内燃发动机的排气净化系统的制作方法
【专利摘要】在发动机排气通路中配置有用于捕集排气中包含的颗粒物质的颗粒过滤器(24)。该颗粒过滤器设置有经由多孔的隔壁交替地配置的排气流入通路和排气流出通路。执行移动促进控制以促进沉积在排气流入通路的内周上的灰烬向排气流入通路的后部的移动。检测颗粒过滤器的压力损失。当所检测出的压力损失大于预定的上限值时，执行PM去除控制以从颗粒过滤器去除颗粒物质。
【专利说明】内燃发动机的排气净化系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃发动机的排气净化系统。
【背景技术】
[0002]本领域中已知一种内燃发动机，该内燃发动机在发动机排气通路中配置有用于捕集排气中包含的颗粒物质的颗粒过滤器。该颗粒过滤器设置有经由多孔的隔壁交替地配置的排气流入通路和排气流出通路。结果，排气首先流入排气流入通路内，然后通过隔壁并流出到排气流出通路内。因此，排气中包含的颗粒物质被捕集在隔壁内或构成排气流入通路的内周的隔壁表面上。
[0003]随着颗粒过滤器上的颗粒物质的沉积量变得越来越大，颗粒过滤器的压力损失变得越来越大。如果颗粒过滤器的压力损失变得越来越大，则发动机输出易于下降。因此，本领域中已知一种内燃发动机的排气净化系统，该排气净化系统检测颗粒过滤器的压力损失，并且在压力损失超过上限值时执行从颗粒过滤器去除颗粒物质的PM去除控制(参见PLTI)。
[0004]引用清单
[0005]专利文献
[0006]PLTl:日本专利公报 N0.2005-76462A
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]在这方面，排气包含称为“灰烬”的不可燃成分。该灰烬连同颗粒物质一起被颗粒过滤器捕集。在这方面，即使执行PM去除控制，灰烬也不会燃烧或气化。亦即，灰烬未从颗粒过滤器被去除，而是保留在颗粒过滤器上。结果，颗粒过滤器的压力损失随着沉积在颗粒过滤器上的灰烬量而变得越来越大。由此，如果通过颗粒过滤器的压力损失超过上限值来执行PM去除控制，则往往尽管颗粒过滤器上的颗粒物质的沉积量比较少也执行PM去除控制。亦即，PM去除控制的执行时机往往相对于最佳时机提前。因此，PM去除控制往往被非优选地频繁执行并且为PM去除控制消耗的能量往往增大。
[0009]问题的解决方案
[0010]根据本发明，提供了一种内燃发动机的排气净化系统，所述排气净化系统在发动机排气通路内设置有用于捕集排气中包含的颗粒物质的颗粒过滤器，所述颗粒过滤器设置有经由多孔的隔壁交替地配置的排气流入通路和排气流出通路，所述排气净化系统的特征在于该系统包括:移动促进装置或移动促进器，所述移动促进装置或移动促进器用于促进沉积在所述排气流入通路的内周上的灰烬向所述排气流入通路的后部移动；检测装置或检测器，所述检测装置或检测器用于检测所述颗粒过滤器的压力损失；和PM去除装置或PM去除器，所述PM去除装置或PM去除器用于在所检测出的压力损失大于预定的上限值时执行用于从所述颗粒过滤器去除颗粒物质的PM去除控制。
[0011]优选地，所述移动促进装置判别已沉积在所述排气流入通路的内周上的灰烬的量是否大于预定的上限量并在判别为所述灰烬的量大于所述预定的上限量时执行移动促进控制。
[0012]优选地，所述移动促进装置向所述颗粒过滤器供给液体，以执行所述移动促进控制。更优选地，所述液体由水、水溶液和液体燃料中的至少一者构成。更加优选地，发动机进气通路、位于所述颗粒过滤器上游的发动机排气通路和将所述发动机进气通路与发动机排气通路彼此连接的排气再循环通路中的至少一者形成有凝结水储存部，所述凝结水储存部储存在所述内燃发动机产生的凝结水，并且所述移动促进装置向所述颗粒过滤器供给储存在所述凝结水储存部中的凝结水，以执行所述移动促进控制。更加优选地，所述系统还包括:Ν0χ还原催化剂，所述NOx还原催化剂配置在所述颗粒过滤器内或配置在位于所述颗粒过滤器下游的发动机排气通路中；还原剂添加阀，所述还原剂添加阀将液体还原剂二次添加到位于所述颗粒过滤器上游的发动机排气通路中；和NOx还原装置或NOx还原器，所述NOx还原装置或NOx还原器用于以用于还原NOx的NOx还原用添加压力和NOx还原用添加时间从所述还原剂添加阀添加液体还原剂，并且所述移动促进装置以比所述NOx还原用添加压力低的添加压力或以比所述NOx还原用添加时间长的添加时间从所述还原剂添加阀添加液体还原剂，以执行所述移动促进控制。
[0013]优选地，所述移动促进装置使所述颗粒过滤器内部的压力脉动，以执行所述移动促进控制。
[0014]优选地，所述移动促进装置使所述颗粒过滤器振动，以执行所述移动促进控制。
[0015]优选地，所述移动促进装置使所述颗粒过滤器的温度上升到比PM去除控制时的温度高的温度，以执行所述移动促进控制。
[0016]优选地，所述移动促进装置向所述颗粒过滤器给送液体并使所述液体凝固，以执行所述移动促进控制。
[0017]本发明的有利效果
[0018]PM去除控制能在最佳时机执行。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是内燃发动机的总体图。
[0020]图2是冷却装置的示意图。
[0021]图3A是颗粒过滤器的正视图。
[0022]图3B是颗粒过滤器的侧视剖视图。
[0023]图4是说明PM去除控制的时间图。
[0024]图5A是示出增大量的脉谱图。
[0025]图5B是示出减少量的脉谱图。
[0026]图6是示出用于执行PM去除控制的程序的流程图。
[0027]图7是示出用于计算颗粒物质沉积量QPM的程序的流程图。
[0028]图8A是示出压力差H)和颗粒物质沉积量QPM之间的关系的曲线图。
[0029]图8B是示出压力差H)和颗粒物质沉积量QPM之间的关系的曲线图。
[0030]图8C是示出压力差H)和颗粒物质沉积量QPM之间的关系的曲线图。
[0031]图8D是示出压力差H)和颗粒物质沉积量QPM之间的关系的曲线图。
[0032]图9A是示出沉积在排气流入通路的内周上的灰烬的、颗粒过滤器的部分扩大的首1J视图。
[0033]图9B是示出沉积在排气流入通路的后部的灰烬的部分扩大的剖视图。
[0034]图10是说明移动促进控制的时间图。
[0035]图1lA是说明两根渐近线的截距之差的曲线图。
[0036]图1lB是说明两根渐近线的截距之差的曲线图。
[0037]图12是示出用于执行发动机起动控制的程序的流程图。
[0038]图13是示出用于执行移动促进控制的程序的流程图。
[0039]图14是示出用于执行怠速运转控制的程序的流程图。
[0040]图15是示出用于计算比率R的程序的流程图。
[0041]图16是说明比率R的另一实施例的曲线图。
[0042]图17A是示出凝结水储存部的另一实施例的视图。
[0043]图17B是示出凝结水储存部的另一实施例的视图。
[0044]图17C是示出凝结水储存部的另一实施例的视图。
[0045]图18是示出本发明另一实施例的内燃发动机的总体图。
[0046]图19是说明图18所示的实施例的移动促进控制的时间图。
[0047]图20是示出用于执行图19所示的移动促进控制的程序的流程图。
[0048]图21是示出根据本发明又一实施例的内燃发动机的总体图。
[0049]图22是说明图21所示的实施例的移动促进控制的时间图。
