内燃机的控制装置的制造方法_3

文档序号:9400990阅读:来源:国知局
佳碳氢化合物喷射量WT,作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以图1lA所示的映射图的形式被预先存储于R0M32内,此外,此时的最佳的碳氢化合物的喷射周期AT也作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以图1lB所示的映射图的形式被预先存储于R0M32内。
[0064]接下来,参照图12以及图13对使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂而发挥作用的情况下的NOx净化方法进行具体的说明。以下将以这种方式使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂而发挥作用的情况下的NO x净化方法称作第二 NO x净化方法。
[0065]如图12所示,在该第二勵^争化方法中,在被吸留于碱性层53内的吸留^^^量ΣNOx超过了预先规定的容许量MAX时,将流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in暂时性地设为过浓。当废气的空燃比(A/F) in被设为过浓时,废气的空燃比(A/F) in过稀时被吸留于碱性层53内的NO』#一举从碱性层53中被释放并被还原。由此使勵夂被净化。另外,当内燃机的运转状态被确定时从内燃机被排出的NOx量由此被确定,该排出NOx量被预先求出。在图12所示的示例中,吸留勵夂量ΣNOx根据基于内燃机的运转状态的排出~0)!量而被计算出。
[0066]如图13所示,在该第二 NOx净化方法中,通过从燃料喷射阀3向燃烧室2内喷射燃烧用燃料Q,且除此以外还喷射追加的燃料WR,从而使流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓。另外,图13的横轴表示曲轴转角。该追加的燃料WR在虽然进行燃烧但尚未表现为内燃机输出的正时、即压缩上止点后ATDC90°的稍靠前时被喷射。该燃料量WR作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而被预先存储于R0M32内。另外,在基于本发明的实施例中,概括而言,在催化剂温度TC较低时使用第二 NOx净化方法,而在催化剂温度TC较高时使用第一 NOx净化方法。
[0067]图14A以及14B表示图1所示的碳氢化合物供给阀15周围的放大图。另外,图14A图示了用于向碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物即燃料的燃料供给装置60。如图14A所示,燃料供给装置60具备由加压燃料充满的栗室61、用于对栗室61内的燃料进行加压的加压活塞62、用于对加压活塞62进行驱动的致动器63、经由燃料供给管64而与碳氢化合物供给阀15连结的加压燃料流出室65、用于对加压燃料流出室65内的燃料压力进行检测的压力传感器66。栗室61在一侧经由仅从燃料罐22向栗室61可流通的单向阀67而与燃料罐22连结,而在另一侧经由仅从栗室61向加压燃料流出室65可流通的单向阀68而与加压燃料流出室65连结。
[0068]在通过致动器63而使加压活塞62向图14A中的右方移动时,燃料罐22内的燃料将经由单向阀67而被输送至栗室61内,在通过致动器63而使加压活塞62向图14A中的左方移动时,栗室61内的燃料将被加压并经由单向阀68而被输送至加压燃料流出室65内。接下来,该燃料被供给于碳氢化合物供给阀15。向碳氢化合物供给阀15供给的燃料即碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15的喷嘴口起沿着喷射路径69而向废气中被喷射。在图14A所示的示例中,该碳氢化合物供给阀15的喷嘴口被配置在形成于排气管12的内壁面上的凹部70内,在该凹部70内形成有喷射路径69。
