專利名稱：發(fā)動機廢氣清潔部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有一個在廢氣通道中收集來自廢氣的顆粒物質(zhì)(PM)，即顆粒構(gòu)成的物質(zhì)，的顆粒物質(zhì)過濾器的內(nèi)燃機廢氣清潔部件。更具體地，本發(fā)明涉及再生這種顆粒物質(zhì)過濾器的技術(shù)。
背景技術(shù)：
如日本專利公開刊物6-58137號中公開那樣，已經(jīng)存在在廢氣通道中設(shè)置顆粒物質(zhì)過濾器的想法，并且根據(jù)規(guī)定的再生定時執(zhí)行其中升高該過濾器溫度的再生處理，從而通過燃燒去掉該過濾器中收集到的顆粒物質(zhì)。
鑒于上述，業(yè)內(nèi)人士從該公開清楚了解到，存在對一種改進(jìn)型發(fā)動機廢氣清潔部件的需求。本發(fā)明解決技術(shù)上的該要求以及其它從該公開業(yè)內(nèi)人士會清楚的要求。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在顆粒物質(zhì)過濾器再生期間車輛減速并且換檔到空轉(zhuǎn)運行時，顆粒物質(zhì)繼續(xù)燃燒但廢氣流速減小。廢氣流速的這種減小造成廢氣冷卻的減小。結(jié)果是，該過濾器的溫度急劇提高并且有時超過該顆粒物質(zhì)過濾器允許的溫度限制。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的此問題，本發(fā)明的一個目的是當(dāng)在顆粒物質(zhì)過濾器再生期間發(fā)動機換檔到空轉(zhuǎn)運行時能抑制過濾器溫度的急劇上升。
本發(fā)明被配置成，當(dāng)顆粒物質(zhì)過濾器的再生正在進(jìn)行時，把發(fā)動機的空轉(zhuǎn)速度提高到高于不進(jìn)行再生時的額定空轉(zhuǎn)速度。
通過提高在再生期間當(dāng)發(fā)動機換檔到空轉(zhuǎn)運行時所采用的空轉(zhuǎn)速度，本發(fā)明抑制廢氣流速的減小并且保證所需的氣體冷卻，從而能夠抑制過濾器溫度的急劇上升。
鑒于上述，依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種發(fā)動機廢氣清潔部件，其基本包括一個顆粒物質(zhì)過濾器、一個再生處理部分以及一個空轉(zhuǎn)速度提高部分。該顆粒物質(zhì)過濾器被配置成在廢氣通道中收集來自廢氣的顆粒物質(zhì)。該再生處理部分被配置成執(zhí)行提高該顆粒物質(zhì)過濾器溫度的再生處理，從而通過燃燒該顆粒物質(zhì)過濾器中收集到的顆粒物質(zhì)來去掉該顆粒物質(zhì)過濾器中收集到的顆粒物質(zhì)。該空轉(zhuǎn)速度提高部分被配置成，當(dāng)在通過該再生處理部分對該顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行再生處理期間發(fā)動機空轉(zhuǎn)時提高發(fā)動機的空轉(zhuǎn)速度。
結(jié)合各附圖從下面的公開了本發(fā)明的一實施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的這些以及其它目的、特征、方面和優(yōu)點對業(yè)內(nèi)人士會變得清楚。


下面參照構(gòu)成本原始公開一部分的各附圖圖1是裝備著依據(jù)本發(fā)明一實施例的廢氣清潔部件的柴油發(fā)動機的系統(tǒng)簡圖；圖2是一個流程圖，示出依據(jù)本發(fā)明的在圖1中示出的柴油發(fā)動機中使用的柴油顆粒過濾器所采用的柴油顆粒過濾器再生控制例程；圖3是一個流程圖，示出在柴油顆粒過濾器的再生期間由依據(jù)本發(fā)明的廢氣清潔部件執(zhí)行的減速和空轉(zhuǎn)控制過程；以及圖4是一個時間圖，示出通過依據(jù)本發(fā)明的廢氣清潔部件在柴油顆粒過濾器的再生期間車輛減速并且發(fā)動機換檔到空轉(zhuǎn)運行的情況。
具體實施例方式
現(xiàn)參照各附圖解釋本發(fā)明的各選定實施例。業(yè)內(nèi)人士從本公開可清楚了解，下面的對本發(fā)明的各實施例的說明僅是按示意提供的而不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明是由附后權(quán)利書及其等同物定義的。
