CN103184947B

CN103184947B - 柴油发动机的控制装置及控制方法

Info

Publication number: CN103184947B
Application number: CN201210542148.9A
Authority: CN
Inventors: 西村博幸
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2032-12-14
Also published as: US9334784B2; CN103184947A; JP2013136985A; US20130167508A1; DE102012023524B4; JP5862292B2; DE102012023524A1

Abstract

本发明提供一种柴油发动机的控制装置及控制方法，在发动机（1）处于减速状态且规定的DPF再生条件成立的减速时再生状态下，除了在汽缸的进气行程中的进气门（21）的开阀及排气行程中的排气门（22）的开阀以外，执行在进气行程中将排气门（22）开阀的两次打开控制（步骤S13）。

Description

柴油发动机的控制装置及控制方法

技术领域

本发明属于与柴油发动机的控制装置相关的技术领域。

背景技术

通过现有技术人们熟知柴油机微粒过滤器（Dieselparticulatefilter；以下称为“DPF”）设置于排气通路中的柴油发动机。该DPF捕捉排气中的颗粒状物质（PM：Particulatematter），颗粒状物质的堆积量增加时需要再生。在这样的DPF的上游侧通常设置有具有氧化功能的催化器、例如氧化催化器，为了DPF的再生而利用该催化器。例如，在根据日本特开2004-316441号公报的柴油发动机中，在汽缸内执行喷射用于产生转矩的燃料的主喷射后，执行后喷射，从而将未燃状态的燃料导入至排气通路。当未燃燃料到达至催化器时，在那里进行氧化反应，提升排气温度。其结果是，堆积在DPF的PM通过高温的排气焚烧去除。像这样，执行DPF的再生。

发明内容

但是，发动机处于减速状态时，通常，由于在汽缸的压缩行程中的燃料喷射（主喷射）被禁止（由于被执行燃料中断），因此供给至氧化催化器的排气的温度显著下降，使氧化催化器维持活性状态变得困难。因此，即使为了实施DPF再生而执行后喷射，喷射的未燃燃料在氧化催化器中也不会引起氧化反应，因此失去了利用氧化反应热的排气的升温效果，DPF再生时间变长。DPF再生时间变长时，导致燃料消耗量的恶化，并且因后喷射而附着在汽缸内壁面的燃料增加，从而存在导致发动机油的稀释化的问题。

本发明是鉴于上述相关问题而形成的，其目的在于针对柴油发动机的控制装置，对其结构悉心研究，以此谋求发动机的减速状态以后的DPF再生时间的缩短，进而试图抑制发动机的燃料消耗量的恶化及发动机油的稀释化。

解决问题的手段：

为了达到上述目的，在该发明中，以具备具有供给有将轻油作为主成分的燃料的汽缸的发动机主体；形成为向该汽缸内喷射燃料的结构的燃料喷射阀；能改变设置于该汽缸上的进气门及排气门中的至少一方的开闭正时的气门正时可变机构；配设在与该发动机主体连接的排气通路内，净化从该发动机主体的汽缸内排出的HC的氧化催化器；和配设在该氧化催化器的下游，捕集排气中的黑烟的DPF的柴油发动机的控制装置为对象，具备：在规定的DPF再生条件成立时，向所述氧化催化器供给HC并通过该HC的氧化反应热执行DPF再生的DPF再生控制部；在所述柴油发动机处于减速状态时，停止作为在所述汽缸的压缩行程中的燃料喷射的主喷射的燃料中断控制部；和控制所述气门正时可变机构的气门正时控制部；所述气门正时控制部形成为在所述柴油发动机处于减速状态且所述规定的DPF再生条件成立的减速时再生状态下，执行在上述汽缸的进气行程中将排气门开阀或者在排气行程中将进气门开阀的两次打开控制，或者执行设置排气行程或进气行程中进气门及排气门两者闭阀的期间的负重叠控制的结构。

通常，DPF再生条件成立时，通过DPF再生控制部将未燃燃料（HC）供给至上述氧化催化器，并通过其氧化反应热执行DPF再生（堆积在DPF中的PM的燃烧）。

但是，在发动机处于减速状态且DPF再生条件成立时（发动机处于减速时再生状态时），通过燃料中断控制部燃料的主喷射被禁止（燃料中断），因此从发动机主体的汽缸排出的排气的温度并不充分地上升。因此，供给至氧化催化器或DPF的排气的温度下降，存在DPF再生时间（燃烧去除堆积在DPF中的PM所需的时间）变长的问题。

相对于此，在本发明中，在上述减速时再生状态下，通过气门正时控制部执行排气门或进气门的两次打开控制、或者设置排气行程或进气行程中关闭进气门及排气门两者的期间的负重叠控制。借助于此，在进气行程中可以减少流入汽缸内的新气（低温的空气）的流量，因此可以尽量抑制燃料中断后的汽缸内的温度降低。

