专利名称：排气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有收集排气中含有的颗粒的过滤器的排气净化装置，尤其是涉及将该过滤器很好地进行再生的排气净化装置。
背景技术：
在从作为内燃机的柴油发动机(以下称为发动机)排出的排气中，除HC、CO、NOx等以外还含有许多颗粒，作为用于处理该颗粒的后处理装置，有一种利用柴油颗粒过滤器(DPF)收集排气中的颗粒并焚烧除去的排气净化装置的提案。只要DPF温度在规定温度以上就可在通常的运行中，在DPF上自发地对颗粒进行焚烧除去，但如无法满足该条件的发动机运行状态持续时，则颗粒无法焚烧除去，DPF上的颗粒收集量超过了允许量，发动机的排气压力增大，存在产生发动机性能下降等问题的可能。为此，一般，使DPF积极地升温，实施促进颗粒的焚烧除去、即DPF的再生的强制再生控制。
应该每当从DPF的前后压差和排气流量等推测出的颗粒收集量达到规定值时实施强制再生控制，但例如在发动机冷态时或低负荷低旋转的发动机运行时那样的排气温度低、不适合颗粒焚烧除去的条件下的发动机运行中，强制再生控制的实施一般被保留。
对强制再生控制进一步进行说明，例如，日本专利实公平5-3694号公报中记载的排气净化装置，强制再生控制中，将排气温度保持在催化剂活性化温度以上，以得到适合颗粒焚烧除去的过滤器温度。另外，该排气净化装置，具有将空气导入排气通道的过滤器上游侧的泵，在再生控制中，控制由泵引起的空气导入量，将排气中的氧气浓度保持在下限氧气浓度(再生极限氧气浓度)与上限氧气浓度之间，由此，提供颗粒焚烧除去所需的氧气。
但是，颗粒焚烧除去所需的氧气量并不一定是恒定的。例如，在过滤器温度高的场合，在过滤器上的颗粒焚烧除去得到促进，故所需的氧气量减少。另外，在强制再生控制的实施保留长时间地持续、过滤器的颗粒收集量增大的场合，所需的氧气量也就减少。
在这点上，上述排气净化装置，根据固定地设定的下限氧气浓度及上限氧气浓度对氧气浓度进行控制的同时，对排气温度也进行控制，存在无法向过滤器提供与过滤器温度和颗粒收集量相对应的氧气量的可能。例如，即使颗粒收集量处于过多的状态下，也控制成与通常的时候相同的排气温度和氧气浓度，颗粒的燃烧急剧地进行，所释放出的大量的热使DPF有熔损的可能。
另外，由于DPF的热容量的影响、DPF温度相对于排气温度具有延迟地跟随变化，故即使如上述公报的排气净化装置那样对排气温度进行控制，也不一定能对DPF温度进行极细微的控制。因此，例如，在急加速或减速等的过渡状态下，能显著地看出DPF温度的控制延迟，其结果，得不到所希望的颗粒的燃烧状态，成为上述DPF熔损和不充分再生的主要原因。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种过滤器不会熔损且能很好地进行再生的排气净化装置。
为了达到上述目的，本发明的排气净化装置，具有设置在内燃机的排气通道内收集排气中的颗粒的过滤器、和可对提供给该过滤器的氧气供给量进行调节的氧气供给量调节构件，其特征在于，具有对于所述过滤器或过滤器附近的温度进行检测或推测的温度推测构件，所述氧气供给量调节构件将所述氧气供给量调节为根据所述过滤器温度确定的再生下限氧气量和再生上限氧气量之间的值。
采用本发明的排气净化装置，氧气供给量被调节为，根据过滤器温度分别设定的再生下限氧气量和再生上限氧气量之间的值。再生下限氧气量，例如对应于不至于导致过滤器的再生变得困难的氧气不足和导致发动机运行上的危害(例如产生烟雾)的氧气不足的氧气供给量的下限值。另外，再生上限氧气量，例如对应于不至于导致过滤器熔损的氧气过多和导致发动机运行上的危害(例如发生内燃机的不点火和运行噪声或发动机运行性能(驾驶性能)的下降)的氧气过多的氧气供给量的上限值。
采用本发明，通过氧气供给量的调节，可向过滤器提供与过滤器温度相应的合适量的氧气，由此，在与过滤器温度的高低无关地始终存在合适量的氧气的情况下，在防止氧气不足或氧气过多引起的危害(产生烟雾或不点火、过滤器的熔损等)的同时，能使过滤器进行再生。
在本发明中，所述氧气供给量调节构件，最好从与所述内燃机的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量求出所述氧气供给量。
在该良好的形态中，考虑排气中的残留氧气量来调节对过滤器的氧气供给量。通常，供给内燃机的吸入空气，其大部分供燃料的燃烧而被消耗了，但未被消耗掉的空气从内燃机排出而成为排气中的残留氧气，至少构成为过滤器的氧气供给量的一部分。因此，通过对根据发动机的燃烧状态变化的排气中的残留氧气量进行考虑，能对过滤器的氧气供给量更合理地进行调节。
在本发明中，所述氧气供给量调节构件，最好根据所述过滤器温度在所述再生下限氧气量和所述再生上限氧气量之间求出最佳氧气量，从而对所述氧气供给量进行调节以使其成为该最佳氧气量或接近该最佳氧气量。
采用该良好的形态，能使对过滤器的氧气供给量最佳化，在可靠地防止因氧气不足或氧气过多引起的危害的同时，能更良好地实施过滤器的再生。
更好的是，所述最佳氧气量被设定为所述再生下限氧气量与所述再生上限氧气量的中间值附近的值或比该中间值更靠近所述再生下限氧气量侧的值。
在此场合，将对过滤器的氧气供给量调节为再生下限氧气量与再生上限氧气量的中间值附近的值，可消除或大幅度地降低因氧气不足或氧气过多引起的危害、尤其是因氧气过多引起过滤器熔损的可能。
在求出最佳氧气量的良好形态中，所述最佳氧气量，最好具有第1最佳氧气量与比其大的第2最佳氧气量之间的规定范围，另外，所述氧气供给量调节构件，根据与所述内燃机的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量求出所述氧气供给量，当该氧气供给量在所述最佳氧气量的规定范围外时，将该氧气供给量调节为与所述第1最佳氧气量和所述第2最佳氧气量中接近的一方的值。
在所述更好的形态中，考虑排气中残留氧气量并求出氧气供给量，然后，由于将氧气供给量调节到进入最佳氧气量的规定范围内，故使对过滤器的氧气供给量最佳化，能良好地进行过滤器的再生。另外，在调节氧气供给量时，如与排气中的残留氧气量对应的氧气供给量在最佳氧气量的规定范围外，则进行最小限度的调节以使氧气供给量进入规定范围内，而如氧气供给量在最佳氧气量的规定范围内，则不进行调节。由此，由于能以所需最小限度地调节氧气供给量，因而能降低发动机运行状态随过滤器再生的变化，可消除或大幅度地降低阻碍发动机顺畅地运行的可能。
