CN115506877A - 内燃机的控制装置及控制方法 - Google Patents

内燃机的控制装置及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115506877A
CN115506877A CN202210672679.3A CN202210672679A CN115506877A CN 115506877 A CN115506877 A CN 115506877A CN 202210672679 A CN202210672679 A CN 202210672679A CN 115506877 A CN115506877 A CN 115506877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
purification device
upstream
downstream
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210672679.3A
Other languages
English (en)
Inventor
今井创一
吉川裕也
长谷川和弘
松田好史
井户侧正直
内田孝宏
薮下裕贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN115506877A publication Critical patent/CN115506877A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101—Three-way catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F01N11/005—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus the temperature or pressure being estimated, e.g. by means of a theoretical model
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/02—Combinations of different methods of purification filtering and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0416—Methods of control or diagnosing using the state of a sensor, e.g. of an exhaust gas sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402—Exhaust gas composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1404—Exhaust gas temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1624—Catalyst oxygen storage capacity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本公开提供一种内燃机的控制装置及内燃机的控制方法，该内燃机包括：上游侧净化装置和下游侧净化装置，配置于排气通路；及温度传感器，在上游侧净化装置与下游侧净化装置之间检测废气的温度，其中，该内燃机的控制装置包括：第一温度推定部，根据由该温度传感器检测出的废气的温度来推定下游侧净化装置的温度；及第二温度推定部，不使用由该温度传感器检测出的废气的温度而推定下游侧净化装置的温度，至少在由第二温度推定部推定出的下游侧净化装置的温度为预先确定的阈值以上时，执行上游侧净化装置的异常判定处理。

Description

内燃机的控制装置及控制方法
技术领域
本公开涉及包括配置于排气通路的上游侧净化装置和下游侧净化装置的内燃机的控制装置及控制方法。
背景技术
以往，已知有一种内燃机，包括：催化剂(上游侧净化装置)，设置于排气通路；过滤器(下游侧净化装置)，在该催化剂的下游侧捕集废气中的颗粒状物质(PM)；及控制装置，在预测为催化剂的热劣化因燃料切断的实施而发展的情况下禁止燃料切断(例如，参照国际公开第2014/122778)。该内燃机的控制装置在需要过滤器的再生、且根据设置在排气通路的催化剂与过滤器之间的温度传感器的检测值而得到的过滤器的温度为能够除去颗粒状物质的温度以上的情况下，即使预测为催化剂的热劣化发展，也实施对燃烧室停止燃料的供给的燃料切断。由此，通过燃料切断的实施而将大量的氧送入到过滤器内，使颗粒状物质燃烧，能够使该过滤器再生。
另外，以往，已知有一种催化剂异常诊断装置，为了诊断配置于内燃机的排气通路的催化剂的异常，执行响应于催化剂的下游侧的废气的空燃比向稀侧或浓侧变化(反转)，将供给到催化剂的废气的空燃比向浓侧或稀侧交替地切换的主动空燃比控制(例如，参照国际公开第2014/122778)。该催化剂异常诊断装置在催化剂温度(推定温度)处于活化温度范围内时，执行主动空燃比控制，并基于在执行该主动空燃比控制的期间推定出的催化剂的氧吸留量来判定该催化剂有无异常。
发明内容
在上述国际公开第2014/122778所记载的内燃机中，由于能够基于设置在排气通路的催化剂与过滤器之间的温度传感器的检测值来高精度地推定过滤器的温度，因此能够根据过滤器的温度适当地执行该过滤器的再生处理而良好地维持颗粒状物质的捕集性能。另一方面，在国际公开第2014/122778所记载的内燃机中，在对配置于过滤器的上游侧的催化剂有无异常进行判定的情况下，为了抑制排放的恶化，需要在上游侧的催化剂和下游侧的过滤器所担载的催化剂这两者均活化的状态下执行如上述日本特开2010-255490所记载的主动空燃比控制。但是，判明了在基于根据上述温度传感器的检测值而推定出的过滤器的温度来判定担载于该过滤器的催化剂是否活化(催化剂温度是否为活化温度以上)的情况下，无法充分地确保执行主动空燃比控制的机会。
因此，本公开的主要目的在于，在包括配置于排气通路的上游侧净化装置和下游侧净化装置的内燃机中，能够适当地执行上游侧净化装置的异常判定。