即，在进气门的两次打开控制中，排气行程中进气门打开时，汽缸内的已燃气体的一部分返回至进气系统，该返回的已燃气体在之后的进气行程中流入至汽缸内，因此与此相应地在进气行程中流入汽缸内的新气的流量减少。又，在排气门的两次打开控制中，排气行程中排出至排气系统的已燃气体在之后的进气行程中排气门开阀时返回至汽缸内，因此与此相应地在进气行程中流入汽缸内的新气的流量减少。又，在负重叠控制中具有在进气行程或者排气行程中关闭进气门及排气门两者的期间，因此在汽缸内残留已燃气体，与此相应地进气行程中流入汽缸内的新气的流量减少。

于是，由于发动机处于减速时再生状态，因此即使执行燃料中断（主喷射的停止）之后，也可以将汽缸内的温度维持在高温，可以将从汽缸供给至DPF的排气的温度维持在高温。因此可以缩短发动机的减速状态以后的DPF再生时间，可以谋求发动机的燃料消耗量的改善，且可以抑制发动机油的稀释化。

在上述发明中，所述DPF再生控制部也可以形成为在上述汽缸的膨胀行程中执行后喷射，以此向供给至所述氧化催化器的排气中供给HC，尽管所述柴油发动机处于减速时再生状态，但是上述氧化催化器的温度小于规定温度时，禁止所述后喷射的执行的结构；所述气门正时控制部也可以形成为在所述柴油发动机的减速时再生状态下，执行通过所述DPF再生控制部的后喷射时，禁止所述两次打开控制及负重叠控制的执行，另一方面，禁止通过所述DPF再生控制部的后喷射的执行时，执行所述两次打开控制或负重叠控制的结构。

根据该结构，即使上述柴油发动机处于减速时再生状态，但是上述氧化催化器的温度小于规定温度（例如活性化温度）时，禁止通过DPF再生控制部的后喷射的执行。因此，可以防止例如甚至在氧化催化器处于未活性状态（氧化催化器的温度低于活性化温度）时执行后喷射，而无用地消耗燃料的情况。而且，禁止通过该DPF再生控制部的后喷射的执行时，代替后喷射，而通过气门正时控制部执行上述的两次打开控制或者负重叠控制。借助于此，即使在禁止后喷射而变得几乎不能得到氧化催化器中的氧化反应热之后，也可以将汽缸内的温度维持在高温，以此可以抑制供给至DPF的排气的温度降低。这样，后喷射被禁止之后，也可以继续DPF再生。因此，可以防止通过后喷射燃料无用地消耗的情况，并且可以确实地执行DPF再生。

另一方面，在上述减速时再生状态下氧化催化器的温度为规定温度以上时，执行通过DPF再生控制部的后喷射，借助于此，可以利用在氧化催化器中的未燃燃料（HC）的氧化反应热，确实地执行DPF再生。而且，在执行通过该DPF再生控制部的后喷射的期间，禁止通过气门正时控制部的两次打开控制及负重叠控制的执行。借助于此，可以防止汽缸内的未燃燃料回流而半燃烧（生成转矩）的情况。因此，也不存在发动机减速时发动机制动的效力下降的情况。

在上述发明中，所述DPF再生控制部也可以形成为在所述汽缸的膨胀行程中执行后喷射，以此向供给至所述氧化催化器的排气中供给HC，尽管所述柴油发动机处于减速时再生状态，但是从该发动机的减速开始时刻起经过预先设定的设定时间之后禁止所述后喷射的执行的结构；所述气门正时控制部也可以形成为在所述柴油发动机的减速时再生状态下，执行通过所述DPF再生控制部的后喷射时，禁止所述两次打开控制及负重叠控制的执行，另一方面，禁止通过所述DPF再生控制部的后喷射的执行时，执行所述两次打开控制或所述负重叠控制的结构。

根据该结构，尽管上述柴油发动机处于减速时再生状态，但是从该发动机的减速开始时刻起直至经过预先设定的设定时间的期间，执行通过DPF再生控制部的后喷射。而且，执行通过该DPF再生控制部的后喷射的期间，禁止通过气门正时控制部的两次打开控制的执行。

另一方面，上述柴油发动机处于减速时再生状态的情况下，从该发动机的减速开始时刻起经过上述设定时间之后禁止通过DPF再生控制部的后喷射的执行。而且，禁止通过该DPF再生控制部的后喷射的执行的期间，代替后喷射，而通过气门正时控制部执行上述的两次打开控制或者负重叠控制。

而且，上述设定时间例如预先设定为从发动机开始减速运行起直至氧化催化器温度低于活性化温度的时间。借助于此，通过定时器控制可以容易得到与上述的发明相同的作用效果。

在上述发明中，还可以具备控制配设在与所述发动机主体连接的进气通路内的节气门的开闭的节气门控制部；所述节气门控制部可以形成为所述柴油发动机处于减速状态时，与该发动机不处于减速状态时相比将节气门控制在关闭侧的结构。

根据该结构，发动机处于减速状态时，通过节气门控制部将配设在上述发动机的进气通路内的节气门控制在关闭侧。借助于此，可以抑制发动机处于减速状态时流入汽缸内的新气的流量，可以尽可能抑制燃料中断（主喷射的停止）后的汽缸内的温度降低。因此，即使执行燃料中断以后，也可以将从汽缸供给至氧化催化器及DPF的排气的温度维持在高温，并且可以更加确实地缩短发动机减速状态以后的DPF再生时间。