在求出最佳氧气量的良好的形态中，所述氧气供给量调节构件，最好求出与所述内燃机以下限空燃比及上限空燃比运行时的各个燃烧状态对应的排气中的第1及第2残留氧气量，使所述最佳氧气量与该第1及第2残留氧气量进行比较，根据该比较结果对所述氧气供给量进行调节。
采用该良好的形态，在过滤器再生时，通过进行所需最小限度的氧气供给量的调节，可使对过滤器的氧气供给量接近最佳氧气量，另外，能以下限空燃比以上且上限空燃比以下的空燃比使内燃机进行运行。因此，在合适量的氧气存在的条件下当然能进行良好的过滤器再生，例如，通过将下限空燃比及上限空燃比设定成分别与可维持顺利地进行发动机运行的空燃比区域的下限值及上限值对应，从而在过滤器再生中也能使内燃机顺利地运行。
在上述良好形态中，所述最佳氧气量在所述第1残留氧气量与所述第2残留氧气量之间的场合，氧气供给量调节构件，最好将所述氧气供给量调节为所述最佳氧气量，所述最佳氧气量不在所述第1残留氧气量与所述第2残留氧气量之间的场合，将所述氧气供给量调节为所述第1残留氧气量和所述第2残留氧气量中与所述最佳氧气量接近的一方的值，另外，在所述最佳氧气量不在所述第1残留氧气量与所述第2残留氧气量之间且所述第1残留氧气量和所述第2残留氧气量不在所述再生下限氧气量和所述再生上限氧气量之间的场合，将所述氧气供给量调节为所述再生下限氧气量和所述再生上限氧气量中与所述第1残留氧气量或所述第2残留氧气量接近的一方的值。
在上述更好的形态中，如最佳氧气量在第1、第2残留氧气量之间，则改变发动机运行状态(例如使空燃比在下限空燃比与上限空燃比之间可变)以得到最佳氧气量，使对过滤器的氧气供给量最佳化，从而能进行最佳的过滤器再生，如最佳氧气量不在第1、第2残留氧气量之间且第1或第2残留氧气量在再生下限氧气量与再生上限氧气量之间，则改变发动机运行状态(例如以下限空燃比或上限空燃比使内燃机进行运行)以得到第1或第2残留氧气量，从而能在不损害发动机平稳地运行的同时进行过滤器的再生，另外，如最佳氧气量不在第1、第2残留氧气量之间且第1或第2残留氧气量不在再生下限氧气量与再生上限氧气量之间，则改变发动机运行状态(例如调节空燃比)以得到再生下限氧气量或再生上限氧气量，从而能进行过滤器的再生。
在本发明中，最好是，所述再生下限氧气量，具有第1再生下限氧气量与比其大的第2再生下限氧气量之间的规定范围，所述再生上限氧气量，具有第1再生上限氧气量与比其大的第2再生上限氧气量之间的规定范围，所述氧气供给量调节构件，根据与所述内燃机的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量求出所述氧气供给量，当该氧气供给量比所述第1再生下限氧气量小时，将所述氧气供给量调节为所述第1再生下限氧气量，当所述氧气供给量在所述再生下限氧气量的所述规定范围内时，将该氧气供给量调节为所述第2再生下限氧气量，当所述氧气供给量在所述再生上限氧气量的所述规定范围内时，将该氧气供给量调节为所述第1再生上限氧气量，当所述氧气供给量比所述第2再生上限氧气量大时，将该氧气供给量调节为所述第2再生上限氧气量。
采用所述良好的形态，考虑与燃烧状态对应的排气中的残留氧气量并求出氧气供给量，由此，能得到合理的氧气供给量，同时能进行合理的氧气供给量的调节。另外，根据氧气供给量是否进入由第1、第2再生下限氧气量决定的再生下限氧气量的规定范围内或由第1、第2再生上限氧气量决定的再生上限氧气量的规定范围内，对氧气供给量进行调节使其成为第1或第2再生下限氧气量或第1或第2再生上限氧气量，由此，能将对氧气供给量的调节抑制在最小限度，可将发动机运行状态随过滤器再生的变化抑制在最小限度。
在本发明中，最好是，所述氧气供给量调节构件，对所述过滤器的颗粒收集量进行推测，根据该推测得到的颗粒收集量及所述过滤器温度设定所述再生下限氧气量及所述再生上限氧气量。
采用该良好形态，再生下限氧气量及再生上限氧气量乃至对过滤器的氧气供给量，根据过滤器温度及推测颗粒收集量进行设定，由此，可在与过滤器温度的高低和颗粒收集量的多少无关地始终存在合适量的氧气的情况下，可在避免氧气不足或氧气过多引起的危害的同时，使过滤器进行再生。尤其是，在颗粒收集量多的场合，可对过滤器供给合适量的氧气，能可靠地防止因过多的氧气供给引起的过滤器熔损。
在本发明中，最好是，所述氧气供给量调节构件，在所述推测到的颗粒收集量在规定值以上且所述内燃机处于规定运行状态时，对所述氧气供给量进行调节。
采用上述更好的形态，内燃机处于规定运行状态以外的运转状态，例如，过滤器温度过低，即使具有合适量的氧气，也存在过滤器无法充分再生的可能的场合，使氧气供给量调节构件不动作，对过滤器不实施再生。其结果，即使推测颗粒收集量超过了规定量，过滤器往往也不能进行再生，然后，而当内燃机成为规定运行状态时，在存在与推测颗粒收集量相适应的氧气量的情况下，能避免因氧气不足或氧气过多引起的危害，同时使过滤器进行再生。
在本发明中，最好是，所述温度推测构件，根据对所述过滤器或过滤器附近的温度进行检测的温度检测构件的检测输出及该检测输出的变化，来推测所述过滤器或过滤器附近的温度。
在上述良好形态中，不将对过滤器或过滤器附近的温度进行检测的温度检测装置的检测输出直接作为过滤器温度进行使用，而是将根据检测输出及其变化推测得到的过滤器温度应用于氧气供给量的调节，故可除去因温度检测装置的响应延迟的影响引起的检测温度误差。
在本发明中，最好是，所述过滤器，能利用设置在所述过滤器中或所述过滤器上游的所述排气通道内的氧化催化剂的氧化反应进行再生。
采用上述良好的形态，通过利用氧化催化剂的氧化反应，例如通过氧化催化剂的氧化反应引起的发热能使排气温度升温，以提高过滤器温度，或将氧化催化剂对排气中的成分进行氧化而生成的氧化剂供给过滤器，可实施良好的过滤器再生。
附图的简单说明
图1是表示本发明的实施形态1的排气净化装置的整体结构图。
图2是表示图1所示的ECU所实行的颗粒燃烧控制程序的流程图。
图3是表示温度上升时的传感器检测值T2与DPF出口温度T2e的关系的说明图。
图4是表示用于从排气流量V求出响应系数K的说明图。
图5是表示用于设定颗粒收集量为合适量时的最佳氧气量的说明图。
图6是表示用于设定收集量过剩时的最佳氧气量的说明图。
图7是表示本发明的实施形态2的排气净化装置的颗粒燃烧控制中，颗粒收集量为合适量的场合使用的DPF温度-氧气供给量的图。
图8是表示颗粒收集量过剩时所使用的图。
图9是表示作为氧气供给量调节构件的ECU所具有的空燃比算出部及残留氧气量运算部的概要方块图。
