内燃机的排气净化系统的制作方法

专利名称：内燃机的排气净化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有增压器和EGR装置的内燃才几排气净化系统。
背景技术：
在内燃机的排气净化系统中，已知一种具有将至少一部分内燃机排气 作为EGR气体引入进气系统内的EGR装置的排气净化系统。能够通过将 EGR气体《1入进气系统内而降低NOx排放量。
日本专利特开No. 5-263716公开了在内燃机排气净化系统中，当改变 要被引入进气系统内的EGR气体量时限制变化量的技术。
在具有增压器和EGR装置的内燃机排气净化系统中，视内燃机的运 转状态而定来改变增压压力(charging pressure)和EGR气体量。然而， 改变增压压力时的响应性比改变EGR气体量时的响应性低。
因此，当在内燃机的运转状态为瞬态时增压压力升高且EGR气体量 增大时，EGR气体量有时相对于实际增压压力过大。在这种情况下，EGR 气体量相对于流入气缸的进气量过大。结果，存在未燃燃料排放增加和意 外点火(失火，accidental fire)的风险。

发明内容
本发明是考虑到上述问题而提出的，其目的在于提供用于具有增压器 和EGR装置的内燃机排气净化系统的技术，其中，当内燃机处于瞬态运 转状态(过渡运转状态)时，这种技术能够抑制NOx排放，还能够抑制未 燃燃料排放增加和意外点火。
在本发明中，采用以下方式解决以上问题。
5即，在本发明中，基于内燃机的运转状态计算目标增压压力和目标
EGR气体量。当内燃机在瞬态运转状态下运转时，如果实际增压压力尚未 达到目标增压压力，则EGR气体量被控制至小于目标EGR气体量的量。
更具体地，根据本发明的内燃机排气净化系统的特征在于包括以下的 EGR装置，所述EGR装置用于将内燃机的至少一部分排气作为EGR气 体引入所述内燃机的进气系统内；增压器，所述增压器用于利用所述内燃 机的排气的能量对进气进行增压；EGR气体量控制装置，所述EGR气体 量控制装置用于控制由所述EGR装置引入所述内燃机的进气系统内的 EGR气体量；目标EGR气体量计算装置，所述目标EGR气体量计算装 置用于基于所述内燃机的运转状态计算作为所述EGR气体量的目标值的 目标EGR气体量；目标增压压力计算装置，所述目标增压压力计算装置 用于基于所述内燃机的运转状态计算作为增压压力的目标值的目标增压压 力；以及增压压力检测装置，所述增压压力检测装置用于检测实际增压压 力，其中，当所述内燃机处于瞬态运转状态时，如果由所述增压压力检测 装置检测到的实际增压压力低于所述目标增压压力，则所述EGR气体量 控制装置将所述EGR气体量控制至小于所述目标EGR气体量的量。
根据本发明，当内燃机处于瞬态运转状态时，能够抑制被引入进气系 统内的EGR气体量相对于实际增压压力(即相对于进气量)变得过大。 因此，当内燃机在瞬态.状态下运转时，能够抑制NOx排放，同时也抑制了 未燃燃料排放增加和意外点火。
在本发明中，当所述内燃机在瞬态状态下运转时，如果所述实际增压 压力低于所述目标增压压力，则可以控制所述EGR气体量，使得所述实 际增压压力越^氐，所述EGR气体量就越小。因而，能够获得更适合于实 际增压压力的EGR气'体量。
在所述内燃机中的燃料喷射阀直接向气缸内喷射燃料的情况下，本发 明还可以包括副燃料喷射执行装置，所述副燃料喷射执行装置用于在由 所述燃料喷射阀在压缩沖程上止点附近的定时执行的主燃料喷射之前的定 时执行副燃料喷射；副燃料喷射定时控制装置，所述副燃料喷射定时控制
6装置用于控制由所述副燃料喷射执行装置执行的所述副燃料喷射的执行定
时；以及目标副燃料喷射定时计算装置，所述目标副燃料喷射定时计算装 置用于基于所述内燃机的运转状态计算作为所述副燃料喷射的执行定时的 目标值的目标副燃料喷射定时。
另外，当所述内,机处于瞬态运转状态时，如果由所述增压压力检测 装置检测到的实际增压压力低于所述目标增压压力，则所述副燃料喷射定 时控制装置可以将所述副燃料喷射的执行定时比所述目标副燃料喷射定时 延迟更多。
