CN1317497C - 内燃机用排气净化系统 - Google Patents

Abstract

内燃机用排气净化系统被安排成确定从特定成分蓄积状态，恢复诸如微粒滤清器和NOx捕集催化剂之类排气净化设备的恢复处理的恢复执行时间，确定执行恢复处理的目标空燃比，根据目标空燃比，确定和空燃比相关的第一发动机受控变量，当执行恢复处理时，把和燃烧周期相关的第二发动机受控变量设置成与正常处理中采用的值不同的值。

Description

内燃机用排气净化系统

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化系统，更具体地说，涉及在微粒滤清器和NOx捕集催化剂的恢复处理中，防止这些滤清器和催化剂接收过量热负载的技术。

背景技术

微粒滤清器和NOx捕集(trap)催化剂通常被称为从内燃机的排气除去特定成分的捕集器。每种微粒滤清器被置入通过把陶瓷模制成蜂窝单块产生的滤清器组件中。滤清器组件从排气滤出微粒。每种NOx捕集催化剂根据空燃比，改变其性质，以便当空燃比较低时，通过把NOx捕集到催化剂中，除去排气中的NOx。除了NOx之外，这种NOx捕集催化剂还捕集排气中的硫分。当诸如微粒之类被去除对象的累积数量达到预定值时，这些微粒滤清器和NOx捕集催化剂需要进行恢复(recovery)处理，以便恢复它们的性能。如果在不执行这些滤清器和催化剂的恢复处理的情况下运转发动机，则会非希望地增大发动机背压，并且非希望地把包括NOx的排气排入大气。此外，要求NOx捕集催化剂进行恢复处理(脱硫恢复处理)，以便除了NOx之外，还脱除NOx捕集催化剂捕集的硫分。

日本公开专利申请No.2002-155793公开微粒滤清器和NOx捕集催化剂的典型恢复处理，其中通过把排气温度升高到比正常运转过程中的温度更高的温度，燃烧微粒滤清器捕集的微粒，并通过暂时改变空燃比，排出NOx捕集催化剂捕集的NOx和硫分。

日本公开专利申请No.2000-179326公开一种通过延迟主喷射正时，通过执行后喷射，以及通过提高排气再循环的数量，升高排气温度，以便实现微粒滤清器和NOx捕集催化剂的恢复处理的方法。

发明内容

但是，在微粒滤清器的恢复处理中，空燃比根据执行使排气温度达到目标温度的后喷射的结果被确定，在NOx捕集催化剂的脱硫恢复处理中，空燃比根据在升高排气温度之后供给还原剂的结果被确定。即，没有任何现有技术公开了在恢复处理中，积极地控制空燃比的技术。

于是，本发明的目的是提供一种改进的排气净化系统，所述系统能够在不对微粒滤清器和NOx捕集催化剂施加过多的热负载的情况下，恢复这些滤清器和催化剂。

本发明的一方面在于一种内燃机用排气净化系统，它包括置于发动机的排气道中，从排气除去特定成分的排气净化设备，和控制单元，所述控制单元被安排成确定执行从特定成分蓄积状态恢复排气净化设备的恢复处理的恢复执行时间，确定执行恢复处理的目标空燃比，根据目标空燃比，确定和空燃比相关的第一发动机受控变量，和当执行恢复处理时，把和燃烧周期相关的第二发动机受控变量确定为与在正常处理中采用的值不同的值，其中第二发动机受控变量包括主喷射正时、预喷射量和预喷射正时之一。

本发明的另一方面在于一种内燃机用排气净化系统，它包括置于发动机的排气道中，从排气除去特定成分的排气净化设备，和控制单元，所述控制单元被安排成确定是否执行关于排气净化设备中的累积特定成分，恢复排气净化设备的恢复处理，并且当执行恢复处理时，通过把空燃比设置在目标空燃比，以及在把空燃比保持在目标空燃比的同时，控制燃烧周期，把排气温度升高到比正常处理中的排气温度更高的温度。

本发明的另一方面在于一种执行置于内燃机的排气道中的排气净化设备的恢复处理的方法。该方法包括确定从特定成分蓄积状态恢复排气净化设备的恢复处理的恢复执行时间的确定操作，设置执行恢复处理的目标空燃比的操作，根据目标空燃比，设置和空燃比相关的第一发动机受控变量的操作，和当执行恢复处理时，把和燃烧周期相关的第二发动机受控变量设置为与在正常处理中采用的值不同的值的操作，其中第二发动机受控变量包括主喷射正时、预喷射量和预喷射正时之一。

本发明的另一方面在于一种内燃机用排气净化系统，它包括：从排气中除去特定成分的排气净化装置，所述排气净化装置置于发动机的排气道中；确定从特定成分蓄积状态恢复排气净化装置的恢复处理的恢复执行时间的恢复时间确定装置；设置执行排气净化装置的恢复的目标空燃比的恢复模式目标空燃比设置装置；根据目标空燃比，设置和空燃比相关的第一发动机受控变量的第一发动机受控变量设置装置；和当执行恢复处理时，把和燃烧周期相关的第二发动机受控变量设置成和正常处理中采用的值不同的值的第二发动机受控变量设置装置，其中第二发动机受控变量包括主喷射正时、预喷射量和预喷射正时之一。