本公开的内燃机的控制装置中，所述内燃机包括：上游侧净化装置和下游侧净化装置，配置于排气通路；及温度传感器，在所述上游侧净化装置与所述下游侧净化装置之间检测废气的温度，其中，所述内燃机的控制装置包括：第一温度推定部，根据由所述温度传感器检测出的废气的温度来推定所述下游侧净化装置的温度；及第二温度推定部，不使用由所述温度传感器检测出的废气的温度而推定所述下游侧净化装置的温度，至少在由所述第二温度推定部推定出的所述下游侧净化装置的温度为预先确定的阈值以上时，执行所述上游侧净化装置的异常判定处理。
本公开的内燃机的控制装置包括第一温度推定部，该第一温度推定部根据由温度传感器在上游侧净化装置与下游侧净化装置之间检测出的废气的温度来推定下游侧净化装置的温度。由此，能够基于由第一温度推定部根据在相对靠近下游侧净化装置的位置处实际测量出的温度高精度地推定出的温度，适当地掌握该下游侧净化装置的状态等。在此，在上游侧净化装置发生了劣化的情况下，与该上游侧净化装置未发生劣化的情况相比，上游侧净化装置的温度降低，与此相应地在上游侧净化装置与下游侧净化装置之间由温度传感器检测(实际测量)出的废气的温度也降低。因此，在基于由第一温度推定部根据由该温度传感器检测出的废气的温度推定出的下游侧净化装置的温度来判定能否执行上游侧净化装置的异常判定处理的情况下，存在尽管上游侧净化装置发生了异常，但被视为下游侧净化装置未活化而不执行异常判定处理的可能。鉴于此，在本公开的内燃机的控制装置设置有第二温度推定部，该第二温度推定部不使用由温度传感器检测出的废气的温度而推定下游侧净化装置的温度，该控制装置将由第二温度推定部推定出的下游侧净化装置的温度为预先确定的阈值以上作为执行条件之一来执行上游侧净化装置的异常判定处理。由此，由于能够基于未反映上游侧净化装置的劣化的下游侧净化装置的推定温度来判定能否执行上游侧净化装置的异常判定处理，因此能够充分确保执行该异常判定处理的机会，良好地掌握上游侧净化装置的状态。其结果是，根据本公开的内燃机的控制装置，能够适当地执行上游侧净化装置的异常判定。另外，本公开的内燃机的控制装置也可以基于由第一温度推定部推定出的下游侧净化装置的温度来判定下游侧净化装置的状态。
另外，所述第二温度推定部也可以不使用由所述温度传感器检测出的废气的温度而推定所述上游侧净化装置的温度，所述控制装置也可以以由所述第二温度推定部推定出的所述上游侧净化装置的温度为预先确定的第一下限温度以上、且由所述第二温度推定部推定出的所述下游侧净化装置的温度为作为所述阈值的第二下限温度以上为条件，执行所述上游侧净化装置的所述异常判定处理。由此，能够抑制因上游侧净化装置的劣化而导致异常判定处理的执行条件不成立的情况，充分确保执行异常判定处理的机会。
而且，所述第二温度推定部也可以基于从所述内燃机的排气口流出的废气的温度、废气与排气管的热传递量、及来自所述排气管的散热量，来推定所述上游侧净化装置及所述下游侧净化装置的温度。由此，能够基于假定为上游侧净化装置未发生劣化而推定出的上游侧及下游侧净化装置的温度来判定能否执行上游侧净化装置的异常判定处理，因此能够良好地确保执行该异常判定处理的机会。
另外，所述内燃机也可以具有增压器，该增压器包括配置于所述排气通路的涡轮叶轮、及经由涡轮轴与所述涡轮叶轮连结并且配置于所述内燃机的进气通路的压缩机叶轮，所述第二温度推定部也可以基于根据从所述排气口流出的废气的温度而推定出的从所述涡轮叶轮流出的废气的温度、和从所述涡轮叶轮到所述上游侧净化装置之间的废气与所述排气管的热传递量及来自所述排气管的散热量，来推定所述上游侧净化装置的温度，并且基于推定出的所述上游侧净化装置的温度、和所述上游侧净化装置与所述下游侧净化装置之间的废气与所述排气管的热传递量及来自所述排气管的散热量，来推定所述下游侧净化装置的温度。由此，在具有增压器的内燃机中，能够良好地确保执行上游侧净化装置的异常判定处理的机会。
而且，所述内燃机也可以还包括空燃比传感器，该空燃比传感器在所述上游侧净化装置与所述下游侧净化装置之间检测废气的空燃比，所述异常判定处理也可以是主动空燃比控制，在该主动空燃比控制中，根据由所述空燃比传感器检测出的空燃比向稀侧或浓侧变化，将流入所述上游侧净化装置的废气的空燃比交替地向浓侧或稀侧切换，所述控制装置也可以推定在执行所述主动空燃比控制的期间的所述上游侧净化装置对氧的吸留量及放出量，并且基于推定出的氧的吸留量及放出量来判定所述上游侧净化装置有无异常。
另外，所述上游侧净化装置也可以包括三元催化剂，所述下游侧净化装置也可以包括颗粒过滤器，所述控制装置也可以基于由所述第一温度推定部推定出的温度，来判定能否进行用于使所述下游侧净化装置再生的燃料切断。由此，能够在抑制下游侧净化装置的过热的同时，良好地抑制颗粒过滤器的堵塞，并且适当地执行上游侧净化装置即三元催化剂的异常判定。
本公开的内燃机的控制方法中，所述内燃机包括：上游侧净化装置和下游侧净化装置，配置于排气通路；及温度传感器，在所述上游侧净化装置与所述下游侧净化装置之间检测废气的温度，其中，至少在不使用由所述温度传感器检测出的废气的温度而推定出的所述下游侧净化装置的温度为预先确定的阈值以上时，执行所述上游侧净化装置的异常判定处理。
根据该方法，能够适当地执行下游侧净化装置的状态判定和上游侧净化装置的异常判定这两者。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的附图标记表示相同的元素，并且其中：
图1是例示由本公开的控制装置控制的内燃机的概略结构图。
图2是表示本公开的内燃机的控制装置的框图。
图3是表示基于本发明的内燃机的控制装置的下游侧净化装置的温度的推定步骤的流程图。
图4是表示基于本公开的内燃机的控制装置的上游侧净化装置及下游侧净化装置的温度的推定步骤的流程图。
图5是例示由本公开的内燃机的控制装置执行的燃料切断允许/禁止例程的流程图。
图6是例示为了判定上游侧净化装置有无异常而由本发明的内燃机的控制装置执行的异常判定例程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对用于实施本公开的发明的方式进行说明。
图1是例示由作为本公开的控制装置的发动机电子控制装置(以下称为“发动机ECU”)100控制的内燃机即发动机10的概略结构图。该图所示的发动机10是将伴随于形成于发动机缸体11的多个燃烧室12中的碳氢化合物燃料与空气的混合气体的燃烧的活塞13的往复运动转换为曲轴(输出轴)14的旋转运动的例如直列型的汽油发动机，搭载于车辆。如图1所示，发动机10除了发动机缸体11、多个燃烧室12、活塞13及曲轴14之外，还包括空气滤清器15、进气管16、电子控制式的节气门17、稳压罐18、分别开闭对应的进气口的多个进气门19i、分别开闭对应的排气口的排气门19e、多个燃料喷射阀20、多个火花塞21、及形成排气通路的排气管22。燃料喷射阀20可以如图所示那样向进气口喷射燃料，也可以直接向燃烧室12内喷射燃料。而且，也可以在发动机10设置气口喷射阀和缸内喷射阀这两者。
