CN100510336C - 内燃机的排气净化装置再生系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机的排气净化装置再生系统，其中提出了一种技术，该技术能够防止在用于通过供给燃料到排气净化装置来再生该排气净化装置的排气净化能力的再生控制的执行期间残留燃料量减少至过少量。该系统包括能够由驾驶员操作的用于向再生控制执行装置发送再生执行指令以执行再生控制的指令装置，以及用于通知驾驶员来通过该指令装置向再生控制执行装置发送再生执行指令的通知装置。由通知装置给出通知的时刻被控制成，在由所述通知装置向驾驶员给出通知从而通过所述指令装置向所述再生控制执行装置发送所述再生执行指令时，防止在响应于所述再生执行指令执行的所述再生控制的执行期间残留燃料量等于或低于规定残留量。

Description

内燃机的排气净化装置再生系统

技术领域

本发明涉及一种内燃机的排气净化装置再生系统，该系统用于通过供给燃料到排气净化装置——其净化从内燃机排出的排气——再生排气净化装置的排气净化能力。

背景技术

已知一种在内燃机的排气通路内设置排气净化装置从而净化从内燃机排出的排气的技术。这样的排气净化装置包括，例如，捕集排气中所包含的颗粒物质(下文中称为PM)的颗粒过滤器(下文中简称为过滤器)和当环境氛围是氧化氛围时吸藏排气中所包含的NOx并且当环境氛围是还原氛围时还原所吸藏的NOx的NOx吸藏还原催化剂(下文中简称为NOx催化剂)。

还已开发了一种当这样的排气净化装置的排气净化能力恶化时通过供给燃料到排气净化装置来再生其排气净化能力的技术。例如，日本专利申请未审定公报No.2003-155914公开了一种在车辆的驾驶室内设置再生按钮以使得能够任意地起动过滤器再生控制执行装置——其用于执行氧化并除去过滤器中堆积的PM的所谓的过滤器再生控制——的技术。日本专利申请未审定公报No.10-77826、日本专利公报No.3-9285及日本专利申请未审定公报No.2004-143987也公开了使用这种再生按钮来执行过滤器再生控制的技术。

发明内容

在用于再生诸如设置在内燃机的排气通路内的过滤器或NOx催化剂的排气净化装置的排气净化能力的再生控制中，有时会供给燃料到排气净化装置。在一些情况下，设置有用于向执行上述再生控制的再生控制执行装置发送再生执行指令的指令装置，再生控制在驾驶员操作该指令装置时执行。

当再生控制被执行时，燃料除了用于驱动内燃机外，还用于再生控制。因此，当再生控制被执行时，残留燃料量容易比通常运转时或再生控制没有执行时减少得更快。由于这个原因，当驾驶员通过指令装置向再生控制执行装置输入再生执行指令时，在再生控制响应于再生执行指令被执行时残留燃料量有可能减少至过分少的量。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种技术，使得在内燃机的排气净化装置再生系统中，能够防止在通过供给燃料到排气净化装置来再生该排气净化装置的排气净化能力的再生控制执行期间残留燃料量减少至过分少的量。

根据本发明，在通过供给燃料到排气净化装置来再生该排气净化装置的排气净化能力的再生控制执行期间，用于促使驾驶员执行再生控制的通知的发送时刻被控制成防止再生控制执行期间残留燃料量等于或小于规定残留量。

更具体地，根据本发明的内燃机的排气净化装置再生系统包括：

用于执行再生控制的再生控制执行装置，所述再生控制通过供给燃料到排气净化装置中来再生所述排气净化装置的排气净化能力，所述排气净化装置设置在所述内燃机的排气通路内用于净化排气；

能够由驾驶员操作的指令装置，所述指令装置向所述再生控制执行装置发送再生执行指令以使其执行所述再生控制；以及

通知装置，所述通知装置通知并促使驾驶员通过所述指令装置向所述再生控制执行装置发送所述再生执行指令，

其中由所述通知装置给出通知的时刻被控制成，在由所述通知装置向驾驶员给出通知从而通过所述指令装置向所述再生控制执行装置发送所述再生执行指令时，防止在响应于所述再生执行指令执行的所述再生控制的执行期间残留燃料量等于或低于规定残留量。

根据本发明，用于向再生控制执行装置发送再生执行指令的指令装置能够由驾驶员操作。另外，通知装置对于应当通过指令装置向再生控制执行装置发送再生执行指令给出通知，由此可以促使驾驶员起动再生控制。在通知装置给出通知时，当驾驶员操作指令装置向再生控制执行装置发送再生执行指令时，再生控制被执行。

从根据本发明的上述内容中可知，在通知装置给出通知时，再生控制的执行开始。因此，可以通过控制由通知装置给出通知的时刻来控制再生控制的执行时刻。

鉴于此，根据本发明，由通知装置给出通知的时刻被控制成使得再生控制执行期间残留燃料量不会变得等于或小于规定残留量。换句话说，由通知装置给出通知的时刻被控制成，即使当燃料由于再生控制的执行而被用于再生控制时，残留燃料量也不会变得等于或小于规定残留量。

这里，该规定残留量是大于阈值量的量，在该阈值量处能够判断为残留燃料量过少。该规定残留量是预先确定的值。

通过如上所述控制通知装置给出通知的时刻，能够防止再生控制——其通过供给燃料到排气净化装置来再生排气净化装置的排气净化能力——执行期间残留燃料量过少。

根据本发明的系统还可以包括用于估计再生用燃料量的再生用燃料量估计装置，所述再生用燃料量被限定为通过由所述再生控制执行装置执行所述再生控制使所述排气净化装置的排气净化能力再生至再生终止水平所需要的燃料量。在这种情况下，当所述残留燃料量小于所述再生用燃料量与所述规定残留量之和时，可以禁止由所述通知装置给出通知。

