CN100416051C - 柴油微粒滤清器再生装置 - Google Patents

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Abstract

根据柴油机微粒滤清器(4)的压力损失，把累积在滤清器(4)中的微粒沉积量计算为第一微粒沉积量(S33)。根据另一参数，把累积在滤清器(4)中的微粒沉积量计算为第二微粒沉积量(S34)。根据第一微粒沉积量和第二微粒沉积量之间的比较，确定是否存在滤清器(4)的前端阻塞(S36，S43)。当存在滤清器(4)的前端阻塞时，控制再生装置持续比滤清器(4)的正常再生周期更长的时间进行滤清器(4)的再生(S22)。

Description

柴油微粒滤清器再生装置
技术领域
本发明涉及在柴油机微粒滤清器中捕获的微粒的消除，更具体地说，涉及阻塞在滤清器前端中的微粒的消除。
背景技术
捕获从柴油发动机排出的排气中的微粒的柴油机微粒滤清器(下面称为DPF)具有由于沉积物数量的增大的结果，DFP的压力损失增大或者排气的循环阻力增大的特性。
如果压力损失变得高于预定值，那么确定已达到应进行再生的基准值，并进行DFP的再生，其中沉积在DPF中的微粒被燃烧，DPF再生到它能够再次捕获微粒的状态。
通过延迟柴油发动机的燃油喷射正时或者在柴油发动机中进行后喷射，升高排气温度来实现DPF的再生。但是，DPF中微粒的沉积不是均匀的，它们趋向于集中并沉积在DPF的入口附近。
再生期间，由于下述原因，与沉积在离DPF更下游地方的微粒相比，沉积在入口附近的微粒往往更难以燃烧。
一般来说，DPF为圆柱形，排气沿着中心轴流到DPF内部。如果为了再生DPF而升高排气温度，那么将首先在离DPF的前端稍下游的地方发生微粒的燃烧，微粒的燃烧将从那里进一步向下游扩展。虽然沉积在火花下游的微粒可使用上游微粒的燃烧热进行燃烧，不过沉积在DPF的入口附近的微粒必定只能使用排气的热量来燃烧。
不过如果允许足够的再生时间的话，那么沉积在DPF的入口附近的不易于燃烧的微粒会燃烧。沉积在DPF中的微粒完全被燃烧的状态被称为完全再生。
在车辆柴油发动机中，车辆行驶条件时刻变化，当发动机负载较低时，难以使柴油发动机的排气温度保持在较高的水平。
在DPF的再生期间，如果排气温度的保持变得困难，那么此时DPF的再生被终止，在一些未燃烧的微粒主要残留在入口附近的情况下，DPF重新开始捕获微粒。
在残留一些微粒的情况下终止再生的状态被称为部分再生。当在市区中驾驶车辆时，更易于发生这种部分再生。沉积在DPF的入口附近的微粒导致微粒的更多沉积，DPF的前端变得被阻塞。如果前端被阻塞，那么与DPF中的实际微粒沉积量相比，压力损失将过多。从而，虽然实际的沉积量未达到DPF再生的基准值，也会频繁地进行DPF的再生处理，从而油耗增大。
就这种趋势来说，日本专利局于2002年公告的Tokkai 2002-309922提出在面向DPF的上游的前端提供喷射，从而微粒不会容易地附着在DPF的入口。
在该现有技术中，从而抑制了微粒在DPF的入口附近的沉积，可以减轻由DPF的频繁再生处理引起的油耗增大，但是没有提供除去沉积的微粒的任何手段。
如上所述，考虑到在DPF的入口附近沉积的微粒导致微粒的更多沉积，为了防止DPF的频繁再生处理，必须有效清除沉积在DPF的入口附近的微粒。
发明内容
本发明的目的是要足够准确地检测在DPF的前端的阻塞，和完全消除在所述前端的阻塞。
为此，本发明提供了一种柴油微粒滤清器再生装置，滤清器设置在柴油发动机的排气道上、具有面对着排气道上游的前端，并用于捕获排气道中排气内的微粒，所述再生装置通过燃烧滤清器中捕获的微粒来再生滤清器，所述柴油微粒滤清器再生装置包括：传感器装置，用于检测由滤清器引起的排气道的排气中的压力损失；和可编程控制器，所述可编程控制器被编程为：根据上述压力损失计算出沉积在滤清器上的第一微粒沉积量；计算第一微粒沉积量的增大率；根据不同于上述压力损失的一个参数计算出沉积在滤清器上的第二微粒沉积量；计算第二微粒沉积量的增大率；当第一微粒沉积量的增大率大于第二微粒沉积量的增大率且第一微粒沉积量的增大率和第二微粒沉积量的增大率之间的差值等于或大于与增大率相关的预定确定值时，确定发生了前端的微粒阻塞；和当已发生前端的微粒阻塞时，控制再生装置再生滤清器。