在上述发明中，所述DPF再生控制部也可以形成为发动机处于减速状态时，与发动机处于等速状态或者加速状态的情况相比，使在所述DPF再生条件成立时执行的后喷射的喷射时期提前的结构。

根据该结构，可以更加确实地抑制发动机油的稀释化。即，由于后喷射的目的在于将未燃燃料供给至排气系统，因此其喷射时期优选为汽缸内的温度较低的膨胀行程的后半时期。但是，发动机处于减速状态时，因燃料中断而导致汽缸内的温度显著下降，因此在膨胀行程的后半时期执行后喷射时，附着在汽缸的内壁面的未燃燃料不蒸发而以液体状态残留。其结果是，存在未燃燃料被附着在汽缸内壁面导致的发动机油稀释化的问题。相对于此，在上述结构中，通过使发动机处于减速状态时执行的后喷射的喷射时期与等速状态或者加速状态下的后喷射时期相比提前，以此促进附着在汽缸内壁面的未燃燃料的蒸发，可以尽可能避免上述的发动机油的稀释化问题。

又，根据本发明的一种形态的柴油发动机的控制方法是具备净化从发动机主体排出的HC的氧化催化器和配设在该氧化催化器的下游以捕集排气中的黑烟的DPF，且在减速状态下停止主喷射的柴油发动机的控制方法，其中，在所述柴油发动机为减速状态且规定的DPF再生条件成立时，执行在进气行程中将排气门开阀的控制、在排气行程中将进气门开阀的控制以及在排气行程或进气行程中将进气门和排气门同时闭阀的控制中的任意一个。

更具体地是，根据本发明的一种形态的柴油发动机的控制方法是具备具有供给有将轻油作为主成分的燃料的汽缸的发动机主体；形成为向该汽缸内喷射燃料的结构的燃料喷射阀；能改变设置于该汽缸上的进气门及排气门中的至少一方的开闭正时的气门正时可变机构；配设在与该发动机主体连接的排气通路内，净化从该发动机主体的汽缸内排出的HC的氧化催化器；和配设在该氧化催化器的下游，捕集排气中的黑烟的DPF的柴油发动机的控制方法，其中，该方法由在规定的DPF再生条件成立时，向所述氧化催化器供给HC并通过该HC的氧化反应热执行DPF再生的步骤；在所述柴油发动机处于减速状态时，停止作为在所述汽缸的压缩行程中的燃料喷射的主喷射的步骤；和控制所述气门正时可变机构以使在所述柴油发动机处于减速状态且所述规定的DPF再生条件成立的减速时再生状态下，除了在所述汽缸的进气行程中的进气门的开阀及排气行程中的排气门的开阀以外，执行在进气行程中将排气门开阀或者在排气行程中将进气门开阀的两次打开控制，或者执行设置排气行程或进气行程中进气门及排气门两者闭阀的期间的负重叠控制的步骤构成。

如以上所说明，根据本发明的柴油发动机的控制装置，在该发动机处于减速状态且规定的DPF再生条件成立的减速时再生状态下，除了在汽缸的进气行程中的进气门的开阀及排气行程中的排气门的开阀以外，执行在进气行程中将排气门开阀或者在排气行程中将进气门开阀的两次打开控制，或者执行设置排气行程或进气行程中进气门及排气门两者闭阀的期间的负重叠控制，以此可以谋求发动机的减速状态以后的DPF再生时间的缩短，进而可以抑制因后喷射（DPF再生）导致的发动机油的稀释化及燃料消耗量的恶化。

附图说明

图1是示出具备根据本发明的实施形态的控制装置的柴油发动机的概略图；

图2是涉及柴油发动机的控制的框图；

图3是示意性地示出通过PCM的减速时再生控制的内容的时序图；

图4是示出通过PCM的DPF再生控制的流程图；

图5是示出通过PCM的DPF再生控制的具体实施例的时序图，其中，图5（a）表示车辆的车速，图5（b）表示发动机转速，图5（c）表示减速后标记，图5（d）表示VVL工作标记，图5（e）表示吸入空气量，图5（f）表示DOC入口排气温度，图5（g）表示DPF入口排气温度，图5（h）表示通常后喷射量；

图6是图5（g）的A部放大图。

具体实施方式

以下基于附图说明根据实施形态的柴油发动机。另外，以下优选的实施形态的说明在本质上只是例示。

图1示出根据实施形态的发动机（发动机主体）1的概略结构。该发动机1是搭载在车辆上，并且供给有将轻油作为主成分的燃料的柴油发动机，具有设置有多个汽缸11a（仅图示一个）的汽缸体11、配设在该汽缸体11上的汽缸盖12、配设在汽缸体11的下侧以贮留润滑油的油底壳13。在该发动机1的各汽缸11a内分别嵌插有可往复运动的活塞14，在该活塞14的顶面形成有划定凹入（reentrant）形燃烧室14a的腔室。该活塞14通过连杆14b与曲轴15连接。