这里，再生终止水平是指再生控制的执行将被终止的水平。该再生终止水平可以是预先确定的值。再生燃料量估计装置可以假定再生控制执行期间内燃机的工作状态，并可以基于该工作状态来估计再生用燃料量。在响应于从指令装置向再生控制执行装置发送的再生执行指令而执行的再生控制只有当内燃机的工作状态为规定工作状态时才会执行的情况下，再生用燃料量估计装置可以基于所述规定工作状态来估计再生用燃料量。

如果当残留燃料量小于再生用燃料量与规定残留量之和时开始执行再生控制，则在排气净化装置的排气净化能力达到再生终止水平时残留燃料量有可能变得小于规定残留量。

鉴于此，如上所述，当残留燃料量小于再生用燃料量与规定残留量之和时，禁止由通知装置给出通知。这样，能够防止当残留燃料量小于再生用燃料量与规定残留量之和时从指令装置向再生控制执行装置发送再生执行指令，以及防止再生控制响应于该再生执行指令而被执行。因此，能够防止再生控制执行期间残留燃料量变得过少。

当在内燃机1的工作状态处于怠速状态时再生控制被执行时，再生用燃料量为最大值。鉴于此，在上述情况下，可以在假定在再生控制执行期间内燃机的工作状态处于怠速状态的前提下来估计再生用燃料量。这样，在残留燃料量较多的状态下，禁止由通知装置给出通知。因此，能够更可靠地防止在再生控制执行期间残留燃料量变得过少。

根据本发明，在排气净化装置的排气净化能力降低至通知开始水平或低于通知开始水平时，如果残留燃料量大于由再生用燃料量估计装置所估计的再生用燃料量与规定残留量之和，则可以由通知装置开始给出通知。

这里，所述通知开始水平是高于排气净化装置的排气净化能力的容许范围内的下限水平的水平。该通知开始水平是预先确定的水平。

当在残留燃料量等于或大于再生用燃料量与规定残留量之和时开始执行再生控制时，可以判断出在过滤器再生控制执行完成后等于或大于规定残留量的燃料残留的可能性很高。

根据上述特征，当残留燃料量等于或大于再生用燃料量与规定残留量之和时，可以促使驾驶员开始执行再生控制。

根据本发明的系统还可以设有自动开始装置，在所述排气净化装置的排气净化能力降低至自动再生开始水平时，如果所述内燃机的工作状态为自动再生可行工作状态，则即使没有来自所述指令装置的再生执行指令，该自动开始装置也能够通过所述再生控制执行装置开始执行再生控制。

这里，所述自动再生开始水平是高于所述通知开始水平的水平。该自动再生开始水平是预先确定的水平。所述自动再生可行工作状态是能够通过自动开始装置开始再生控制的工作状态。该自动再生可行工作状态是预先确定的状态。

在设有自动开始装置的情况下，如果内燃机的工作状态是自动再生可行工作状态，则在排气净化装置的排气净化能力降至通知开始水平之前，当排气净化装置的排气净化能力达到自动再生开始水平时再生控制自动开始。但是，如果排气净化装置的排气净化能力达到自动再生开始水平时内燃机的工作状态不是自动再生可行工作状态，则不通过自动开始装置开始再生控制，从而所述排气净化装置的排气净化能力将进一步降低。

鉴于此，根据本发明，在所述排气净化装置的排气净化能力高于所述通知开始水平且低于所述自动再生开始水平时，当所述残留燃料量变得等于由所述再生用燃料估计装置所估计的所述再生用燃料量与所述规定残留量之和再加上预定量而得到的量时，也可以由所述通知装置开始给出通知。

在有些情况下，当残留燃料量减少至某种程度时，在排气净化装置的排气净化能力在变得低于自动再生开始水平后变得等于通知开始水平时，残留燃料量可能会变得等于再生用燃料量与规定残留量之和。但是，如上所述，如果在残留燃料量变得等于再生用燃料量与规定残留量之和之后，即在残留燃料量变得小于再生用燃料量与规定残留量之和之后开始执行再生控制，则手动再生控制执行结束时残留燃料量可能会变得等于或小于规定残留量。

鉴于此，如上所述，即使排气净化装置的排气净化能力尚未降至通知开始水平，当在排气净化装置的排气净化能力低于自动再生开始水平时残留燃料量等于由再生用燃料量与规定残留量之和加上预定量而得到的量时，通知装置开始给出通知。

这里，所述预定量是预先确定的量。作为从通知装置开始给出通知时起到再生控制执行装置被供以再生执行指令而开始执行再生控制为止内燃机运转所消耗的燃料量与恢复再生控制期间排气净化装置的排气净化能力的下降所需要的燃料量之和，该预定量可以被认为是充分大的量。通过上述特征，当残留燃料量等于或大于再生用燃料量与规定残留量之和时，可以促使驾驶员开始执行再生控制。

根据本发明，所述再生终止水平可以被设定为再生完成水平，该再生完成水平用作能够判断为所述排气净化装置的排气净化能力的再生已经实质上完成的阈值。

这里，所述再生完成水平可以是预先确定的值。该再生完成水平可以被设定为在该水平下能够判断为即使继续再生控制排气净化装置的排气净化能力也将不会进一步被再生。

根据本发明，在还设有用于估计残留量水平下降量——该残留量水平下降量被定义为由于用等于规定残留量与预定量之和的燃料量来驱动所述内燃机而导致的排气净化装置的排气净化能力的水平的下降量——的残留量水平下降量估计装置时，所述再生终止水平可以被设定为比所述自动再生开始水平高出所述残留量水平下降量的水平。

即使在当残留燃料量变得等于由再生用燃料量与规定残留量之和另外加上预定量而得到的量时由通知装置给出通知并且随后再生控制被执行的情况下，在某些情况下也可以在再生控制执行终止后用残留的燃料继续驱动内燃机。在这种情况下，排气净化装置的排气净化能力在内燃机继续运转时将再度降低。

