專利名稱：內(nèi)燃機(jī)用的排氣控制系統(tǒng)及用于恢復(fù)其過(guò)濾器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)用的排氣控制系統(tǒng)以及用于恢復(fù)其過(guò)濾器的方法。
背景技術(shù)：
從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣包含主要包括碳的顆粒物。在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中設(shè)置用來(lái)捕獲顆粒物的顆粒過(guò)濾器(以下被稱為“過(guò)濾器”)，用以防止顆粒物被排到大氣中，這種技術(shù)是已知的。
在這種過(guò)濾器中，當(dāng)捕獲的顆粒物的量增加時(shí)，由于顆粒物阻塞，引起排氣壓力增大，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能降低。因此，位于過(guò)濾器上游側(cè)的排氣溫度增加，捕獲的顆粒物被氧化并去除，從而恢復(fù)了過(guò)濾器的排氣控制性能(該過(guò)程以下將被稱為“過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)”)。
已知在由內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩決定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的整個(gè)范圍內(nèi)包括過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域和過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域?yàn)檫@樣一種運(yùn)行狀態(tài)范圍，其中排氣溫度相對(duì)較低，且如果未執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)，則沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量增加。過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?yàn)檫@樣一種運(yùn)行狀態(tài)范圍，其中排氣溫度相對(duì)較高，且即使未執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)，沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量也減小。
日本專利公開(kāi)公告No.2003-155919公開(kāi)了一項(xiàng)技術(shù)，在該技術(shù)中，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下，過(guò)濾器內(nèi)被捕獲的顆粒物的量聚積。在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，捕獲的顆粒物量的聚積停止，且當(dāng)捕獲的顆粒物的聚積量變?yōu)榈扔诨虼笥陬A(yù)定量時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。
在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，即使不執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)，聚積在過(guò)濾器中的顆粒物的量也趨于降低。但是，當(dāng)花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間氧化顆粒物時(shí)，顆粒物會(huì)長(zhǎng)時(shí)間保留在過(guò)濾器中而不被氧化。因此，在氧化顆粒物后會(huì)形成相對(duì)大量的灰結(jié)塊，且結(jié)塊的灰可能會(huì)沉積而不能從過(guò)濾器中去除。而且，顆粒物的氧化可能變得并不充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)用的排氣控制系統(tǒng)以及恢復(fù)其過(guò)濾器的方法，其能夠減小顆粒物長(zhǎng)時(shí)間保留在過(guò)濾器中的可能性；以及因此在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于沉積在過(guò)濾器中的顆粒物自然減小的過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下顆粒物的氧化變得不充分或是結(jié)塊的灰沉積的可能性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明最重要的特點(diǎn)是在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域預(yù)定時(shí)間段或更長(zhǎng)的時(shí)間段的情況下，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。
本發(fā)明的第一方面涉及一種內(nèi)燃機(jī)用的排氣控制系統(tǒng)，該排氣控制系統(tǒng)包括用來(lái)捕獲從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體中的顆粒物的過(guò)濾器，該過(guò)濾器被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)用的排氣通道中，且由內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩決定的整個(gè)范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)包括第一運(yùn)行狀態(tài)范圍，在該范圍內(nèi)，從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體溫度較低，且由所述過(guò)濾器捕獲的顆粒物未被氧化，而且如果未執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，則沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量增加；以及第二運(yùn)行狀態(tài)范圍，在該范圍內(nèi)，從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體溫度較高，且由所述過(guò)濾器捕獲的顆粒物被氧化，而且即使未執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量也會(huì)減小。該排氣控制系統(tǒng)包括過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置，其用來(lái)執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，從而恢復(fù)所述過(guò)濾器的捕獲能力，其中該恢復(fù)過(guò)程通過(guò)強(qiáng)制地氧化顆粒物而去除由過(guò)濾器捕獲的顆粒物；以及沉積量檢測(cè)裝置，其用來(lái)檢測(cè)由過(guò)濾器捕獲并沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量。
在本發(fā)明的第一方面中，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第一運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)沉積在過(guò)濾器中且由沉積量檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的顆粒物的量等于或大于預(yù)定量時(shí)，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置可以執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程；且在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的持續(xù)屬于時(shí)間段變?yōu)榈扔诨虼笥谝活A(yù)定時(shí)間段時(shí)，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置可以執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程。采用這樣的設(shè)置，可以減小顆粒物在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍之后可能會(huì)持續(xù)保留在過(guò)濾器中的可能性；以及顆粒物的氧化可能會(huì)變得不充分、或是可能會(huì)沉積結(jié)塊灰的可能性。
在涉及本發(fā)明第一方面的方面中，預(yù)定時(shí)間段可以基于沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量而決定，顆粒物的量由在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍時(shí)的沉積量檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)。