另外，发动机10包括分别组装于排气管22的上游侧净化装置23和下游侧净化装置24作为废气净化装置。上游侧净化装置23包括对来自发动机10的各燃烧室12的废气中的CO(一氧化碳)、HC、NOx这样的有害成分进行净化的NOx吸留型的废气净化催化剂(三元催化剂)230。另外，下游侧净化装置24包括捕集废气中的颗粒状物质(微粒)的颗粒过滤器(GPF)240，并配置于上游侧净化装置23的下游侧。在本实施方式中，颗粒过滤器240是担载有NOx吸留型的废气净化催化剂(三元催化剂)的多孔过滤器。即，下游侧净化装置24构成为具有三元催化剂的净化功能和颗粒状物质的捕集功能的四元催化剂。
而且，发动机10还包括用于冷却发动机缸体11等的制冷剂循环通路25、电动泵26和散热器27。电动泵26使冷却水(LLC)在制冷剂循环通路25中循环。散热器27通过与来自行驶风、未图示的电动风扇的空气之间的热交换而对从发动机缸体11等夺取了热的冷却水进行冷却。另外，在制冷剂循环通路25设置有水温传感器25t。水温传感器25t检测从发动机缸体11夺取了热(流出)的冷却水的水温Tw。
此外，发动机10包括利用废气的能量来压缩进气的增压器30和对由该增压器30压缩后的空气进行冷却的液冷式的中间冷却器39。如图1所示，增压器30是包括涡轮叶轮31、压缩机叶轮32、将涡轮叶轮31与压缩机叶轮32一体地连结的涡轮轴33、废气旁通阀34和排放阀35的涡轮增压器。涡轮叶轮31旋转自如地配置在以位于上游侧净化装置23的上游侧的方式形成于排气管22的涡轮壳体220内。另外，压缩机叶轮32旋转自如地配置在以位于空气滤清器15与节气门17之间的方式形成于进气管16的压缩机壳体160内。
涡轮轴33旋转自如地配置在轴承壳体300内，该轴承壳体300在涡轮壳体220与压缩机壳体160之间固定于两者。轴承壳体300保持未图示的轴承，并经由该轴承将涡轮轴33旋转自如地进行支承。另外，在轴承壳体300内形成有用于使润滑/冷却涡轮轴33、轴承等的润滑油流通的油路、和用于冷却轴承壳体300内的制冷剂通路(均省略图示)。从对来自由发动机10驱动的未图示的机械式油泵的工作油进行调压的液压控制装置(省略图示)向轴承壳体300内的油路供给作为润滑油的工作油。另外，来自使冷却水向中间冷却器39循环的未图示的冷却系统的冷却水被供给到轴承壳体300内的制冷剂通路。
增压器30的废气旁通阀34是流量控制阀，如图1所示，设置于以绕过涡轮壳体220(涡轮叶轮31)的方式与排气管22连接的旁通管225。通过调节该废气旁通阀34的开度，能够使在旁通管165中流通的废气的量与使涡轮叶轮31和压缩机叶轮32旋转的废气的量之比变化。即，在增压器30中，能够通过废气旁通阀34的开度的调节来调节发动机10中的增压压力Pc。另外，通过将废气旁通阀34设为全开，能够使增压器30(压缩机叶轮32)对进气的压缩实质上停止。
如图1所示，增压器30的排放阀35设置于以绕过压缩机壳体160(压缩机叶轮32)的方式与进气管16连接的旁通管165。通过使该排放阀35开阀，能够释放进气管16的压缩机叶轮32与节气门17之间的压力(剩余压力)。由此，能够抑制节气门17的响应性的恶化、喘振的发生。另外，排放阀35也可以是在压缩机叶轮32的下游侧的压力比上游侧的压力高规定值以上时开阀的止回阀。
控制发动机10的发动机ECU100包括未图示的具有CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机、各种驱动电路、各种逻辑IC等。另外，如图2所示，发动机ECU100经由未图示的输入端口取得曲轴转角传感器14a、空气流量计16a、进气压力传感器16p、增压压力传感器16c、进气温度传感器16t、节气门开度传感器17o、冲击压力传感器18p、温度传感器18t、上游侧空燃比传感器22f、下游侧空燃比传感器22r、废气温度传感器22t、水温传感器25t、外部空气温度传感器28、大气压力传感器29等的检测值。
曲轴转角传感器14a检测曲轴14的旋转位置(曲轴位置)。空气流量计16a在进气管16的压缩机叶轮32的上游侧检测进气量Qa。进气压力传感器16p检测进气管16的压缩机叶轮32的上游侧的进气压力Pin。进气温度传感器16t在进气管16的压缩机叶轮32的上游侧检测进气温度Tin。增压压力传感器16c对在进气管16的压缩机壳体160与中间冷却器39之间由压缩机叶轮32压缩后的空气的压力即增压压力Pc进行检测。节气门开度传感器17o检测节气门17的开度TH。冲击压力传感器18p检测稳压罐18内的空气的压力即冲击压力Ps，温度传感器18t检测稳压罐18内的空气的温度即喘振温度Ts。上游侧空燃比传感器22f在上游侧净化装置23的上游侧检测流入该上游侧净化装置23的废气的空燃比即上游侧空燃比AFf，下游侧空燃比传感器22r在上游侧净化装置23的下游侧检测流入下游侧净化装置24的废气的空燃比即下游侧空燃比AFr。废气温度传感器22t检测在排气管22的上游侧净化装置23与下游侧净化装置24之间的部分流通的废气的温度Teg。
发动机ECU100基于来自曲轴转角传感器14a的曲轴位置来计算发动机10(曲轴14)的转速Ne，并且基于来自空气流量计16a的进气量Qa和发动机10的转速Ne来计算负荷率KL。负荷率KL是发动机10在一个循环中实际吸入的空气的容积相对于每一个循环的行程容积的比例。并且，发动机ECU100基于转速Ne、负荷率KL等来控制节气门17、多个燃料喷射阀20、多个火花塞21等。而且，发动机ECU100控制增压器30的废气旁通阀34及排放阀35、电动泵26、增压器30的冷却系统所包含的未图示的电动泵等。
另外，发动机ECU100在搭载有发动机10的车辆启动系统的期间，每隔规定时间(微小时间)反复执行图3的例程来导出下游侧净化装置24(颗粒过滤器240)的推定温度(推定床温)Tcr1。在图3的例程开始时，发动机ECU100取得由废气温度传感器22t检测出的废气的温度Teg(步骤S1)。然后，发动机ECU100基于所取得的温度Teg，导出最新的下游侧净化装置24的推定温度Tcr1(步骤S2)，并暂时结束图3的例程。在步骤S2中，发动机ECU100基于废气的温度Teg、排气管22的上游侧净化装置23与下游侧净化装置24之间的部分与废气的热传递量、从排气管22的上游侧净化装置23与下游侧净化装置24之间的部分散热的热量等，来推定下游侧净化装置24即颗粒过滤器240的前端或中央部的温度，并将推定出的温度作为最新的下游侧净化装置24的推定温度Tcr1存放于RAM。