延迟副燃料喷射的执行定时缩短了副燃料喷射的执行定时和主燃料喷 射的执行定时之间的间隔。因此，由副燃料喷射所喷射的燃料更容易燃烧。
因此，如上所述，在正在执行副燃料喷射时实际增压压力低于目标增 压压力的情况下，能够抑制未燃燃料排放增加和意外点火。
这里，随着增压压力变低，进气量变小。所以，随着增压压力变低， 由副燃料喷射所喷射的燃料变得更难以燃烧。
因此，如上所述，当所述副燃料喷射的执行定时比所迷目标副燃料喷 射定时延迟更多时，所述副燃料喷射的执行定时可以被控制成使得所述实 际增压压力越低，则所述副燃料喷射的执行定时被延迟得越多。因而，由
副燃料喷射所喷射的燃料可以更容易地燃烧。
本发明还可以包括副燃料喷射量控制装置，所述副燃料喷射量控制 装置用于控制副燃料喷射量；以及目标副燃料喷射量计算装置，所述目标 副燃料喷射量计算装置用于基于所述内燃机的运转状态计算作为所述副燃 料喷射量的目标值的目标副燃料喷射量。而且，如果所述副燃料喷射的执 行定时比所述目标副燃料喷射定时延迟更多，则所述副燃料喷射量控制装 置可以将所述副燃料喷射量控制至小于所述目标副燃料喷射量的量。
如上所述，延迟副燃料喷射的执行定时缩短了副燃料喷射的执行定时 和主燃料喷射的执行定时之间的间隔。所以，由于由副燃料喷射所喷射的 燃料的燃烧而消耗了氧，并且很可能在这种状态下执行主燃料喷射。结果， 存在颗粒物质(下文中称为PM)增加的风险。因此，通过减小副燃料喷射量，减少了由副燃料喷射所喷射的燃料的
燃烧所消耗的氧的量。因而，能够抑制PM的产生。
根据上述说明，在副燃料喷射的执行定时比目标副燃料喷射定时延迟 更多的情况下，能够抑制PM的增加。
这里，副燃料喷射的执行定时被延迟得越多，即副燃料喷射的执行定 时和主燃料喷射的执行定时之间的间隔越短，则在由主燃料喷射所喷射的 燃料的燃烧期间将越可能缺乏氧。因此，副燃料喷射的执行定时被延迟得 越多，PM将越可能增加。
因此，如上所述，.当所述副燃料喷射量^皮控制至小于所述目标副燃料 喷射量的量时，所述副燃料喷射量可以被控制成使得所述副燃料喷射的执 行定时被延迟得越多，所述副燃料喷射量就越小。因而，副燃料喷射量能 够4皮设定为更适合于副燃料喷射的执行定时和主燃料喷射的执行定时之间 的间隔的量。
在增压压力由于内'燃才几运转状态的变化而#皮升高至目标增压压力的情 况下，实际增压压力可能会暂时地超出目标增压压力。当增压压力增大时， 进气量增大。所以，在EGR气体量增大的情况下，未燃燃料排放增加和 意外点火发生的可能性较小。
因此，在本发明中，当所述内燃机处于瞬态运转状态时，如果由所述 增压压力检测装置检测到的实际增压压力高于所述目标增压压力，则所述
EGR气体量控制装置可以将所述EGR气体量控制至大于所述目标EGR 气体量的量。
据此，当内燃机处于瞬态运转状态时，在实际增压压力高于目标增压 压力的情况下，能够进一步抑制NOx排放，同时还抑制了未燃燃料排放增 加和意外点火。
此外，在这种情况下，当所述内燃机处于瞬态运转状态时，当所述实 际增压压力高于所述目标增压压力时，所述EGR气体量可以被控制成使 得所述实际增压压力越高，所述EGR气体量就越大。因而，能够获得更 适合于实际增压压力的EGR气体量。在燃料喷射阀直接向所述内燃机的气缸内喷射燃料的情况下，本发明
还可以包括燃料喷射定时控制装置，所述燃料喷射定时控制装置用于控 制所述燃料喷射阀的燃料喷射定时；以及目标燃料喷射定时计算装置，所 述目标燃料喷射定时i+算装置用于基于所述内燃机的运转状态计算作为所 述燃料喷射定时的目标值的目标燃料喷射定时。
如果所述EGR气体量被控制至大于所述目标EGR气体量的量，则所 述燃料喷射定时可以比所述目标燃料喷射定时延迟更多。
延迟燃料喷射定时能够升高排气的温度。所以，根据以上说明，在由 于增大EGR气体量而引起PM增加的情况下，可以促进PM的氧化。