[0069]图15图示了实施依据第一勵夂净化方法的NOx净化作用时来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射信号、用于通过致动器63而对加压活塞62进行驱动的栗驱动信号、向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的变化、流入排气净化催化剂13中废气的空燃比的变化。另外,向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX表示碳氢化合物供给阀15内的燃料压力即燃料供给管64内的燃料压力。当产生栗驱动信号时,致动器63被驱动并通过加压活塞62而对栗室61内的燃料进行加压,由此如图15中实线所示,向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX少许急速地上升。接下来,燃料压力PX因向栗室61泄漏的燃料等而稍微降低。如图15中实线所示,在每次产生栗驱动信号时该燃料压力PX —点点增大至目标燃料压力PXO为止。当燃料压力PX达到目标燃料压力PXO时,在此后燃料压力PX低于目标燃料压力PXO时,加压活塞62会被启动而实施燃料压力PX的增大作用。
[0070]另一方面,当产生碳氢化合物喷射信号时,碳氢化合物供给阀15开阀并由此而使燃料即碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15被喷射出。另外,此时的碳氢化合物供给阀15的开阀时间被设为根据图1lA所示的映射图而计算出的喷射时间WT。当从碳氢化合物供给阀15喷射出碳氢化合物时,如图15中实线所示,向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX将急剧降低。当燃料压力PX降低时,在每当再次产生栗驱动信号时使加压活塞62启动而使燃料压力PX —点点地增大至目标燃料压力PXO为止。
[0071]但是,当碳氢化合物供给阀15产生堵塞时,每单位时间从碳氢化合物供给阀15喷射出碳氢化合物的量会减少,其结果为,如图15中虚线所示,在碳氢化合物供给阀15开阀时向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX的降低量ΔΡΧ2会变小。另外,图15中ΔΡΧ1表示碳氢化合物供给阀15未堵塞时燃料压力PX的降低量。如此,当碳氢化合物供给阀15产生堵塞时,与碳氢化合物供给阀15未产生堵塞时相比,燃料压力PX的降低量A PX会变小,因此,在燃料压力PX的降低量△ PX变小时能够判断为碳氢化合物供给阀15产生了堵塞。
[0072]那么,在图1中,例如在燃料喷射阀3产生了堵塞的情况下,从燃料喷射阀3喷射燃料时共轨20内的燃料压力的降低量会减少。但是,在此情况下,由于共轨20的容积较大,因而此时共轨20内的燃料压力的降低量极小。因此,难以通过此时共轨20内的燃料压力的降低量的变化来对燃料喷射阀3的堵塞进行检测。但是,在本发明所使用的燃料供给装置60中,蓄积了向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的部分的容积的总和、即燃料供给管64内与碳氢化合物供给阀15内与加压燃料流出室65内的容积的总和较小,因此,在碳氢化合物供给阀15产生了堵塞时,会表现出向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX的降低量△ PX较大。因此,在本发明中,能够通过燃料压力PX的降低量△ PX而准确地对碳氢化合物供给阀15是否产生了堵塞进行检测。
[0073]另外,如图15所示,在燃料压力PX的降低量Λ PX从ΔΡΧ1降低为ΔΡΧ2时,降低程度最高时的燃料压力PX从PXl增大至ΡΧ2,且燃料压力PX降低之后而上升至目标压力PXO的时间tx从txi缩短为tX2,此外,燃料压力PX降低之后而上升至目标压力PXO为止的栗驱动次数减少。在本发明中,作为囊括了这些全部现象的代表性的表示方式而使用了燃料压力PX的降低量ΔΡΧ,因此,本发明中,所谓的燃料压力PX的降低量APX较小是指,包括降低程度最高时的燃料压力PX增大、燃料压力PX降低之后而上升至目标压力PXO为止的时间tx缩短以及燃料压力PX降低之后而上升至目标压力PXO为止的栗驱动次数减少。
[0074]那么,当碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15被喷射出时,该碳氢化合物在排气净化催化剂13上被部分氧化或被氧化,此时通过所产生的氧化反应热而使排气净化催化剂13升温。关于通过从碳氢化合物供给阀15喷射出的碳氢化合物而使排气净化催化剂13升温的情况,而存在实施排气净化催化剂13的暖机的情况、使由排气净化催化剂13吸留的SOx释放的情况等的各种情况,而在下文中则以如下情况作为示例而对实施排气净化催化剂13的升温控制的情况进行说明,所述情况为,为了使颗粒过滤器14再生而通过从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物来使排气净化催化剂13升温。为了使颗粒过滤器14再生而需要使颗粒过滤器14的温度上升至600°C左右的再生温度,为此而需要使排气净化催化剂13的温度上升至颗粒过滤器14能够开始再生作用的目标温度。接下来,参照图16对排气净化催化剂13的升温控制进行说明。