而且，发动机ECU100在搭载有发动机10的车辆启动系统的期间，每隔规定时间(微小时间)反复执行图4的例程，导出上游侧净化装置23即废气净化催化剂230的推定温度(推定床温)Tcf2和下游侧净化装置24即颗粒过滤器240的推定温度(推定床温)Tcr2。在图4的例程开始时，发动机ECU100取得由进气温度传感器16t检测出的进气温度Tin、由进气压力传感器16p检测出的进气压力Pin(绝对压力)、由增压压力传感器16c检测出的增压压力Pc(绝对压力)、从多个排气口流出并流入到涡轮壳体220(涡轮叶轮31)的废气的温度即输入气体温度Tti这样的温度推定所需的数据(步骤S10)。输入气体温度Tti是基于发动机10的转速Ne、负荷率KL、上游侧空燃比AFf等另外推定出的。
在步骤S10的处理之后，发动机ECU100使用下式(1)来推定(计算)从涡轮壳体220(涡轮叶轮31)向下游侧流出的废气的温度即输出气体温度Tto(步骤S20)。在式(1)中，“Tti”是在步骤S200中所取得的输入气体温度Tti。另外，在式(1)中，“Tci”是流入压缩机壳体160(压缩机叶轮32)的空气的温度，在本实施方式中，作为温度Tci，使用在步骤S200中所取得的进气温度Tin。但是，作为温度Tci，也可以使用由外部空气温度传感器28检测出的外部空气温度Tout。而且，在式(1)中，“Pci”是流入压缩机壳体160的空气的压力，在本实施方式中，作为压力Pci，使用在步骤S200中所取得的进气压力Pin(绝对压力)。但是，作为压力Pci，也可以使用由大气压力传感器29检测出的大气压力Pout。另外，在式(1)中，“Pco”是从压缩机叶轮32送出的空气(压缩空气)的压力，在本实施方式中，作为压力Pco，使用在步骤S200中所取得的增压压力Pc(绝对压力)。而且，在式(1)中，“Kie”是发动机10的进气与废气的比热比。
Figure BDA0003695263100000101
上述式(1)经过如下的步骤而导出。即，从状态(P1、V1、T1)绝热地变化为状态(P2、V2、T2)时的理想气体的做功量W根据泊松法则及气体的状态方程式，能够如下式(2)、(3)及(4)那样表示。另外，在式(3)中，若为T1＝Tci，P1＝Pci，P2＝Pco，K＝Ki(其中，“Ki”是进气的比热比。)，则得到基于压缩机叶轮32的能量的消耗功(压缩功)Wc。而且，在式(4)中，若为T1＝Tti，T2＝Tto，K＝Ke(其中，“Ke”是废气的比热比。)，则得到基于涡轮叶轮31的能量的回收功(膨胀功)Wt。
Figure BDA0003695263100000102
Figure BDA0003695263100000103
Figure BDA0003695263100000104
另外，若假定为涡轮叶轮31与压缩机叶轮32之间的传递效率为100％，则基于压缩机叶轮32的消耗功Wc与基于涡轮叶轮31的回收功Wt相等，作为式(3)＝式(4)，能够得到下式(5)。而且，为了简单起见，若假定为绝热效率为100％、且Ki＝Ke，则得到下式(6)，通过整理式(6)，得到上述式(1)。通过使用这样导出的式(1)，能够更适当地推定涡轮叶轮31的输出气体温度Tto。
Figure BDA0003695263100000111
Figure BDA0003695263100000112
接着，发动机ECU100基于推定出的涡轮叶轮31的输出气体温度Tto、排气管22的涡轮叶轮31与上游侧净化装置23之间的部分与废气的热传递量、从排气管22的涡轮叶轮31与上游侧净化装置23之间的部分散热的热量等，来推定上游侧净化装置23即废气净化催化剂230的前端或中央部的温度，并将推定出的温度作为最新的上游侧净化装置23的推定温度Tcf2存储于RAM(步骤S30)。而且，发动机ECU100基于上游侧净化装置23的推定温度Tcf2、排气管22的上游侧净化装置23与下游侧净化装置24之间的部分与废气的热传递量、从排气管22的上游侧净化装置23与下游侧净化装置24之间的部分散热的热量等，来推定下游侧净化装置24即颗粒过滤器240的前端或中央部的温度，并将推定出的温度作为最新的下游侧净化装置24的推定温度Tcr2存储于RAM(步骤S40)，暂时结束图3的例程。
另外，在包括如上所述的下游侧净化装置24即颗粒过滤器240的发动机10中，在该颗粒过滤器240中的颗粒状物质的堆积量Dpm增加的阶段，需要将大量的空气即氧送入到颗粒过滤器240，使颗粒状物质燃烧。另一方面，在颗粒过滤器240的再生时，也存在因颗粒状物质的反应热而导致颗粒过滤器240过热的可能。因此，在搭载有发动机10的车辆中，当包括该车辆的加速踏板的踩踏被解除的情况作为条件的燃料切断执行条件成立时，为了在抑制颗粒过滤器240的过热的同时使颗粒状物质燃烧来使颗粒过滤器240再生，由发动机ECU100每隔规定时间(微小时间)反复执行图5所示的燃料切断允许/禁止例程。
在图5的例程开始时，发动机ECU100取得基于由废气温度传感器22t检测出的废气的温度Teg推定出的下游侧净化装置24(颗粒过滤器240)的推定温度Tcr1、燃料切断经过时间(FC经过时间)tfc、颗粒过滤器240中的颗粒状物质的堆积量Dpm这样的控制所需的数据(步骤S100)。燃料切断经过时间(FC经过时间)tfc是从燃料切断的执行开始起的经过时间，由未图示的计时器计时，并且根据燃料切断的解除而被复位。颗粒状物质的堆积量Dpm是通过对伴随燃料喷射的执行而从各燃烧室12排出的颗粒状物质的排出量(正值)、和伴随基于加速踏板的踩踏解除等的燃料切断的执行而在颗粒过滤器240中燃烧的颗粒状物质的量(燃烧量：负值)进行累计而另行计算出的。颗粒状物质的排出量基于发动机10的转速Ne、进气量Qa、水温Tw、从发动机10启动到运转停止的期间的累计进气量∑Qa等来导出(推定)。另外，颗粒状物质的燃烧量基于颗粒状物质的堆积量Dpm、下游侧净化装置24(颗粒过滤器240)的推定温度Tcr1、发动机10的进气量Qa等来导出(推定)。
