，在溫度升高抑制控制中，可以一直執(zhí)行排氣溫度抑制控制，或這可以不執(zhí)行排氣溫度抑制控制。另外，在燃料添加量被控制成使得不管含硫化合物累積量如何都保持緊接在怠速運轉(zhuǎn)之前獲得的排氣控制設(shè)備溫度的同時，當(dāng)含硫化合物累積量變得等于或大于預(yù)定值時可以執(zhí)行排氣溫度抑制控制，并且當(dāng)含硫化合物累積量小于預(yù)定值時可以不執(zhí)行排氣溫度抑制控制。
【主權(quán)項】
1.一種用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機包括排氣控制設(shè)備和燃料供給設(shè)備，所述排氣控制設(shè)備設(shè)置在所述內(nèi)燃機的排氣通道中，所述燃料供給設(shè)備配置成將燃料供給到所述排氣控制設(shè)備，所述用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備包括: 電子控制單元，所述電子控制單元配置成: (a)作為再生控制，控制通過所述燃料供給設(shè)備進行的燃料供給，以便使所述排氣控制設(shè)備的溫度升高并且使累積在所述排氣控制設(shè)備上的顆粒物燃燒； (b)當(dāng)所述排氣控制設(shè)備的溫度處于第一溫度范圍內(nèi)時，作為再生控制，以第一溫度升高速度升高所述排氣控制設(shè)備的溫度； (c)當(dāng)所述排氣控制設(shè)備的溫度處于第二溫度范圍內(nèi)時，作為再生控制，以第二溫度升高速度升高所述排氣控制設(shè)備的溫度，所述第二溫度升高速度比所述第一溫度升高速度慢，所述第二溫度范圍高于所述第一溫度范圍； (d)當(dāng)所述排氣控制設(shè)備的溫度處于第三溫度范圍內(nèi)時，作為再生控制，通過將所述排氣控制設(shè)備的溫度保持在所述第三溫度范圍內(nèi)來燃燒所述顆粒物，所述第三溫度范圍高于所述第二溫度范圍；以及 (e)當(dāng)所述再生控制期間的所述排氣控制設(shè)備的溫度處于所述第二溫度范圍內(nèi)并且所述內(nèi)燃機處于怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，作為溫度升高抑制控制，將怠速運轉(zhuǎn)期間的所述排氣控制設(shè)備的溫度控制為等于或小于所述排氣控制設(shè)備在所述內(nèi)燃機進入所述怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，其中， 所述電子控制單元配置成作為所述溫度升高抑制控制，與所述內(nèi)燃機進入所述怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的燃料供給量相比減少所述怠速運轉(zhuǎn)期間的燃料供給量。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，其中， 所述電子控制單元配置成作為所述溫度升高抑制控制，執(zhí)行抑制排氣的溫度的排氣溫度抑制控制。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，其中， 所述電子控制單元配置成在所述排氣控制設(shè)備的溫度處于所述第二溫度范圍內(nèi)、所述內(nèi)燃機進入所述怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)并且車速等于或快于預(yù)定值時不執(zhí)行所述溫度升高抑制控制。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，其中， 所述電子控制單元配置成當(dāng)含硫化合物累積量等于或大于預(yù)定值時，作為所述溫度升高抑制控制，控制所述排氣控制設(shè)備的溫度，使得所述排氣控制設(shè)備的溫度低于所述排氣控制設(shè)備在所述含硫化合物累積量小于所述預(yù)定值的情況下的溫度，所述含硫化合物累積量是累積在所述排氣控制設(shè)備上的含硫化合物的量。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，其中， 所述電子控制單元配置成當(dāng)所述含硫化合物累積量等于或大于所述預(yù)定值時，作為所述溫度升高抑制控制，控制所述燃料供給設(shè)備的燃料供給量，使得所述燃料供給量小于所述含硫化合物累積量小于所述預(yù)定值時的燃料供給量。
【文檔編號】F01N3/021GK106062329SQ201580011916
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年2月24日 公開號201580011916.X, CN 106062329 A, CN 106062329A, CN 201580011916, CN-A-106062329, CN106062329 A, CN106062329A, CN201580011916, CN201580011916.X, PCT/2015/220, PCT/IB/15/000220, PCT/IB/15/00220, PCT/IB/2015/000220, PCT/IB/2015/00220, PCT/IB15/000220, PCT/IB15/00220, PCT/IB15000220, PCT/IB1500220, PCT/IB2015/000220, PCT/IB2015/00220, PCT/IB2015000220, PCT/IB201500220
【發(fā)明人】后藤勇
【申請人】豐田自動車株式會社