图10是例示以下限、上限空燃比燃烧时的残留氧气量AA、BB与最佳氧气量SS、再生下限氧气量CC、再生上限氧气量DD的关系的图。
图11是表示实施形态2的颗粒燃烧控制程序中的一部分的流程图。
图12是表示同一控制程序的剩余部分的流程图。
图13是表示本发明的实施形态3的排气净化装置的颗粒燃烧控制中，颗粒收集量为合适量的场合所使用的DPF温度-氧气供给量的图。
图14是表示颗粒收集量过剩时所使用的图。
图15是表示作为氧气供给量调节构件的ECU所具有的空燃比算出部及残留氧气量运算部的概要方块图。
图16是表示实施形态3的颗粒燃烧控制程序中的一部分的流程图。
图17是表示同一控制程序的剩余部分的流程图。
图18是对实施形态3的变形例的氧气供给量调节进行说明的图。
图19是对另一变形例的氧气供给量调节进行说明的图。
具体实施例方式
以下，对适用于作为内燃机的通用导轨(日文コモンレ一ル)式柴油发动机(以下称为发动机)的本发明的实施形态1的排气净化装置进行说明。
图1中，发动机1，例如作为串联4气缸发动机构成，在该各气缸中设置电磁式燃料喷嘴2。尽管未图示，各燃料喷嘴2与通用导轨连接，随着燃料喷嘴2的开阀，蓄压在通用导轨内的高压燃料从燃料喷嘴2向燃烧室内进行喷射。
在发动机1的吸气通道3内，从上游侧依次设有空气流量传感器4、作为涡轮增压器5的空压机5a、中间冷却器6、吸气节流阀7。另外，在排气通道8中，从上游侧依次设有作为涡轮增压器5的涡轮机5b、氧化催化剂9、上游侧温度传感器10a、上游侧压力传感器11a、作为过滤器的DPF(柴油颗粒过滤器)12、下游侧压力传感器11b、下游侧温度传感器10b、排气节流阀13。作为涡轮增压器5的空压机5a和涡轮机5b由同一根轴连接。
通过所述氧化催化剂9和DPF12，构成被称为所谓的连续再生式DPF的后处理装置14，该后处理装置14，构成为能将收集于下游的DPF12的颗粒始终连续地利用氧化催化剂9的氧化反应而焚烧除去。
另外，所述吸气通道3的吸气节流阀7的下游位置和所述排气通道8的涡轮机5b的上游位置之间，利用EGR通道15连接，排气经过该EGR通道15，作为EGR气体回流至吸气通道3侧。在EGR通道15中，设置EGR阀16和EGR冷却器17，所述EGR气体的回流量可根据EGR阀16的开度进行调节。
另一方面，设有具有未图示的输出装置、供储存控制程序和控制图等的储存装置(ROM、RAM等)、中央处理装置(CPU)、计时器等的ECU(电子控制单元)21。ECU21的输入侧连接有检测加速器操作量θacc的加速器传感器22、检测发动机旋转速度Ne的旋转速度传感器23、所述空气流量传感器4、作为温度检测元件的上游侧和下游侧的温度传感器10a、10b及压力传感器11a、11b等各种传感器类，在输出侧连接有所述燃料喷嘴2、吸气节流阀7、排气节流阀13、EGR阀16等各种设备类。
ECU21根据来自传感器类的检测信息对燃料喷嘴2的燃料喷射量和喷射时期进行控制的同时，对吸气节流阀7的开度进行控制，从而控制吸入空气量，另外，控制EGR阀16的开度从而控制EGR回流量，由此，可使发动机1在合适区域运行。
随着ECU21对吸入空气量及EGR回流量的控制，对DPF12的氧气供给量发生变化。换言之，ECU21与吸气节流阀7及EGR阀16一起构成氧气供给量调节构件。
排气中含有的颗粒由后处理装置14的DPF12收集。然后，氧化催化剂9被活性化，一旦DPF温度达到规定温度(例如550℃)以上，则收集到的颗粒在DPF12上被连续地焚烧除去，由此，可防止颗粒向大气的排出。在进行如此的DPF自我再生期间，氧气供给量调节构件对DPF12的氧气供给量进行调节以使DPF12进行适宜的再生。
另外，当不能得到这种连续再生作用的运行状态持续的话，DPF12的颗粒收集量逐渐增加。本实施形态中，DPF温度例如小于550℃、DPF12的自我再生不能良好地进行的场合，一旦颗粒收集量达到规定量以上且排气温度在规定温度以上时，则实施将颗粒强制性地焚烧除去的强制再生控制，另外，对DPF12的氧气供给量进行调节。另一方面，即使达到规定的颗粒收集量但排气温度未达到规定温度时，不实施强制再生控制。
详细地说，本实施形态中，作为强制再生控制，在通常的燃料喷射(主喷射)后，实施在膨胀行程或排气行程中喷射补充燃料的后喷射。该后喷射，首先在膨胀行程侧实施，将补充燃料作为未燃燃料(HC、CO等)与排气中的氧气进行反应，以实现排气升温引起氧化催化剂9的活性化。
然后，将后喷射时期切换至排气行程侧，将未燃燃料(HC、CO等)供给氧化催化剂9，使该未燃燃料在氧化催化剂9上氧化，该氧化反应引起的反应热(氧化热)提高DPF12的温度，使DPF12升温至使DPF21进行自我再生的规定温度，从而使DPF12活性化，在DPF12上将颗粒焚烧除去。
其次，氧化催化剂9的活性化引起的氧化反应使排气中的NO在氧化催化剂9上变化为NO2，由此，生成供颗粒焚烧除去用的氧化剂(NO2)，通过该氧化剂将颗粒焚烧除去。因此，即使DPF温度小于大约550℃的场合，DPF21可再生，在此场合DPF的强制再生速度一般比自我再生的速度慢，但在大约400℃的DPF温度下可使颗粒(油烟)氧化(焚烧除去)。
强制再生控制的开始条件，包括颗粒收集量超过允许量、发动机预热结束、发动机负荷及旋转速度达到规定值以上等。即，由于是利用氧化催化剂9的氧化反应将颗粒焚烧除去的，故发动机冷态时和低负荷旋转下的运行时那样的排气温度低的时候，氧化催化剂9无法活性化，故不进行强制再生控制。
ECU21根据从上游侧及下游侧压力传感器11a、11b的检测值P1、P2求出的DPF12的前后压差ΔP、与从燃料喷射量及用空气流量传感器4检测出的吸入空气量A求出的排气流量V的关系，推测DPF12的颗粒收集量，当其收集量超过允许量且发动机1的运行状态满足上述预热结束等规定条件时，开始进行强制再生控制。
另一方面，即使颗粒收集量超过允许量时也不一定都开始进行强制再生控制，故强制再生控制开始时的颗粒收集量有差异，该收集量的差异对强制再生时的颗粒的燃烧状态产生影响。为此，本实施形态的排气净化装置中，除DPF温度和排气中含有的氧气量以外还要考虑颗粒收集量，从而对颗粒的燃烧状态进行控制，以下，对该控制详细地进行说明。
ECU21将图2所示的颗粒燃烧控制程序用规定的控制周期进行执行，首先，在步骤S2中，判断开始条件是否成立。该开始条件作为与上述强制再生控制的开始条件相同的内容进行设定，该燃烧控制程序与强制再生控制并行地执行。