在步骤S100的处理之后，发动机ECU100基于所取得的颗粒过滤器240的推定温度Tcr1和颗粒状物质的堆积量Dpm来设定燃料切断允许时间(FC允许时间)tfcref(步骤S110)。燃料切断允许时间tfcref是在颗粒过滤器240的温度＝Tcr1且堆积量＝Dpm时，即使继续执行燃料切断也不会使该颗粒过滤器240过热的时间。在步骤S110中，发动机ECU100根据未图示的映射导出与推定温度Tcr1和堆积量Dpm对应的燃料切断允许时间tfcref。该映射是经过实验、解析，以随着堆积量Dpm增加而缩短燃料切断允许时间tfcref、且随着推定温度Tcr1变高而缩短燃料切断允许时间tfcref的方式预先制作的。
接下来，发动机ECU100判定在步骤S100中所取得的燃料切断经过时间是否为在步骤S110中所设定的燃料切断允许时间tfcref以下(步骤S120)。在判定为燃料切断经过时间为燃料切断允许时间tfcref以下的情况下(步骤S120：是)，发动机ECU100视为即使继续燃料切断也不存在使颗粒过滤器240过热的可能，从而允许燃料切断的执行(继续)(步骤S130)，并暂时结束图5的例程。与此相对，在判定为燃料切断经过时间超过燃料切断允许时间tfcref的情况下(步骤S120：否)，发动机ECU100视为如果继续燃料切断则存在使颗粒过滤器240过热的可能，从而禁止燃料切断的执行(继续)(步骤S140)，并暂时结束图5的例程。
这样，通过在与颗粒过滤器240的推定温度Tcr1及堆积量Dpm相应的燃料切断允许时间tfcref的范围内允许发动机10的燃料切断，能够抑制颗粒过滤器240的过热，并且能够使颗粒状物质燃烧而良好地抑制该颗粒过滤器240的堵塞。另外，在加速踏板的踩踏被解除的状态下在步骤S140中禁止了燃料切断的情况下，发动机ECU100控制节气门17以使进气量Qa成为预先确定的最小进气量，并且控制多个燃料喷射阀20以喷射与该最小进气量相应的量的燃料。由此，发动机10不输出超过行驶阻力的驱动力(转矩)而以与该最小进气量相应的转速(例如怠速转速)旋转。
接着，参照图6对发动机10的上游侧净化装置23的异常判定步骤进行说明。图6是例示在搭载有发动机10的车辆启动系统的期间由发动机ECU100每隔规定时间反复执行的异常判定例程的流程图。在本实施方式中，发动机ECU100为了判定上游侧净化装置23有无异常，执行主动空燃比控制，在该主动空燃比控制中，使流入废气净化催化剂230的废气的空燃比强制性且交替地向稀侧和浓侧变化，从而使该废气净化催化剂230的氧吸留量在0与最大吸留量之间变动。
在图6的例程开始时，发动机ECU100取得上游侧净化装置23的推定温度Tcf2、下游侧净化装置24的推定温度Tcr2、排气管22中的废气的流速、由大气压力传感器29检测出的大气压力Pout等异常判定所需的数据(步骤S200)。推定温度Tcf2和Tcr2是通过图4的例程的执行而另外推定出的，废气的流速是基于进气量Qa而另外导出的。在步骤S200的处理之后，发动机ECU100判定所取得的上游侧净化装置23的推定温度Tcf2是否为预先确定的阈值Tcf2act(例如600℃左右)以上(步骤S210)。阈值Tcf2act是用于判定上游侧净化装置23的废气净化催化剂230是否活化的阈值，基于废气净化催化剂230的活化温度而被预先确定。
在判定为上游侧净化装置23的推定温度Tcf2为阈值Tcf2act以上的情况下(步骤S210：是)，发动机ECU100判定在步骤S200中所取得的下游侧净化装置24的推定温度Tcr2是否为预先确定的阈值Tcr2act(例如450℃左右)以上(步骤S220)。阈值Tcr2act是用于判定下游侧净化装置24的颗粒过滤器240所担载的催化剂是否活化的阈值，基于该催化剂的活化温度而被预先确定。在判定为下游侧净化装置24的推定温度Tcr2为阈值Tcr2act以上的情况下(步骤S220：是)，发动机ECU100判定与在步骤S200中所取得的废气的流速、大气压力Pout等相关联的主动空燃比控制的其他执行条件是否成立(步骤S230)。
在步骤S210、S220和S230的全部中作出了肯定判定的情况下(步骤S230：是)，发动机ECU100执行主动空燃比控制(步骤S240)。在步骤S240中，发动机ECU100将流入上游侧净化装置23的废气的空燃比、即由上游侧空燃比传感器22f检测出的空燃比的目标值设定为预先确定的稀空燃比，当由配置于上游侧净化装置23的下游侧的下游侧空燃比传感器22r检测出的空燃比达到比理论空燃比大(稀)的稀判定空燃比时，将由上游侧空燃比传感器22f检测出的空燃比的目标值设定为预先确定的浓空燃比。而且，在步骤S240中，当由配置于上游侧净化装置23的下游侧的下游侧空燃比传感器22r检测出的空燃比达到比理论空燃比小(浓)的浓判定空燃比时，将由上游侧空燃比传感器22f检测出的空燃比的目标值设定为上述稀空燃比。然后，在步骤S240中，发动机ECU100将该目标值的切换执行预先确定的次数。
另外，在步骤S240中，发动机ECU100使用预先确定的运算式，计算在将上述目标值设定为稀空燃比的期间由上游侧净化装置23的废气净化催化剂230吸留的氧的量(氧吸留量)。另外，发动机ECU100使用预先确定的运算式，计算在将上述目标值设定为浓空燃比的期间从上游侧净化装置23的废气净化催化剂230放出的氧的量(氧放出量)。在本实施方式中，由上游侧空燃比传感器22f检测出的空燃比的目标值分别被设定为稀空燃比和浓空燃比各多次(例如6次)，氧吸留量和氧放出量分别被计算出多个。另外，伴随主动空燃比控制的执行，从上游侧净化装置23流出的NOx被活化的担载于下游侧净化装置24的颗粒过滤器240的催化剂净化，从上游侧净化装置23流出的未燃燃料在下游侧净化装置24中燃烧。
在执行上述主动空燃比控制之后，发动机ECU100通过分别对多个氧吸留量和氧放出量取平均来计算表示上游侧净化装置23的废气净化催化剂230的氧吸留能力的指标Cmax(最大氧吸留量)(步骤S250)。然后，发动机ECU100判定在步骤S250中计算出的指标Cmax是否小于预先确定的阈值Cref(步骤S260)。在步骤S260中使用的阈值Cref是基于被认为正常的废气净化催化剂230的最大氧吸留量的下限值而确定的值。发动机ECU100在判定为指标Cmax小于阈值Cref的情况下(步骤S260：是)，视为上游侧净化装置23的废气净化催化剂230发生了热劣化等异常，使设置于车辆的未图示的仪表板上的未图示的警告灯点亮(步骤S270)，并暂时结束图6的例程。
