柴油机的控制装置的制作方法

专利名称：柴油机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及柴油机式内燃机的控制技术，特别是涉及具备可以从排气后处理装置
上游侧的排气通路添加燃料的排气燃料添加阀的柴油机的控制。
背景技术：
在柴油机式的内燃机(以下简单地记作"柴油机")上一般设有对从气缸所排出的
排出气体中的有害成分及粒子状物质进行处理的排气后处理装置。在排气后处理装置上有
通过催化反应来净化排出气体中的有害成分的排气净化催化剂、和捕集排出气体中的粒子
状物质(以下记作PM)的微粒过滤机构(以下简单地记作"过滤机构")等。 在排气净化催化剂上例如有吸留排出气体中的氮氧化物(N0x)并还原成氮的N0x
吸留还原型催化剂等。通过对N0x吸留还原型催化剂供给作为还原剂的碳氢化合物，使所
吸留的氮氧化物与碳氢化合物进行反应而还原成氮。另一方面，在过滤机构中，例如有通过
捕集PM并使捕集到的PM燃烧而作为二氧化碳进行排放以使过滤器再生的柴油微粒过滤器
(DPF)等。作为使捕集到的PM进行燃烧的方法有通过电加热器来加热过滤器的方法、和使
流经过滤器的排出气体的温度上升的方法，还有为使排出气体的温度上升而在含有较多氧
气的排出气体中添加作为燃料的碳氢化合物使其升温的方法。 这样，在具备作为排气后处理装置的排气净化催化剂的柴油机中，为了实现所谓 燃料过量供给等供给作为还原剂的碳氢化合物，有时候就在流向排气净化催化剂的排出气 体中进行燃料添加。另一方面，在具备过滤机构作为排气后处理装置的柴油机中，为了使排 出气体的温度上升以使过滤器再生，有时候就在流向过滤机构的排出气体中添加燃料。
已知为了像这样在流到排气后处理装置的排出气体中添加燃料，在柴油机中不同 于对气缸内供给燃料的燃料喷射装置而另行在排气通路之中的比排气后处理装置靠上游 侧设有添加燃料的"排气燃料添加阀"(例如参照专利文献1)。 然而，在柴油机中，近年来有使用将菜子油或棕榈油等植物油作为原料合成后的 来源于生物的柴油机燃料(以下记作生物燃料)的情况。生物燃料与轻油相比含有较多高 沸点成分，具有难以汽化(挥发性较低)等特征。 有时候将这种生物燃料以规定的浓度与轻油进行混合而用于柴油机。因此，在专 利文献l的柴油机控制技术中，根据被设置在排气后处理装置(N0x吸留还原型催化剂/微 粒过滤器)的下游侧的空燃比传感器的输出来检测混合燃料中所含的生物燃料的浓度，并 随着检测出的生物燃料的浓度变高，与使用规定的轻油(基准燃料)的情况相比，使燃料添 加初期的燃料添加量增量，并且，使燃料添加后期的燃料添加量减少。另外，随着排气温度 变低，与使用规定的轻油的情况相比，以使燃料添加初期的燃料添加量和燃料添加后期的 燃料添加量之差变大的方式进行控制。 由此，即便在使用挥发性(蒸发性)与规定的轻油(基准燃料)不同的混合燃料 的情况下，也可使排气后处理装置(NOx吸留还原型催化剂/微粒过滤器)附近的空燃比的 变化接近于添加了规定的轻油时的变化。
专利文献1 :日本专特开2006-177313号公报 但是，在专利文献1所记载的控制技术中，由于随着生物燃料的浓度变高，燃料添 加初期的燃料添加量增量，所以在生物燃料的浓度较高的情况下，被添加到排气通路的燃 料未被充分地汽化以及微粒化而原样到达排气后处理装置，就有未燃的碳氢化合物及黑烟 等粒子状物质的产生因来自排气燃料添加阀的燃料添加而增大之虞。另外，在排气温度较 低的情况下，由于燃料添加初期的燃料添加量进一步增量，所以就有未燃的碳氢化合物及 粒子状物质的排出量进一步增大之虞。 另外，在具备排气燃料添加阀的柴油机中，还有在排气温度小于等于规定值的情
况下认为所添加的燃料未充分地汽化，而禁止由排气燃料添加阀添加燃料的技术。 但是，此关联技术以仅使用轻油作为燃料为前提，未考虑到使用挥发性根据生物
燃料的浓度而变化的混合燃料的情况。即使在使用包含生物燃料的混合燃料作为燃料的情
况下，若在排气温度小于等于规定值时一律禁止向排气通路添加燃料，则在生物燃料的浓
度较高的情况下，就有未燃的碳氢化合物和黑烟等粒子状物质的排出与仅使用轻油作为燃
料的情况相比将会增大之虞。

发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种柴油机的控制技术，通 过根据生物燃料的浓度和排气温度来控制排气燃料添加阀，可以抑制未燃的碳氢化合物和 黑烟等粒子状物质的排出量与仅使用轻油作为燃料的情况相比因来自排气燃料添加阀的 添加燃料而增大的情况。 本发明所涉及的柴油机的控制装置，是一种用于具备可以从比排气后处理装置靠 上游侧的排气通路添加燃料的排气燃料添加阀的柴油机的，可以对排气燃料添加阀进行控 制的控制装置，其特征在于，具有估计燃料中的生物燃料浓度的生物燃料浓度估计单元； 取得排气通路中的排气温度的排气温度取得单元；以及设定用于许可从排气燃料添加阀进 行燃料添加的排气温度的下限值、即最低作动排气温度的最低作动排气温度设定单元，其 中，最低作动排气温度设定单元根据所估计出的生物燃料浓度来设定最低作动排气温度。
在本发明所涉及的柴油机的控制装置中，最低作动排气温度设定单元，可以在所 估计出的生物燃料浓度大于等于规定值的情况下，设定成最低作动排气温度比生物燃料浓 度为零的情况高。 在本发明所涉及的柴油机的控制装置中，最低作动排气温度设定单元，可以在所 估计出的生物燃料浓度大于等于规定值的情况下，设定成最低作动排气温度随着生物燃料 浓度变高而变高。 在本发明所涉及的柴油机的控制装置中，柴油机可以具备以比排气燃料添加阀高
的燃料压力对气缸内喷射燃料的燃料喷射装置，可以具有排气升温控制单元，该排气升温
控制单元在所取得的排气温度低于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度的情况
下，使燃料喷射装置在相对于主喷射延迟的时期进行燃料喷射以使排气温度上升。
在本发明所涉及的柴油机的控制装置中，可以具有判定是否需要防止排气燃料
添加阀的喷孔堵塞的防堵需要与否判定单元；在判定为需要防止堵塞、且所取得的排气温
度大于等于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度的情况下，使排气燃料添加阀喷