最初參照圖1，圖中示出依據(jù)本發(fā)明第一實施例的直接噴射柴油發(fā)動機1的簡圖。最好在汽車中使用柴油發(fā)動機1。柴油發(fā)動機1在現(xiàn)有技術(shù)中是周知的。由于柴油發(fā)動機在現(xiàn)有技術(shù)上是周知的，故本文不詳細(xì)討論或示出柴油發(fā)動機1的具體結(jié)構(gòu)。
關(guān)于發(fā)動機本體，柴油發(fā)動機1包括一個帶有多個燃燒室2的發(fā)動機機體，燃燒室2由可移動地安裝在發(fā)動機機體的氣缸內(nèi)的活塞形成。在通過進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣濾清器3后空氣攝入柴油發(fā)動機1各氣缸的燃燒室2中。進(jìn)氣系統(tǒng)具有可變噴嘴增壓器4，由可變噴嘴增壓器4驅(qū)動的空氣壓縮機5、中間冷卻器6、節(jié)流閥7以及進(jìn)氣岐管8。燃料供給系統(tǒng)帶有多個燃料噴射閥9，來自共用導(dǎo)軌(未示出)的高壓燃料被引入到該噴射閥9中，并且燃料可按任何所需的定時從該噴射閥噴入到氣缸的燃燒室2里。在每個氣缸的壓縮沖程期間噴射燃料(主噴射)并且通過壓縮點火燃燒。燃燒后，廢氣通過排氣系統(tǒng)的排氣岐管10以及由可變噴嘴增壓器4驅(qū)動的排氣渦輪11排出。一部分廢氣從排氣岐管10吸入到EGR通道12中，并且在重新循環(huán)到進(jìn)氣岐管8之前經(jīng)過EGR冷卻器13和EGR閥14。
為了清潔從柴油發(fā)動機1中排出的廢氣里的顆粒物質(zhì)，設(shè)置一個廢氣清潔部件，其包括一個設(shè)置在排氣渦輪11下游的廢氣通道中的柴油顆粒過濾器(DPF)15以便收集顆粒物質(zhì)。該廢氣清潔部件可以與和本文中提及的柴油顆粒過濾器15不同的顆粒物質(zhì)過濾器一起使用。從而，術(shù)語“顆粒物質(zhì)過濾器”是一個通用術(shù)語，其包括但不限于柴油顆粒過濾器。
隨著柴油顆粒過濾器15收集顆粒物質(zhì)且累積的顆粒物質(zhì)量增加，排氣阻力加大并且操作性能下降。因此，該廢氣清潔部件還帶有一個再生部件，后者包括一個電子控制單元或ECU 20以及多個傳感器。該再生部件被配置并且安裝成通過燃燒顆粒物質(zhì)過濾器15中收集的顆粒物質(zhì)來去掉顆粒物質(zhì)過濾器15中收集到的顆粒物質(zhì)。換言之，通過燃燒柴油顆粒過濾器15中收集到的顆粒物質(zhì)，該再生部件再生柴油顆粒過濾器15。更具體地，該再生部件判定規(guī)定的再生定時并且接著執(zhí)行升高柴油顆粒過濾器15的溫度的再生處理。
構(gòu)成該廢氣清潔部件的再生部件的一部分的電子控制單元20根據(jù)累積的顆粒物質(zhì)量和/或各種發(fā)動機操作狀態(tài)來檢測是否達(dá)到預(yù)定的再生定時，如果電子控制單元20判定達(dá)到該預(yù)定的再生定時，則電子控制單元20通過提高廢氣的溫度啟動再生處理以便再生柴油顆粒過濾器15，其中該廢氣升溫進(jìn)而升高柴油顆粒過濾器15的溫度從而燃燒柴油顆粒過濾器15中收集的顆粒物質(zhì)。
柴油顆粒過濾器15具有用陶瓷等做成的蜂窩狀單塊。柴油顆粒過濾器15的基本結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)上是周知的。由于現(xiàn)有技術(shù)上周知柴油顆粒過濾器，故本文不詳細(xì)討論或示出柴油顆粒過濾器15的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
電子控制單元20最好包括一個帶有顆粒過濾器再生控制程序的微計算機，其如后面討論那樣控制發(fā)動機的各個組成部分，包括但不限于可變噴嘴增壓器4、節(jié)流閥7、燃料噴射器組9以及EGR閥14。電子控制單元20還可以包括其它傳統(tǒng)部分，例如輸入接口電路、輸出接口電路以及諸如ROM(只讀存儲器)部件和RAM(隨機存取存儲器)部件的存儲部件。電子控制單元20的微計算機被編程成控制顆粒過濾器12的再生。存儲器電路存儲處理結(jié)果以及由處理器電路運行的各控制程序。電子控制單元20可操作地和各種用于執(zhí)行柴油顆粒過濾器15的再生處理的傳感耦合。電子控制單元20的內(nèi)部RAM存儲操作標(biāo)志的狀態(tài)及各種控制數(shù)據(jù)。電子控制單元20的內(nèi)部ROM存儲各種所需的和/或所要求的操作。從本公開業(yè)內(nèi)人士將清楚，用于電子控制單元20的確切結(jié)構(gòu)和算法可以是任何實現(xiàn)本發(fā)明的各種功能的硬件和軟件的組合。換言之，本說明書以及權(quán)利要求書中使用的“裝置加功能”語句應(yīng)包括任何可用來實現(xiàn)該“裝置加功能”語句的作用的結(jié)構(gòu)或硬件和/或算法或軟件。