[0050]图23是示出用于执行图22所示的移动促进控制的程序的流程图。
[0051]图24A是示出根据本发明又一实施例的内燃发动机的总体图。
[0052]图24B是示出根据本发明又一实施例的内燃发动机的总体图。
[0053]图24C是示出根据本发明又一实施例的内燃发动机的总体图。
[0054]图25是示出根据本发明又一实施例的内燃发动机的总体图。
[0055]图26是说明图25所示的实施例的移动促进控制的时间图。
[0056]图27是示出用于执行图26所示的移动促进控制的程序的流程图。
[0057]图28是示出根据本发明又一实施例的内燃发动机的总体图。
[0058]图29是说明图28所示的实施例的移动促进控制的时间图。
[0059]图30是示出用于执行图29所示的移动促进控制的程序的流程图。
[0060]图31是说明根据又一实施例的时间图。
[0061]图32是示出用于执行图31所示的排气净化控制的程序的流程图。
[0062]图33是示出用于执行图31所示的移动促进控制的程序的流程图。
[0063]图34是说明根据本发明又一实施例的时间图。
[0064]图35是示出用于执行图34所示的发动机停止控制的程序的流程图。
[0065]图36是示出用于执行图34所示的发动机起动控制的程序的流程图。
[0066]图37是示出用于执行图34所示的停止期间的移动促进控制的程序的流程图。
[0067]图38是示出用于执行图34所示的起动期间的移动促进控制的程序的流程图。
[0068]图39是示出根据本发明又一实施例的内燃发动机的总体图。
[0069]图40是说明图39所示的实施例的移动促进控制的时间图。
[0070]图41是示出用于执行图40所示的停止期间的移动促进控制的程序的流程图。
【具体实施方式】
[0071]参照图1，I表不压燃式内燃发动机的本体，2表不各气缸的燃烧室,3表不将燃料喷射到燃烧室2内的电控式燃料喷射器，4表示进气歧管，5表示排气歧管。进气歧管4经进气管道6与排气涡轮增压器7的压缩机7c的出口连接，而压缩机7c的入口经空气流量计8与空气滤清器9连接。在进气管道6内配置有电控式节气门10。此外，在进气管道6周围配置有用于冷却流过进气管道6内部的进气的冷却装置11。另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气涡轮7t的入口连接，而排气涡轮7t的出口与排气后处理装置20连接。
[0072]排气歧管5和进气歧管4经排气再循环(下文称为“EGR”)通路12彼此连接。在EGR通路12内配置有电控式EGR控制阀13。此外，在EGR通路12内配置有用于冷却流过EGR通路12内部的EGR气体的冷却装置14。另一方面，各燃料喷射器3经燃料供给管15与共用轨道16连接。该共用轨道16内被供给来自电控式可变排量燃料泵17的燃料。供给到共用轨道16内的燃料经各燃料供给管15供给到燃料喷射器3。在图1所示的实施例中，该燃料由柴油构成。在另一实施例中，内燃发动机由以稀空燃比燃烧燃料的火花点火式内燃发动机构成。这种情况下，该燃料由汽油构成。
[0073]排气后处理装置20设置有与排气涡轮7t的出口连接的排气管21、与排气管21连接的催化转化器22和与催化转化器22连接的排气管23。在催化转化器22内配置有壁流式的颗粒过滤器24。
[0074]催化转化器22设置有用于检测颗粒过滤器24的温度的温度传感器25。在另一实施例中，在排气管21中配置有用于检测流入颗粒过滤器24中的排气的温度的温度传感器。此外，在另一实施例中，在排气管23中配置有用于检测从颗粒过滤器24流出的排气的温度的温度传感器。排气的温度表示颗粒过滤器24的温度。
[0075]催化转化器22还设置有用于检测颗粒过滤器24的压力损失的压力损失传感器26。在图1所示的示例中，压力损失传感器26由用于检测颗粒过滤器24上游和下游的压力差的压力差传感器构成。在另一实施例中，压力损失传感器26由安装在排气管21上并检测发动机背压的传感器构成。
[0076]另一方面，排气歧管5设置有燃料添加阀27。该燃料添加阀27被供给来自共用轨道16的燃料。燃料从燃料添加阀27添加到排气歧管5内。在另一实施例中，燃料添加阀27配置在排气管21内。
[0077]图2示出设置在EGR通路12中的冷却装置14。冷却装置14设置有与EGR通路12连接的主通路14a、配置在主通路14a周围的冷却器14b、在冷却器14b上游从主通路14a分支并在冷却器14b下游返回主通路14a的旁通通路14c和选择性地将EGR气体引导到主通路14a和旁通通路14c中的一者的旁通控制阀14d。当应该冷却EGR气体时，旁通控制阀14d被控制为图2中用实线示出的冷却位置，因此EGR气体被引导到冷却器14b。与此相反，当EGR气体例如在冷运转时不要被冷却时，旁通控制阀14d被控制到图2中用虚线示出的旁通位置，因此EGR气体绕过冷却器14b。此外，旁通通路14c设置有用于储存在EGR通路12和冷却装置14中形成的凝结水的凝结水储存部He。在图2所示的实施例中，凝结水储存部14e由形成在旁通通路14c的底面的凹部构成。
[0078]再参照图1，电子控制单元30由设置有通过双向总线31彼此连接的构件如ROM (只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU (微处理器)34、输入端口 35和输出端口 36的数字计算机构成。空气流量计8、温度传感器25和压力差传感器26的输出信号分别经对应的AD变换器37输入到输入端口 35。此外，加速器踏板39与负荷传感器40连接，所述负荷传感器产生与加速器踏板39的踏压量L成比例的输出电压。负荷传感器40的输出电压经对应的AD变换器37输入到输入端口 35。发动机本体I具有安装在其上的用于检测发动机冷却水温度的水温传感器41和用于检测发动机润滑油温度的油温传感器42。这些传感器41和42的输出电压经对应的AD变换器37输入到输入端口 35。此外，输入端口35与每当曲轴旋转例如15°时产生输出脉冲的曲柄角传感器43连接。在CPU 34中，来自曲柄角传感器43的输出脉冲被用作计算发动机转速Ne的基础。输入端口 35还接收作为输入的、显示点火开关44和起动机开关45是打开还是关闭的信号。当起动机开关45打开时，起动机马达46作动。另一方面，输出端口 36经对应的驱动线路38与燃料喷射器3、节气门10驱动装置、EGR控制阀13、旁通控制阀14d、燃料泵17、燃料添加阀27和起动机马达46连接。
[0079]图3A和图3B示出壁流式颗粒过滤器24的结构。注意，图3A示出颗粒过滤器24的正视图，而图3B示出颗粒过滤器24的侧视剖视图。如图3A和图3B所示，颗粒过滤器24形成设置有彼此平行地延伸的多个排气流动通路711、71o和分隔这些排气流动通路711、71ο的隔壁72的蜂巢结构。在图3Α所示的实施例中，排气流动通路711、71o由具有打开的上游端并具有通过插塞73d封闭的下游端的排气流入通路71i和具有通过插塞73u封闭的上游端并具有打开的下游端的排气流出通路71ο构成。注意，在图3A中，阴影线部分示出插塞73u。因此，排气流入通路71i和排气流出通路71ο经由薄的隔壁72交替地配置。换言之，排气流入通路71i和排气流出通路71ο由各自被四个排气流出通路71ο围绕的排气流入通路71i和各自被四个排气流入通路71i围绕的排气流出通路71ο构成。在另一实施例中，排气流动通路由具有打开的上游端和下游端的排气流入通路以及具有通过插塞封闭的上游端并具有打开的下游端的排气流出通路构成。