4射燃料以防止喷孔堵塞的防堵控制单元。 在本发明所涉及的柴油机的控制装置中，排气温度控制单元，可以在判定为需要 防止堵塞、且所取得的排气温度低于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度的情况 下使排气温度上升。 根据本发明，根据燃料中的生物燃料的浓度来设定用于许可从排气燃料添加阀进 行燃料添加的最低作动排气温度，所以不论燃料中的生物燃料浓度如何，都能够使从排气 燃料添加阀所添加的燃料，在根据生物燃料浓度所设定的最低作动许可排气温度以上的排 出气体中充分地汽化后流到排气后处理装置。能够将充分地经过汽化的燃料作为还原剂供 给到排气净化催化剂、或者供于过滤机构中的排气温度的升温，还能够抑制未燃的碳氢化 合物及黑烟等粒子状物质的排出量，与仅使用轻油作为燃料的情况相比因来自排气燃料添 加阀的添加燃料而增大的情况。


图1是表示包含实施例1所涉及的柴油机在内的车辆系统之概略构成的示意图。
图2是说明排气燃料添加阀的燃料添加所引起的HC以及PM(黑烟)的排出量的 概念图。 图3是实施例1所涉及的柴油机的控制装置(ECU)执行的燃料添加可否判定控制 之流程图。 图4是表示在实施例1所涉及的柴油机的控制装置(ECU)中所设定的、生物燃料 浓度与最低作动排气温度之关系的图。 图5是实施例2所涉及的柴油机的控制装置(ECU)执行的燃料添加可否判定控制 之流程图。
图中l-车辆系统；10-柴油机；24-进气口 (进气通路)；26_排气口 (排气通
路)；42-空气滤清器；46-节气门；48-进气歧管；50a-歧管通路(排气通路)；50c-汇合 部(排气通路)；50e-通路(排气通路)；52-排气歧管；55-排气后处理装置；55a-N0x吸 留还原型催化剂(排气后处理装置)；55c-DPNR催化剂系统(排气后处理装置)；60-涡轮
增压器；80-燃料喷射装置(燃料喷射阀)；82-燃料导轨；84-高压燃料泵；88_排气燃料添
加阀；94-排气温度传感器；98-A/F传感器；100-柴油机用电子控制装置(ECU) ;102-油门 踏板位置传感器；120-燃料箱；122-低压燃料泵；128-生物燃料浓度检测装置。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明详细地进行说明。此外，本发明并非由本实施方式所限
定。另外，下述实施方式中的构成要素包含本领域技术人员能够容易地设想、或者实质上相
同的要素。 实施例1 首先，使用图1就本实施例所涉及的柴油机以及车辆系统之概略构成进行说明。 图1是表示包含柴油机在内的车辆系统之概略构成的示意图。此外，在图1中，对于柴油机 以及车辆系统仅示意性地表示与本发明有关联的主要部分。 本实施例所涉及的柴油机是通过对经过压縮而成为高温的燃烧室内的气氛供给
5燃料，以使燃料自然点火的压縮自点火式内燃机。柴油机作为原动机被搭载在汽车上，在汽 车上设有电子控制装置(以下记作ECU)作为对包含柴油机在内的车辆系统进行控制的控 制单元。下面，就柴油机具有的多个气缸之中的一个气缸进行说明。 如图1所示那样，柴油机10是按每个气缸所设置的燃料喷射装置80对气缸直接
喷射燃料的、所谓直接喷射式柴油机10。在柴油机10上设有借助于从气缸排出的排出气
体的动能来压縮吸入空气的涡轮增压器60 ;和将气缸所排出的一部分排出气体从排气通
路取入并使其流入进气通路的、所谓排出气体再循环装置70(以下记作EGR装置)。为了控
制这样构成的柴油机IO，在车辆系统1上设有柴油机10用的ECUIOO。 在柴油机10上设有未图示的气缸体、活塞、连杆、曲轴以及气缸盖20，作为在内部
形成气缸的发动机主体系统的部件。在气缸体上形成有气缸筒，对于活塞，在气缸筒的内壁
面(以下记作气缸壁)上活塞环(未图示)滑动接触，并在气缸筒内往复运动。 在气缸体上，以与活塞顶面对置并堵塞气缸筒的方式结合有气缸盖20。由这些气
缸筒、活塞以及气缸盖20所包围的空间就成为"气缸"。此外，本实施例所涉及的柴油机10
的气缸排列是串联4气缸。 若曲轴旋转，则活塞往复运动，空气就被吸入气缸。进而，通过燃料喷射装置80对 气缸供给燃料。所供给的燃料在气缸内被暴露于高温气氛而点火。因燃料的点火/燃烧而 产生的活塞往复运动经由连杆被变换成旋转运动并从曲轴被输出。在曲轴的附近设有对曲 轴的旋转角位置(以下记作曲轴转角)进行检测的曲轴转角传感器，将与检测出的曲轴转 角有关的信号送出至ECUIOO。 在气缸盖20上隔着气缸筒的轴心在一侧形成有将来自后述的进气通路的吸入空 气引导至气缸的进气口 24，在另一侧形成有将来自气缸的排出气体排出至后述的排气通路 的排气口 26。 在气缸盖20上对应于进气口 24以及排气口 26的气缸侧的开口 ，设有未图示的进 气阀以及排气阀。这些进气阀以及排气阀接受来自未图示的凸轮轴的机械动力而被驱动。 进气阀以及排气阀构成为可以根据曲轴转角在规定的时刻进行开闭。 若进气阀打开，则进气口 24与气缸内连通，柴油机10就可以将后述的进气通路的
空气从进气口 24吸入气缸内。另外，若排气阀打开，则排气口 26与气缸内连通，柴油机10
就可以将处于气缸内的排出气体从排气口 26排出至后述的排气通路。 另外，在柴油机10上作为从外部空气对气缸引导空气的进气系统的部件，设有
从外部空气导入空气的外部空气导管41 ;从所吸入的空气(以下记作吸入空气)中除去尘
垢的空气滤清器42;计测吸入空气的流量的空气流量计(未图示)；对由涡轮增压器60压
縮后的空气进行冷却的内部冷却器45 ;调整吸入空气的流量的节气门46 ;作为将吸入空气
分配给各气缸的分配管的进气歧管48。此外，在以下的说明中，将吸入空气的流动方向的上
游侧简单地记作"上游侧"，将流动方向的下游侧简单地记作"下游侧"。 进气歧管48其下游侧被连接到气缸盖20上，分支通路49连通到进气口 24。在分
支通路49的上游侧形成有与其连通的稳压室40a。 另一方面，在进气歧管48之中稳压室40a的上游侧设有节气门46。节气门46对被 吸入气缸的吸入空气的流量(以下记作吸入空气量)进行调整。节气门46的开度由ECUIOO 控制。