因此，根据以上说明，即使EGR气体量被控制至大于目标EGR气体 量的量时，也能够抑制PM排放到达外界。
这里，EGR气体量越大，则PM增加的可能性越大。而且，燃料喷射 定时延迟得越多意味着能够使得排气的温度越高。
因此，当所述燃料喷射定时比所述目标燃料喷射定时延迟更多时，所 述燃料喷射定时控制装置可以控制所述燃料喷射定时，使得所述EGR气 体量越大，则所述燃料喷射定时被延迟得越多。据此，EGR气体量越大， 能够使得排气的温度越高。所以，能够进一步抑制PM排放到达外界。
由以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的上述及 其他目的、特征和优点对于本领域技术人员将更为显而易见。


图1为示意性地示出根据本发明实施例的内燃机及其进气和排气系统 的图2为示出用于控制增压压力、EGR气体量、主燃料喷射量、副燃料 喷射量、主燃料喷射定时以及副燃料喷射定时的控制例程的流程图。
具体实施例方式
以下基于

根据本发明的内燃机排气净化系统的具体实施例。图1为示意性地示出根据本实施例的内燃机及其进气和排气系统的
图。内燃机l为用于驱动车辆的柴油机，且具有四个气缸2。气缸2分别 设有向气缸2内直接喷射燃料的燃料喷射阀3。
内燃机1与进气歧管5和排气歧管7相连接。进气通路4的一端与进 气歧管5相连通，排气通路6的一端与排气歧管7相连通。
涡轮增压器(增压器)8的压气机8a安装在进气通路4内。涡轮增压 器8的涡轮8b安装在排气通路6内。
进气歧管5设有检测增压压力的压力传感器14。在本实施例中，压力 传感器14相应于根据本发明的增压压力检测装置。
在排气通路6内涡轮8b的下游设有捕集排气中的颗粒物质(PM)的 颗粒过滤器(下文中称为过滤器)9。过滤器9载持NOx吸藏还原型催化 剂(下文中称为NOx催化剂)。另外，在排气通路6内过滤器9的下游设 有检测排气温度的温度传感器15。
根据本实施例的内燃机1具有将至少一部分排气作为EGR气体引入 进气系统内的EGR装置11。 EGR装置11具有EGR通路12，该EGR通 路的一端与排气歧管7相连通，另一端与进气歧管5相连通。EGR气体经 由EGR通路12从排气歧管7被引导至进气歧管5。另外，EGR通路12 设有EGR阀13,该EGR阀控制被引入进气歧管5中的EGR气体的量。
电子控制单元(ECU) 10设置在内燃机1旁。ECU IO是根据驾驶员 的需求和内燃机1的运转条件控制内燃机1的运转状态的单元。ECU 10 与压力传感器14、温度传感器15、曲柄位置传感器16和加速器开度传感 器17电连接。曲柄位置传感器16检测内燃机1的曲柄转角。加速器开度 传感器17检测安装有内燃机1的车辆的加速器开度。上述传感器的输出信 号被输入至ECUIO。-
ECU IO基于温度传感器15的检测值估计过滤器9的温度。此外，ECU 10基于曲柄位置传感器16的检测值得出内燃机1的转速，并基于加速器 开度传感器17的检测值得出内燃机1的负荷。
ECU 10还与燃秤喷射阀3和EGR阀13电连接，这些阀由ECU 10控制。
根据本实施例，在压缩行程的上止点附近的定时，由燃料喷射阀3执 行主燃料喷射，且在一个燃烧周期内主燃料喷射前的定时执行副燃料喷射。 主燃料喷射量、副燃料喷射量、执行主燃料喷射的定时(下文中称为主燃 料喷射定时)以及执行副燃料喷射的定时(下文中称为副燃料喷射定时) 由ECU IO控制。
根据本实施例，ECU 10通过控制EGR阀13的开度来控制EGR气体 量。在本实施例中，EGR阀13相应于根据本发明的EGR气体量控制装置。
然后，基于图2中所示的流程图，说明根据本实施例的用于控制增压 压力、EGR气体量、主燃料喷射量、副燃料喷射量、主燃料喷射定时以及 副燃料喷射定时的控制例程。本例程被事先储存在ECU 10中，并在内燃 机l运转期间以预定的间隔(例如，在内燃机l的曲轴的每次旋转时)重 复执行。
在本例程中，首先在S101， ECU 10检测内燃机1的运转状态(转速、 负荷等)。