本发明还提供了一种柴油微粒滤清器再生方法，滤清器设置在柴油发动机的排气道上、具有面对着排气道上游的前端，并用于捕获排气道的排气中的微粒，用再生装置通过燃烧滤清器中捕获的微粒来再生滤清器，所述再生方法包括：检测由滤清器引起的排气道的排气中的压力损失；根据上述压力损失计算出沉积在滤清器上的第一微粒沉积量；计算第一微粒沉积量的增大率；根据不同于上述压力损失的一个参数计算出沉积在滤清器上的第二微粒沉积量；计算第二微粒沉积量的增大率；当第一微粒沉积量的增大率大于第二微粒沉积量的增大率，并且第一微粒沉积量的增大率和第二微粒沉积量的增大率之间的差值等于或大于与增大率相关的预定确定值时，确定发生了前端的微粒阻塞；和当已发生前端的微粒阻塞时，控制再生装置再生滤清器。
在说明书的剩余部分中陈述(并在附图中表示)了本发明的细节以及其它特征和优点。
附图说明
图1是根据本发明的柴油发动机的排气排放物控制器的示意图。
图2表示根据发明人的研究的DPF中的微粒沉积量和压力损失的关系。
图3表示根据本发明的检测滤清器前端阻塞的算法。
图4是描述根据本发明的由控制器执行的再生标记设置例程的流程图。
图5是描述由控制器执行的再生结束标记设置例程的流程图。
图6是描述由控制器执行的确定DPF前端的阻塞的例程的流程图。
图7是描述由控制器执行的时间间隔设置例程的流程图。
图8表示由控制器保存的基本时间间隔图的特性曲线。
图9表示由控制器保存的水温校正系数α的图的特性曲线。
图10表示由控制器保存的行驶距离校正系数β的图的特性曲线。
图11表示由控制器保存的第一微粒沉积量PMdiff的图的特性曲线。
图12表示由控制器保存的单位时间的微粒排放量ΔPM的特性曲线。
图13表示由控制器保存的前端阻塞确定值PMLim的图的特性曲线。
图14表示由控制器保存的再生附加周期ten的特性曲线。
具体实施方式
参见图1，驱动车辆的柴油发动机1配有吸入空气的进气道2，和排放排气的排气道3。进气道2和排气道3与柴油发动机1的多个燃烧室连接。柴油发动机1配有在进气道2中的从自外界吸入的空气中除去灰尘的空气滤清器18，对进气加压的涡轮增压器19的压缩机19B，和冷却进气的中冷器20。柴油发动机1配有在每个燃烧室的上部把燃油喷入来自进气道2的空气中的喷油器8。燃油通过共轨7从供油泵6被供给喷油器8。
柴油发动机1配有涡轮增压器19的涡轮19A，和排气道3中的捕获排气中的微粒的DPF 4。涡轮增压器19的压缩机19B和涡轮19A一起在公共旋转轴上旋转，并且由于借助排气道3的排气的能量，由于通过涡轮19A压缩机19B的旋转，压缩空气被提供给柴油发动机1。
涡轮19A具有“可变几何形状系统”，其中利用可变喷嘴19C以低的转速降低排气气流的横截面面积，以便保持排气压力。根据负压通过膜片式作动器躯动可变喷嘴19C。
喷油器8的喷油量和喷射正时，以及对驱动可变喷嘴19C的膜片式作动器的负压的供给分别由来自发动机控制器11的输出信号控制。
发动机控制器11包括微计算机，微计算机包括中央处理器(CPU)，只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)和输入/输出接口(I/O接口)。控制器还可包括一个以上的微计算机。
为了实现这些控制，提供了各种传感器，检测信号通过信号电路被输入发动机控制器11。
这些传感器包括(但不限于)检测柴油发动机1的曲轴转角的曲轴转角传感器13，检测进气道2的进气流量的空气流量计15，检测DPF 4上下游的排气压力之差的压差传感器12，检测车辆装备的加速踏板的压下量的加速踏板压下传感器14，检测车辆的行驶距离的里程表17，和检测柴油发动机1的冷却水温度Tw的水温传感器16。
DPF 4上下游的排气压力之差等于DPF 4的压力损失。就喷油器8的喷油量来说，为了防止在接近柴油发动机1的满负载时产生大量的烟尘，根据由进气道2的空气流量计算的柴油发动机1的每个气缸的进气量Q，和由柴油发动机1的曲轴转角计算的转速N，最大喷射量被事先设置为喷油器8的喷油量。