即使在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，如上所述，當(dāng)由過(guò)濾器捕獲的顆粒物長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)保留在過(guò)濾器中時(shí)，顆粒物的氧化可能會(huì)變得不充分，或者可能會(huì)沉積結(jié)塊灰。在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍時(shí)，直到情況出現(xiàn)為止的持續(xù)屬于時(shí)間段基于沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量改變。更具體地說(shuō)，由于當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍時(shí)，沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量變得較多，因此直到顆粒物的氧化為止的時(shí)間段變得并不充分，或是直到結(jié)塊灰沉積為止的時(shí)間段變得較短。
從而，在涉及本發(fā)明第一方面的方面中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍時(shí)，沉積量檢測(cè)裝置檢測(cè)沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量，并且當(dāng)已經(jīng)過(guò)持續(xù)屬于時(shí)間段時(shí)，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，其中，從內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍起，該持續(xù)屬于時(shí)間段與沉積顆粒物的量相對(duì)應(yīng)。
在根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程的例子中，進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的空氣量減小，且排氣溫度增大，從而氧化并去除了沉積在過(guò)濾器中的顆粒物。在這個(gè)例子中，由于在恢復(fù)過(guò)程期間，進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的空氣量減小，因此車輛的駕駛性能可能會(huì)受到影響。
根據(jù)本發(fā)明，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，恢復(fù)過(guò)程能夠在最佳時(shí)間執(zhí)行。結(jié)果，可以降低過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)不必要地提前執(zhí)行的可能性；和因此進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的空氣量減小增大次數(shù)的可能性；以及車輛的駕駛性能受到影響的可能性。類似地，可以降低恢復(fù)過(guò)程執(zhí)行時(shí)間被延遲的可能性；以及因此部分顆粒物的氧化變得不充分、或是結(jié)塊灰沉積的可能性。
在本發(fā)明的第一方面中，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)前一恢復(fù)過(guò)程之后的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)期間的累積時(shí)間段完成時(shí)，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置可執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程。
采用這樣的設(shè)置，即使在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)由于改變而交替屬于第一運(yùn)行狀態(tài)范圍和第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)期間的累積時(shí)間段變得等于或大于預(yù)定時(shí)間段時(shí)，執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程。因此，可以降低顆粒物長(zhǎng)時(shí)間保留在過(guò)濾器中的可能性以及顆粒物的氧化變得不充分、或是結(jié)塊灰沉積的可能性。
本發(fā)明的第二方面涉及一種用來(lái)恢復(fù)內(nèi)燃機(jī)用的排氣控制系統(tǒng)的過(guò)濾器的方法，該排氣控制系統(tǒng)包括過(guò)濾器，用來(lái)捕獲從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體的顆粒物，該過(guò)濾器被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)用的排氣通道中；過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置，用來(lái)執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，以便于恢復(fù)所述過(guò)濾器的捕獲能力，其中該恢復(fù)過(guò)程通過(guò)強(qiáng)制地氧化顆粒物而去除被過(guò)濾器捕獲的顆粒物；以及沉積量檢測(cè)裝置，用來(lái)檢測(cè)由過(guò)濾器捕獲并沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量，且在內(nèi)燃機(jī)中，由內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩決定的整個(gè)范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)包括第一運(yùn)行狀態(tài)范圍，在該范圍內(nèi)，從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體溫度較低，且由所述過(guò)濾器捕獲的顆粒物未被氧化，而且如果恢復(fù)過(guò)程未被執(zhí)行，則沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量增加；以及第二運(yùn)行狀態(tài)范圍，在該范圍內(nèi)，從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體溫度較高，且由所述過(guò)濾器捕獲的顆粒物被氧化，而且即使未執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量也會(huì)減小。該用于恢復(fù)過(guò)濾器的方法包括以下步驟在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第一運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，通過(guò)使用所述沉積量檢測(cè)裝置檢測(cè)沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量；以及在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第一運(yùn)行狀態(tài)范圍內(nèi)的情況下，當(dāng)沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的檢測(cè)量變?yōu)榈扔诨虼笥谝活A(yù)定量時(shí)，通過(guò)使用所述過(guò)濾器恢復(fù)裝置而執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程。
在本發(fā)明的第二方面中，該用于恢復(fù)過(guò)濾器的方法還包括在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的持續(xù)屬于時(shí)間段變?yōu)榈扔诨虼笥谝活A(yù)定時(shí)間段時(shí)，通過(guò)使用所述過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置而執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程的步驟。
在涉及本發(fā)明的第二方面的方面中，該用于恢復(fù)過(guò)濾器的方法還包括在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)前一恢復(fù)過(guò)程之后的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的累積時(shí)間段完成時(shí)，執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程的步驟。