接着在步骤S4中，根据下游侧温度传感器10b的检测值T2，按以下的顺序推测DPF出口温度T2e(温度推测要素)。即，图3是温度上升时的传感器检测值T2与DPF出口温度T2e的关系的说明图，但因下游侧温度传感器10b的响应延迟的影响，相对于虚线所示的实际的DPF出口温度T2e，检测值T2如实线所示，延迟增加，故以排除该传感器的响应延迟引起的误差为目的而进行步骤S4的处理。
在步骤S4中，首先，每隔规定时间对下游侧温度传感器10b的检测值T2进行采样，根据下式(1)算出温度变化量ΔT2。
ΔT2＝T2(n)-T2(n-m)…………(1)这里，T2(n)是这次的采样值，T2(n-m)是m次前的采样值。此后，根据图4的图从现在的排气流量V(如上所述根据燃料喷射量及吸入空气量A算出)求出响应系数K。该图的特性是通过事先的实验求得的，设定为随着排气流量V的增加响应系数K减小。
然后，根据得到的检测值T2、温度变化量ΔT2、响应系数K，利用下式(2)算出DPF出口温度T2e。
T2e＝T2(n)+ΔT2×K…………(2)上述第(2)式表示，排气流量V越大，下游侧温度传感器10b的检测值T2的相对于实际DPF出口温度T2e的跟踪延迟越小。
然后，ECU21移行至步骤S6，对颗粒收集量进行推测(氧气供给量调节构件的收集量推测功能)。该推测处理中，与推测强制再生控制的开始条件、即颗粒收集量的场合相同，根据DPF前后压差ΔP与排气流量V的关系推测DPF12的颗粒收集量。然后在步骤S8中，通过将步骤S6推测得到的颗粒收集量及判断值进行比较，以判断颗粒收集量是适量还是过剩。这是因为应该供给DPF12的最佳氧气量随颗粒收集量而异。
本实施形态中，颗粒收集量为合适量的场合，可将颗粒在DPF上进行适当燃烧的适宜燃烧区域作为DPF温度的函数，根据事先的实验，如图5所示地进行设定。另外，对于颗粒收集量过剩的场合的适宜燃烧区域通过实验，如图6所示地事先进行设定。在图5及图6中，适宜燃烧区域内的粗线表示最佳氧气量，上部剖面线区域表示DPF有可能熔损的熔化区域，下部剖面线区域表示不能将颗粒在DPF上良好地进行燃烧的不良再生区域。当然，与图5的适宜量时的图相比，图6的过剩时的图中，在同一DPF温度时，最佳氧气量optOX设定为更小的值，考虑到了对急剧燃烧进行抑制。
另外，在本颗粒燃烧控制程序中，当用步骤S8判断颗粒收集量为合适量时移行至步骤S10，根据图5的合适量时的图，将上述DPF出口温度T2e看作现在的DPF温度，求出最佳氧气量optOX(氧气供给量调节构件的最佳氧气量算出功能)，然后移行至步骤S14。另外，当颗粒收集量过剩时移至步骤S12，根据图6的过剩时的图求出最佳氧气量optOX，移行至步骤S14。不过，也可将两个图进行插值处理来代替图的选择，求出能与颗粒收集量完全对应的最佳氧气量optOX。
在步骤S14中，求出现在的发动机1的运行状态中，不发生障碍、可实现的上限氧气量HiOX及下限氧气量LoOX(氧气供给量调节构件的上限、下限氧气量算出功能)。例如，在氧气过剩的运行状态下无法点火和驾驶性能恶化等变得显著，另一方面，氧气不足的运行状态下烟雾的发生变得显著，但步骤S14中，将可抑制该障碍的上限及下限的氧气量HiOX、LoOX从未图示的图根据发动机负荷(例如燃料喷射量)和发动机的旋转速度Ne进行设定。
在接着的步骤S16中，判断最佳氧气量optOX是否超过上限氧气量HiOX，YES(肯定)时，在步骤S18中将上限氧气量HiOX作为目标氧气量tgtOX进行设定后，在步骤S20中对吸气节流阀7及EGR阀16的开度进行控制，将残留在排气中的实际的氧气量朝目标氧气量tgtOX反馈控制。具体地说，供给缸内的氧气量乃至排气中残留的氧气量根据新气量与EGR量的比例而变化，故通过对吸气节流阀7及EGR阀16的开度进行调节来进行氧气量的调节。假如对缸内的喷射燃料全部燃烧完，则排气中残留的氧气量可从对缸内的氧气供给量减去与燃料喷射量相当量的燃烧所需的氧气量而求得，向缸内的氧气供给量可根据新气量及EGR量算出。
另外，在所述步骤S16的判断为NO(否定)时，即，最佳氧气量optOX在上限氧气量HiOX以下时，移行至步骤S22，判断最佳氧气量optOX是否不到下限氧气量LoOX。判断为YES时移行至步骤S24，将下限氧气量LoOX作为目标氧气量tgtOX进行设定后，在步骤S20中进行氧气量的反馈控制。
另一方面，所述步骤S22的判断为NO时，即，最佳氧气量optOX在上限氧气量HiOX与下限氧气量LoOX之间时移行至步骤S26，将最佳氧气量optOX作为目标氧气量tgtOX进行设定后，移行至所述步骤S20。
如上所述，本实施形态的排气净化装置中，作为影响颗粒的燃烧状态的主要因数，除了排气中的氧气量及DPF温度以外还考虑颗粒收集量，根据按收集量选择的图对供给DPF12的氧气量进行调节，对强制再生控制时的颗粒的燃烧状态进行控制。其结果，与收集量无关地将颗粒以合适的燃烧状态(图5、图6图中的粗线上)进行焚烧，使DPF12不会熔损，能可靠地进行再生。
另外，强制再生控制时，根据按颗粒收集量选择的图从DPF温度设定最佳氧气量optOX(即，目标氧气量tgtOX)，将排气中的氧气量进行反馈控制。然后，排气中的氧气量由吸气节流阀7及EGR阀16的开度控制迅速地得到调节，例如如日本专利实公昭5-3694号公报记载的传统技术那样，与对受到DPF的热容量的影响的DPF温度进行控制的场合相比，能以极其良好的响应性进行控制。而且，作为用于设定最佳氧气量optOX的DPF温度，不将下游侧温度传感器10b的检测值T2直接进行使用，而是应用考虑了传感器时定数的DPF出口温度T2e，故还可排除传感器的响应延迟的影响引起的检测温度误差。
其结果，通过根据以上的氧气量的控制及排除传感器响应延迟的影响引起的检测温度误差，即使例如控制延迟的影响变得显著的急加速和减速等的过渡状态下，能正确地达到从图5、图6的图求得的最佳氧气量optOX，从而能可靠地实现根据图设定的所期望的颗粒的燃烧状态。
而且，从图求得的最佳氧气量optOX超过从发动机1的运行状态设定的上限氧气量HiOX与下限氧气量LoOX的范围的场合，不将最佳氧气量optOX作为目标氧气量tgtOX进行设定，而是限制在上限氧气量HiOX或下限氧气量LoOX。因此，在尽可能地保持合适的颗粒的燃烧状态的基础上，可事先防止因氧气量过剩和不足引起的各种危害，即使在强制再生控制时也能实现发动机的顺利运行。
以下，对本发明的实施形态2的排气净化装置进行说明。