[0080]隔壁72由诸如堇青石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、莫来石、叶长石、磷酸锆和其它此类陶瓷之类的多孔材料形成。因此，如图3Β中的箭头所示，排气首先流入排气流入通路71i内，然后通过周围的隔壁72并流出到邻接的排气流出通路71ο。这样，隔壁72构成排气流入通路71i的内周。注意，隔壁72的平均孔径为10至25 μ m左右。
[0081]隔壁72在两个侧表面和孔隙内的表面载持具有氧化功能的催化剂。具有氧化功能的催化剂由钼Pt、铑Rh、钯Pd或其它这样的贵金属构成。在另一实施例中，具有氧化功能的催化剂由包括铈Ce、镨Pr、钕Nd、镧La或其它这样的基础金属的复合氧化物构成。此外，在另一实施例中，催化剂由贵金属和复合氧化物的组合构成。
[0082]此时，排气包含主要由固体碳形成的颗粒物质。该颗粒物质被捕集在颗粒过滤器24上。在该燃烧室2中，燃料在过剩的氧下燃烧。因此，只要不从燃料喷射器3和燃料添加阀27 二次供给燃料，颗粒过滤器24就处于氧化气氛中。此外，颗粒过滤器24载持具有氧化功能的催化剂。结果，被捕集在颗粒过滤器24上的颗粒物质被顺次氧化。在这方面，如果单位时间捕集的颗粒物质的量变得大于单位时间氧化的颗粒物质的量，则被捕集在颗粒过滤器24上的颗粒物质的量随着发动机运转时间的经过而增大。
[0083]因此，在根据本发明的实施例中，用于从颗粒过滤器24去除颗粒物质的PM去除控制被反复执行。结果，颗粒过滤器24上的颗粒物质被去除并且颗粒过滤器24的压力损失降低。
[0084]在图1所示的实施例中，PM去除控制由使颗粒过滤器24的温度上升并保持为PM去除温度(例如600°C)以通过氧化去除颗粒物质的升温控制构成。在一个实施例中，为了执行升温控制，从燃料添加阀27添加燃料并在排气通路或颗粒过滤器24中燃烧燃料。在另一实施例中，在压缩冲程或排气冲程中从燃料喷射器3喷射燃料。该燃料在燃烧室2、排气通路或颗粒过滤器24中燃烧。
[0085]亦即，如图4所示，在时间tal，如果颗粒过滤器24的压力损失——即压力差PD—变得大于上限值UPD，则开始PM去除控制，即升温控制。因此，颗粒过滤器24的温度TF上升并保持在PM去除温度TFPM。结果，压力差H)变得越来越小。此外，沉积在颗粒过滤器24上的颗粒物质的量QPM也变得越来越小。接下来，在时间ta2,如果颗粒物质沉积量QPM变得小于下限值LQPM，则结束PM去除控制。因此，颗粒过滤器24的温度TF下降。接下来，在时间ta3，如果压力差H)变得大于上限值UPD，则开始PM去除控制。接下来，在时间ta4，如果颗粒物质沉积量QPM变得小于下限值LQPM，则结束PM去除控制。以此方式，反复执行PM去除控制。
[0086]在一个实施例中，颗粒物质沉积量QPM由通过基于发动机运转状态得出单位时间的增大量qPMi和单位时间的减少量qPMd并将增大量qPMi和减少量qPMd的总合累加所获得的计数器值表示(QPM = QPM+qPM1-qPMd)。如图5A所示，增大量qPMi作为燃料喷射量QF和发动机转速Ne的函数以脉谱图的形式预先存储在ROM 32 (图1)中。燃料喷射量QF代表发动机负荷。另一方面，如图5B所示，减少量qPMd作为进气量Ga和颗粒过滤器24的温度TF的函数以脉谱图的形式预先存储在ROM 32中。进气量Ga表示流入颗粒过滤器24中的排气或氧的流量。
[0087]图6示出用于执行图4所示的PM去除控制的程序。参照图6，在步骤101，判别颗粒过滤器24的压力差ro是否大于上限值UPD。当ro > UPD时，接下来，程序转至步骤102，在此执行升温控制。亦即，将颗粒过滤器24的温度TF的目标值TTF设定为PM去除温度TFPM。在图1所示的实施例中，颗粒过滤器24的温度被控制成使得颗粒过滤器24的实际温度变成目标值TTF。在接下来的步骤103，判别颗粒物质沉积量QPM是否小于下限值LQPM。当QPM彡LQPM时，程序返回步骤102。当QPM < LQPM时，结束处理循环。因此，结束升温控制。在步骤101，当H) SUPD时，结束处理循环。这种情况下，不执行升温控制。
[0088]图7示出用于计算颗粒物质沉积量QPM的程序。参照图7，在步骤111，由图5A的脉谱图计算增大量qPMi。在接下来的步骤112，由图5B的脉谱图计算减少量qPMd。在接下来的步骤113，计算颗粒物质沉积量QPM (QPM = QPM+qPM1-qPMd)。
[0089]在另一实施例中，PM去除控制由用于增大流入颗粒过滤器24中的排气中的NOx的量以通过以NOx氧化来去除颗粒物质的NOx量增大控制构成。为了增大NOx的量，例如，减少EGR气体的量。在又一实施例中，PM去除控制由从与位于颗粒过滤器24上游的排气通路连接的臭氧供给器向颗粒过滤器24供给臭氧以通过臭氧氧化来去除颗粒物质的臭氧供给控制构成。
[0090]在这方面，排气还包含灰烬。该灰烬也连同颗粒物质一起被捕集在颗粒过滤器24中。本发明人确认了该灰烬主要由诸如硫酸钙CaSO4和磷酸锌钙Ca19Zn2 (PO4) 14之类的钙盐形成的事实。钙Ca、锌Zn、磷P等来源于发动机润滑油，而硫S来源于燃料。亦即，若以硫酸钙CaSO4为例进行说明，则发动机润滑油流入燃烧室2内并燃烧。润滑油中的钙Ca与燃料中的硫S结合，由此形成硫酸钙CaSO4。
[0091]在这方面，即使执行PM去除控制，灰烬也不会燃烧或气化。亦即，灰烬未从颗粒过滤器24被去除并保留在颗粒过滤器24上。结果，颗粒过滤器24的压力损失或压力差H)随着沉积在颗粒过滤器24上的灰烬的量而增大。
[0092]亦即，如果发动机从新的颗粒过滤器24的状态开始运转，如图8A所示，则沿曲线CT1，压力差ro从它的初始值PDO增大，而颗粒物质沉积量QPM从它的初始值零增大。接下来，如果压力差ro从上限值UPD增大，则开始PM去除控制。结果，如图SB所示，沿曲线CRl，压力差ro从上限值UPD减小，而颗粒物质沉积量QPM从值QPMl减小。接下来，如果颗粒物质沉积量QPM变得小于下限值LQPM，则结束PM去除控制。结果，如图8C所示，沿曲线CT2，压力差H)从值PDl增大，而颗粒物质沉积量QPM从下限值LQPM增大。接下来，如果压力差ro变得大于上限值UPD，则开始PM去除控制。结果，如图8D所示，沿曲线CR2，压力差PD从上限值UPD减小，而颗粒物质沉积量QPM从值QPM2减小。接下来，如果颗粒物质沉积量QPM变得小于下限值LQPM，则结束PM去除控制。这样，压力差H)和颗粒物质沉积量QPM的增大和减小交替地重复。
[0093]从别的角度看，图8A示出压力差H)和颗粒物质沉积量QPM的第一增大作用，图8B示出压力差ro和颗粒物质沉积量QPM的第一减小作用，图8C示出压力差ro和颗粒物质沉积量QPM的第二增大作用，图8D示出压力差ro和颗粒物质沉积量QPM的第二减小作用。
[0094]以此方式，随着发动机运转时间变长，颗粒物质沉积量QPM在压力差ro和颗粒物质沉积量QPM的增大作用停止时、也就是在PM去除控制开始时减小(QPMI > QPM2)，而压力差ro在压力差ro和颗粒物质沉积量QPM的增大作用开始时增大(PD0 < PDl < PD2)。结果，PM去除控制的执行时机往往相对于最佳时机提前。这种情况下，PM去除处理被非优选地频繁执行并且燃料消耗量非优选地增大。