在上述汽缸盖12上，对每个汽缸11a形成有进气道16及排气道17，并且分别配设有开闭这些进气道16及排气道17的燃烧室14a侧的开口的进气门21及排气门22。

在分别驱动这些进气门21、排气门22的配气机构中，在排气门侧设置有可改变该排气门22的开闭正时的油压工作式的可变机构（参照图2，以下称为VVL（VariableValveLiftandtiming；可变气门升程和正时机构））71。

该VVL71虽然省略其结构的详细图示，但是包含具有一个凸轮峰的第一凸轮和具有两个凸轮峰的第二凸轮的不同凸轮轮廓的两种凸轮，以及将该第一凸轮及第二凸轮中的任意一个凸轮的工作状态选择性地传递至排气门的空转机构而构成，将第一凸轮的旋转动作传递至排气门22时，排气门22在排气行程中仅开阀一次，相对于此在将第二凸轮的旋转动作传递至排气门22时，排气门22执行在排气行程中开阀并且在进气行程中也开阀的所谓的排气的两次打开。在以下说明中，VVL71工作的状态是指通过第一凸轮执行排气门22的两次打开控制的状态，VVL71的非工作状态是指不执行该两次打开控制的通常的状态，即通过第二凸轮排气门22在排气行程中仅开阀一次的状态。

VVL71的工作/非工作的切换通过由发动机驱动的油压泵（图示省略）供给的油压执行，通过VVL71的工作内部EGR变得可能。另外，在使这样的VVL的工作/非工作的切换变得可能的基础上，也可以采用通过电磁执行器驱动排气门22的电磁驱动式的配气机构。又，作为内部EGR的执行，并不限于排气的两次打开，例如也可以通过将进气门21在进气行程中开阀，并且在排气行程中也开阀的所谓的进气的两次打开执行内部EGR控制，也可以通过设置在排气行程或者进气行程中关闭进气门21及排气门22两者的负重叠期间以使已燃气体残留在汽缸11a内，以此执行内部EGR控制。

在上述汽缸盖12上设置有喷射燃料的喷射器18、和用于在发动机1处于冷态时加热吸入空气以提高燃料的点火性的电热塞19。上述喷射器18配设为其燃料喷射口从燃烧室14a的顶面面向该燃烧室14a，从而基本上在压缩行程上死点附近向燃烧室14a直接喷射供给燃料。

上述发动机1的一侧面与和各汽缸11a的进气道16连通的进气通路30连接。另一方面，上述发动机1的另一侧面与排出来自于各汽缸11a的燃烧室14a的已燃气体（排气）的排气通路40连接。如后文详细说明，在这些进气通路30及排气通路40上配设有执行吸入空气的增压的大型涡轮增压器61和小型涡轮增压器62。

在进气通路30的上游端部配设有过滤吸入空气的空气滤清器31。另一方面，在进气通路30的下游端附近配设有稳压罐33。相对于该稳压罐33位于下游侧的进气通路30设置为向每个汽缸11a分歧的独立通路，这些各独立通路的下游端分别与各汽缸11a的进气道16相连接。

在进气通路30的空气滤清器31和稳压罐33之间配设有大型涡轮增压器61及小型涡轮增压器62的压缩器61a、62a、冷却通过该压缩器61a、62a压缩的空气的中冷器35、和调节至上述各汽缸11a的燃烧室14a的吸入空气量的节气门36。该节气门36基本上设定为全开状态，而发动机1停止时设定为全闭状态以使不在发动机1上发生冲击。

上述排气通路40的上游侧部分由具有向每个汽缸11a分歧而与排气道17的外侧端连接的独立通路和集合该各独立通路的集合部的排气歧管构成。

在该排气通路40的相对于排气歧管的下游侧，从上游侧依次配设有小型涡轮增压器62的涡轮62b、大型涡轮增压器61的涡轮61b、净化排气中的有害成分的排气净化装置41、消声器42。

该排气净化装置41具有氧化催化器41a和DPF41b，从上游侧以该顺序排列。氧化催化器41a及DPF41b容纳于一个壳体内。上述氧化催化器41a具有负载铂或者在铂中添加了钯的物质等的氧化催化剂，并且促进排气中的CO及HC氧化而生成CO₂及H₂O的反应。该氧化催化器41a构成具有氧化功能的催化器。又，上述DPF41b是捕集包含在发动机1的排气中的黑烟等的PM的构件，例如是由碳化硅（SiC）或堇青石（cordierite）等的耐热性陶瓷材料形成的壁流（wallflow）型过滤器、或者是由耐热性陶瓷纤维形成的三维网状过滤器。另外，在DPF41b上也可以涂布氧化催化剂。

上述进气通路30中的上述稳压罐33和节气门36之间的部分（即，相对于小型涡轮增压器62的小型压缩器62a的下游侧部分）与上述排气通路40中的上述排气歧管和小型涡轮增压器62的小型涡轮62b之间的部分（即，相对于小型涡轮增压器62的小型涡轮62b的上游侧部分）通过将排气的一部分回流至进气通路30的EGR通路51相连接。在该EGR通路51中配设有用于调节排气至进气通路30的回流量的EGR阀51a及通过发动机冷却水冷却排气的EGR冷却器52。