实施形态2的排气净化装置在以下方面与所述第1实施形态是共同的。即，根据按颗粒收集量选择的合适量时和过剩时的图对氧气供给量进行调节以使其成为按DPF温度设定的最佳氧气量。并且，实施形态2，其特征在于，为了实现过滤器再生中发动机运行的平稳，在调节氧气供给量时，是根据发动机1以下限、上限空燃比进行燃烧时的排气中残留的氧气量与最佳氧气量的比较结果对发动机燃烧状态进行控制。
从上述的概要说明可以知道，实施形态2的排气净化装置，主要是颗粒燃烧控制程序中的控制内容不同，其他可与上述实施形态1的结构大致相同，对与实施形态1的共同点省略说明。
排气净化装置可以是图1所示的结构，ECU21与吸气节流阀7及EGR阀16一起构成氧气供给量调节构件。ECU21中储存有DPF的颗粒收集量为合适量的场合所使用的DPF温度-氧气供给量图及收集量过剩的场合所使用的图(参照图7及图8)。两个图分别与图5及图6所示的图对应。
图7及图8所示的合适量时的图及过剩时的图，纵轴取为DPF温度，同时横轴取为氧气供给量，表示了不良再生区域、适宜再生区域(与图5及图6中的适宜燃烧区域对应)及熔化区域，在适宜再生区域中能使颗粒良好地燃烧，但在不良再生区域则不能使颗粒进行良好的燃烧，另外，在熔化区域中有DPF熔损的可能。
在图7及图8中，符号CC1及CC2表示第1、第2再生下限氧气量，换言之，表示具有规定范围的再生下限氧气量CC。另外，负荷DD1及DD2表示第1、第2再生上限氧气量、即具有规定范围的再生上限氧气量DD。另外，符号SS1及SS2表示第1、第2最佳氧气量、即具有规定变范围的最佳氧气量SS。这样，通过将再生下限氧气量CC、再生上限氧气量DD及最佳氧气量SS分别设定为具有规定范围，如后所述，可减少在进行氧气供给量调节时，根据氧气供给量，因对发动机燃烧状态(例如空燃比)进行可变控制时的控制误差，而能减少DPF温度进入不良再生区域或熔化区域的可能。
再生下限氧气量CC及再生上限氧气量DD分别随DPF温度而变化，在图7及图8中，成为再生下限氧气量线及再生上限氧气量线。再生下限氧气量线及再生上限氧气量线与表示再生可能温度例如250℃的再生可能温度线一起构成适宜再生区域。最佳氧气量SS所描述的最佳氧气量线在适宜再生区域内。如图所示，最佳氧气量设定在再生下限氧气量CC与再生上限氧气量DD的中间值附近的值或比该中间值靠近再生下限氧气量侧的值，这样可减少因氧气不足和氧气过多引起的危害，还能可靠地防止DPF温度达到熔化区域。
如上所述，在实施形态2中，根据从在下限、上限空燃比下运行的发动机1排出的排气中的第1、第2残留氧气量对发动机1的燃烧状态进行控制。有关这样的燃烧控制，如图9所示，作为氧气供给量调节构件的ECU21，具有下限空燃比算出部21a、上限空燃比算出部21b及残留氧气量运算部21c。
在下限空燃比算出部21a中，参照事先实验求得的Ne-Q-A/Fmin图，根据发动机转速Ne和燃料喷射量Q算出下限空燃比A/Fmin。在该图中，下限空燃比所设定的值是使以该下限空燃比以上的空燃比运行发动机1时例如颗粒排出量和驾驶特性等为可允许的情况。另外，在上限空燃比算出部21b中，上限空燃比A/Fmax根据发动机旋转速度Ne和燃料喷射量Q，从Ne-Q-A/Fmax图中算出。上限空燃比所设定的值是使以该上限空燃比以下的空燃比运行发动机1时例如NOx排出量和发动机运行噪声在允许限度以下。图9中模式地表示了2个图(日文マツプ)，省略了其详细情况。
在残留氧气量运算部21c中，4气缸发动机的场合，吸入空气量Ai(g/st)，是将空气流量传感器的值(g/sec)除以将发动机转速Ne除以60得到的值再乘以2倍所得到的值求得，另外，消耗空气量Ac(g/st)，是通过将燃料量Qaf(g/st)乘上理论空燃比14.5求得，而且，残留空气量Ar(g/st)，是通过将吸入空气量Ai减去消耗空气量Ac求得。这里，符号st表示冲程。每1秒钟的排气中的残留氧气量(g/sec)，是通过相对于每1冲程的残留空气量Ar将发动机转速Ne除以60得到的值乘以与4气缸所对应的值2与空气中的氧气的比率0.23的积求得。可用以下公式表示上述说明。
吸入空气量Ai(g/st)＝空气流量传感器的值(g/sec)÷{(Ne/60)×2}消耗空气量Ac(g/st)＝Qaf×14.5残留空气量Ar(g/st)＝Ai-Ac残留氧气量(g/sec)＝Ar×(Ne/60)×2×0.23而用下限、上限空燃比算出部21a、21b分别算出的下限、上限空燃比A/Fmin、A/Fmax引起的燃烧时的残留氧气量，吸入空气量Ai，是在下限、上限空燃比A/Fmin、A/Fmax上乘以燃料量Qaf求得，仅这点不同。上述说明可用以下公式表示。
吸入空气量Ai(g/st)＝A/Fmin(或A/Fmax)×Qaf消耗空气量Ac(g/st)＝Qaf×14.5残留空气量Ar(g/st)＝Ai-Ac残留氧气量(g/sec)＝Ar×(Ne/60)×2×0.23下限、上限空燃比燃烧时的残留氧气量与最佳氧气量SS、再生下限氧气量CC、再生上限氧气量DD的关系如图10所示。在图10中，符号AA及白色圆表示下限空燃比燃烧时的残留氧气量(第1残留氧气量)，符号BB及黑色圆表示上限空燃比燃烧时的残留氧气量(第2残留氧气量)。
以下，参照图11及图12对实施形态2的颗粒燃烧控制程序进行说明。
在本程序的步骤S31(与图2的步骤S6对应)中，根据DPF前后压差ΔP与排气流量V的关系推测颗粒收集量，在接着的步骤S32(与图2的步骤S2对应)中，判断与强制再生控制开始条件相同的燃烧控制开始条件是否成立，以此判断是否是所需再生时期。
在步骤S32中，当判断为是所需再生时期，则进行DPF出口温度的推测(步骤S33)。这里，与图2的步骤S4的场合相同，根据上述公式(2)算出DPF出口温度T2e。
接着在步骤S34中，判断DPF出口温度T2e是否在再生可能温度(例如约为250℃)以上，如该判断结果为肯定的话则进一步判断颗粒收集量是否是合适量或过剩(步骤S35)。
然后，如颗粒收集量为合适量，则参照图7所示的合适量时的图求出分别与由上述DPF出口温度T2e表示的DPF温度对应的最佳氧气量SS、再生下限氧气量CC及再生上限氧气量DD(步骤S36)。另外，如收集量过剩，则参照图8所示的过剩时的图求出分别与DPF温度对应的最佳氧气量SS、再生下限氧气量CC及再生上限氧气量DD(步骤S37)。