電子控制單元20的實現(xiàn)再生處理功能的處理步驟構(gòu)成一種再生處理部件或部分(即，一種用來提高柴油顆粒過濾器15的溫度的部件)。更具體地，該再生處理部件或部分提高流入柴油顆粒過濾器15中的廢氣的溫度以提高柴油顆粒過濾器15的溫度。例如，可以通過控制下述發(fā)動機操作狀態(tài)中的一個或多個來燃燒顆粒物質(zhì)(1)推遲燃料噴射閥9的燃料噴射定時(主燃料噴射)；(2)實現(xiàn)后噴射(post rejection)，其包括動力沖程或者排氣沖程期間來自燃料噴射閥9的附加噴射；(3)減小節(jié)流閥7的開度(進(jìn)氣量的減少導(dǎo)致更濃的燃料空氣混合物以及更高的廢氣溫度)；(4)減小可變噴嘴增壓器4的增壓壓力(進(jìn)氣量的減少導(dǎo)致更濃的燃料空氣混合物以及更高的廢氣溫度)；以及/或者(5)增大EGR閥14的EGR速率。
因此，控制燃料噴射閥9、節(jié)流閥7、可變噴嘴增壓器4以及EGR閥14的發(fā)動機控制單元20接收來自以下單元的一個或多個控制信號(1)曲柄角傳感器21，其生成和發(fā)動機轉(zhuǎn)動同步的并且可用來檢測發(fā)動機速度的曲柄角信號；(2)檢測加速器位置(加速器踏板壓下量)的加速器位置傳感器22(其包括一個當(dāng)斷開加速器時接通的空轉(zhuǎn)開關(guān))；(3)檢測進(jìn)氣量的空氣流量計23；(4)檢測發(fā)動機冷卻劑溫度的冷卻劑溫度傳感器24；(5)檢測車速的車速傳感器25；以及(6)壓差傳感器26，其檢測柴油顆粒過濾器15前后壓力以便檢測柴油顆粒過濾器15上的壓力損失。由于曲柄角傳感器21可用于檢測發(fā)動機速度并且檢測加速器位置(加速器踏板壓下量)的加速器位置傳感器22可用于估計負(fù)載，傳感器21、22和發(fā)動機控制單元20的處理一起形成一個被配置成檢測或者估計流過柴油顆粒過濾器15的廢氣流速的廢氣流速檢測部分。
在本實施例中，發(fā)動機控制單元20根據(jù)來自壓差傳感器26的信號檢測柴油顆粒過濾器15上的壓差。因此，發(fā)動機控制單元20根據(jù)該檢測到的壓差估計顆粒物質(zhì)(PM)的累積量。發(fā)動機控制單元20根據(jù)該估算的顆粒物質(zhì)累積量確定再生定時并且當(dāng)發(fā)動機控制單元20判定已到達(dá)再生定時時執(zhí)行再生處理。
現(xiàn)利用圖2和3的流程圖說明發(fā)動機控制單元20執(zhí)行的控制的具體細(xì)節(jié)。首先，圖2的流程圖示出發(fā)動機控制單元用來執(zhí)行柴油顆粒過濾器再生控制例程的再生處理，每次經(jīng)過預(yù)定時間時重復(fù)該例程。
在步驟S1中，發(fā)動機控制單元20讀取來自壓差傳感器26的信號并且確定柴油顆粒過濾器15上的壓差。
在步驟S2，發(fā)動機控制單元20查閱一個表以便根據(jù)該柴油顆粒過濾器(DPF)壓差估計顆粒物質(zhì)累積量，并且由此，發(fā)動機控制單元20根據(jù)步驟S1中檢測的柴油顆粒過濾器壓差估計顆粒物質(zhì)累積量。但是，柴油顆粒過濾器壓差還隨廢氣流速變化。從而，盡管在該流程圖中省略，但最好檢測發(fā)動機速度和負(fù)載(即，利用來自傳感器21和22的一個或多個信號)，以便根據(jù)這些值利用一個規(guī)定圖等等來估計廢氣流速。接著，發(fā)動機控制單元20根據(jù)估計的廢氣流速調(diào)整該估計的顆粒物質(zhì)累積量。
在步驟S3，發(fā)動機控制單元20檢查再生標(biāo)志的值，如果再生標(biāo)志為0(未進(jìn)行再生)，則轉(zhuǎn)到步驟S4。
在步驟S4中，發(fā)動機控制單元20把步驟S2中估計的顆粒物質(zhì)累積量與一個規(guī)定值M1進(jìn)行比較以確定顆粒物質(zhì)累積量是否大于或等于M1。該規(guī)定值M1用于確定用來啟動柴油顆粒過濾器15的再生的再生定時。這個由發(fā)動機控制單元20進(jìn)行的處理的部分或步驟(步驟S4)對應(yīng)于本發(fā)明的顆粒累積量檢測部件或部分的一部分。
如果顆粒物質(zhì)累積量小于M1，則發(fā)動機控制單元20判定不是再生柴油顆粒過濾器15的時刻并且返回到該控制例程的起點。如果顆粒物質(zhì)累積量大于或等于M1，則發(fā)動機控制單元20判定是再生柴油顆粒過濾器的時刻(需要再生)并且進(jìn)入步驟S5。