另外，在节气门46的上游侧连接着进气配管47。进气配管47内所形成的通路40c 连通到进气歧管48内的稳压室40a。在进气配管47的上游侧连接着内部冷却器45。内部 冷却器45作为热交换器而构成，对由后述的涡轮增压器60的压縮机62压縮而成为高温的 吸入空气进行冷却。 在内部冷却器45的上游侧连接着进气配管44。进气配管44内所形成的通路40e 经由内部冷却器45内的通路(未图示)连通到进气配管47内的通路40c。在进气配管44 的上游侧连接着涡轮增压器60的压縮机62。进气配管44内的通路40e连通到涡轮增压器 60的压縮机62内。 在涡轮增压器60的压縮机62的上游侧连接着进气配管43。进气配管43内所形 成的通路40g连通到涡轮增压器60的压縮机62内。在进气配管43的上游侧连接着空气 滤清器42，在空气滤清器42的上游侧设有外部空气导管41。进气配管43内的通路40g经 由空气滤清器42连通到外部空气导管41内。 在空气滤清器42单元的下游侧设有未图示的空气流量计。空气流量计对从外部 空气导管41所导入的吸入空气量进行检测。空气流量计将与检测出的吸入空气量有关的 信号送出至ECUIOO。 从外部空气导管41所导入的新鲜空气通过空气滤清器42由空气流量计检测出流 量，并由涡轮增压器60的压縮机62进行压縮。经过压縮而成为高温的吸入空气(新鲜空 气)由内部冷却器45进行冷却并流到节气门46。由节气门46对流量进行调整后的吸入空 气流入进气歧管48的稳压室40a，从分支通路49被分配给各气缸，并经进气口 24而流入气 缸。 此外，所谓"进气通路"，是指由上述进气系统的部件和进气配管所形成的、从外部 空气导管41所导入的吸入空气流入气缸为止要通过的流路。在本实施例中，在进气通路上 不仅包含进气歧管48内的稳压室40a而且包含气缸盖20的进气口 24。
另外，在柴油机10上，作为将来自气缸的排出气体排出至外部空气的排气系统的 部件，设有使来自各气缸的排出气体汇合并引导至涡轮增压器60的排气歧管52 ;对排出 气体中的氮氧化物以及粒子状物质(PM)进行处理的排气后处理装置55;通过氧化反应来 净化来自排气后处理装置55的排出气体的氧化催化剂58 ;对氧化催化剂58和排气后处理 装置55之间的排出气体的氧气浓度进行检测的A/F传感器98。此外，在以下的说明中，将 排出气体的流动方向的上游侧简单地记作"上游侧"，将流动方向的下游侧简单地记作"下 游侧"。 在排气歧管52内形成有歧管通路50a，在歧管通路50a之中的上游侧，与各气缸相 对应而设有分支部51。排气歧管52内所形成的分支部51连通到各气缸的排气口 26。另 外，在歧管通路50a之中的下游侧设有用于来自各气缸的排出气体进行汇合的汇合部50c。 排气歧管52上所形成的歧管通路50a使从柴油机10具有的多个气缸经进气口 26所排出 的排出气体，在汇合部50c进行汇合并引导至后述的涡轮增压器60的涡轮64。
涡轮增压器60具有介于进气配管43和进气配管44之间而设置的压縮机62 ;介 于排气歧管52和排气管54之间而设置的涡轮64。在压縮机62的罩壳内收纳有通过旋转 来压縮空气的压縮机叶轮(未图示)，在涡轮64的罩壳内收纳有借助于排出气体的流动而 被旋转驱动的涡轮叶轮(未图示)。压縮机叶轮和涡轮叶轮被一体地结合起来。
涡轮增压器60借助于从歧管通路50a的汇合部50c流入涡轮64内的排出气体流 的动能对涡轮叶轮以及压縮机叶轮进行旋转驱动，对处于压縮机62内的空气进行压縮并 送给内部冷却器45。涡轮64内的排出气体在排气管54内的通路50e内向下游侧流动，并 流入后述的排气后处理装置55。 在排气后处理装置55的前级(上游侧)设有对排出气体中的氮氧化物进行吸留 并还原成氮的排气净化催化剂、即N0x吸留还原型催化剂55a。另一方面，在后级(下游 侧)设有作为带过滤机构的排气净化催化剂的、同时净化PM和氮氧化物的DPNR催化剂系 统55c。 NOx吸留还原型催化剂55a在流经它的排出气体是含氧气较多的氧气过剩气氛 (稀空燃比气氛)的情况下，以硝酸盐的形式吸留排出气体中的氮氧化物。另一方面，在流 经NOx吸留还原型催化剂55a的排出气体是含未燃的碳氢化合物(以下简单地记作"HC") 较多的还原气氛(浓空燃比气氛)的情况下，通过排出气体中所含的作为还原剂的HC将所 吸留的氮氧化物还原成氮。这样一来，N0x吸留还原型催化剂55a就可以净化排出气体中 的氮氧化物。此外，关于在排气通路形成还原气氛的方法后面进行叙述。
另一方面，DPNR催化剂系统55c，将通过捕集PM并使捕集到的PM燃烧而作为二氧 化碳进行排放以使过滤器再生的柴油机微粒过滤器(以下记作DPF)的功能、和上述的N0x 吸留还原型催化剂的功能组合起来，可以同时净化PM和氮氧化物。 详细而言，DPNR催化剂系统55c，在将流经它的排出气体中的PM捕集到过滤器，并 且，排出气体成为氧气过剩气氛的情况下，使氮氧化物变化成硝酸盐进行吸留，并通过此时 所产生的活性氧气和排出气体中的氧气使捕集到的PM氧化。另一方面，在流经DPNR催化 剂系统55c的排出气体成为还原气氛(浓空燃比气氛)的情况下，通过排出气体中所含的 作为还原剂的HC将所吸留的氮氧化物还原成氮，并且，通过此时所产生的活性氧气使PM氧 化。这样一来，DPNR催化剂系统55c就可以连续地使PM氧化/燃烧，使捕集到PM的过滤 器再生。 另外，在N0x吸留还原型催化剂55a和DPNR催化剂系统55c之间设有对流经排气 通路的排出气体的温度(以下记作排气温度)进行检测的排气温度传感器94。排气温度传 感器94对N0x吸留还原型催化剂55a和DPNR催化剂系统55c之间的排气温度、即排气后 处理装置55的温度进行检测。排气温度传感器94将与检测出的排气温度有关的信号送出 至ECU100。 在以上所说明的排气后处理装置55的下游侧连接着排气管56，在排气管56中形 成有通路50g。通过排气后处理装置55使氮氧化物以及PM减少后的排出气体流动到通路 50g。在排气管56中安装着对通路50g中的排出气体的氧气浓度进行检测的A/F传感器 98。 A/F传感器98将与通路50g、即通过排气后处理装置55使氮氧化物以及PM减少并流 入氧化催化剂58的排出气体中的氧气浓度有关的信号送出至ECU100。
在排气管56的下游侧设有氧化催化剂58。氧化催化剂58将通过了排气后处理装 置55的排出气体中所含的碳氢化合物及一氧化碳进行氧化来净化。由氧化催化剂净化后 的排出气体就被排放到外部空气。 此外，所谓"排气通路"是指从气缸所排出的排出气体流入排气后处理装置55以 前通过的流路。在本实施例中，在排气通路上除排气歧管52内所形成的歧管通路50a(分支部51，汇合部50c)外还包含气缸盖20的排气口 26、涡轮64内的流路、排气管54上所形 成的通路50e以及排气后处理装置55内的通路。 另外，在柴油机10上设有将从气缸排出的一部分排出气体从排气通路取入并流 入进气通路的、所谓排出气体再循环装置70 (以下记作EGR装置)。EGR装置70具有使排 气通路和进气通路连通的EGR通路；对流经EGR通路的排出气体(以下记作EGR气体)的 流量进行调整的EGR阀77 ;对EGR气体进行冷却的EGR冷却器74，以下对细节进行说明。