然后，ECU10进行至S102的处理，并基于内燃机l的运转状态计算 目标主燃料喷射量Qfmaint、目标副燃料喷射量Qfsubt、目标主燃料喷射 定时tmaint、目标喷射间隔Atinjt、目标增压压力Pint以及目标EGR气 体量Qgt。这些值与内燃机1的运转状态之间的关系作为脉语图被事先存 储在ECU 10中。
注意，目标喷射间隔Atinjt为喷射间隔的目标值，该喷射间隔即主燃 料喷射定时和副燃料喷射定时之间的时间。在本实施例中，在S102执行处 理的ECU 10相应于目'标EGR气体量计算装置、目标增压压力计算装置、 目标副燃料喷射定时计算装置、目标副燃料喷射量计算装置以及目标燃料 喷射定时计算装置。
然后，ECU10进行至S103的处理。如果内燃机l在瞬态下运转，则 以上的目标值将改变。.然而，增压压力的响应延迟大于燃料喷射量、燃料 喷射定时以及EGR气体量的响应延迟。因此，在本实施例中，如后面将
ii说明的，基于增压压力比RPin,即实际的增压压力Pinm与目标增压压力 Pint的比(Pinm/Pint),来校正副燃料喷射量、主燃料喷射定时、副燃料 喷射定时以及EGR气体量。
在S103中，ECU 10由目标增压压力Pint和当时由增压压力传感器 14测4f的实际增压压力Pinm计算增压压力比RPin。
然后，ECU 10进行至S104的处理，并判定增压压力比RPin是否小 于l。如果在S104中做出肯定判定，则ECU 10进行至S105的处理；如 果做出否定判定，则ECU 10进行至S112的处理。
在进行至S105的处理后，ECU 10基于增压压力比RPin和内燃机1 的转速Ne计算用于校正EGR气体量的校正系数al、用于校正喷射间隔的 校正时间b以及用于校正副燃料喷射量的校正量c。
校正系数al、校正时间b和校正量c与增压压力比RPin和内燃机1 的转速Ne之间的各关系作为第一、第二和第三脉i普图被事先存储于ECU 10中。ECU 10基于所述脉i普图分别计算校正系数al、校正时间b和校正 量c。
在第一、第二和第三脉i普图中，增压压力比RPin为等于或小于1的 值。在第一脉镨图中，'如果增压压力比RPin为1，则校正系数al为l;如 果增压压力比RPin小于1,则校正系数al为小于1的正值。当增压压力 比RPin小于1时，校正系数al随着增压压力比RPin的减小而减小，但 随着内燃机l的转速Ne的增大而增大。
在第二脉镨图中，如果增压压力比RPin为1，则校正时间b为零；如 果增压压力比RPin小于1，则校正时间b为大于零的值。当增压压力比 RPin小于l时，校正时间b随着增压压力比RPin的减小而增加，但随着 内燃机l的转速Ne的增大而减少。
在第三脉镨图中，如果增压压力比RPin为1,则校正量c为零；如果 增压压力比RPin小于1,则校正量c为大于零的值。当增压压力比RPin 小于1时，校正量c随着增压压力比RPin的减小而增大，但随着内燃机l 的转速Ne的增大而减小。然后，ECU 10进行至S106的处理，并通过将在S105中确定的校正 系数al与目标EGR ，体量Qgt相乘，算出校正EGR气体量Qgcl。此时， 校正EGR气体量Qgcl必定是小于目标EGR气体量Qgt的量。
然后，ECU 10进行至S107的处理，并控制EGR阀13的开度，使得 被引入进气歧管5中的EGR气体量等于校正EGR气体量Qgcl。也就是 说，EGR阀13的开度被设定为比当EGR气体量被控制成目标EGR气体 量Qgt时的开度小的开度。
然后，ECU10进行至S108的处理，并通过从目标喷射间隔Atinje中 减去在S105中确定的校正时间b，算出校正喷射间隔Atinjc。
然后，ECU10进行至S109的处理，并校正副燃料喷射定时，使得喷 射间隔等于校正喷射间隔Atinjc。也就是说，副燃料喷射定时比当喷射间 隔被控制至目标喷射间隔Atinjt时(在该时刻，副燃料喷射定时相应于根 据本发明的目标副燃料喷射定时)的副燃料喷射定时延迟更多。
