专利名称：内燃机的排气净化控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过向内燃机追加供应燃料来控制设置在该内燃机的排气系统中的排气净化催化剂的床温的排气净化控制装置。
背景技术：
一般来说，在车载用柴油机等内燃机中，一旦排气温度下降，则设置在排气通路中的排气净化催化剂的床温下降，从而其净化功能下降。在这样的内燃机中，当排气温度下降了时，为了修正催化剂床温与目标床温的偏差，进行强制地使排气温度上升的床温控制。在床温控制中，通过在执行了用于产生内燃机输出的燃料喷射之后执行向内燃机喷射少量燃料的后喷射、或者从设置在排气通路中的燃料添加阀向排气中添加未燃烧燃料来进行排气温度的升温。以往，作为进行这样的床温控制的排气净化控制装置，公知有专利文献1所记载的装置。
在该专利文献1所记载的排气净化控制装置中，有关后喷射的喷射量的修正量和有关未燃烧燃料的添加量的修正量分别作为针对内燃机的各种区域的学习值而被存储。该学习值被反映到每次的后喷射的喷射量和未燃烧燃料的添加量中。由此，能够在不依赖内燃机的运转状态的情况下稳定地得到由后喷射和未燃烧燃料的添加带来的排气温度的升温效果，进而在进行将催化剂床温保持为目标床温的控制的方面，也能够提高控制的准确性和可靠性。
在提高作为排气净化催化剂的DPF(柴油颗粒过滤器)的温度来燃烧并去除PM(颗粒状物质)、即进行所谓的PM再生的排气净化装置中存在以下的问题。
即，在这样的排气净化装置中，一般来说，例如当在PM再生中或上述目标床温例如为600度以上等的条件成立时，计算上述学习值。该学习值根据实际供应燃料量与估计供应燃料量之差来计算，其中，实际供应燃料量是从添加阀供应给DPF的燃料量，估计供应燃料量是实际有助于提高催化剂床温的燃料量。顺便说一下，该实际供应燃料量和估计供应燃料量根据上述目标床温、估计排气温度(流经上述排气通路内的排气的估计温度)、估计床温(上述DPF的估计温度)以及排气通路内的排气流量等来计算。其中高精度地算出估计床温和估计排气温度对于学习通过上述燃料添加阀添加的未燃烧燃料的量来说尤为重要。但是，当排气温度和排气流量分别发生很大变化时、即排气温度和排气流量处于过渡状态时，该排气温度的分布和催化剂床温的分布会产生大的离散。因此，难以对这种过渡状态下的排气温度和催化剂床温进行建模，估计排气温度和估计床温的计算精度将大幅度下降。因此，在这种状况下也难以维持恰当的床温控制。
这样的问题不限于执行上述用于PM再生的床温控制的排气净化控制装置。上述问题与柴油机或汽油机无关，例如也同样存在于执行通过添加未燃烧燃料来提高催化剂的温度以去除附着在催化剂上的硫黄的控制的排气净化控制装置中。这样的问题不限于主要通过燃料添加阀向排气中添加未燃烧燃料的排气净化控制装置，也同样存在于通过向内燃机追加供应燃料来控制排气净化催化剂床温的排气净化控制装置，例如主要通过后喷射向燃烧室内喷射燃料的排气净化控制装置等。
专利文献1日本专利文献特开2003-172185号公报。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种当基于向内燃机追加供应燃料来进行排气净化催化剂的床温控制时可基于恰当的学习值来恰当地执行床温控制的、内燃机的排气净化控制装置。
为了达到上述目的，本发明的一个方式提供一种内燃机的排气净化控制装置，该排气净化控制装置通过向内燃机供应燃料来将设置在所述内燃机的排气系统中的排气净化催化剂的床温控制为目标床温。所述排气净化控制装置包括控制部和过渡状态检测部。所述控制部在控制所述排气净化催化剂的床温时，学习能够修正每次的催化剂床温与目标床温的偏差的燃料的供应量，并且将通过所述学习得到的学习值反映在所述燃料的供应量中。所述过渡状态检测部检测到达至所述排气净化催化剂处的排气流的过渡状态。当检测出所述排气流的过渡状态时，所述控制部限制所述学习的实施。