参考附图，根据下述说明，本发明的其它目的和特征将变得显而易见。

附图说明

图1表示了配有根据本发明的排气净化系统的一个实施例的直接喷射型柴油发动机。

图2是表示根据本发明的实施例的电子控制单元的方框图。

图3是模式判断值设置例程的流程图。

图4是目标加速度要求喷射量计算例程。

图5是获得目标加速度要求喷射量的图。

图6是进气系统响应时间常数计算例程的流程图。

图7是获得体积效率基本值的图。

图8是获得体积效率校正值的表格。

图9是气缸进气量计算例程的流程图。

图10是电压和进气量之间的转换表。

图11是排气流率计算例程的流程图。

图12是EGR率计算例程的流程图。

图13是涡轮喷嘴开度计算例程的流程图。

图14是EGR气体流速计算例程的流程图。

图15是获得EGR气体流速基本值的图。

图16是获得EGR气体流速校正值的图。

图17是恢复模式目标过量空气率计算例程的流程图。

图18是获得目标过量空气率基本值的图。

图19是过量空气率计算例程的流程图。

图20是泵电流和过量空气率之间的转换表。

图21是扭矩校正系数计算例程的流程图。

图22A和22B是获得扭矩校正系数的图。

图23是目标进气量计算例程的流程图。

图24是目标燃油喷射量计算例程的流程图。

图25走进气节流阀开度计算例程的流程图。

图26是获得最大工作气体量的表。

图27是获得进气量比率的表。

图28是开口面积和阈开度之间的转换表。

图29是目标EGR率基本值计算例程的流程图。

图30是获得目标EGR率基本值的图。

图31是目标EGR率计算例程的流程图。

图32是目标EGR气体量计算例程的流程图。

图33是目标EGR阀开度计算例程的流程图。

图34是阀开度和步进数之间的转换表。

图35是目标涡轮喷嘴开度计算例程的流程图。

图36是获得涡轮喷嘴开度基本值的图。

图37是获得涡轮喷嘴开度校正值的图。

图38是目标涡轮喷嘴打开延迟补偿例程的流程图。

图39是获得排气系统响应时间常数的表。

图40是获得预补偿系数的表。

图41是目标负荷比计算例程的流程图。

图42是喷嘴开度和负荷比之间的转换表。

图43是主喷射正时计算例程的流程图。

图44是获得主喷射正时基本值的图。

图45是空燃比反馈控制例程的流程图。

图46A、46B和46C是获得补偿增益的表。

图47是目标排气温度计算例程的流程图。

图48是排气温度计算例程的流程图。

图49是就排气温度而论，电压和温度之间的转换表。

图50是排气温度反馈控制例程的流程图。

图51A、51B和51C是获得补偿增益的表。

图52A、52B和52C表示了排气温度、CO排放量和HC排放量相对于空燃比的关系。目标排气温度计算例程的流程图。

图53表示了NOx捕集催化剂的加热温度和NOx转换率之间的关系。

图54A和54B表示了排气温度和微粒燃烧速度相对于空燃比的关系。

图55A、55B和55C说明了柴油机微粒滤清器的故障。

具体实施方式

参见附图，图中说明了根据本发明的排气净化系统的一个实施例。图1表示了采用根据本发明的排气净化系统的直接喷射柴油发动机1。

用于从吸入的新鲜空气中除去灰尘微粒的空气滤清器12连在进气道11的入口上。气流计13设置在空气滤清器12的下游，测量空气流量。通过空气滤清器12和气流计13的空气流入收集器14，并通过进气歧管分配到气缸中。

喷嘴可变型涡轮增压器15连在发动机1上，更具体地说，涡轮增压器15的压缩器部分15a被置于收集器14的上游。中间冷却器16置于压缩器部分15a和收集器14之间，冷却涡轮增压器15压缩的进气。在收集器14的上游设置通过其控制进气流速的进气节流阀17。在每个气缸的每个进气口，设置用于控制每个气缸中的气流的涡流控制阀18。电子控制单元(ECU)61分别向进气节流阀17和涡流控制阀18输出控制信号。

相应气缸的燃油喷射器21被固定在发动机机体的气缸盖上，从而每个燃油喷射器21的喷射部分面对每个气缸的燃烧室上部。发动机1的燃油系统包括共轨22，从而燃油泵23供给的燃油被控制在预定的压力下，并通过共轨22供给每个燃油喷射器21。每个燃油喷射器21响应来自ECU 61的信号，进行燃油喷射。每个燃油喷射器21的燃油喷射由数次喷射构成。除了主喷射之外，在进行主喷射之前，每个燃油喷射器21进行预喷射。这种预喷射抑制微粒的产生，并降低燃烧噪声的水平。

按照排气的空燃比，捕集NOx或还原和脱附捕集的NOx的NOx捕集催化剂32设置在发动机1的排气歧管的下游。用作微粒滤清器的柴油机微粒滤清器33设置在NOx捕集催化剂32的下游。在正常的贫油(lean)运转条件下，排气中的NOx和微粒由NOx捕集催化剂32和柴油机微粒滤清器33从排气中除去。在正常的贫油运转条件下，除了NOx之外，NOx捕集催化剂还捕集排气中的硫。

EGR管道41连接排气道31和进气道11。EGR阀42设置在EGR管道41中。通过根据ECU 61的控制信号，控制EGR阀42的开度，和EGR阀42的开度相符的恰当数量的排气被再循环(返回)到进气道11。EGR气体冷却器43设置在EGR阀42的上游，以便冷却EGR气体。

在排气道31中，涡轮增压器15的涡轮15b被置于连接EGR管道41的部分和NOx捕集催化剂32之间。涡轮15b的喷嘴开度由致动器51控制，致动器51按照从ECU 61输出的信号，移动涡轮15b的可变叶片。

排气净化系统包括NOx捕集催化剂32，柴油机微粒滤清器33，具有催化剂32和滤清器33的恢复功能的ECU 61，以及传感器。这些传感器包括气流计13，检测发动机冷却液的温度Tw的传感器71，检测NOx捕集催化剂32上游排气的过量空气率lamb的传感器72，检测柴油机微粒滤清器33上游排气的排气温度Texh的传感器73，和检测柴油机微粒滤清器33上游和下游之间的压差ΔPdpf的传感器74。

图2是表示ECU 61的功能的方框图。图2中，模块M1执行设置模式判断值ATSstate，以便在正常模式和恢复模式之间改变操作模式的功能。恢复模式包括脱硫恢复模式和滤清器恢复模式。模块M2执行计算发动机1的内部状态量，例如气缸进气量Qac和EGR率Regr的功能。模块M3执行根据模式判断值ATSstate，计算目标过量空气率tlamb的功能。模块M4执行计算实际过量空气率lamb的功能。模块M5执行计算目标EGR率、目标涡轮开度、目标进气节流阀开度和目标燃油喷射量，以便实现目标过量空气率tlamb的功能。模块M6执行计算目标过量空气率tlamb和实际过量空气率lamb之间的差值，以及根据获得的差值，计算进气量和进气节流阀开度之一的反馈校正量，以使实际过量空气率lamb更接近于目标过量空气率tlamb的功能。模块M7执行校正主喷射正时，以便当选择恢复模式时，获得和模块判断值ATSstate相符的目标排气温度tTexh的功能。此外，模块M7实现校正预喷射正时，以便抑制烟尘的产生和减小燃烧噪声的产生的功能。主喷射正时和预喷射正时对应于第二发动机受控变量。预喷射量可被用作第二发动机受控变量。模块M8实现根据从传感器73输出的信号，计算排气温度Texh的功能。模块M9实现校正主喷射正时，以便减小目标排气温度tTexh和排气温度Texh之间的差值的功能。

下面，说明对应于模块M1～M9的ECU 61的操作。

首先，说明设置模块判断值ATSstate的方式。图3是模式判断值设置例程的流程图，该例程开始于ECU 61的模块M1

在步骤S101，ECU 61读取冷却液温度Tw，排气流速Qexh，发动机转速Ne，排气温度Texh。在步骤S102，ECU 61确定冷却液温度Tw是否高于或等于预定温度Tw1。当步骤S102的确定是否定的，即，冷却液温度Tw小于预定温度Tw1时，该例程进入步骤S103，其中ECU 61把模式判断值ATSstate设置为0(ATSstate＝0)。之后，该例程返回开始框。当步骤S102的确定为肯定的，即，冷却液温度Tw高于或等于预定温度Tw1时，该例程进入步骤S104，ECU 61把模式判断值ATSstate设置成1(ATSstate＝1)。