[0095]另一方面，一般而言，可认为沉积在颗粒过滤器24上的灰烬由如图9A所示以分散方式沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬A和如图9B所示局部地沉积在排气流入通路71i的后部或底部71ir处的灰烬A中的一者或两者形成。除此之外，沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬A对颗粒过滤器24的压力损失或压力差H)的影响大。与此相反，沉积在排气流入通路71i的后部71ir处的灰烬A对颗粒过滤器24的压力损失或压力差H)的影响小。
[0096]既然如此，如果沉积在内周71is上的灰烬A移动到后部71ir，则灰烬对压力差H)的影响减弱。就这一点来说，可能存在当流入颗粒过滤器24内的排气的量大时——例如在发动机高负荷运转时——沉积在内周71is上的灰烬A的一部分被排气流移动到后部71ir的情形。然而，这种情况下，难以移动足量的灰烬。
[0097]因此，在根据本发明的实施例中，执行促进沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬A向排气流入通路71i的后部71ir移动的移动促进控制。结果，能减少沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬的量并且能保持灰烬对压力差H)的影响小。因此，能将执行PM去除控制的时机维持在最佳时机。
[0098]在图1所示的实施例中，通过向颗粒过滤器24供给液体来执行移动促进控制。该液体由储存在凝结水储存部He中的凝结水构成。
[0099]此外，在图1所示的实施例中，判别沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬的量是否大于预定的上限量。当判别为沉积在内周71is上的灰烬的量大于上限量时，在发动机冷起动时执行移动促进控制。与此相反，当未判别为沉积在内周71is上的灰烬的量大于上限量时，不执行移动促进控制。将参照图10说明该移动促进控制。
[0100]在图10中，实线表示执行移动促进控制的情形，而虚线表示不执行移动促进控制的情形。参照图10，在时间tbl，点火开关44打开，起动机开关45打开，因此发动机开始起动。结果，发动机转速Ne上升。接下来，在时间tb2，发动机转速Ne超过预定的设定值NeC(例如900rpm)并且发生完全爆燃。接下来，在如图10中用虚线所示的不执行移动促进控制的情况下，执行通常的怠速运转控制。亦即，当发动机运转为冷运转时，发动机转速Ne维持在冷怠速运转速度NeIC(例如，最高100rpm)。此外，EGR控制阀13关闭，且因此EGR气体的给送被禁止。接下来，在时间tb4,当发动机运转切换到温热运转时,发动机转速Ne维持在温热怠速运转速度NeIW(例如700至800rpm)。此外，允许EGR气体的给送。亦即，按照发动机运转状态来控制EGR控制阀13的开度DEGR。注意，在图1所示的示例中，当发动机冷却水温度和发动机润滑油温度均低于预定的设定温度(例如20°C)时，判别为发动机运转为冷运转，而当发动机冷却水温度和发动机润滑油温度中的一者或两者高于设定温度时，判别为发动机运转为温热运转。
[0101]与此相反，当执行如图10中用实线示出的移动促进控制时，在时间tb2的完全爆燃之后，发动机转速Ne维持在预定的移动促进怠速运转速度NeIT (例如，1500rpm)。该移动促进怠速运转速度NeIT被设定为高于通常的怠速运转速度NeIC和NelW。结果，流过进气歧管4、燃烧室2、排气歧管5、排气管21和颗粒过滤器24的气体的量增大。此外，EGR控制阀13的开度DEGR增大。在图10所示的示例中，开度DEGR为100%，亦即，EGR控制阀13全开。此时，发动机运转为冷运转，因此冷却装置14的旁通控制阀14d被控制到旁通位置(图2)。结果，较大量的EGR气体流过旁通通路14c。该大量的EGR气体使凝结水从凝结水存储部He排出。该凝结水随同EGR气体一起相继流过进气歧管4、燃烧室2、排气歧管5和排气管21并给送到颗粒过滤器24内。
[0102]结果，排气流入通路71i的内周71is上的灰烬被凝结水冲洗掉并移动到后部71ir。或者，灰烬被凝结水润湿，由此形成在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬层被破坏并且灰烬易于与内周71is分离。与内周71is分离的灰烬在随后的发动机运转期间易于被排气移动到后部71ir。
[0103]这种情况下，由于发动机运转为冷运转，所以凝结水作为液体给送到颗粒过滤器24，因此能可靠地促进灰烬的移动。注意，由于移动促进控制，通过燃烧室2的凝结水的量比较小并且不会发生水锤现象。此外，如果执行移动促进控制，则沉积在内周71is上的颗粒物质也向后部7Iir移动。通过随后的PM去除处理去除以此方式移动的颗粒物质。
[0104]接下来，如果在时间tb3已经过了预定的设定时间tB，则开始通常的怠速运转控制。亦即，当发动机运转为冷运转时，发动机转速Ne维持在冷怠速运转速度NeIC且EGR控制阀13关闭。接下来，如果在时间tb4发动机运转切换为温热运转，则发动机转速Ne维持在温热怠速运转速度NeIW并且允许EGR气体的给送。
[0105]如果将颗粒过滤器24为新颗粒过滤器时的燃料消耗率称为“新燃料消耗率”，则本发明人认为，当沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬的量变得大于预定的上限量时，燃料消耗率相比于新燃料消耗率的增加量为约13%。接下来，在执行移动促进控制之后燃料消耗率相比于新燃料消耗率的增加量为约3%。以此方式，通过移动促进控制，能可靠地抑制燃料消耗率的增加。
[0106]例如以如下方式判别沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬是否大于预定的上限量。亦即，如图1lA所示，压力差ro和颗粒物质沉积量QPM在第一增大作用时沿曲线CTl改变。通过下式表示该曲线CTl的渐近线ASTl:
[0107]PD = Al.QPM+(B1+C1)
[0108]此外，压力差ro和颗粒物质沉积量QPM在第一减小作用时沿曲线CRl改变。通过下式表示该曲线CRl的渐近线ASRl:
[0109]PD = Al.QPM+B1
[0110]通过Cl表示这两个式子的截距差。注意，BI表示颗粒过滤器24本身的压力损失并对应于roo。
[0111]以相同的方式，如图1lB所示，压力差H)和颗粒物质沉积量QPM在第i增大作用时沿曲线CTi改变(i = 1，2，...)。通过下式表示该曲线CTi的渐近线ASTi:
[0112]PD = Ai.QPM+(Bi+Ci)
[0113]此外，压力差H)和颗粒物质沉积量QPM在第i减小作用时沿曲线CRi改变。通过下式表示该曲线CRi的渐近线ASRi:
[0114]PD = Ai.QPM+Bi
[0115]通过Ci表示这两个式子的截距差。