图1是模式性地示出应用本发明一个实施方式涉及的排气净化控制装置的柴油机的结构的图； 图2是示出由图1的排气净化控制装置执行的燃料添加控制过程的流程图； 图3是示出由图1的排气净化控制装置执行的燃料添加学习处理过程的流程图； 图4是示出由图1的排气净化控制装置执行的燃料添加学习处理过程的流程图； 图5是示出在执行图3和图4的燃料添加学习处理时被执行的偏差累积值计算处理的过程的流程图。
图6的(a)～(f)是分别示出估计排气温度TOB、平均估计排气温度TOBa、估计排气流量GA、平均估计排气流量GAa、瞬时排气能量EEm、平均排气能量EEa、偏差累积值EEad、学习计时器TS、以及床温振幅计时器TA从用于执行所述燃料添加学习的条件被满足的时点起的变迁的时序图； 图7的(a)～(d)是分别示出瞬时排气能量EEm、平均排气能量EEa、偏差累积值EEad、学习计时器TS、以及床温振幅计时器TA从用于执行所述燃料添加学习的条件被满足的时点起的变迁的时序图。
具体实施例方式 以下，参照图1～图7来说明将本发明涉及的内燃机的排气净化控制装置应用于柴油机的排气净化控制装置的一个实施方式。
如图1所示，在该柴油机上设置有向燃烧室10内喷射燃料的燃料喷射阀11。燃料从燃料罐12输送至输送泵13并通过该输送泵13而被加压。被加压了的燃料在共轨系统14中被蓄压后通过所述燃料喷射阀11被喷射到燃烧室10中。另外，在燃烧室10内，由通过进气通路15导入的进入空气和从上述燃料喷射阀11喷射的燃料组成的混合气体被燃烧，并且该混合气体燃烧后的排气被排到排气通路16中。并且，如公知的那样，由该混合气体的燃烧引起的活塞17的直线运动经由连杆18被转换成曲轴19的旋转运动，由此得到该内燃机的动力。
另一方面，在排气通路16中设置有排气净化装置20，该排气净化装置20包括用于排气温度的升温的氧化催化剂21以及用于捕获排气中的粒子状物质(PM)的柴油微粒过滤物(DPF)22。在排气通路16中的排气净化装置20的上游设置有燃料添加阀30。当PM堆积在所述DPF 22上时，该燃料添加阀30向排气中添加未燃烧燃料，进行所述DPF 22的再生、即PM再生。顺便说一下，该燃料添加阀30直接添加(喷射)从上述输送泵13供应而来的燃料。
在该柴油机上设置有用于检测该柴油机的运转状态的各种传感器。例如，在上述进气通路15中设置有空气流量计40，该空气流量计40用于检测流经所述进气通路15内的空气的量、即进入空气量。在本实施方式中，将由空气流量计40检测出的进入空气量使用为流经排气通路16内的排气的流量的估计量、即估计排气流量GA。在上述曲轴19的附近位置设置有转速传感器41，该转速传感器41用于检测曲轴19的转速、即内燃机转速NE。在排气通路16中的上述DPF 22的下游设置有排气温度传感器42，该排气温度传感器42用于检测该DPF 22的下游的排气温度TO。这些传感器40～42的输出信号被输入到作为控制部的电子控制装置(ECU)50中。
ECU 50包括具有计算处理装置(CPU)、程序存储器(ROM)以及数据存储器(RAM)等的微型计算机，并且对该柴油机的运转进行总控制。ECU 50基于上述各传感器40～42等的输出信号来求出与柴油机的运转相关的各种状态量。ECU 50基于这些状态量来驱动燃料喷射阀11、输送泵13以及燃料添加阀30等，进行用于控制向上述燃烧室10内喷射的燃料喷射量Q的燃料喷射量控制、以及用于维持上述DPF 22的净化功能的PM再生等。PM再生控制是通过使DPF 22的温度(催化剂床温)上升到目标床温来燃烧并去除PM、使DPF 22的净化功能再生的控制。PM再生控制包括利用燃料喷射阀11的后喷射以及利用燃料添加阀30向排气中的未燃烧燃料的添加。在该内燃机中，当进行PM再生时，通过上述燃料添加阀30向排气中添加未燃烧燃料，由此将DPF 22的床温控制为目标床温。在该控制中，在内燃机的每个运转区域学习可修正每次的DPF 22的床温与目标床温的偏差的未燃烧燃料的添加量，并将通过所述学习得到的学习值反映在未燃烧燃料的添加量中。
