内燃机的排气控制装置的制作方法

本发明涉及内燃机的排气控制装置。

背景技术：

一种公知的内燃机的排气控制装置具有设置在发动机排气通道中的用于捕获排气中的颗粒物质的颗粒过滤器。排气控制装置基于内燃机的工作状态计算推定捕获量，该推定捕获量是在颗粒过滤器中捕获的颗粒物质的量的推定值，当该推定捕获量超过预定上限量时，排气控制装置执行升高颗粒过滤器的温度的温度升高控制，以从颗粒过滤器中去除颗粒物质。

但是，推定捕获量不一定准确地表示被捕获的颗粒物质的实际量。如果推定捕获量小于被捕获的颗粒物质的实际量，则即使被捕获的颗粒物质的实际量超过上限量，也不会开始温度升高控制，因此，颗粒过滤器的压力损耗可能变得过大。另一方面，如果推定捕获量大于被捕获的颗粒物质的实际量，则在被捕获的颗粒物质的实际量超过上限量之前会执行温度升高控制，这样，温度升高控制可能被太频繁地执行。

因此，公开号为2005-155500的日本专利申请(JP 2005-155500 A)中描述的内燃机的排气控制装置被设计为在温度升高控制被执行的同时，检测发动机减速时的颗粒过滤器的温度升高率，并且基于该温度升高率校正推定捕获量。更具体地说，当温度升高率小时，对推定捕获量进行减少校正，当温度升高率大时，对推定捕获量执行增加校正。

但是，执行温度升高控制时的颗粒过滤器的温度升高率例如不仅取决于温度升高控制开始时的被捕获的颗粒物质的量，而且还取决于在温度升高控制被执行的同时流入颗粒过滤器的排气的量和温度。更具体地说，例如，当流入颗粒过滤器的排气的量大时，排气从颗粒过滤器带走的热量也大，因此，温度升高率较小。在这种情况下，即使被捕获的颗粒物质的实际量大于推定捕获量，也可能对推定捕获量进行减少校正。也就是说，在JP 2005-155500 A中，未准确地确定排气从颗粒过滤器带走的热量，因此，不能始终准确地校正或计算该推定捕获量。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种内燃机的排气控制装置，该排气控制装置配备颗粒过滤器并且适当地计算推定的颗粒物质捕获量。

因此，本发明的第一方面涉及一种内燃机的排气控制装置，所述排气控制装置包括颗粒过滤器和电子控制单元。所述颗粒过滤器被配置为捕获从所述内燃机排放的排气中的颗粒物质。该颗粒过滤器被设置在所述内燃机的排气通道内。所述电子控制单元被配置为i)基于所述内燃机的工作状态或所述颗粒过滤器的前后差压计算推定捕获量，所述推定捕获量是所述颗粒物质的量的推定值，所述颗粒物质在所述颗粒过滤器中被捕获；ii)基于预定基准状态执行升高所述颗粒过滤器的温度的基准温度升高控制，以便去除在所述颗粒过滤器中被捕获的所述颗粒物质；iii)检测作为在所述基准温度升高控制被执行的期间所述颗粒过滤器的温度的实际温度；iv)预先存储作为假设在所述颗粒过滤器中被捕获的所述颗粒物质的量是预定基准初始捕获量的情况下已经执行所述基准温度升高控制时所述颗粒过滤器的温度的基准温度；v)基于所述实际温度和所述基准温度校正所述推定捕获量；以及vi)当所述推定捕获量超过预定上限量时，执行从所述颗粒过滤器去除所述颗粒物质的颗粒物质去除控制。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为，基于所述实际温度与所述基准温度的比率，或所述实际温度与所述基准温度之间的差值校正所述推定捕获量。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为i)存储推定的初始捕获量，所述推定的初始捕获量是当所述基准温度升高控制开始时的所述推定捕获量；ii)基于所述实际温度和所述基准温度计算作为通过所述基准温度升高控制实际从所述颗粒过滤器去除的颗粒物质的量的实际去除量；以及iii)基于所述实际去除量与所述推定的初始捕获量的比率，或所述实际去除量与所述推定的初始捕获量之间的差值校正所述推定捕获量。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为，将所述基准初始捕获量设定为基本为零。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为i)基于所述内燃机的工作状态，重复地计算在所述颗粒过滤器中被捕获的所述颗粒物质的量的每单位时间增加量；ii)通过累积所述增加量来计算所述推定捕获量；以及iii)通过基于所述实际温度和所述基准温度校正所述增加量来校正所述推定捕获量。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为，当所述推定捕获量超过设定量时，开始所述基准温度升高控制，所述设定量被设定为小于所述上限量。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为，当所述实际温度与所述基准温度基本匹配时，完成所述基准温度升高控制。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为，当所述基准温度升高控制完成时，将所述推定捕获量校正为所述基准初始捕获量。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为，当所述电子控制单元判定在所述基准温度升高控制被执行的期间所述颗粒过滤器不处于所述基准状态时，取消所述基准温度升高控制。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为，当所述基准温度升高控制被取消时，基于直到所述基准温度升高控制被取消时的所述基准温度和所述实际温度，校正所述基准温度升高控制被取消的时点处的所述推定捕获量。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为，在所述基准温度升高控制开始之后，基于当所述颗粒过滤器的温度的上升速度超过预定的设定速度时的上升速度，校正所述推定捕获量。

另外，在上述排气控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为i)在所述推定捕获量超过设定量的情况下，当所述基准温度升高控制开始并且所述实际温度与所述基准温度基本匹配时完成所述基准温度升高控制，所述设定量被设定为小于所述上限量；以及ii)当所述基准温度升高控制被取消的次数超过预定的上限次数时，减少所述设定量。