大型涡轮增压器61具有配设在进气通路30中的大型压缩器61a和配设在排气通路40中的大型涡轮61b。大型压缩器61a配设在进气通路30中的空气滤清器31和中冷器35之间。另一方面，大型涡轮61b配设在排气通路40中的排气歧管和氧化催化器41a之间。

小型涡轮增压器62具有配设在进气通路30中的小型压缩器62a和配设在排气通路40中的小型涡轮62b。小型压缩器62a配设在进气通路30中的大型压缩器61a的下游侧。另一方面，小型涡轮62b配设在排气通路40中的大型涡轮61b的上游侧。

即，在进气通路30中，从上游侧依次串联地配设有大型压缩器61a和小型压缩器62a，在排气通路40中，从上游侧依次串联地配设有小型涡轮62b和大型涡轮61b。这些大型涡轮61b及小型涡轮62b通过排气流旋转，通过这些大型涡轮61b及小型涡轮62b的旋转使分别与该大型涡轮61b及小型涡轮62b连接的上述大型压缩器61a及小型压缩器62a分别工作。

小型涡轮增压器62是相对小型的器件，大型涡轮增压器61是相对大型的器件。即，大型涡轮增压器61的大型涡轮61b的惯性大于小型涡轮增压器62的小型涡轮62b的惯性。

而且，进气通路30与绕过小型压缩器62a的小型进气旁通通路63相连接。在该小型进气旁通通路63中配设有用于调节流入该小型进气旁通通路63的空气量的小型进气旁通阀63a。该小型进气旁通阀63a形成为在无通电时变成全闭状态（常闭）的结构。

另一方面，排气通路40与绕过小型涡轮62b的小型排气旁通通路64和绕过大型涡轮61b的大型排气旁通通路65相连接。在小型排气旁通通路64中配设有用于调节流入该小型排气旁通通路64的排气量的调节阀（R/V）64a，在大型排气旁通通路65中配设有用于调节流入该大型排气旁通通路65的排气量的废气旁通阀（wastegatevalve；WG/V）65a。调节阀64a及废气旁通阀65a一起形成为在无通电时变成全开状态（常开）的结构。

这样构成的柴油发动机1的控制装置具备动力传动系统控制模组（以下称为PCM）10。PCM10由具有CPU、存储器、计数器定时器群、接口及连接这些单元的总线的微处理器构成。在PCM10中，如图2所示，输入检测发动机冷却水的温度的水温传感器SW1、安装于稳压罐33并检测供给至燃烧室14a的空气的压力的增压压力传感器SW2、检测吸入空气的温度的进气温度传感器SW3、检测曲轴15的旋转角的曲轴角传感器SW4、检测与车辆的加速器踏板（图示省略）的操作量对应的加速器开度的加速器开度传感器SW5、检测DPF41b的上游侧的排气压力的上游侧排气压力传感器SW6、检测DPF41b的下游侧的排气压力的下游侧排气压力传感器SW7、检测氧化催化器41a的温度的催化器温度传感器SW8的检测信号，基于这些检测信号执行各种运算，以此判定发动机1或车辆的状态，与此相应地向喷射器18、电热塞19、配气机构的VVL71、各种阀36、51a、63a、64a、65a的驱动执行器输出控制信号。另外，PCM10作为功能性要素具有燃料中断控制部、DPF再生控制部、气门正时控制部以及节气门控制部。

因此，该发动机1形成为其几何压缩比达到12以上、15以下的比较低的压缩比的结构，借助于此谋求排气排放性能的提高及热效率的提高。另一方面，在该发动机1中，通过前述的大型涡轮增压器61及小型涡轮增压器62提高转矩，从而补偿几何压缩比的低压缩比化。

（发动机控制的概要）

上述PCM10作为发动机1的基本的控制主要根据发动机转速及加速器开度决定目标转矩（成为目标的负荷），在压缩上死点附近执行通过喷射器18的燃料喷射（主喷射）以产生该目标转矩。但是，通过PCM10的燃料中断控制部在发动机1处于减速状态时执行停止（禁止）压缩上死点附近上的燃料的主喷射的燃料中断控制。

此外，通过喷射器18在汽缸11a的膨胀行程中执行对燃烧不做贡献（不产生转矩）的后喷射，以使通过PCM10的DPF再生控制部在DPF再生条件成立时再生DPF41b。后喷射的燃料与排气一起供给至氧化催化器41a而引起氧化反应，并通过此时产生的氧化反应热使供给至DPF41b的排气升温，通过该升温的排气燃烧去除堆积在DPF41b中的排气微粒。像这样，执行DPF41b的再生。