[0116]截距差Ci代表在压力差H)和颗粒物质沉积量QPM的第i增大作用时已沉积在颗粒过滤器24上的颗粒物质的量。或者，它代表在压力差ro和颗粒物质沉积量QPM的第i减小作用时从颗粒过滤器24去除的颗粒物质的量。该颗粒物质的量随着沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬的量变得越大而变得越小。因此，随着沉积在排气流入通路71?的内周71is上的灰烬的量增大，差Ci或比率R( = Ci/Cl)变得越小。注意，图1lA示出差Ci或比率R大的情形，而图1lB示出差Ci或比率R小的情形。
[0117]因此，在图1所示的实施例中，当比率R小于预定的下限值RL时，判别为沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬的量大于预定的上限量，而当比率R大于下限值RL时，判别为沉积在内周71is上的灰烬的量小于上限量。
[0118]图12示出在图1所示的实施例中用于执行发动机起动控制的程序。该程序在点火开关44打开时仅执行一次。参照图12，在步骤121，重置标记X(X = O)。在应该执行通常的怠速运转控制程序(图14)时设定该标记X (X = I)，否则将它重置(X = O)。在接下来的步骤122，判别发动机转速Ne是否高于设定转速NeC。当Ne < NeC时，程序返回步骤122。当Ne > NeC时，亦即，当发生完全爆燃时，接下来程序转至步骤123，在此判别比率R是否小于下限值RL。当R < RL时，接下来程序转至步骤124，在此判别发动机运转是否为冷运转。当发动机运转为冷运转时，接下来程序转至步骤125，在此执行移动促进控制程序。在接下来的步骤126，设定标记X (X = I)。当在步骤123R彡RL并且在步骤125发动机运转为温热运转时，程序转至步骤126。因此，在这些情况下，不执行移动促进控制。
[0119]图13示出在图1所示的实施例中用于执行移动促进控制的程序。该程序例如在图12的步骤125执行。参照图13，在步骤131，将目标转速TNe设定为移动促进怠速运转速度NelT。在图1所示的实施例中，发动机转速被控制成使得实际发动机转速变成目标转速TNe。在接下来的步骤132，打开EGR控制阀13。在接下来的步骤133，判别是否已经过了设定时间tB。当尚未经过设定时间tB时，程序返回步骤131。当已经过了设定时间tB时，处理循环结束。亦即，移动促进控制结束并且程序转至图12的步骤126。
[0120]图14示出用于执行通常的怠速运转控制的程序。参照图14，在步骤141，判别加速器踏板39的踏压量L是否为零，亦即，发动机运转是否为怠速运转。当L > O时，亦即，当发动机运转不是怠速运转时，处理循环结束。当L = O时,亦即，当发动机运转为怠速运转时，接下来程序转至步骤142，在此判别是否已设定标记X。当标记X已被重置(X = O)时，处理循环结束。与此相反，当已设定了标记X(X= I)时，接下来程序转至步骤143。因此，从发动机起动开始到在图12的程序的步骤126设定标记X时，程序不转至步骤143。在步骤143，判别发动机运转是否为冷运转。当发动机运转为冷运转时，接下来程序转至步骤144，在此将目标转速TNe设定为冷怠速运转速度NeIC。在接下来的步骤146，关闭EGR控制阀13。与此相反，当发动机运转为温热运转时，程序转至步骤146，在此将目标转速TNe设定为温热怠速运转速度NelW。在接下来的步骤147，允许EGR气体的给送。
[0121]图15示出用于计算比率R的程序。参照图15，在步骤151，读取压力差H)。在接下来的步骤152，读取颗粒物质的量QPM。在接下来的步骤153，判别PM去除控制是否已从执行切换为停止。当PM控制尚未从执行切换为停止时，接下来，程序转至步骤154，在此判别PM去除控制是否已从停止切换为执行。当PM去除控制已从停止切换为执行时，处理循环结束。当PM去除控制已从停止切换为执行时，亦即，当压力差H)和颗粒物质沉积量QPM的第i增大作用结束时，程序转至步骤155，在此确定用于第i增大作用的曲线CTi的渐近线ASTi。接下来，当PM去除控制从执行切换为停止时，亦即，当压力差H)和颗粒物质沉积量QPM的第i减小作用结束时，程序从步骤153转至步骤156，在此确定用于第i减小作用的曲线CRi的渐近线ASRi。在接下来的步骤157，计算截距差Ci。在接下来的步骤158，计算比率R(R = Ci/Cl)。在接下来的步骤159，使参数“i”以I递增(i = i+l)。注意，参数“i”在发动机起动时被设定为I。
[0122]接下来，参照图16，将说明比率R的另一实施例。如图16所示，压力差H)由于第i减小作用而以Di ( = UPD-PD (i+1))减小。减小量Di或比率Di/Dl随着沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬的量变得越大而变得越小。因此，以Di/Dl的形式计算比率R0在又一实施例中，当差Ci或减小量Di小于预定的下限值时，判别为沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬的量大于预定的上限量，而当差Ci或减小量Di大于下限值时，判别为沉积在内周71is上的灰烬的量小于上限量。
[0123]图17A至图17C示出凝结水储存部14e的另一实施例。在图17A所示的实施例中，冷却装置14的旁通通路14c向下弯曲。凝结水储存部14e由旁通通路14c的弯曲部构成。在图17B所示的实施例中，凝结水储存部14e由形成在进气歧管4的底面的凹部构成。在图17C所示的实施例中，凝结水储存部14e由形成在排气歧管5的底面的凹部构成。注意，在图17B和图17C所示的实施例中，EGR控制阀13在移动促进控制时关闭。在又一实施例中，凝结水储存部14e由形成在排气涡轮增压器7的壳体的底面中的凹部或形成在排气管21的底面中的凹部构成。
[0124]图18示出根据本发明的另一实施例。参照图18，颗粒过滤器24载持NOx还原催化剂24a。该NOx还原催化剂24a具备在包含还原剂的氧化气氛中通过还原剂还原排气中的NOx的功能。NOx还原催化剂24a例如由以载持有氧化I凡的二氧化钛形成的载体(即钒-二氧化钛催化剂)或以载持有铜的沸石形成的载体(即铜-沸石催化剂)构成。在另一实施例中，NOx还原催化剂配置在颗粒过滤器24的下游。
[0125]在位于NOx还原催化剂24a上游的排气管21中，配置有用于在排气中二次添加还原剂的还原剂添加阀50。还原剂添加阀50经还原剂给送管51与还原剂箱52连接。在还原剂给送管51内，配置有可变排出压力式还原剂泵53。在图18所示的示例中，还原剂由尿素水溶液构成。还原剂箱52储存尿素水溶液。
[0126]在发动机起动已完成之后的通常运转时，从还原剂添加阀50添加还原剂以还原NOx。该还原剂接下来被供给到NOx还原催化剂24a。结果，NOx在NOx还原催化剂24a中被还原。这种情况下,还原剂以NOx还原用添加压力和NOx还原用添加时间从还原剂添加阀50添加。按照发动机运转状态来选择这些NOx还原用添加压力和NOx还原用添加时间，使得还原剂(即尿素水溶液)能充分雾化。