在当通知装置在上述定时开始给出通知时开始执行再生控制的情况下，再生控制执行终止时的燃料残留量将等于规定残留量与预定量之和。换句话说，等于规定残留量与预定量之和的燃料量是再生控制执行终止时的残留燃料量的最大量。与此相关的，所述残留量水平下降量是用等于规定残留量与预定量之和的燃料量来驱动内燃机而导致的排气净化装置的排气净化能力的水平的下降量。

综上所述，在再生终止水平被设定为比自动再生开始水平高出残留量水平下降量的水平的情况下，如果在再生控制终止后内燃机的运转继续，则残留燃料量在排气净化装置的排气净化能力再度降至自动再生开始水平之前将变为零。因此，在再生终止水平被设定为比自动再生开始水平高出残留量水平下降量的水平时，很可能在再生控制执行终止后，在排气净化装置的排气净化能力降至自动再生开始水平之前加注燃料。

当内燃机在加注燃料后工作时排气净化装置的排气净化能力进一步降低，其中，排气净化装置的排气净化能力在降至通知开始水平前达到自动再生开始水平。如果在排气净化装置的排气净化能力达到自动再生开始水平时内燃机的工作状态是自动再生可行工作状态，则再生控制通过自动开始装置自动执行。

从而，通过上述特征，在与由通知装置给出通知相关的再生控制执行后的短时间内，将防止通知装置再次开始给出通知。

根据本发明，在设有用于预测在内燃机运转时由所述通知装置给出通知的频度的预测装置的情况下，当由所述预测装置所预测的由所述通知装置给出通知的频度等于或高于规定频度时，所述再生终止水平可以被设定为再生完成水平，而当由预测装置所预测的通知装置给出通知的频度低于规定频度时，所述再生终止水平可以被设定为比自动再生开始水平高出所述残留量水平下降量的水平。

这里，所述规定频度是预先确定的频度。该规定频度可以被设定为能够判断为通知装置给出通知的频度过高的阈值频度。

如果在再生控制执行终止后排气净化装置的排气净化能力再度降低，则排气净化装置的排气净化能力在降至通知开始水平之前达到自动再生开始水平，而与再生终止水平被设定为再生完成水平还是比自动再生开始水平高出残留量水平下降量的水平无关。

但是，如果排气净化装置的排气净化能力达到自动再生开始水平时内燃机的工作状态不是自动再生可行工作状态，则此时不开始执行再生控制。因此，排气净化装置的排气净化能力将进一步降低。

这里，与再生终止水平被设定为再生完成水平的情况相比，在再生终止水平被设定为比自动再生开始水平高出残留量水平下降量的水平的情况下，再生控制执行终止时排气净化装置的排气净化能力较低。从而，在上述情况下，当再生终止水平被设定为比自动再生开始水平高出残留量水平下降量的水平时，与再生终止水平被设定为再生完成水平的情况相比，排气净化装置的排气净化能力将更早地降至通知开始水平。因此，通知装置给出通知的频度有可能变得较高。

鉴于此，如上所述，当通过预测装置所预测的通知装置给出通知的频度等于或高于规定频度时，再生终止水平被设定为再生完成水平。通过该特征，可以使通知装置给出通知的频度降低。

另一方面，在再生终止水平被设定为比自动再生开始水平高出残留量水平下降量的水平时，与再生终止水平被设定为再生完成水平的情况相比，再生控制将更早地结束。因此，能够缩短一次再生控制所花费的时间。

如上所述，当排气净化装置的排气净化能力达到自动再生开始水平时是否由自动再生开始装置开始再生控制，取决于当时内燃机的工作状态。因此，低至通知开始水平的排气净化装置的排气净化能力的下降频度或通知装置给出通知的频度根据内燃机的工作状态而变化。从而，可以通过基于内燃机的工作经历等预测内燃机的工作状态，来预测通知装置给出通知的频度。

根据本发明，所述排气净化装置可以具有用于捕集排气中所包含的PM的过滤器。在这种情况下，排气净化装置的排气净化能力的水平随着过滤器的PM堆积量的增加而降低。因此，由再生控制执行装置所执行的再生控制可以是用于氧化并除去过滤器中堆积的PM的过滤器再生控制。在这种情况下，当过滤器的PM堆积量降低至再生终止堆积量时，可以判断为排气净化装置的排气净化能力已经被再生至达到再生终止水平。另外，由再生用燃料量估计装置所估计的再生用燃料量可以是使过滤器的PM堆积量降低至再生终止堆积量所需要的燃料量。

在上述情况下，当过滤器的PM堆积量增加至通知开始堆积量或大于通知开始堆积量时，可以判断为排气净化装置的排气净化能力已经降低至通知开始水平或低于通知开始水平。此外，当过滤器的PM堆积量增加至自动再生开始堆积量或大于自动再生开始堆积量时，可以判断为排气净化装置的排气能力已经降低至自动再生开始水平或低于自动再生开始水平。

根据本发明，所述排气净化装置可以具有NOx催化剂。在这种情况下，排气净化装置的排气净化能力的水平随着NOx催化剂所吸藏的SOx的增加而降低。因此，由再生控制执行装置所执行的再生控制可以是用于减少NOx催化剂的SOx吸藏量的SOx中毒再生控制。在这种情况下，当NOx催化剂的SOx吸藏量降低至再生终止吸藏量时，可以判断为排气净化装置的排气净化能力已经被再生至达到再生终止水平。另外，由再生用燃料量估计装置所估计的再生用燃料量可以是使NOx催化剂的SOx吸藏量减少至再生终止吸藏量所需要的燃料量。