图2～图5示出了通过上述燃料添加阀30向排气中添加未燃烧燃料的控制过程。以下，基于所述图2～图5来详细叙述其具体的控制方法。这些图2～图5所示的控制或处理以预定的运算周期反复执行。所述预定的计算周期例如为0.1～0.2ms(毫秒)。
图2是示出了通过燃料添加阀30添加未燃烧燃料的控制的过程的流程图。在该控制中，基于作为排气温度的估计值的估计排气温度TOB和作为DPF 22床温的目标值的目标床温Ttc来计算添加量Qr，并且将学习值Ki反映到素数算出的添加量Qr中。
如图2所示，在该燃料添加控制中，首先在步骤S100中，ECU 50判断PM再生是否正处于执行当中。在步骤S100中，当判断出PM再生正处于执行当中时，在步骤S110～步骤S130中，ECU 50计算估计排气温度TOB和估计床温Tbc。详细地说，首先在步骤S110中，ECU 50基于内燃机转速NE和燃料喷射量Q来计算排气通路16中的DPF 22的上游的估计排气温度TOB。在步骤S120中，ECU 50基于所述估计排气温度TOB、燃料喷射量Q、添加量Qr以及估计排气流量GA来计算排气通路16中的DPF 22的下游的估计排气温度TOA。在步骤S130中，ECU 50基于所述估计排气温度TOA和通过所述排气温度传感器42检测出的排气温度TO来计算估计床温Tbc。估计床温Tbc被用于计算学习值Ki。
在算出估计床温Tbc后，接着在步骤S140中，ECU 50基于内燃机转速NE和燃料喷射量Q来计算出目标床温Ttc。在步骤S150中，ECU 50基于所述计算出的目标床温Ttc与估计排气温度TOB的温度差以及上述估计排气流量GA来计算出未燃烧燃料的添加量Qr。
在算出添加量Qr后，在步骤S160中，ECU 50从存储器(非易失性存储器)读取与可修正估计床温Tbc与目标床温Ttc的偏差的添加量Qr有关的学习值Ki。在步骤S170中，ECU 50通过将所述学习值Ki与添加量Qr相乘来设定最终的添加量Qr。在步骤S180中，ECU 50以反映了所述学习值Ki的添加量Qr向上述排气中添加未燃烧燃料。
在该实施方式中，除了上述的燃料添加控制以外，ECU 50还执行图3所示的燃料添加学习处理，并通过该处理来根据内燃机运转状态随时更新上述学习值Ki。
即，在该燃料添加学习处理中，如图3所示，在步骤S200中，ECU50首先判断用于实施学习的条件是否成立。用于实施该学习的条件例如为如下的条件a)～i)的逻辑与(AND) a)没有检测出到达至DPF 22处的排气流的过渡状态； b)不是在根据堆积于DPF 22上的PM的量来分阶段改变目标床温Ttc的分段床温控制中改变目标床温Ttc的时候； c)不是执行未燃烧燃料的间歇添加的时候，所述未燃烧燃料的间歇添加用于燃烧并去除堆积在DPF 22上的PM的PM再生； d)目标床温Ttc处于低温判定值以下的时间的累积时间在检测上述排气流的过渡状态的期间内没有达到预定时间以上； e)估计排气流量GA处于低量判定值以下的时间的累积时间在检测上述排气流的过渡状态的期间内没有达到预定时间以上； f)不是通过本燃料添加学习处理来更新上述学习值Ki的时候； g)通过利用除燃料添加阀30以外的其他装置、例如燃料喷射阀11所进行的后喷射等来提高DPF 22的温度的控制没有被执行； h)利用燃料添加阀30的未燃烧燃料的添加没有被执行；以及 i)不是排气温度传感器42出现异常的时候； 关于上述a)，当排气流处于过渡状态时，难以进行所述学习。