然后，ECU 10进行至S110的处理，并通过从目标副燃料喷射量Qfsubt 中减去在S105中确定的校正量c，算出校正副燃料喷射量Qsubc。
然后，ECUlO进k至Slll的处理，并将副燃料喷射量控制至校正副 燃料喷射量Qsubc。也就是说，副燃料喷射量,皮控制至比目标副燃料喷射 量Qsubt小的量。随后ECU 10结束当前例程的执行。
另一方面，在进行至S112的处理后，ECU 10判定增压压力比RPin 是否大于1。如果在S112中做出肯定判定，则ECU 10进行至S113的处 理。然而，如果在S112中做出否定判定，则ECU10结束当前例程的执行。 当此时结束当前程序的执行时，ECU10判定为不需要校正主燃料喷射量、 副燃料喷射量、主燃料喷射定时、喷射间隔以及EGR气体量，并将上述 量控制至在S102中算芈的目标值。
在S113中，ECU 10判定过滤器9的温度Tc是否等于或高于预定温 度Tca。这里，预定温度Tca是等于或高于由过滤器9所载持的NOx催化 剂的活性化温度的下限值的温度，且为预设温度。也就是说，如果过滤器 9的温度等于或高于预定温度Tca，则所担持的NOx催化剂可以被判定为是活性的。如果在步骤S113做出否定判定，则ECU 10进行至S114的处 理。然而，如果在步骤S113中做出肯定判定，则ECU10结束当前例程的 执行。当此时结束当前例程的执行时，与S112中做出否定判定的情况类似， ECU 10判定为不需要校正主燃料喷射量、副燃料喷射量、主燃料喷射定 时、喷射间隔以及EGR气体量，并将这些量控制至在S102中算出的目标 值。
在步骤S114, ECU10基于增压压力比RPin和内燃机l的转速，计算 用于校正EGR气体量的校正系数a2和用于校正主燃料喷射定时的校正时 间d。
校正系数a2和校正时间d与增压压力比RPin和内燃机l的转速之间 的关系分别作为第四和第五脉谱图被事先存储在ECU 10中。ECU 10基于 所述脉傳图分别计算校正系数a2和校正时间d。
在第四和第五脉语图中，增压压力比RPin是等于或大于l的值。在 第四脉镨图中，如果增压压力比RPin为1,则校正系数a2为l。当增压 压力比RPin大于1时',校正系数a2随着增压压力比RPin的增大而增大， 并且也随着内燃机l的转速Ne的增大而增大。
在第五脉镨图中，如果增压压力比RPin为1,则校正时间d为零。当 增压压力比RPin大于1时，校正时间d随着增压压力比RPin的增大而 增大，并且也随着内燃机l的转速Ne的增大而增大。
然后，ECU 10进行至S115的处理，并且通过将在S114中确定的校 正系数a2与目标EGR气体量Qgt相乘来计算校正EGR气体量Qgc2。此 时，校正EGR气体量Qgc2必定是大于目标EGR气体量Qgt的量。
然后，ECU 10进行至S116的处理，并控制EGR阀13的开度，使得 被引入至进气歧管5的EGR气体量等于校正EGR气体量Qgc2。也就是 说，EGR阀13的开度^i殳定为比EGR气体量被控制至目标EGR气体 量Qgt时的开度大的开度。
然后，ECU 10进行至S117的处理，并通过将在S114中确定的校正 时间d与目标主燃料'喷射定时tmaint相加，算出^f交正主燃料喷射定时
14tmainc。
然后，ECU10进行至S118的处理，并将主燃料喷射定时控制至校正 主燃料喷射定时tmainc。也就是说，主燃料喷射定时比目标主燃料喷射定 时tmaint延迟更多。注意，在这种情况下，控制副燃料喷射定时，使得喷 射间隔等于目标喷射N隔Atinjt。之后，ECU 10结束当前例程的执行。
根据上述例程，如果由于内燃机1在瞬态状态下运转而使得增压压力 比RPin变得小于1，即如果实际增压压力Pinm低于目标增压压力Pint, 则EGR气体量^皮校正至小于目标EGR气体量Qgt的量。因此，当内燃机 1在瞬态状态下运转时'，能够抑制被引入至进气歧管5的EGR气体量相对 于实际增压压力Pinm变成过大的量。也就是说，能够抑制EGR气体量变 得比实际进气量过大。