在上述情况下，当NOx催化剂的SOx吸藏量增加至通知开始吸藏量或大于通知开始吸藏量时，可以判断为排气净化装置的排气净化能力已降低至通知开始水平或低于通知开始水平。另外，当NOx催化剂的SOx吸藏量增加至自动再生开始吸藏量时，可以判断为排气净化装置的排气净化能力已降低至自动再生开始水平。

根据本发明，所述指令装置可以是设置在搭载有所述内燃机的车辆中的再生执行开关。在这种情况下，在打开所述再生执行开关时所述再生执行指令被发送至再生控制执行装置。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的内燃机的进排气系统及燃料系统的总体结构。

图2是根据本发明的实施例1的再生通知灯开启控制的控制例程的流程图。

图3是根据本发明的实施例2的再生通知灯开启控制的控制例程的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图说明根据本发明的内燃机的排气净化装置再生系统的具体实施例。

(实施例1)

<内燃机的进排气系统及燃料系统的总体结构>

这里，本发明将以本发明应用于车辆驱动用柴油机的情况作为例子进行说明。图1示出了根据该实施例的内燃机的进排气系统及燃料系统的总体结构。

内燃机1是用于驱动车辆的柴油机。在内燃机1上连接有进气通路4和排气通路2。在排气通路2内设有氧化催化剂6。在氧化催化剂6下游的排气通路2内设有用于捕集排气中所包含的PM的过滤器3。过滤器3上载持有NOx催化剂。在本实施例中，氧化催化剂6和过滤器3构成根据本发明的排气净化装置。

在氧化催化剂6上游的排气通路2内设有用于添加燃料到排气中的燃料添加阀5。在排气通路2内还设有压力差传感器9，其输出表示氧化催化剂6下游且过滤器3上游的排气通路2内的压力与过滤器3下游的排气通路2内的压力之差的电信号。此外，在过滤器3下游的排气通路2内设有排气温度传感器7，其输出表示在排气通路2内流动的排气的温度的电信号。

在存储待供给到内燃机1的燃料喷射阀和燃料添加阀5的燃料的燃料箱12内，设有输出表示燃料液位的电信号的浮子传感器13。

具有上述结构的内燃机1附有控制内燃机1的电子控制单元(ECU)10。ECU 10是用于根据内燃机1的工作状况和驾驶员的要求控制内燃机1的工作状态的单元。ECU 10与诸如压力差传感器9、排气温度传感器7以及浮子传感器13的各种传感器电气地连接。这些传感器的输出信号被输入到ECU 10中。ECU 10基于压力差传感器9的输出值估计过滤器3的PM堆积量。ECU 10还基于排气温度传感器7的输出值估计过滤器3的温度。ECU 10还基于浮子传感器13的输出值估计残留燃料量。此外，ECU 10与内燃机1的燃料添加阀5和燃料喷射阀电气地连接，这些阀受ECU 10控制。在根据本实施例的内燃机1搭载于其上的车辆的驾驶室内，设有燃料警告灯11、再生开关14以及再生通知灯15，它们与ECU 10电气地连接。

当燃料箱12内的残留燃料量等于或小于规定残留量时，通过ECU 10发出的信号开启燃料警告灯11。这里，所述规定残留量是能够判断为残留燃料量过少的阈值量。该规定残留量是预先确定的值。

再生开关14至少可以由驾驶员操作，当该再生开关打开时，用于执行过滤器再生控制的再生执行指令被发送至ECU 10，所述过滤器再生控制将在下文说明。再生通知灯15开启是为了给出通知以促使驾驶员打开再生开关14。该再生通知灯15通过ECU 10发出的信号开启。在本实施例中，再生开关14相当于根据本发明的指令装置，再生通知灯15相当于根据本发明的通知装置。

<过滤器再生控制>

当过滤器3的PM堆积量过大时，过滤器3的PM捕集能力恶化。这导致过滤器3的排气净化能力恶化。此外，当过滤器3的PM堆积量过大时，存在过滤器3上游的排气通路2内的压力增加可能过度影响内燃机1的工作状态的危险。鉴于此，根据本实施例，执行过滤器再生控制从而氧化并除去过滤器3内堆积的PM。

通过由燃料添加阀5添加燃料到排气中，由此供给燃料到氧化催化剂6和过滤器3中，执行根据本实施例的过滤器再生控制。所供给的燃料被氧化催化剂6或过滤器3上载持的NOx催化剂氧化。由此产生的氧化热将过滤器3的温度升高至目标温度，从而堆积的PM被氧化并除去。这里，目标温度是过滤器3内堆积的PM能够通过氧化被除去同时能够防止过滤器3过度升温的温度。

根据本实施例的过滤器再生控制在过滤器3的PM堆积量通过执行过滤器再生控制而减少至再生终止堆积量时终止执行。

在过滤器再生控制中，可以通过在内燃机1中执行副燃料喷射燃料代替通过燃料添加阀5添加燃料来供给燃料到氧化催化剂6和过滤器3。本实施例中的再生终止堆积量可以是能够判断为过滤器3内PM的除去已经实质上完成的预定量。

<自动再生控制和手动再生控制>

在本实施例中，当在过滤器3的PM堆积量增加至自动再生开始堆积量时内燃机1的工作状态为自动再生可行工作状态时，通过ECU 10自动地开始执行过滤器再生控制。以下，以这种方式自动地开始的过滤器再生控制被称为自动再生控制。

这里，所述自动再生开始堆积量是预先确定的量，其小于过滤器3的PM堆积量的容许范围的上限值。所述自动再生可行工作状态是指能够由ECU 10开始执行自动再生控制的预定工作状态。

然而，即使过滤器3的PM堆积量达到自动再生开始堆积量，在内燃机1的工作状态不是自动再生可行工作状态的情况下也不能执行自动再生控制。在这种情况下，过滤器3的PM堆积量将进一步增加。