关于上述b)，在进行PM再生的排气净化控制装置中，当堆积在DPF 22上的PM的量较多时如果一部分PM燃烧，则也会引燃其他部分的PM，从而上述堆积的全部PM燃烧，因此催化剂床温容易上升。即，能够将进行PM再生时的目标床温Ttc设定为较低的温度(例如为600℃)。另一方面，当堆积在DPF 22上的PM的量较少时，只有一部分PM燃烧是不会使上述堆积的全部PM燃烧。即，需要将上述目标床温Ttc设定为例如630℃这样的较高的温度。如此根据堆积在DPF上的PM的量来分阶段改变上述目标床温Ttc的控制即为分段升温控制。在分段升温控制中，当改变了目标床温Ttc时，排气温度根据该目标床温Ttc而发生变化，即排气温度变为过渡状态，因此难以进行所述学习。
关于上述c)，未燃烧燃料的间歇添加是通过以与基于上述燃料添加控制中的上述添加量Qr的喷射模式不同的喷射模式向排气中添加未燃烧燃料来完全燃烧、去除堆积在DPF 22上的PM的控制。当执行未燃烧燃料的间歇添加时，无法判断排气温度或DPF 22的温度的变化是由来自燃料添加阀30的未燃烧燃料的添加引起的还是由未燃烧燃料的间歇添加引起的，因此难以进行所述学习。
关于上述d)，当目标床温Ttc小于等于低温判定值的状态持续时，实际的DPF 22的温度自身也小于等于该低温判定值，估计床温Tbc的计算精度有可能下降，因此难以进行所述学习。
关于上述e)，当估计排气流量GA小于等于低量判定值的状态持续时，估计排气温度TOB的计算精度下降，因此难以进行所述学习。
关于上述f)，当学习值Ki被更新了时，来自燃料添加阀30的未燃烧燃料的添加量发生变化，排气温度变为过渡状态，因此难以进行所述学习。
关于上述g)，存在通过其他的装置来提高DPF 22的温度的场合，例如通过燃料喷射阀11进行后喷射等。此时，无法判断排气温度或DPF 22的温度所发生的变化是由从燃料添加阀30添加未燃烧燃料而引起的，还是由上述第二装置引起的，因此难以进行所述学习。
关于上述h)，当通过其他装置而禁止了通过燃料添加阀30添加未燃烧燃料时，难以进行所述学习。
关于上述i)，在该排气净化控制装置中，基于通过设置在柴油机的排气通路16中的排气温度传感器42检测出的排气温度TO来执行所述学习。因此，当排气温度传感器42处于异常时，难以进行所述学习。
在步骤S200中，ECU 50判断所述a)～i)条件是否全部被满足。当所述条件中有一个不满足时，不计算学习值Ki，结束该处理。因此，能够得到上述那样的恰当的学习值Ki。尤其是，在本实施方式中，当a)的条件不满足时、即检测出排气流处于过渡状态时，ECU 50限制上述未燃烧燃料的添加量的学习。
这里，具体地说，上述a)的条件基于偏差累积值EEad来判断，所述偏差累积值EEad是平均排气能量与瞬时排气能量的偏差的累积值，所述平均排气能量是流经排气通路16内的排气所具有的能量、即排气能量的平均值，所述瞬时排气能量是所述排气能量的瞬时值。上述排气流的过渡状态基于偏差累积值Eead变为过渡状态判定值Eeadj以上而被检测出。将上述偏差累积值Eead用以检测出上述排气流的过渡状态是有效的。另外，通过基于上述累积值Eead变为上述判定值Eeadj以上来检测出上述排气流的过渡状态，能够容易且高精度地判定是否处于该过渡状态。判断该步骤S200的处理(准确地说为上述a)的条件是否被满足的处理是由过渡状态检测部进行的处理。所述累积值EEad在上述b)～i)的条件的逻辑与条件被满足之前维持为“0”。通过条件a)被满足、且上述b)～i)的条件的逻辑与条件被满足，用于实施上述学习的条件被满足，从而ECU50前进到步骤S210。
在步骤S210中，ECU 50计算偏差累积值EEad。偏差累积值EEad通过图5所示的偏差累积值计算处理基于上述瞬时排气能量EEm和上述平均排气能量EEa而算出。