[0127]在图18所示的实施例中，在移动促进控制中供给的液体由从还原剂添加阀50添加的还原剂(即尿素水溶液)构成。亦即，如图19所示,在时间tcl的发动机起动之后,如果在时间tc2发生完全爆燃，则发动机转速Ne维持在移动促进怠速运转速度NelT。结果，在颗粒过滤器24内流通的排气的量增大。此时，还原剂呈液体形式以移动促进添加压力从还原剂添加阀50添加。该液体还原剂由排气供给到颗粒过滤器24。结果，促进了排气流入通路71i的内周71is上的灰烬向后部71r的移动。接下来，如果在时间tc3已经过了移动促进添加时间tC，则开始通常的怠速运转控制。此外，停止液体还原剂的添加。亦即，使移动促进控制停止。
[0128]移动促进添加压力和移动促进添加时间被设定成使得还原剂不会雾化太多并呈液体形式供给到颗粒过滤器24。亦即，还原剂以低于NOx还原用添加压力的移动促进添加压力或以比NOx还原用添加时间长的移动促进添加时间添加。注意，按照发动机运转状态来设定移动促进添加压力和移动促进添加时间。在图18所示的实施例中，移动促进添加压力随着进气量变得越大而变得越高并随着流入颗粒过滤器24内的排气的温度变得越高而变得越高。此外，移动促进添加时间随着排气管21内的压力变得越高而变得越长并随着沉积在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬的量越大而变得越长。
[0129]图20示出用于执行图19所示的移动促进控制的程序。该程序例如在图12的步骤125执行。参照图19，在步骤161，将目标转速TNe设定为移动促进怠速运转速度NelT。在接下来的步骤162，计算移动促进添加压力。在接下来的步骤163，计算移动促进添加时间。在接下来的步骤164，以移动促进添加压力和移动促进添加时间从还原剂添加阀50添加还原剂。接下来，结束处理循环。亦即，结束移动促进控制并且程序转至图12的步骤126。
[0130]接下来，将说明图1或图18所示的实施例中的移动促进控制的另一实施例。在该实施例中，供给到移动促进控制的液体由从燃料添加阀27添加的燃料构成。从燃料添加阀27添加的燃料用于在载持于颗粒过滤器24上的催化剂处还原NOx。或者，它用于上述升温控制。
[0131]当必须执行移动促进控制时，从燃料添加阀27添加液体燃料。这种情况下，以比用于NOx还原或升温控制的添加压力低的添加压力或比用于NOx还原或升温控制的添加时间长的添加时间添加燃料。结果，燃料呈液体形式添加至颗粒过滤器24。
[0132]如果液体以此方式从还原剂添加阀50 (图18)或燃料添加阀27 (图1)添加以用于移动促进控制，则不需要另外的构型。
[0133]图21示出根据本发明的又一实施例。参照图21，液体添加阀55配置在EGR通路12中以向EGR气体中二次添加液体。液体添加阀55经液体给送管56与液罐57连接。在液体给送管56内，配置有可变排量液体泵58。在图21所示的示例中，液体由水构成。水储存在液罐57中。在另一实施例中，液体由水溶液或液体燃料构成。
[0134]在图21所示的实施例中，在移动促进控制中供给的液体由从液体添加阀55添加的液体(即水)构成。亦即，如图22所示，如果在时间tdl的发动机起动之后在时间td2发生完全爆燃，则发动机转速Ne维持在移动促进怠速运转速度NelT。此外，EGR控制阀13打开。此时，以移动促进添加压力从液体添加阀55添加水。该水被排气供给到颗粒过滤器24。结果，促进了排气流入通路71i的内周71is上的灰烬向后部711■的移动。这种情况下，移动促进添加压力和移动促进添加时间被设定成使得水呈液体形式供给到颗粒过滤器24。接下来，如果在时间td3经过了移动促进添加时间tD，则开始通常的怠速运转控制。此外，使水的添加停止。亦即，使移动促进控制停止。
[0135]图23示出用于执行图22所示的移动促进控制的程序。该程序例如在图12的步骤125执行。参照图23，在步骤171，将目标转速TNe设定为移动促进怠速运转速度NelT。在接下来的步骤172，打开EGR控制阀13。在接下来的步骤173，计算移动促进添加压力。在接下来的步骤174，计算移动促进添加时间。在接下来的步骤175，以移动促进添加压力和移动促进添加时间从液体添加阀55添加液体。接下来，结束处理循环。亦即，结束移动促进控制并且程序转至图12的步骤126。
[0136]在图24A所示的实施例中，液体添加阀55配置在进气管道6中。在图24B所示的实施例中，液体添加阀55配置在排气歧管5中。在图24C所的实施例中，液体添加阀55配置在排气管21中。注意，在图24A至图24C所示的实施例中，EGR控制阀13在移动促进控制时关闭。
[0137]图25示出根据本发明的又一实施例。参照图25，在位于颗粒过滤器24下游的排气管23内配置有能打开和关闭排气管23的排气控制阀60。排气控制阀60通常被设定为全开。
[0138]在图25所示的实施例中，移动促进控制由颗粒过滤器24中的压力脉动的产生构成。亦即，如图26所示，如果在时间tel的发动机起动之后在时间te2发生完全爆燃，则发动机转速Ne维持在移动促进怠速运转速度NelT。此时，排气控制阀60交替地反复开闭。结果，颗粒过滤器24内的压力发生脉动。由于该压力脉动，形成在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬层被破坏并且灰烬易于从内周71is剥离。从内周71is剥离的灰烬在随后的发动机运转期间易于被排气移动到后部71ir。接下来，如果在时间te3已经过了预定的设定时间tE，则开始通常的怠速运转控制。此外，排气控制阀60维持全开。亦即，使移动促进控制停止。
[0139]图27示出用于执行图26所示的移动促进控制的程序。该程序例如在图12的步骤125执行。参照图27，在步骤181，将目标转速TNe设定为移动促进怠速运转速度NelT。在接下来的步骤182，排气控制阀60反复地开闭。在接下来的步骤183，判别是否已经过了设定时间tE。当尚未经过设定时间tE时,程序返回步骤181。当已经过了设定时间tE时，结束处理循环。亦即，停止移动促进控制并且程序转至图12的步骤126。
[0140]图28示出根据本发明的又一实施例。参照图28，催化转化器22具有安装在其上的振动器61。
[0141]在图28所示的实施例中，移动促进控制由颗粒过滤器24处的振动的发生构成。亦即，如图29所示，在时间tfl的发动机起动之后，如果在时间tf2发生完全爆燃，则发动机转速Ne维持在移动促进怠速运转速度NelT。此时，振动器61作动。结果，使颗粒过滤器24振动。由于该振动，形成在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬层被破坏并且灰烬易于与内周71is分离。与内周71is分离的灰烬在随后的发动机运转期间易于被排气移动到后部71ir。接下来，如果在时间tf3已经过了预定的设定时间tF，则开始通常的怠速运转控制。此外，使振动器61停止。亦即，使移动促进控制停止。
[0142]图30示出用于执行图29所示的移动促进控制的程序。该程序例如在图12的步骤126执行。参照图30，在步骤191，将目标转速TNe设定为移动促进怠速运转速度NelT。在接下来的步骤192，振动器61作动。在接下来的步骤193，判别是否已经过了设定时间tF。当尚未经过设定时间tF时，程序返回步骤191。当已经过了设定时间tE时，处理循环结束。亦即，使移动促进控制停止并且程序转至图12的步骤126。