另外，在判定为指标Cmax为阈值Cref以上的情况下(步骤S260：否)，发动机ECU100视为上游侧净化装置23的废气净化催化剂230正常，不执行步骤S260的处理而暂时结束图6的例程。而且，在步骤S210-S230的任一步骤中作出了否定判定的情况下，发动机ECU100不执行步骤S240以后的处理而暂时结束图6的例程。
如以上说明的那样，控制发动机10的发动机ECU100基于由废气温度传感器22t根据在上游侧净化装置23与下游侧净化装置24之间检测出的废气的温度Teg而推定出的下游侧净化装置24的推定温度Tcr1、及颗粒状物质的堆积量Dpm，来判定该下游侧净化装置的状态、即是否处于不加热颗粒过滤器240而能够继续燃料切断的状态(图5的S100-S120)。由此，能够基于由执行图3的例程的发动机ECU100(第一温度推定部)根据在相对靠近下游侧净化装置24的位置处实际测量出的废气的温度Teg高精度地导出(推定)的推定温度Tcr1，适当地掌握该下游侧净化装置24的状态，因此，在发动机10中，能够适当地判定能否进行用于使下游侧净化装置24的颗粒过滤器240再生的燃料切断，并在抑制下游侧净化装置24的过热的同时使颗粒状物质燃烧，从而良好地抑制颗粒过滤器240的堵塞。
另外，发动机ECU100(第二温度推定部)执行图4的程序，不使用由废气温度传感器22t检测出的废气的温度Teg而导出(推定)上游侧净化装置23的推定温度Tcf2及下游侧净化装置24的推定温度Tcr2。而且，发动机ECU100以执行图4的例程而导出的上游侧净化装置23的推定温度Tcf2为阈值(第一下限温度)Tcfact以上、且执行图4的例程而导出的下游侧净化装置24的推定温度Tcr2为阈值(第二下限温度)Tcract以上为条件(图6的步骤S200-S230)，执行用于判定上游侧净化装置23的异常的主动空燃比控制(步骤S240)。
即，在发动机10中，在上游侧净化装置23的废气净化催化剂230发生了劣化的情况下，与该废气净化催化剂230未发生劣化的情况相比，上游侧净化装置23的温度降低，与此相应地，在上游侧净化装置23与下游侧净化装置24之间由废气温度传感器22t检测出(实际测量出)的废气的温度Teg也降低。因此，在基于根据由废气温度传感器22t检测出的废气的温度Teg而推定出的下游侧净化装置24的推定温度Tcr2来判断能否执行主动空燃比控制(异常判断处理)的情况下，存在尽管上游侧净化装置23(废气净化催化器230)发生了异常，但推定温度Tcr2小于阈值Tcract而视为下游侧净化装置24未活化，导致主动空燃比控制不被执行的可能。另外，例如也考虑使用由废气温度传感器22t检测出的废气的温度Teg来推定上游侧净化装置23的温度，但在该情况下，上游侧净化装置23的推定温度也对应于由废气净化催化器230的劣化引起的废气的温度Teg的降低而降低，因此存在该推定温度小于阈值Tcfact，导致主动空燃比控制不被执行的可能。
据此，发动机ECU100基于不使用由废气温度传感器22t检测出的废气的温度Teg而推定出的上游侧净化装置23及下游侧净化装置24的推定温度Tcf2、Tcr2，来判定能否执行主动空燃比控制(图6的步骤S200-S220)。并且，发动机ECU100至少在步骤S220中判定为下游侧净化装置24的推定温度Tcr2为阈值Tcr2act以上时，执行主动空燃比控制(异常判定处理)(步骤S240)。由此，能够基于未反映上游侧净化装置23的废气净化催化剂230的劣化的推定温度Tcf2、Tcr2来判定能否执行主动空燃比控制，因此能够抑制因废气净化催化剂230的劣化而导致主动空燃比控制的执行条件(步骤S210、S220)不成立的情况。因此，能够充分确保执行主动空燃比控制的机会，由此良好地掌握上游侧净化装置23的状态。其结果是，在由发动机ECU100控制的发动机10中，能够适当地执行上游侧净化装置23的废气净化催化剂230的异常判定和下游侧净化装置24的颗粒过滤器240的状态判定这两者。
另外，发动机ECU100基于从发动机10的排气口流出的废气的温度即输入气体温度Tti、废气与排气管22的热传递量、及来自排气管22的放热量，来导出上游侧净化装置23及下游侧净化装置24的推定温度Tcf2、Tcr2(图4)。更详细而言，发动机ECU100基于根据从排气口流出的废气的温度即输入气体温度Tti而推定出的从增压器30的涡轮叶轮31流出的废气的温度即输出气体温度Tto、和从涡轮叶轮31到上游侧净化装置23之间的废气与排气管22的热传递量及来自排气管22的散热量，来导出(推定)上游侧净化装置23的推定温度Tcf2。而且，发动机ECU100基于上游侧净化装置23的推定温度Tcf2、和上游侧净化装置23与下游侧净化装置24之间的废气与排气管22的热传递量及来自排气管22的散热量，来导出下游侧净化装置24的推定温度Tcr2。由此，能够基于假定为上游侧净化装置23未劣化而推定出的上游侧及下游侧净化装置23、24的推定温度Tcf2、Tcr2来判定能否执行主动空燃比控制，因此能够良好地确保执行该主动空燃比控制的机会。
另外，上述步骤S210也可以进一步判定上游侧净化装置23的推定温度Tcf2是否为预先确定的第一上限温度以下，步骤S220也可以进一步判定下游侧净化装置24的推定温度Tcr2是否为预先确定的第二上限温度以下。另外，上游侧净化装置23的异常判定处理不限于主动空燃比控制，也可以是将上游侧净化装置23及下游侧净化装置24活化的情况包含于执行条件的其他处理。而且，发动机10可以是针对每个气缸组设置上游侧净化装置23和下游侧净化装置24的V型发动机，也可以是不包含增压器30的自然吸气发动机。另外，应用发动机ECU100的发动机10可以是柴油发动机，也可以LPG发动机，还可以氢发动机。而且，搭载发动机10的车辆可以是仅将该发动机10作为动力的产生源的车辆，也可以是混合动力车辆。
并且，本公开的发明不限定于上述实施方式，可以在本公开的外延的范围内进行各种变更，这是不言而喻的。而且，上述实施方式只不过是发明内容一栏所记载的发明的具体的一个方式，并不限定发明内容一栏所记载的发明的要素。
本发明能够利用于内燃机的制造产业等。

Claims (7)

1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机包括：上游侧净化装置和下游侧净化装置，配置于排气通路；及温度传感器，在所述上游侧净化装置与所述下游侧净化装置之间检测废气的温度，其中，所述内燃机的控制装置包括：
第一温度推定部，根据由所述温度传感器检测出的废气的温度来推定所述下游侧净化装置的温度；及