在本發(fā)明的第一和第二方面中，可以降低顆粒物長(zhǎng)時(shí)間保留在過(guò)濾器中的可能性以及因此顆粒物的氧化變得不充分的可能性，或是顆粒物被氧化之后形成相對(duì)較大的結(jié)塊灰以及因此變得難以從過(guò)濾器中去除結(jié)塊灰的可能性。
用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的裝置可以以盡可能多的組合方式使用。


圖1為顯示內(nèi)燃機(jī)以及根據(jù)本發(fā)明的排氣控制系統(tǒng)的示意圖；圖2為顯示根據(jù)第一實(shí)施例的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域與過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域之間關(guān)系的曲線圖；圖3為顯示根據(jù)第一實(shí)施例的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)程序的流程圖；圖4為顯示根據(jù)第二實(shí)施例的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考相應(yīng)

本發(fā)明的示例實(shí)施例。
圖1為顯示內(nèi)燃機(jī)以及根據(jù)本發(fā)明的排氣控制系統(tǒng)的示意圖。圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)為包括四個(gè)氣缸2的多缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)1包括噴油閥3，每個(gè)注油閥3將燃油直接噴入到每個(gè)氣缸2的燃燒室中。每個(gè)噴油閥3都與聚積燃油壓力的壓力聚積腔室(共用導(dǎo)軌)4相連，使得燃油壓力變?yōu)榕c預(yù)定壓力相等。共用導(dǎo)軌4通過(guò)燃油供應(yīng)管5而與燃油泵6相連通。內(nèi)燃機(jī)1包括曲軸位置傳感器11，用來(lái)檢測(cè)作為內(nèi)燃機(jī)1的輸出軸的曲軸(未示出)的轉(zhuǎn)角。
而且，內(nèi)燃機(jī)1和進(jìn)氣支管8相連。進(jìn)氣支管8的上游部分與進(jìn)氣通道9相連。進(jìn)氣通道9包括進(jìn)氣節(jié)氣門10，該進(jìn)氣節(jié)氣門10控制穿過(guò)進(jìn)氣通道9并流入內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量。而且，還在進(jìn)氣通道9的上游設(shè)置了渦輪增壓器15的壓縮機(jī)外殼15a以及中間冷卻器16。中間冷卻器16冷卻由于壓縮機(jī)外殼15a內(nèi)的壓縮而引起溫度增加的進(jìn)入空氣。而且，還在進(jìn)氣通道9的上游設(shè)置了空氣流量計(jì)37。該空氣流量計(jì)37輸出對(duì)應(yīng)于流入進(jìn)氣通道9中的進(jìn)氣量的電信號(hào)。
同時(shí)，排氣支管18與內(nèi)燃機(jī)1相連。排氣支管18與渦輪增壓器15的渦輪外殼15b相連。該渦輪外殼15b與排氣通道19相連。在下游部分，消聲器(未示出)與排氣通道19相連。
在排氣通道19中設(shè)置了捕獲從排出氣體(例如煤煙)中的顆粒物的過(guò)濾器20。
對(duì)于過(guò)濾器20，可以采用例如捕獲含在排出氣體中的顆粒物的壁流式過(guò)濾器，其由多孔的基底材料(porous base material)制成；諸如鉑(Pt)的氧化催化劑支撐在其中的過(guò)濾器；氧化催化劑支撐在其中的過(guò)濾器；以及諸如鉀(K)和銫(Cs)的氮氧化物(NOx)吸附劑支撐在其中的過(guò)濾器。
安裝并構(gòu)造有用于內(nèi)燃機(jī)1的電控單元(以下稱為ECU)35。該ECU35根據(jù)運(yùn)行條件和駕駛員的要求來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)等。
ECU35通過(guò)電線而與曲軸位置傳感器11、空氣流量計(jì)37以及油門位置傳感器33相連接，并從而接收到它們的輸出信號(hào)。油門位置傳感器33輸出對(duì)應(yīng)于油門開(kāi)度的信號(hào)，該油門開(kāi)度與駕駛員所執(zhí)行的油門踏板32的操作相關(guān)聯(lián)。
因此，ECU35能夠檢測(cè)到基于油門位置傳感器33的輸出信號(hào)的內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)矩。類似地，ECU35能夠檢測(cè)到基于曲軸位置傳感器11的輸出信號(hào)的內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速。而且，ECU35通過(guò)電線而與噴油閥3、控制進(jìn)氣量的進(jìn)氣節(jié)氣門10等相連接，這樣ECU35控制噴油閥3、進(jìn)氣節(jié)氣門10等。
而且，ECU35包括CPU、ROM、RAM等。ROM儲(chǔ)存程序及圖譜(map)，其中該圖譜儲(chǔ)存用于執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)1的各種控制的數(shù)據(jù)。儲(chǔ)存在ECU的ROM中的程序的例子包括如下文所述的本實(shí)施例中的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)程序。
以下將說(shuō)明傳統(tǒng)過(guò)濾器20中的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。在過(guò)濾器20中，當(dāng)捕獲的顆粒物的量增加時(shí)，由于過(guò)濾器20的阻塞，因而排出氣體的壓力可能會(huì)增大，而且發(fā)動(dòng)機(jī)性能會(huì)降低。
因此，例如當(dāng)沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量增加時(shí)，進(jìn)氣節(jié)氣門10的開(kāi)度根據(jù)ECU35的命令而減小，且位于過(guò)濾器20的上游側(cè)的排氣溫度增加，從而過(guò)濾器捕獲的顆粒物被氧化并去除。這樣，過(guò)濾器20的排氣控制性能通過(guò)該過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)而被復(fù)原。在這種情況下，過(guò)濾器恢復(fù)裝置被構(gòu)造為包括ECU35以及進(jìn)氣節(jié)氣門10。
在本實(shí)施例中，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)根據(jù)上述方法而執(zhí)行。但是，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)的方法并不局限于上述方法。例如，當(dāng)執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)時(shí)，供油裝置(未示出)可將燃油作為還原劑供給到過(guò)濾器20或設(shè)置在過(guò)濾器20的上游側(cè)的氧化催化劑(未示出)中，從而氧化并去除沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物。在這種情況下，過(guò)濾器恢復(fù)裝置被構(gòu)造為包括ECU35以及燃油供給裝置。
在這種情況下，燃油供給裝置可以是例如噴油閥(未示出)，其被設(shè)置在排氣通道19中，并且把燃油直接噴入排出氣體中。而且，供油裝置可以是噴油閥3，在內(nèi)燃機(jī)的膨脹沖程和排氣沖程期間，該噴油閥3執(zhí)行所謂的輔助噴油(sub-injection)。
已知在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)所屬的整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)范圍內(nèi)，包括過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域和過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域?yàn)檫@樣的運(yùn)行狀態(tài)范圍，其中排氣溫度相對(duì)較低，而且如果過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)不運(yùn)行，則沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量增加。過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?yàn)檫@樣的運(yùn)行狀態(tài)范圍，其中排氣溫度相對(duì)較高，且即使過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)不運(yùn)行，沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量也減小。圖2示出了過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域與過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域之間的關(guān)系。在本實(shí)施例中，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域可被當(dāng)作第一運(yùn)行狀態(tài)范圍，過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域可被當(dāng)作第二運(yùn)行狀態(tài)范圍。