在步驟S5中，發(fā)動機控制單元20判定目前的運行條件是否滿足再生執(zhí)行條件(即，發(fā)動機操作狀態(tài)是否使再生可能)。如果滿足這些再生執(zhí)行條件(例如，如果發(fā)動機非空轉(zhuǎn)并且發(fā)動機在某高速下或高負(fù)載條件下運行，或者車速高)，則發(fā)動機控制單元20轉(zhuǎn)到步驟S6以開始再生處理。由發(fā)動機控制單元20進(jìn)行的處理的該部分或步驟(步驟S5)以及前一個部分或步驟(步驟S4)對應(yīng)本發(fā)明的再生定時確定部件或部分。
在步驟S6中，發(fā)動機控制單元20把再生標(biāo)志置為1并且進(jìn)入步驟S7。從而，在該主例程的隨后執(zhí)行中，由于再生標(biāo)志的值將為1，所以發(fā)動機控制單元20會在步驟S3中得到結(jié)果“Yes”并且直接從步驟S3轉(zhuǎn)到步驟S7。
在步驟S7中，為了再生柴油顆粒過濾器15，發(fā)動機控制單元20執(zhí)行用來提高柴油顆粒過濾器15的溫度的再生處理(即提高流入柴油顆粒過濾器15的廢氣的溫度)，并且從而，通過燃燒柴油顆粒過濾器15中累積的顆粒物質(zhì)去掉該柴油顆粒過濾器15中累積的顆粒物質(zhì)。更具體地，把廢氣的溫度提高到使柴油顆粒過濾器15內(nèi)的溫度上升到可燃燒顆粒物質(zhì)的溫度，從而通過燃燒來去掉柴油顆粒過濾器15中累積的顆粒物質(zhì)。
廢氣溫度是通過控制一個或多個發(fā)動機組成部件來提高的，例如推遲燃料噴射閥9的燃料噴射定時(主燃料噴射)，在動力沖程或者排氣沖程期間執(zhí)行包括來自燃料噴射閥9的附加燃料噴射的后噴射，減小節(jié)流閥7的開度，減小可變噴嘴增壓器4的增壓壓力，以及/或者提高EGR閥14的EGR速率。當(dāng)執(zhí)行該再生處理時，發(fā)動機控制單元20最好設(shè)定一個目標(biāo)再生處理溫度，并且根據(jù)該目標(biāo)再生處理溫度設(shè)定或者反饋控制燃料噴射定時(主噴射定時)、后噴射定時/數(shù)量、節(jié)流閥開度、增壓壓力和/或EGR速率。
在步驟S8中，為了判定是否滿足規(guī)定的再生結(jié)束條件(完成再生條件)，發(fā)動機控制單元20把最近的顆粒物質(zhì)累積量與一個用于判定完成再生的規(guī)定值M2(M2＜M1)進(jìn)行比較，并且判定顆粒物質(zhì)累積量是否小于或等于M2。備選地，發(fā)動機控制單元20替代地判定規(guī)定的再生周期是否經(jīng)過也是可接受的。
如果顆粒物質(zhì)累積量大于M2(或者如果尚未經(jīng)過該規(guī)定的再生周期)，則發(fā)動機控制單元20判定再生未完成并且返回到該控制例程的起點繼續(xù)再生處理。
如果在步驟S8中發(fā)現(xiàn)顆粒物質(zhì)累積量小于或等于M2(或者發(fā)現(xiàn)已經(jīng)過該規(guī)定再生周期)，則發(fā)動機控制單元20判定再生完成并轉(zhuǎn)到步驟S9。發(fā)動機控制單元20所進(jìn)行的處理的該部分或步驟S8和S4對應(yīng)于本發(fā)明的再生定時判定部件或部分的一部分。
在步驟S9中，發(fā)動機控制單元20結(jié)束再生處理。更具體地，那些在步驟S7中為了執(zhí)行再生處理而改變其值的參數(shù)均返回到它們的原始值。接著，在步驟S10中，發(fā)動機控制單元20把再生標(biāo)志復(fù)位成0并且返回到該控制例程的起點。這樣，發(fā)動機控制單元20所進(jìn)行的處理的部分或步驟S3-S10對應(yīng)本發(fā)明的再生處理部件或部分。
現(xiàn)參照圖3，圖3的流程圖示出由發(fā)動機控制單元20執(zhí)行的減速和空轉(zhuǎn)控制例程，每次經(jīng)過規(guī)定的時間量時該例程并行于圖2的例程予以重復(fù)。
在步驟S11，發(fā)動機控制單元20判定再生標(biāo)志是否置為1(即，再生是否在進(jìn)行中)。如果再生標(biāo)志為0(未進(jìn)行再生)，則發(fā)動機控制單元20在返回到該例程的起點之前在步驟S21中把燃料切斷(F/C)恢復(fù)發(fā)動機速度設(shè)置為額定值并且在步驟S22中把目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)設(shè)置為額定值。