控制器11根据加速踏板压下量计算喷油器8的基本喷油量，对基本喷油量加上取决于最大喷射量的极限，通过把等于限制之后的值的脉冲信号输出给喷油器8，控制喷油量和燃油喷射正时。
就DPF 4的再生来说，发动机控制器11计算DPF 4的微粒沉积量，如果计算值等于或大于应进行再生的基准值，那么开始DPF 4的再生。
如上所述，通过利用本领域中已知的方法，比如延迟喷油器8的燃油喷射正时或者在主喷射之后进行后喷射，升高排气的温度来进行DPF 4的再生。DPF 4呈圆柱形，排气从前端流入，并沿着中心轴流到DPF 4的内部到达后端。
如上所述，在DPF 4的再生期间，位于DPF 4的前端稍下游地方的微粒首先燃烧，微粒的燃烧从该点向更下游的地方扩散。
虽然利用上游微粒的燃烧热，沉积在燃烧点下游的微粒开始燃烧，但是沉积在火花上游，即在入口附近的微粒不能容易地燃烧。
根据发明人进行的实验，如果DPF 4的再生被终止或者被中断，同时燃烧残留物残留在入口附近，那么与DPF 4的实际微粒沉积量相比，在后续的非再生周期内，压差传感器12检测到的压差变得特别大。
参见图2，根据发明人进行的实验，即使对于DPF中的相同微粒沉积量，DPF对排气流量给予的压力损失也会随沉积状态的不同而不同。
当微粒均匀沉积在DPF 4中时，压力损失实际上正比于沉积量增大，如图2中的粗实线所示。另一方面，如果微粒沉积集中在入口附近，那么相对于沉积量的压力损失增大率增大，如图2中的细实线所示，对于相同的沉积量，压力损失表现出比微粒均匀沉积在DPF 4中时更大的值。
此外，当由于在DPF的入口附近的微粒沉积，DPF前端开始被阻塞时，压力损失很快增大，如图2中的虚线所示。这里，压力损失对应于压差传感器12检测的压差。
下面参考图3，实际的微粒沉积量随着车辆行驶距离平稳增大，如粗实线所示。图中增大率不恒定的原因是因为驾驶条件发生了变化。
当DPF 4被完全再生时，根据压差传感器12检测的压差计算的微粒沉积量非常接近于粗实线的实际沉积量，如图3中的虚线A所示。
另一方面，当DPF 4被部分再生时，压差传感器12检测的微粒沉积量随着行驶距离增大而以更高的增大率增大，并表现出大大偏离由粗实线给出的实际沉积量的值，如图3中的虚线B所示。
于是，如果只根据压差传感器12检测的压差确定DPF 4的再生，那么根据压差计算的沉积量超过基准值的时候的次数增大，尽管实际沉积量未达到基准值，从而DPF 4被过于频繁地再生，油耗增大。
当根据车辆行驶距离进行模拟，并估计微粒沉积量时，发现微粒沉积量非常接近于实际沉积量，如图3中的虚线C所示。
根据上面的分析，在根据本发明的排气净化设备中，发动机控制器11利用下面的方式确定是否存在DPF 4的前端的阻塞。
具体地说，根据压差传感器12检测的DPF 4的上下游的压差，把当DPF 4未被再生，即当DPF 4正在捕获微粒时的沉积量计算为第一微粒沉积量PMdiff。
同时，根据量程表17检测的行驶距离计算完成DPF 4的再生之后的行驶距离，根据该行驶距离，这期间的微粒沉积量被估计为第二微粒沉积量PMsim。
发动机控制器11通过比较这两个微粒沉积量PMdiff和PMsim，确定DPF 4的前端是否被阻塞。
具体地说，当第一微粒沉积量PMdiff超过第二微粒沉积量PMsim，并且第一微粒沉积量PMdiff等于或大于前端阻塞的确定值PMLim时，确定DPF 4的前端被阻塞。
当微粒已沉积到基准值，并且不存在DPF 4的前端阻塞，那么完全再生DPF 4所需的时间被取为基本再生周期t0，并被预先保存在发动机控制器11的存储器(ROM)中。
当要再生DPF 4时，发动机控制器11计算再生持续周期，并根据再生持续周期和基本再生周期t0的比较，确定DPF的再生是否已完成。
但是，如上所述，在DPF 4未被再生的时间内，如果确定存在DPF4的前端阻塞，那么发动机控制器11立即开始再生DPF 4，即使第一微粒沉积量PMdiff还未达到基准值。此外，在这种情况下，持续比基本再生周期t0更长的时间进行DPF 4的再生。
下面，参考流程图说明为了进行上述控制，发动机控制器11执行的例程。
参见图4，首先说明再生标记设置例程。
在柴油发动机1的运转期间，发动机控制器11每隔10毫秒执行该例程。