鉴于此，在本实施例中，还可以在驾驶员打开再生开关14时起动过滤器再生控制。当再生开关14打开时，再生执行指令被发送至ECU 10。响应于该再生执行指令，ECU 10开始执行过滤器再生控制。以下，通过打开再生开关14而开始的过滤器再生控制被称为手动再生控制。

综上所述，根据本实施例，即使当过滤器3的PM堆积量大于自动再生开始堆积量时，也能够通过执行手动再生控制来氧化并除去过滤器3内堆积的PM。

在本实施例中，当内燃机1的工作状态处于怠速状态时执行手动再生控制。换句话说，当执行手动再生控制时，驾驶员应当首先使内燃机1的工作状态为怠速，然后打开再生开关14。

自动再生控制的情况与手动再生控制的情况下过滤器再生控制执行开始时过滤器3的PM堆积量不同。因此，优选设定不同的目标温度。在手动再生控制的情况下，由于执行开始时刻过滤器3的PM堆积量随着执行开始时刻的不同而变化，所以可以根据执行开始时刻的PM堆积量来改变目标温度。

<再生通知灯开启控制>

在本实施例中，再生通知灯15被开启以促使驾驶员起动手动再生控制。具体地，当过滤器3的PM堆积量大于自动再生开始堆积量时，ECU10开启再生通知灯15以促使驾驶员通过打开再生开关14来起动手动再生控制。

但是，如果在残留燃料量不充足时开始执行手动再生控制，则存在手动再生控制执行期间燃料残留量降低至等于或小于规定残留量并且燃料警告灯11将被开启的危险。

鉴于此，在本实施例中，执行用于控制再生通知灯15的开启时刻的再生通知灯开启控制，使得手动再生控制执行期间残留燃料量不会变得等于或小于规定残留量。

在本实施例中，手动再生控制在再生通知灯15开始开启后执行。因此，通过控制再生通知灯15的开启时刻，手动再生控制的执行时刻可以被控制成不会引起手动再生控制执行期间残留燃料量降低至等于或小于规定残留量的时刻。

以下将参照图2中的流程图来说明根据本实施例的再生通知灯开启控制的控制例程。本例程被预先存储在ECU 10中并在内燃机运转时以规定时间间隔执行。

在本例程中，首先在步骤S101中，ECU 10判断过滤器3的PM堆积量是否等于或大于通知开始堆积量Qpma。这里，通知开始堆积量Qpma是一个大于自动再生开始堆积量Qpmb且小于过滤器3的PM堆积量的容许范围上限的量。通知开始堆积量Qpma和自动再生开始堆积量Qpmb一样，也是预先确定的量。如果步骤S101中的判断结果是肯定的，则ECU 10的处理进行至步骤S102；而如果该判断结果是否定的，则ECU 10暂时终止本例程的执行。

在步骤S102中，ECU 10基于当前的PM堆积量Qpm计算出再生用燃料量Qfr。再生用燃料量Qfr是手动再生控制被执行时将PM堆积量减少至再生终止堆积量Qpme所需要的燃料量，即手动再生控制中所需要的燃料量。在本实施例中，如上所述，手动再生控制执行期间内燃机1的工作状态处于怠速状态。因此，再生用燃料量Qfr被计算为在怠速状态下过滤器再生控制执行期间将PM堆积量Qpm减少至再生终止堆积量Qpme所需要的燃料量。

然后，ECU 10的处理进行至步骤S103，在该步骤S103，ECU 10判断残留燃料量是否等于或大于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和。如果步骤S103中的判断结果是肯定的，则ECU 10的处理进行至步骤S104；而如果该判断结果是否定的，则ECU 10的处理进行至步骤S105。

在步骤S104中，ECU 10开启再生通知灯15，之后暂时终止本例程的执行。

另一方面，在步骤S105中，ECU 10禁止开启再生通知灯15，之后暂时终止本例程的执行。

如果在残留燃料量Qfuel小于再生用燃料量Qfr与前述规定残留量Qfp之和时开始执行手动再生控制，则有可能在直至PM堆积量Qpm减少至再生终止堆积量Qpme期间，残留燃料量Qfuel变得小于规定残留量Qfp。

根据上述控制例程，当残留燃料量Qfuel小于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和时，禁止开启再生通知灯15。这使得能够在残留燃料量Qfuel小于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和时防止手动再生控制的执行。这样，能够防止手动再生控制执行期间残留燃料量Qfuel变得小于规定残留量Qfp以及燃料警告灯11被开启。

根据上述例程，当过滤器3的PM堆积量Qpm增加至等于或大于通知开始堆积量Qpma时，如果残留燃料量大于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和，换句话说，如果能够判断出即使在过滤器再生控制中使用了燃料在该过滤器再生控制执行完成之后残留燃料量等于或大于规定残留量Qfp的可能性仍很大，则再生通知灯15被开启。这使得能够在残留燃料量Qfuel大于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和时促使驾驶员开始执行手动再生控制。

在本实施例中，当驾驶员打开再生开关14时手动再生控制被执行。因此，存在即使再生通知灯15已经开启内燃机1也继续运转而不执行手动再生控制的情况。在这种情况下，根据上述例程，当在再生通知灯15开始开启后内燃机1继续运转时残留燃料量Qfuel变得小于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和时，再生通知灯15的开启被禁止。换句话说，已经被开启的再生通知灯15被关闭。

在再生通知灯15的开启被禁止后，如果加注燃料使得残留燃料量Qfuel大于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和，则再生通知灯15开启。

在本实施例中，在再生通知灯15的开启已经开始之后，当再生开关14打开时，即手动再生控制的执行开始时，再生通知灯15的开启可以停止。

(实施例2)