如图5所示，在偏差累积值计算处理中，首先在步骤S211中，ECU50检测排气通路16中的上述DPF 22的上游的估计排气温度TOB和估计排气流量GA。在步骤S211中，ECU 50根据估计排气温度TOB、估计排气流路GA以及本处理的计算周期T并基于下式(1)来计算瞬时排气能量EEm。如上所述，该计算周期T被设定为0.1～0.2ms程度的值。
EEm←TOB×GA×T…(1) 接着，在步骤S213中，ECU 50为了计算出平均排气能量EEa而计算平均估计排气温度TOBa，该平均估计排气温度TOBa是从用于实施上述学习的条件被满足的时点到当前的上述估计排气温度TOB的平均值。图6的(a)表示估计排气温度TOB和平均估计排气温度TOBa的经时变化。平均估计排气温度TOBa基于从用于实施上述学习的条件被满足的时刻t10起每次求出的估计排气温度TOB而被依次算出。接着，在步骤S214中，ECU 50计算平均估计排气流量GAa，该平均估计排气流量GAa是从时刻t10起的上述估计排气流量GA的平均值。图6的(b)表示从时刻t10起的估计排气流量GA和平均估计排气流量GAa的经时变化。平均估计排气流量GAa基于从时刻t10起每次求出的估计排气流量GA而被依次算出。在步骤S215中，ECU 50根据如上述算出的平均估计排气温度TOBa、平均估计排气流量GAa以及本处理的计算周期T并基于下式(2)来计算平均排气能量EEa。
EEa←TOBa×GAa×T…(2) 基于式(1)、(2)来计算瞬时排气能量EEm和平均排气能量EEa。其结果是，求出下面说明的偏差累积值EEad时的ECU 50的计算负荷降至最小。
在步骤S216中，ECU 50根据瞬时排气能量EEm和平均排气能量EEa基于下式(3)来计算上述偏差累积值EEad。
EEad(i)←EEad(i-1)+|EEm(i)-EEa(i)|…(3) (i)这次的值 (i-1)上一次的值 图(6)的(c)示出了瞬时排气能量EEm和平均排气能量EEa的经时变化。如图(6)的(c)所示，从时刻t10开始计算平均排气能量EEa，并且开始计算该平均排气能量EEa与瞬时排气能量EEm的偏差。该偏差的值与用图6的(c)的箭头A示出的范围相当。并且，该偏差的累积值(偏差累积值EEad)、即图6的(c)的斜线部分的面积被每次计算。如图6的(d)所示，随着时间的流逝，偏差累积值Eead逐渐增加。
在算出偏差累积值EEad之后，在图3的步骤220中，学习计时器TS被增加计数。在步骤S230中，判断学习计时器TS的值是否大于等于学习计时器判定值TSj。学习计时器判定值TSj例如为60sec(秒)。图6的(e)示出了学习计时器TS的值的经时变化。学习计时器TS的向上技术从时刻t10开始增加到学习计时器判定值TSj。该学习计时器判定值TSj被预先设定为如下的值，该值使得即使通过更大地改变DPF 22的控制、例如上述分段升温控制在时刻t10之前改变了目标床温Ttc，如果经过了相当于该判定值TSj的期间，则也能够判断为上述DPF 22的温度上升到目标床温Ttc附近。即，在本实施方式中，由于基于上述估计床温Tbc来估计上述DPF 22的温度，因此当在不实际测定上述DPF 22的温度的情况下实施上述未燃烧燃料的添加量学习时，难以准确地判断该DPF 22的温度是否处于稳定的状态。因此，在图3的步骤S230的处理中，基于学习计时器TS的值和学习计时器判定值TSj来判断在实施上述学习之后上述DPF22的温度是否处于稳定的状态。
在步骤S230中，当判断出学习计时器TS的值大于等于学习计时器判定值TSj时，在步骤S240中，暂时停止计时器TS的增加计数。如图6的(e)所示，在学习计时器TS的值达到学习计时器判定值TSj的时刻t11以后，该计时器TS的值被维持为该判定值TSj。之后，基于床温振幅最大值ATCmax来判断在实施上述未燃烧燃料的添加量学习之后上述DPF 22的温度是否为恰当的温度，该床温振幅最大值ATCmax是上述估计床温Tbc的最大值与最小值之差、即床温振幅ATC中的最大值。
