內燃機的控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在排氣通道上配置有如下的排氣凈化裝置的內燃機的控制系統，所述排氣凈化裝置包括具有NOx還原功能的NOx催化劑和顆粒過濾器，尤其涉及一種對內燃機的燃料噴射量進行控制的技術。
【背景技術】
[0002]已知一種如下的技術(例如，參照專利文獻I)，即在催化劑溫度低于催化劑的溫度凈化窗口時并且內燃機被加速運轉時，如果排氣溫度高于催化劑溫度，則通過減小進氣節流閥的開度并且減小EGR(廢氣再循環)閥的開度，從而使催化劑迅速地升溫的技術。
[0003]在選擇還原型催化劑的溫度低于溫度凈化窗口時實施吸入空氣量的減量以及燃料噴射正時的滯后的裝置中，還提出了一種如下的技術，即，選擇還原型催化劑的溫度越低則越減少吸入空氣量(例如，參照專利文獻2)。
[0004]在對被設置于內燃機的排氣系統中的催化劑實施進行未燃燃料成分的添加的燃料添加控制的內燃機的排氣凈化裝置中，還提出了一種如下的技術，即在與根據催化劑的溫度而被設定的預定量相比內燃機的吸入空氣量較多時，減少未燃燃料成分的添加量(例如，參照專利文獻3)。
[0005]在根據內燃機的負載而被決定的基準燃料噴射量與上限值相比較多時將燃料噴射量限制為上限值的裝置中，還提出了一種如下的技術，即，顆粒過濾器的顆粒物捕獲量較多時與較少時相比，將上限值設定為較小的值(例如，參照專利文獻4)。
[0006]在內燃機的排氣系統中具備氧化催化劑的排氣凈化裝置中，還提出了一種如下的技術，即，以使氧化催化劑的溫度不超過容許溫度的上限值的方式來對燃料噴射量進行限制(例如，參照專利文獻5)。
[0007]在先技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開平10 - 061429號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2012 - 007557號公報
[0011]專利文獻3:日本特開2007 - 321614號公報
[0012]專利文獻4:日本特開2003 - 307145號公報
[0013]專利文獻5:日本特開2005 - 307907號公報
【發明內容】
[0014]本發明所要解決的問題
[0015]但是，在選擇還原型催化劑和吸留還原型催化劑等這種具有NOx還原功能的NOx催化劑的溫度低于溫度凈化窗口時減少吸入空氣量的方法中，當為了控制粒狀物質(顆粒物)的產生量的增加而減少(限制)燃料噴射量時，每單位量的排氣中所含有的熱量將會減少。其結果為，存在使催化劑迅速地升溫較為困難的可能性。另外，當在吸入空氣量以及燃料噴射量被限制時內燃機被加速運轉時，存在內燃機的產生轉矩小于要求轉矩，從而使車輛的加速性能下降的可能性。
[0016]本發明是鑒于上述這種實際情況而完成的，其目的在于，在排氣通道上配置有如下的排氣凈化裝置的內燃機中，提供一種在NOJf化劑的溫度較低時，能夠在抑制排氣排放的增加以及加速性能的下降的同時，使NOx催化劑迅速地升溫的技術，其中，所述排氣凈化裝置包括具有NOx還原功能的NO ,催化劑和顆粒過濾器。
[0017]用于解決本發明的方法
[0018]為了解決上述的課題，本發明在如下的內燃機的控制系統中，在顆粒過濾器的顆粒物捕獲量為預定量以下、并且內燃機處于加速運轉狀態下時，根據內燃機的吸入空氣量和NOx催化劑的溫度而對燃料噴射量的限制值進行補正，所述內燃機的控制系統具備:被配置于內燃機的排氣通道上，并包括具有NOx還原功能的NOx催化劑以及顆粒過濾器的排氣凈化裝置；在NOx催化劑的溫度低于溫度凈化窗口時根據NOx催化劑的溫度而對吸入空氣量進行限制的進氣量限制單元；根據內燃機的吸入空氣量而對燃料噴射量進行限制的燃料限制單元；取得顆粒過濾器的顆粒物捕獲量的顆粒物捕獲量取得單元。
[0019]詳細而言，本發明的內燃機的控制系統具備:
[0020]排氣凈化裝置，其被配置于內燃機的排氣通道上，并包括具有NOx還原功能的NO x催化劑以及顆粒過濾器；
[0021]溫度取得單元，其取得所述NOx催化劑的溫度；
[0022]進氣量限制單元，其在由所述溫度取得單元所取得的溫度較低時，與較高時相比，將內燃機的吸入空氣量限制為較少；
[0023]燃料限制單元，其根據內燃機的吸入空氣量而對燃料噴射量進行限制；
[0024]顆粒物捕獲量取得單元，其取得作為被所述顆粒過濾器捕獲到的粒狀物質的量的顆粒物捕獲量；補正單元，其在由所述顆粒物捕獲量取得單元所取得的顆粒物捕獲量為預定量以下、并且內燃機處于加速運轉狀態下的情況下，在由所述溫度取得單元所取得的溫度較低并且由所述進氣量限制單元所限制的吸入空氣量較多時，以與由所述溫度取得單元所取得的溫度較高以及/或者由所述進氣量限制單元所限制的吸入空氣量較少時相比使由所述燃料限制單元實施的限制緩和的方式，來對燃料噴射量的限制值進行補正。
[0025]另外，此處所說的“溫度凈化窗口 ”為，化劑的NO x還原功能處于活化狀態的溫度范圍。由于溫度凈化窗口根據催化劑的負載量和容量等而發生變化，因此優選為預先通過實驗來求取符合這些條件的溫度凈化窗口。
[0026]在NOJf化劑的溫度低于溫度凈化窗口時，需要通過使燃料噴射量增加，從而使每單位量的排氣中所含有的熱量增加，并使NOx催化劑迅速地升溫。但是，當燃料噴射量相對于內燃機的吸入空氣量而不慎被設為較多時，存在如下的可能性，即雖然每單位量的排氣中所含有的熱量增加，但是排氣中所含有的粒狀物質(顆粒物)的量也增加。尤其是，在通過進氣量限制單元來對內燃機的吸入空氣量進行限制時，當燃料噴射量不慎被設為較多時，存在排氣中所含有的顆粒物的量變得過多的可能性。因此考慮到，在對吸入空氣量進行限制時，通過根據吸入空氣量而對燃料噴射量也進行限制，從而將從內燃機排出的顆粒物的量控制為較少。
[0027]但是，在對吸入空氣量進行限制時，當根據吸入空氣量而對燃料噴射量進行限制時，每單位量的排氣中所含有的熱量將會變少。因此，存在使催化劑迅速地升溫較為困難的可能性。而且，如果在對燃料噴射量進行限制時內燃機被加速運轉，則內燃機的產生轉矩將小于駕駛員的要求轉矩，從而也存在導致加速性能的下降的可能性。
[0028]相對于此，本發明在顆粒過濾器的顆粒物捕獲量為預定量以下、并且內燃機處于加速運轉狀態下的情況下，在NOx催化劑的溫度較低并且由進氣量限制單元所限制的吸入空氣量較多時，以與NOJf化劑的溫度較高以及/或由進氣量限制單元所限制的吸入空氣量較少時相比，使燃料噴射量的限制緩和(燃料噴射量增加)的方式，來對燃料噴射量的限制值進行補正。在這種情況下，能夠在抑制每單位量的排氣中所含有的熱量的減少的同時，使內燃機的產生轉矩與要求轉矩的背離緩和。其結果為，能夠使NOx催化劑迅速地升溫，并且使加速性能的下降緩和。
[0029]另外，燃料噴射量的限制被緩和的情況與未被緩和的情況相比，存在燃料的燃燒時所產生的顆粒物的量(從內燃機排出的顆粒物的量)增加的可能性。但是，由于內燃機的吸入空氣量較少時與較多時相比，限制之后的燃料噴射量被設為較少，因此顆粒物產生量的增加能夠被控制為較少。另外，由于從內燃機排出的顆粒物被顆粒過濾器所捕獲，因此排出到大氣中的顆粒物的量幾乎不會增加。
[0030]因此，根據本發明的內燃機的控制系統，在NOjJf化劑的溫度低于溫度凈化窗口時，能夠在抑制排氣排放的增加(排出到大氣中的顆粒物量的增加)以及加速性能的下降的同時，使NOx催化劑迅速地升溫。
[0031]但是，在顆粒過濾器所捕獲的顆粒物的量(顆粒物捕獲量)較多時，如果實施上述這種燃料噴射量的限制值的補正，則顆粒物捕獲量將會變得過多，從而存在作用于內燃機上的背壓增加的可能性。
[0032]相對于此，本發明是以顆粒過濾器的顆粒物捕獲量為預定量以下作為條件而執行的。此時的“預定量”為，即使在顆粒過濾器的顆粒物捕獲量與該預定量相等時執行了上述的補正，也認為作用于內燃機上的背壓不會過度變大的最大顆粒