因此，根据本实施例，当内燃机1在瞬态状态下运转时，能够抑制NOx 排放，同时也能够抑制未燃燃料排放的增加和意外点火的发生。
根据上述例程，当EGR气体量被校正至小于目标EGR气体量Qgt 的量时，EGR气体量被控制成使得实际增压压力Pinm越低，EGR气体 量就越小。因此，能够得到更适合于实际增压压力的EGR气体量。
另外，进气量随着内燃机l的转速的增大而增大。因此，根据上述例 程，当EGR气体量被校正至小于目标EGR气体量Qgt的量时，EGR气 体量被控制成使得内燃机1的转速Ne越低，EGR气体量就越小。
根据上述例程，如果实际增压压力Pinm低于目标增压压力Pint,则 通过延迟副燃料喷射定时，喷射间隔被校正至比目标喷射间隔Atinjt短的 时间。因此，由副燃料喷射所喷射的燃料更容易燃烧。从而，能够抑制未 燃燃料排方文的增加和由副燃料喷射所喷射的燃料难以燃烧所导致的意外点 火的发生。
才艮据上述例程，当喷射间隔被校正至比目标喷射间隔Atinjt短的时间 时，喷射间隔被控制成使得实际增压压力Pinm越低，喷射间隔就越短。 也就是说，进气量越小，副燃料喷射定时被延迟得就越多。因此，由副燃 料喷射所喷射的燃料能够更容易地燃烧。
15才艮据上述例程，在喷射间隔^皮校正至短于目标喷射间隔Atinjt的时间 的情况下，进气量随着内燃机l的转速Ne的降低而减小。因此，喷射间
隔被控制至更短的时i'曰i。
才艮据上述例程，如果实际增压压力Pinm小于目标增压压力Pint，则 副燃料喷射量被控制至小于目标副燃料喷射量Qsubt的量。也就是说，如 果喷射间隔被校正至短于目标喷射间隔Atinjt的时间，则副燃料喷射量被 校正至小于目标副燃料喷射量Qsubt的量。
喷射间隔缩短后，氧气由于副燃料喷射所喷射的燃料的燃烧而被消耗， 并且很可能在这种状态下执行主燃料喷射。此时，能够通过减小副燃料喷 射量来减小由副燃料喷射所喷射的燃料的燃烧所消耗的氧气量。即，能够 增大由主燃料喷射所呀射的燃料的燃烧可以利用的氧气的量。结果，通过 校正副燃料喷射量至小于目标副燃料喷射量Qsubt的量，在喷射间隔短于 目标喷射间隔Atinjt的情况下，能够抑制PM的增加。
根据上述例程，当副燃料喷射量被校正至小于目标副燃料喷射量 Qsubt的量时，副燃料喷射量被控制成使得实际增压压力越低，副燃料喷 射量就越小。也就是说，副燃料喷射量被控制成使得喷射间隔越短，副燃 料喷射量就越小。因此，能够抑制由主燃料喷射所喷射燃料燃烧所需要的 氧气的缺少。结果，通过如上所述控制副燃料喷射量，副燃料喷射量能够 被设定为更适合于喷射间隔的量，因此，能够进一步抑制PM的增加。
如前所述，根据上述例程，当喷射间隔被校正至比目标喷射间隔Atinjt 短的时间时，喷射间隔被控制成使得内燃机l的转速Ne越低，喷射间隔 就越短。因此，当副燃料喷射量被校正至小于目标副燃料喷射量Qsubt的 量时，副燃料喷射量被控制成使得内燃机l的转速Ne越低，即喷射间隔 越短，副燃料喷射量就越小。
根据上述例程，如果由于内燃机1在瞬态状态下运转而使得增压压力 比RPin大于1，即如果实际增压压力Pinm高于目标增压压力Pint,并且 过滤器9的温度Tc低于预定温度Tea,则EGR气体量被校正至大于目标 EGR气体量Qgt的量。由于较高的增压压力会引起进气量增大，在EGR气体量已经增大的 情况下，未燃燃料排放增加和意外点火发生的可能性较小。另夕卜，随着EGR 气体量的进一步增加，能够进一步降低NOx排放。结果，当实际增压压力 Pinm高于目标增压压力Pint时，通过校正EGR气体量至大于目标EGR 气体量Qgt的量，能梦进一步降低NOx排放，同时还能够抑制未燃烧燃 料排放的增加和意外点火的发生。
根据上述例程，当EGR气体量被校正至大于目标EGR气体量Qgt 的量时，EGR气体量-皮控制成使得实际增压压力Pinm越高，EGR气体 量就越大。因此，能够获得更适合于实际增压压力的EGR气体量。
