專利名稱：廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)，在伴隨
著連續(xù)再生型DPF裝置或NOx凈化裝置等的廢氣凈化裝置的多次噴射(multi injection)而進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時，能夠防止發(fā)生力矩撞擊(torqueshock)，同時能夠減少多次噴射控制用的數(shù)據(jù)映射(data map)的網(wǎng)格(mesh)數(shù)和/或數(shù)據(jù)映射數(shù)以使控制用數(shù)據(jù)簡化。
背景技術(shù)：
與NOx、 CO和HC等一起，對于從柴油發(fā)動機(jī)排出的粒狀物質(zhì)(particulate matter:以下稱為PM)的排出量的限制，年年都在加強(qiáng)。通過被稱為柴油微粒過濾器(Diesel Particulate Filter:以下稱為DPF)的過濾器來捕集該P(yáng)M,降低向外部排出的PM的量的技術(shù)正在研發(fā)中。其中，存在有擔(dān)載著催化劑的連續(xù)再生型DPF裝置。
該連續(xù)再生型DPF裝置包括從上游側(cè)依次配置了擔(dān)載著氧化催化劑的氧化催化劑裝置和DPF裝置的廢氣凈化裝置，或者配置了擔(dān)載著氧化催化劑的DPF裝置的廢氣凈化裝置等。在該裝置中，當(dāng)流入過濾器的廢氣的溫度大于或等于大約35(TC時，過濾器所捕集的PM連續(xù)燃燒而被凈化，過濾器進(jìn)行自我再生。但是，在廢氣的溫度低的情況下，因催化劑的溫度下降而氧化催化劑為非活性化，不會促進(jìn)氧化反應(yīng)，很難氧化PM從而使過濾器自我再生。因此，由于PM向過濾器的堆積而導(dǎo)致堵塞，從而產(chǎn)生了由堵塞所導(dǎo)致的排壓上升的問題。
因此，在過濾器的堵塞超過規(guī)定的量時，在配置于過濾器的上游側(cè)的氧化催化劑和/或在過濾器上擔(dān)載的氧化催化劑的作用下，使因缸內(nèi)(筒內(nèi))的補(bǔ)充噴射(PostInjection)(后噴射)等而向廢氣中供給的HC (炭化氫)燃燒。由此，利用該燃燒熱，使過濾器入口和過濾器表面的廢氣的溫度上升。通過該高溫的廢氣，使過濾器升溫至在過濾器中蓄積的PM可燃燒的溫度以上，從而燃燒除去PM。
此時，若氧化催化劑處于活性溫度以下，則HC不會被氧化，會變成白煙并排出。因此，例如，如日本的特開2004-353529號公報中所記載的，在該情況下，通過缸內(nèi)噴射進(jìn)行多次噴射(延遲多級噴射)以使廢氣的溫度上升，在使氧化催化劑變?yōu)榇笥诨虻扔诨钚詼囟戎?，進(jìn)行補(bǔ)充噴射。通過該多次噴射而使廢氣升溫，從而能夠防止白煙的排出，并且能夠使DPF入口溫度上升。
然而，在多次噴射控制中，由于多次噴射由引燃噴射(pilot injection)、預(yù)噴射(pre injection)、主噴身寸(main injection)、延遲噴身寸(after injection)等各階段構(gòu)成，因此，需要該各階段的噴射的噴射量和噴射時刻(injectiontiming)等噴射控制用數(shù)據(jù)。因此，會產(chǎn)生這些噴射控制用數(shù)據(jù)的數(shù)量顯著增加，制作該噴射控制用數(shù)據(jù)的工時和在控制時的計算量、計算時間等都增加的問題。因此，需要將噴射控制用數(shù)據(jù)的基本映射(basem叩)的網(wǎng)格數(shù)(區(qū)分?jǐn)?shù))和環(huán)境修正用等的數(shù)據(jù)映射數(shù)減少，從而使控制簡化的技術(shù)。
對此，本發(fā)明者們知道了，在發(fā)動機(jī)處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，從排氣歧管排出的廢氣溫度上升，從而想到了如下的內(nèi)容。在強(qiáng)制再生控制中，由于在發(fā)動機(jī)處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，即使不進(jìn)行多次噴射，由于通常的運(yùn)轉(zhuǎn)也使廢氣溫度升高，因此不需要勉強(qiáng)進(jìn)行多次噴射。因此，在該高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，停止多次噴射而進(jìn)行通常噴射，從而在多次噴射的噴射控制用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)映射中，高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的部分能夠被通常運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)映射所代替。由此，不需要該高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的多次噴射的噴射控制用數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制用數(shù)據(jù)的減少。
即，在進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時進(jìn)入高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或正在進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時轉(zhuǎn)換為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，通過停止多次噴射并切換為通常噴射的控制，從而可以不進(jìn)行在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的多次噴射控制，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)控制性的提高。另外，即使從排氣歧管排出的廢氣溫度上升某種程度，有時使氧化催化劑的下流側(cè)的過濾器入口溫度升溫需要時間，因此即使進(jìn)入高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，有時需要繼續(xù)進(jìn)行廢氣升溫控制。
然而，由于有時在行駛中或停車作業(yè)中也進(jìn)行強(qiáng)制再生控制，因此在強(qiáng)制再生控制進(jìn)行時的發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不是一定的。在廢氣升溫控制中，
6運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)包括需要進(jìn)行多次噴射的低、中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況、不需進(jìn)行多次噴射的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況、在前兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時的情況等。若在上述轉(zhuǎn)換是從多次噴射切換為通常噴射或者是相反方向的切換，由于在多次噴射和通常噴射中的扭矩的產(chǎn)生量不同，而且又是處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此會產(chǎn)生這樣的問題，即，因切換時發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的扭矩發(fā)生大的變動而產(chǎn)生力矩撞擊。
另一方面，作為一般的力矩撞擊的對策的一種，例如，如日本的特開