在该燃料添加学习处理中，首先，在图4的步骤S250中，ECU 50为了算出床温振幅ATC，而开始床温振幅计时器TA的增加计数。在步骤S260中，ECU 50判断该床温振幅计时器TA的值是否大于等于床温振幅计时器判定值TAj(例如为30sec)。当判断出床温振幅计时器TA仍小于床温振幅计时器判定值TAj时，在步骤S320中，ECU 50每次都计算上述床温振幅ATC。在步骤S330中，当所述算出的床温振幅ATC的值大于存储在适当的存储器中的之前的值时，ECU 50用算出的床温振幅ATC的值更新床温振幅最大值ATCmax。之后，在步骤S260中，当床温振幅计时器TA的值大于等于床温振幅计时器判定值TAj时，ECU 50在步骤S270中判断床温振幅最大值ATCmax的值是否小于振幅判定值ATCj。ECU 50通过该步骤S270的处理来判断在实施上述学习之后上述DPF 22的温度是否为恰当的温度。图6的(f)示出了该床温振幅计时器TA的值的经时变化。从上述学习计时器TS的值达到学习计时器判定值TSj的时刻t11起，所述床温振幅计时器TA开始增加计数。与床温振幅计时器TA的增加计数一起，上述床温振幅最大值ATCmax被算出和更新。然后，在床温振幅计时器TA的值达到振幅判定值ATCj的时刻t12，ECU 50判断所述更新了的床温振幅最大值ATCmax的值是否小于振幅判定值ATCj。
当在步骤S270中判断出床温振幅最大值ATCmax小于振幅判定值ATCj时，在步骤S280中，ECU 50计算学习值Ki。顺便说一下，在基于以式(4)、(5)来算出要求发热量CVD和估计发热量CVP之后，根据这些要求发热量CVD和估计发热量CVP并基于以式(6)来计算上述学习值Ki。另外，换算系数k是用于从DPF 22的温度的上升幅度换算其发热量的系数。
CVD←(Ttc-TOB)×GA×k…(4) CVP←(Tbc-TOB)×GA×k…(5) Ki(i)←(CVD-CVP)/CVP×Ki(i-1)+1…(6) (i)这次的值 (i-1)上一次的值 如上述算出的学习值Ki在步骤S290中被更新为新的学习值Ki。即，如图6的(f)所示，当在床温振幅计时器TA的值达到床温振幅计时器判定值TAj的时刻t12判断出床温振幅最大值ATCmax小于振幅判定值ATCj时，ECU 50计算并更新学习值Ki，并且实施上述未燃烧燃料的添加量学习。在步骤S290的处理之后，在步骤S300、S310，上述床温振幅计时器TA和床温振幅最大值ATCmax均被清除，暂时结束该处理。
另一方面，当在步骤S270中判断出床温振幅最大值ATCmax的值大于等于振幅判定值ATCj的意思时，不计算上述学习值Ki和进行学习值Ki的更新，在步骤S300、S310中，上述床温振幅计时器TA和床温振幅最大值ATCmax均被清除。然后，在下次的燃料添加学习处理的步骤S270中，ECU 50再次判断床温振幅最大值ATCmax是否小于振幅判定值ATCj。即，在床温振幅最大值ATCmax变得小于振幅判定值ATCj之前反复计算该床温振幅ATC和床温振幅最大值ATCmax，并在该床温振幅最大值ATCmax变得小于振幅判定值ATCj时，实施上述学习。