在这里，DPF再生条件是能够判定为需要DPF41b的再生的规定的条件。在本实施形态中，通过DPF41b的上游侧的排气压力和下游侧的排气压力之间的压差△P评价（推定）DPF41b的PM堆积量，并且该压差△P达到规定值X以上时规定为DPF41b的再生条件成立。该DPF再生在上述压差△P低于比作为再生条件的规定值X小的规定的下限值Y（＜X）时结束。因此，DPF41b的PM堆积量M变成规定值X以上而开始DPF再生控制时，即使PM堆积量小于规定值X，如果不小于下限值Y，则也会认为DPF再生条件成立并继续执行该控制。

在本实施形态中，通过PCM10的DPF再生控制由在发动机1的加速时或等速时执行的通常时再生控制、和在发动机1的减速运行时执行的减速时再生控制构成。即，PCM10判定为过滤器再生条件在发动机1的减速运行状态下成立时，执行减速时再生控制，另一方面，判定为过滤器再生条件在发动机1的加速状态或等速状态下成立时，执行通常时再生控制。

在该通常时再生控制中，后喷射的喷射时期设定在ATDC（压缩上死点后）80°～120°，在以下的说明中将该后喷射称为通常后喷射。

另一方面，在减速时再生控制中，除了燃料的后喷射以外，通过PCM10的气门正时控制部执行通过VVL71的排气两次打开控制。该后喷射的喷射时期与通常后喷射的喷射时期相比设定在提前角侧，在本实施形态中设定在ATDC30°～40°。

在减速时再生控制中，通过定时器控制在规定的正时分别执行该后喷射和排气两次打开控制。具体地是，从发动机1的减速开始起直至经过预先设定的设定时间Lt的期间，如图3（a）所示，执行后喷射且禁止通过VVL71的排气两次打开控制，另一方面，该设定时间Lt经过之后，如图3（b）所示，禁止通过喷射器18的后喷射的执行且执行通过VVL71的排气两次打开控制。该设定时间Lt作为从发动机1开始减速起直至氧化催化器41a的温度低于活性化温度的时间，例如利用与发动机转矩及发动机转速的关系预先被映射化而存储于ROM中。

又，通过PCM10的节气门控制部根据发动机1的运行状态控制节气门36及EGR阀51a的开度。具体地是，PCM10除了在执行减速时再生控制的过程中以外，将节气门36控制为全开，另一方面，在执行减速时再生控制的过程中是执行将节气门36的开度相对地控制在关闭侧的节流控制。该节气门36的节流开度在发动机1不停止的范围内设定在接近全闭的开度。关于该节流开度，利用与发动机转速及发动机转矩的关系预先被映射化而存储于ROM中。

又，PCM10在不执行通过喷射器18的后喷射的过程中是根据发动机1的运行状态计算出目标EGR率，并控制EGR阀51a的开度以达到该目标EGR率，另一方面，在执行通过喷射器18的后喷射的过程中是将EGR阀51a控制为全闭状态。

接着基于图4的流程图说明PCM10的DPF再生控制的具体情况。

在最初的步骤S1中，判定DPF再生条件是否成立，该判定为“否”时返回，另一方面，该判定为“是”时进入步骤S2。

在步骤S2中，对EGR阀51a的驱动执行器输出控制信号，以通过EGR阀51a全闭EGR通路51（以禁止外部EGR）。

在步骤S3中，基于来自于曲轴角传感器（发动机转速传感器）SW4及加速器开度传感器SW5的信号判定发动机1是否处于减速状态，该判定为“否”时进入步骤S11，另一方面，该判定为“是”时进入步骤S4。

在步骤S4中，对喷射器18输出停止主喷射的控制信号，以执行燃料中断控制。

在步骤S5中，通过对节气门36的驱动执行器输出控制信号，以此将节气门36控制在接近全闭的开度，以执行节气门36的节流控制。

在步骤S6中，基于来自于催化器温度传感器SW9的信号判定氧化催化器41a的温度是否在目标温度（例如，活性化温度）以上，该判定为“否”时进入步骤S12，另一方面，该判定为“是”时进入步骤S7。

在步骤S7中，对喷射器18输出控制信号，以执行上述减速后喷射。

在步骤S8中，判定是否从发动机1开始减速起经过了设定时间Lt，该判定为“否”时进入步骤S14，另一方面，该判定为“是”时进入步骤S9。

在步骤S9中，判定燃料恢复条件是否成立，该判定为“否”时进入步骤S12，另一方面，该判定为“是”时进入步骤S10。具体地是，在本实施形态中，基于来自于曲轴角传感器SW4的信号，通过发动机转速达到预先设定的空转转速以下的情况判定为燃料恢复条件成立。

在步骤S10中，对喷射器18输出控制信号，以再次开始燃料的主喷射，然后返回。

在步骤S3的判定为“否”时进入的步骤S11中，对喷射器18输出控制信号，以执行上述通常后喷射。

在步骤S6及步骤S9的判定为“否”时进入的步骤S12中，禁止减速后喷射的执行。

在步骤S13中，使VVL71工作，执行排气门22的两次打开控制，然后返回。

在步骤S8的判定为“否”时进入的步骤S14中，禁止VVL71工作，然后返回至步骤S8。

图5是示出DPF再生控制的具体例的实施例的时序图，上述图5的（a）～（h）分别示出车辆的车速（km/h）、发动机转速（rpm）、减速后标记、VVL工作标记、吸入空气量（mg/cyl）、氧化催化器41a的入口的排气温度（以下称为DOC入口排气温度）（℃）、DPF41b的入口排气温度（以下称为DPF入口排气温度）（℃）、及通常后喷射量（mm³/st）。减速后标记是决定在发动机1的减速状态下是否执行减速后喷射的标记，VVL工作标记是决定是否使VVL71工作的标记。