[0143]图31示出本发明的又一实施例。在图31所示的实施例的移动促进控制中，首先，在颗粒过滤器24的温度TF上升到比PM去除控制高的移动促进温度TFT的情况下执行用于移动促进的升温控制。接下来，执行排气量增大控制以暂时使在颗粒过滤器24内流通的排气的量增大。结果，灰烬由于加热而收缩，形成在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬层被破坏，并且灰烬易于从内周71is剥离。从内周71is剥离的灰烬容易且可靠地被增加的排气移动到后部71ir。注意，移动促进温度TFT为例如630°C至1100°C左右。
[0144]该实施例的移动促进控制在发动机起动已完成之后的通常运转时执行。亦即，如图31所示，在时间tgl，开始PM去除控制，由此使颗粒过滤器24的温度TF上升到PM去除温度TFPM。接下来，在时间tg2，颗粒物质沉积量QPM变得小于下限值LQPM并且结束PM去除控制。在PM去除控制之后，开始移动促进控制。具体地，首先，开始用于移动促进的升温控制。亦即，使颗粒过滤器24的温度TF从PM去除温度TFPM上升到移动促进温度TFT并保持在该温度。这样一来，能降低用于移动促进的升温控制所需的能量。接下来，如果在时间tg3经过了预定的设定时间tGl，则结束用于移动促进的升温控制。接下来，开始排气量增大控制。结果，流过颗粒过滤器24的排气量QEX增大。接下来，如果在时间tg4已经过了预定的设定时间tG2，则结束排气量增大控制。因此，移动促进控制结束。
[0145]注意，为了执行用于移动促进的升温控制，在一个实施例中，从燃料添加阀27添加燃料。该燃料在排气通路或颗粒过滤器24中燃烧。在另一实施例中，燃料在压缩冲程或排气冲程中从燃料喷射器3喷射并且该燃料在燃烧室2、排气通路或颗粒过滤器24中燃烧。另一方面，为了执行排气量增大控制，提高发动机转速或增大节气门开度。
[0146]图32示出用于执行图31所示的排气净化控制的程序。参照图32，在步骤201，执行图6所示的PM去除控制程序。在接下来的步骤202，判别比率R是否小于下限值RL。当R < RL时，接下来程序转至步骤203，在此执行移动促进控制程序。与此相反，当R > RL时，结束处理循环。因此，这种情况下，不执行移动促进控制程序。
[0147]图33示出用于执行图31所示的移动促进控制的程序。该程序例如在图32的步骤203执行。参照图33，在步骤211，将颗粒过滤器24的温度TF的目标值TTF设定为移动促进温度TFT。在接下来的步骤212，判别是否已经过了设定时间tGl。当尚未经过设定时间tGl时，程序返回步骤211。当已经过了设定时间tGl时，接下来程序转至步骤213，在此执行排气量增大控制。在接下来的步骤214，判别是否已经过了设定时间tG2。当尚未经过设定时间tG2时，程序返回步骤213。当已经过了设定时间tG2时，结束处理循环。亦即，排气量增大控制结束，因此结束移动促进控制。
[0148]在另一实施例中，省略了排气量增大控制。这种情况下，通过用于移动促进的升温控制从内周71is剥离的灰烬在随后的发动机运转期间易于被排气移动到后部71ir。
[0149]图34示出图24C所示的实施例中的移动促进控制的另一实施例。在图34所示的实施例中，移动促进控制由在发动机停止时执行的停止期间的移动促进控制和在发动机随后起动时执行的起动期间的移动促进控制构成。
[0150]亦即，如图34所示，如果在时间thl点火开关44关闭，则停止发动机运转。结果，发动机转速Ne下降到零。接下来，如果经过了预定的设定时间tHl，则执行停止期间的移动促进控制。亦即，以移动促进添加压力从液体添加阀55添加液体。结果，排气流入通路71i的内周71is上的灰烬被凝结水冲洗掉并移动到后部71ir。或者，灰烬被凝结水润湿，形成在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬层被破坏，并且灰烬易于从内周71is剥离。注意，设定时间tHl被设定为降低颗粒过滤器24的温度TF以使得从液体添加阀55添加的液体不会在颗粒过滤器24内气化所需的时间。接下来，如果在时间th3以移动促进添加时间tH2添加了液体，则停止液体的添加。亦即，使停止期间的移动促进控制停止。
[0151]接下来，在时间th4，打开点火开关44并且起动发动机。接下来，如果在时间th5发生完全爆燃，则开始起动期间的移动促进控制。亦即，发动机转速Ne维持在移动促进怠速运转速度NelT。结果，在颗粒过滤器24内流通的排气的量增大。因此，从排气流入通路71i的内周71is剥离的灰烬易于移动到后部71ir。接下来，如果在时间th6已经过了预定的设定时间tH3，则开始通常的怠速运转控制。亦即，停止起动期间的移动促进控制。
[0152]图35示出用于执行图34所示的发动机停止控制的程序。该程序在点火开关44关闭时仅执行一次。参照图35，在步骤221，重置标记XX (XX = O)。在应该执行起动期间的移动促进控制时设定该标记XX (XX = D，否则将其重置(XX = O)。在接下来的步骤222，使发动机运转停止。在接下来的步骤223，判别比率R是否小于下限值RL。iR<RL时，接下来程序转至步骤224，在此执行停止期间的移动促进控制程序。在接下来的步骤225，设定标记XX(XX=1)。在接下来的步骤226，停止电子控制单元30的通电。接下来，结束处理循环。与此相反，当R SRL时，程序从步骤223转至步骤226。因此，这种情况下，不执行移动促进控制。
[0153]图36示出用于执行图34所示的发动机起动控制的程序。该程序在点火开关44打开时执行一次。参照图36，在步骤231，重置参照图12说明的标记Χ(Χ = 0)。在接下来的步骤232，判别发动机转速Ne是否高于设定转速NeC。当Ne < NeC时，程序返回步骤232。当Ne > NeC时，亦即，当发生完全爆燃时，接下来程序转至步骤233，在此判别是否设定参照图35说明的标记XX。当设定了标记XX (XX= I)时，接下来程序转至步骤234，在此执行起动期间的移动促进控制程序。在接下来的步骤235，设定标记X(X= I)。当在步骤233重置了标记XX(XX = O)时，程序转至步骤235。因此，这种情况下，不执行起动期间的移动促进控制。
[0154]图37示出用于执行图34所示的停止期间的移动促进控制的程序。该程序例如在图35的步骤224执行。参照图37，在步骤241，判别自点火开关44关闭时起是否已经过了设定时间tHl。当尚未经过设定时间tHl时,程序返回步骤241。当已经过了设定时间tHl时，接下来程序转至步骤242，在此计算移动促进添加压力。在接下来的步骤243，计算移动促进添加时间。在接下来的步骤244，以移动促进添加压力和移动促进添加时间从液体添加阀55添加液体。接下来，结束处理循环。亦即，结束停止期间的移动促进控制并且程序转至图35的步骤225。
[0155]图38示出用于执行图34所示的起动期间的移动促进控制的程序。该程序例如在图36的步骤234执行。参照图38，在步骤251，将目标转速TNe设定为移动促进怠速运转速度NelT。在接下来的步骤252，判别是否已经过了设定时间tH3。如果尚未经过设定时间tH3，则程序返回步骤251。当已经过了设定时间tH3时，结束处理循环。亦即，停止起动期间的移动促进控制并且程序转至图36的步骤235。
[0156]图39示出根据本发明的又一实施例。图39所示的实施例与图34所示的实施例的不同点在于，催化转化器24具有安装在其上的冷却器62并且向颗粒过滤器24添加的液体通过冷却器62凝固。