即使在上述学习计时器TS或床温振幅计时器TA的增加计数开始了的情况下，如果在图3的步骤S200中用于实施上述学习的条件的逻辑与条件不满足，ECU 50也会在步骤S340、350中清除该计时器TS、TA。然后，在步骤S360中，ECU 50清除偏差累积值EEad，限制(禁止)上述学习的实施。尤其是，在本实施方式中，如图6的(d)所示，当在上述计时器TS、TA增加计数到各自的判定值TSj、Taj为止的时刻t10～t12的期间内至少偏差累积值EEad小于上述过渡状态判定值EEadj、即没有检测到上述排气流的过渡状态时，实施上述学习。另一方面，如图7的(a)所示，如果瞬时排气能量EEm与平均排气能量EEa的偏差大，则如图7的(b)所示，偏差累积值EEad的增加量也自然变大。此时，在图7的(c)所示的方式学习计时器TS的值达到学习计时器判定值TSj之后，在图7的(d)所示的方式床温振幅计时器TA的值达到上述振幅判定值ATCj之前，当上述偏差累积值EEad达到上述过渡状态判定值EEadj、即检测到排气流的过渡状态时，在图3的步骤S200中ECU 50进行否定判定。因此，不实施上述学习。在本实施方式中，当检测到排气流的过渡状态时，限制学习的实施，由此能够抑制学习值被错误学习以至相对于DPF22的温度取过高或过低的值。结果，能够基于更恰当的学习值Ki来更恰当地维持床温控制。
如上所述，根据本实施方式中的内燃机的排气净化控制装置，能够获得以下的效果。
(1)当检测到上述排气流的过渡状态、即作为用于实施上述学习的条件之一的上述a)的条件没有被满足时，限制实施未燃烧燃料的添加量的学习。因此，能够抑制学习值被错误学习以至相对于DPF 22的温度取过高或过低的值。结果，能够基于更恰当的学习值Ki更恰当地维持床温控制。
(2)为了检测上述排气流的过渡状态而采用了偏差累积值EEad，所述偏差累积值EEad是平均排气能量EEa与瞬时排气能量EEm的偏差的累积值，所述平均排气能量EEa是基于估计排气温度TOB和估计排气流量GA求出的排气能量的平均值，所述瞬时排气能量EEm是该排气能量的瞬时值。该累积值EEad对于检测上述排气流是有效的，通过基于所述累积值Eead变得大于等于上述判定值EEadj来检测为上述排气流的过渡状态，由此能够容易且高精度地判定该过渡状态的有无。
(3)平均排气能量EEa作为从用于实施学习的条件被满足的时点开始每次求出的估计排气温度TOB和估计排气流量GA各自的平均值之积而被算出。另外，同样地，瞬时排气能量EEm作为从用于实施上述学习的条件被满足的时点开始每次求出的估计排气温度TOB与估计排气流量GA之积而被算出。由此，在求出偏差累积值Eead的方面，ECU 50的计算负荷可以降至最小。
(4)当用于实施上述学习的条件、即上述a)～i)的条件中只要有一个不满足时，限制上述未燃烧燃料的添加量的学习。因此，上述的学习值Ki能够得到更恰当的值。
本发明能够以适当变更上述实施方式而得的以下的方式来实施。
在上述实施方式中，基于平均排气能量EEa与瞬时排气能量EEm的偏差的累积值EEad来检测上述排气流的过渡状态。与此相对，也可以例如检测瞬时排气能量EEm的最大值与最小值的偏差，并且在该偏差大于等于预定判定值时检测到上述排气流的过渡状态。
在上述实施方式中，用于实施上述学习的条件在包括上述a)的条件、即没有检测到上述排气流的过渡状态的同时，还将上述b)～i)的条件以逻辑与条件的方式包含在内。但是，例如也可以将上述a)～h)的条件的逻辑与作为用于实施上述学习的条件，还可以将上述a)～f)的条件的逻辑与作为用于实施上述学习的条件。总之，用于实施上述学习的条件至少将没有检测到上述排气流的过渡状态作为条件包含即可。
在上述实施方式中，使用估计床温Tbc和估计排气流量GA估计了DPF 22的温度和排气流量等，但也可以实际检测这些DPF 22的温度和排气流量等。
在上述实施方式中，例举了执行用于PM再生的床温控制的排气净化控制装置。但本发明也能够适用于为了去除附着在催化剂上的硫磺而执行添加未燃烧燃料以提高催化剂温度的控制等的排气净化控制装置。另外，作为排气净化控制的对象的内燃机既可以是柴油机，也可以是汽油机。
在上述实施方式中，例举了主要利用设置在排气系统上的燃料添加阀30进行的排气净化催化剂的床温控制。但是，本发明也可以适用于主要利用向内燃机燃烧室内的后喷射进行的床温控制。总之，只要是基于向内燃机追加供应燃料来控制排气净化催化剂床温的排气净化控制装置，就能够适用本发明。