内燃机l的转速越高，则进气量越大。因此，根据上述例程，当EGR 气体量被校正至大于目标EGR气体量Qgt的量时，EGR气体量被控制 成佳:得内燃机l的转速Ne越高，EGR气体量就越大。
此外，在上述例程中，如果实际增压压力Pinm高于目标增压压力Pint, 并且过滤器9的温度Tc低于预定温度Tea,则主燃料喷射定时比目标主燃 料喷射定时tmaint延迟更多。也就是说，当EGR气体量被校正至大于目 标EGR气体量Qgt的量时，主燃料喷射定时比目标主燃料喷射定时tmaint 延迟更多。
延迟主燃料喷射定时使得能够升高排气温度。因此，在由于增大EGR 气体量超过目标EGR气体量Qgt而导致存在PM增加的可能性的情况下， 通过使主燃料喷射定时比目标主燃料喷射定时tmaint延迟更多，能够促进 PM的氧化。结果，能够抑制PM排放到达外界。
根据上述例程，当主燃料喷射定时比目标主燃料喷射定时tmaint延迟 更多时，实际增压压力越高，则主燃料喷射定时被延迟得越多。也就是说， EGR气体量越大，则主燃料喷射定时^f皮延迟得越多。因而，排气的温度能 够随着EGR气体量的增大而升高。因此，随着EGR气体量的进一步增大， 可使得排气温度更高。结果，通过如上所述控制主燃料喷射定时，能够进 一步抑制PM排放到$外界。
如前所述，根据上述例程，当EGR气体量被校正至大于目标EGR气
17体量Qgt的量时，EGR气体量被控制成使得内燃机1的转速Ne越高， EGR气体量就越大。因此，当主燃料喷射定时比目标主燃料喷射定时 tmaint延迟更多时，内燃机l的转速Ne越高，即EGR气体量越大，则主 燃料喷射定时被延迟碍越多。
注意，如果过滤器9的温度等于或高于预定温度Tca，则由过滤器9 载持的NOx催化剂被活性化。因此，能够在NOx催化剂内的排气中储存 NOx。因而，在本实施例中，在过滤器9的温度等于或高于预定温度Tca 的情况下，即使当实际增压压力Pinm高于目标增压压力Pint时，也不将 EGR气体量校正至大于目标EGR气体量Qgt的量。因此，这抑制了 PM 的增加。
尽管针对优选实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员可知， 可以在所附权利要求的精神和范围内进行适当修改来实施本发明。
工业应用
根据本发明，当内燃机处于瞬态运转状态下时，具有增压器和EGR 装置的内燃机排气净化系统能够抑制NOx排放，同时也能够抑制未燃燃料 排放的增加和意外点火的发生。
权利要求
1. 一种内燃机的排气净化系统，其特征在于包括EGR装置，所述EGR装置用于将所述内燃机的至少一部分排气作为EGR气体引入所述内燃机的进气系统内；增压器，所述增压器用于利用所述内燃机的排气的能量对进气进行增压；EGR气体量控制装置，所述EGR气体量控制装置用于控制由所述EGR装置引入所述内燃机的进气系统内的EGR气体量；目标EGR气体量计算装置，所述目标EGR气体量计算装置用于基于所述内燃机的运转状态计算作为所述EGR气体量的目标值的目标EGR气体量；目标增压压力计算装置，所述目标增压压力计算装置用于基于所述内燃机的运转状态计算作为增压压力的目标值的目标增压压力；以及增压压力检测装置，所述增压压力检测装置用于检测实际增压压力，其中，当所述内燃机处于瞬态运转状态时，如果由所述增压压力检测装置检测到的实际增压压力低于所述目标增压压力，则所述EGR气体量控制装置将所述EGR气体量控制至小于所述目标EGR气体量的量。
2. 根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，当所述EGR气 体量纟皮控制至小于所逸目标EGR气体量的量时，所述EGR气体量控制装 置控制所述EGR气体量，使得所述实际增压压力越l氐，所述EGR气体量 就越小。