第二温度推定部，不使用由所述温度传感器检测出的废气的温度而推定所述下游侧净化装置的温度，
至少在由所述第二温度推定部推定出的所述下游侧净化装置的温度为预先确定的阈值以上时，执行所述上游侧净化装置的异常判定处理。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
所述第二温度推定部不使用由所述温度传感器检测出的废气的温度而推定所述上游侧净化装置的温度，
所述内燃机的控制装置以由所述第二温度推定部推定出的所述上游侧净化装置的温度为预先确定的第一下限温度以上、且由所述第二温度推定部推定出的所述下游侧净化装置的温度为作为所述阈值的第二下限温度以上为条件，执行所述上游侧净化装置的所述异常判定处理。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中，
所述第二温度推定部基于从所述内燃机的排气口流出的废气的温度、废气与排气管的热传递量、及来自所述排气管的散热量，来推定所述上游侧净化装置及所述下游侧净化装置的温度。
4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其中，
所述内燃机具有增压器，该增压器包括配置于所述排气通路的涡轮叶轮、及经由涡轮轴与所述涡轮叶轮连结并且配置于所述内燃机的进气通路的压缩机叶轮，
所述第二温度推定部基于根据从所述排气口流出的废气的温度而推定出的从所述涡轮叶轮流出的废气的温度、和从所述涡轮叶轮到所述上游侧净化装置之间的废气与所述排气管的热传递量及来自所述排气管的散热量，来推定所述上游侧净化装置的温度，并且基于推定出的所述上游侧净化装置的温度、和所述上游侧净化装置与所述下游侧净化装置之间的废气与所述排气管的热传递量及来自所述排气管的散热量，来推定所述下游侧净化装置的温度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，
所述内燃机还包括空燃比传感器，该空燃比传感器在所述上游侧净化装置与所述下游侧净化装置之间检测废气的空燃比，
所述异常判定处理是主动空燃比控制，在该主动空燃比控制中，根据由所述空燃比传感器检测出的空燃比向稀侧或浓侧变化，将流入所述上游侧净化装置的废气的空燃比强制且交替地向浓侧或稀侧切换，
所述控制装置推定在执行所述主动空燃比控制的期间的所述上游侧净化装置对氧的吸留量及放出量，并且基于推定出的氧的吸留量及放出量来判定所述上游侧净化装置有无异常。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，
所述上游侧净化装置包括三元催化剂，
所述下游侧净化装置包括颗粒过滤器，
所述内燃机的控制装置基于由所述第一温度推定部推定出的温度，来判定能否进行用于使所述下游侧净化装置再生的燃料供给的停止。
7.一种内燃机的控制方法，所述内燃机包括：上游侧净化装置和下游侧净化装置，配置于排气通路；及温度传感器，在所述上游侧净化装置与所述下游侧净化装置之间检测废气的温度，其中，
至少在不使用由所述温度传感器检测出的废气的温度而推定出的所述下游侧净化装置的温度为预先确定的阈值以上时，执行所述上游侧净化装置的异常判定处理。
CN202210672679.3A 2021-06-22 2022-06-15 内燃机的控制装置及控制方法 Pending CN115506877A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021103458A JP7363860B2 (ja) 2021-06-22 2021-06-22 内燃機関の制御装置および制御方法
JP2021-103458 2021-06-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115506877A true CN115506877A (zh) 2022-12-23

Family

ID=84489067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210672679.3A Pending CN115506877A (zh) 2021-06-22 2022-06-15 内燃机的控制装置及控制方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11698018B2 (zh)
JP (1) JP7363860B2 (zh)
CN (1) CN115506877A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117852318A (zh) * 2024-03-07 2024-04-09 中汽研汽车检验中心(昆明)有限公司 一种汽车尾气净化装置耦合系统的性能仿真方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006336518A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
WO2013027546A1 (ja) * 2011-08-22 2013-02-28 株式会社豊田自動織機 排気ガス浄化装置
CN105593501A (zh) * 2013-10-01 2016-05-18 丰田自动车株式会社 空燃比传感器的异常诊断装置
CN109139207A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 三菱电机株式会社 内燃机的控制装置及控制方法
CN109477414A (zh) * 2016-06-23 2019-03-15 大众汽车有限公司 用于内燃机的废气再处理的方法和设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4737482B2 (ja) * 2001-03-28 2011-08-03 本田技研工業株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP2010255490A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Toyota Motor Corp 触媒異常診断装置