在上述的排气歧管52上设有EGR气体的取入口 71，在取入口 71上连接着EGR配 管72。在EGR配管72之中、EGR气体的流动方向的下游侧(以下简单地记作"下游侧")连 接着EGR冷却器74。 EGR冷却器74由热交换器构成，可以对所流入的EGR气体进行冷却。 在EGR冷却器74的下游侧连接着EGR配管76。 在EGR配管76的下游侧一端配设有EGR阀77。 EGR阀77由电磁式的阀门构成。 在EGR阀77的下游侧连接着EGR配管78。 EGR配管78将在进气歧管48中所设置的EGR 气体的流出口 79和EGR阀77连接起来。由ECU100控制EGR阀77的开度、即流经EGR通 路的EGR气体的流量。 此夕卜，所谓"EGR通路"是指由EGR配管72， 76， 78和EGR冷却器74以及EGR阀77 所形成的、从取入口 71所导入的排出气体即惰性气体到达流出口 79以前通过的流路。在 本实施例中，在EGR通路上不仅包含EGR配管72， 76， 78内的通路而且还包含EGR冷却器74 以及EGR阀77内所形成的通路。 另外，在柴油机10上作为对气缸供给燃料的燃料供给系统的部件设有按每个气 缸设置的、对气缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置80 ;对各燃料喷射装置80分配燃料的燃 料导轨82 ;对燃料导轨82压送燃料的高压燃料泵84。从高压燃料泵84被压送到燃料导轨 82的燃料，由燃料导轨82进行分配并供给到各燃料喷射装置80。 高压燃料泵84接受来自柴油机10的凸轮轴(未图示)的机械动力而作动，吸入 来自燃料箱120的燃料并进行升压。高压燃料泵84将升压而成为高压的燃料从燃料配管 83供给到燃料导轨82。由ECU100控制高压燃料泵84的作动。 燃料导轨82构成为可以在内部以规定的燃料压力将燃料蓄压。燃料导轨82对各 燃料喷射装置80分配燃料并进行供给。从高压燃料泵84将高压(例如180MPa)的燃料供 给到燃料导轨82。 各燃料喷射装置80从共用的燃料导轨82以规定的燃料压力接受燃料的供给。燃 料喷射装置80由压电驱动式的燃料喷射阀构成，可以进行在1个周期中进行多次燃料喷射 的所谓的多级喷射。各周期中的燃料喷射装置80的喷射期间、即喷射时期以及喷射时间长 度(开阀时间)经由未图示的驱动器单元，由ECU100控制。 另外，在柴油机10上不同于对气缸内供给燃料的燃料喷射装置80而另行设有对 排气通路添加燃料的排气燃料添加阀88。排气燃料添加阀88由电磁驱动式的燃料喷射阀 构成，从高压燃料泵84经由燃料配管86以规定的燃料压力(例如lMPa)接受燃料的供给。
排气燃料添加阀88被设置在柴油机10上的多个气缸中的、从排气口 26到涡轮64 的排气路径最短的气缸的排气口 26附近。排气燃料添加阀88可以通过从在排气口 26内 露出的喷孔朝向汇合部50c喷射燃料，而对排气通路添加燃料。 这样，对排气通路喷射燃料的排气燃料添加阀88，与对气缸内喷射燃料的燃料喷射装置80相比以较低的燃料压力喷射燃料。即、来自燃料喷射装置80的喷射燃料与排气 燃料添加阀88相比以较高的燃料压力被喷射，故而与从排气燃料添加阀88所喷射(添加) 的燃料相比，被微粒化，且喷射到与排气通路相比高温的气缸内，所以有易于汽化的倾向。
在包含以上所说明的柴油机10在内的车辆系统1上，在储存所加燃料的燃料箱 120内设有低压燃料泵122，朝向上述高压燃料泵84压送燃料。来自低压燃料泵122的燃 料由燃料过滤器124过滤掉杂质，并供给到高压燃料泵84。 另外，在车辆系统1上设有对基于驾驶者的油门踏板的操作量进行检测的油门踏 板位置传感器102。油门踏板位置传感器102将与检测出的油门踏板的操作量(以下记作 油门操作量)有关的信号送出至ECU100。 在如以上那样构成的车辆系统1中，ECU100接受来自曲轴转角传感器的有关曲 轴转角的信号；来自空气流量计的有关吸入空气量(新鲜空气量)的信号；来自油门踏板 位置传感器102的有关油门操作量的信号。另外，ECU100检测来自排气温度传感器94的 与排气后处置装置55附近处的排气温度有关的信号；来自A/F传感器98的与通过排气后 处理装置55后(流入氧化催化剂58前)的排出气体中的氧气浓度有关的信号。
基于这些信号，ECU100计算出各种控制变量。在控制变量中，有曲轴的旋转角位 置(曲轴转角)、曲轴的旋转速度(以下记作发动机旋转速度)、柴油机10从曲轴输出的机 械动力(以下记作发动机负荷)、吸入空气量、油门操作量、排气后处理装置55附近处的排 气温度、以及通过排气后处理装置55后且流入氧化催化剂58前的排出气体中所含的氧气 浓度等。 ECU100可以基于根据这些控制变量所掌握的柴油机10的运转状态来决定燃料喷 射装置80的燃料喷射量、节气门46的开度以及EGR阀77的开度，并分别进行控制。
在柴油机IO中，ECU100，可以使燃料喷射装置80进行以产生输出为主要目的、在 压縮上止点附近进行的、使燃料在气缸内扩散燃烧的燃料喷射(以下记作主喷射)。
另外，ECU100，可以使燃料喷射装置80进行以煤烟或黑烟等PM及燃烧噪音的减少 为主要目的、在相对于主喷射提前的时期(例如压縮上止点前70°C A)进行的以使燃料在 气缸内预先混合燃烧的燃料喷射(以下记作引燃喷射)。 另外，ECU100，可以使燃料喷射装置80进行以使由于主喷射而产生的PM减少为主 要目的、在相对于主喷射延迟的时期、详细而言在主喷射后的接近时期(例如从主喷射结 束后开始O. 7msec后)进行的以使由于主喷射而产生的扩散燃烧(后期)活跃化的燃料喷 射(以下记作后喷射)。 另外，ECU100，可以使燃料喷射装置80进行以排出气体的升温及排气净化催化剂 中的还原气氛的形成为主要目的、在相对于主喷射较大地延迟的时期(例如压縮上止点后 130°C A)进行的以使来自气缸的排出气体中所含的HC增大的燃料喷射(以下记作后补喷 射)。 进而，ECU100，还可以控制排气燃料添加阀88，以将燃料添加到排气通路。ECU100， 根据柴油机10的累计作动时间及燃料喷射装置80的累计燃料喷射量，指示排气燃料添加 阀88以预先设定的喷射时期、喷射时间长度向排气通路添加燃料。 通过由ECU100控制排气燃料添加阀88而对排气通路添加燃料，能够在构成排气 后处理装置55的NOx吸留还原型催化剂55a以及DPNR催化剂系统55c中提供还原气氛(浓空燃比气氛)。由此，可以将N0x吸留还原型催化剂55a以及DPNR催化剂系统55c中所 吸留的氮氧化物还原成氮。在以下的说明中将这样为了还原排气后处理装置55中所吸留 的氮氧化物而由ECU100执行的排气燃料添加阀88的燃料添加控制记作"N0x还原控制"。