再生标记是表示是否需要DPF 4的再生的标记。当作为触发信号再生标记从0变成1时，进行DPF 4的再生。根据现有技术已知再生DPF4的方法，这里不再赘述。
在步骤S1，发动机控制器11根据压差传感器12检测的压差，计算第一微粒沉积量PMdiff。
在下一步骤S2，发动机控制器11确定再生结束标记是否为0。
再生结束标记的设置将在后面说明，但是如果再生结束标记为0，表示DPF 4的再生未被终止，即DPF 4还正在被再生。
再生标记是表示当DPF 4正在捕获微粒时，是否需要DPF 4的再生的标记，并且当DPF 4正在捕获微粒时，即，当DPF未被再生时，必须被设置。
如果步骤S2的确定结果是肯定的，即，在DPF 4的再生期间，那么不需要再生标记的设置，发动机控制器11立即终止该例程。
另一方面，如果步骤2的确定结果是否定的，即，当DPF 4正在捕获微粒时，发动机控制器11在步骤S3中确定第一微粒沉积量PMdiff是否等于或大于保存在ROM中的基准值。
如果步骤S3的确定结果是肯定的，那么在步骤S4，发动机控制器11把再生标记设置为1，并终止该例程。
如果步骤S3的确定结果是否定的，那么在步骤S5，发动机控制器11把再生标记重置为0，并终止该例程。
通过把再生标记设置为1，发动机控制器11通过执行不同的例程开始DPF 4的再生。
下面参考图5，说明设置再生结束标记的例程。
在柴油发动机1的运转期间，发动机控制器11每隔10毫秒执行该例程。
首先，在步骤S11，发动机控制器11确定再生标记是否为1。
当再生标记为1时，如上所述进行DPF 4的再生。
这种情况下，在步骤S12，发动机控制器11确定在前次执行该例程时，再生标记是否为1。
步骤S12的确定判定再生标记是否在当前例程的执行期间从0变成1。
如果步骤S12的确定结果是否定的，那么它意味着DPF 4的再生与该例程的执行同时被启动。
这种情况下，在步骤S13中，发动机控制器11重置计时器值t。
如果步骤S12的确定结果是肯定的，那么它意味着DPF 4的再生正在继续。
这种情况下，在步骤S14中，发动机控制器11递增计时器值t。
在步骤S13或S14的处理之后，在步骤S15中，发动机控制器11确定计时器值t是否已达到基本再生周期t0。
如果确定结果是肯定的，那么发动机控制器11认为DPF 4的再生已完成，并在步骤S17中，把再生结束标记设置为1。
如果确定结果是否定的，那么发动机控制器11认为DPF 4的再生正在继续，并在步骤S16中，把再生结束标记重置为0。
在步骤S16或S17的处理之后，发动机控制器11终止该例程。
通过把从1到0的再生结束标记的变化用作触发信号，终止DPF 4的再生。
另一方面，如果在步骤S11中，再生标记不是1，那么没有正在进行DPF 4的再生，DPF 4正在捕获微粒。
这种情况下，发动机控制器11执行步骤S18和后续步骤的处理。
步骤S18和后续步骤的处理是本发明的主要特征。
在步骤S18中，发动机控制器确定阻塞标记是否为1。阻塞标记的设置将在后面说明，不过阻塞标记是表示是否存在DPF 4的前端阻塞的标记。即使再生标记为0，当作为触发信号，阻塞标记已从0变成1时，仍然执行DPF 4的再生。
如果阻塞标记不为1，那么DPF 4的前端未被阻塞。这种情况下，发动机控制器11立即终止该例程。
在步骤S18中，如果阻塞标记为1，那么在步骤S19中，发动机控制器11确定在前次执行该例程时，阻塞标记是否为1。
步骤S19的确定确定阻塞标记是否在该例程的当前执行期间从0变成1。
如果步骤S19的确定结果是否定的，那么它意味着由前端阻塞的检测而引起的DPF 4的再生与该例程的执行同时被启动。
这种情况下，在步骤S20中，发动机控制器11重置计时器值t。
如果步骤S19的确定结果是肯定的，那么它意味着DPF 4的再生正在继续。这种情况下，在步骤S21中，发动机控制器11递增计时器值t。
在步骤S20或S21的处理之后，在步骤S22中，发动机控制器11确定计时器值t是否已达到延长的再生周期tgen。
延长的再生周期tgen是只有当存在DPF 4的前端阻塞时才应用的值，并且通过增大基本再生周期t0来获得。
下面说明计算延长再生周期tgen的方法。