如圖2中所示，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域?yàn)樨?fù)載相對(duì)較低、且排氣溫度相對(duì)較低的運(yùn)行狀態(tài)范圍。因此，在過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域內(nèi)，在大多數(shù)情況下，被過(guò)濾器20捕獲的顆粒物的量大于在過(guò)濾器20內(nèi)被氧化的顆粒物的量。從而，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域時(shí)，沉積在過(guò)濾器20內(nèi)的顆粒物的量逐漸地增加。
過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?yàn)樨?fù)載相對(duì)較高、且排氣溫度較高的運(yùn)行狀態(tài)范圍。因此，在過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域內(nèi)，在大多數(shù)情況下，在過(guò)濾器20內(nèi)被氧化的顆粒物的量大于被過(guò)濾器20捕獲的顆粒物的量。從而，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)，沉積在過(guò)濾器20內(nèi)的顆粒物的量逐漸地減小。在過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)范圍內(nèi)，沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量高速減小。同時(shí)，在過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域中的低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)范圍內(nèi)，沉積在過(guò)濾器20內(nèi)的顆粒物的量低速減小。
上述每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)范圍內(nèi)的趨向?yàn)橥ǔ５内呄?。因此，例如，由于過(guò)濾器20的熱容量而造成過(guò)濾器20的溫度增加延遲、或是其它原因，在緊隨內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域之后的某段期間，被過(guò)濾器20捕獲的顆粒物的量不會(huì)減小。
在傳統(tǒng)的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)中，在內(nèi)燃機(jī)1屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)的情況下，由過(guò)濾器20所捕獲的顆粒物的量聚積，而且當(dāng)捕獲的顆粒物的聚積量變?yōu)榈扔诨虼笥谝活A(yù)定量時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，由過(guò)濾器20捕獲的顆粒物的量的聚積停止。執(zhí)行這樣的控制是因?yàn)檎J(rèn)為即使在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下不執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)，沉積在過(guò)濾器20內(nèi)的顆粒物也會(huì)減小。
但是，即使在過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域中，在排氣溫度相對(duì)較低的范圍內(nèi)，可能會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間氧化沉積在過(guò)濾器中的顆粒物。在這種情況下，由于沉積的顆粒物長(zhǎng)時(shí)間保留在過(guò)濾器20中而不被氧化，因此顆粒物的氧化可能變得不充分，或是結(jié)塊灰可能會(huì)沉積。
在本實(shí)施例中，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下，由過(guò)濾器20所捕獲的顆粒物的量聚積，而且當(dāng)捕獲的顆粒物的聚積量變?yōu)榈扔诨虼笥陬A(yù)定量時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。而且，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域預(yù)定時(shí)間段或更長(zhǎng)的時(shí)間段的情況下，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。
圖3顯示了根據(jù)本實(shí)施例的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)程序。該程序?yàn)閮?chǔ)存在ECU 35的ROM中的程序。在內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)行時(shí)，該程序以預(yù)定的時(shí)間間隔運(yùn)行。
當(dāng)運(yùn)行該程序時(shí)，首先，在步驟S101中檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)。更具體地說(shuō)，ECU35讀取油門位置傳感器33的輸出信號(hào)、以及曲軸位置傳感器11的輸出信號(hào)，從而檢測(cè)出內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
接下來(lái)，在步驟S102中，確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)是否處于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域內(nèi)。在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)處于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域內(nèi)的情況下，程序前進(jìn)到步驟S103。將變量R設(shè)定為0。變量R表示內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域，或是過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域時(shí)，將該變量R設(shè)置為0。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)，將該變量R設(shè)置為1。
盡管在圖3中未示出，但是在過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)程序中，當(dāng)在步驟S102中確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域時(shí)，開(kāi)始或繼續(xù)計(jì)算進(jìn)氣量，以便于估算沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量(所捕獲的顆粒物的聚積量)。當(dāng)在步驟S102中確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)，停止進(jìn)氣量的累積。由于在傳統(tǒng)的例子中也執(zhí)行該過(guò)程，因此在圖3中省略了對(duì)該過(guò)程的說(shuō)明。
接下來(lái)，程序前進(jìn)到步驟S104，并估算沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量(所捕獲的顆粒物的聚積量)。更具體地說(shuō)，由于先前的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)已完成，因而進(jìn)行計(jì)算，以獲得在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域期間的時(shí)間段內(nèi)累積的進(jìn)氣量。從而，估算出沉積的顆粒物的量。也就是說(shuō)，由于ECU35讀取空氣流量計(jì)37的輸出信號(hào)，因此檢測(cè)到目前的進(jìn)氣量。由于進(jìn)氣量在ECU35中累積，因而獲得了累積的進(jìn)氣量。對(duì)應(yīng)于累積進(jìn)氣量的沉積顆粒物的量是從儲(chǔ)存累積進(jìn)氣量和顆粒物量之間關(guān)系的圖譜中讀出的。該圖譜提前通過(guò)若干實(shí)驗(yàn)而制出。從而，估算出沉積顆粒物的量。在本實(shí)施例中，沉積量檢測(cè)裝置被構(gòu)造為包括ECU35和空氣流量計(jì)37。