另外，通过排气燃料添加阀88向排气通路添加燃料，能够使流经DPNR催化剂系统 55c的排出气体的排气温度上升，并使构成DPNR催化剂系统55c的过滤机构升温。由此，通 过使过滤器所捕集的PM(黑烟等)氧化并作为二氧化碳进行排放，可以恢复过滤器的PM捕 集能力、也就是说使过滤器再生。在以下的说明中将这样为了使捕集到PM的过滤器再生而 由ECU100执行的排气燃料添加阀88的燃料添加控制记作"PM捕集过滤器再生控制"。
另外，通过排气燃料添加阀88对排气通路添加燃料，能够使流经排气后处理装置 55的排出气体的排气温度上升，并使N0x吸留还原型催化剂55a以及DPNR催化剂系统55c 升温。由此，在NOx吸留还原型催化剂55a以及DPNR催化剂系统55c中，即使是因燃料中 的硫磺成分作为硫酸化合物被吸留的"硫中毒"而使NOx净化能力降低了，也可以通过在将 催化剂升温的同时提供还原气氛以使催化剂上的硫酸化合物氧化并作为SOx排放，来恢复 催化剂的NOx净化能力，也就是说使催化剂再生。在以下的说明中将这样为了使已发生硫 中毒的催化剂再生而由ECU100执行的排气燃料添加阀88的燃料添加控制记作"硫中毒催 化剂再生控制"。 然而，在燃料箱120中有时候不仅是对作为矿物资源的原油进行分馏而制成的柴 油机燃料(以下记作轻油)，而且还将来源于生物的有机性资源(例如植物油)作为原料 而制成的柴油机燃料(以下记作生物燃料)以规定的浓度混合起来进行加油。此外，"生物 燃料"由使菜子油或棕榈油等植物油与甲醇等进行反应而酯化的植物油酯(脂肪酸甲酯 FAME)等所构成。 生物燃料与轻油相比较多含有高沸点成分，具有难以汽化之类的特征。另外，生物 燃料与轻油相比动粘度较高，所以从排气燃料添加阀88所喷射的燃料难以微粒化。另外， 生物燃料与轻油相比理论空燃比较小，所以有当在进行燃料过量供给等情况对排气后处理 装置55提供所希望的还原气氛时，从排气燃料添加阀88添加到排气通路的燃料的体积流 量与轻油相比变得较多之类的特征。进而，生物燃料与轻油不同，在构成燃料的分子中含有 氧(含氧化合物)，所以就有借助于此氧而促进燃料燃烧之类的特征。 为此，在具备可以从排气通路中的比排气后处理装置55靠上游的上游侧添加燃 料的排气燃料添加阀88的柴油机10中，在使用了规定的轻油和生物燃料被混合后的燃料 (混合燃料)的情况下，起因于排气燃料添加阀88的燃料添加的HC以及PM(黑烟)的产生 量(排出量)将根据生物燃料的浓度(以下记作生物燃料浓度)而变化。下面使用图2来 进行说明。图2是说明排气燃料添加阀的燃料添加所引起的HC以及PM(黑烟)的排出量 的概念图。 此外，在本实施例中，在对燃料箱120进行加油而供给柴油机10的燃料中，使用 了规定的轻油和特定种类的生物燃料这两种燃料以某混合比率被混合后的燃料。在此燃 料中，包括燃料中的生物燃料浓度为100%的所谓净燃料、和生物燃料浓度为零的规定的轻油。 在图2中用单点划线B来表示使用了生物燃料浓度为零的燃料、即仅使用规定的 轻油作为燃料时的HC以及PM的排出量。在生物燃料浓度从零到浓度Dl中，随着生物燃料浓度变高，燃料添加所引起的HC以及PM的排出量将减少。这是如下的倾向随着生物燃料 浓度变高，虽然所添加的燃料变得难以微粒化以及汽化并且理论空燃比变小，但由于燃料 中的含氧化合物的浓度变高而促进了燃料的燃烧(氧化)，HC以及PM的排出量减少。
而且，在生物燃料浓度大于等于D1的情况下，存在如下的倾向随着生物燃料浓 度变高，燃料的微粒化以及汽化恶化并且理论空燃比变小的影响将超过含氧化合物的浓度 变高所引起的燃烧促进效果，HC以及PM的排出量逐渐增大，在成为规定的浓度D2时，排气 燃料添加阀88的燃料添加所引起的HC以及PM的排出量变得与仅使用规定的轻油作为燃 料时的排出量B相同。 在此大于等于浓度D2的区域中，存在如下的倾向与使用规定的轻油作为燃料时 的排出量B相比，HC以及PM的排出量变高，随着生物燃料浓度从浓度D2变高，HC以及PM 的排出量逐渐增大。 这样将会产生如下的问题在燃料中的生物燃料浓度大于等于规定的生物燃料浓 度D2的情况下，燃料的微粒化以及汽化恶化并且理论空燃比变小的影响将超过燃烧(氧 化)因燃料中的含氧化合物而被促进的效果，排气燃料添加阀88的燃料添加所引起的HC 以及PM的排出量与仅使用规定的轻油作为燃料的情况相比增大。 从而，在具备可以从排气通路之中的比排气后处理装置55靠上游的上游侧添加 燃料的排气燃料添加阀88的柴油机10中，使用了轻油和生物燃料被混合后的燃料(混合 燃料)的情况与仅使用轻油作为燃料的情况同样地，在排气温度小于等于某一定值的情况 下，认为被添加到排气通路的燃料未充分汽化而禁止燃料的添加，所以无法有效地抑制起 因于排气燃料添加阀88的燃料添加的HC以及PM的排出量。 因而，在本实施例所涉及的柴油机10的控制装置(ECU)中，将根据生物燃料的浓 度来设定许可由排气燃料添加阀88进行燃料添加的排气温度的下限值(以下记作最低作 动排气温度)作为特征，下面使用图1、图3以及图4来进行说明。图3是ECU执行的燃料 添加可否判定控制之流程图。图4是表示生物燃料浓度与最低作动排气温度之关系的图。
如图1所示那样，在对本实施例所涉及的柴油机10供给燃料的燃料箱120上设 有检测所加燃料中的生物燃料浓度的生物燃料浓度检测装置128。生物燃料浓度检测装置 128构成为可以检测在燃料箱120内所加燃料的粘度及温度等燃料特性。生物燃料浓度检 测装置128将与检测出的燃料品质有关的信号送出至ECUIOO。 ECU100接受与燃料品质有 关的信号，并取得燃料的粘度及温度等作为控制变量。ECUIOO能够基于所取得的粘度及温 度等控制变量来估计燃料中的生物燃料浓度。也就是说，ECUIOO具有对被供给到柴油机10 的燃料中的生物燃料浓度进行估计的功能(生物燃料浓度估计单元)。