根据本实施例的内燃机的进排气系统及燃料系统与上述实施例1中相同，将省略其说明。

在本实施例中，与实施例1同样，过滤器再生控制也以自动再生控制或手动再生控制的形式执行。也执行与实施例1中同样的再生通知灯开启控制。

<第二再生通知灯开启控制>

在本实施例中，与实施例1中同样的再生通知灯开启控制将被称为第一再生通知灯开启控制。在本实施例中，除了第一再生通知灯开启控制外，还执行第二再生通知灯开启控制。以下将说明根据本实施例的第二再生通知灯开启控制。

在根据本实施例的第二再生通知灯开启控制中，当在过滤器3的PM堆积量小于通知开始堆积量而大于自动再生开始堆积量时残留燃料量变得等于再生用燃料量与规定燃料量之和再加上预定量而得到的量时，再生通知灯15的开启开始。

当残留燃料量已减少至一定程度时，在某些情况下，在直至过滤器3的PM堆积量在其已经大于自动再生开始堆积量之后达到通知开始堆积量期间，残留燃料量可能会变得等于再生用燃料量与规定残留量之和。但是，如上所述，如果在残留燃料量变得等于再生用燃料量与规定残留量之和的时刻之后，即在残留燃料量变得小于再生用燃料量与规定残留量之和之后，手动再生控制的执行开始，则有可能在直至手动再生控制执行结束期间，残留燃料量变得等于或小于规定残留量。

鉴于此，如上所述在本实施例中，即使过滤器3的PM堆积量尚未达到通知开始堆积量，当在过滤器3的PM堆积量大于自动再生开始堆积量时残留燃料量变得等于再生用燃料量与规定燃料量之和再加上预定量而得到的量时，再生通知灯15的开启开始。

这里，所述预定量是预先确定的量。该预定量可以是被认为作为在从再生通知灯15的开启开始起到手动再生控制的执行通过打开再生开关14开始为止期间内驱动内燃机1所消耗的燃料量与通过过滤器再生控制氧化并除去在该期间内将会进一步堆积在过滤器3内的PM量之和而足够大的量。在这种情况下，该预定量也可以例如通过实验等预先确定。

通过上述特征，当残留燃料量等于或大于再生用燃料量与规定残留量之和时，可以促使驾驶员起动手动再生控制的执行。如果在残留燃料量等于或大于再生用燃料量与规定残留量之和时手动再生控制的执行开始，则能够防止手动再生控制执行期间残留燃料量减少至规定残留量或低于规定残留量。

<再生终止堆积量的设定>

在本实施例中，过滤器再生控制也在过滤器3的PM堆积量减少至再生终止堆积量的时刻终止。在本实施例中，再生终止堆积量被设定为再生完成堆积量或稍后将说明的减算堆积量。

所述再生完成堆积量是能够判断为过滤器3中PM的除去已经实质上完成的阈值量。该再生完成堆积量是预先确定的量。

这里，当用等于规定残留量与预定量之和的燃料量来驱动内燃机1时过滤器3的PM堆积量将被称为残留量堆积量。在本实施例中，通过从自动再生开始堆积量中减去所述残留量堆积量而得到的PM堆积量将被称为减算堆积量。

由于规定残留量与预定量是预先确定的量，因此可以估计所述残留量堆积量。此外，由于自动再生开始堆积量也是预先确定的量，因此可以估计所述减算堆积量。在本实施例中，减算堆积量大于再生完成堆积量。

接下来将说明在再生终止堆积量被设定为减算堆积量的条件下计算再生用燃料量并且当燃料残留量变得等于该再生用燃料量与规定残留量之和再加上预定量而得到的量时再生通知灯15开始开启的情况。

在根据上述定时开始开启再生通知灯15时开始执行手动再生控制的情况下，手动再生控制的执行终止时的残留燃料量将等于规定残留量与预定量之和。因此，等于规定残留量与预定量之和的燃料量是手动再生控制的执行终止时残留燃料量的最大值。如上所述，残留量堆积量是当用等于规定残留量与预定量之和的燃料量驱动内燃机1时堆积在过滤器3内的PM的量。

综上所述，在再生终止堆积量被设定为减算堆积量——其被定义为从自动再生开始堆积量中减去残留量堆积量而得到的堆积量——的情况下，如果在手动再生控制执行终止后内燃机1的运转继续，则在PM堆积量再度增加至自动再生开始堆积量之前残留燃料量变为零。因此，在再生终止堆积量被设定为减算堆积量的情况下，很有可能在手动再生控制的执行终止之后，在PM堆积量增加至自动再生开始堆积量之前加注燃料。

过滤器3的PM堆积量随着加注燃料后内燃机1的运转而进一步增加，PM堆积量在增加至通知开始堆积量之前达到自动再生开始堆积量。如果在PM堆积量达到自动再生开始堆积量时内燃机1的工作状态为自动再生可行工作状态，则过滤器再生控制作为自动再生控制自动地执行。

因此，在再生终止堆积量被设定为减算堆积量的情况下，防止在响应于再生通知灯15的开启而由驾驶员执行手动再生控制之后的短时间内再生通知灯15的开启再度开始。

这里，将说明根据本实施例的一种再生终止堆积量的设定方法。在本实施例中，根据内燃机1工作期间再生通知灯15的开启频度，确定将再生终止堆积量设定为再生完成堆积量还是减算堆积量。

在过滤器3的PM堆积量达到自动再生开始堆积量时是否开始执行自动再生控制，取决于当时内燃机1的工作状态。如上所述，在自动再生控制尚未执行的情况下，PM堆积量增加至通知开始堆积量。因此，PM堆积量增加至通知开始堆积量的频度或再生通知灯15的开启频度取决于内燃机1的工作状态而变化。鉴于此，在本实施例中，ECU 10通过基于内燃机1的工作历程等来预测内燃机1的工作状态，从而预测再生通知灯15的开启频度。

在本实施例中，如果再生通知灯15的开启频度等于或高于规定频度，则再生终止堆积量被设定为再生完成堆积量，而如果再生通知灯15的开启频度低于规定频度，则再生终止堆积量被设定为减算堆积量。