另外，在上述排气控制装置中，所述基准状态可以是稳定状态。另外在此处，所述基准状态可以是其中气体量小于预定的设定气体量的稳定状态，所述气体流入所述颗粒过滤器。

进一步地，上述排气控制装置还可以包括升温器。该升温器可以被配置为在不更改所述内燃机的控制的情况下升高所述颗粒过滤器的温度。所述排气控制装置可以使用所述升温器执行所述基准温度升高控制。

而且，上述排气控制装置还可以包括电加热器。该电加热器可以被设置在所述升温器中，并且所述电加热器可以被设置在位于所述颗粒过滤器上游的所述排气通道内，或者所述颗粒过滤器内。

另外，本发明的另一方面涉及一种内燃机的排气控制装置，所述排气控制装置包括颗粒过滤器和电子控制单元。该颗粒过滤器被配置为捕获从所述内燃机排放的排气中的颗粒物质。该颗粒过滤器被设置在所述内燃机的排气通道内。所述电子控制单元被配置为i)基于预定基准状态执行升高所述颗粒过滤器的温度的基准温度升高控制，以便去除在所述颗粒过滤器中被捕获的所述颗粒物质；ii)检测作为在所述基准温度升高控制被执行的期间所述颗粒过滤器的温度的实际温度；iii)预先存储作为假设在所述颗粒过滤器中被捕获的所述颗粒物质的量是预定基准初始捕获量的情况下已经执行所述基准温度升高控制时所述颗粒过滤器的温度的基准温度；iv)基于所述实际温度和所述基准温度计算推定捕获量，所述推定捕获量是在所述颗粒过滤器中被捕获的所述颗粒物质的量的推定值；以及v)当所述推定捕获量超过预定上限量时，执行从所述颗粒过滤器去除所述颗粒物质的颗粒物质去除控制。

所述推定捕获量能够被更准确地校正或计算。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的参考标号表示相同的部件，其中：

图1是根据本发明的第一到第四实例实施例的内燃机的整体视图；

图2A是图1所示的颗粒过滤器的前视图；

图2B是图1所示的颗粒过滤器的侧视剖面图；

图3是示出第一到第四实例实施例中的PM去除控制的时间图；

图4是在图1所示的颗粒过滤器中被捕获的颗粒物质的捕获量的每单位时间增加量的映射图；

图5是在图1所示的颗粒过滤器中被捕获的颗粒物质的捕获量的每单位时间减少量的映射图；

图6是示出图1所示的颗粒过滤器的实际温度和基准温度的时间图；

图7是颗粒物质的实际去除量的映射图；

图8是示出第一到第四实例实施例的基准温度升高控制的时间图；

图9是示出第一到第四实例实施例的基准温度升高控制的取消的时间图；

图10是本发明的第一到第四实例实施例中的被执行以计算推定捕获量的例程的一部分的流程图；

图11是示出本发明的第一到第四实例实施例中的用于执行排气净化控制的例程的一部分的流程图；

图12是本发明的第一到第四实例实施例中的用于执行排气净化控制的例程的一部分的流程图；

图13是本发明的第一到第四实例实施例中的用于执行排气净化控制的例程的另一部分的流程图；

图14是根据本发明的第一到第四实例实施例的用于执行排气净化控制的例程的又一部分的流程图；

图15是与第一实例实施例的图14对应的流程图，并且示出根据本发明的第二实例实施例的用于执行排气净化控制的例程；

图16是说明第三实例实施例的示出实际温度的上升速度的时间图；

图17是说明第三实例实施例的实际初始捕获量的映射图；

图18是与第一实例实施例的图14对应的流程图，并且示出根据本发明的第三实例实施例的用于执行排气净化控制的例程；

图19是示出本发明的第四实例实施例的时间图；

图20是根据第四实例实施例的用于执行排气净化控制的例程的一部分的流程图；以及

图21是说明本发明的第一到第四实例实施例中的另一实例的增加量的映射图。

具体实施方式

图1是压缩点火内燃机1的主体、气缸的燃烧室2、用于将燃料喷射到燃烧室2的电子控制燃料喷射阀3、进气歧管4和排气歧管5的视图。进气歧管4经由进气导管6被连接到排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口，压缩机7a的入口经由其中设置气流计8的进气入口管8a被连接到空气滤清器9。电子控制节流阀10被设置在进气导管6内，用于对流过进气导管6的进气进行冷却的冷却装置11被设置在进气导管6的周围。

同时，排气歧管5被连接到排气涡轮增压器7的排气涡轮7b的入口，排气涡轮7b的出口经由排气导管12被连接到排气后处理装置13。排气后处理装置13包括套管(casing)14，颗粒过滤器15被容纳在该套管14中。另外，电加热器16被容纳在套管14中，并且位于颗粒过滤器15的上游。检测从颗粒过滤器15流出的排气的温度的温度传感器17、以及检测颗粒过滤器15前后差压(differential pressure)的差压传感器18也被安装到套管14上。温度传感器17检测到的排气的温度指示颗粒过滤器15的温度。

排气歧管5和进气歧管4经由排气再循环(下文简称为“EGR”)通道19连接在一起。电气控制EGR控制阀20被设置在该EGR通道19中。另外，用于对流过EGR通道19的EGR气体进行冷却的冷却装置21被设置在EGR通道19的周围。同时，燃料喷射阀3经由燃料供给管路22被连接到共轨23。该共轨23经由电子控制可变流量燃料泵24被连接到燃料箱24。存储在燃料箱25中的燃料通过燃料泵24被提供到共轨23，被提供到共轨23的燃料经由燃料供给管路22被提供到燃料喷射阀3。在未示出的另一实例中，内燃机1由火花点火内燃机形成。