此外，生物燃料浓度估计单元并不限定于上述方法。例如，还可以是生物燃料浓度 检测装置128检测燃料箱120内所加燃料的粘度及温度等，并且对生物燃料浓度进行估计， 并将与估计出的生物燃料浓度有关的信号送出至ECUIOO。在此情况下，ECUIOO接受来自生 物燃料浓度检测装置128的信号，并取得生物燃料浓度作为控制变量。另外，虽然在本实施 例中，生物燃料浓度检测装置128被设置于燃料箱120，但也可以被设置于燃料导轨82或燃 料配管83,86、高压燃料泵84 。 另外，生物燃料浓度估计单元并不限定于如上述那样通过生物燃料浓度检测装置 128从燃料直接进行检测/估计的方法。例如，还能够在柴油机10的规定的运转状态下，与
12仅加轻油时同样地使燃料喷射装置80等燃料供给系部件作动，此时，ECUlOO通过掌握从A/ F传感器98检测出的排气通路中的氧气浓度、即排气通路中的空燃比的变化(时间履历)， 并且与仅加轻油时的空燃比的变化进行比较来估计生物燃料浓度。 在如以上那样所构成的车辆系统1中，ECUlOO为了对柴油机10的排气后处理装 置55提供还原气氛(浓空燃比气氛)、或者使排气后处理装置55升温，而执行判定可否从 排气燃料添加阀88向排气通路添加燃料的"燃料添加可否判定控制"。燃料添加可否判定 控制，在柴油机10作动时由ECUlOO反复执行。详细而言，在对柴油机10的各种电气部件 供给电力的点火继电器成为接通(ON)状态的情况下反复执行。 首先，在步骤S100中，ECUlOO通过上述方法来估计生物燃料浓度，并作为控制变 量而取得。进而，将排气后处理装置55中的排气温度作为控制变量而取得。
然后，在步骤S102中，ECUIOO根据所估计出的生物燃料浓度来设定用于许可由排 气燃料添加阀88进行燃料添加的排气温度的下限值即最低作动排气温度。此外，表示生物 燃料浓度与最低作动排气温度之关系的映射(MAP)图，预先通过适当实验等而求得，并作 为控制常数被存储在ECUlOO的ROM(未图示)中。 最低作动排气温度，如图4所示那样在生物燃料浓度处于零(0% )到70%的范围 的情况下被设定成相同的温度250°C 。在生物燃料浓度超过70%的情况下与生物燃料浓度 为零的情况相比将最低作动排气温度设定得较高，详细而言，就是对最低作动排气温度进 行设定以其随着生物燃料浓度从70%起变高而变高。 而且，在步骤S106中，ECUlOO判定是否需要向排气后处理装置55添加燃料。艮P、 ECUlOO判定是否需要进行排气后处理装置55所要求的燃料添加控制。详细而言，就是判定 是否需要进行NOx还原控制、PM捕集过滤器再生控制以及硫中毒催化剂再生控制之任意一 种燃料添加控制。在判定为不需要燃料添加(否)的情况下返回到步骤SIOO。
另一方面，当在步骤S106中判定为是需要燃料添加(是)的情况下，ECU100判定 排气后处理装置55中的排气温度是否大于等于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气 温度(SllO)。 S卩、在步骤S110中判定由于从排气燃料添加装置88对排气通路添加燃料，而 所添加的燃料在流经排气通路的排出气体中是否充分地进行汽化。换言之，就是判定HC以 及PM的排出量与仅使用轻油作为燃料的情况相比是否不因排气通路上所添加的燃料而增 大。 当在步骤S110中判定为排气温度大于等于最低作动排气温度(是)的情况下， ECUlOO判断为所添加的燃料在流经排气通路的排出气体中充分地汽化，HC以及PM的排出 量与仅使用轻油作为燃料的情况相比不增大，并许可利用排气燃料添加阀88的燃料添加 控制(S112)。 ECUlOO执行在步骤S106中判定为需要的燃料添加控制(NOx还原控制、PM捕 集过滤器再生控制以及硫中毒催化剂再生控制之任意一种)。 另一方面，在判定为排气温度低于最低作动排气温度(否)的情况下，ECUlOO判 断为所添加的燃料在流经排气通路的排出气体中无法充分地汽化，HC以及PM的排出量 与仅使用轻油作为燃料的情况相比增大，并禁止利用排气燃料添加阀88的燃料添加控制 (S114)。然后，返回到步骤SIOO。 通过如以上那样进行燃料添加可否判定控制，柴油机10根据燃料中的生物燃料 浓度来设定用于许可排气燃料添加阀88作动的下限值即最低作动排气温度，并在排出气
13体的排气温度低于所设定的最低作动排气温度的情况下，禁止由排气燃料添加阀88进行 燃料添加，所以就能够抑制黑烟等PM及HC的排出量，与仅使用轻油作为燃料的情况相比因 排气燃料添加阀88的燃料添加而增大。 如以上所说明那样，在本实施例中，ECU100具有对用于许可排气燃料添加阀88作 动的排气温度的下限值即最低作动排气温度进行设定的功能(最低作动排气温度设定单 元)，最低作动排气温度估计单元根据所估计出的生物燃料浓度来设定用于许可从排气燃 料添加阀88进行燃料添加的最低作动排气温度。 由此，不论燃料中的生物燃料浓度如何，都能够使从排气燃料添加阀88所添加的 燃料，在根据生物燃料浓度所设定的最低作动许可排气温度以上的排出气体中充分地汽化 后流动到排气后处理装置55。能够将充分汽化后的燃料作为还原剂供给到N0x吸留还原型 催化剂55a、或者供于DPNR催化剂系统55c的过滤机构中的排气温度的升温，还能够抑制未 燃的碳氢化合物(HC)及黑烟等粒子状物质(PM)的排出量，与仅使用轻油作为燃料的情况 相比因来自排气燃料添加阀88的燃料添加而增大的情况。 另外，在本实施例中，ECU100，在估计出的生物燃料浓度大于等于规定值的情况
下，对最低作动排气温度进行设定以使其与生物燃料浓度为零的情况相比变得较高，且对
最低作动排气温度进行设定以使其随着生物燃料浓度变高而变高，所以能够在燃料的微粒
化以及汽化恶化的影响超过生物燃料浓度变高至规定值以上、含氧化合物的浓度变高所引
起的燃烧促进效果，并从排气燃料添加阀88进行了燃料添加时，对应于黑烟等PM及HC的