权利要求
1.一种排气净化控制装置，是内燃机的排气净化控制装置，所述排气净化控制装置通过向内燃机供应燃料来将设置在所述内燃机的排气系统中的排气净化催化剂的床温控制为目标床温，所述排气净化控制装置包括
控制部，所述控制部在控制所述排气净化催化剂的床温时，学习每次的能够修正催化剂床温与目标床温之偏差的燃料的供应量，并且将通过所述学习得到的学习值反映在所述燃料的供应量中；以及
过渡状态检测部，所述过渡状态检测部检测到达至所述排气净化催化剂处的排气流的过渡状态，
其中，当检测出所述排气流的过渡状态时，所述控制部限制所述学习的实施。
2.如权利要求1所述的排气净化控制装置，其中，
所述过渡状态检测部基于到达至所述排气净化催化剂处的排气的温度和流量来求出平均排气能量和瞬时排气能量，并且求出所述平均排气能量与所述瞬时排气能量的偏差的累积值，所述平均排气能量是排气能量的平均值，所述瞬时排气能量是排气能量的瞬时值，
过渡状态检测部基于所述偏差的累积值变为预定的判定值以上来检测出所述排气流的过渡状态。
3.如权利要求2所述的排气净化控制装置，其中，
所述平均排气能量被计算为从用于实施所述学习的条件被满足的时点开始每次求出的排气温度和排气流量各自的平均值的乘积，
所述瞬时排气能量被计算为从用于实施所述学习的条件被满足的时点开始每次求出的排气温度和排气流量的乘积。
4.如权利要求3所述的排气净化控制装置，其中，
所述内燃机是柴油机，所述排气净化催化剂包括捕获排气中的PM(颗粒状物质)的DPF(柴油颗粒过滤器)，用于实施所述学习的条件至少是以下的条件a)～f)的逻辑与
a)没有通过所述过渡状态检测部检测出所述排气流的过渡状态；
b)不是在根据堆积于所述DPF上的PM的量来分阶段改变所述目标床温的分段床温控制中改变所述目标床温的时候；
c)不是执行所述燃料的间歇添加的时候，所述燃料的间歇添加用于燃烧并去除堆积在所述DPF上的PM的PM再生；
d)所述目标床温处于低温判定值以下的时间的累积时间在所述过渡状态检测部的检测期间内没有达到预定时间以上；
e)所述排气流量处于低量判定值以下的时间的累积时间在所述过渡状态检测部的检测期间内没有达到预定时间以上；以及
f)不是更新所述学习值的时候。
5.如权利要求4所述的排气净化控制装置，其中，
还包括
所述燃料添加阀，所述燃料添加阀被设置在所述排气系统中，并为了控制所述排气净化催化剂的床温而向排气中添加未燃烧燃料；以及
用于控制所述排气净化催化剂的床温的除所述燃料添加阀以外的其他装置，
用于实施所述学习的逻辑与的条件还包括以下的条件g)和h)
g)通过所述其他装置来增加所述催化剂床温的控制没有被执行；和
h)利用所述燃料添加阀的未燃烧燃料的添加没有被禁止。
6.如权利要求4或5所述的排气净化控制装置，其中，
还包括设置在所述排气系统中的排气温度传感器，所述控制部基于通过所述排气温度传感器检测出的排气温度来执行所述学习，用于实施所述学习的逻辑与的条件还包括以下的条件i)
i)不是所述排气温度传感器出现异常的时候。
全文摘要
公开了一种通过向内燃机供应燃料来将设置在内燃机的排气系统中的DPF的床温控制为目标床温的排气净化控制装置。排气净化控制装置包括控制部和过渡状态检测部。控制部在控制床温时，学习每次的能够修正催化剂床温与目标床温之偏差的燃料的供应量，并且将通过所述学习得到的学习值反映在燃料的供应量中。过渡状态检测部检测到达至DPF处的排气流的过渡状态。当检测出排气流的过渡状态时，控制部限制学习的实施。
文档编号F01N3/02GK101605977SQ20088000481
公开日2009年12月16日 申请日期2008年2月21日 优先权日2007年2月21日
发明者清藤高宏, 山本豪进 申请人:丰田自动车株式会社