如果再生標(biāo)志為1(再生在進(jìn)行中)，則發(fā)動機控制單元20進(jìn)入步驟S12。
在步驟S12中，發(fā)動機控制單元20檢查從再生開始是否已經(jīng)檢測出減速，并且如果尚未檢測到減速則進(jìn)入步驟S13。
在步驟S13中，發(fā)動機控制單元20判定是否已經(jīng)或者正在發(fā)生減速。更具體地，例如它判定空轉(zhuǎn)開關(guān)是否已經(jīng)從斷開改變成接通，如通過加速器位置傳感器22判定的那樣。根據(jù)車速下降量判定是否已經(jīng)或者正在發(fā)生減速也是可接受的。如果判定已經(jīng)或者正在發(fā)生減速，則發(fā)動機控制單元20執(zhí)行步驟S14至S16。
在步驟S14中，把燃料切斷(F/C)恢復(fù)發(fā)動機速度置為高于額定值(即，未進(jìn)行再生時使用的值)的值。發(fā)動機控制單元20所進(jìn)行的處理的該部分或步驟(步驟S14)對應(yīng)于本發(fā)明的燃料切斷恢復(fù)發(fā)動機速度提高部件或部分。
在步驟S15中，把目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度設(shè)置為高于額定值(即，未進(jìn)行再生時使用的值)的值。發(fā)動機控制單元20所進(jìn)行的處理的該部分或步驟(步驟S15)對應(yīng)于本發(fā)明的發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度提高部件或部分。
在步驟S16中，發(fā)動機控制單元20把用來測量再生期間空轉(zhuǎn)時間持續(xù)量的計時器TM復(fù)位為0并返回到該例程的起點。
在發(fā)生減速時，當(dāng)空轉(zhuǎn)開關(guān)接通時觸發(fā)燃料切斷(即，停止燃料噴射閥9的燃料噴射)，并且發(fā)動機速度大于或等于規(guī)定的燃料切斷發(fā)動機速度。然后，當(dāng)加速器接通(空轉(zhuǎn)開關(guān)斷開)時或者當(dāng)發(fā)動機速度等于或小于燃料切斷恢復(fù)發(fā)動機速度時，執(zhí)行燃料切斷恢復(fù)(結(jié)束燃料切斷并且恢復(fù)燃噴射)。通過提高燃料切斷恢復(fù)發(fā)動機速度，當(dāng)由于在再生期間換檔到減速操作而切斷燃料時，使燃料切斷恢復(fù)在相對高的發(fā)動機速度下發(fā)生。這樣，由于當(dāng)從減速操作換檔到空轉(zhuǎn)操作時發(fā)動機可保持較高的速度，因此可以抑制廢氣流速的下降并且可以防止柴油顆粒過濾器溫度的急劇上升。
當(dāng)結(jié)束減速并且發(fā)動機換檔到空轉(zhuǎn)時，發(fā)動機控制單元20在空轉(zhuǎn)期間將實際發(fā)動機速度和目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度進(jìn)行比較，并且以實際發(fā)動機速度與目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度相匹配的方式執(zhí)行燃料噴射閥9的燃料噴射量(和/或節(jié)流閥7的開度)的反饋控制。通過提高目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度，可以提高再生期間發(fā)動機從減速操作換檔到空轉(zhuǎn)操作時產(chǎn)生的發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度。從而，可以抑制廢氣流速的下降并且可以防止柴油顆粒過濾器溫度的急劇上升。
在判定已出再現(xiàn)期間的減速后，由于會在步驟S12中得到“Yes”的結(jié)果，發(fā)動機控制單元20會進(jìn)入步驟S17。
在步驟S17中，發(fā)動機控制單元20判定發(fā)動機是否空轉(zhuǎn)。更具體地，例如當(dāng)空轉(zhuǎn)開關(guān)接通并且發(fā)動機速度在用目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度定義的規(guī)定范圍內(nèi)時，該單元判定發(fā)動機空轉(zhuǎn)。
如果發(fā)動機不空轉(zhuǎn)，則發(fā)動機控制單元20回到該例程的起點。如果發(fā)動機空轉(zhuǎn)，則發(fā)動機控制電路20進(jìn)入步驟S18。