如果步骤S22的确定结果是肯定的，那么发动机控制器11认为DPF4的再生已完成，并在步骤S24中，把再生结束标记设置为1。
如果步骤S22的确定结果是否定的，那么发动机控制器11认为DPF4的再生正在继续，并在步骤S23中，把再生结束标记重置为0。
在步骤S23或S24的处理之后，发动机控制器11终止该例程。
当作为触发信号，再生结束标记已从1变成0时，由DPF 4的前端阻塞引起的DPF 4的再生也被终止。
下面参考图6，说明确定DPF前端的阻塞的例程。
发动机控制器11每隔由图7中所示的时间间隔设置例程计算的时间间隔INT执行该例程。
下面首先说明图7的时间间隔设置例程。
在柴油发动机1的运转期间，发动机控制器11每隔10毫秒执行该例程。
在步骤S51中，发动机控制器11根据来自曲柄角传感器13的信号，计算柴油发动机1的转速N。
发动机控制器11还读取喷油器8的燃油喷射量Q，和由水温传感器16检测的柴油发动机1的冷却水温Tw。
发动机控制器11还根据里程表17检测的行驶距离，计算从柴油发动机1开始运转以来的行驶距离。
燃油喷射量Q由发动机控制器11如上所述确定，从而它是发动机控制器11已知的值。
在下一步骤S52，发动机控制器11通过查寻预先保存在ROM中的具有图8中所示特性曲线的图，根据柴油发动机1的转速N和喷油器8的燃油喷射量Q，计算基本时间间隔BINT。
在该图中，转速N越高，燃油喷射量Q越大，那么基本时间间隔BINT被设置成越小。
在下一步骤S53中，发动机控制器11通过查寻预先保存在ROM中的具有图9中所示特性曲线的图，根据冷却水温Tw计算水温校正系数α。
水温校正系数α是等于或小于1.0的正值，随着水温Tw的增大，被设置成接近于1.0。
在下一步骤S54，发动机控制器11通过查寻事先保存在ROM中的具有图10中所示特性曲线的图，根据从柴油发动机1启动以来的行驶距离，计算行驶距离校正系数β。
行驶距离校正系数β是等于或小于1.0的正值，随着从柴油发动机1启动以来的行驶距离的增大，被设置成接近于1.0。
在下一步骤S55，发动机控制器11依据下述等式(11)计算时间间隔INT，并终止该例程。
INT＝BINT·α·β
随着柴油发动机的负载的增大，以及转速的增大，柴油发动机的微粒排放量增大。如果柴油发动机1进行了冷启动，或者从启动以来的行驶距离较短，那么微粒排放量较大。考虑到这些因素，微粒排放量越大，那么等式(1)把时间间隔INT设置得越短。
图6的例程根据这样设定的时间间隔INT，设置阻塞标记，并且允许高度准确地检测DPF 4的前端阻塞。
参见图6，在步骤S31中，发动机控制器11确定再生标记是否为1。
当再生标记不为1时，在步骤S32中，确定阻塞标记是否为1。如上所述，当再生标记为1或者阻塞标记为1时，进行DPF 4的再生。阻塞标记是表示由微粒沉积引起的DPF 4的前端阻塞的标记，当未正在进行DPF 4的再生时必须被设置。
当步骤S31或S32的确定结果是肯定的时，进行DPF 4的再生，这种情况下，不需要阻塞标记的设置，从而发动机控制器11立即终止该例程，而不设置阻塞标记。
如果步骤S31或S32的确定结果是否定的，那么DPF 4没有正被再生，而是正在捕获微粒。
这种情况下，在步骤S33中，发动机控制器根据压差传感器12检测的压差，通过查寻事先保存在ROM中的具有图11中所示特性曲线的图，计算第一微粒沉积量PMdiff。
在下一步骤S34，发动机控制器11根据行驶距离计算第二微粒沉积量PMsim。
具体地说，首先通过查寻事先保存在ROM中的具有图12中所示特性曲线的图，根据燃油喷射量Q和柴油发动机1的转速N，计算柴油发动机1的单位时间的微粒排放量ΔPM。
根据该图，当负载越高和柴油发动机1的发动机速度越高时，单位时间的微粒排放量ΔPM越高。
发动机控制器11依据下面的等式(2)，根据计算的排放量ΔPM和在前次执行该例程时计算的第二微粒沉积量PMsim的前一值PMsim(old)，计算第二微粒沉积量PMsim。
PMsim = PMsim ( old ) + ΔPM · INT UNIT TIME
其中UNIT TIME＝单位时间，它是ΔPM的基础，INT＝由图7的例程设置的时间间隔。