在时刻T1～时刻T2中，由于发动机1处于等速状态或者加速状态，因此通过PCM10执行通常时再生控制，并通过喷射器18执行通常后喷射（参照图5（h））。在时刻T2～时刻T4中，由于发动机1处于减速状态，因此通过PCM10执行减速时再生控制。具体地是，首先，在时刻T2时，转移至发动机1的减速状态，并且通过PCM10节气门36被控制在关闭侧，伴随与此，吸入空气量急剧减少（参照图5（e））。又，在时刻T2时，减速后喷射标记被开启（on），开始减速后喷射（参照图5（c））。该减速后喷射从时刻T2起执行至经过了预先设定的设定时间Lt的时刻T3。从时刻T3起开启VVL工作标记，执行通过VVL71的排气两次打开控制（参照图5（d））。而且，在时刻T4随着减速状态的结束而停止排气两次打开控制。DOC入口排气温度在时刻T2随着发动机1转移至减速状态而开始下降（参照图5（f））。这是因为在发动机1的减速状态下执行通过PCM10的燃料中断控制，汽缸11a内的温度下降。DPF入口排气温度受到该DOC入口排气温度的下降的影响，从时刻T5起开始下降（参照图5（g））。图6是将该温度下降部分放大示出的图。图表中用实线示出的线表示通过减速时再生控制使VVL71工作的情况（使用根据本实施形态的控制装置的情况），用双点划线示出的线表示没有使VVL71工作的情况。借助于此，可知通过减速时再生控制使VVL71工作，DPF入口排气温度比以往上升近20℃。可知这是因为通过VVL71的工作执行排气门22的两次打开控制，以此减少在进气行程中流入汽缸11a内的新气的流量，从而抑制燃料中断后（时刻T2后）的汽缸11a内的温度下降。

在如以上的上述实施形态中，发动机1处于减速状态且上述DPF再生条件成立的状态（减速时再生状态）下，除了汽缸11a的膨胀行程中的后喷射以外（步骤S7），执行通过VVL71的排气门22的两次打开控制（步骤S13），以此使发动机1变成减速状态并且燃料中断以后，也将供给至DPF41b的排气的温度维持在高温（将汽缸11a内的温度维持在高温），可以继续进行DPF再生。因此，可以缩短发动机1的减速状态以后的DPF再生时间，进而可以谋求发动机1的燃料消耗量的改善，并且可以抑制因后喷射的燃料附着在汽缸内壁面引起的油的稀释化。

具体地是，在上述实施形态中，PCM10在从减速开始时刻起直至经过设定时间Lt的期间（在步骤S8中为“否”），执行减速后喷射（步骤S7），另一方面，经过了该设定时间Lt以后（在步骤S8中为“是”），不是禁止减速后喷射的执行，而是使VVL71工作而执行排气两次打开控制（步骤S12及S13）。而且，在上述实施形态中，该设定时间Lt预先设定为从发动机1开始减速起直至氧化催化器41a的温度低于活性化温度的时间。

因此，减速开始后不久的催化器处于活性化状态的期间，执行后喷射，以此利用氧化催化器41a中的燃料的氧化反应热可以确实地再生DPF41b，另一方面，氧化催化器41a变成未活性状态后，禁止后喷射的执行而抑制无用的后喷射，并且使VVL71工作而执行排气两次打开控制，以此在后喷射被禁止以后也可以将供给至DPF41b的排气的温度维持在高温。因此，抑制燃料的无用的消耗，并且可以在短时间内有效地再生DPF41b。

又，在上述实施形态中，PCM10形成为从减速开始时刻起直至经过设定时间Lt的期间，即，执行燃料的后喷射的期间禁止VVL71的工作的结构（步骤S14）。

借助于此，可以防止后喷射的燃料通过排气门22的两次打开控制返回至汽缸11a内而半燃烧（生成转矩）的情况。因此，发动机的减速状态下发动机制动的效力也不会下降。

又，在上述实施形态中，PCM10形成为发动机1处于减速状态时执行节流控制，以此与发动机1处于加速状态或者等速状态的情况相比，能够将节气门36控制在关闭侧的结构（步骤S5）。

借助于此，可以抑制发动机1处于减速状态时流入至汽缸11a内的新气（低温的空气）的流量，可以抑制伴随着减速开始的燃料中断后（主喷射停止后）的缸内温度的降低。因此，发动机1处于减速状态时从汽缸11a供给至DPF的排气的温度维持在高温，借助于此，可以更加确实地缩短发动机1的减速状态以后的DPF再生时间。