电子控制单元30由数字计算机形成，并且包括ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入端口35和输出端口36，所有这些组件通过双向总线31连接在一起。来自气流计8、温度传感器17和差压传感器18的输出信号经由对应的AD变换器37被输入到输入端口35。另外，产生与加速踏板40的下压量D成比例的输出电压的负荷传感器41被连接到加速踏板40，并且负荷传感器41的输出电压经由对应的AD传感器37被输入到输入端口35。进一步地，每当曲柄轴旋转15°时产生输出脉冲的曲柄角传感器42例如被连接到输入端口35。在CPU 34中，基于来自曲柄角传感器42的输出脉冲计算发动机速度Ne。同时，输出端口36经由对应的驱动电路38被连接到燃料喷射阀3、节流阀10的驱动致动器、电加热器16、EGR控制阀20和燃料泵24。

图2A和2B是壁流型颗粒过滤器15的结构视图。图2A是颗粒过滤器15的前视图，图2B是颗粒过滤器15的侧面剖面图。如图2A和2B所示，颗粒过滤器15具有蜂巢结构，并且包括多个彼此平行延伸的排气流通道71i和71o，以及将这些排气流通道71i和71b彼此分隔的分隔壁(partition wall)72。在图2A所示的实例中，排气流通道71i和71o由排气流入通道71i和排气流出通道71o形成，每个排气流入通道71i的上游端开放，下游端由塞子73d封闭，每个排气流出通道71o的上游端由塞子73u封闭，下游端开放。图2A中的阴影表示的部分表示塞子73u。因此，排气流入通道71i和排气流出通道71o经由薄分隔壁72交替地设置。换言之，排气流入通道71i和排气流出通道71o被设置为，使得每个排气流入通道71i被四个排气流出通道71o包围，并且每个排气流出通道71o被四个排气流入通道71i包围。分隔壁72是多孔的，以使排气首先流入排气流入通道71i，然后通过周围的分隔壁72流出到邻近的排气流出通道71o，如图2B中的箭头所示。在未示出的另一实例中，排气流通道由排气流入通道和排气流出通道形成，每个排气流入通道的上游端和下游端开放，每个排气流出通道的上游端由塞子封闭，下游端开放。同样在该另一实例中，流入排气流入通道的排气穿过分隔壁，然后流出到排气流出通道。

分隔壁72例如由诸如堇青石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、莫来石、叶长石或磷酸锆之类的陶瓷构成。这些分隔壁72承载具有氧化作用的催化剂。诸如铂Pt、铑Rh或钯Pd之类的铂系金属可以被用作具有氧化作用的催化剂。

被设置在颗粒过滤器15的上游的电加热器16也具有蜂巢结构，以使排气能够穿过电加热器16。因此，当电加热器16被激活时，穿过电加热器16的气体被电加热器16加热。该加热的气体然后流入颗粒过滤器15，结果，颗粒过滤器15的温度升高。在未示出的另一实例中，电加热器16被设置在颗粒过滤器15中。

排气包括主要由固态碳形成的颗粒物质。该颗粒物质在颗粒过滤器15中被捕获。同时，在燃烧室2中，通过过剩的氧执行燃烧。因此，只要未从燃料喷射阀3二次供应燃料，颗粒过滤器15便处于氧化气氛中。因此，在分隔壁72上被捕获的颗粒物质被依次氧化。如果每单位时间捕获的颗粒物质的量大于每单位时间氧化的颗粒物质的量，则在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质的量在发动机工作的期间将随着时间增加。如果在颗粒过滤器15上被捕获的颗粒物质的量变大，则颗粒过滤器15的压力损耗最终会变大。

因此，在本发明的第一实例实施例中，计算推定捕获量，该推定捕获量是在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质的量的推定值，并且当该推定捕获量超过预定上限量时，执行从颗粒过滤器去除颗粒物质的颗粒物质去除控制(下文称为PM去除控制)。因此，从颗粒过滤器15去除颗粒物质，所以能够将颗粒过滤器15的压力损耗保持为低。

也就是说，如图3所示，当推定捕获量PM在时间ta1处超过上限量PMU时，开始PM去除控制。因此，颗粒过滤器15中的颗粒物质被氧化并去除，这样，推定捕获量PM减少。接着，当推定捕获量PM在时间ta2处达到下限量(例如，零)时，PM去除控制完成。然后，当推定捕获量PM在时间ta3处再次超过上限量PMU时，再次开始PM去除控制。通过此方式，重复地执行PM去除控制。

在本发明的第一实例实施例中，PM去除控制由温度升高控制构成，该控制将颗粒过滤器15的温度升高到PM去除温度，并且保持该温度，同时使颗粒过滤器15保持在氧化气氛中，以便氧化并且去除颗粒物质。在该温度升高控制的一个实例中，与用于燃烧的燃料不同的附加燃料在压缩行程或排气行程期间被从燃料喷射阀3喷射，并且该添加的燃料在燃烧室2中，在颗粒过滤器15上游的排气通道中，或者在颗粒过滤器15内燃烧。在温度升高控制的另一未示出的实例中，附加燃料被从设置于颗粒过滤器15上游的排气通道中的燃料添加阀添加，并且该添加的燃料在颗粒过滤器15上游的排气通道中，或者在颗粒过滤器15中燃烧。在温度升高控制的又一也未示出的实例中，电加热器16被激活。在这些情况下，PM去除温度例如被设定在600℃与650℃之间。

在又一未示出的实例中，PM去除控制由NOx增加控制形成，该控制增加流入颗粒过滤器15的排气中的NOx的量，以便通过NOx氧化并去除颗粒物质。为了增加NOx的量，例如，EGR气体的量减少。在又一未示出的实例中，PM去除控制由臭氧供应控制构成，该控制将臭氧从连接到颗粒过滤器15上游的排气通道的臭氧供应器提供到颗粒过滤器15，以便通过臭氧氧化和去除颗粒物质。

同时，在本发明的第一实例实施例中，推定捕获量PM基于发动机工作状态而被计算。也就是说，被捕获的颗粒物质的量的每单位时间增加量dPMi和每单位时间减少量dPMd基于发动机工作状态而被重复地计算，并且通过累积增加量dPMi和减少量dPMd来计算推定捕获量PM。也就是说，推定捕获量PM根据以下表达式(1)而被计算。