在步驟S18中，發(fā)動機控制單元20對計時器TM的值增加主例程的控制循環(huán)周期(Δt)以便計算空轉(zhuǎn)操作持續(xù)的時間量(TM＝TM+Δt)。然后發(fā)動機控制單元20進(jìn)入步驟S19。
在步驟S19中，發(fā)動機控制單元20判定計時器TM的值是否超過規(guī)定的時間周期(幾分鐘)。
如果空轉(zhuǎn)操作持續(xù)的時間量小于或等于某規(guī)定的時間量，則發(fā)動機控制單元20返回到該例程的起點，從而可以通過保持該提高的目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度來持續(xù)該提高的空轉(zhuǎn)速度。
相反，如果空轉(zhuǎn)操作持續(xù)的時間量大于該規(guī)定的時間量，則發(fā)動機控制單元20進(jìn)入步驟S20，在此，該單元在返回到該例程的起點之前使目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度回到額定值并且終止該提高的空轉(zhuǎn)速度。由于不再存在廢氣溫度急劇上升的風(fēng)險，所以發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度回到額定值以抑制燃料節(jié)約的下降。
利用圖4的時間圖解釋一種于再生期間車輛減速并且換檔到空轉(zhuǎn)操作的情況。
當(dāng)發(fā)動機換檔到減速操作時，執(zhí)行燃料切斷直至發(fā)動機速度下降到規(guī)定的燃料切斷(F/C)恢復(fù)發(fā)動機速度，并且接著執(zhí)行燃料切斷恢復(fù)。當(dāng)在達(dá)到規(guī)定的再生定時并且已經(jīng)開始柴油顆粒過濾器15的再生之后發(fā)生燃料切斷時，把燃料切斷恢復(fù)發(fā)動機速度提高到高于額定值的值。從而，當(dāng)在再生進(jìn)行中出現(xiàn)減速時可以把發(fā)動機速度保持在相對高速。
當(dāng)發(fā)動機從減速操作換檔到空檔操作時，通過增加和減少燃料噴射量來反饋控制發(fā)動機的空轉(zhuǎn)速度，從而發(fā)動機速度和目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度匹配。在再生期間，在空轉(zhuǎn)操作開始后規(guī)定的時間量內(nèi)把目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度提高到高于額定值的值。從而，可以把空轉(zhuǎn)操作期間的發(fā)動機速度(空轉(zhuǎn)速度)保持在相對高的速度。
通過提高燃料切斷恢復(fù)發(fā)動機速度和目標(biāo)發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度，發(fā)動機速度保持相對高并且抑制了廢氣流速的下降。從而，可以防止柴油顆粒過濾器15的溫度的急劇上升。同時，一旦開始再生，能可靠和快速地再生柴油顆粒過濾器15，因為即使車輛減速以及發(fā)動機換檔到空轉(zhuǎn)操作也可以不中斷地繼續(xù)進(jìn)行再生。
當(dāng)換檔到空轉(zhuǎn)操作后經(jīng)過規(guī)定的時間量時，柴油顆粒過濾器15經(jīng)歷溫度急劇上升的風(fēng)險消失，并且可以通過結(jié)束提高空轉(zhuǎn)速度的處理來防止燃料節(jié)約的下降。
本文中使用的術(shù)語“配置”在此用來描述為實現(xiàn)所需功能而構(gòu)建和/或編程的包括硬件和/或軟件的組成部分、部件或部分。
此外，權(quán)利要求書中用“裝置加功能”表達(dá)的語句應(yīng)包括任何用來實現(xiàn)本發(fā)明的該部分的功能的結(jié)構(gòu)。
本文中使用的諸如“基本”、“大約”和“接近”和程度術(shù)語指的是不會明顯改變最終結(jié)果的被修改項的合理偏差量。例如，這些術(shù)語可由包括被修改項的至少±5％的偏差，如果這種偏差不會使該術(shù)語修飾的措辭的意義失效的話。
本申請要求日本專利申請2002-374873的優(yōu)先權(quán)。日本專利申請2002-374873的整個公開收錄在此作為參考資料。