在执行步骤S104之后，在步骤S105，ECU 61根据排气流速Qexh，计算排气中单位时间的NOx排气量NOX。在步骤S106，ECU获得NOx排气量NOX的积分，并把获得的积分作为保存在NOx捕集催化剂32中的NOx捕集量∑NOX保存在ECU 61的存储器中。在步骤S107，ECU 61计算发动机转速Ne的积分值，并把获得的结果作为保存在NOx捕集催化剂32中的硫捕集量∑SOX保存在ECU 61的存储器中。此外，在步骤S107，ECU 61把获得的值作为保存在柴油机微粒滤清器33中的微粒累积量∑PM保存在ECU 61的存储器中。

在步骤S108，ECU 61确定NOx捕集数量∑NOX是否大于或等于预定量∑NOX1。当步骤S108的确定是肯定的时(∑NOX≥∑NOX1)，程序进入步骤S109，ECU 61把模式判断值ATSstate设置成2(ATSstate＝2)。当步骤S108的确定是否定的时(∑NOX＜∑NOX1)，程序进入步骤S110。

在步骤S110，ECU 61确定排气温度Texh是否大于或等于预定温度Texh1。当步骤S110的确定是肯定的时(Texh≥Texh1)，程序进入步骤S111。当步骤S110的确定是否定的时(Texh＜Texh1)，程序进入返回框，返回当前例程。

在步骤S111，ECU 61确定硫捕获量∑SOX是否大于或等于预定量∑SOX1。当步骤S111的确定是肯定的时(∑SOX≥∑SOX1)，程序进入步骤S112，ECU 61把模式判断值ATSstate设置成3(ATSstate＝3)。当步骤S111的确定是否定的时(∑SOX＜∑SOX1)，程序进入步骤S113。

在步骤S113，ECU 61确定微粒累积量∑PM是否大于或等于预定量∑PM1。当步骤S113的确定是肯定的时(∑PM≥∑PM1)，程序进入步骤S114，ECU 61把模式判断值ATSstate设置成4(ATSstate＝4)。之后返回当前例程。当步骤S113的确定是否定的时(∑PM＜∑PM1)，程序进入返回框，返回当前例程。

当模式判断值ATSstate被设置成3或4时，ECU 61选择排气温度升高模式，并进行控制，以便在过量空气率被设置成理论空燃比或其邻近值的条件下，升高排气温度。在排气温度达到目标温度之后，当模式判断值ATSstate被设置成3(ATSstate＝3)时，ECU 61选择脱硫模式，并通过朝着较高一侧改变过量空气率，进行控制，以便排除在NOx捕集催化剂32中捕集的硫。当模式判断值ATSstate被设置成4(ATSstate＝4)时，ECU 61选择滤清器恢复模式，并通过朝着较低一侧改变过量空气率，进行控制，以便燃烧在柴油机微粒滤清器33中累积的微粒。当在恢复处理过程中，排气温度Texh达到高于预定温度Texh1的第二预定温度Texh2时，ECU 61选择故障避免模式，通过朝着较低一侧改变过量空气率，降低排气温度Texh，并暂停恢复处理，以便防止NOx捕集催化剂32的功能退化或柴油机微粒滤清器33的燃尽。

下面说明内部状态量的计算。图4是目标加速度要求燃油喷射量的计算例程的流程图，该例程由ECU 61的模块M2执行。

在步骤S201，ECU 61读取发动机转速Ne和操纵杆开度APO。在步骤S202，ECU 61根据发动机转速Ne和操纵杆开度APO，从图5中所示的图检索(计算)加速度要求燃油喷射基本值Mqdrv。在步骤S203，ECU 61计算空转速度校正量Qfisc。在步骤S204，ECU 61通过把获得的速度校正量Qfisc和加速度要求燃油喷射基本值Mqdrv相加，计算目标加速度要求燃油喷射量Qfdrv(Qfdrv＝Mqdrv+Qfisc)。

图6是进气系统响应时间常数的计算例程的流程图，该例程由ECU61的模块M2执行。

在步骤S211，ECU 61读取发动机转速Ne，目标加速度要求燃油喷射量Qfdrv，进气歧管压力Pint和目标EGR率Megrd_n-1。这里，目标EGR率Megr的一阶延迟值Megrd被近似为实际EGR率，下标n-1表示在前一例程中获得具有该下标的值。

在步骤S212，ECU 61根据发动机转速Ne和目标加速度要求燃油喷射量Qfdrv，从图7中所示的图检索(计算)体积效率基本值Kinb，另外根据进气歧管压力Pint，从图8中所示的图检索(计算)体积效率校正值Kinh。

在步骤S213，ECU 61按照下述表达式(1)，根据体积效率基本值Kinb，体积效率校正值Kinh和目标EGR率Megrd_n-1，计算体积系数Kin。

Kin＝Kinb×Kinh×(1/(1+Megrd_n-1))       (1)

在步骤S214，ECU 61通过把体积系数Kin乘以体积比KVOL#，计算进气系统响应时间常数Kkin(Kkin＝Kin×KVOL#)。体积比KVOL#是活塞的行程容积Vc和包括收集器14的进气歧管的容积Vm的比值(KVOL#＝Vc/Vm)。

图9是气缸进气量的计算例程的流程图，该例程由ECU 61的模块M2执行。

在步骤S221，ECU 61读取气流计13的输出AFM，发动机转速Ne，进气系统响应时间常数Kkin。在步骤S222，ECU 61通过利用图10中所示的表，转换气流计输出AFM，获得进气量Qas。在步骤S223，ECU 61通过执行进气量Qas的加权平均处理，获得基本值Qas0。在步骤S224，ECU 61根据下述表达式(2)，获得每气缸每行程的进气量Qac0。

Qac0＝(Aas0/Ne)×KCON#         (2)

这里KCON#是单位转换系数。

在步骤S225，ECU 61通过执行每气缸每行程进气量Qac0的n次延迟处理，计算收集器入口进气量Qacn(Qacn＝Qac0_n-k)。在步骤S226，ECU 61通过利用下述表达式(3)，执行收集器入口进气量Qacn的延迟处理，计算气缸吸入新鲜空气量Qac。

Qac＝Qac_n-1×(1-Kkin)+Qacn×Kkin     (3)

图11是排气流率的计算例程的流程图，该例程由ECU 61的模块M2执行。

在步骤S231，ECU 61读取气缸进气量Qac，EGR气体量(Qac＝tQec0)，目标加速度要求燃油喷射量Qfdrv和发动机转速Ne。在步骤S232，ECU 61利用下述表达式(4)，获得目标加速度要求燃油喷射量Qfdrv的单位时间量Qf。

Qf＝Qfdrv×Ne/KCON#              (4)

在步骤S233，ECU 61利用下述表达式(5)，获得气缸进气量Qac的单位时间量Qa。

Qa＝Qac×Ne/KCON#                (5)

在步骤S234，ECU 61利用下述表达式(6)，获得EGR气体量Qec的单位时间量Qe。

Qe＝Qec×Ne/KCON#                (6)

在步骤S235，ECU 61利用下述表达式(7)，根据获得的数量Qf、Qa和Qe，计算排气流率。

Qexh＝Qa+Qe+Qf×GKQF#           (7)

图12是EGR率计算例程的流程图，该例程由ECU 61的模块M2执行。

如上所述，目标EGR率Megr由实际EGR率的一阶延迟值近似。因此，在步骤S241，ECU 61读取目标EGR率Megr_n-1，目标EGR气体量tQecd_n-1和气缸进气量Qac。

在步骤S242，ECU 61通过利用下述表达式(8)，执行目标EGR率Megr_n-1的一阶延迟处理，获得一阶延迟值Megrd，并保存获得的一阶延迟值Megrd。

Megrd＝(1-TCEGR#)×Megrd_n-1+TCEGR#×Megr_n-1       (8)

在步骤S243，ECU 61通过把目标EGR气体量tQecd_n-1除以气缸进气量Qac，计算EGR率Regr，如下述表达式(9)所示。

Regr＝tQecd_n-1/Qac         (9)

图13是涡轮喷射开度的计算例程的流程图，该例程由ECU61的模块M2执行。

目标涡轮喷嘴开度Trav由实际涡轮喷嘴开度的一阶延迟值近似。因此，在步骤S251，ECU 61读取目标涡轮喷嘴开度Travff_n-1。在步骤S252，ECU 61通过利用下述表达式(10)，执行目标涡轮喷嘴开度Travff_n-1的一阶延迟处理，获得涡轮喷嘴开度Rvgt，并保存获得的涡轮喷嘴开度Rvgt。

Rvgt＝(1-TCVGT#)×Rvgt_n-1+TCVGT#×Travff_n-1    (10)

图14是计算EGR气体流速的计算例程的流程图，该例程由ECU 61的模块M2执行。

通过利用下述表达式(11)，根据进气歧管压力Pint，排气歧管压力Pexh和排气比重，获得EGR气体流速Cqe。

$\mathrm{Cqe}=\sqrt{(2\mathrm{\ρ}\×(\mathrm{pexh}-\mathrm{pint}))}---\left(11\right)$

但是，难以准确测量进气歧管压力Pint和排气歧管压力Pexh。因此，利用下述方法估计EGR气体流速Cqe。

在步骤S261，ECU 61读取EGR气体量Qec(＝tQecd)，进气量Qacn，涡轮喷嘴开度Rvgt和进气节流阀开度TVO。在步骤S262，ECU61利用气体量Qec和进气节流阀开度TVO，从图15中所示的图检索(计算)流速基本值Cqe0。在步骤S263，ECU 61利用进气量Qacn和涡轮喷嘴开度Rvgt，从图16中所示的图检索流速校正值Kcqe。在步骤S264，ECU 61通过把流速基本值Cqe0乘以流速校正值Kcqe，计算EGR气体流速Cqe(Cqe＝Cqe0×Kcqe)。

这里，说明目标过量空气率的设置。图17是目标过量空气率的计算例程的方框图，该例程由ECU 61的模块M3执行。

在步骤S301和S302，ECU 61读取模式判断值ATSstate，并选择和模式判断值ATSstate对应的图。此外，ECU 61从选择的图，检索和操作模式相符的目标过量空气率基本值Tlamb0。

更具体地说，当ATSstate＝0时，ECU 61搜索低温目标λ图，并把目标过量空气率基本值Tlamb0设置成表示理论状态的1。当ATSstate＝1时，ECU 61搜索图18中所示的正常目标λ图，并把目标过量空气率基本值Tlamb0设置成表示贫油状态的1.4或更大。当ATSstate＝2时，ECU 61把目标过量空气率基本值Tlamb0设置成表示富油状态的0.9。当ATSstate＝3时，ECU 61搜索脱硫模式目标λ图，并把目标过量空气率基本值Tlamb0设置成表示富油状态的0.99。当ATSstate＝4时，ECU 61搜索滤清器恢复模式目标入图，并把目标过量空气率基本值Tlamb0设置成表示贫油状态的1.2。

当ATSstate＝3或4时，在执行脱硫模式或滤清器恢复模式之前，执行排气升高模式。在该排气升高模式中，ECU 61把目标过量空气率基本值Tlamb0设置成指示理论状态的1。当由于排气温度的过度上升，暂停脱硫或滤清器清洁的处理时，ECU 61把目标过量空气率基本值Tlamb0设置成1.3或更大。即，在故障避免模式下，ECU 61把目标过量空气率基本值Tlamb0设置成和滤清器恢复模式中的值相比更大的数值。

在步骤S303，ECU 61采用进气系统响应时间常数Kkin，利用下述表达式(12)，执行目标过量空气率基本值Tlamb0的延迟处理，并获得目标过量空气率Tlamb。

Tlamb＝Tlamb_n-1×(1-KKin)+Tlamb0×Kkin      (12)

下面说明过量空气率的计算。图19是由ECU 61的模块M4执行的过量空气率计算例程的流程图。

在步骤S401，ECU 61从传感器72读取泵电流ip。在步骤S402，ECU 61利用泵电流ip，从图20中所示的表获得过量空气率lamb0。在步骤S403，ECU 61执行过量空气率lamb0的加权平均处理，并把获得的值设置成过量空气率lamb。

下面说明发动机受控变量的设置。图21是由ECU 61的模块M5执行的扭矩校正系数的计算例程的流程图。ECU 61根据目标过量空气率Tlamb和主喷射正时MITf，确定扭矩校正系数Ka，并在目标进气量计算例程和目标燃油喷射计算例程中使用获得的扭矩校正系数Ka。

在步骤S501，ECU 61读取目标过量空气率Tlamb，发动机转速Ne和主喷射量MITf。在步骤S502，ECU 61根据目标过量空气率Tlamb和发动机速度Ne，从图22A中所示的图中检索第一扭矩校正系数kaLAMB，并参考主燃油喷射正时MITf和发动机转速，从图22B中所示的图中检索第二扭矩校正系数kaMIT。第一扭矩校正系数kaLAMB被设置成适应恢复模式中目标过量空气率Tlamb的变化，并且当目标过量空气率Tlamb小于1.4时被设置成大于1并随着目标过量空气率Tlamb的降低而增大的值。此外，当目标过量空气率Tlamb大于或等于1.4时，第一扭矩校正系数kaLAMB被设置成1。另一方面，第二扭矩校正系数kaMIT被设置成适应恢复模式中主喷射正时MITf的变化，并被设置成当主喷射正时MITf相对于正常时刻MIT0被延迟时大于1，并且随着主喷射正时MITf的延迟程度的增大而增大的值。第二扭矩校正系数kaMIT通常被设置成1。

在步骤S503，ECU 61通过第一扭矩校正系数kaLAMB和第二扭矩校正系数kaMIT相乘，获得扭矩校正系数Ka(Ka＝KaLAMB×KaMIT)。

图23是ECU 61的模块M5执行的目标进气量计算例程的流程图。

在步骤S511，ECU 61读取目标过量空气率Tlamb，目标加速度要求喷射量Qfdrv和扭矩校正系数ka。在步骤S512，ECU 61根据目标过量空气率Tlamb，目标加速度要求喷射量Qfdrv和扭矩校正系数Ka，由下述表达式(13)计算目标进气量基本值tQac0。

tQacO＝Tlamb×Qfdrv×Blamb#×Ka     (13)

这里Blamb#是理论空燃比对应值(14.7)。

在步骤S513，ECU 61进行目标进气量基本值tQac0的加权平均处理，并把获得的值设置成目标进气量tQac。

图24是由ECU 61的模块M5执行的目标燃油喷射量计算例程的流程图。

在步骤S521，ECU 61读取目标过量空气率Tlamb，进气量Qac，目标加速度要求喷射量Qfdrv，扭矩校正系数ka和模式判断值ATSstate。在步骤S522，ECU 61确定模式判断值ATSstate是否为0、2和3之一。当步骤S522的确定是肯定的时，即，当模式判断值ATSstate为0、2和3之一时，空燃比被控制在富油状态或理论状态，于是，发动机扭矩主要取决于吸入的新鲜空气。因此，程序进入步骤S523，ECU 61根据进气量Qac，利用下述表达式(14)，计算目标燃油喷射量tQf。

tQf＝Qac/(Tlamb×Blamb#)×Ka     (14)

另一方面，当步骤S522的确定为否定的时，即，当模式判断值ATSstate不是0、2和3时，空燃比被控制在贫油状态，于是，发动机扭矩主要由燃油喷射量确定。因此，程序进入步骤S524，ECU 61根据目标加速度要求喷射量Qfdrv，利用下述表达式(15)计算目标燃油喷射量tQf。

tQf＝Qfdrv×Ka         (15)

图25是由ECU 61的模块M5执行的进气节流阀开度计算例程的流程图。

在步骤S531，ECU 61读取发动机转速Ne，目标EGR率Megr和目标进气量tQac。在步骤S532，ECU 61参考发动机转速Ne，从图26中所示的表检索最大工作气体量Qgmax。在步骤S533，ECU 61根据目标进气量tQac，用下述表达式(16)计算目标工作气体量比值tQh0。

tQh0＝tQac×(1+Megr)/VCE#/Qgmax      (16)

这里VCE#是活塞的行程容量。

在步骤S534，ECU 61利用图27中所示的表，通过目标工作气体量比值tQh0的转换，获得目标空气流率tDNV。在步骤S535，ECU 61根据目标空气流率tDNV和发动机转速Ne，用下述表达式(17)计算目标开口面积基本值tAtvob。

tAtvob＝tDNV×Ne×VOL#          (17)

在步骤S536，ECU 61根据目标开口面积基本值tAtvob和目标EGR率Megr，用下述表达式(18)计算目标进气节流阀开口面积tAtvo。

tAtvo＝tAtvob×1/(1+Megr)        (18)

这里tAtvo是通过用目标EGR率Megr校正目标开口面积基本值tAtvob获得的值，目标开口面积基本值tAtvob是相对于总的工作气体的目标开口面积。在步骤S537，ECU 61利用图28中所示的表，通过目标进气节流阀开口面积tAtvo的转换，获得进气节流阀开度ETC。

图29是由ECU 61的模块M5执行的目标EGR率基本值的计算例程的流程图。

在步骤S541和S542，ECU 61读取模式判断值ATSstate，并选择和模式判断值ATSstate对应的图。此外，ECU 61从选择的图检索和操作模式相符的目标EGR率基本值Megr0。

更具体地说，当ATSstate＝1时，ECU 61搜索图30中所示的标准图，把正常值设置成目标EGR率基本值Megr0。当ATSstate＝0时，ECU 61通过把标准目标EGR率基本值Megr0和校正系数0.2相乘，作为目标EGR率基本值Megr0，获得低温目标EGR率基本值Merg0(Megr0＝Megr0×0.2)。当ATSstate＝2时，ECU 61通过把标准目标EGR率基本值Megr0和校正系数0.8相乘，作为目标EGR率基本值Megr0，获得NOx恢复目标EGR率基本值Merg0(Megr0＝Megr0×0.8)。当ATSstate＝3时，ECU 61通过把标准目标EGR率基本值Megr0和校正系数0相乘，作为目标EGR率基本值Megr0，获得脱硫模式目标EGR率基本值Merg0(Megr0＝Megr0×0)。当ATSstate＝4时，ECU 61通过把标准目标EGR率基本值Megr0和校正系数0.5相乘，作为目标EGR率基本值Megr0，设置滤清器恢复模式目标EGR率基本值Merg0(Megr0＝Megr0×0.5)。

当ATSstate＝3或4，并且执行脱硫模式和滤清器恢复模式之一时，如果选择排气上升模式，则ECU 61把通过标准目标EGR率基本值Megr0和校正系数0相乘获得的排气上升模式目标EGR率基本值Merg0，设置为目标EGR率基本值Megr0(Megr0＝Megr0×0)。于是，ECU 61停止EGR。当选择故障避免模式时，ECU 61把通过标准目标EGR率基本值Megr0和校正系数0.8相乘获得的故障避免模式目标EGR率基本值Megr0，设置成目标EGR率基本值Megr0(Megr0＝Megr0×0.8)。

图31是由ECU 61的模块M5执行的目标EGR率的计算例程的流程图。

在步骤S551，ECU 61读取目标EGR率基本值Megr0和进气系统响应时间常数Kkin。在步骤S552，ECU 61利用包括进气系统响应时间常数Kkin的下述表达式(19)，执行目标EGR率基本值Megr0的延迟处理，并把获得的值保存为Megrd。

Megrd＝Megrd_n-1×(1-Kkin)+Megr0×Kkin     (19)

在步骤S553，ECU 61通过利用下述表达式(20)，执行Megrd的预处理，计算目标EGR率Megr，表达式(20)使用GKeegr作为系数。

Megr＝GKeegr×Megr0-(GKeegr-1)×Megrd    (20)

图32是由ECU 61的模块M5执行的目标EGR气体量计算例程的流程图。

在步骤S561，ECU 61读取目标进气量tQac，目标EGR率Megr和进气系统响应时间常数Kkin。在步骤S562，ECU 61通过把目标进气量tQac和目标EGR率Megr相乘，获得目标EGR气体量基本值Qec0(Qec0＝tQac×Megr)。在步骤S563，ECU 61利用包括进气系统响应时间常数Kkin的下述表达式(21)，执行目标进气量tQac的延迟处理，并把获得的值保存为tQecd。

tQecd＝tQecd_n-1×(1-Kkin)+tQec0×Kkin     (21)

在步骤S564，ECU 61通过利用包括进气系统响应时间常数Kkin的下述表达式(22)，执行tQecd的预处理，获得目标EGR气体量tQec。

tQec＝GKqec×tQec0-(Gkqec-1)×tQecd       (22)

图33是由ECU 61的模块M5执行的目标EGR阀开度计算例程的流程图。

在步骤S571，ECU 61读取目标EGR气体量tQec和EGR气体流速Cqe。在步骤S572，ECU 61通过把目标EGR气体量tQec除以EGR气体流速Cqe，获得目标EGR阀开度基本值tAegr0(tAegr0＝tQec/Cqe)。在步骤S573，ECU 61根据目标EGR阀开度基本值tAegr0，用下述表达式(23)计算目标EGR阀开度tAegr。目标EGR阀开度tAegr的计算取决于基于Venturi模型的计算方法。

$\mathrm{tAegr}=\mathrm{rAegr}0/\{\sqrt{(1-(\mathrm{tAegr}0/\mathrm{AEGRB}\#{)}^2)}---\left(23\right)$

这里AEGRB#是EGR通道的典型横截面面积。

在步骤S574，ECU 61通过利用图34中所示的表，转换目标EGR阀开度tAegr，获得EGR阀步进数STEPEGR。

图35是由ECU 61的模块M5执行的目标涡轮喷嘴开度计算例程的流程图。

在步骤S581，ECU 61读取发动机转速Ne，目标EGR率Megr和目标加速度要求喷射量Qfdrv。在步骤S582，ECU 61参考发动机转速Ne和目标加速度要求喷射量Qfdrv，从图36中所示的图检索用于实现目标过剩系数Tlamb和目标EGR率Megr的涡轮喷嘴开度基本值Trav0。在步骤S583，ECU 61参考发动机转速Ne和目标加速度要求喷射量Qfdrv，从图37中所示的图检索涡轮喷嘴开度校正值Travq。在步骤S584，ECU61通过把涡轮喷嘴开度基本值Trav0和涡轮喷嘴开度校正值Travq相加，获得目标涡轮喷嘴开度Trav(Trav＝Trav0+Travq)。

图38是由ECU 61的模块M5执行的目标涡轮喷嘴开度Trav的响应延迟补偿例程的流程图。

可变喷嘴型涡轮增压器15产生气流的响应延迟和驱动涡轮15b的可变叶片的致动器51的操作延迟。在假定响应延迟包括压缩器15a和涡轮15b的操作延迟的情况下，响应延迟根据排气流率Qexh而变化。致动器51的操作延迟恒定不变。在步骤S593和S594，ECU 61补偿响应延迟，在步骤S596和S597，ECU 61补偿操作延迟。

在步骤S591，ECU 61读取目标涡轮喷嘴开度Trav和排气流率Qexh。在步骤S592，ECU 61参考排气流率Qexh，从图39中所示的表检索排气系统响应时间常数Tcvgt，并参考排气流率Qexh，从图40中所示的图(表)检索预补偿系数Gkvgt。在步骤S593中，ECU 61利用包括排气系统响应时间常数Tcvgt的下述表达式(24)，执行目标EGR率Megr的延迟处理，并把获得的值保存为Travd。

Travd＝Travd_n-1×(1-Tcvgt)+Trav×Tcvgt           (24)

在步骤S594，ECU 61利用包括预补偿系数GKvgt的下述表达式(25)，执行目标涡轮喷嘴开度Trav的预处理，并把获得的值保存为Travff。

Travff＝GKvgt×Trav-(GKvgt-1)×Travd           (25)

在步骤S595，ECU 61获得Traveff和Travefb之和，并把获得的值保存为Travc(Travc＝Travff+Travfb)，其中Travfb是根据目标进气量tQac和进气量Qac获得的反馈校正量。

在步骤S596，ECU 61利用包括驱动系统响应时间常数TCACT#的下述表达式(26)，执行Travc的延迟处理，并把获得的值保存为Travcd。

Travcd＝Travcd_n-1×(1-TCACT#)×Travc×TCACT#     (26)

在步骤S597，ECU 61通过利用下述表达式(27)，执行Travc的预处理，计算目标涡轮喷嘴开度Travf，表达式(27)采用GKACT#作为系数。

Travf＝CKACT#×Travc-(GKACT#-1)×Travcd        (27)

图41是由ECU 61的模块M5执行的目标负荷比计算例程的流程图。

在步骤S601，ECU 61读取目标涡轮喷嘴开度Travf。在步骤S602，ECU 61参考目标涡轮喷嘴开度Travf，从图42中所示的图(表)检索目标负荷比VNduty，它是驱动致动器51的信号。

图43是由ECU 61的模块M5执行的目标主喷射正时计算例程的流程图。

在步骤S611和S612，ECU 61读取模式判断值ATSstate，并从和模式判断值ATSstate对应的图中，检索和操作模式相符的目标主喷射正时基本值MIT0。本实施例中，当进行恢复处理时，ECU 61根据目标排气温度，校正从正常图(标准)检索的目标主喷射正时基本值MIT0，并把校正后的值设置成恢复模式目标主喷射正时基本值MIT0。恢复模式目标主喷射基本值MIT0设置在从上止点延迟的某一时间。

更具体地说，当ATSstate＝1时，ECU 61从图44中所示的参考图检索正常模式目标主喷射正时MIT0。当ATSstate＝2时，ECU 61把NOx恢复模式目标主喷射正时基本值MIT0设置成通过把参考模式的MIT0延迟10°(曲柄角)获得的值(MIT0＝MIT+10°CA)。当ATSstate＝3时，ECU 61把脱硫模式目标主喷射正时基本值MIT0设置成通过把参考模式的MIT0延迟10°(曲柄角)获得的值(MIT0＝MIT+10°CA)。当ATSstate＝4时，ECU 61把滤清器恢复模式目标主喷射正时基本值MIT0设置成通过把参考模式的MIT0延迟10°(曲柄角)获得的值(MIT0＝MIT+10°CA)。

当ATSstate＝3或4时，并且当执行脱硫模式和滤清器恢复模式之一时，ECU 61把排气上升模式目标主喷射正时基本值MIT0设置成通过把参考模式的MIT0延迟10°(曲柄角)获得的值(MIT0＝MIT+10°CA)。如果选择故障避免模式，则ECU 61把排气上升模式目标主喷射正时基本值MIT0设置成通过使参考模式的MIT0延迟6°(曲柄角)获得的值(MIT0＝MIT+6°CA)。

在步骤S613，ECU61读取进气系统响应时间常数Kkin，并通过利用包括进气系统响应时间常数Kkin的下述表达式(28)，执行MIT0的延迟处理，获得目标主喷射正时MIT。

MIT＝MIT_n-1×(1-Kkin)+MIT0×Kkin                 (28)

在步骤S614，ECU 61通过把目标主喷射正时MIT和主喷射正时校正值MITfb相加，设置主喷射正时MITf(MITf＝MIT+MITfb)。当ATSstate＝0时，ECU 61通过执行低温模式点火正时控制例程，确定主喷射正时MIT。

如上所述，ECU 61的模块M6通过延迟主喷射正时，升高排气温度，并在正常计时之前提前(advance)预喷射正时，以抑制烟尘的产生和降低燃烧噪声。可按照和主点火正时相似的方式设置预喷射正时。即，从正常模式图获得的预喷射正时基本值提前预定角度，并执行获得的值的延迟处理。