EP2447489B1 (en) * 2009-06-26 2014-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust emission control system of internal combustion engine
US8327628B2 (en) * 2009-09-29 2012-12-11 Ford Global Technologies, Llc Gasoline particulate filter regeneration and diagnostics
EP2955346B8 (en) 2013-02-08 2018-10-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification apparatus for internal combustion engine
JP6327224B2 (ja) * 2015-09-14 2018-05-23 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
JP6547992B1 (ja) * 2019-04-18 2019-07-24 トヨタ自動車株式会社 酸素吸蔵量推定装置、酸素吸蔵量推定システム、内燃機関の制御装置、データ解析装置、および酸素吸蔵量推定方法
JP7281101B2 (ja) * 2019-04-23 2023-05-25 マツダ株式会社 エンジンの制御方法および制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006336518A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
WO2013027546A1 (ja) * 2011-08-22 2013-02-28 株式会社豊田自動織機 排気ガス浄化装置
CN105593501A (zh) * 2013-10-01 2016-05-18 丰田自动车株式会社 空燃比传感器的异常诊断装置
CN109477414A (zh) * 2016-06-23 2019-03-15 大众汽车有限公司 用于内燃机的废气再处理的方法和设备
CN109139207A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 三菱电机株式会社 内燃机的控制装置及控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117852318A (zh) * 2024-03-07 2024-04-09 中汽研汽车检验中心(昆明)有限公司 一种汽车尾气净化装置耦合系统的性能仿真方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP7363860B2 (ja) 2023-10-18
US20220403767A1 (en) 2022-12-22
JP2023002297A (ja) 2023-01-10
US11698018B2 (en) 2023-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6978602B2 (en) Engine exhaust cleaning device
JP2004068804A (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
US20110107741A1 (en) Exhaust gas oxygen concentration control system and method
JP6212419B2 (ja) エンジンの排気凝縮水排出装置
JP2006316746A (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
US7841169B2 (en) Regeneration controller for exhaust purification apparatus of internal combustion engine
EP3205865A1 (en) Control device for vehicle
JP4453718B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
JP4305402B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
CN115506877A (zh) 内燃机的控制装置及控制方法
JP5350907B2 (ja) ウォーターポンプ制御装置
WO2018088341A1 (ja) 排気浄化装置の再生制御装置
US10473016B2 (en) Exhaust purification device of engine
JP3858779B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP3646635B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2019183816A (ja) 排気処理システム
JP2003106137A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP2004225616A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2010169032A (ja) エンジンの制御装置
US11208936B2 (en) Exhaust purification system of internal combustion engine
JP3511967B2 (ja) パティキュレートフィルタの異常検出装置
JP7243613B2 (ja) エンジン装置
JP2004162612A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP6569711B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP2022054561A (ja) 排気システム及び、排気システムの制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination