CN101868607A - 用于内燃机的控制装置 - Google Patents

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CN101868607A CN200880116866A CN200880116866A CN101868607A CN 101868607 A CN101868607 A CN 101868607A CN 200880116866 A CN200880116866 A CN 200880116866A CN 200880116866 A CN200880116866 A CN 200880116866A CN 101868607 A CN101868607 A CN 101868607A
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Abstract

内燃机(10)的排气通路(12)设置有能够净化排气的上游侧三元催化剂(16)和用于捕集排气中所含的颗粒物质PM的颗粒过滤器(PM过滤器)(18)。在冷启动时为了主要使上游侧三元催化剂(16)预热的目的而执行催化剂预热控制。在执行催化剂预热控制之后在冷启动时执行用于从过滤器(18)除去积聚在颗粒过滤器(18)上的颗粒物质PM的过滤器再生控制。

Description

用于内燃机的控制装置
技术领域
本发明总体上涉及用于内燃机的控制装置，更具体而言涉及这样一种用于内燃机的控制装置，该控制装置适合控制在排气通路中配设有能够净化排气的排气净化催化剂和用于捕集颗粒物质PM的颗粒过滤器的内燃机。
背景技术
例如，专利文献1公开了一种在排气通路中配设有柴油机烟尘净化装置(氧化催化剂和颗粒过滤器)的柴油发动机。为了防止在发动机启动之后的初期阶段柴油机烟尘净化装置的温度过度升高，该常规柴油发动机设计成在发动机启动之后的预定时间内禁止执行颗粒过滤器的再生。
包括上述文献在内，申请人已知以下文献为本发明的相关技术。
[专利文献1]日本专利申请公报特开2006-97623
[专利文献2]日本专利申请公报特开平4-175415
发明内容
[本发明要解决的问题]
对于在排气通路中配设有能够净化诸如HC和NOx之类的排气排放物的排气净化催化剂以及用于捕集和除去颗粒物质PM的颗粒过滤器的内燃机存在以下要求。也就是说，存在为了减少排气排放物的目的而希望使排气净化催化剂迅速预热到一定的活性化温度的要求。此外，存在如下要求：在PM在冷启动时积聚在颗粒过滤器上之后，在开始通常运转时的空燃比控制之前从颗粒过滤器迅速除去尤其在冷启动时趋于大量排出的PM。
已作出本发明来解决上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种用于内燃机(例如在排气通路中配设有排气净化催化剂和颗粒过滤器的内燃机)的控制装置，该控制装置能够在迅速减少冷启动时的排气排放物的同时迅速除去在冷启动时积聚在颗粒过滤器上的颗粒物质PM。
[解决问题的手段]
通过一种用于内燃机的控制装置实现以上目的，该控制装置包括配置在所述内燃机的排气通路中并且能够净化排气的排气净化催化剂。还设置了颗粒过滤器，其配置在所述排气通路中并且用于捕集排气中所含的颗粒物质。还设置了再生控制执行装置，其用于执行使积聚了所述颗粒物质的所述颗粒过滤器再生的过滤器再生控制。还设置了预热控制执行装置，其用于在所述内燃机的冷启动时执行促进所述排气净化催化剂的预热的催化剂预热控制。还设置了控制正时调整装置，其用于调整控制正时以使得所述过滤器再生控制能够在所述催化剂预热控制开始之后开始。