3. 根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化系统，还包括 燃料喷射阀，所述燃料喷射阀用于将燃料直接喷射到所述内燃机的气釭内；副燃料喷射执行装置，所述副燃料喷射执行装置用于在由所述燃料喷 射阀在压缩冲程上止点附近的定时执^f亍的主燃料喷射之前的定时执行副燃料喷射；副燃料喷射定时控制装置，所述副燃料喷射定时控制装置用于控制由 所述副燃料喷射执行装置执行的所述副燃料喷射的执行定时；以及目标副燃料喷射定时计算装置，所述目标副燃料喷射定时计算装置用 于基于所述内燃机的运转状态计算作为所述副燃料喷射的执行定时的目标 值的目标副燃料喷射定时，其中当所述内燃机处于瞬态运转状态时，如果由所述增压压力检测装置检 测到的实际增压压力低于所述目标增压压力，则所述副燃料喷射定时控制 装置将所述副燃料喷射的执行定时比所述目标副燃料喷射定时延迟更多。
4. 根据权利要求3所述的内燃机的排气净化系统，其中，当所述副 燃料喷射的执行定时比所述目标副燃料喷射定时延迟更多时，所述副燃料 喷射定时控制装置控制所述副燃料喷射的执行定时， -使得所述实际增压压 力越低，则所述副燃料喷射的执行定时被延迟得越多。
5. 根据权利要求3或4所述的内燃机的排气净化系统，还包括 副燃料喷射量控制装置，所述副燃料喷射量控制装置用于控制副燃料喷射量；以及目标副燃料喷射量计算装置，所述目标副燃料喷射量计算装置用于基 于所述内燃机的运转状态计算作为所述副燃料喷射量的目标值的目标副燃 料喷射量，其中如果所述副燃料啧射的执行定时比所述目标副燃料喷射定时延迟更 多，则所述副燃料喷射量控制装置将所述副燃料喷射量控制至小于所述目标副燃料喷射量的量。
6. 根据权利要求5所述的内燃机的排气净化系统，其中，当所述副燃料喷射量被控制至小于所述目标副燃料喷射量的量时，所述副燃料喷射 量控制装置控制所述副燃料喷射量，使得所述副燃料喷射的执行定时净皮延 迟得越多，所述副燃料喷射量就越小。
7. 根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，其中，当所述内 燃机处于瞬态运转状态时，如果由所述增压压力检测装置检测到的实际增压压力高于所述目标增压压力，则所述EGR气体量控制装置将所述EGR 气体量控制至大于所述目标EGR气体量的量。
8. 根据权利要求7所述的内燃机的排气净化系统，其中，当所述 EGR气体量,皮控制至大于所述目标EGR气体量的量时，所述EGR气体 量控制装置控制所述EGR气体量,使得所述实际增压压力越高，所述EGR 气体量就越大。
9. 根据权利要求7或8所述的内燃机的排气净化系统，还包括 燃料喷射阀，所述燃料喷射阀用于将燃料直接喷射到所述内燃机的气釭内；燃料喷射定时控制装置，所述燃料喷射定时控制装置用于控制所述燃 料喷射阀的燃料喷射定时；以及目标燃料喷射定时计算装置，所述目标燃料喷射定时计算装置用于基 于所述内燃机的运转状态计算作为所述燃料喷射定时的目标值的目标燃料 喷射定时，其中如果所述EGR气体量净皮控制至大于所述目标EGR气体量的量，则所 述燃料喷射定时控制装置将所述燃料喷射定时比所述目标燃料喷射定时延 迟更多。
10. 根据权利要求9所述的内燃机的排气净化系统，其中，当所述燃 料喷射定时比所述目标燃料喷射定时延迟更多时，所述燃料喷射定时控制 装置控制所述燃料喷射定时，使得所述EGR气体量越大，则所述燃料喷 射定时被延迟得越多。
全文摘要
本发明的目的在于，当内燃机处于瞬态运转状态时，在具有增压器和EGR装置的内燃机排气净化系统中，抑制NOx排放，同时也抑制未燃燃料排放增加和意外点火。在本发明中，基于内燃机的运转状态计算目标增压压力和目标EGR气体量。当内燃机在瞬态状态下运转时，如果实际增压压力未达到目标增压压力，则EGR气体量被控制至小于目标EGR气体量的量。
文档编号F02D41/00GK101473127SQ200780021238
公开日2009年7月1日 申请日期2007年6月11日 优先权日2006年6月9日
发明者大羽孝宏 申请人:丰田自动车株式会社