在下面的步骤S38中，能允许进行发动机运行的空燃比的下限值(下限空燃比)由下限空燃比算出部21a算出，然后，以下限空燃比进行发动机运行的场合的残留氧气量、即第1残留氧气量AA由残留氧气量运算部21c求得。而且，能允许进行发动机运行的空燃比的上限值(上限空燃比)由上限空燃比算出部21b算出，然后，以上限空燃比进行发动机运行的场合的排气中的残留氧气量、即第2残留氧气量BB由残留氧气量运算部21c求得。
然后，在步骤S39中，判断最佳氧气量SS是否在第2残留氧气量BB以下，如该判断结果为肯定(SS≤BB)，则判断最佳氧气量SS是否在第1残留氧气量AA以上(步骤S40)。
如步骤S40的判断结果是肯定、即如图10的符号□所示的那样，“AA≤SS≤BB”的关系成立，则进行燃烧控制以得到最佳氧气量SS(步骤S41)。在该燃烧控制中，例如，通过使空燃比在允许下限空燃比和允许上限空燃比之间可变以得到最佳氧气量SS，将与最佳氧气量SS对应的空燃比作为设定空燃比进行设定，对吸气节流阀7及EGR阀16的开度及来自燃料喷嘴2的燃料喷射量进行控制以成为该设定空燃比。其结果，以设定空燃比进行燃烧，将最佳氧气量SS供给DPF12。即，通过燃烧控制使氧气供给量控制为最佳氧气量SS。
另一方面，如步骤S40的判断为否定、即SS＜AA＜BB，则进一步判断第1残留氧气量(下限空燃比燃烧时的排气中的残留氧气量)AA是否在再生上限氧气量DD以下(步骤S42)。然后，如步骤S42的判断结果为肯定、即图10中符号②所例示的那样“SS＜AA≤DD”的关系成立，则进行燃烧控制以得到第1残留氧气量AA(步骤S43)。例如，将设定空燃比设定为下限空燃比并以下限空燃比进行燃烧，将对DPF12的氧气供给量调节为第1残留氧气量AA。
另外，步骤S42的判断结果为否定、即如图10中的符号③所例示的那样，“AA＞DD及AA＞SS”的关系成立，则进行燃烧控制以得到再生上限氧气量DD(步骤S44)。例如，将设定空燃比设定为比下限空燃比小的值并进行燃烧，将氧气供给量调节为再生上限氧气量DD。
如步骤S39的判断结果为否定(BB＜SS)，则进一步判断再生下限氧气量CC是否在第2残留氧气量(上限空燃比燃烧时的残留氧气量)BB以下(步骤S45)，如该判断结果为肯定、即图10中符号④所例示的那样“CC≤BB≤SS”的关系成立，则进行燃烧控制以得到第2残留氧气量BB(步骤S46)。例如，将上限空燃比作为设定空燃比进行设定并进行燃烧，将氧气供给量调节为第2残留氧气量BB。另一方面，步骤S45的判断结果为否定、即如图10中的符号⑤所例示的那样，“BB＜CC及BB＜SS”的关系成立，则进行燃烧控制以得到再生下限氧气量CC(步骤S47)。例如，将设定空燃比设定为比上限空燃比大的值并进行燃烧，将氧气供给量调节为再生下限氧气量CC。
将上述实施形态2的氧气供给量调节归纳如下，如最佳氧气量SS在第1、第2残留氧气量AA、BB之间，则氧气供给量调节为最佳氧气量SS，如最佳氧气量SS不在残留氧气量AA、BB之间且第1、第2残留氧气量AA、BB中的至少一方在再生下限氧气量CC与再生上限氧气量DD之间，则氧气供给量调节为第1或第2残留氧气量AA或BB中最接近最佳氧气量SS的一方的值，另外，如最佳氧气量SS不在第1、第2残留氧气量AA、BB之间且第1、第2残留氧气量AA、BB不在再生下限氧气量CC与再生上限氧气量DD之间，则氧气供给量调节为再生下限氧气量CC或再生上限氧气量DD中接近第1、第2残留氧气量AA、BB的一方的值。
如此，使发动机1尽可能一边以在下限空燃比至上限空燃比的范围内的空燃比平稳地运行，一边向DPF12供给最佳氧气量SS，从而进行最佳DPF再生。如难以进行供给最佳氧气量SS情况下的最佳DPF再生，则通过以下限空燃比或上限空燃比运行发动机，将更接近最佳氧气量SS的第1或第2残留氧气量AA、BB向DPF12进行供给，从而在发动机平稳的运行下进行良好的DPF再生。如不是这样的话，则将氧气供给量调节为再生下限氧气量CC或再生上限氧气量DD，从而进行DPF再生。
其结果，采用实施形态2的排气净化装置，可同时实现对DPF12的氧气供给量的合适化和发动机运行的平稳化。另外，实施形态2的排气净化装置具有与实施形态1相同的优点。例如，可与颗粒收集量的大小无关地对氧气供给量进行合适化，能可靠地防止因氧气不足或氧气过多引起的危害、尤其是DPF的熔损。
以下对本发明的实施形态3的排气净化装置进行说明。
实施形态3的排气净化装置在以下方面与所述第1、2实施形态是共同的。即，根据按颗粒收集量选择的合适量时或过剩时的图对氧气供给量进行调节以使其成为按DPF温度设定的在再生下限氧气量与再生上限氧气量之间的值。实施形态3，其特征在于，在调节氧气供给量时，是根据与发动机1进行最佳燃烧的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量与再生下限氧气量、再生上限氧气量的比较结果对燃烧状态进行控制。
从上述的概要说明可以知道，实施形态3的排气净化装置，主要是颗粒燃烧控制程序中的控制内容不同，其他可与上述实施形态1、2的结构大致相同，对与实施形态1、2的共同点省略说明。
排气净化装置可以是图1所示的结构，与吸气节流阀7及EGR阀16一起构成氧气供给量调节构件的ECU21中储存有，DPF12的颗粒收集量为合适量的场合所使用的DPF温度-氧气供给量图及收集量过剩的场合所使用的图。两个图如图13及图14所示，除最佳氧气量SS没有设定以外，其他与图7及图8相同，故省略其说明。
如上所述，在实施形态3中，是根据最佳燃烧时的排气中的残留氧气量进行燃烧状态控制的，与此相关，如图15所示，作为氧气供给量调节构件的ECU21，具有空燃比算出部21e和残留氧气量运算部21c。在空燃比算出部21e中，参照事先实验求得的Ne-Q-A/Fopt图，根据发动机转速Ne和燃料喷射量Q算出最佳空燃比A/Fopt。最佳空燃比A/Fopt所设定的值是使发动机1能进行最佳的燃烧，ECU21对燃料喷射量和喷射时期进行控制以使实际的空燃比A/F为最佳空燃比A/Fopt，或通过对吸入空气量和EGR回流量进行控制，使发动机1的燃烧状态为最佳。与图9相同，图15的残留氧气量运算部21c，相对于最佳空燃比A/Fopt，可求得最佳燃烧时的每秒的排气中的残留氧气量AAA。
又，除根据最佳空燃比A/Fopt求出与发动机1的燃烧状态对应的残留氧气量的方法以外，也可与实施形态2相同地从空气流量传感器的值、发动机转速Ne及燃料量Qaf求出。
以下，参照图16及图17对实施形态3的颗粒燃烧控制程序进行说明。