下面说明空燃比反馈控制。图45表示了由ECU 61的模块M6执行的空燃比反馈控制例程的流程图。虽然根据本发明的实施例被表示和描述成采用由比例+积分+微分补偿器的下述表达式(29)表示的PID算法，不过也可采用其它算法。

$u\left(t\right)=\mathrm{KP}\{e\left(t\right)+\frac{1}{\mathrm{KI}}\∫e\left(t\right)\mathrm{dt}+\mathrm{KD}\frac{\mathrm{de}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}\}+u\left(t0\right)---\left(29\right)$

其中u(t)是操作变量，KP是比例增益，KI是积分时间常数，KD是微分时间常数，e(t)是差分，u(t0)是初始值。

在步骤S701，ECU 61读取目标过量空气率Tlamb，过量空气率lamb和模式判断值ATSstate。在步骤S702，ECU 61计算目标过量空气率Tlamb和过量空气率lamb之间的偏离(差异)δlamb(δlamb＝lamb-Tlamb)。

在步骤S703，ECU 61确定ATSstate是否等于0、2或3。当步骤S703的确定是肯定的时，例程进入步骤S704。当步骤S703的确定是否定的时，例程进入步骤S711。

在每个步骤S704和S711，ECU 61分别根据过量空气率lamb，由图46A、46B和46C中所示的表，确定补偿增益KPlamb、KIlamb和KDlamb。在每个步骤S705和S712，ECU 61利用下述表达式(30)，计算积分校正值Ilamb。

Ilamb＝Ilamb_n-1×(dT/KIlamb)×δlamb           (30)

在每个步骤S706和S713，ECU 61把积分校正值Ilamb的量值限定在预定范围内。在每个步骤S707和S714，ECU 61利用下述表达式(31)，计算微分校正值Dlamb。

Dlamb＝(δlamb-δlamb_n-1)×KDlamb/dT        (31)

在每个步骤S708和S715，ECU 61根据下述各个表达式(32A)和(32B)，计算PID校正量Qffb，ETCfb(它包括比例项)。

Qffb＝KPlmabf×(δlamb+Ilambf+Dlambf)+Klambf0#      (32A)

ETCfb＝KPlamba×(δlamb+Ilamba+Dlamba)+Klamba0#     (32B)

这里Klambf0#和Klambd0#是相应校正值的初始值。

在步骤S709，ECU 61用在前一例程中获得的ETCfb_n-1代替ETCfb(ETCfb＝ETCfb_n-1)。在步骤S710，ECU 61通过计算Qffb和目标燃油喷射量tQf之和，计算最终燃油喷射量Qfdes(Qfdes＝Qffb+tQf)。

另一方面，在步骤S716，ECU 61用在前一例程中获得的Qffb_n-1代替Qffb(Qffb＝Qffb_n-1)。在步骤S717，ECU 61通过计算ETCb和进气节流阀开度ETC之和，计算最终进气节流阀开度ETCf(ETCf＝ETC+ETCfb)。

下面说明目标排气温度的计算。图47是由ECU 61的模块M7执行的目标排气温度计算例程的流程图。

在步骤S801和S802，ECU 61读取模式判断值ATSstate，选择和模式判断值ATSstate对应的图，并根据选择的图计算目标排气温度基本值tTexh0。即，当ATSstate＝3时，ECU 61把脱硫模式目标排气温度基本值tTexh0设置成730℃。当ATSstate＝4时，ECU 61把滤清器恢复模式目标排气温度基本值tTexh0设置成670℃。另外，当选择排气上升模式时，ECU 61把排气上升模式目标排气温度基本值tTexh0设置成700℃。

在步骤S803，ECU 61通过利用包括进气系统响应时间常数Kkin的下述表达式(33)，执行基本值tTexh0的延迟处理，确定目标排气温度tTexh。

tTexh＝tTexh_n-1×(1-Kkin)+tTexh0×Kkin        (33)

下面说明排气温度的计算。图48是由ECU 61的模块M8执行的排气温度计算例程的流程图。

在步骤S901，ECU 61计算传感器73的输出vTexh。在步骤S902，ECU 61通过利用图49中所示的表转换vTexh，获得排气温度Texh0。在步骤S903，ECU 61进行排气温度Texh0的加权平均处理，并把获得的值设置成排气温度Texh。

下面说明排气温度的反馈控制。图50是由ECU 61的模块M9执行的排气温度的反馈控制例程的流程图。

虽然根据本发明的实施例被表示并描述成采用由比例+积分+微分补偿器的下述表达式(34)表示的PID算法，不过也可采用其它算法。

$u\left(t\right)=\mathrm{KP}\{e\left(t\right)+\frac{1}{\mathrm{KI}}\∫e\left(t\right)\mathrm{dt}+\mathrm{KD}\frac{\mathrm{de}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}\}+u\left(t0\right)---\left(34\right)$

其中u(t)是操作变量，KP是比例增益，KI是积分时间常数，KD是微分时间常数，e(t)是差分，u(t0)是初始值。

在步骤S1001，ECU 61读取目标排气温度tTexh和排气温度Texh。在步骤S1002，ECU 61计算目标排气温度tTexh和排气温度Texh之间的偏离(差异)δtexh(δtexh＝tTexh-Texh)。在步骤S1003，ECU 61分别根据排气温度Texh，由图51A、51B和51C中所示的表，确定比例、积分和微分补偿增益KPtexh、KItexh和KDtexh。在步骤S1004，ECU61利用下述表达式(35)，计算积分校正值Itexh。

Itexh＝Itexh_n-1+(dT/KItexh)×δtexh            (35)

在步骤S1005，ECU 61把积分校正值Itexh的量值限定在预定范围内。在步骤S1006，ECU 61利用下述表达式(36)，计算微分校正值Dtexh。

Dtexh＝(δtexh-δtexh_n-1)×KDtexh/dT          (36)

在步骤S1007，ECU 61根据下述表达式(37)，计算PID校正量MITfb(它包括比例项)。

MITfb＝KPtexh×(δtexh+Itexh+Dtexh)+Ktexh0#     (37)

这里Ktexh0#是校正值的初始值。

借助根据本发明的这种实施例，能够获得下述优点。

在NOx捕集催化剂32的脱硫处理和柴油机微粒滤清器33的滤清器恢复处理中，排气温度Texh被升高到目标温度tTexh，目标温度tTexh大于正常模式温度，过量空气率lamb被保持在和选择的恢复模式相符的目标过量空气率tlamb。于是，即使由于车辆加速或者如果车辆的行驶环境发生变化，发动机运转条件被改变，根据本发明的系统也能够防止过量空气率lamb根据这些变化而改变。这防止了NOx捕集催化剂的退化和故障的发生，以致柴油机微粒滤清器33的组件破裂。