排出量增大的状态来设定最低作动排气温度。 实施例2 使用图1、图4以及图5就本实施例所涉及的柴油机的控制装置(ECU)进行说明。 图5是ECU执行的燃料添加可否判定控制之流程图。在本实施例中，ECU，在判定为需要防 止排气燃料添加阀的喷孔堵塞，且在所取得的排气温度大于等于根据生物燃料浓度所设定 的最低作动排气温度的情况下，使排气燃料添加阀喷射燃料以防止喷孔堵塞，在这一点上 与实施例1不同，下面说明细节。此外，对于与实施例1大致共同的构成附加同一标记并省 略说明。 如图1所示那样，在柴油机10中，排气燃料添加阀88的喷孔如上述那样在排气通 路、详细而言就是向排气口 26内露出，并暴露到从气缸所排出的高温排出气体流。此排出 气体是由排气后处理装置55的DPNR催化剂系统55c进行处理以前的排出气体，所以在排 出气体中比较多地含有黑烟等PM。从而，若排气燃料添加阀88不通过上述的燃料添加控制 在规定的期间进行燃料喷射，就有喷孔因黑烟等而堵塞之虞。 因而，在本实施例中，即便在判定为不需要向排气后处理装置55添加燃料时，在 判定为需要防止排气燃料添加阀88的喷孔堵塞的情况下，当流经排气通路的排出气体大 于等于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度时，ECU100也进行使燃料从排气燃料 添加阀88对排气通路进行喷射，以防止排气燃料添加阀88的喷孔堵塞的控制(以下记作 防堵控制)。"防堵控制"是ECU100使排气燃料添加阀88进行能够消除喷孔堵塞的微少的燃料 量的燃料喷射，以防止排气燃料添加阀88的喷孔堵塞的控制。在进行防堵控制时，将排气 燃料添加阀88喷射到排气通路的燃料量，与进行上述燃料添加控制(NOx还原控制、PM捕
14集过滤器再生控制、硫中毒催化剂再生控制)时排气燃料添加阀88添加到排气通路的燃料 量相比，设定成较少。 另外，ECU100，控制燃料喷射装置80，以进行相对于主喷射延迟的时期、详细而言
就是刚刚进行了主喷射之后的接近的时期的燃料喷射即后喷射，由此，能够使气缸内的扩
散燃烧活跃化，并使从气缸内排出到排气通路的排出气体升温。另外，ECU100通过进行相
对于主喷射较大地延迟后的时期(例如压縮上止点后13(TCA)的燃料喷射即后补喷射，由
此，还能够使喷射燃料在气缸内以及排气通路中进行燃烧，并使排出气体升温。 这样，ECU100，可以进行如下的控制(以下记作排气升温控制)在相对于主喷射
延迟的时期，使燃料喷射装置80进行燃料喷射(后喷射、后补喷射)，由此使从气缸到排气
后处理装置55的排气通路中的排气温度上升。通过使流经排气通路的排出气体的温度(排
气温度)上升，可以使从排气燃料添加阀88喷射到排气通路的燃料充分地汽化。 使用图5就本实施例所涉及的柴油机10的控制装置100(ECU)执行的燃料添加可
否判定控制进行说明。此外，此燃料添加可否判定控制，在柴油机10作动时由ECU100反复执行。 首先，在步骤S200中，ECU100估计生物燃料浓度并作为控制变量而取得。并且， 将排气后处理装置55中的排气温度作为控制变量进行取得。而且，在步骤S202中，ECU100 根据所取得的生物燃料浓度来设定用于许可由排气燃料添加阀88进行燃料添加的排气温 度的下限值即最低作动排气温度。 然后，在步骤S206中，ECU100判定是否需要向排气后处理装置55添加燃料。艮卩、 ECU100判定是否需要进行N0x还原控制、PM捕集过滤器再生控制以及硫中毒催化剂再生控 制之中任意一种燃料添加控制。 当在步骤S206中判定为需要向排气后处理装置55添加燃料(是)的情况下， ECU100判定排气后处理装置55中的排气温度是否大于等于根据生物燃料浓度所设定的最 低作动排气温度(S210)。 当在步骤S210中判定为排气温度大于等于最低作动排气温度(是)的情况下， ECU100判断为所添加的燃料在流经排气通路的排出气体中充分地汽化，HC以及PM的排出 量与仅使用轻油作为燃料的情况相比不增大，并许可利用排气燃料添加阀88的燃料添加 控制(S212)。 另一方面，当在步骤S206中判定为不需要向排气后处理装置55添加燃料(否) 的情况下进入步骤S216。 另外，当即使在步骤S206中判定为需要向排气后处理装置55添加燃料(是)的 情况下，在下面的步骤S210中判定为排气后处理装置55中的排气温度低于根据生物燃料 所设定的最低作动排气温度(否)时，进入步骤S216。 在步骤S216中，ECU100判定是否需要排气燃料添加阀88的防堵控制。这里，对 于是否需要防堵控制的判定，可以采用各种各样的方法。例如，可以根据排气燃料添加阀88 未进行燃料添加的期间的累计时间是否达到规定的判定值来进行判定。另外，还可以根据 在排气燃料添加阀88未进行燃料添加的期间，由燃料喷射装置80所喷射的累计燃料喷射 量是否达到规定的判定值来进行判定。这些判定值，预先通过适当实验等而求得，并作为控 制常数被存储在ECU100的ROM中。当在步骤S216中判定为不需要防堵控制(否)的情况下返回到步骤S200。 另一方面，当在步骤S216中判定为需要防堵控制(是)的情况下，ECU100判定排 气后处理装置55中的排气温度是否大于等于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温 度(S220)。 S卩、判定通过进行防堵控制，从排气燃料添加阀88对排气通路喷射燃料，喷射燃 料在流经排气通路的排出气体中是否充分地汽化且HC以及PM的排出量是否不增大。
当在步骤S220中判定为排气温度低于最低作动排气温度(否)的情况下，ECU100 判断为在当前的排气温度下喷射燃料无法在排出气体中充分地汽化，HC以及PM的排出量 将会增大，ECU100执行上述的排气升温控制(S224)。 排气升温控制，通过利用燃料喷射装置80在相对于主喷射延迟的时期进行后喷 射而使排出气体的排气温度上升。然后，返回到步骤S200。由此，ECU100，在柴油机10的 各周期中继续进行排气升温控制，直到流经排气通路的排出气体成为大于等于根据生物燃 料浓度所设定的最低作动排气温度为止。 此外，还能够通过利用燃料喷射装置80进行后补喷射而实现排气升温控制。通过 借助于后喷射进行排气升温控制，与采用后补喷射的情况相比能够抑制来自燃料喷射装置 80的喷射燃料附着于气缸壁的情况和稀释气缸壁的燃油的情况。 另一方面，当在步骤S220中判定为排气温度大于等于最低作动排气温度(是) 的情况下，ECU100判断为所添加的燃料在排气通路中充分地汽化，HC以及PM的排出量不 增大，并执行排气燃料添加阀88的防堵控制(S222)。在执行了防堵控制以后，返回到步骤 S200。 通过ECU100执行以上的燃料添加可否判定控制，在虽然不需要向排气后处理装 置55添加燃料，却需要防止排气燃料添加阀88的喷孔堵塞的情况下，在排气温度大于等于 最低作动排气温度时使排气燃料添加阀88喷射燃料以防止喷孔堵塞。