本程序包括分别与图11所示的步骤S31～S35对应的步骤S51～S55。在步骤S51中，推测颗粒收集量，在步骤S52中判断是否是所需再生时期，在步骤S53中算出DPF出口温度T2e。接着在步骤S54中，判断DPF出口温度T2e是否在DPF再生可能温度以上，在步骤S55中判断颗粒收集量是合适量还是过剩。
如在步骤S55中判断颗粒收集量为合适量，则参照图13所示的合适量时的图求出分别与DPF温度(DPF出口温度T2e)对应的再生下限氧气量CC及再生上限氧气量DD(步骤S56)。另外，如收集量过剩，则参照图14所示的过剩时的图求出分别与DPF温度对应的再生下限氧气量CC及再生上限氧气量DD(步骤S57)。
在下面的步骤S58中，与发动机1的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量AAA由残留氧气量运算部21c根据最佳燃烧时的空燃比A/Fopt或空气流量传感器的值、发动机转速Ne及燃料量Qaf算出。
然后，在步骤S59中判断残留氧气量AAA是否在再生上限氧气量DD以下，如该判断结果为肯定(AAA≤DD)，则判断残留氧气量AAA是否在再生下限氧气量CC以上(步骤S60)。
如步骤S60的判断结果是肯定、即“CC≤AAA≤DD”的关系成立，则即使是进行最佳燃烧的场合也能向DPF12供给从再生下限氧气量CC至再生上限氧气量DD范围内进入的氧气量，因此，由于能适当的进行过滤器再生，故继续进行最佳燃烧(步骤S61)。
另一方面，如步骤S60的判断为否定、即残留氧气量AAA不到再生下限氧气量CC、“AAA＜CC＜DD”的关系成立，则对发动机1的燃烧状态进行控制以使对DPF12供给的氧气供给量为再生下限氧气量CC(步骤S62)。即，一旦进行最佳燃烧时，由于存在对DPF12的氧气供给量不足、不能良好地进行过滤器再生的可能，故为了将氧气供给量调节为再生下限氧气量CC，例如将空燃比设定为比与最佳燃烧对应的最佳空燃比A/Fopt大的值，以该设定空燃比运行发动机1。
步骤S59的判断结果为否定、即最佳燃烧时的残留氧气量AAA超过了再生上限氧气量DD，“CC＜DD＜AAA”的关系成立，则控制燃烧状态以供给再生上限氧气量DD(步骤S63)。即，一旦进行最佳燃烧，则氧气供给量过剩，由于存在有可能产生过滤器熔损等问题，故为了将氧气供给量调节为再生上限氧气量DD，例如，以比最佳空燃比A/Fopt小的空燃比运行发动机。
将上述实施形态3的燃烧控制(氧气供给量调节)归纳如下，发动机1中实施最佳燃烧的场合的排气中的残留氧气量AAA进入从再生下限氧气量CC至再生上限氧气量DD的范围内，则进行最佳燃烧，在实现发动机运行性能和排气特性的最佳化的同时实施适宜的DPF再生，如上述残留氧气量AAA不到再生下限氧气量CC，则进行燃烧控制以使氧气供给量成为再生下限氧气量CC，另外，当残留氧气量AAA超过再生上限氧气量DD，则进行燃烧控制以使氧气供给量成为再生上限氧气量DD，由此使DPF12进行合适的再生。
如此，一边尽可能实施最佳燃烧以提高发动机性能一边进行过滤器再生，另一方面，实施最佳燃烧时对DPF12的氧气供给量不足和过剩的场合，将氧气供给量调节至再生下限氧气量CC或再生上限氧气量DD后进行DPF再生。
其结果，采用实施形态3的排气净化装置，可同时实现对DPF12的氧气供给量的合适化和燃烧状态的最佳化。另外，实施形态3的排气净化装置具有与实施形态1、2相同的优点。
图18表示实施形态3的变形例的氧气供给量调节。
在该变形例中，以下方面与实施形态3的场合相同、即如最佳燃烧时的残留氧气量AAA不到再生下限氧气量CC，则将对DPF12的氧气供给量调节为再生下限氧气量CC，另外，如残留氧气量AAA超过再生上限氧气量DD，则将氧气供给量调节为再生上限氧气量DD，但其具有以下特征。
即，在图18的变形例中，最佳燃烧时的残留氧气量AAA(如图18中符号×所示)小于第1再生下限氧气量CC1时，将对DPF12的氧气供给量调节为第1再生下限氧气量CC1(图18中将调节后的氧气供给量用黑色圆表示)。另外，残留氧气量AAA在第1再生下限氧气量CC1与第2再生下限氧气量CC2之间、即在再生下限氧气量CC的规定范围内时，将氧气量调节为第2再生下限氧气量。然后，当残留氧气量AAA在第1再生上限氧气量DD1与第2再生上限氧气量DD2之间、即在再生上限氧气量DD的规定范围内时，将对DPF12的氧气供给量调节为第1再生上限氧气量DD1，当残留氧气量AAA大于第2再生上限氧气量DD2时，将氧气供给量调节为第2再生上限氧气量DD2。
如此，在图18的变形例中，对DPF12的氧气供给量的调节控制在最小限度，从而抑制氧气供给量调节引起发动机运行状态的变化，另外，根据需要，通过将氧气供给量调节为第2再生下限氧气量CC2或第1再生上限氧气量DD1，可将氧气供给量调节为安全方的值。
图19表示图18所示的变形例中将最佳氧气量SS设定在合适再生区域内的场合的氧气供给量调节。
在图19中，最佳氧气量SS具有第1最佳氧气量SS1与比其大的第2最佳氧气量SS2之间的规定范围。而且，如果与发动机1的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量AAA(图19中用符号×表示)大于再生下限氧气量CC且小于第1最佳氧气量SS1，则将对DPF12的氧气供给量调节为第1最佳氧气量SS1，另一方面，如果小于再生上限氧气量DD且大于第2最佳氧气量SS2，则将氧气供给量调节为第2最佳氧气量SS2。即，残留氧气量AAA在再生下限氧气量CC与再生上限氧气量DD之间且在最佳氧气量SS的规定范围外时，将氧气供给量调节为与第1、第2最佳氧气量SS1、SS2中接近的一方的值。由此，在图19的变形例中，将对氧气供给量的调节控制在最小限度，从而抑制发动机运行状态的变化。
以上是对本发明的实施形态1至3及变形例的说明，但本发明并不局限于上述实施形态和变形例。
例如，在上述实施形态1至3中，是将排气净化装置作为通用导轨式柴油发动机1用的设备进行了具体化，另外，作为强制再生控制实施了后喷射，但发动机的形式和强制再生控制的内容等并不局限于此，例如，也可应用于通常的柴油发动机，作为强制再生控制，也可实施吸排气节流和喷射时期的延迟代替后喷射。
不过，在上述实施形态1至3中，将氧气供给量的调节与强制再生控制一起进行实施，但并不局限于此，例如，即使不实施强制再生控制、DPF进行自我再生的场合，也可与上述实施形态相同地对DPF的氧气供给量进行调节。即使在该场合，也可防止DPF的不良再生和熔损等，从而适宜地进行DPF的再生。