PM＝PM+dPMi-dPMd(1)

在此，增加量dPMi以图4所示的映射(map)的形式被预先存储在ROM 32中，例如作为发动机负荷L和发动机速度Ne的函数。另外，减少量dPMd以图5所示的映射的形式被预先存储在ROM 32中，例如作为颗粒过滤器15的温度TF和推定捕获量PM的函数。在图4和5中，增加量dPMi和减少量dPMd以点的形式示出。在另一未示出的实例中，推定捕获量PM基于颗粒过滤器15的前后差压而被计算。在这种情况下，推定捕获量PM随着差压的增加而变大。

存在其中通过表达式(1)计算的推定捕获量PM未准确地表示在颗粒过滤器15中实际被捕获的颗粒物质的量的情况。因此，在本发明的第一实例实施例中，推定捕获量PM被校正，并且当校正的推定捕获量大于上限量PMU时，执行PM去除控制。因此，可在适当的时间执行PM去除控制。

也就是说，基于预定的基准状态执行升高颗粒过滤器15的温度的基准温度升高控制，以便去除在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质。另外，开始基准温度升高控制时的推定捕获量PM被存储作为推定的初始捕获量PM0。换言之，实际温度是在推定捕获量PM为推定的初始捕获量PM0时执行基准温度升高控制的情况下，颗粒过滤器15的温度。然后，检测作为当执行该基准温度升高控制时的颗粒过滤器15的温度的实际温度。

在本发明的第一实例实施例中，基准状态是稳定状态。特别地，基准状态是其中流入颗粒过滤器15的气体量小于预定的设定气体量的稳定状态。例如，当发动机处于怠速状态时，判定颗粒过滤器15处于基准状态，否则，判定颗粒过滤器15不处于基准状态。当发动机处于怠速状态时，发动机速度Ne被保持为怠速速度，或者进气量被保持为根据怠速速度设定的怠速空气量。另外，在本发明的第一实例实施例中，通过预定的基准输出激活电加热器16，以便执行基准温度升高控制。也就是说，在本发明的第一实例实施例的基准温度升高控制中，在发动机处于怠速状态的期间，使用电加热器16升高颗粒过滤器15的温度，以便去除在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质。在此，在基准状态下流入颗粒过滤器15的气体量被设定为小，因此，执行基准温度升高控制所需的能量能够减少。

在本发明的第一实例实施例中，电加热器16被用于增加颗粒过滤器15的温度。在这种情况下，颗粒过滤器15的温度能够在不更改发动机控制的情况下(即，独立于发动机控制)升高。在另一未示出的实例中，从被设置在位于颗粒过滤器15上游的排气通道中的添加阀将燃料添加到排气中的技术被用于在不更改发动机控制的情况下升高颗粒过滤器15的温度。在又一未示出的实例中，激活被设置在位于颗粒过滤器15上游的排气通道中的燃烧器以在不更改发动机控制的情况下升高颗粒过滤器15的温度。在又一未示出的实例中，例如使用这样的技术升高颗粒过滤器15的温度：在该技术中，用于燃烧的燃料之外的附加燃料在压缩行程或排气行程期间被从燃料喷射阀3喷射，并且该添加的燃料在燃烧室2中，在位于颗粒过滤器15上游的排气通道中，或者在颗粒过滤器15内燃烧。但是，通过该技术，有必要更改发动机控制。

另一方面，在本发明的第一实例实施例中，预先获取作为假设在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质的量是预定基准初始捕获量的情况下已经执行上述基准温度升高控制时颗粒过滤器15的温度的基准温度，并且该基准温度被存储在ROM 32中作为从基准温度升高控制开始经过的时间的函数。另外，在本发明的第一实例实施例中，基准初始捕获量被设定为基本为零。因此,基准温度是假设在几乎没有任何颗粒物质在颗粒过滤器15中被捕获的情况下已经执行基准温度升高控制时颗粒过滤器15的温度。

图6是实际温度TFAC和基准温度TFRF的一个实例的视图。在图6中，实线指示实际温度TFAC，虚线指示基准温度TFRF。如图6所示，当基准温度升高控制在时间tb1处开始时，基准温度TFRF升高，然后保持为根据电加热器16的输出设定的恒定温度。另一方面，实际温度TFAC首先增加得相对缓慢，同时基本上与基准温度TFRF匹配。接着，在时间tb2处，实际温度TFAC的上升速度增大，并且实际温度TFAC偏离基准温度TFRF。换言之，实际温度TFAC相对于基准温度TFRF的温度差dTF从零开始增加。这是因为在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质开始被氧化并去除，从而开始产生热量。然后，在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质的量逐渐减少，以使每单位时间去除的颗粒物质的量逐渐减少。因此，每单位时间产生的热量逐渐减少，以使温度差dTF逐渐减小。然后，在时间tb3处，实际温度TFAC与基准温度TFRF基本匹配，即，温度差dTF变为基本为零。此时，在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质的量基本为零。

在本发明的第一实例实施例中，当实际温度TFAC与基准温度TFRF基本匹配时(即，当温度差dFT变为基本为零时)，基准温度升高控制完成。在此，在本发明的第一实例实施例中，基准温度TFRF是假设在被捕获的颗粒物质的量基本为零的情况下已经执行基准温度升高控制时颗粒过滤器15的温度，因此还可以构想，当在颗粒过滤器15中实际被捕获的颗粒物质的量基本为零时，基准温度升高控制完成。备选地，当在颗粒过滤器15中实际被捕获的几乎所有颗粒物质已经被去除时，基准温度升高控制完成。图6是其中即使在实际温度TFAC已经达到基本与基准温度TFRF匹配之后，基准温度升高控制也继续的实例的视图。