盡管只挑選了一些選定的實施例說明本發(fā)明，但業(yè)內(nèi)人士從本公開會清楚，在不背離附后權(quán)利要求書定義的范圍下可以做出各種改變和修改。另外，上述對依據(jù)本發(fā)明的各實施例的說明只是按示意提供的，并且不具有限制由附后權(quán)利要求書及等同物所定義的本發(fā)明的目的。從而，本發(fā)明的范圍不受所公開的實施例的限制。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機廢氣清潔部件，包括顆粒物質(zhì)過濾器，其被配置成從廢氣通道中的廢氣收集顆粒物質(zhì)；再生處理部分，其被配置成執(zhí)行用以提高該顆粒物質(zhì)過濾器的溫度的再生處理，以便通過燃燒該顆粒物質(zhì)過濾器中收集到的顆粒物質(zhì)來去掉該顆粒物質(zhì)過濾器中收集的顆粒物質(zhì)；以及空轉(zhuǎn)速度提高部分，其被配置成當(dāng)該再生處理部分對該顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行再生處理期間發(fā)動機空轉(zhuǎn)時提高發(fā)動機的空轉(zhuǎn)速度。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，還包括燃料切斷恢復(fù)發(fā)動機速度處理部分，其被配置成在該再生處理部分對該顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行再生處理期間提高燃料切斷恢復(fù)發(fā)動機速度。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中還把所述空轉(zhuǎn)速度提高部分配置成，當(dāng)在對所述顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行再生處理期間發(fā)動機空轉(zhuǎn)時按規(guī)定時間量提高發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度，并且當(dāng)在對該顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行再生處理期間發(fā)動機空轉(zhuǎn)時，在經(jīng)過該規(guī)定時間量后使發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度回到空轉(zhuǎn)速度額定值。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述再生處理部分包括一個顆粒累積量檢測部分，該檢測部分被配置成檢測該顆粒物質(zhì)過濾器內(nèi)已經(jīng)累積的顆粒物質(zhì)量，以便確定當(dāng)顆粒累積量達(dá)到第一規(guī)定量時再生該顆粒物質(zhì)過濾器的再生定時。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述顆粒累積量檢測部分包括過濾器壓差檢測傳感器，該傳感器被配置成檢測所述顆粒物質(zhì)過濾器的壓差，廢氣流速檢測部分，該檢測部分被配置成檢測廢氣流速，以及顆粒累積量計算部分，該計算部分被配置成根據(jù)由該過濾器壓差檢測傳感器檢測到的過濾器壓差以及由該廢氣流速檢測部分檢測到的廢氣流速來計算該顆粒物質(zhì)過濾器中已經(jīng)累積的顆粒累積量，以及所述再生處理部分還被配置成，通過將由該顆粒累積量計算部分計算的顆粒累積量與所述第一規(guī)定量進(jìn)行比較來確定再生該顆粒物質(zhì)過濾器的再生定時。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述再生處理部分還被配置成，通過將所述顆粒累積量與小于所述第一規(guī)定量的第二規(guī)定量進(jìn)行比較來結(jié)束由所述再生處理部分對所述顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行的再生處理。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述再生處理部分還被配置成通過調(diào)整下述量中的至少一個來提高廢氣溫度用來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的主燃料噴射定時，在該主燃料噴射后執(zhí)行的后燃料噴射的定時及數(shù)量，進(jìn)氣通道開口的橫截面積，由增壓器產(chǎn)生的增壓壓力，以及從廢氣通道再循環(huán)到進(jìn)氣通道的廢氣的流速。