[0075]图16图示了实施依据第一 NOx净化方法的NOx*化作用并且实施颗粒过滤器14的再生控制的情况下的来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射信号和来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量和排气净化催化剂13的催化剂床温TC的变化。另夕卜,图16中TCX表示颗粒过滤器14开始再生作用的目标温度。在图16中由A表示的区域中,未实施排气净化催化剂13的升温作用而在此时通过第一 NOxS化方法而实施勵^争化作用。此时,排气净化催化剂13的催化剂床温TC被维持在比较低的温度。
[0076]接下来,实施依据第一 NOx净化方法的NO x净化作用并且实施排气净化催化剂13的升温控制。此时,来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射周期被缩短,并且每单位时间来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物喷射量被增大。在基于本发明的实施例中,在实施依据第一 NOx净化方法的NOx净化作用并且实施排气净化催化剂13的升温控制时的最佳的碳氢化合物喷射量FWT,作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以如图17A所示的映射图的形态被预先存储于R0M32内,此外,此时的最佳的碳氢化合物的喷射周期AFT也作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以图17B所示的映射图的形态被预先存储于R0M32内。
[0077]当实施排气净化催化剂13的升温控制时,通常会如图16中实线所示,排气净化催化剂13的催化剂床温TC以△ TCl而升高并到达目标温度TCX,从而实施颗粒过滤器14的再生作用。即,对于使排气净化催化剂13的催化剂床温TC升高ATCl所需的、对应于内燃机的运转状态的每单位时间的碳氢化合物喷射量被预先求出,并且以使排气净化催化剂13的催化剂床温TC升高所需的该预先计算出的每单位时间的碳氢化合物喷射量,而从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物。此时,排气净化催化剂13的催化剂床温TC升高ATCl而到达目标温度TCX,从而实施颗粒过滤器14的再生作用。
[0078]但是,在该情况下,例如当碳氢化合物供给阀15产生了堵塞时,即使为了使碳氢化合物以使排气净化催化剂13的催化剂床温TC升高ATCl所需的被预先求出的碳氢化合物喷射量而从碳氢化合物供给阀15喷射出从而发送了指令,来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量也会减少,其结果为,例如如图16中虚线所示,排气净化催化剂13的催化剂床温TC仅上升△ TC2。因此,在该情况下,需要以排气净化催化剂13的催化剂床温TC到达目标温度TCX的方式而对每单位时间的碳氢化合物喷射量进行增大补正。但是,在以此方式根据排气净化催化剂13的催化剂床温TC而对碳氢化合物的喷射量进行补正的情况下,需要准确地对排气净化催化剂13的催化剂床温TC进行推断。
[0079]但是,如实施依据第一 NOx净化方法的NO ^争化作用的情况那样,当从碳氢化合物供给阀15每次喷射出大量的碳氢化合物时,排气净化催化剂13的催化剂床温TC的推断精度会降低。即,虽然在以往的颗粒过滤器的再生时也存在向燃烧室内或排气通道内供给追加的燃料的情况,但是如本发明中所述,实施依据第一叽净化方法的NO ^化作用并且实施颗粒过滤器14的再生控制的情况,与以往情况相比,从碳氢化合物供给阀15每次喷射出的碳氢化合物量大幅度地增多。当每次喷射出的碳氢化合物量增多时,碳氢化合物不仅在排气净化催化剂13的前端进行反应,在下游侧也进行反应而产生反应热,其结果为,使排气净化催化剂13内的温度梯度变得不均匀。由于排气净化催化剂13的催化剂床温TC是通过对排气净化催化剂13内的某一处温度进行推断或检测而得出的,因此,当
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