第二微粒沉积量PMsim的初始值为0，在图5的例程的步骤S17或S24中，再生结束标记被设置为1，随后被重置为0。
在下一步骤S35中，发动机控制器11计算前端阻塞确定值PMLim。
通过把取决于行驶距离的第二微粒沉积量PMsim乘以预定常数，进行该计算。所述常数是大于1.0的值，并且事先根据实验来设置。
按照这种方式设置的如图3中的点划线所示的确定值PMLim跟随根据车辆行驶距离，通过模拟计算的微粒沉积量。
在下一步骤S36中，发动机控制器11确定第一微粒沉积量PMdiff是否大于第二微粒沉积量PMsim，和它是否等于或大于前端阻塞确定值PMLim。
如果确定结果是肯定的，那么确定在DPF 4的前端中存在阻塞，进行步骤S37-S40的处理。
在步骤S36中，第一微粒沉积量PMdiff大于前端阻塞确定值PMLim被作为确定条件的原因是因为它能够肯定地检测前端阻塞。
在步骤S37中，发动机控制器11计算第一微粒沉积量PMdiff与第二微粒沉积量PMsim的偏差PMdev。
在下一步骤S38，发动机控制器11通过查寻事先保存在ROM中的具有图14中所示特性曲线的图，根据偏差PMdev计算再生附加周期ten。
根据该图，随着偏差PMdev增大，再生附加周期ten线性增大。
在下一步骤S39，发动机控制器11通过把再生附加周期ten加入基本再生周期t0，计算延迟的再生周期tgen。
用于在图5的步骤S22中确定DPF 4的再生是否已完成的延迟再生周期tgen是这里计算的该值。
在下一步骤S40中，发动机控制器把阻塞标记设置为1。在步骤S40的处理之后，发动机控制器11终止该例程。
另一方面，如果步骤S36的确定结果是否定的，那么在步骤S41中，控制器11计算第一微粒沉积量PMdiff的增大率(slope)ΔPMdiff。
具体地说，在该例程的当前情况内在步骤S33中计算的第一微粒沉积量PMdiff，和在前次执行该例程时计算的第一微粒沉积量PMdiff(old)之间的差值被设置成等于增大率ΔPMdiff。
在下一步骤S42，控制器11计算第二微粒沉积量PMsim的增大率ΔPMsim。
具体地说，在该例程的当前时刻计算的第二微粒沉积量PMsim，和在前次执行该例程时计算的第二微粒沉积量PMsim(old)之间的差值被设置成等于增大率ΔPMsim。
在下一步骤S43，控制器11确定增大率ΔPMdiff是否大于增大率ΔPMsim，增大率ΔPMdiff和增大率ΔPMsim之间的差值是否等于或大于与前端阻塞的增大率相关的确定值ΔPMLim。
通过从在该例程的当前执行期间，在步骤S35中计算的前端阻塞确定值PMLim中减去前次执行该例程时在步骤S35中计算的前端阻塞确定值PMLim(old)，获得与前端阻塞的增大率相关的确定值ΔPMLim。
如果步骤S43的确定结果是肯定的，那么控制器11确定已发生DPF4的前端的阻塞，并执行上述步骤S37-S40的处理。
在步骤S43中，增大率ΔPMdiff和增大率ΔPMsim之间的差值等于或大于与前端阻塞的增大率相关的确定值ΔPMLim的条件被用作确定条件的原因是为了无误地检测前端阻塞。
如果步骤S43的确定结果是否定的，那么控制器11确定没有发生DPF 4的前端阻塞，在步骤S45中，把阻塞标记重置为0，并终止该例程。
在该例程中，通过把步骤S35中微粒沉积量的检测值和步骤S43中的检测值的增大率用作参数，用两阶段过程确定前端阻塞的存在与否，从而能够高度准确地检测前端阻塞。
如上所述，由于图4-7的例程的执行，能够高度准确地检测在微粒的捕获期间，是否发生了DPF 4的阻塞。如果检测到前端阻塞，那么立即进行DPF 4的再生，并使再生持续延长的再生周期tgen，延长的再生周期tgen大于应用于正常再生的基本再生周期t0，从而DPF 4被完全再生，包括DPF 4的前端阻塞的消除。
当检测到DPF 4的前端阻塞时，如果DPF 4被完全再生，那么DPF4的后续微粒捕获和再生循环被正常化。
于是，通过完全消除阻塞，能够降低再生频率，从而，即使考虑为消除阻塞而消耗的燃油，也能够降低油耗。
在图6的步骤S35中，通过把第二微粒沉积量PMsim乘以预定常数，计算确定值PMLim，不过也可采用另一方法来计算它。