在基准温度升高控制已经被执行时的颗粒过滤器15的温度准确地表示通过在基准温度升高控制期间氧化并且去除颗粒物质而产生的热量，并且该热量准确地表示已经通过基准温度升高控制氧化并去除的颗粒物质的量。在本发明的第一实例实施例中，如上所述，基准温度TFRF是当几乎没有任何颗粒物质在颗粒过滤器15中被捕获时的颗粒过滤器15的温度，因此，此时几乎未通过颗粒物质的氧化和去除产生任何热量。因此，实际温度TFAC相对于基准温度TFRF的温度差dTF准确地表示实际已经通过基准温度升高控制每单位时间从颗粒过滤器15氧化并去除的颗粒物质的量。因此，温度差dTF的累积值准确地表示实际去除量，该实际去除量是实际已经通过基准温度升高控制从颗粒过滤器15去除的颗粒物质的量。温度差dTF的累积值与指示实际温度TFAC的曲线和指示基准温度TFRF的曲线所包围的区域A的大小对应。在图6中，该区域A由阴影指示。

在本发明的第一实例实施例中，在基准温度升高控制被执行的期间，温度差dTF(dTF＝TFAC-TFRF)被重复地计算(dTF＝TFAC-TFRF)，并且温度差dTF的累积值SdTF被重复地计算(SdTF＝SdTF+dTF)。接下来，根据温度差累积值SdTF计算实际去除量PMRZ。实际去除量PMRZ以图7所示的映射(map)形式被预先存储在ROM 32中，作为温度差累积值SdTF的函数。在另一未示出的实例中，实际去除量PMRZ根据实际温度TFAC与基准温度TFRF的比率(TFAC/TFRF)的累积值而被计算。

在基准温度升高控制开始时在颗粒过滤器15中实际被捕获的颗粒物质的量被称为“实际初始捕获量”的情况下，当基准温度升高控制完成时的实际去除量PMRZ准确地表示实际初始捕获量。因此，在本发明的第一实例实施例中，将推定的初始捕获量PM0与实际去除量PMRZ进行比较，并且基于该比较的结果校正推定捕获量PM。也就是说，当判定推定的初始捕获量PM0不基本等于实际去除量PMRZ时，使用实际去除量PMRZ校正推定捕获量PM。更具体地说，根据实际去除量PMRZ更新校正系数KPMi。该校正系数KPMi例如以实际去除量PMRZ与推定的初始捕获量PM0的比率(PMRZ/PM0)的形式而被计算。在另一未示出的实例中，该校正系数KPMi基于实际去除量PMRZ与推定的初始捕获量PM0之间的差值(PMRZ-PM0)而被计算。接下来，使用校正系数KPMi校正以图4中的点形式指示的增加量dPMi(dPMi＝dPMi×KPMi)。也就是说，例如当推定的初始捕获量PM0小于实际去除量PMRZ时，推定捕获量PM小于实际被捕获的颗粒物质的量。在这种情况下，上述校正系数KPMi大于1，因此，对增加量dPMi进行增加校正。使用已经通过此方式校正的增加量dPMi计算推定捕获量PM。在另一未示出的实例中，图4所示的增加量dPMi在不被校正的情况下累积，而且此时获得的累积值通过校正系数KPMi而被校正。在任一情况下，已经通过此方式校正的推定捕获量PM准确地表示实际被捕获的颗粒物质的量。校正系数KPMi的初始值为1。

另一方面，如果判定推定的初始捕获量PM0基本等于实际去除量PMRZ，则增加量dPMi不被校正。

在本发明的第一实例实施例中，如上所述，当基准温度升高控制完成时在颗粒过滤器15中实际被捕获的颗粒物质的量基本为零。因此，当基准温度升高控制完成时，推定捕获量PM被设定为零。在此方面，还存在其中当基准温度升高控制完成时，根据表达式(1)计算的推定捕获量PM不为零的情况。在此方面，在本发明的第一实例实施例中，可以看到当基准温度升高控制完成时，推定捕获量PM被校正为零。

而且，在本发明的第一实例实施例中，当推定捕获量PM超过被设定为小于上述上限量PMU的设定量PMX时，执行基准温度升高控制。另外，在本发明的第一实例实施例中，当在最近基准温度升高控制完成之后执行PM去除控制的次数，或者在发动机首次工作之后执行PM去除控制的次数NY超过预定的设定次数NYX时，执行基准温度升高控制。也就是说，如图8所示，当PM去除控制在时间tc1处完成时，执行PM去除控制的次数NY(即，PM去除控制的执行次数NY)递增1。因此，执行次数NY将超过设定次数NYX。另外，推定捕获量PM增加。接下来，当推定捕获量PM在时间tc2处超过设定量PMX时，此时的执行次数NY大于设定次数NYX，因此，基准温度升高控制开始。这样，推定捕获量PM减少。接着，当基准温度升高控制在时间tc3处完成时，执行次数NY返回到零。另外，推定捕获量PM再次增加。然后，PM去除控制在时间tc4处再次开始。然后，当PM去除控制在时间tc5处完成时，执行次数NY递增1。另外，推定捕获量PM再次增加。接下来，在时间tc6处，推定捕获量PM超过设定量PMX。此时，执行次数NY不超过设定次数NYX，因此，不执行基准温度升高控制。通过此方式，能够阻止基准温度升高控制被频繁地执行。另外，设定量PMX被设定为较小，因此，完成基准温度升高控制所需的时间段也能被缩短，这样，能够减少基准温度升高控制所需的能量。

当基准温度升高控制正在被执行，并且发动机正在加速而非处于怠速状态时，例如判定颗粒过滤器15不处于基准状态。在本发明的第一实例实施例中，当基准温度升高控制正在被执行，并且判定颗粒过滤器15不处于基准状态时，取消基准温度升高控制。也就是说，停用电加热器16，并且取消实际温度TFAC的检测。