通过一种采用用于提供理论空燃比的控制作为用于空燃比的基本控制的用于内燃机的控制装置来实现以上目的。还设置了排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路中并且能够净化排气。还设置了颗粒过滤器，其配置在所述排气通路中并且用于捕集排气中所含的颗粒物质。还设置了再生控制执行装置，其用于执行使积聚了所述颗粒物质的所述颗粒过滤器再生的过滤器再生控制。还设置了预热控制执行装置，其用于在所述内燃机的冷启动时执行促进所述排气净化催化剂的预热的催化剂预热控制。还设置了控制正时调整装置，其用于调整控制正时以使得所述过滤器再生控制能够在所述催化剂预热控制开始之后开始。
在本发明的第三方面，在所述催化剂预热控制开始之后，在所述颗粒过滤器的温度达到使积聚在所述颗粒过滤器上的所述颗粒物质燃烧所需要的温度时，所述控制正时调整装置可开始所述过滤器再生控制。
本发明的第四方面可包括燃料量增加判断装置，其用于判断在所述内燃机的冷启动时燃料喷射量是否增加。所述控制正时调整装置可包括再生控制容许装置，如果判断为所述燃料量增加，则所述再生控制容许装置容许所述过滤器再生控制的开始。
本发明的第五方面可包括三元催化剂，其配置在所述排气净化催化剂和所述颗粒过滤器下游的所述排气通路中，并且具有氧储存能力。还可设置气氛气体状态判断装置，其用于判断所述三元催化剂的气氛气体的状态。所述控制正时调整装置可包括再生控制禁止装置，其禁止所述过滤器再生控制的开始，直到所述三元催化剂的气氛变成浓气氛为止。
本发明的第六方面可包括上游侧空燃比传感器，其配置在所述排气净化催化剂上游的所述排气通路中，以获得关于在该位置的排气的空燃比的信息。还可设置下游侧空燃比传感器，其配置在所述排气净化催化剂和所述颗粒过滤器下游的所述排气通路中，以获得关于在该位置的排气的空燃比的信息。还可设置反馈装置，其用于基于所述上游侧空燃比传感器和所述下游侧空燃比传感器的输出来修正燃料喷射量，以使得供给到所述排气净化催化剂的排气的空燃比能够变成控制目标空燃比。所述气氛气体状态判断装置可基于所述下游侧空燃比传感器的输出来判断所述三元催化剂的所述气氛气体的状态。
在本发明的第七方面，所述控制正时调整装置可包括再生控制限制装置，即使达到所述过滤器再生控制应当开始或处于执行中的状态，当所述内燃机的燃料切断被执行时所述再生控制限制装置也不执行或者中止所述过滤器再生控制。
在本发明的第八方面，所述过滤器再生控制可以是向所述颗粒过滤器供给比当前的控制目标空燃比稀的气体的控制。
[本发明的效果]
根据本发明的第一方面，能够在利用通过先于过滤器再生控制执行催化剂预热控制而获得的热量充分确保颗粒过滤器的温度之后执行过滤器再生控制。因而，可以在迅速减少冷启动时的排气排放物的同时在冷启动时迅速除去积聚在颗粒过滤器上的颗粒物质。
根据本发明的第二方面，在采用用于提供理论空燃比的控制作为用于空燃比的基本控制的内燃机(执行理论燃烧操作的内燃机)中，能够在利用通过先于过滤器再生控制执行催化剂预热控制而获得的热量充分确保颗粒过滤器的温度之后执行过滤器再生控制。执行理论燃烧操作的内燃机具有与即使在启动时也执行稀燃烧操作的内燃机相比易于稳定地确保排气的足够高的温度的特性。因此，与在冷启动时执行稀燃烧操作的内燃机相比，执行理论燃烧操作的内燃机能够很好地使排气净化催化剂预热并提高颗粒过滤器的温度。因此，根据本发明，在具有上述特性的理论燃烧发动机中，由于通过控制正时调整装置执行控制正时的调节，可很好地在迅速减少冷启动时的排气排放物的同时在冷启动时迅速除去积聚在颗粒过滤器上的颗粒物质。
根据本发明的第三方面，通过在当颗粒过滤器的温度在催化剂预热控制开始之后达到使积聚在颗粒过滤器上的颗粒物质燃烧所需的温度时开始过滤器再生控制，可利用通过执行催化剂预热控制而获得的热量在冷启动时迅速和确定地除去积聚在颗粒过滤器上的颗粒物质。
根据本发明的第四方面，可仅在判断为积聚在颗粒过滤器上的颗粒物质的积聚量将增大的情况下执行过滤器再生控制，从而防止不必要地执行过滤器再生控制。