本發(fā)明不限于上述估算沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量的方法。例如，沉積顆粒物的量可基于累積的噴油量、車輛行駛距離等估算出，代替累積的進(jìn)氣量。而且，可以在排氣系統(tǒng)中的過(guò)濾器20的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置若干排氣壓力傳感器(未示出)。沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量可以基于由這兩個(gè)排氣壓力傳感器所檢測(cè)到的排氣壓力之間的差來(lái)估算。
而后，在步驟S105中，確定在步驟S104中估算出的沉積顆粒物的量是否等于或大于S0。S0為沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量，該量提前通過(guò)若干實(shí)驗(yàn)而得到。如果沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量等于或大于S0，則確定排氣壓力由于過(guò)濾器的阻塞而可能會(huì)增大、且發(fā)動(dòng)機(jī)性能可能會(huì)降低。當(dāng)在步驟S105中確定沉積顆粒物的量等于或大于S0時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S106。在步驟S106中，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。而后，程序結(jié)束。
接下來(lái)，當(dāng)在步驟S102中確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)不屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域時(shí)，則可以確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。因此，程序前進(jìn)到步驟S107。在步驟S107中，確定變量R的值是否為0。當(dāng)確定變量R的值為0時(shí)，則確定執(zhí)行前一程序時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域。因此程序前進(jìn)到步驟S112，并且將變量R設(shè)定為1。而后，程序前進(jìn)到步驟S113，將過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t設(shè)定為0，從而重設(shè)計(jì)時(shí)器。過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t表示內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的時(shí)間段。而后，在步驟S114中，計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。也就是說(shuō)，對(duì)過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的時(shí)間段t的計(jì)時(shí)開(kāi)始。
之后，程序前進(jìn)到步驟S115，并且將變量PM設(shè)定為0。該變量PM在從內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域直到執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)的時(shí)間段中被設(shè)定為0。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域、且已經(jīng)執(zhí)行了過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)時(shí)，變量PM被設(shè)定為1。在步驟S115中的過(guò)程執(zhí)行后，程序結(jié)束。
在步驟S107中，當(dāng)確定變量R的值為1時(shí)，則可以確定前一程序執(zhí)行時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。因此，程序前進(jìn)到步驟S108。在步驟S108中，確定變量PM的值是否為0。當(dāng)確定PM的值為1時(shí)，則可以確定在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)已經(jīng)執(zhí)行過(guò)一次。因此，程序結(jié)束。也就是說(shuō)，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，如果過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)被執(zhí)行過(guò)一次，則沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物被強(qiáng)制地氧化并去除。在這種情況下，即使之后內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域，顆粒物也不會(huì)在過(guò)濾器20中沉積。因此，可以認(rèn)為，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，執(zhí)行一次濾器強(qiáng)制恢復(fù)是足夠的。
同時(shí)，在步驟S108中，當(dāng)確定變量PM的值為0時(shí)，則確定從內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域起，還沒(méi)有執(zhí)行過(guò)過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。在這種情況下，程序前進(jìn)到步驟S109。
在步驟S109中，確定過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段是否等于或大于T0。T0為提前通過(guò)若干實(shí)驗(yàn)而得到的時(shí)間段。如果即使在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，顆粒物也在過(guò)濾器20中持續(xù)保留T0或更長(zhǎng)的時(shí)間段，則顆粒物的氧化可能變得不充分，或是結(jié)塊灰可能沉積。當(dāng)確定過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t等于或大于T0時(shí)，則確定需要執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。因此，程序前進(jìn)到步驟S110，并且在步驟S110中執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。這樣，即使在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物也會(huì)被強(qiáng)制地氧化并去除。
在步驟S110中的過(guò)程完成之后，在步驟S111中將變量PM設(shè)定為1，而后程序結(jié)束。當(dāng)確定過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t小于T0時(shí)，即使內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域，也可以確定顆粒物的氧化變得不充分，或是結(jié)塊灰沉積的可能性很小。因此，程序結(jié)束。
如上所述，在本實(shí)施例中，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下，進(jìn)氣量累積，并且基于累積的進(jìn)氣量而估算出沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量。當(dāng)顆粒物的聚積量等于或大于S0時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，由于沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量減小，因而基本上停止累積進(jìn)氣量。但是，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域T0或更長(zhǎng)的時(shí)間段時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。從而，可以降低顆粒物長(zhǎng)時(shí)間殘留在過(guò)濾器20中而未被氧化且因此顆粒物的氧化變得不充分或是結(jié)塊灰沉積的可能性。