2003-201899號公報所記載的，提案了在進(jìn)行低發(fā)熱率引燃噴射和主噴射模式(第1噴射模式)與除此以外的通常噴射模式(第2噴射模式)之間的燃料噴射模式的切換時，對燃料噴射量的目標(biāo)值的變化量進(jìn)行規(guī)定的退火控制的壓縮著火式內(nèi)燃機(jī)。然而，該一般進(jìn)行的退火控制是隨著時間的緩慢的變化，從當(dāng)前的噴射量和噴射時刻等控制目標(biāo)量逐漸向新的控制目標(biāo)量變化的控制，所以不能在數(shù)量上減少用于確定控制目標(biāo)值的控制用數(shù)據(jù)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-353529號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-201899號公報(權(quán)利要求3，第16列)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的問題而作出的，其目的在于，提供一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)，在連續(xù)再生型DPF或NOx凈化裝置等的廢氣凈化裝置的強(qiáng)制再生控制中，既能夠避免產(chǎn)生力矩撞擊即所產(chǎn)生的扭矩的急劇變動的情況，又能夠減少多次噴射控制用的數(shù)據(jù)映射的網(wǎng)格數(shù)和/或數(shù)據(jù)映射數(shù)等的噴射控制用數(shù)據(jù)數(shù)。在用于達(dá)成上述目的的廢氣凈化方法中，該廢氣凈化系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上，具備在上游側(cè)設(shè)有擔(dān)載著氧化催化劑的氧化催化劑裝置的廢氣凈化裝置，或者，擔(dān)載著氧化催化劑的廢氣凈化裝置；以及進(jìn)行用于恢復(fù)上述廢氣凈化裝置的凈化能力的強(qiáng)制再生控制的控制裝置，該控制裝置在進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時，為了使排氣溫度升溫而進(jìn)行多次噴射控制，該廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法的特征在于，當(dāng)進(jìn)行上述強(qiáng)制再生控制時，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，進(jìn)行停止了多次噴射的通常噴射控制，并且對應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，將控制用的區(qū)域區(qū)分為多次噴射控制區(qū)域、過渡區(qū)域和通常噴射控制區(qū)域，在該過渡區(qū)域內(nèi)，使用噴射控制用數(shù)據(jù)來進(jìn)行缸內(nèi)燃料噴射，所述噴射控制用數(shù)據(jù)是通過對多次噴射控制區(qū)域側(cè)的多次噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)和通常噴射控制區(qū)域側(cè)的通常噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算而得到的。
另外，在上述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，在上述過渡區(qū)域的內(nèi)插運(yùn)算中，假設(shè)存在i-l 1 (i， I為正數(shù))個噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)的情況下，以內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是Nem時的負(fù)荷Qm為基礎(chǔ)，當(dāng)將在該轉(zhuǎn)速Nem時在多次噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷設(shè)為Qml，將噴射控制用數(shù)據(jù)設(shè)為Fml
(i)，將在該轉(zhuǎn)速Nem時在通常噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷設(shè)為QnI，將噴射控制用數(shù)據(jù)設(shè)為Fnl (i)時，將通過Ft (i) = ( (Qnl—Qt) XFml(i) + (Qt—Qml) XFnl (i) ) / (Qnl —Qml)計算出的噴射控制用數(shù)據(jù)Ft (i)作為上述過渡區(qū)域內(nèi)的噴射控制用數(shù)據(jù)F (0 。
此外，在上述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，采用在各缸的1個周期中所噴射的各個階段的噴射的噴射量和噴射時刻這兩者中的其一或兩者，作為上述過渡區(qū)域的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。作為上述各階段包括引燃噴射、預(yù)噴射、主噴射、延遲噴射等。
此外，在上述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，其特征在于，使用各缸在1個周期中噴射的總?cè)剂蠂娚淞縼泶嫔鲜鲐?fù)荷。
該高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，是指負(fù)荷比較大，從缸排出的廢氣的溫度即排氣溫度比規(guī)定的溫度高的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過控制，能夠使該高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變?yōu)橄率鲞\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，即作為內(nèi)燃機(jī)要求的發(fā)動機(jī)輸出功率的負(fù)荷，大于或等于按照內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速而確定的規(guī)定負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。該規(guī)定負(fù)荷能夠通過實(shí)驗(yàn)和計算等來預(yù)先設(shè)定，輸入并存儲至控制裝置中。
而且，能夠通過參照基于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的數(shù)據(jù)映射，來判斷是否處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。另外，可以代替負(fù)荷，也能夠使用為了輸出來自油門傳感器的輸出功率、被要求的發(fā)動機(jī)輸出功率而需要的燃料噴射量、向缸內(nèi)噴射的總?cè)剂蠂娚淞康?。這些噴射量是各缸在1個周期中噴射的量。
根據(jù)上述的控制方法，在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，由于從內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管排出的廢氣溫度上升，為了催化劑、廢氣凈化裝置的溫度上升或溫度維持，不需要進(jìn)行用于提升廢氣溫度的多次噴射，考慮到這些，在進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)入到高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，進(jìn)行停止多次噴射控制并轉(zhuǎn)換為通常噴射控制的控制。由此，在多次噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)映射中，能夠用迸行通常噴射控制的通常運(yùn)轉(zhuǎn)(非強(qiáng)制再生控制的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))的數(shù)據(jù)映射等的噴射控制用數(shù)據(jù)來代替高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的部分。因此，不需要多次噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)映射等的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的部分。因此，能夠減少用于多次噴射控制的數(shù)據(jù)映射的網(wǎng)格數(shù)等，此外，還能夠減少環(huán)境修正用等的數(shù)據(jù)映射等的數(shù)量。另外，在該環(huán)境修正用的數(shù)據(jù)映射中，還有與大氣溫度、大氣壓、發(fā)動機(jī)水溫、其他輔助類的運(yùn)行狀況等有關(guān)的數(shù)據(jù)。
此外，在上述的控制方法中，對應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷，在多次噴射控制區(qū)域和通常噴射控制區(qū)域之間設(shè)置過渡區(qū)域，所述多次噴射控制區(qū)域是在廢氣溫度低時進(jìn)行用于使廢氣溫度升溫的多次噴射(多級噴射)控制的區(qū)域，所述通常噴射控制區(qū)域是與不需要通過多次噴射控制進(jìn)行升溫的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)的區(qū)域。在強(qiáng)制再生控制中，由于內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷增大，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從多次噴射控制區(qū)域進(jìn)入過渡區(qū)域時，按過渡區(qū)域內(nèi)的位置進(jìn)行加權(quán)，通過對兩區(qū)域的噴射控制用數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算，求出過渡區(qū)域內(nèi)的噴射控制用數(shù)據(jù)。
在該過渡區(qū)域內(nèi)，使用通過內(nèi)插運(yùn)算而得到的噴射控制用數(shù)據(jù)，進(jìn)行缸內(nèi)燃料噴射。由此，隨著負(fù)荷的變化，缸內(nèi)燃料噴射逐漸地順暢地從多次噴射切換到通常噴射，因此能夠避免產(chǎn)生力矩撞擊。與此同時，由于不再需要過渡區(qū)域的噴射控制用數(shù)據(jù)，因此從這一點(diǎn)來說也能夠減少數(shù)據(jù)映射的網(wǎng)格數(shù)以及數(shù)據(jù)映射的數(shù)量等的噴射控制用數(shù)據(jù)的數(shù)量。對于該內(nèi)插運(yùn)算來說，可以使用各種內(nèi)插運(yùn)算方法，但若使用線形內(nèi)插(基于一元方程式的內(nèi)插運(yùn)算)，則內(nèi)插運(yùn)算所需的數(shù)據(jù)數(shù)量少，計算也簡單，容易控制。
此外，用于達(dá)成上述目的的廢氣凈化系統(tǒng)，該廢氣凈化系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上，具備在上游側(cè)設(shè)有擔(dān)載著氧化催化劑的氧化催化劑裝置的廢氣凈化裝置，或者，擔(dān)載著氧化催化劑的廢氣凈化裝置；以及進(jìn)行用
于恢復(fù)上述廢氣凈化裝置的凈化能力的強(qiáng)制再生控制的控制裝置，該控制
9裝置在進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時，為了使排氣溫度升溫而進(jìn)行多次噴射控制，該廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，當(dāng)上述控制裝置進(jìn)行上述強(qiáng)制再生控制時，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，進(jìn)行停止了多次噴射的通常噴射控制，并且對應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，將控制用的區(qū)域區(qū)分為多次噴射控制區(qū)域、過渡區(qū)域和通常噴射控制區(qū)域，在該過渡區(qū)域內(nèi)，使用噴射控制用數(shù)據(jù)來進(jìn)行缸內(nèi)燃料噴射，所述噴射控制用數(shù)據(jù)是通過對多次噴射控制區(qū)域側(cè)的多次噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)和通常噴射控制區(qū)域側(cè)的通常噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算而得到的。
另外，在上述的廢氣凈化系統(tǒng)中，上述控制裝置在上述過渡區(qū)域的內(nèi)插運(yùn)算中，假設(shè)存在i-l I個噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)的情況下，以內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是Nem時的負(fù)荷Qm為基礎(chǔ)，當(dāng)將在該轉(zhuǎn)速是Nem時在多次噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷設(shè)為Qml，將噴射控制用數(shù)據(jù)設(shè)為Fml (i)，將在該轉(zhuǎn)速是Nem在通常噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷設(shè)為Qnl，將噴射控制用數(shù)據(jù)設(shè)為Fnl (i)時，將通過Ft (i) = ( (Qnl—Qt) XFml (i) + (Qt一Qml) XFnl (i) ) / (Qnl —Qml)計算出的噴射控制用數(shù)據(jù)Ft (i)作為上述過渡區(qū)域內(nèi)的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。
此外，在上述的廢氣凈化系統(tǒng)中，上述控制裝置采用在各缸的1個周期中所噴射的各個階段的噴射的噴射量和噴射時刻這兩者中的其一或兩者，作為上述過渡區(qū)域的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。
此外，在上述的廢氣凈化系統(tǒng)中，上述控制裝置使用各缸在1個周期中噴射的總?cè)剂蠂娚淞縼泶嫔鲜鲐?fù)荷。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)的廢氣凈化系統(tǒng)，能夠?qū)嵤┥鲜龅膹U氣凈化方法，從而能夠達(dá)到相同的效果。此外，在該廢氣凈化裝置中，不僅包括連續(xù)再生型DPF，還包括可進(jìn)行相同的強(qiáng)制再生控制的NOx吸附還原型催化劑或NOx直接還原型催化劑等的NOx凈化裝置。另外，本發(fā)明的適用范圍還包括硫中毒的恢復(fù)等的強(qiáng)制再生控制等，因此，還包括不僅具有NOx吸附還原型催化劑、NOx直接還原型催化劑，還具有選擇還原型(SCR)催化劑等的廢氣凈化裝置的硫中毒等的強(qiáng)制再生控制等。只要是進(jìn)行與上述相同的控制的廢氣凈化系統(tǒng)，都在本發(fā)明的適用范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)，在連續(xù)再
10生型DPF裝置和NOx凈化裝置等的廢氣凈化裝置的強(qiáng)制再生控制中，由于能夠在與高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)的通常噴射控制區(qū)域的部分中使用非強(qiáng)制再
生控制的通常運(yùn)轉(zhuǎn)控制的噴射控制用數(shù)據(jù)，因此能夠減少用于多次噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)。
此外，在強(qiáng)制再生控制中，即使內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是從需要進(jìn)行多次噴射的多次噴射控制區(qū)域向不需要進(jìn)行多次噴射的通常噴射控制區(qū)域轉(zhuǎn)換的情況，由于設(shè)置過渡區(qū)域，使得缸內(nèi)燃料噴射平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換，從而能夠防止產(chǎn)生力矩撞擊。
而且，由于在該過渡區(qū)域內(nèi)使用了內(nèi)插運(yùn)算，不再需要過渡區(qū)域內(nèi)的用于多次噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)。因此，能夠減少強(qiáng)制再生控制中的多次噴射控制用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)映射的網(wǎng)格數(shù)以及環(huán)境修正用的數(shù)據(jù)映射等。


圖1是表示廢氣凈化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示意性地表示區(qū)域數(shù)據(jù)映射的一例的圖。
圖3是表示強(qiáng)制再生控制的控制流程的一例的圖。
圖4是表示噴射控制用數(shù)據(jù)的計算用的控制流程的一例的圖。
圖5是表示噴射控制用數(shù)據(jù)的計算用的控制流程的另一個例子的圖。
圖6是示意性地表示缸內(nèi)燃料噴射的各階段的圖。
附圖標(biāo)記說明
1廢氣凈化系統(tǒng)
10柴油發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))
12連續(xù)再生型DPF裝置(廢氣凈化裝置)
12a氧化催化劑
12b帶催化劑的過濾器
31差壓傳感器
40控制裝置(ECU)
F (i)過渡區(qū)域的噴射控制用數(shù)據(jù)
Fm (i)多次噴射用的噴射控制用數(shù)據(jù)Fml (i)多次噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界處的噴射控制用數(shù)據(jù)
Fn (i)通常噴射用的噴射控制用數(shù)據(jù)
Fnl (i)通常噴射區(qū)域側(cè)的邊界處的噴射控制用數(shù)據(jù)
Ft (i)內(nèi)插的噴射控制用數(shù)據(jù)
Lm多次噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界
Ln通常噴射區(qū)域側(cè)的邊界
Ne、 Nem發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速
Q、 Qm發(fā)動機(jī)負(fù)荷
Qml多次噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷 Qnl通常噴射區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷 Rm多次噴射控制區(qū)域 Rn通常噴射控制區(qū)域 Rt過渡區(qū)域 t位置的標(biāo)示值
具體實(shí)施例方式
下面，針對本發(fā)明的實(shí)施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈 化系統(tǒng)，以連續(xù)再生型DPF (柴油微粒過濾器)為例，參照附圖進(jìn)行說明。 圖1示出了該實(shí)施方式的廢氣凈化系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)。
該廢氣凈化系統(tǒng)1是通過在柴油發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))10的排氣通路11 中設(shè)置廢氣凈化裝置12而構(gòu)成的。該廢氣凈化裝置12是連續(xù)再生型DPF 裝置的一種，構(gòu)成為在上游側(cè)具有氧化催化劑裝置12a，在下流側(cè)具有帶催 化劑的過濾器裝置12b。另外，在廢氣凈化裝置12的下流側(cè)設(shè)有消音器 (silencer) 13。此外，在該廢氣凈化裝置12的上游側(cè)設(shè)有排氣制動閥(排 氣閘exhaustbrake) 14，在下流側(cè)設(shè)有排氣節(jié)流閥(exhaustthrottle) 15。
該氧化催化劑裝置12a是通過在多孔質(zhì)的陶瓷的蜂窩結(jié)構(gòu)等擔(dān)載體上 擔(dān)載白金(pt)等的氧化催化劑而形成的。帶催化劑的過濾器裝置12b是由 對多孔質(zhì)的陶瓷的蜂窩狀的通道的入口和出口進(jìn)行了交替封口的整塊蜂窩 型壁流式的過濾器等而形成的。在該過濾器的部分中擔(dān)載白金和氧化鈰等 的催化劑。廢氣G中的PM (粒狀物質(zhì))被捕集(trap)在多孔質(zhì)的陶瓷的
12壁上。
而且，為了推測帶催化劑的過濾器裝置12b的PM的堆積量，在廢氣
凈化裝置12的前后所連接的導(dǎo)通管上設(shè)有差壓傳感器31。此外，為了帶催 化劑的過濾器裝置12b的再生控制，在氧化催化劑裝置12a的上游側(cè)設(shè)置 氧化催化劑入口排氣溫度傳感器32，在氧化催化劑裝置12a和帶催化劑的 過濾器裝置12b之間設(shè)置過濾器入口排氣溫度傳感器33。
該氧化催化劑入口排氣溫度傳感器32檢測向氧化催化劑裝置12a流入 的廢氣的溫度，即第1廢氣溫度Tgl。此外，過濾器入口排氣溫度傳感器 33檢測向帶催化劑的過濾器裝置12b流入的廢氣的溫度，即第2廢氣溫度 Tg2。
另外，在吸氣通路16上，設(shè)有凈氣機(jī)17， MAF傳感器(吸入空氣量 傳感器)18，吸氣節(jié)流閥(intake throttle) 19等。該吸氣節(jié)流閥19調(diào)整進(jìn) 入吸氣歧管吸的吸氣A的量。此夕卜，在EGR通路20上設(shè)有EGR冷卻器(EGR cooler) 21和EGR閥22。
這些傳感器的輸出值被輸入至控制裝置(ECU: engine control unit) 40， 該控制裝置40進(jìn)行整個發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)控制，并且進(jìn)行廢氣凈化裝置12 的再生控制。通過從該控制裝置40輸出的控制信號，控制吸氣節(jié)流閥19、 燃料噴射裝置(噴射噴嘴)23、排氣制動陶14、排氣節(jié)流閥15、 EGR閥 22等。
該燃料噴射裝置23連接在共軌(common-rail)噴射系統(tǒng)27上，該共 軌噴射系統(tǒng)27可暫時存儲被燃料泵(未圖示)升壓后的高壓的燃料。為了 發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，向控制裝置40中輸入來自油門位置傳感器(APS) 34的油 門開度、來自轉(zhuǎn)速傳感器35的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、來自軌道壓傳感器36的共軌 壓力等的信息，還輸入車輛速度、冷卻水溫度等的信息。此外，控制裝置 40輸出通電時間信號，以噴射來自燃料噴射裝置23的規(guī)定量的燃料。
此外，在該廢氣凈化裝置12的再生控制中，不僅只是在行駛中自動進(jìn) 行強(qiáng)制再生，為了能夠在駕駛員隨意停車后進(jìn)行強(qiáng)制再生，設(shè)置了閃爍燈 (DPFlamp) 24、異常顯示燈25和手動再生按鈕(手動再生開關(guān))26。該 閃爍燈24以及異常顯示燈25是當(dāng)帶催化劑的過濾器裝置12b的PM的捕 集量超過一定量，帶催化劑的過濾器裝置12b堵塞時，喚起駕駛員(driver)注意的警告裝置。
接下來，對該廢氣凈化系統(tǒng)1的控制進(jìn)行說明。在該控制中，通過通 常的運(yùn)轉(zhuǎn)來捕集PM。在該通常的運(yùn)轉(zhuǎn)中，監(jiān)視是否是強(qiáng)制再生開始的時期， 若判斷出是強(qiáng)制再生開始的時期，則進(jìn)行強(qiáng)制再生控制。該強(qiáng)制再生控制 分為在行駛中進(jìn)行強(qiáng)制再生控制的行駛自動再生和在駕駛員因警告而停車
后通過按下手動再生按鈕26而開始的手動再生。這些強(qiáng)制再生控制根據(jù)行 駛距離和/或DPF差壓的值來適當(dāng)選擇實(shí)施。另外，進(jìn)行這些強(qiáng)制再生控制 的再生控制裝置組裝在控制裝置40中。
而且，在本實(shí)施方式中，該手動再生或行駛自動再生的強(qiáng)制再生，在 標(biāo)示了氧化催化劑12a的溫度(床層溫度)的催化劑溫度標(biāo)示溫度低于規(guī) 定的第1判斷溫度Tcl時，進(jìn)行第l廢氣升溫控制，在變?yōu)榇笥诨虻扔谝?guī) 定的第1判斷溫度Tcl時，進(jìn)行伴隨著補(bǔ)充噴射的第2廢氣升溫控制。另 外，當(dāng)標(biāo)示了帶催化劑的過濾器裝置12b的溫度的過濾器溫度標(biāo)示溫度變 為大于或等于規(guī)定的第2判斷溫度Tc2時進(jìn)行溫度維持控制。
而且，在本發(fā)明中，該第l廢氣溫度控制、第2廢氣溫度控制以及溫 度維持控制中的任一種都如圖2所示的那樣，在與低、中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)?應(yīng)的多次噴射控制區(qū)域Rm中，進(jìn)行廢氣升溫用的多次噴射控制，在與高 負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)的通常噴射控制區(qū)域Rn中，不進(jìn)行多次噴射控制而是進(jìn) 行通常噴射控制。此外，在該多次噴射控制區(qū)域Rm和通常噴射控制區(qū)域 Rn之間設(shè)置的過渡區(qū)域Rt中，基于通過內(nèi)插運(yùn)算求出的噴射控制用數(shù)據(jù) 進(jìn)行多次噴射控制。
該內(nèi)插運(yùn)算的過程如下。首先，如圖2所示，預(yù)先準(zhǔn)備將以內(nèi)燃機(jī)的 轉(zhuǎn)速Ne為橫軸，以負(fù)荷Q為縱軸的，區(qū)分了多次噴射控制區(qū)域Rm、過渡 區(qū)域Rt和通常噴射控制區(qū)域Rn的區(qū)域數(shù)據(jù)映射，并將其存儲至控制裝置 40中。能夠通過實(shí)驗(yàn)或計算等來判斷是否有需要用多次噴射來進(jìn)行廢氣的 升溫，從而預(yù)先進(jìn)行設(shè)定該區(qū)域數(shù)據(jù)映射。
接下來，根據(jù)在強(qiáng)制再生控制中檢測出的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速Nem和負(fù)荷 Qm，判斷當(dāng)前(控制時)的發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于圖2所示的區(qū)域數(shù)據(jù)映 射中的哪一個區(qū)域。即，在將在轉(zhuǎn)速是Nem時在多次噴射控制區(qū)域(低、 中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))Rm側(cè)的邊界Lm的負(fù)荷設(shè)為Qml、在通常噴射區(qū)域(高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))Rn側(cè)的邊界Ln的負(fù)荷設(shè)為Qnl時，若負(fù)荷Qm在負(fù)荷Qml 以下，則處于多次噴射控制區(qū)域Rm，若負(fù)荷Qm超過負(fù)荷Qml且在負(fù)荷 Qnl以下，則處于過渡區(qū)域Rt，若負(fù)荷Qm超過負(fù)荷Qnl，則處于通常噴射 控制區(qū)域Rn。
而且，若處于多次噴射控制區(qū)域Rm，則基于根據(jù)多次噴射用的控制用 數(shù)據(jù)映射計算出的噴射控制用數(shù)據(jù)Fm (i)，進(jìn)行多次噴射控制。若處于 通常噴射控制區(qū)域Rn，則基于根據(jù)通常噴射用的控制用數(shù)據(jù)映射計算出的 噴射控制用數(shù)據(jù)Fn (i)，進(jìn)行通常噴射控制。
另一方面，在處于過渡區(qū)域Rt的情況下，使用噴射控制用數(shù)據(jù)F(i)， 進(jìn)行缸內(nèi)燃料噴射，所述噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)是通過對發(fā)動機(jī)IO的轉(zhuǎn)速 是Nem時在多次噴射控制區(qū)域Rm側(cè)的邊界Lm的多次噴射的噴射控制用 數(shù)據(jù)Fml (i)和發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn)速是Nem時在通常噴射區(qū)域Rn側(cè)的邊界 Ln的通常噴射的噴射控制用數(shù)據(jù)Fnl (i)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算而得到的。在此， 假設(shè)該噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)存在i-l I個(在此i， I是正數(shù))。該噴 射控制用數(shù)據(jù)F(i)是，如圖6示意性地表示的那樣的各缸的l個周期(circle) 中噴射的各階段(引燃噴射F1、預(yù)噴射F2、主噴射F3、延遲噴射F4等) 的噴射量和噴射時刻等的數(shù)據(jù)。
該多次噴射的噴射控制用數(shù)據(jù)Fml (i)是用根據(jù)環(huán)境修正用數(shù)據(jù)映射 而得到的修正系數(shù)，對根據(jù)多次噴射控制用的基本映射而得到的控制用數(shù) 據(jù)進(jìn)行修正而得到的。此外，該通常噴射的噴射控制用數(shù)據(jù)Fnl (i)是用 根據(jù)環(huán)境修正用數(shù)據(jù)映射而得到的修正系數(shù)，對根據(jù)通常噴射控制用的基 本映射而得到的控制用數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的。
在使用線形內(nèi)插運(yùn)算來作為該內(nèi)插運(yùn)算的情況下，將用Ft(i) = ( (Qnl 一Qm) XFml (i) + (Qm—Qml) XFnl (0 ) / (Qnl—Qml)來計算出的 噴射控制用數(shù)據(jù)的量Ft (i)作為過渡區(qū)域Rt內(nèi)的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。
此外，在該內(nèi)插運(yùn)算中，也可以先計算出過渡區(qū)域Rt的位置的標(biāo)示值 t，并使用該標(biāo)示值t來進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算。在將通常噴射區(qū)域Rn側(cè)的邊界Ln 的位置設(shè)為0，將多次噴射區(qū)域Rm側(cè)的邊界Lm的位置設(shè)為1時，該位置 的標(biāo)示值t是用0至1之間的數(shù)值來表示與負(fù)荷Qm對應(yīng)的位置的值，并用 t= (Qnl — Qm) / (Qnl—Qml)來計算出標(biāo)示值t。接下來，使用該t，通過Ft (i) =tXFml (i) + (l—t) XFnl (i)來計算出噴射控制用數(shù)據(jù)的量Ft (i)，并將其作為過渡區(qū)域Rt內(nèi)的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。
另外，作為該過渡區(qū)域Rt的噴射控制用數(shù)據(jù)的量F (i)，優(yōu)選在各缸 的1個周期中所噴射的各個階段的噴射的噴射量和噴射時刻這兩者，但也 可以僅使用受到力矩撞擊的影響多的階段的噴射控制用數(shù)據(jù)。
此外，通常，如該圖2所示的區(qū)域數(shù)據(jù)映射，使用在第l廢氣溫度控 制、第2廢氣溫度控制、溫度維持控制中分別不同的圖。但是，為了使控 制更加簡化，也可以使用一個區(qū)域圖數(shù)據(jù)來減少控制用數(shù)據(jù)映射的數(shù)量。
接下來，使用圖3至圖5的控制流程來說明上述控制。該圖3的控制 流程開始后，在步驟Sll中，判斷是否是基于行駛自動再生或手動再生的 強(qiáng)制再生控制。在不是強(qiáng)制再生控制的情況下，不實(shí)施該強(qiáng)制再生控制， 退出該流程，進(jìn)行通常運(yùn)轉(zhuǎn)控制。此外，在步驟SU中是強(qiáng)制再生控制的 情況下，前進(jìn)至步驟S12。
是否是該強(qiáng)制再生控制是通過如下的過程來決定的。基于手動再生的 強(qiáng)制再生控制的情況是在由用于計測廢氣凈化裝置12的前后間的差壓的 差壓傳感器31檢測出的差壓超過規(guī)定的判斷用差壓值的情況等下，使作為 警告裝置的閃爍燈(DPFlamp) 23閃爍，從而促使駕駛員進(jìn)行DPF的手動 再生。當(dāng)被催促進(jìn)行手動再生的駕駛員停車并操作手動再生按鈕25時，稱 為強(qiáng)制再生控制。此外，行駛自動再生的強(qiáng)制再生控制的情況是當(dāng)根據(jù) 差壓傳感器31的檢測值等而檢測到帶催化劑的過濾器裝置12b的PM的捕 集量超過一定量時，成為強(qiáng)制再生控制。
在步驟S12中，計算第l判斷溫度Tcl。該第l判斷溫度Tcl，是當(dāng)?shù)?2廢氣溫度(催化劑溫度標(biāo)示溫度)Tg2變?yōu)樵摐囟葧r，作為通過補(bǔ)充噴射 而供給的未燃燃料的HC在氧化催化劑裝置12a的氧化催化劑的作用下被 充分氧化的溫度(例如，20(TC 250'C左右)。該第2廢氣溫度Tg2是由 過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測出的廢氣溫度。此外，第1判斷溫度 Tcl也可以使用隨著此時的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Nem變化的值。此外，可以代替由 過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測出的第2廢氣溫度Tg2，而使用由氧化 催化劑入口溫度傳感器32檢測出的第1廢氣溫度Tgl。
在接下來的步驟S13中，進(jìn)行第2廢氣溫度(催化劑溫度指標(biāo)溫度)Tg2的檢驗(yàn)(check)。當(dāng)該第2廢氣溫度Tg2比在步驟S12中計算出的第 l判斷溫度Tcl低時，在步驟S14中，在規(guī)定的時間(與步驟S13中的第2 廢氣溫度Tg2的檢驗(yàn)的間隔(interval)相關(guān)的時間)Atl內(nèi)進(jìn)行第1廢氣 升溫控制。在該步驟S13之后，返回至步驟S12。
此外，根據(jù)步驟S13的判斷，若第2廢氣溫度Tg2大于或等于規(guī)定的 第1判斷溫度Tcl，則前進(jìn)至步驟S15。在步驟S15中，計算出第2判斷溫 度Tc2。該第2判斷溫度Tc2是步驟S17中的第2廢氣升溫控制的目標(biāo)溫 度。通過將第2廢氣溫度(過濾器溫度標(biāo)示溫度)Tg2維持在該溫度Tc2 以上，從而能夠?qū)⒂蓭Т呋瘎┑倪^濾器裝置12b捕集的PM的燃燒維持在 良好的狀態(tài)下。該第2廢氣溫度Tg2是由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢 測出的廢氣的溫度。該第2判斷溫度Tc2通常設(shè)為比PM的燃燒開始溫度 (例如，35(TC程度)更高的值，例如，50(TC程度。此外，也可以使第2 判斷溫度Tc2的值隨著時間的變化而產(chǎn)生多級的變化。
在接下來的步驟S16中，進(jìn)行第2廢氣溫度(過濾器溫度標(biāo)示溫度) Tg2的檢驗(yàn)。當(dāng)該第2廢氣溫度Tg2比第2判斷溫度Tc2更低時，前進(jìn)至 步驟S17進(jìn)行第2廢氣升溫控制，當(dāng)?shù)?廢氣溫度Tg2大于或等于第2判 斷溫度Tc2時，前進(jìn)至步驟S18進(jìn)行溫度維持控制。
在步驟S17中，在規(guī)定的時間(與步驟S16的第2廢氣溫度Tg2的檢 驗(yàn)的間隔有關(guān)的時間)At2內(nèi)進(jìn)行第2廢氣升溫控制。
而且，通過第2廢氣升溫控制繼續(xù)進(jìn)行廢氣溫度的升溫，并且通過補(bǔ) 充噴射向廢氣中供給未燃燃料(HC)。用氧化催化劑裝置12a氧化該未燃 燃料，由于該氧化熱，廢氣的溫度能夠進(jìn)一步升溫。當(dāng)該升溫后的廢氣的 溫度Tg2變?yōu)榇笥诨虻扔诘?判斷溫度Tc2時，由帶催化劑的過濾器裝置 12b捕集的PM燃燒。另外，可以通過該第2廢氣升溫控制，使第2廢氣溫 度Tg2連續(xù)升溫至控制目標(biāo)的溫度Tc2為止，但也可以通過二階段或多階 段來進(jìn)行升溫。在該步驟S17之后，前進(jìn)至步驟S19。
而且，根據(jù)步驟S16的判斷，在第2廢氣溫度Tg2大于或等于第2判 斷溫度Tc2的情況下，在步驟S18中，在規(guī)定的時間(與步驟S16的第2 廢氣溫度Tg2的持續(xù)時間的檢驗(yàn)的間隔有關(guān)的時間)At3內(nèi)進(jìn)行不伴隨發(fā)動 機(jī)10的缸內(nèi)(筒內(nèi))噴射中的補(bǔ)充噴射溫度維持控制。
17此外，在步驟S18中，進(jìn)行PM燃燒累積時間的計時(count)。該計 時僅在第2廢氣溫度Tg2大于或等于規(guī)定的第2判斷溫度Tc2的情況下對 PM燃燒累積時間ta進(jìn)行計時(ta=ta+At3)。在該步驟S18之后，前進(jìn)至 步驟S19。
在步驟S19中，為了判斷再生控制是否已結(jié)束，進(jìn)行PM燃燒累積時 間ta的檢驗(yàn)。在該檢驗(yàn)中，是檢驗(yàn)PM燃燒累積時間ta是否超過了規(guī)定的 判斷時間Tac。即，若超過了規(guī)定的判斷時間Tac，則再生控制已結(jié)束，前 進(jìn)至步驟S20，若未超過規(guī)定的判斷時間Tac，則再生控制未結(jié)束，返回至 步驟S12。而且，在PM燃燒累積時間ta超過規(guī)定的判斷時間tac之前，進(jìn) 行步驟S14的第1廢氣升溫控制、步驟S17的第2廢氣升溫控制或步驟S18 的溫度維持控制。
然后，在步驟S20中，結(jié)束強(qiáng)制再生控制，若車輛處于停車狀態(tài)，則 排氣制動閥13和排氣節(jié)流閥14返回至通常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，恢復(fù)通常噴射控制。 然后，退出該流程。
在該圖3的控制流程中，當(dāng)標(biāo)示了氧化催化劑的溫度(床層溫度)的 催化劑溫度標(biāo)示溫度Tg2比規(guī)定的第1判斷溫度Tcl低時，進(jìn)行第1廢氣 升溫控制，當(dāng)變?yōu)榇笥诨虻扔谝?guī)定的第1判斷溫度Tcl時，進(jìn)行伴隨著補(bǔ) 充噴射的第2廢氣升溫控制。另外，當(dāng)標(biāo)示了帶催化劑的過濾器裝置12b 的溫度的過濾器溫度標(biāo)示溫度變?yōu)榇笥诨虻扔谝?guī)定的第2判斷溫度Tc2時， 進(jìn)行溫度維持控制。
另外，在上述的圖3的控制流程中，作為標(biāo)示了氧化催化劑12a的溫 度(床層溫度)的催化劑溫度標(biāo)示溫度，使用了由過濾器入口排氣溫度傳 感器33檢測出的第2廢氣溫度Tg2，作為標(biāo)示了帶催化劑的過濾器裝置12b 的溫度的過濾器溫度標(biāo)示溫度，也使用了由過濾器入口排氣溫度傳感器33 檢測出的第2廢氣溫度Tg2。但是，作為指示了氧化催化劑12a的溫度(床 層溫度)的催化劑溫度指標(biāo)溫度，也可以使用由氧化催化劑入口排氣溫度 傳感器32檢測出的第1廢氣溫度Tgl 。
而且，在本發(fā)明中，在上述的步驟S14的第1廢氣升溫控制、步驟S17 的第2廢氣升溫控制和步驟S18的溫度維持控制中，雖然在低、中負(fù)荷運(yùn) 轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行多次噴射控制，但在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下不進(jìn)行多次噴射而是進(jìn)行通常噴射控制。
可以按照圖4以及圖5所示的控制流程進(jìn)行該控制。在進(jìn)入第1廢氣
升溫控制、第2廢氣升溫控制和溫度維持控制時需要缸內(nèi)燃料噴射的噴射 控制用數(shù)據(jù)F (i)的情況下調(diào)出該圖4以及圖5的控制流程，通過該控制 流程計算出該噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)，在計算后返回至調(diào)出該控制流程的 位置。
在該圖4的控制流程開始后，在步驟S31中，輸入表示發(fā)動機(jī)10的運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Nem和負(fù)荷Qm。在步驟S32中，輸入發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn) 速是Nem時在多次噴射控制區(qū)域Rm側(cè)的邊界Lm的負(fù)荷Qml和在通常噴 射區(qū)域Rn側(cè)的邊界Ln的負(fù)荷Qnl。
在接下來的步驟S33中，檢驗(yàn)負(fù)荷Qm，判斷其是否小于或等于負(fù)荷 Qml。若在該判斷中，負(fù)荷Qm小于或等于負(fù)荷Qml，則前進(jìn)至步驟S34， 將i=l I個的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)設(shè)為根據(jù)多次噴射的基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)映射 和環(huán)境修正用數(shù)據(jù)映射而計算出的噴射控制用數(shù)據(jù)Fm (0 ，退出該流程。
在該步驟S33的判斷中，若負(fù)荷Qm大于負(fù)荷Qml，則前進(jìn)至步驟S35, 檢驗(yàn)負(fù)荷Qm，判斷其是否大于或等于負(fù)荷Qnl。在該判斷中，若負(fù)荷Qm 大于或等于負(fù)荷Qnl，則前進(jìn)至步驟S36，將i=l I個的噴射控制用數(shù)據(jù) F (i)設(shè)為根據(jù)通常運(yùn)轉(zhuǎn)的通常噴射的基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)映射和環(huán)境修正用數(shù)據(jù) 映射而計算出的噴射控制用數(shù)據(jù)Fn (i)，退出該流程。
若在該步驟S35的判斷中負(fù)荷Qm小于負(fù)荷Qnl，則前進(jìn)至步驟S37。 在該步驟S37中，輸入i=l I個發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn)速是Nem時在多次噴射控 制區(qū)域Rm側(cè)的邊界Lm的多次噴射的噴射控制用數(shù)據(jù)Fml (i)和發(fā)動機(jī) 10的轉(zhuǎn)速是Nem時在通常噴射區(qū)域Rn側(cè)的邊界Ln的通常噴射的噴射控 制用數(shù)據(jù)Fnl (i)。
在接下來的步驟S38中，利用Ft (i) = ( (Qnl—Qm) XFml (i) + (Qm —Qml) XFnl (i) ) / (Qnl—Qml)計算出i=l I個內(nèi)插的噴射控制的數(shù) 據(jù)Ft (i)。在接下來的步驟S39中，將沁1 I個的F (0設(shè)為Ft (i)， 退出該流程。
另外，在該內(nèi)插運(yùn)算中，在使用過渡區(qū)域Rt中的位置的標(biāo)示值t的情 況下，如圖5的控制流程所示，由步驟S38a和步驟S38b來代替步驟S38。
19在步驟S38a中，通過1= (Qnl—Qm) / (Qnl—Qml)來計算出位置的標(biāo)示 值t。在步驟S38b中，使用該位置的標(biāo)示值t，通過Ft (i) -txFml (i) +
(l一t) XFnl (i)來計算噴射控制用數(shù)據(jù)Ft (i)。
根據(jù)上述的圖4以及圖5的控制流程，在強(qiáng)制再生控制中，能夠進(jìn)行 下述這樣的控制。在發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，進(jìn) 行停止了多次噴射的通常噴射控制。并且，對應(yīng)于發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn)速Nem 和負(fù)荷Qm，將控制用的區(qū)域區(qū)分為多次噴射控制區(qū)域Rm、過渡區(qū)域Rt 和通常噴射控制區(qū)域Rn。在過渡區(qū)域Rt內(nèi)，使用噴射控制用數(shù)據(jù)Ft (i)， 進(jìn)行缸內(nèi)燃料噴射，所述噴射控制用數(shù)據(jù)Ft (i)是通過對多次噴射控制區(qū) 域Rm側(cè)的邊界Lm的多次噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)Fml (i)和通常噴 射控制區(qū)域Rn側(cè)的邊界Ln的通常噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)Fnl (i)進(jìn) 行內(nèi)插運(yùn)算而得到的。
此外，在過渡區(qū)域Rt的內(nèi)插中，假設(shè)存在i=l I個噴射控制用數(shù)據(jù)F
(i)的情況下，能夠?qū)⑼ㄟ^Ft (i) = ( (Qnl — Qt) XFml (i) + (Qt—Qml) XFnl (i) ) / (Qnl — Qml)計算出的噴射控制用數(shù)據(jù)Ft (i)作為過渡區(qū)域 Rt內(nèi)的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。在此，以發(fā)動機(jī)10的的轉(zhuǎn)速是Nem時的 負(fù)荷Qm為基礎(chǔ)，當(dāng)將在轉(zhuǎn)速Nem時在多次噴射控制區(qū)域Rm側(cè)的邊界Lm 的負(fù)荷設(shè)為Qml，將噴射控制用數(shù)據(jù)設(shè)為Fml (i)時，將在轉(zhuǎn)速是Nem時 在通常噴射控制區(qū)域Rn側(cè)的邊界Ln的負(fù)荷設(shè)為Qnl，將噴射控制用數(shù)據(jù) 設(shè)為Fnl (i)。
另外，在上述的實(shí)施方式中，作為廢氣凈化系統(tǒng)的廢氣凈化裝置，以 上游側(cè)的氧化催化劑裝置12a和下流側(cè)的帶催化劑的過濾器12b的組合為 例進(jìn)行了說明。但是，廢氣凈化裝置也可以是擔(dān)載著氧化催化劑的過濾器。 另外，作為向氧化催化劑12a的上游側(cè)供給未燃燃料(HC)的方法，說明 了補(bǔ)充噴射。但是，也可以采用排氣管內(nèi)直接噴射的方法，即，在排氣通 路16上設(shè)置未燃燃料供給裝置，從該未燃燃料供給裝置向直接排氣通路16 內(nèi)噴射未燃燃料。
此外，作為該廢氣凈化裝置，不僅限于連續(xù)再生型DPF，也可以采用 進(jìn)行相同的強(qiáng)制再生控制的NOx吸附還原型催化劑或NOx直接還原型催 化劑等的NOx凈化裝置。另外，本發(fā)明的適用范圍可以包括硫中毒的恢復(fù)
20等的強(qiáng)制再生控制等。因此，不僅包括具有NOx吸附還原型催化劑和NOx 直接還原型催化劑的廢氣凈化裝置，還可以包括對于具有選擇還原型 (SCR)催化劑等的廢氣凈化裝置的硫中毒的強(qiáng)制再生控制等。
工業(yè)實(shí)用性
具有上述的優(yōu)良效果的本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈
化系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上，具有在上游側(cè)擔(dān)載著氧化催化劑的氧化 催化劑裝置的廢氣凈化裝置，或者擔(dān)載著氧化催化劑的廢氣凈化裝置；進(jìn)
行強(qiáng)制再生控制的控制裝置，所述強(qiáng)制再生控制用于恢復(fù)上述廢氣凈化裝 置的凈化能力。該控制裝置在進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時，為了升高排氣溫度， 能夠非常有效地利用可進(jìn)行多次噴射控制的廢氣凈化系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1. 一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，該廢氣凈化系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上，具備在上游側(cè)設(shè)有擔(dān)載著氧化催化劑的氧化催化劑裝置的廢氣凈化裝置，或者，擔(dān)載著氧化催化劑的廢氣凈化裝置；以及進(jìn)行用于恢復(fù)上述廢氣凈化裝置的凈化能力的強(qiáng)制再生控制的控制裝置，該控制裝置在進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時，為了使排氣溫度升溫而進(jìn)行多次噴射控制，該廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法的特征在于，當(dāng)進(jìn)行上述強(qiáng)制再生控制時，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，進(jìn)行停止了多次噴射的通常噴射控制，并且對應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，將控制用的區(qū)域區(qū)分為多次噴射控制區(qū)域、過渡區(qū)域和通常噴射控制區(qū)域，在該過渡區(qū)域內(nèi)，使用噴射控制用數(shù)據(jù)來進(jìn)行缸內(nèi)燃料噴射，所述噴射控制用數(shù)據(jù)是通過對多次噴射控制區(qū)域側(cè)的多次噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)和通常噴射控制區(qū)域側(cè)的通常噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算而得到的。
2. 如權(quán)利要求1所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于， 在上述過渡區(qū)域的內(nèi)插運(yùn)算中，假設(shè)存在i=l I個噴射控制用數(shù)據(jù)F(i)的情況下，以內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是Nem時的負(fù)荷Qm為基礎(chǔ)，當(dāng)將該轉(zhuǎn)速 是Nem時在多次噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷設(shè)為Qml，將噴射控制用數(shù) 據(jù)設(shè)為Fml(i)，將該轉(zhuǎn)速是Nem時在通常噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷 設(shè)為Qnl，將噴射控制用數(shù)據(jù)設(shè)為Fnl (i)時，將通過Ft (0 = ( (Qnl— Qt) XFml (i) + (Qt—Qml) XFnl (i) ) / (Qnl — Qml)計算出的噴射控 制用數(shù)據(jù)Ft (i)作為上述過渡區(qū)域內(nèi)的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。
3. 如權(quán)利要求2所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于， 采用在各缸的1個周期中所噴射的每個階段的噴射的噴射量和噴射時刻這兩者中的其一或兩者，作為上述過渡區(qū)域的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，使用各缸在1個周期中噴射的總?cè)剂蠂娚淞縼泶嫔鲜鲐?fù)荷。
5. —種廢氣凈化系統(tǒng)，在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上，具備在上游側(cè)設(shè)有 擔(dān)載著氧化催化劑的氧化催化劑裝置的廢氣凈化裝置，或者，擔(dān)載著氧化 催化劑的廢氣凈化裝置；以及進(jìn)行用于恢復(fù)上述廢氣凈化裝置的凈化能力 的強(qiáng)制再生控制的控制裝置，該控制裝置在進(jìn)行強(qiáng)制再生控制時，為了使 排氣溫度升溫而進(jìn)行多次噴射控制，該廢氣凈化系統(tǒng)的特征在于，上述控制裝置在進(jìn)行上述強(qiáng)制再生控制時，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為高 負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，進(jìn)行停止了多次噴射的通常噴射控制，并且對應(yīng) 于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，將控制用的區(qū)域區(qū)分為多次噴射控制區(qū)域、過渡 區(qū)域和通常噴射控制區(qū)域，在該過渡區(qū)域內(nèi)，使用噴射控制用數(shù)據(jù)來進(jìn)行 缸內(nèi)燃料噴射，所述噴射控制用數(shù)據(jù)是通過對多次噴射控制區(qū)域側(cè)的多次 噴射控制的噴射控制用數(shù)據(jù)和通常噴射控制區(qū)域側(cè)的通常噴射控制的噴射 控制用數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算而得到的。
6. 如權(quán)利要求5所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于， 上述控制裝置在上述過渡區(qū)域的內(nèi)插運(yùn)算中，假設(shè)存在i=l I個噴射控制用數(shù)據(jù)F(i)的情況下，以內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是Nem時的負(fù)荷Qm為基礎(chǔ)， 當(dāng)將該轉(zhuǎn)速是Nem時在多次噴射控制區(qū)域側(cè)的邊界的負(fù)荷設(shè)為Qml，將噴 射控制用數(shù)據(jù)設(shè)為Fml (i)，將該轉(zhuǎn)速是Nem時在通常噴射控制區(qū)域側(cè)的 邊界的負(fù)荷設(shè)為Qnl，將噴射控制用數(shù)據(jù)設(shè)為Fnl (i)時，將通過Ft (i)= ((Qnl — Qt) XFml (i) + (Qt—Qml) XFnl (i) ) / (Qn卜Qml)計算 出的噴射控制用數(shù)據(jù)Ft (i)作為上述過渡區(qū)域內(nèi)的噴射控制用數(shù)據(jù)F (i)。
7. 如權(quán)利要求6所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于， 上述控制裝置采用在各缸的1個周期中所噴射的各個階段的噴射的噴射量和噴射時刻這兩者中的其一或兩者，作為上述過渡區(qū)域的噴射控制用 數(shù)據(jù)F (i)。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述控制裝置使用各缸在1個周期中噴射的總?cè)剂蠂娚淞縼泶嫔鲜?負(fù)荷。
全文摘要
一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)。在廢氣凈化裝置的強(qiáng)制再生控制中，既能夠避免產(chǎn)生力矩撞擊即所產(chǎn)生的扭矩的急劇變動的情況，又能夠減少多次噴射控制用的數(shù)據(jù)映射的網(wǎng)格數(shù)以及數(shù)據(jù)映射數(shù)等的噴射控制用數(shù)據(jù)數(shù)。在廢氣凈化裝置的強(qiáng)制再生控制中，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，進(jìn)行停止了多次噴射的通常噴射控制，并且對應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，將控制用的區(qū)域區(qū)分為多次噴射控制區(qū)域、過渡區(qū)域和通常噴射控制區(qū)域，在該過渡區(qū)域內(nèi)，使用通過對多次噴射控制區(qū)域側(cè)的噴射控制用數(shù)據(jù)和通常噴射控制區(qū)域側(cè)的噴射控制用數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插運(yùn)算而得到的噴射控制用數(shù)據(jù)。
文檔編號F01N3/02GK101466923SQ20078002210
公開日2009年6月24日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者巖下拓朗, 村田哲也, 池田卓史, 益子達(dá)夫 申請人:五十鈴自動車株式會社