图52A～52C分别表示了空燃比和排气温度之间的关系，空燃比和CO排放量之间的关系，和空燃比和HC排放量之间的关系。CO排放量和HC排放量是单位时间，从发动机1排出的一氧化碳的量和碳氢化合物的量。在脱硫处理中，空燃比被设置成理论状态或富油状态，以便分解在NOx捕集催化剂32中捕集的硫分。排气温度具有当空燃比降低时，排气温度升高的特征。因此，当由于发动机运转条件的变化，空燃比超出目标范围时，排气温度过度升高，于是，过多的热负载会被施加于NOx捕集催化剂32。

此外，当空燃比被设置成理论状态或富油状态，CO排放量和HC排放量增大。于是，在这种控制状态下，如果空燃比被大大增大到超出目标范围的值，则诸如一氧化碳之类还原剂在催化剂中激烈反应，于是，会对NOx捕集催化剂32施加过多的热负载。通常，NOx捕集催化剂32的耐热性有限，并且难以改进这种局限性。

图53表示了NOx捕集催化剂32的加热温度和已进入加热温度的NOx捕集催化剂32的NOx转化率之间的关系。如图53所示，如果NOx捕集催化剂32一旦收到过多热负载，则催化剂的性能大大降低。

根据本发明，在脱硫恢复模式中，即使发动机运转条件被改变，过量空气率lamb被保持恒定。于是，能够防止NOx捕集催化剂32接收过多的热负载，从而防止NOx捕集催化剂的性能退化。此外，脱硫恢复模式目标排气温度最好被设置成小于或等于750℃的值，其上限约为800℃。

图54A和54B表示了排气温度和微粒燃烧速度相对于空燃比的关系。微粒燃烧速度是沉积在柴油机微粒滤清器33上的微粒的单位时间的减少量。在滤清器恢复处理中，过量空气率lamb设置成贫油状态，以便恰当地抑制微粒的燃烧。微粒燃烧速度根据空燃比而极大变化，并具有微粒燃烧速度随空燃比的增大而大大增大的特征。另一方面，当由于发动机运转条件的改变，空燃比被降低到目标范围之外的某一值时，过多的热负载可能被施加于柴油机微粒滤清器33，于是滤清器组件331产生裂纹，如图55B中所示，或者失去抑止物(stopper)332，如图55C中附图标记B所示。如果燃油喷射量的增大量更大，则排出的燃油可能冷却柴油机微粒滤清器33，阻止恢复操作。但是，根据本发明，在滤清器恢复模式中，过量空气率lamb被保持恒定，这防止柴油机微粒滤清器33接收过多热负载，并防止由多余燃油增加引起的冷却阻止柴油机微粒滤清器33的恢复。

本申请基于2003年4月18日在日本申请的日本专利申请No.2003-114717。该日本专利申请的整个内容作为参考包含于此。

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面说明的实施例。鉴于上述教导，本领域的技术人员易于想到上述实施例的各种修改和变化。本发明的范围由下这权利要求限定。

Claims (14)

1、一种内燃机用排气净化系统，包括：

置于发动机的排气道中，从排气除去特定成分的排气净化设备；和

控制单元，所述控制单元被安排成

确定执行从特定成分蓄积状态恢复排气净化设备的恢复处理的恢复执行时间；

确定执行恢复处理的目标空燃比；

根据目标空燃比，确定和空燃比相关的第一发动机受控变量；和

当执行恢复处理时，把和燃烧周期相关的第二发动机受控变量确定为与在正常处理中采用的值不同的值，

其中，第二发动机受控变量包括主喷射正时、预喷射量和预喷射正时之一。

2、按照权利要求1所述的排气净化系统，其中控制单元还被安排成通过改变第二发动机受控变量，升高排气的温度，使其高于正常处理中的温度。

3、按照权利要求1所述的排气净化系统，其中主喷射正时被延迟到上止点之后，并且预喷射正时被提前。

4、按照权利要求1所述的排气净化系统，还包括检测排气的排气温度的排气温度传感器，控制单元还被安排成确定第二发动机受控变量的异常基本值，以及通过根据排气温度校正异常基本值，确定第二发动机受控变量。

5、按照权利要求1所述的排气净化系统，其中恢复处理的目标空燃比大于正常处理的目标空燃比。

6、按照权利要求1所述的排气净化系统，其中排气净化设备包括去除排气中的微粒的微粒滤清器。

7、按照权利要求1所述的排气净化系统，其中排气净化设备包括根据空燃比来捕集排气中的NOx和排出捕集的NOx的NOx捕集催化剂。

8、按照权利要求1所述的排气净化系统，还包括检测空燃比的空燃比检测器，控制单元还被安排成根据目标空燃比，确定第一发动机受控变量的基本值，以及通过根据检测到的空燃比校正基本值，确定第一发动机受控变量。

9、按照权利要求8所述的排气净化系统，其中控制单元还被安排成当目标空燃比大于或等于理论空燃比时，通过根据检测的空燃比校正基本值，确定第一发动机受控变量，并根据第一发动机受控变量改变燃油喷射量。

10、按照权利要求8所述的排气净化系统，其中控制单元被还安排成通过根据检测的空燃比校正基本值，确定第一发动机受控变量，并根据第一发动机受控变量改变进气量。

11、按照权利要求1所述的排气净化系统，其中控制单元还被安排成根据第二发动机受控变量，校正第一发动机受控变量。

12、一种内燃机用排气净化系统，包括：

置于发动机的排气道中，从排气除去特定成分的排气净化设备；和

控制单元，所述控制单元被安排成

确定是否对排气净化设备中的累积特定成分执行恢复排气净化设备的恢复处理；

当执行恢复处理时，通过把空燃比设置在目标空燃比，并在把空燃比保持在目标空燃比的同时，控制燃烧周期，把排气温度升高到比正常控制中的排气温度更高的温度。

13、一种执行置于内燃机的排气道中的排气净化设备的恢复处理的方法，包括：

确定从特定成分蓄积状态恢复排气净化设备的恢复处理的恢复执行时间；

设置执行恢复处理的目标空燃比；

根据目标空燃比，设置和空燃比相关的第一发动机受控变量；和

当执行恢复处理时，把和燃烧周期相关的第二发动机受控变量设置为与在正常处理中采用的值不同的值，

其中，第二发动机受控变量包括主喷射正时、预喷射量和预喷射正时之一。

14、一种内燃机用排气净化系统，包括：

从排气中除去特定成分的排气净化装置，所述排气净化装置置于发动机的排气道中；

确定从特定成分蓄积状态恢复排气净化装置的恢复处理的恢复执行时间的恢复时间确定装置；

设置执行排气净化装置的恢复的目标空燃比的恢复模式目标空燃比设置装置；

根据目标空燃比，设置和空燃比相关的第一发动机受控变量的第一发动机受控变量设置装置；和

当执行恢复处理时，把和燃烧周期相关的第二发动机受控变量设置成和正常处理中采用的值不同的值的第二发动机受控变量设置装置，

其中，第二发动机受控变量包括主喷射正时、预喷射量和预喷射正时之一。

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