此外，在上述实施形态中，使减速后喷射的喷射时期比通常后喷射的喷射时期更提前。借助于此，可以更加确实地抑制发动机油的稀释化。即，后喷射的目的是将未燃燃料供给至排气系统，因此其喷射时期优选为汽缸11a内的温度低的膨胀行程的后半时期。但是，在执行减速后喷射的发动机1的减速状态下，通过燃料中断汽缸11a内的温度显著下降，因此在膨胀行程后半时期执行后喷射时，附着在汽缸11a的内壁面的燃料不蒸发而以液体状态残留。其结果是，存在燃料被附着在汽缸内壁面导致的发动机油稀释化的问题。相对于此，在上述实施形态中，使减速后喷射的喷射时期比通常后喷射的喷射时期更提前，并设定在汽缸11a内的温度比较高的膨胀行程的前半时期，因此可以避免上述的发动机油的稀释化问题。

（其他实施形态）

本发明的结构并不限于上述实施形态，还包含其以外的各种结构。

即，在上述实施形态中，PCM10通过定时器控制错开减速后喷射的执行正时和通过VVL71的排气两次打开控制的执行正时，但是并不限于这些，也可以同时执行减速后喷射和排气两次打开控制。

在上述实施形态中，基于DPF41b的压差△P判定DPF再生条件的成立与否，但是并不限于此，例如也可以利用PCM10基于发动机1的运行状态的履历计算出DPF41b的PM堆积量，当该计算出的堆积量超过规定量时判定为DPF再生条件成立。

又，在上述实施形态中，PCM10在执行减速时再生控制时执行节气门36的节流控制，但是并不一定必须执行。

Claims

1.一种柴油发动机的控制装置，具备：具有供给有将轻油作为主成分的燃料的汽缸的发动机主体；形成为向该汽缸内喷射燃料的结构的燃料喷射阀；能改变设置于该汽缸上的进气门及排气门中的至少一方的开闭正时的气门正时可变机构；配设在与该发动机主体连接的排气通路内，净化从该发动机主体的汽缸内排出的HC的氧化催化器；和配设在该氧化催化器的下游，捕集排气中的黑烟的DPF，其特征在于，具备：

在规定的DPF再生条件成立时，向所述氧化催化器供给HC并通过该HC的氧化反应热执行DPF再生的DPF再生控制部；

在所述柴油发动机处于减速状态时，停止作为在所述汽缸的压缩行程中的燃料喷射的主喷射的燃料中断控制部；

控制所述气门正时可变机构的气门正时控制部；和

控制配设在与所述发动机主体连接的进气通路内的节气门的开闭的节气门控制部；

所述气门正时控制部在所述柴油发动机处于减速状态且所述规定的DPF再生条件成立的减速时再生状态下，除了在所述汽缸的进气行程中的进气门的开阀及排气行程中的排气门的开阀以外，执行在进气行程中将排气门开阀或者在排气行程中将进气门开阀的两次打开控制，或者执行设置排气行程或进气行程中进气门及排气门两者闭阀的期间的负重叠控制；

所述节气门控制部形成为所述柴油发动机处于减速状态时，与该发动机不处于减速状态时相比将节气门控制在关闭侧的结构。

2.根据权利要求1所述的柴油发动机的控制装置，其特征在于，

所述DPF再生控制部形成为在上述汽缸的膨胀行程中执行后喷射，以此向供给至所述氧化催化器的排气中供给HC，尽管所述柴油发动机处于减速时再生状态，但是上述氧化催化器的温度小于规定温度时，禁止所述后喷射的执行的结构；

所述气门正时控制部形成为在所述柴油发动机的减速时再生状态下，执行通过所述DPF再生控制部的后喷射时，禁止所述两次打开控制及负重叠控制的执行，另一方面，禁止通过所述DPF再生控制部的后喷射的执行时，执行所述两次打开控制或负重叠控制的结构。

3.根据权利要求1所述的柴油发动机的控制装置，其特征在于，

所述DPF再生控制部形成为在所述汽缸的膨胀行程中执行后喷射，以此向供给至所述氧化催化器的排气中供给HC，尽管所述柴油发动机处于减速时再生状态，但是从该发动机的减速开始时刻起经过预先设定的设定时间之后禁止所述后喷射的执行的结构；

4.根据权利要求2或3所述的柴油发动机的控制装置，其特征在于，

所述DPF再生控制部形成为发动机处于减速状态时，与发动机处于等速状态或者加速状态的情况相比，使在所述DPF再生条件成立时执行的后喷射的喷射时期提前的结构。

5.一种柴油发动机的控制方法，是具备净化从发动机主体排出的HC的氧化催化器和配设在该氧化催化器的下游以捕集排气中的黑烟的DPF，并且在减速状态下停止主喷射的柴油发动机的控制方法；其特征在于，

在所述柴油发动机为减速状态且规定的DPF再生条件成立时，执行在进气行程中将排气门开阀的控制、在排气行程中将进气门开阀的控制以及在排气行程或进气行程中将进气门和排气门同时闭阀的控制中的任意一个，所述柴油发动机处于减速状态时，与该发动机不处于减速状态时相比，将配设在与所述发动机主体连接的进气通路内的节气门控制在关闭侧。