在本實(shí)施例中，在步驟S109中采用的T0為通過(guò)若干實(shí)驗(yàn)而提前得到的常數(shù)值。但是，T0的值可以根據(jù)前一程序期間執(zhí)行步驟104時(shí)所估算出的沉積的顆粒量而改變。這是因?yàn)樵陬w粒物持續(xù)保留在過(guò)濾器20中的情況下，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)，直到顆粒物的氧化變得不充分、或是結(jié)塊灰沉積為止的時(shí)間段基于沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量而改變。
更具體地說(shuō)，制出圖譜，用來(lái)確定當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量與T0的值之間的關(guān)系。在步驟S109中，從圖譜中讀出對(duì)應(yīng)于在前一程序的過(guò)程中執(zhí)行步驟104時(shí)所估算出的沉積的顆粒物的量的T0值，并且將T0值與過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t進(jìn)行比較。從而，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)，可以在經(jīng)過(guò)更準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)于沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量的時(shí)間段后而執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。
結(jié)果，可以降低過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)不必要地提前執(zhí)行的可能性；和因此進(jìn)氣節(jié)氣門10的開(kāi)度可能會(huì)減小增加次數(shù)的可能性；以及車輛駕駛性能受到影響的可能性，或者是過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)執(zhí)行的時(shí)間被延遲、以及因此部分顆粒物的氧化變得不充分或結(jié)塊灰沉積的可能性。
接下來(lái)，將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。由于該實(shí)施例中內(nèi)燃機(jī)1的硬件構(gòu)造與第一實(shí)施例中硬件構(gòu)造相同，因此省略了對(duì)它們的說(shuō)明。
在第二實(shí)施例中，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下，估算出沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量，而且類似于第一實(shí)施例，當(dāng)沉積顆粒物的量變得大于預(yù)定量時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。同時(shí)，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，當(dāng)在前一過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)完成后內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域期間的累積時(shí)間段變得等于或大于預(yù)定時(shí)間段時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。以下將說(shuō)明該控制。
圖4顯示了根據(jù)第二實(shí)施例的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)程序。該程序?yàn)閮?chǔ)存在ECU35的ROM中的程序。在內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)行的同時(shí)，該程序以預(yù)定的時(shí)間間隔執(zhí)行。
當(dāng)該程序執(zhí)行時(shí)，類似于根據(jù)上述的第一實(shí)施例的控制，在步驟S201中，檢測(cè)出內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)。在步驟S202中，確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)是否屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域。當(dāng)確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S203。在步驟S203中，當(dāng)計(jì)時(shí)繼續(xù)時(shí)，停止計(jì)時(shí)。如以下將說(shuō)明的，執(zhí)行計(jì)時(shí)，以便于對(duì)在該程序中在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域期間的累積時(shí)間段進(jìn)行計(jì)時(shí)。因此，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域時(shí)，停止計(jì)時(shí)。
盡管在圖4中未示出，但是在過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)程序中，當(dāng)在步驟S202中確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域時(shí)，則進(jìn)氣量的累積開(kāi)始或繼續(xù)。當(dāng)在步驟S202中確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)，則停止進(jìn)氣量的累積。由于即使在傳統(tǒng)例子中也執(zhí)行這些過(guò)程，因此在圖4中省略了這些過(guò)程的說(shuō)明。
接下來(lái)，在步驟S204至S207中，執(zhí)行與第一實(shí)施例中S103至S106的相同的過(guò)程。由于已經(jīng)詳細(xì)描述了這些過(guò)程，因此此處省略了它們的說(shuō)明。過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)在步驟S207中執(zhí)行之后，程序前進(jìn)到步驟S208。在步驟S208中，將過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t設(shè)定為0，并且重設(shè)時(shí)間計(jì)數(shù)。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，由于在過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)執(zhí)行之后，對(duì)在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域期間的累積時(shí)間段進(jìn)行計(jì)時(shí)，因此當(dāng)執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)時(shí)，重設(shè)時(shí)間計(jì)數(shù)。在步驟S208的過(guò)程完成后，程序結(jié)束。類似于第一實(shí)施例中的步驟S105，當(dāng)在步驟S206中確定沉積的顆粒物的量小于S0時(shí)，程序結(jié)束。
當(dāng)在步驟S202中確定內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S209。在步驟S209中，確定變量R是否為0。該變量R與第一實(shí)施例中的步驟S107中所使用的變量R相同。當(dāng)確定變量R為0時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S210。在步驟S210中，計(jì)時(shí)開(kāi)始或重新開(kāi)始。也就是說(shuō)，當(dāng)在步驟S209中確定變量R為0時(shí)，認(rèn)為前一程序執(zhí)行時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域，且內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)在從前一程序完成起到目前程序開(kāi)始期間的時(shí)間段開(kāi)始屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。因此，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域期間的累積時(shí)間段開(kāi)始計(jì)時(shí)或是重新開(kāi)始計(jì)時(shí)。
接下來(lái)，在步驟S211中，將變量R設(shè)定為1。這樣，變量R的值表示內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。而后，程序前進(jìn)到步驟S212。在步驟S212中，確定過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t是否等于或大于T1。T1為通過(guò)若干實(shí)驗(yàn)而提前得到的時(shí)間段。如果在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域期間的累積時(shí)間段為T1或大于T1，則顆粒物的氧化可能變得不充分或是結(jié)塊灰可能會(huì)沉積。
因此，當(dāng)在步驟S212中確定過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t等于或大于T1時(shí)，確定如果不執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)，則沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的氧化可能變得不充分，或者結(jié)塊灰可能會(huì)沉積。因此，程序前進(jìn)到步驟S213，并且在步驟S213中執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。
在步驟S213中的過(guò)程完成后，將過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間段t設(shè)定為0，且類似于步驟S208，在步驟S214中重設(shè)計(jì)時(shí)器。而后，程序結(jié)束。當(dāng)在步驟S212中確定過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域?qū)儆跁r(shí)間周期t小于T1時(shí)，則確定不需要執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。因此，程序結(jié)束。
當(dāng)在步驟S209中確定變量R的值為1時(shí)，則確定前一程序執(zhí)行時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)已經(jīng)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。因此，跳過(guò)開(kāi)始計(jì)時(shí)的過(guò)程以及將變量R設(shè)定為1的過(guò)程，且程序前進(jìn)到步驟S212。
如上所述，在本實(shí)施例中，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下，進(jìn)氣量累積，并且基于累積的進(jìn)氣量來(lái)估算出沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量。當(dāng)沉積的顆粒物的量等于或大于S0時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，由于沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量減小，因而進(jìn)氣量的累積基本上停止。但是，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域期間的累積時(shí)間段等于或大于T1，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)。這樣，可以降低顆粒物長(zhǎng)時(shí)間保留在過(guò)濾器20中而未被氧化、且因此顆粒物的氧化變得不充分或是結(jié)塊灰沉積的可能性。
在本實(shí)施例中，在步驟S212中所采用的T1為通過(guò)若干實(shí)驗(yàn)而提前得到的常數(shù)值。但是，T1的值可根據(jù)前一程序期間執(zhí)行步驟205時(shí)所估算出的沉積的顆粒量而改變，原因與第一實(shí)施例中所述的原因相同。
在上述的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)執(zhí)行的時(shí)間不同于在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)執(zhí)行的時(shí)間。但是，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器被動(dòng)恢復(fù)區(qū)域的情況下，過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)的運(yùn)行與在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下的過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)的運(yùn)行相同。也就是說(shuō)，在這兩種情況下，當(dāng)通過(guò)減小進(jìn)氣節(jié)氣門10的開(kāi)度而增加排氣溫度、從而使得沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物被氧化并去除時(shí)，排氣溫度被設(shè)定為相同的值，而且排氣溫度在相同的時(shí)間段期間增大。
但是，在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，即使過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)不執(zhí)行，也會(huì)減小沉積在過(guò)濾器20中的顆粒物的量。因此，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)時(shí)，與當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)時(shí)相比，排氣溫度可以設(shè)定為較低值。類似地，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)時(shí)，與當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)時(shí)相比，排氣溫度在較短的時(shí)間段內(nèi)增大。從而，還可以降低由過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)中的進(jìn)氣節(jié)氣門10的開(kāi)度減小而影響車輛駕駛性能的可能性。
在上述的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)1的整個(gè)范圍的運(yùn)行狀態(tài)被分為兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)范圍，這兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)范圍是顆粒物強(qiáng)制去除區(qū)域和過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域。但是，本發(fā)明不限于這種情況。例如，在內(nèi)燃機(jī)1的整個(gè)范圍的運(yùn)行狀態(tài)被分為三個(gè)或三個(gè)以上的運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，本發(fā)明能夠適用于與過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域和過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)范圍。
此外，在第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，本發(fā)明適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。但是本發(fā)明能夠適用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣控制系統(tǒng)，包括用來(lái)捕獲從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中的顆粒物的過(guò)濾器，該過(guò)濾器被設(shè)在用于內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，且在內(nèi)燃機(jī)中，由內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩決定的整個(gè)范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)包括第一運(yùn)行狀態(tài)范圍，在該范圍內(nèi)從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體溫度較低，且被所述過(guò)濾器捕獲的顆粒物未被氧化，而且如果未執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，則沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量將會(huì)增加；以及第二運(yùn)行狀態(tài)范圍，在該范圍內(nèi)從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體溫度較高，且被所述過(guò)濾器捕獲的顆粒物被氧化，而且即使未執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