另外，在上述实施形态1至3中，是将后处理装置14作为在DPF12的上游侧设有氧化催化剂9的连续再生式DPF而构成的，但也可例如将氧化催化剂9与DPF12一体化，或作为不具有氧化催化剂9的一般的DPF来构成。
而且，在上述实施形态1至3中，作为DPF温度，使用了考虑了传感器响应延迟的DPF出口温度T2e，但也可例如将下游侧温度传感器10b的检测值T2直接作为DPF 度进行使用来取代它，还可根据上游侧温度传感器10a的检测值求得DPF温度。
另外，在上述实施形态1中，将目标氧气量tgtOX限制为上限氧气量HiOX和下限氧气量LoOX，但也可将从图求得的最佳氧气量optOX无条件地作为目标氧气量tgtOX进行设定。
权利要求
1.一种排气净化装置，具有设置在内燃机的排气通道、收集排气中颗粒的过滤器和可对该过滤器的氧气供给量进行调节的氧气供给量调节构件，其特征在于，具有对于所述过滤器或过滤器附近的温度进行检测或推测的温度推测元件，所述氧气供给量调节构件，将所述氧气供给量调节为根据所述过滤器温度所确定的再生下限氧气量和再生上限氧气量之间的值。
2.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述氧气供给量调节构件，从与所述内燃机的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量求出所述氧气供给量。
3.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述氧气供给量调节构件，根据所述过滤器温度在所述再生下限氧气量和所述再生上限氧气量之间求出最佳氧气量，从而对所述氧气供给量进行调节以使其成为该最佳氧气量或接近该最佳氧气量。
4.如权利要求3所述的排气净化装置，其特征在于，所述最佳氧气量设定为所述再生下限氧气量与所述再生上限氧气量的中间值附近的值，或比该中间值更靠近所述再生下限氧气量侧的值。
5.如权利要求3所述的排气净化装置，其特征在于，所述最佳氧气量具有第1最佳氧气量与比其大的第2最佳氧气量之间的规定范围，所述氧气供给量调节构件，根据与所述内燃机的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量求出所述氧气供给量，当该氧气供给量在所述最佳氧气量的所述规定范围外时，将该氧气供给量调节为与所述第1最佳氧气量和所述第2最佳氧气量中接近的一方。
6.如权利要求3所述的排气净化装置，其特征在于，所述氧气供给量调节构件，求出与所述内燃机以下限空燃比及上限空燃比运行时的各个燃烧状态对应的排气中的第1及第2残留氧气量，将所述最佳氧气量与该第1及第2残留氧气量进行比较，根据该比较结果对所述氧气供给量进行调节。
7.如权利要求6所述的排气净化装置，其特征在于，所述氧气供给量调节构件，在所述最佳氧气量位于所述第1残留氧气量与所述第2残留氧气量之间的场合将所述氧气供给量调整为所述最佳氧气量。
8.如权利要求6所述的排气净化装置，其特征在于，所述氧气供给量调节构件，在所述最佳氧气量不位于所述第1残留氧气量与所述第2残留氧气量之间的场合将所述氧气供给量调整为所述第1残留氧气量和所述第2残留氧气量中与所述最佳氧气量接近的一方。
9.如权利要求6所述的排气净化装置，其特征在于，所述氧气供给量调节构件，在所述最佳氧气量不位于所述第1残留氧气量和所述第2残留氧气量之间且所述第1残留氧气量和所述第2残留氧气量不位于所述再生下限氧气量与所述再生上限氧气量之间的场合，将所述氧气供给量调整为所述再生下限氧气量和所述再生上限氧气量中与所述第1残留氧气量或所述第2残留氧气量接近的一方。
10.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述再生下限氧气量具有第1再生下限氧气量与比其大的第2再生下限氧气量之间的规定范围，所述再生上限氧气量具有第1再生上限氧气量与比其大的第2再生上限氧气量之间的规定范围，所述氧气供给量调节构件，根据与所述内燃机的燃烧状态对应的排气中的残留氧气量求出所述氧气供给量，当该氧气供给量小于所述第1再生下限氧气量时，将所述氧气供给量调节为所述第1再生下限氧气量，当所述氧气供给量在所述再生下限氧气量的所述规定范围内时，将该氧气供给量调节为所述第2再生下限氧气量，当所述氧气供给量在所述再生上限氧气量的所述规定范围内时，将该氧气供给量调节为所述第1再生上限氧气量，当所述氧气供给量大于所述第2再生上限氧气量时，将该氧气供给量调节为所述第2再生上限氧气量。
11.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述氧气供给量调节构件对所述过滤器的颗粒收集量进行推测，根据该推测得到的颗粒收集量及所述过滤器温度，而设定所述再生下限氧气量及所述再生上限氧气量。
12.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，在所述推测到的颗粒收集量在规定值以上且所述内燃机处于规定运行状态时，所述氧气供给量调节构件对所述氧气供给量进行调节。
13.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述温度推测构件根据对所述过滤器或过滤器附近的温度进行检测的温度检测元件的检测输出及该检测输出的变化，来推测所述过滤器或过滤器附近的温度。
14.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述过滤器可再生利用配设在所述过滤器中或所述过滤器上游的所述排气通道内的氧化催化剂的氧化反应。
全文摘要
一种排气净化装置，将收集在DPF内的颗粒始终以适宜的燃烧状态进行焚烧，在不使DPF熔损的前提下可靠地进行再生。排气净化装置的ECU推测DPF的颗粒收集量(S6)，根据该收集量的合适量·过剩选择图(S8)，根据所选择的图从DPF温度求得目标氧气量(S10、12)，将排气中的氧气量向目标氧气量进行反馈(S20)。在氧气量的控制中反映了收集量，故能与收集量无关地始终将颗粒以适宜的燃烧状态进行焚烧。
文档编号F02D41/02GK1535351SQ02814970
公开日2004年10月6日 申请日期2002年7月24日 优先权日2001年7月26日
发明者田中多闻, 西原节雄, 雄 申请人:三菱自动车工业株式会社