这里，所述规定频度是预先确定的频度，其用作能够判断为再生通知灯15的开启频度过高的阈值。

如果在手动再生控制执行完成后过滤器3的PM堆积量再度增加，则无论再生终止堆积量被设定为再生完成堆积量还是减算堆积量，PM堆积量在增加至通知开始堆积量之前达到自动再生开始堆积量。

但是，如果在PM堆积量达到自动再生开始堆积量时内燃机1的工作状态不是自动再生可行工作状态，则那一时刻将不会开始执行自动再生控制。因此，PM堆积量将进一步增加。

这里，与再生终止堆积量被设定为再生完成堆积量的情况相比，在再生终止堆积量被设定为减算堆积量的情况下手动再生控制执行终止时的PM堆积量较小。因此，在再生终止堆积量被设定为减算堆积量的情况下，如上所述自动再生控制尚未执行时，与再生终止堆积量被设定为再生完成堆积量的情况相比，PM堆积量将更早地增加至通知开始堆积量。结果，再生通知灯15的开启频度可能会较高。

鉴于此，如上所述，当再生通知灯15的开启频度高于规定频度时，将再生终止堆积量设定为再生完成堆积量。这使得能够令再生通知灯15的开启频度降低。

另一方面，在再生终止堆积量被设定为减算堆积量的情况下，与再生终止堆积量被设定为再生完成堆积量的情况相比，手动再生控制更早地终止。这意味着可以缩短一次手动再生控制所花费的时间。

<第二再生通知灯开启控制的控制例程>

接下来将参照图3中的流程图来说明根据本实施例的第二再生通知灯开启控制的控制例程。和图2中所示的第一再生通知灯开启控制的控制例程一样，本例程也被预先存储在ECU 10中并在内燃机1运行时以规定时间间隔执行。

在本例程中，首先在步骤S201中，ECU 10判断过滤器3的PM堆积量是否大于自动再生开始堆积量Qpmb。如果步骤S201中的判断结果是肯定的，则ECU 10的处理进行至步骤S202；如果该判断结果是否定的，则ECU 10暂时终止本例程的执行。

在步骤S202中，ECU 10判断所估计的再生通知灯15的开启频度Fr是否等于或大于规定频度Fp。如果步骤S202中的判断结果是肯定的，则ECU 10的处理进行至步骤S203；如果该判断结果是否定的，则ECU 10的处理进行至步骤S207。

在步骤S203中，ECU 10设定再生终止堆积量Qpme为再生完成堆积量Qpmc。

然后，ECU 10的处理进行至步骤S204，在该步骤S204，ECU 10基于当前PM堆积量Qpm和再生完成堆积量Qpmc来计算再生用燃料量Qfr。在该步骤中，ECU 10将再生用燃料量Qfr计算为，在内燃机1的工作状态处于怠速状态时将PM堆积量Qpm减少至再生完成堆积量Qpmc所需要的燃料量。

然后，ECU 10的处理进行至步骤S205，在该步骤S205，ECU 10判断残留燃料量Qfuel是否等于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和再加上预定量Qfd而得到的量。如果步骤S205中的判断结果是肯定的，则ECU 10进行至步骤S206；如果该判断结果是否定的，则ECU 10暂时终止本例程的执行。

在步骤S206中，ECU 10开始开启再生通知灯15，随后暂时终止本例程的执行。

另一方面，在步骤S207中，ECU 10基于规定残留量Qfp与预定量Qfd之和来估计残留量堆积量Qpmz。

之后，ECU 10的处理进行至步骤S208，在该步骤S208，ECU 10通过从自动再生开始堆积量Qpmb中减去残留量堆积量Qpmz来计算减算堆积量Qpmy。

然后，ECU 10的处理进行至步骤S209，在该步骤S209，ECU 10设定再生终止堆积量Qpme为减算堆积量Qpmy。

接着，ECU 10的处理进行至步骤S210，在该步骤S210，ECU 10基于当前的PM堆积量Qpm和减算堆积量Qpmy来计算再生用燃料量Qfr。在该步骤中，与上述情况相同，ECU 10将再生用燃料量Qfr计算为，在内燃机的工作状态处于怠速状态时将PM堆积量Qpm减少至减算堆积量Qpmy所需要的燃料量。在计算出再生用燃料量Qfr后，ECU 10的处理进行至步骤S205。

根据上述控制例程，当在过滤器3的PM堆积量大于自动再生开始堆积量Qpmb时残留燃料量Qfuel变得等于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和再加上预定量Qfd时，即使过滤器3的PM堆积量Qpm尚未达到通知开始堆积量，也开始开启再生通知灯15。因此，当残留燃料量Qfuel等于或大于再生用燃料量Qfr与规定残留量Qfp之和时，可以促使驾驶员开始执行手动再生控制。

在再生通知灯15的开启频度Fr等于或高于规定频度Fp的情况下，再生终止堆积量Qpme被设定为再生完成堆积量Qpmc。这使得能够降低再生通知灯15的开启频度。另一方面，在再生通知灯15的开启频度Fr低于规定频度Fp的情况下，再生终止堆积量Qpme被设定为减算堆积量Qpmy。这使得能够进一步缩短一次手动再生控制所花费的时间。

同样在由上述第二再生通知灯开启控制开始开启再生通知灯15的情况下，当再生开关14打开时，即手动再生控制的执行开始时，再生通知灯15的开启可以停止。

同样在根据第一再生通知灯开启控制当过滤器3的PM堆积量变得等于或大于通知开始堆积量时开启再生通知灯3并相应于此执行手动再生控制的情况下，与上述第二再生通知灯开启控制相同，如果再生通知灯15的开启频度等于或高于规定频度则再生终止堆积量可以被设定为再生完成堆积量，而如果再生通知灯15的开启频度低于规定频度则再生终止堆积量可以被设定为小于自动再生开始堆积量而大于再生完成堆积量的量(例如，减算堆积量)。