量也會(huì)減小，其特征在于，該排氣控制系統(tǒng)包括過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置，用來(lái)執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程從而恢復(fù)所述過(guò)濾器的捕獲能力，其中該恢復(fù)過(guò)程通過(guò)強(qiáng)制地氧化顆粒物而去除被過(guò)濾器捕獲的顆粒物；以及沉積量檢測(cè)裝置，用來(lái)檢測(cè)被過(guò)濾器捕獲并沉積在該過(guò)濾器中的顆粒物的量，其中在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第一運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)沉積在過(guò)濾器中且由沉積量檢測(cè)裝置檢測(cè)到的顆粒物的量變得等于或大于一預(yù)定量時(shí)，所述過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程；且在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，基于在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的持續(xù)屬于時(shí)間段，所述過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的排氣控制系統(tǒng)，其中，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的持續(xù)屬于時(shí)間段變?yōu)榈扔诨虼笥谝活A(yù)定時(shí)間段時(shí)，所述過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的排氣控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍時(shí)，基于由所述沉積量檢測(cè)裝置所檢測(cè)到沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量來(lái)決定所述預(yù)定時(shí)間段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的排氣控制系統(tǒng)，其中，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)前一恢復(fù)過(guò)程之后內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的累積時(shí)間段完成時(shí)，所述過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程。
5.一種用來(lái)恢復(fù)內(nèi)燃機(jī)用的排氣控制系統(tǒng)的過(guò)濾器的方法，該排氣控制系統(tǒng)包括過(guò)濾器，用來(lái)捕獲從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體中的顆粒物，該過(guò)濾器被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中；過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置，用來(lái)執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，從而恢復(fù)所述過(guò)濾器的吸收能力，其中該恢復(fù)過(guò)程通過(guò)強(qiáng)制地氧化顆粒物而去除由過(guò)濾器捕獲的顆粒物；以及沉積量檢測(cè)裝置，用來(lái)檢測(cè)由過(guò)濾器捕獲并沉積在過(guò)濾器中的顆粒物的量，且在內(nèi)燃機(jī)中，由內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩決定的整個(gè)范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)包括第一運(yùn)行狀態(tài)范圍，在該范圍內(nèi)，從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體溫度較低，且由所述過(guò)濾器捕獲的顆粒物未被氧化，而且如果未執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，則沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量將會(huì)增加；以及第二運(yùn)行狀態(tài)范圍，在該范圍內(nèi)，從內(nèi)燃機(jī)排出的氣體溫度較高，且由所述過(guò)濾器捕獲的顆粒物被氧化，而且即使未執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程，沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量也會(huì)減小，其特征在于，該方法包括以下步驟在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第一運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，通過(guò)使用所述沉積量檢測(cè)裝置，檢測(cè)沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量；在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第一運(yùn)行狀態(tài)范圍內(nèi)的情況下，當(dāng)檢測(cè)到的沉積在所述過(guò)濾器中的顆粒物的量變成等于或大于一預(yù)定量時(shí)，通過(guò)使用所述過(guò)濾器恢復(fù)裝置而執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程；在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍內(nèi)的情況下，基于在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的持續(xù)屬于時(shí)間段，通過(guò)使用所述過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置而執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的用于恢復(fù)過(guò)濾器的方法，其中還包括在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的持續(xù)屬于時(shí)間段變?yōu)榈扔诨虼笥谝活A(yù)定時(shí)間段時(shí)，通過(guò)使用所述過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)裝置而執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的用于恢復(fù)過(guò)濾器的方法，其中還包括在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍的情況下，當(dāng)前一恢復(fù)過(guò)程之后內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)屬于第二運(yùn)行狀態(tài)范圍期間的累積時(shí)間段完成時(shí)，執(zhí)行恢復(fù)過(guò)程的步驟。
全文摘要
在內(nèi)燃機(jī)(1)的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)區(qū)域的情況下，當(dāng)沉積在過(guò)濾器(20)中的顆粒物的量變得等于或大于預(yù)定量時(shí)(S0)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)(S106)。在內(nèi)燃機(jī)(1)的運(yùn)行狀態(tài)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域的情況下，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)(1)的運(yùn)行狀態(tài)持續(xù)屬于過(guò)濾器連續(xù)恢復(fù)區(qū)域預(yù)定時(shí)間(T0)或更長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)，執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制恢復(fù)(S110)。
文檔編號(hào)F02D41/02GK1894491SQ200480037652
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月17日
發(fā)明者富永浩之 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社