具体地说，可根据燃油喷射量Q和柴油发动机1的转速N，利用具有图13中所示特性曲线的图，确定确定值PMLim。这种情况下，确定值PMLim并不取决于从开始DPF 4的再生以来过去的时间，而是作为一个定值，该定值总是大于在步骤S35中计算的值。当发生前端阻塞时，根据压差计算的微粒沉积量PMdiff快速增大，从而即使确定值PMLim被设置成在无前端阻塞的情况下不能被考虑的较大值，关于是否存在DPF 4的前端阻塞的确定的准确性也不会大大恶化。
2004年8月24日在日本提交的Tokugan 2004-243312的内容在此引为参考。
虽然上面参考本发明的一些实施例说明了本发明，不过本发明并不局限于上述实施例。在权利要求的范围内，本领域的技术人员会想到实施例的各种修改和变化。
例如，在图6的步骤S36和S43中执行的前端阻塞确定算法具有各种变形。
就步骤S36的确定来说，如果第一微粒沉积量PMdiff与第二微粒沉积量PMsim的偏离PMdev超过预定的容许限度，那么可确定已发生前端阻塞。
另外，根据步骤S36和S43的两个不同条件确定是否存在前端阻塞，但是这些步骤中的一个可被省略。
在本实施例中，图6的DPF前端阻塞确定例程的执行时间间隔INT由图7的时间间隔设置例程确定，但是图6的DPF前端阻塞确定例程的执行时间间隔INT也可被取作恒定间隔。
其中要求独占性的本发明的实施例被如下限定。

Claims (18)

1. 一种柴油微粒滤清器再生装置，滤清器(4)设置在用于驱动车辆的柴油发动机(1)的排气道(3)上，具有面对着排气道(3)上游的前端，并用于捕获排气道(3)中排气内的微粒，所述再生装置通过燃烧滤清器(4)中捕获的微粒来再生滤清器(4)，所述柴油微粒滤清器再生装置包括：
传感器装置(12)，用于检测由滤清器(4)引起的排气道(3)中的排气的压力损失；和
可编程控制器(11)，所述可编程控制器(11)被编程为：
根据上述压力损失计算出沉积在滤清器(4)上的第一微粒沉积量(S33)；
根据不同于上述压力损失的一个参数计算出沉积在滤清器(4)上的第二微粒沉积量(S34)；
根据所述第一微粒沉积量和所述第二微粒沉积量确定是否发生了前端的微粒阻塞(S36，S43)；和
当已发生前端的微粒阻塞时，控制再生装置再生滤清器(4)，
其中，所述控制器(11)还被编程为每隔预定时间间隔反复确定是否存在前端微粒阻塞，根据燃油喷射量和柴油发动机(1)的转速计算柴油发动机(1)的每个时间间隔的微粒排放量，并通过把柴油发动机(1)的每个时间间隔的微粒排放量加入到在前一确定中计算的第二微粒沉积量中，计算在当前确定中使用的第二微粒沉积量(S34)。
2. 按照权利要求1所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：当第一微粒沉积量和第二微粒沉积量之间的差值超过预定容许限度时，确定存在前端微粒阻塞。
3. 按照权利要求1所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：当第一微粒沉积量大于第二微粒沉积量，并且等于或大于预定确定值时，确定存在前端微粒阻塞(S36)。
4. 按照权利要求3所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：根据柴油发动机(1)的运转条件，确定所述预定确定值(S35)。
5. 按照权利要求4所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述柴油发动机(1)的运转条件是燃油喷射量和柴油发动机(1)的转速。
6. 按照权利要求3所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：通过把第二微粒沉积量乘以大于1.0的预定常数，确定所述预定确定值(S35)。
7. 按照权利要求1所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：根据燃油喷射量和柴油发动机(1)的转速，设置所述预定时间间隔(S51-S55)。