也就是说，如图9所示，在时间td1处，推定捕获量PM超过设定量PMX。此时，发动机速度Ne为怠速速度Neid，因此发动机处于怠速状态。因此，判定颗粒过滤器15处于基准状态，这样便开始基准温度升高控制。然后，在时间td2处，当发动机速度Ne变得高于怠速速度Neid并且发动机因此不再处于怠速状态时，判定颗粒过滤器15不处于基准状态，因此，取消基准温度升高控制。接下来，在时间td3处，推定捕获量PM再次超过设定量PMX。此时，判定颗粒过滤器15不处于基准状态，因此不开始基准温度升高控制。

当基准温度升高控制被取消时，几乎未去除在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质，因此，基准温度升高控制被取消的时点处的实际去除量PMRZ并不准确地表示实际初始捕获量。因此，在本发明的第一实例实施例中，当基准温度升高控制已经被取消时，不校正推定捕获量PM。另外，当基准温度升高控制已经被取消时，推定捕获量PM被保持为此时的推定捕获量PM。

因此，当在概念上表示时，推定捕获量PM基于实际温度TFAC和基准温度TFRF而被校正。另外，推定捕获量PM也基于实际温度TFAC与基准温度TFRF的比率或它们之间的差值而被校正。而且，推定捕获量PM也基于实际去除量PMRX与推定的初始捕获量PM0的比率或它们的之间的差值而被校正。

在这种情况下，实际去除量PMRZ基于在同一条件(即，基准状态)下检测到的基准温度TFRF和实际温度TFAC而被计算，因此，能够准确地计算实际去除量PMRZ，并且基于该准确的实际去除量PMRZ校正推定捕获量PM。这样能够准确地校正推定捕获量PM。

在另一未示出的实例中，基准初始捕获量被设定为大于零的值。在这种情况下，上述温度差累积值SdTF准确地表示实际初始捕获量与基准初始捕获量之间的差值。因此，通过将基准初始捕获量加到温度差累积值SdTF表示的颗粒物质捕获量上，能够准确地计算实际初始捕获量或实际去除量PMRZ。

图10是用于计算上述推定捕获量PM的例程的视图。该例程通过每预定的设定时间段的中断而被执行。参考图10，在步骤100使用图4中的映射计算颗粒物质的捕获量的每单位时间增加量dPMi。接着在步骤101，增加量dPMi通过校正系数KPMi而被校正(dPMi←dPMi×KPMi)。然后在步骤102，使用图5所示的映射计算颗粒物质的捕获量的每单位时间减少量dPMd。接着在步骤103，根据表达式(1)计算推定捕获量PM。

图11到14是示出用于执行上述排气净化控制的例程的视图。该例程通过每预定的设定时间段的中断而被执行。参考图11到14，在步骤200，判定基准温度升高控制是否当前正在被执行。如果基准温度升高控制当前未被执行，则处理继续到步骤201，其中判定最近基准温度升高控制已经完成之后的PM去除控制的执行次数NY是否大于设定次数NYX。如果NY＞NYX，则处理继续到步骤202，其中判定推定捕获量PM是否大于设定量PMX。如果PM＞PMX，则处理继续到步骤S203，其中判定颗粒过滤器15是否处于基准状态。如果判定颗粒过滤器15处于基准状态，则处理继续到步骤211。另一方面，如果在步骤201判定NY≤NYX，在步骤202判定PM≤PMX，或者在步骤203判定颗粒过滤器15不处于基准状态，则处理继续到步骤204。

在步骤S204，判定PM去除控制是否当前正在被执行。如果PM去除控制当前正在被执行，则处理继续到步骤205，其中判定在图10的例程中计算的推定捕获量PM是否大于上限量PMU。如果PM≤PMU，则该例程的循环结束。如果PM＞PMU，则处理继续到步骤206，其中开始PM去除控制。

如果PM去除控制正在被执行，则处理从步骤S204继续到步骤207，其中判定推定捕获量PM是否等于或小于零。如果PM＞0，则该例程的循环结束。也就是说，继续PM去除控制。另一方面，如果PM≤0，则处理从步骤207继续到步骤208，其中PM去除控制完成。然后在步骤209，将推定捕获量PM设定为零。接着在步骤210，将PM去除控制的执行次数NY递增1。

另一方面，如果判定NY＞NYX，PM＞PMX，以及颗粒过滤器15处于基准状态，则处理从步骤203继续到步骤211。在步骤211，将此时的推定捕获量PM存储为推定的初始捕获量PM0。接着在步骤212，开始基准温度升高控制。

如果基准温度升高控制正在被执行，则处理从步骤200继续到步骤220，其中计算温度差累积值SdTF(SdTF＝SdTF+dTF)。然后在步骤221，使用图7中的映射计算实际去除量PMRZ。接着在步骤222，判定颗粒过滤器15是否处于基准状态。如果判定颗粒过滤器15处于基准状态，即，如果颗粒过滤器15被保持在基准状态，则处理继续到步骤223，其中判定温度差dTF是否基本为零。如果判定温度差dTF不基本等于零，则该例程的循环结束。也就是说，继续基准温度升高控制。另一方面，如果判定温度差dTF基本等于零(即，dTF≈0)，则处理从步骤223继续到步骤224，其中基准温度升高控制完成。然后在步骤225，将推定捕获量PM设定为零。接着在步骤226，将PM去除控制的执行次数NY重设为零。然后在步骤227，判定实际去除量PMRZ是否基本等于推定的初始捕获量PM0。如果判定实际去除量PMRZ不基本等于推定的初始捕获量PM0，则处理继续到步骤228，其中更新校正系数KPMi。然后，处理继续到步骤229。另一方面，如果判定实际去除量PMRZ基本等于推定的初始捕获量PM0(即，PMRZ≈PM0)，则处理从步骤227跳到步骤229。在这种情况下，不更新校正系数KPMi。

另一方面，如果判定在基准温度升高控制被执行的期间颗粒过滤器15未处于基准状态，则处理从步骤222继续到步骤230，其中取消基准温度升高控制。然后处理继续到步骤229。同样在这种情况下，不更新校正系数KPMi。在步骤229，将温度差累积值SdTF和实际去除量PMRZV重置为零。

接下来，将描述本发明的第二实例实施例。下文描述与上述本发明的第一实例实施例的不同之处。同样在本发明的第二实例实施例中，与第一实例实施例类似，在基准温度升高控制被执行的期间重复地计算实际去除量PMRZ。因此，基准温度升高控制被取消的时点处的实际去除量PMRZ准确地表示在基准温度升高控制开始的时间与基准温度升高控制被取消的时间之间实际已经从颗粒过滤器15去除的颗粒物质的量。这样，基准温度升高控制被取消的时点处的颗粒物质的捕获量由推定的初始捕获量PM0减基准温度升高控制被取消的时点处的实际去除量PMRZ的差(即，PM0-PMRZ)来表示。

因此，在本发明的第二实例实施例中，当基准温度升高控制被取消时，基准温度升高控制被取消的时点处的推定捕获量PM被校正为推定的初始捕获量PM0减实际去除量PMRZ的差(PM0-PMRZ)。这样可以更准确地校正推定捕获量PM。

在本发明的第二实例实施例中，执行图11到13以及图15所示的例程。也就是说，如果判定在基准温度升高控制被执行的期间颗粒过滤器15未处于基准状态，则处理从图13的步骤222继续到图15的步骤230，其中取消基准温度升高控制。然后在步骤231，将推定捕获量PM校正为推定的初始捕获量PM0减基准温度升高控制被取消的时点处的实际去除量PMRZ的差(即，PM0-PMRZ)。然后，处理继续到图13的步骤229。

接下来将描述本发明的第三实例实施例。下文描述与本发明的第一实例实施例的不同之处。如上所述，当基准温度升高控制开始时，实际温度TFAC首先缓慢升高，然后突然升高。也就是说，如图16所示，当基准温度升高控制在时间te1处开始时，实际温度TFAC首先以相对缓慢的上升速度或斜率vTFAC0升高，然后在时间te2处，实际温度TFAC以相对快的上升速度vTFAC1升高。换言之，时间te2处的实际温度TFAC的上升速度vTFAC超过预定的设定上升速度vTFACX，并且达到相对高的上升速度vTFAC1。这是因为如上所述，在颗粒过滤器15中被捕获的颗粒物质开始氧化。

设定上升速度vTFACX被超过时的上升速度vTFAC1准确地表示实际初始捕获量。也就是说，如图17所示，当上升速度vTFAC1增大时，实际初始捕获量变大。另一方面，实际初始捕获量减基准温度升高控制被取消的时点处的实际去除量PMRZ的差准确地表示基准温度升高控制被取消的时点处的被捕获的颗粒物质的量PMZ。

因此，在本发明的第三实例实施例中，当基准温度升高控制被取消时，计算设定速度vTFACX被超过时的上升速度vTFAC1，并且根据该上升速度vTFAC1，使用图17所示的映射计算实际的初始捕获量PM0Z。然后，根据实际的初始捕获量PM0Z和基准温度升高控制被取消的时点处的实际去除量PMRZ计算基准温度升高控制被取消的时点处的被捕获的颗粒物质的量PMZ(即，PMZ＝PM0Z-PMRZ)。接着将基准温度升高控制被取消的时点处根据表达式(1)计算的推定捕获量PM与基准温度升高控制被取消的时点处的被捕获的颗粒物质的量PMZ进行比较，并且基于该比较的结果校正推定捕获量PM。也就是说，当推定捕获量PM与被捕获的颗粒物质的量PMZ基本相同时，推定捕获量PM被校正为基准温度升高控制被取消的时点处的被捕获的颗粒物质的量PMZ。另外，根据被捕获的颗粒物质的量PMZ更新校正系数KPMi，并且使用该校正系数KPMi校正增加量dPMi(dPMi＝dPMi×KPMi)。这种情况下的校正系数KPMi例如以被捕获的颗粒物质的量PMZ与推定捕获量PM的比率(PMZ/PM)的形式而被计算。因此，即使在基准温度升高控制被取消时，也可以准确地校正推定捕获量PM。

通过此方式，在本发明的第三实例实施例中，基于基准温度升高控制完成时的实际去除量PMRZ校正推定捕获量PM，并且当基准温度升高控制已经被取消时(即，当实际去除量PMRZ无法被计算时)，基于超过设定速度vTFACX时的实际温度TFAC的上升速度vTFAC1校正推定捕获量PM。

在本发明的第三实例实施例中，执行图11到13以及图18所示的例程。也就是说，如果判定在基准温度升高控制被执行的期间颗粒过滤器15未处于基准状态，则处理从图13中的步骤222继续到图18中的步骤230，其中取消基准温度升高控制。然后在步骤231a，计算超过设定速度vTFACX时的实际温度TFAC的上升速度vTFAC1。接着在步骤232a，使用图17中的映射计算实际的初始捕获量PM0Z。然后在步骤233a，计算基准温度升高控制被取消的时点处的被捕获的颗粒物质的量PMZ(PMZ＝PM0Z-PMRZ)。然后在步骤234a，判定此时的推定捕获量PM是否基本等于基准温度升高控制被取消的时点处的被捕获的颗粒物质的量PMZ。如果在此判定推定捕获量PM不基本等于被捕获的颗粒物质的量PMZ，则处理继续到步骤S235a，其中将推定捕获量PM校正为基准温度升高控制被取消的时点处的被捕获的颗粒物质的量PMZ。然后在步骤236a，更新校正系数KPMi。接着处理继续到图13中的步骤229。另一方面，如果在步骤234a判定推定捕获量PM基本等于被捕获的颗粒物质的量PMZ(即，PM≈PMZ)，则处理从步骤234a跳到图13中的步骤229。在这种情况下，不校正推定捕获量PM，并且不更新校正系数KPMi。

因此，当综合描述本发明的第二和第三实例实施例时，在基准温度升高控制被取消时，基于直到基准温度升高控制被取消时的基准温度TFRF和实际温度TFAC校正推定捕获量PM。

从到目前为止的描述可以理解，实际的初始捕获量PM0Z由实际去除量PMPZ和实际温度TFAC的增大的上升速度vTFAC1准确地表示。但是，本发明的发明人确认，实际去除量PMRZ比超过设定速度vTFACX时的实际温度TFAC的上升速度vTFAC1更准确地表示实际的初始捕获量PM0Z。因此，在本发明的第三实例实施例中，推定捕获量PM基于实际去除量PMRZ而被校正，并且仅当基准温度升高控制已经被取消时(即，仅当实际去除量PMRZ无法被计算时)基于上升速度vTFAC1而被校正。

在图18所示的例程中，尽管省略了描述，但是当在实际温度TFAC的上升速度vTFAC超过设定速度vTFACX之前基准温度升高控制被取消时无法获得上升速度vTFAC1，因此不能计算基于上升速度vTFAC1的实际的初始捕获量PM0Z。在这种情况下，如在本发明的第二实例实施例中那样，基准温度升高控制被取消的时点处的推定捕获量PM被校正为推定的初始捕获量PM0减基准温度升高控制被取消的时点处的实际去除量PMRZ的差(即，PM0-PMRZ)。

接下来将描述本发明的第四实例实施例。下文描述与上述本发明的第一实例实施例的不同之处。在本发明的第一实例实施例中，当基准温度升高控制被取消时，不校正推定捕获量PM，这并非优选的。在此，取消基准温度升高控制的原因是因为在通过基准温度升高控制去除颗粒物质的设定量PMX之前判定颗粒过滤器15未处于基准状态。因此，通过缩短完成基准温度升高控制所需的时间段，能够降低基准温度升高控制的取消。在此方面，如果设定量PMX减少，则完成基准温度升高控制所需的时间段能够被缩短。

因此，在本发明的第四实例实施例中，当基准温度升高控制已经被取消的次数NW(即，基准温度升高控制的取消次数NW)超过上限次数NWX时，设定量PMX例如减少较小的设定量dPMX。因此，基准温度升高控制更容易地完成，这样可以可靠地校正推定捕获量PM。

也就是说，如图19所示，当推定捕获量PM在时间tf1处超过设定量PMX时，基准温度升高控制开始。接着，当在时间tf2处判定颗粒过滤器15未处于基准状态时，取消基准温度升高控制。另外，基准温度升高控制的取消次数NW递增1。这样，取消次数NW超过设定次数NWX。此时，设定量PMX减少较小的设定量dPMX。接着，推定捕获量PM在时间tf3处再次超过设定量PMX。此时，判定颗粒过滤器15未处于基准状态，因此不开始基准温度升高控制。

在本发明的第四实例实施例中，执行图11到13以及图20所示的例程。也就是说，当判定在基准温度升高控制被执行的期间颗粒过滤器15未处于基准状态时，处理从图13中的步骤222继续到图20中的步骤230，其中取消基准温度升高控制。然后在步骤231b，将基准温度升高控制的取消次数NW递增1。接着，在步骤232b，判定取消次数NW是否已经超过上限次数NWX。如果NW≤NWX，则处理继续到图13中的步骤229。另一方面，如果NW＞NWX，则处理继续到步骤233b，其中设定量PMX减少设定量dPMX(PMX＝PMX-dPMX)。然后，处理继续到图13中的步骤229。

在到目前为止描述的实例实施例中，在发动机处于怠速状态的期间执行基准温度升高控制。在另一未示出的实例中，设置能够将二次空气提供到位于颗粒过滤器15上游的排气通道的二次空气供应器，并且在发动机停止期间，在通过二次空气供应器将特定量的空气提供到颗粒过滤器15的同时执行基准温度升高控制。因此，保持基准状态，以便不会取消基准温度升高控制。也就是说，使基准温度升高控制可靠地完成。这样，能够可靠地校正推定捕获量PM。

另外，在到目前为止描述的实例实施例中，基准状态是稳定状态。在另一未示出的实例中，基准状态是过渡状态。在这种情况下，流入颗粒过滤器15的气体量例如根据预定模式波动时的颗粒过滤器的温度被提前获得作为基准温度。在基准温度升高控制中，当流入颗粒过滤器15的气体量根据前述模式波动时，颗粒过滤器15的温度升高。

而且，在到目前为止描述的实例实施例中，以图4中的点的形式示出的所有增加量dPMi均被校正。但是，取决于发动机工作历史，可能存在这样的情况：其中，仅使用一部分增加量dPMi(例如，图21中的区域C中的增加量dPMi)，而不使用区域C之外的增加量dPMi来根据表达式(1)计算推定捕获量PM。因此，在本发明的另一实例中，仅校正用于计算推定捕获量PM的增加量dPMi，而不校正其它的增加量dPMi。因此，能够抑制推定捕获量PM被错误地校正。

在到目前为止描述的实例中，使用基于实际温度TFAC和基准温度TFRF而计算的校正系数KPMi校正推定捕获量PM。在此方面，还可以构想基于实际温度TFAC和基准温度TFRF计算推定捕获量PM。另外，基准温度升高控制被取消的时点处的推定捕获量PM在本发明的第二实例实施例中基于实际去除量PMRZ而被计算，在本发明的第三实例实施例中基于实际去除量PMRZ和实际的初始捕获量而被计算。因此，还可以构想基于实际温度TFAC和基准温度TFRF计算基准温度升高控制被取消的时点处的推定捕获量PM。