尽管为了防止喷孔 堵塞而从排气燃料添加阀88对排气通路喷射燃料，但由于排出气体的排气温度大于等于 根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度，所以包含来自排气燃料添加阀88的生物 燃料的喷射燃料能够在排出气体中充分地汽化，能够抑制HC及PM的排出量与仅使用轻油 作为燃料的情况相比增大的情况。 如以上所说明那样在本实施例中，ECU100具有判定是否需要防止排气燃料添加 阀88的喷孔堵塞的功能(防堵需要与否判定单元)，在判定为需要防止堵塞、且所取得的排 气温度大于等于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度的情况下，使排气燃料添加 阀88喷射燃料，以防止喷孔堵塞的功能(防堵控制单元)。 尽管为了防止喷孔堵塞从排气燃料添加阀88对排气通路喷射燃料，但能够在温 度大于等于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度的排出气体中充分地汽化，并能 够抑制HC及PM的排出量增大的情况。 另夕卜，在本实施例中，柴油机10具备可以以与排气燃料添加阀88相比较高的燃料 压力对气缸内喷射燃料的燃料喷射装置80， ECU100具有在判定为需要防止排气燃料添加 阀88的喷孔堵塞、且所取得的排气温度低于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温 度的情况下，使燃料喷射装置80在相对于主喷射延迟的时期进行燃料喷射，以使排气温度 上升的功能(排气升温控制单元)。 若流经排气通路的排出气体的温度低于最低排气温度，并进行了防堵控制，即使在来自排气燃料添加阀88的燃料在排出气体中不充分地汽化这种情况下，也能够通过使 燃料喷射装置80进行燃料喷射，来使流经排气通路的排出气体上升到根据生物燃料浓度 所设定的最低作动排气温度以上。由此，能够尽量早期地实现排气燃料添加阀88的防堵控 制。 此外，在实施例2中，也可以在需要向排气后处理装置55添加燃料、且排气温度低 于最低作动排气温度(S210、否)的情况下不进入步骤S216而是利用燃料喷射装置80进行 后喷射来执行排气升温控制，并返回到步骤S200。由此，能够使流动到排气后处理装置55 的排出气体的排气温度上升到根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度以上。由此， 能够尽量早期地实现针对排气燃料添加阀88的燃料添加控制。 此外，虽然在上述的各实施例中，柴油机10具备NOx吸留还原型催化剂55a和 DPNR催化剂系统55c作为排气后处理装置55，但可以应用本发明的柴油机的排气后处理装 置并不限定于此。只要是具备需要供给还原剂的排气净化催化剂和需要使之升温的过滤机 构之中任意一方作为排气后处理装置的柴油机就能够进行应用，例如，在具备NOx吸留还 原型催化剂和DPNR催化剂系统之任意一方的柴油机、或仅具备柴油机微粒过滤器(DPF)的 柴油机上也能够应用本发明。 此外，虽然在上述的各实施例中，柴油机具备EGR装置及涡轮增压器，但可以应用 本发明的柴油机的构成并不限定于这一形态。只要是具备可以从比排气后处理装置靠上游 侧的排气通路添加燃料的排气燃料添加阀的柴油机就能够应用本发明。
工业上的可利用性 如以上那样，本发明所涉及的柴油机的控制装置适合于具备可以从比排气后处理 装置靠上游侧的排气通路添加燃料的排气燃料添加阀的柴油机。
权利要求
一种柴油机的控制装置，该控制装置用于具备可以从比排气后处理装置靠上游侧的排气通路添加燃料的排气燃料添加阀的柴油机，可以对排气燃料添加阀进行控制，其特征在于，具有生物燃料浓度估计单元，估计燃料中的生物燃料浓度；排气温度取得单元，取得排气通路中的排气温度；以及最低作动排气温度设定单元，设定作为排气温度下限值的最低作动排气温度，该排气温度下限值用于许可从排气燃料添加阀进行燃料添加，其中，最低作动排气温度设定单元根据所估计出的生物燃料浓度来设定最低作动排气温度。
2. 按照权利要求1所记载的柴油机的控制装置，其特征在于，最低作动排气温度设定单元，在所估计出的生物燃料浓度大于等于规定值的情况下， 设定成最低作动排气温度比生物燃料浓度为零的情况高。
3. 按照权利要求2所记载的柴油机的控制装置，其特征在于，最低作动排气温度设定单元，在所估计出的生物燃料浓度大于等于规定值的情况下， 设定成最低作动排气温度随着生物燃料浓度变高而变高。
4. 按照权利要求1 3中任意一项所记载的柴油机的控制装置，其特征在于， 柴油机具备可以以比排气燃料添加阀高的燃料压力对气缸内喷射燃料的燃料喷射装置，该控制装置具有排气升温控制单元，该排气升温控制单元在所取得的排气温度低于根 据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度的情况下，使燃料喷射装置在相对于主喷射延 迟的时期进行燃料喷射以使排气温度上升。
5. 按照权利要求1 3中任意一项所记载的柴油机的控制装置，其特征在于，还具有 防堵需要与否判定单元，判定是否需要防止排气燃料添加阀的喷孔堵塞；以及 防堵控制单元，在判定为需要防止堵塞、且所取得的排气温度大于等于根据生物燃料浓度所设定的最低作动排气温度的情况下，使排气燃料添加阀喷射燃料以防止喷孔堵塞。
6. 按照权利要求5所记载的柴油机的控制装置，其特征在于，排气温度控制单元，在判定为需要防止堵塞、且所取得的排气温度低于根据生物燃料 浓度所设定的最低作动排气温度的情况下使排气温度上升。
全文摘要
柴油机(10)具备可以从比排气后处理装置(55)靠上游侧的排气通路添加燃料的排气燃料添加阀(88)。柴油机(10)的控制装置即ECU(100)具有估计燃料中的生物燃料浓度的功能、和取得排气通路中的排气温度的功能。ECU(100)根据所估计出的生物燃料浓度来设定用于许可排气燃料添加阀(88)的作动的排气温度的下限值即最低作动排气温度。使从排气燃料添加阀(88)所添加的燃料，在温度是根据生物燃料浓度所设定的最低作动许可排气温度以上的排出气体中充分地汽化后流到排气后处理装置(55)。
文档编号F01N3/36GK101772625SQ20088010158
公开日2010年7月7日 申请日期2008年8月6日 优先权日2007年8月8日
发明者谷口聪 申请人:丰田自动车株式会社