8. 按照权利要求7所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：随着燃油喷射量和转速的增大，把所述预定时间间隔设置成更小的值(S52)。
9. 按照权利要求1所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：随着柴油发动机(1)的冷却水温的降低，把所述预定时间间隔校正为更小的值(S53)。
10. 按照权利要求1所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：随着从柴油发动机(1)的启动以来的车辆行驶距离的增大，把所述预定时间间隔校正为更小的值(S54)。
11. 按照权利要求1所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中所述控制器(11)还被编程为：
计算第一微粒沉积量的增大率(S41)；
计算第二微粒沉积量的增大率(S42)；以及
当第一微粒沉积量的增大率大于第二微粒沉积量的增大率，且第一微粒沉积量的增大率和第二微粒沉积量的增大率之间的差值等于或大于与增大率相关的预定确定值时(S43)，确定发生了前端的微粒阻塞。
12. 按照权利要求11所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：把与增大率相关的预定确定值设置为通过把第二微粒沉积量乘以大于1.0的预定常数获得的值的每预定时间的变化量。
13. 按照权利要求11所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为：控制再生装置持续通过把再生附加周期加入预定基本再生周期而获得的时间进行滤清器(4)的再生。
14. 按照权利要求13所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述预定基本再生周期是当不存在前端微粒阻塞时，再生滤清器(4)所需的时间。
15. 按照权利要求13所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述控制器(11)还被编程为随着第一微粒沉积量和第二微粒沉积量之间的差值的增大，把再生附加周期计算为更大的值(S38)。
16. 按照权利要求1-15中任一项所述的柴油微粒滤清器再生装置，其中，所述再生装置是当第一微粒沉积量达到预定数量时再生滤清器(4)的装置，所述控制器(11)还被编程为：即使第一微粒沉积量未达到预定数量，当发生前端微粒阻塞时，也控制再生装置再生滤清器(S11，S18)。
17. 一种柴油微粒滤清器再生方法，滤清器(4)设置在用于驱动车辆的柴油发动机(1)的排气道(3)上，具有面对着排气道(3)上游的前端，并用于捕获排气道(3)中排气内的微粒，用再生装置通过燃烧滤清器(4)中捕获的微粒来再生滤清器(4)，所述再生方法包括：
检测由滤清器(4)引起的排气道(3)中的排气的压力损失；
根据上述压力损失计算出沉积在滤清器(4)上的第一微粒沉积量(S33)；
根据不同于上述压力损失的一个参数计算出沉积在滤清器(4)上的第二微粒沉积量(S34)；
根据所述第一微粒沉积量和所述第二微粒沉积量确定是否发生了前端的微粒阻塞(S36，S43)；和
当已发生前端的微粒阻塞时，控制再生装置再生滤清器(4)，
其中，所述方法还包括：每隔预定时间间隔反复确定是否存在前端微粒阻塞，根据燃油喷射量和柴油发动机(1)的转速计算柴油发动机(1)的每个时间间隔的微粒排放量，并通过把柴油发动机(1)的每个时间间隔的微粒排放量加入到在前一确定中计算的第二微粒沉积量中，计算在当前确定中使用的第二微粒沉积量(S34)。
18. 按照权利要求17所述的再生方法，还包括：
计算第一微粒沉积量的增大率(S41)；
计算第二微粒沉积量的增大率(S42)；以及
当第一微粒沉积量的增大率大于第二微粒沉积量的增大率，并且第一微粒沉积量的增大率和第二微粒沉积量的增大率之间的差值等于或大于与增大率相关的预定确定值时(S43)，确定发生了前端的微粒阻塞。
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