[0157]亦即，如图40所示，如果在时间tjl点火开关44关闭，则发动机运转停止，然后经过预定的设定时间tjl，执行停止期间的移动促进控制。亦即，以移动促进添加压力从液体添加阀55添加液体。结果,排气流入通路71i的内周71is上的灰烬被凝结水冲洗掉并移动到后部71ir。或者，灰烬被凝结水润湿，形成在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬层被破坏，并且灰烬易于与内周71is分离。注意，设定时间tjl以与上述设定时间tHl相同的方式被设定。
[0158]接下来，如果在时间tj3以移动促进添加时间tJ2添加了液体，则停止液体的添力口。接下来，如果在tj4自液体添加停止时起经过了预定的设定时间tJ3，则冷却器62作动并且使向颗粒过滤器24添加的液体凝固。结果，液体膨胀，因此形成在排气流入通路71i的内周71is上的灰烬层被进一步破坏。因此，灰烬更容易从内周71is剥离。接下来，在时间t j5，如果经过了预定的设定时间tJ4，则停止冷却器62。亦即，使停止期间的移动促进控制停止。注意，设定时间tJ4被设定为向颗粒过滤器24添加的液体充分凝固所需的时间。
[0159]接下来，在时间t j6，打开点火开关44并且起动发动机。此时，凝固的液体熔化。接下来，在时间tj7，如果发生完全爆燃，则开始起动期间的移动促进控制。亦即，发动机转速Ne维持在移动促进怠速运转速度NelT。结果，流过颗粒过滤器24内部的排气的量增大。因此，与排气流入通路71i的内周71is分离的灰烬易于向后部71ir移动。接下来，在时间tj8，当已经过了预定的设定时间tJ5时，开始通常的怠速运转控制。亦即，停止起动期间的移动促进控制。
[0160]图41示出用于执行图39所示的停止期间的移动促进控制的程序。该程序例如在图35的步骤224执行。参照图41，在步骤261，判别自点火开关44被关闭时起是否已经过了设定时间tjl。当尚未经过设定时间tjl时，程序返回步骤261。当已经过了设定时间tjl时，接下来程序转至步骤262，在此计算移动促进添加压力。在接下来的步骤263，计算移动促进添加时间。在接下来的步骤264，以移动促进添加压力和移动促进添加时间从液体添加阀55添加液体。在接下来的步骤265，判定自停止添加液体时起是否已经过了设定时间tJ3。当尚未经过设定时间tJ3时,程序返回步骤265。当已经过了设定时间tJ3时,接下来程序转至步骤266，在此冷却器62作动。在接下来的步骤267，判别自冷却器63作动时起是否已经过了设定时间tJ4。当尚未经过设定时间tJ4时，程序返回步骤266。当已经过了设定时间tJ4时，接下来结束处理循环。亦即，结束停止期间的移动促进控制并且程序转至图35的步骤225。
[0161]注意，在图34所示的实施例中，可能存在在发动机运转停止时大气温度变得相当低并且向颗粒过滤器24添加的液体凝固的情况。这种情况下，同样，形成在排气流入通路71?的内周71is上的灰烬层被进一步破坏，由此灰烬易于向后部71ir移动。
[0162]附图标记列表
[0163]I 发动机本体
[0164]12 EGR 通路
[0165]14e凝结水储存部
[0166]21 排气管
[0167]24 颗粒过滤器
[0168]26 压力差传感器
[0169]71 i排气流入通路
[0170]71ο排气流出通路
[0171]72 隔壁
【权利要求】
1.一种内燃发动机的排气净化系统，所述排气净化系统在发动机排气通路内设置有用于捕集排气中包含的颗粒物质的颗粒过滤器，所述颗粒过滤器设置有经由多孔的隔壁交替地配置的排气流入通路和排气流出通路，所述排气净化系统的特征在于该系统包括: 移动促进装置，所述移动促进装置用于促进已沉积在所述排气流入通路的内周上的灰烬向所述排气流入通路的后部移动； 检测装置，所述检测装置用于检测所述颗粒过滤器的压力损失；和 PM去除装置，所述PM去除装置用于在所检测出的压力损失大于预定的上限值时执行用于从所述颗粒过滤器去除颗粒物质的PM去除控制。
2.如权利要求1所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，所述移动促进装置判别已沉积在所述排气流入通路的内周上的灰烬的量是否大于预定的上限量并在判别为所述灰烬的量大于所述预定的上限量时执行移动促进控制。
3.如权利要求1或2所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，所述移动促进装置向所述颗粒过滤器供给液体，以执行所述移动促进控制。
4.如权利要求3所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，所述液体由水、水溶液和液体燃料中的至少一者构成。
5.如权利要求3或4所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，发动机进气通路、位于所述颗粒过滤器上游的发动机排气通路和将所述发动机进气通路与发动机排气通路彼此连接的排气再循环通路中的至少一者形成有凝结水储存部，所述凝结水储存部储存在所述内燃发动机产生的凝结水，并且所述移动促进装置向所述颗粒过滤器供给储存在所述凝结水储存部中的凝结水，以执行所述移动促进控制。
6.如权利要求3至5中任一项所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，所述系统还包括:NOx还原催化剂，所述NOx还原催化剂配置在所述颗粒过滤器内或配置在位于所述颗粒过滤器下游的发动机排气通路中；还原剂添加阀，所述还原剂添加阀将液体还原剂二次添加到位于所述颗粒过滤器上游的发动机排气通路中JPNOx还原装置，所述NOx还原装置用于以用于还原NOx的NOx还原用添加压力和NOx还原用添加时间从所述还原剂添加阀添加液体还原剂，并且所述移动促进装置以比所述NOx还原用添加压力低的添加压力或以比所述NOx还原用添加时间长的添加时间从所述还原剂添加阀添加液体还原剂，以执行所述移动促进控制。
7.如权利要求1至6中任一项所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，所述移动促进装置使所述颗粒过滤器内部的压力脉动，以执行所述移动促进控制。
8.如权利要求1至7中任一项所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，所述移动促进装置使所述颗粒过滤器振动，以执行所述移动促进控制。
9.如权利要求1至8中任一项所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，所述移动促进装置使所述颗粒过滤器的温度上升到比PM去除控制时的温度高的温度，以执行所述移动促进控制。
10.如权利要求1至9中任一项所述的内燃发动机的排气净化系统，其特征在于，所述移动促进装置向所述颗粒过滤器给送液体并使所述液体凝固，以执行所述移动促进控制。
【文档编号】F01N3/023GK104395570SQ201380031939
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】大道重树, 袋田圣, 大山尚久, 仙田幸二, 大河原诚治 申请人:丰田自动车株式会社