在这种情况下，也能够得到与第二再生通知灯开启控制同样的效果。

尽管已参照实施例1和2说明了根据本发明的再生控制应用于过滤器再生控制的情况，但对于根据本发明的再生控制应用于SOx中毒再生控制——其用于还原并除去吸藏在过滤器3上载持的NOx催化剂中的SOx——的情况，类似的警告灯开启控制同样适用。

工业应用性

根据本发明，在内燃机的排气净化系统中，可以防止在用于通过供给燃料至排气净化装置来再生该排气净化装置的排气净化能力的再生控制执行期间残留燃料量变得过少。

Claims (10)

1.一种内燃机的排气净化装置再生系统，包括：

用于执行再生控制的再生控制执行装置，所述再生控制通过供给燃料到排气净化装置中来再生所述排气净化装置的排气净化能力，所述排气净化装置设置在所述内燃机的排气通路内用于净化排气；

能够由驾驶员操作的指令装置，所述指令装置向所述再生控制执行装置发送再生执行指令以使其执行所述再生控制；以及

通知装置，所述通知装置通知并促使驾驶员通过所述指令装置向所述再生控制执行装置发送所述再生执行指令，

其中由所述通知装置给出通知的时刻被控制成，在由所述通知装置向驾驶员给出通知从而通过所述指令装置向所述再生控制执行装置发送所述再生执行指令时，防止在响应于所述再生执行指令执行的所述再生控制的执行期间残留燃料量等于或低于规定残留量。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置再生系统，还包括：

用于估计再生用燃料量的再生用燃料量估计装置，所述再生用燃料量被限定为通过由所述再生控制执行装置执行所述再生控制使所述排气净化装置的排气净化能力再生至再生终止水平所需要的燃料量，

其中，当所述残留燃料量小于由所述再生用燃料量估计装置所估计的所述再生用燃料量与所述规定量之和时，禁止由所述通知装置给出通知。

3.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置再生系统，在所述排气净化装置的排气净化能力降低至通知开始水平或低于通知开始水平时，如果所述残留燃料量大于由所述再生用燃料量估计装置所估计的所述再生用燃料量与所述规定残留量之和，则由所述通知装置开始给出通知。

4.根据权利要求3所述的内燃机的排气净化装置再生系统，还包括：

自动开始装置，在所述排气净化装置的排气净化能力降低至高于所述通知开始水平的自动再生开始水平时，如果所述内燃机的工作状态为自动再生可行工作状态，则即使没有来自所述指令装置的再生执行指令，所述自动开始装置也能够通过所述再生控制执行装置开始执行所述再生控制，

其中，在所述排气净化装置的排气净化能力高于所述通知开始水平且低于所述自动再生开始水平时，当所述残留燃料量变得等于由所述再生用燃料估计装置所估计的所述再生用燃料量与所述规定残留量之和再加上预定量而得到的量时，也由所述通知装置开始给出通知。

5.根据权利要求4所述的内燃机的排气净化装置再生系统，其中，所述再生终止水平被设定为再生完成水平，所述再生完成水平用作能够判断为所述排气净化装置的排气净化能力的再生已经实质上完成的阈值。

6.根据权利要求4所述的内燃机的排气净化装置再生系统，还包括：

用于估计残留量水平下降量的残留量水平下降量估计装置，所述残留量水平下降量被定义为由于用等于所述规定残留量与所述预定量之和的燃料量来驱动所述内燃机而导致的所述排气净化装置的排气净化能力的水平的下降量，

其中，所述再生终止水平被设定为比所述自动再生开始水平高出由所述残留量水平下降量估计装置所估计的所述残留量水平下降量。

7.根据权利要求4所述的内燃机的排气净化装置再生系统，还包括：

用于预测在所述内燃机运转时由所述通知装置给出通知的频度的预测装置；以及

用于估计残留量水平下降量的残留量水平下降量估计装置，所述残留量水平下降量被定义为由于用等于所述规定残留量与所述预定量之和的燃料量来驱动所述内燃机而导致的所述排气净化装置的排气净化能力的水平的下降量，

其中，当由所述预测装置所预测的由所述通知装置给出通知的频度等于或高于规定频度时，所述再生终止水平被设定为再生完成水平，所述再生完成水平被用作能够判断为所述排气净化装置的排气净化能力的再生已经实质上完成的阈值，并且

当由所述预测装置所预测的由所述通知装置给出通知的频度低于所述规定频度时，所述再生终止水平被设定为比所述自动再生开始水平高出由所述残留量水平下降量估计装置所估计的所述残留量水平下降量的水平。

8.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置再生系统，

其中，所述排气净化装置具有用于捕集排气中的颗粒物质的颗粒过滤器，

由所述再生控制执行装置所执行的所述再生控制是用于氧化并除去堆积在所述颗粒过滤器内的颗粒物质的过滤器再生控制，并且

由所述再生用燃料量估计装置所估计的所述再生用燃料量是使所述颗粒过滤器内颗粒物质的堆积量减少至再生终止堆积量所需要的燃料量。

9.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置再生系统，

其中，所述排气净化装置具有NOx吸藏还原型催化剂，

由所述再生控制执行装置所执行的所述再生控制是用于还原所述NOx吸藏还原型催化剂内所吸藏的SOx的SOx中毒再生控制，并且

由所述再生用燃料量估计装置所估计的所述再生用燃料量是将所述NOx吸藏还原型催化剂内的SOx吸藏量减少至再生终止吸藏量所需要的燃料量。

10.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置再生系统，其中，所述再生用燃料量估计装置在假定在所述再生控制被执行时所述内燃机的工作状态处于怠速状态的条件下来估计所述再生用燃料量。

Images