根据本发明的第五方面，在配置在颗粒过滤器下游的三元催化剂的气氛被恒定地控制为浓气氛的状态下执行过滤器再生控制。三元催化剂为具有如下特性的催化剂：能够通过控制催化剂的气氛变成接近理论的空燃比的气氛来充分净化排气中所含的三种组分(NOx，HC，CO)。然而，如果过滤器再生控制为将量比通常时大的氧供给到颗粒过滤器的控制，则当长时间连续执行这种过滤器再生控制时三元催化剂的气氛变成稀气氛。因此，担心NOx的净化能力下降。本发明可在确定地避免作为执行过滤器再生控制造成的交换的所担心的NOx净化能力下降与PM过滤器18在启动时的再生之间达到良好的平衡。
根据本发明的第六方面，可很好地利用为了实现为排气净化催化剂执行的空燃比反馈控制而配设的空燃比传感器的输出来判断配置在处于颗粒过滤器下游的排气通路中的三元催化剂的气氛。
本发明的第七方面可通过在通过执行催化剂预热控制而获得的热量也被供给到颗粒过滤器的状态下如果执行燃料切断则判断为过滤器再生控制已完成，来尽可能确定地避免执行不必要的过滤器再生控制。
本发明的第八方面可通过在通过执行催化剂预热控制而获得的热量也被供给到颗粒过滤器的状态下向颗粒过滤器供给稀气体作为过滤器再生控制，来很好地除去积聚在颗粒过滤器上的颗粒物质。
附图说明
图1是有助于说明根据本发明的第一实施例的内燃机系统的示意图。
图2是示出在本发明的第一实施例中执行的例程的流程图。
具体实施方式
第一实施例
[系统构造的说明]
图1是有助于说明根据本发明的第一实施例的内燃机系统的示意图。图1所示的系统包括内燃机10。该内燃机10为理论燃烧发动机，其执行用以提供理论空燃比的控制作为用于空燃比的基本控制来进行燃烧。这里，举例而言，内燃机10为执行这种理论燃烧操作的汽油发动机。
内燃机10设置有排气通路12。在排气通路12中配置有主线性空燃比传感器(下文简缩为“A/F传感器”)14，以检测从气缸内部排出的排气的空燃比。A/F传感器14为发出相对于排气的空燃比大致呈线性的输出的传感器。
在A/F传感器14下游的排气通路12中配置有能够净化排气中所含的三种组分(NOx，HC，CO)的上游侧三元催化剂16。在上游侧三元催化剂16下游的排气通路12中配置有能够捕集和除去排气中所含的颗粒物质PM(下文简缩为“PM”)的颗粒过滤器(下文称为“PM过滤器”)18。
在PM过滤器18下游的排气通路12中配置有副O2传感器20，以响应于在该位置的空燃比是浓还是稀而形成信号。此外，在副O2传感器20下游的排气通路12中配置有能够净化排气中所含的上述三种组分的下游侧三元催化剂22。顺便说一下，配置在上游侧三元催化剂16上游的空燃比传感器可为具有与副O2传感器20相同构造的氧传感器而不是上述主线性空燃比传感器14。
图1所示的系统包括ECU(电子控制单元)24。各种传感器(未示出)及上述A/F传感器14和副O2传感器20连接到ECU 24，以测量用于控制内燃机10的各种信息(发动机冷却水温度、进气量、发动机转速、节气门开度、加速器开度等)。此外，诸如节气门、燃料喷射阀、火花塞等之类的各种致动器(未示出)连接到ECU 24。
(空燃比反馈控制)
本发明的内燃机10为如上所述在用以提供理论空燃比的控制作为用于空燃比的基本控制下执行理论燃烧操作的内燃机。更具体而言，本实施例利用A/F传感器14和副O2传感器20的输出执行下述空燃比反馈控制，以将空燃比控制成接近理论空燃比的值。
也就是说，本实施例的系统基于上游侧A/F传感器14的输出执行主反馈控制，且基于下游侧副O2传感器20的输出执行副反馈控制。在主反馈控制中，控制燃料喷射量以允许流入上游侧三元催化剂16中的排气的空燃比与控制目标空燃比一致。在副反馈控制中，校正主反馈控制的内容以使得在上游侧三元催化剂16下游流出的排气的空燃比可成为理论空燃比。
(催化剂预热控制)
在本实施例中，在冷启动时执行促进上游侧三元催化剂16和下游侧三元催化剂22(主要是上游侧三元催化剂16)的预热的催化剂预热控制，以将床层温度迅速提高到预定的活性化温度。更具体而言，这种催化剂预热控制的示例包括诸如延迟点火正时和使空燃比稀之类的措施。
延迟点火正时的控制可提高从气缸排出的排气的温度，从而允许将热排气供给到上游侧三元催化剂16和下游侧三元催化剂22。此外，使空燃比稀的控制可加速上游侧三元催化剂16和下游侧三元催化剂22的活性化正时。
根据这种催化剂预热控制，可迅速使三元催化剂16、22活性化，从而很好地在冷启动期间在较早阶段减少排气排放物(更具体而言为排气中所含的三种组分(NOx，HC，CO))。
(PM过滤器的PM捕集和过滤器再生控制)
图1所示的PM过滤器18捕集排气中所含的PM，以抑制PM排出到大气中。为了连续捕集PM，配设有这种PM过滤器18的系统需要进行过滤器再生控制，其中捕集的PM被除去以再生PM过滤器18的捕集能力。这种过滤器再生控制的示例包括将PM过滤器18置于高温和稀气氛下以燃烧和除去所捕集的PM的处理。
更具体而言，在PM过滤器18的床层温度等于或高于燃烧积聚在PM过滤器18上的颗粒物质PM所需的温度的情形中，过滤器再生控制为通过将空燃比控制成比当前控制目标空燃比稀的空燃比或通过向PM过滤器18上游的排气通路12供给二次空气来向PM过滤器18供给比当前控制目标空燃比稀的气体的控制。也就是说，根据该过滤器再生控制，可将量比通常时大的氧供给到PM过滤器18。
(低温燃料量增加控制(A/F浓控制))
此外，在燃料难以气化的状态如紧接着冷启动之后的状态期间，为确保内燃机10的可驱动性，根据本实施例的系统可执行使空燃比A/F浓的控制。
[第一实施例的特征部分]
从气缸排出的PM的量尤其在紧接着冷启动之后的状态下变大。此外，PM趋于在空燃比正被控制得变浓时排出。为此，如果在冷启动时执行上述低温燃料量增加控制，则PM的排出量变大。结果，积聚在PM过滤器18上的PM量变大。
在本实施例中，为实现当在通常操作时的空燃比控制(即上述用于将控制目标空燃比控制成变为理论空燃比的反馈控制)响应于三元催化剂16、22的活性化而开始时已很好地从PM过滤器18除去PM的状态，执行目的在于在迅速减少冷启动时的排气排放物的同时迅速除去在冷启动时积聚在PM过滤器18上的PM的控制。更具体而言，本实施例以如下次序执行该控制。
也就是说，本实施例符合催化剂预热控制的开始优先于过滤器再生功能的开始。更具体而言，本实施例在冷启动期间在已执行促进三元催化剂16、22的预热的催化剂预热控制之后执行上述过滤器再生控制(例如，用于使控制目标空燃比稀的控制)。
此外，本实施例根据在冷启动时是否执行了低温燃料量增加控制来判断是否有必要执行过滤器再生控制。更具体而言，如果在冷启动时执行了低温燃料量增加控制，则本实施例执行过滤器再生控制。
此外，本实施例在配置在PM过滤器18下游的下游侧三元催化剂22的气氛气体被控制为变成浓状态(氧释放状态)之后执行过滤器再生控制。
此外，如果在能够判断为PM过滤器18的床层温度由于催化剂预热控制已完成而等于或高于燃烧积聚在PM过滤器18上的PM所需的温度的时间点与当此后过滤器再生控制完成时的时间点之间的时间段执行用于停止向内燃机10的燃料供给的处理(即燃料切断)，则本实施例由于已执行这种燃料切断而停止执行过滤器再生控制。
图2是示出了ECU 24为实现以上功能而执行的例程。
图2所示的例程首先执行步骤100以判断发动机运转的初始化是否完成。如果在步骤100中获得的判断结果表明发动机运转的初始化已完成，则执行步骤102以判断发动机冷却水的温度是否等于或低于预定值。
如果在步骤102中获得的判断结果表明发动机冷却水的温度等于或低于预定值，亦即，如果判断结果表明内燃机10处于冷态，则执行上述催化剂预热控制(步骤104)。然后，执行步骤106以判断下游侧三元催化剂(配置在过滤器后面的催化剂)22的预热是否已完成，即下游侧三元催化剂22是否已活性化。顺便说一下，如果催化剂22已活性化，则可判断为配置在下游侧三元催化剂22上游的上游侧三元催化剂16也已活性化。
如果在步骤106中获得的判断结果表明下游侧三元催化剂22的预热未完成，则继续催化剂预热控制(步骤108)。另一方面，如果下游侧三元催化剂22的预热已完成，则执行步骤110以判断是否存在表明在当前冷启动期间执行了低温燃料量增加控制的记录。
如果在步骤110中获得的判断结果表明存在表明在当前冷启动期间执行了低温燃料量增加控制的记录，则执行步骤112以判断下游侧三元催化剂(配置在过滤器后面的催化剂)22的气氛是否为浓气氛。更具体而言，利用配置在PM过滤器18下游(即下游侧三元催化剂22上游)的副O2传感器的输出，通过基于诸如供给到下游侧三元催化剂22的排气的空燃比的状态和供给到它的排气的量之类的参数的推定方法，执行步骤112以判断下游侧三元催化剂22的气氛是否为浓气氛。
如果在步骤112中获得的判定结果表明下游侧三元催化剂22的气氛不是浓气氛，则执行控制使得控制目标空燃比可变成比理论空燃比浓的空燃比的浓控制，以控制下游侧三元催化剂22的气氛变成浓气氛(步骤114)。
另一方面，如果在步骤112中获得的判断结果表明下游侧三元催化剂22的气氛为浓气氛，则执行步骤116以开始过滤器再生控制(PM再生控制)。更具体而言，如上所述，这里执行控制成使得控制目标空燃比可变成比理论空燃比稀的空燃比的稀控制作为过滤器再生控制。
接下来，执行步骤118以判断是否未执行燃料切断F/C。如果判断结果表明未执行燃料切断F/C，则执行步骤120以判断下游侧三元催化剂(配置在过滤器后面的催化剂)22的气氛是否为浓气氛。更具体而言，执行步骤120以判断在通过稀控制进行的过滤器再生控制开始之后下游侧三元催化剂22的气氛是否保持浓气氛。
如果在步骤120中获得的判断结果表明下游侧三元催化剂22的气氛未保持浓气氛，则执行步骤122以停止过滤器再生控制(PM再生控制)的执行。然后，在以上步骤114中执行浓控制。
另一方面，如果步骤120中的判断结果表明下游侧三元催化剂22的气氛保持浓气氛，则执行步骤124以基于副O2传感器20的输出判断在PM过滤器18的下游部位处的排气的气氛为稀气氛的状态是否持续了预定时间段。重复执行以上步骤118中用于判断是否未执行燃料切断的处理以及以上步骤120中用于判断下游侧三元催化剂22的气氛是否为浓气氛的处理，直到经过了预定时间段为止。根据这类处理，只要未执行燃料切断，就在下游侧三元催化剂22的气氛恒定保持为浓气氛的状态下继续执行过滤器再生控制。顺便说一下，该预定时间段根据积聚在PM过滤器18上的PM量而变化。
如果以上步骤124中的判断成立，或者如果在以上步骤118中判断为执行了燃料切断，则执行步骤126以结束过滤器再生控制并且将空燃比控制切换为在通常运转时的空燃比反馈控制。
根据已参照图2描述的例程，在内燃机10冷启动时，在执行催化剂预热控制之后执行过滤器再生控制。如上所述，在根据本实施例的系统中，在冷启动时执行催化剂预热控制以迅速使三元催化剂16、22中主要的上游侧三元催化剂16活性化。
例如，如果执行延迟点火正时的催化剂预热控制，则高温排气不仅供给到三元催化剂16、22，而且供给到PM过滤器18。因此，可将三元催化剂16、22的温度升高到一定的活性化温度并且还可将PM过滤器18的温度升高到燃烧和除去积聚在PM过滤器18上的PM所需的温度。也就是说，提供给排气系统以使三元催化剂16、22预热的热量可用来升高PM过滤器18的温度。
另一方面，如果执行使空燃比稀的催化剂预热控制，则能够促进上游侧三元催化剂16的活性化。因此，可通过三元催化剂16内出现的反应热促进上游侧三元催化剂16的预热，并且还可将该反应热提供给配置在三元催化剂16下游的PM过滤器18。因而，可将PM过滤器18的温度升高到燃烧和除去PM所需的温度。在此情形中，随着点火正时延迟，为使三元催化剂16、22预热而获得的热量可用来升高PM过滤器18的温度。
因此，根据上述例程，可在利用通过先于过滤器再生控制执行催化剂预热控制而获得的热量充分确保PM过滤器18的温度之后执行过滤器再生控制。因而，可在迅速减少冷启动时的排气排放物的同时在冷启动时迅速除去积聚在PM过滤器18上的颗粒物质。此外，当在通常运转时的空燃比控制(即上述用于将控制目标空燃比控制成理论空燃比的反馈控制)响应于三元催化剂16、22的活性化而开始时很好地实现PM已从PM过滤器18除去的状态。
此外，如上所述，根据本实施例的内燃机10为执行用以提供理论空燃比的控制作为空燃比的基本控制以进行燃烧的理论燃烧发动机。这种执行理论燃烧操作的内燃机10与即使在启动时也执行稀燃烧操作的内燃机(例如柴油发动机和汽油稀燃烧发动机)相比具有易于稳定地确保排气的足够高温度的特性。因此，与在冷启动时执行稀燃烧操作的内燃机相比，执行理论燃烧操作的内燃机10可很好地使三元催化剂16、22预热并提高PM过滤器18的温度。也就是说，执行理论燃烧操作的内燃机10明显足以作为执行上述例程的控制的内燃机并且可充分实现由上述例程带来的效果。
此外，根据上述例程，如果执行催化剂预热控制并且存在表明在当前冷启动期间执行了低温燃料量增加控制的记录，则容许过滤器再生控制的执行。换言之，如果在PM过滤器18上未积聚大量的PM并且在当前冷启动例如内燃机10已预热的状态下的重新启动时未执行浓燃烧操作(低温燃料量增加控制)，则禁止过滤器再生控制的执行。如上所述，由于在浓燃烧操作时PM大量排出，所以如果存在表明执行了低温燃料量增加控制的记录则PM的排出量变大。因此，可判断为积聚在PM过滤器18上的PM量已变得很多。
由于过滤器再生控制为如上所述将量比通常时大的氧供给到PM过滤器18的控制，所以稀气体也被供给到在PM过滤器18下游的下游侧三元催化剂22。因此，当下游侧三元催化剂22的气氛由于过度执行过滤器再生控制而变成稀气氛时担心NOx的排出量增大。此外，在通过从外部提供二次空气的方法实施过滤器再生控制的情形中，驱动用于供给这种二次空气的泵所需的电力负荷由于过度执行过滤器再生控制而增大。
相反，根据上述例程的方法，通过根据是否执行了低温燃料量增加控制来判断是否有必要执行过滤器再生控制，可仅在判断为PM积聚量将会增大的情况下执行过滤器再生控制，从而防止不必要地执行过滤器再生控制。
根据本实施例的执行理论燃烧操作的内燃机10所使用的下游侧三元催化剂22为具有如下特性的催化剂：能够通过控制催化剂22的气氛变成接近理论的空燃比的气氛来充分净化排气中所含的三种组分(NOx，HC，CO)。然而，如上所述，需要氧(稀气体)来燃烧和除去积聚在PM过滤器18上的PM。如果稀气体供给到下游侧三元催化剂22以燃烧和除去PM持续长时间，则下游侧三元催化剂22的气氛变成稀气氛。因此，担心NOx的净化能力下降。
根据上述例程，在下游侧三元催化剂22的气氛被恒定控制为浓气氛的状态下执行过滤器再生控制。如果执行将量比通常时大的氧供给到PM过滤器18的过滤器再生控制，则如上所述担心NOx净化能力下降。然而，采取以上方式执行控制可实现确定地避免NOx净化能力下降与在启动时PM过滤器18的再生之间的良好平衡。
此外，根据本实施例的系统构造，可很好地利用为了实施为上游侧三元催化剂16执行的空燃比反馈控制而配置在上游侧三元催化剂16下游的副O2传感器20的输出来判断下游侧三元催化剂22的气氛。此外，根据本实施例，由于基于上述目的配设在排气通路12中的副O2传感器20配置在PM过滤器18下游，所以也可很好地可利用副O2传感器20的输出来判断在以上步骤124中应当完成PM再生控制的时间点。
此外，根据上述例程，当在能够判断为PM过滤器18的床层温度由于催化剂预热控制已完成而等于或高于燃烧积聚在PM过滤器上的PM所需的温度的时间点(以上步骤106的判断成立的时间点)与当此后过滤器再生控制完成时的时间点(以上步骤124的判断成立的时间点)之间的时间段执行了燃料切断时，停止过滤器再生控制。如果执行了燃料切断，则PM过滤器18接收比当执行使空燃比稀的过滤器再生控制时充分大的氧气量。如果执行了这种燃料切断，则内燃机10停止产生转矩。因此，燃料切断不是可由于来自系统的请求而任意执行的控制，而是由于响应于来自驾驶者的请求的车辆运转状态的变化而随机执行的控制。
在本实施例中，如果在PM过滤器18的温度由于催化剂预热控制已完成而高的状态下执行燃料切断，则判断为PM过滤器18处于高温且稀气氛下的条件成立，并且PM过滤器18的再生已完成。执行这种处理可尽可能确定地避免执行不必要的过滤器再生控制。
在上述第一实施例中，在冷启动时在催化剂预热控制已完成之后开始过滤器再生控制。然而，在本发明中，用于利用通过执行催化剂预热控制产生的热量来使PM过滤器18升温的过滤器再生控制的开始正时并不局限于以上正时。更具体而言，例如，只要过滤器再生控制的开始正时是在催化剂预热控制开始之后，也可在执行催化剂预热控制期间执行过滤器再生控制。具体而言，例如，可使用用于使催化剂预热的点火正时延迟控制在迟于点火正时延迟控制的开始正时的正时执行用于空燃比控制的稀控制。
此外，如果在从催化剂预热控制完成到过滤器再生控制完成的时间段期间执行了燃料切断，则上述第一实施例由于已执行这种燃料切断而停止执行过滤器再生控制。然而，本发明并不局限于这种控制。更具体而言，如果在PM过滤器18的温度在催化剂预热控制完成之后或在其执行期间已升高到燃烧和除去PM所需的温度的状态下在开始过滤器再生控制之前执行了燃料切断，则可基于由于燃料切断的执行作出的PM过滤器18的再生已完成的判断而不执行在当前冷启动时的过滤器再生控制。
此外，在上述第一实施例中，已描述了催化剂预热控制主要针对的排气净化催化剂为上游侧三元催化剂16的示例。然而，在本发明中，催化剂预热控制针对的排气净化催化剂的构造并不局限于这种三元催化剂。
顺便说一下，在上述第一实施例中，当ECU 24执行步骤116、124和126的处理时，实现了根据本发明的第一或第二方面的“再生控制执行装置”。此外，当ECU 24执行步骤104的处理时，实现了根据本发明的第一或第二方面的“预热控制执行装置”。此外，当ECU 24按照上述图2所示例程的顺序执行控制时，实现了根据本发明的第一或第二方面的“控制正时调整装置”。
此外，当ECU 24执行步骤110的处理时，实现了根据本发明的第四方面的“燃料量增加判断装置”。此外，当ECU 24在步骤110中的判断成立的情况下执行步骤116的处理时，实现了根据本发明的第四方面的“再生控制容许装置”。
此外，当ECU 24执行步骤112或120的处理时，实现了根据本发明的第五方面的“气氛气体状态判断装置”。此外，当ECU 24不执行步骤116的处理直到步骤112的处理成立为止，或者ECU 24执行步骤122的处理(在步骤120的处理不成立的情况下)时，实现了根据本发明的第五方面的“再生控制禁止装置”。
此外，当ECU 24利用主线性空燃比传感器14和副O2传感器20的输出执行用于上游侧三元催化剂16的上述空燃比反馈控制时，实现了根据本发明的第六方面的“反馈装置”。
此外，当ECU 24在步骤118中的判断不成立的情况下进行到步骤126时，实现了根据本发明的第七方面的“再生控制限制装置”。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的控制装置，包括：
排气净化催化剂，所述排气净化催化剂配置在所述内燃机的排气通路中并且能够净化排气；
颗粒过滤器，所述颗粒过滤器配置在所述排气通路中并且用于捕集排气中所含的颗粒物质；
再生控制执行装置，所述再生控制执行装置用于执行使积聚了所述颗粒物质的所述颗粒过滤器再生的过滤器再生控制；
预热控制执行装置，所述预热控制执行装置用于在所述内燃机的冷启动时执行促进所述排气净化催化剂的预热的催化剂预热控制；以及
控制正时调整装置，所述控制正时调整装置用于调整控制正时，以使得所述过滤器再生控制能够在所述催化剂预热控制开始之后开始。
2.一种用于内燃机的控制装置，所述控制装置采用用于提供理论空燃比的控制作为用于空燃比的基本控制，所述控制装置包括：
排气净化催化剂，所述排气净化催化剂配置在所述内燃机的排气通路中并且能够净化排气；
颗粒过滤器，所述颗粒过滤器配置在所述排气通路中并且用于捕集排气中所含的颗粒物质；
再生控制执行装置，所述再生控制执行装置用于执行使积聚了所述颗粒物质的所述颗粒过滤器再生的过滤器再生控制；
预热控制执行装置，所述预热控制执行装置用于在所述内燃机的冷启动时执行促进所述排气净化催化剂的预热的催化剂预热控制；以及
控制正时调整装置，所述控制正时调整装置用于调整控制正时，以使得所述过滤器再生控制能够在所述催化剂预热控制开始之后开始。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，在所述催化剂预热控制开始之后，在所述颗粒过滤器的温度达到使积聚在所述颗粒过滤器上的所述颗粒物质燃烧所需要的温度时，所述控制正时调整装置开始所述过滤器再生控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置，还包括：
燃料量增加判断装置，所述燃料量增加判断装置用于判断在所述内燃机的冷启动时燃料喷射量是否增加；
其中，所述控制正时调整装置包括再生控制容许装置，如果判断为所述燃料量增加，则所述再生控制容许装置容许所述过滤器再生控制的开始。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的控制装置，还包括：
三元催化剂，所述三元催化剂配置在所述排气净化催化剂和所述颗粒过滤器下游的所述排气通路中，并且具有氧储存能力；以及
气氛气体状态判断装置，所述气氛气体状态判断装置用于判断所述三元催化剂的气氛气体的状态；
其中，所述控制正时调整装置包括再生控制禁止装置，所述再生控制禁止装置禁止所述过滤器再生控制的开始，直到所述三元催化剂的气氛变成浓气氛为止。
6.根据权利要求5所述的控制装置，还包括：
上游侧空燃比传感器，所述上游侧空燃比传感器配置在所述排气净化催化剂上游的所述排气通路中，以获得关于在该位置的排气的空燃比的信息；
下游侧空燃比传感器，所述下游侧空燃比传感器配置在所述排气净化催化剂和所述颗粒过滤器下游的所述排气通路中，以获得关于在该位置的排气的空燃比的信息；以及
反馈装置，所述反馈装置用于基于所述上游侧空燃比传感器和所述下游侧空燃比传感器的输出来修正燃料喷射量，以使得供给到所述排气净化催化剂的排气的空燃比能够变成控制目标空燃比；
其中，所述气氛气体状态判断装置基于所述下游侧空燃比传感器的输出来判断所述三元催化剂的所述气氛气体的状态。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制装置，其中，所述控制正时调整装置包括再生控制限制装置，即使达到所述过滤器再生控制应当开始或处于执行中的状态，当所述内燃机的燃料切断被执行时所述再生控制限制装置也不执行或者中止所述过滤器再生控制。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置，其中，所述过滤器再生控制是向所述颗粒过滤器供给比当前的控制目标空燃比稀的气体的控制。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101020