8.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述空轉(zhuǎn)速度提高部分還被配置成，當(dāng)對所述顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行再生處理期間發(fā)動機空轉(zhuǎn)時按規(guī)定時間量提高發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度，并且當(dāng)對該顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行再生處理期間發(fā)動機空轉(zhuǎn)時已經(jīng)過該規(guī)定時間量后，使發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度回到空轉(zhuǎn)速度額定值，
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述再生處理部分包括一個顆粒累積量檢測部分，該檢測部分被配置成檢測該顆粒物質(zhì)過濾器內(nèi)已經(jīng)累積的顆粒物質(zhì)量，以便確定當(dāng)顆粒累積量達(dá)到第一規(guī)定量時再生該顆粒物質(zhì)過濾器的再生定時。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述顆粒累積量檢測部分包括過濾器壓差檢測傳感器，該傳感器被配置成檢測所述顆粒物質(zhì)過濾器的壓差，廢氣流速檢測部分，該檢測部分被配置成檢測廢氣流速，以及顆粒累積量計算部分，該計算部分被配置成根據(jù)由該過濾器壓差檢測傳感器檢測到的過濾器壓差以及由該廢氣流速檢測部分檢測到的廢氣流速來計算所述顆粒物質(zhì)過濾器中已經(jīng)累積的顆粒累積量，以及所述再生處理部分還被配置成，通過將由所述顆粒累積量計算部分計算出的顆粒累積量與所述第一規(guī)定量進(jìn)行比較來確定再生該顆粒物質(zhì)過濾器的再生定時。
11.如權(quán)利要求9所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述再生處理部分還被配置成，通過將所述顆粒累積量與小于所述第一規(guī)定量的第二規(guī)定量進(jìn)行比較來結(jié)束由該再生處理部分對所述顆粒物質(zhì)過濾器進(jìn)行的再生處理。
12.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動機廢氣清潔部件，其中所述再生處理部分還被配置成通過調(diào)整下述量中的至少一個來提高廢氣溫度用于控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的主燃料噴射定時，在主燃料噴射后執(zhí)行的后燃料噴射的定時及數(shù)量，進(jìn)氣通道開口的橫截面積，由增壓器產(chǎn)生的增壓壓力，以及從廢氣通道再循環(huán)到進(jìn)氣通道的廢氣流速。
13.一種發(fā)動機廢氣清潔部件，包括顆粒物質(zhì)收集裝置，用于收集來自廢氣通道的廢氣中的顆粒物質(zhì)；再生處理裝置，用于執(zhí)行用以提高該顆粒物質(zhì)收集裝置的溫度的再生處理，以便通過燃料該顆粒物質(zhì)收集裝置中收集到的顆粒物質(zhì)來去掉該顆粒物質(zhì)收集裝置中收集的顆粒物質(zhì)；以及空轉(zhuǎn)速度提高裝置，用于當(dāng)該再生處理裝置對該顆粒物質(zhì)收集裝置進(jìn)行再生處理期間發(fā)動機空轉(zhuǎn)時提高發(fā)動機的空轉(zhuǎn)速度。
全文摘要
提供一種發(fā)動機廢氣清潔部件，其被配置成防止由于再生顆粒物質(zhì)過濾器(DPF)期間車輛減速以及換檔到空轉(zhuǎn)操作時降低廢氣流速造成的該再生顆粒物質(zhì)過濾器的溫度急劇上升。在該顆粒物質(zhì)過濾器再生期間，提高減速期間使用的燃料切斷(F/C)恢復(fù)發(fā)動機速度，并且當(dāng)發(fā)動機空轉(zhuǎn)時在預(yù)定時間量內(nèi)提高發(fā)動機的空轉(zhuǎn)速度。
文檔編號F02D41/12GK1510255SQ200310123578
公開日2004年7月7日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者大竹真, 川島純一, 筒本直哉, 近藤光德, 井上尊雄, 古賀俊雅, 一, 哉, 德, 雄, 雅 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社