本發明涉及內燃機的排氣控制裝置。

背景技術：

一種公知的內燃機的排氣控制裝置具有設置在發動機排氣通道中的用于捕獲排氣中的顆粒物質的顆粒過濾器。排氣控制裝置基于內燃機的工作狀態計算推定捕獲量，該推定捕獲量是在顆粒過濾器中捕獲的顆粒物質的量的推定值，當該推定捕獲量超過預定上限量時，排氣控制裝置執行升高顆粒過濾器的溫度的溫度升高控制，以從顆粒過濾器中去除顆粒物質。

但是，推定捕獲量不一定準確地表示被捕獲的顆粒物質的實際量。如果推定捕獲量小于被捕獲的顆粒物質的實際量，則即使被捕獲的顆粒物質的實際量超過上限量，也不會開始溫度升高控制，因此，顆粒過濾器的壓力損耗可能變得過大。另一方面，如果推定捕獲量大于被捕獲的顆粒物質的實際量，則在被捕獲的顆粒物質的實際量超過上限量之前會執行溫度升高控制，這樣，溫度升高控制可能被太頻繁地執行。

因此，公開號為2005-155500的日本專利申請(JP 2005-155500 A)中描述的內燃機的排氣控制裝置被設計為在溫度升高控制被執行的同時，檢測發動機減速時的顆粒過濾器的溫度升高率，并且基于該溫度升高率校正推定捕獲量。更具體地說，當溫度升高率小時，對推定捕獲量進行減少校正，當溫度升高率大時，對推定捕獲量執行增加校正。

但是，執行溫度升高控制時的顆粒過濾器的溫度升高率例如不僅取決于溫度升高控制開始時的被捕獲的顆粒物質的量，而且還取決于在溫度升高控制被執行的同時流入顆粒過濾器的排氣的量和溫度。更具體地說，例如，當流入顆粒過濾器的排氣的量大時，排氣從顆粒過濾器帶走的熱量也大，因此，溫度升高率較小。在這種情況下，即使被捕獲的顆粒物質的實際量大于推定捕獲量，也可能對推定捕獲量進行減少校正。也就是說，在JP 2005-155500 A中，未準確地確定排氣從顆粒過濾器帶走的熱量，因此，不能始終準確地校正或計算該推定捕獲量。

技術實現要素：

鑒于上述問題，本發明提供一種內燃機的排氣控制裝置，該排氣控制裝置配備顆粒過濾器并且適當地計算推定的顆粒物質捕獲量。

因此，本發明的第一方面涉及一種內燃機的排氣控制裝置，所述排氣控制裝置包括顆粒過濾器和電子控制單元。所述顆粒過濾器被配置為捕獲從所述內燃機排放的排氣中的顆粒物質。該顆粒過濾器被設置在所述內燃機的排氣通道內。所述電子控制單元被配置為i)基于所述內燃機的工作狀態或所述顆粒過濾器的前后差壓計算推定捕獲量，所述推定捕獲量是所述顆粒物質的量的推定值，所述顆粒物質在所述顆粒過濾器中被捕獲；ii)基于預定基準狀態執行升高所述顆粒過濾器的溫度的基準溫度升高控制，以便去除在所述顆粒過濾器中被捕獲的所述顆粒物質；iii)檢測作為在所述基準溫度升高控制被執行的期間所述顆粒過濾器的溫度的實際溫度；iv)預先存儲作為假設在所述顆粒過濾器中被捕獲的所述顆粒物質的量是預定基準初始捕獲量的情況下已經執行所述基準溫度升高控制時所述顆粒過濾器的溫度的基準溫度；v)基于所述實際溫度和所述基準溫度校正所述推定捕獲量；以及vi)當所述推定捕獲量超過預定上限量時，執行從所述顆粒過濾器去除所述顆粒物質的顆粒物質去除控制。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為，基于所述實際溫度與所述基準溫度的比率，或所述實際溫度與所述基準溫度之間的差值校正所述推定捕獲量。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為i)存儲推定的初始捕獲量，所述推定的初始捕獲量是當所述基準溫度升高控制開始時的所述推定捕獲量；ii)基于所述實際溫度和所述基準溫度計算作為通過所述基準溫度升高控制實際從所述顆粒過濾器去除的顆粒物質的量的實際去除量；以及iii)基于所述實際去除量與所述推定的初始捕獲量的比率，或所述實際去除量與所述推定的初始捕獲量之間的差值校正所述推定捕獲量。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為，將所述基準初始捕獲量設定為基本為零。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為i)基于所述內燃機的工作狀態，重復地計算在所述顆粒過濾器中被捕獲的所述顆粒物質的量的每單位時間增加量；ii)通過累積所述增加量來計算所述推定捕獲量；以及iii)通過基于所述實際溫度和所述基準溫度校正所述增加量來校正所述推定捕獲量。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為，當所述推定捕獲量超過設定量時，開始所述基準溫度升高控制，所述設定量被設定為小于所述上限量。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為，當所述實際溫度與所述基準溫度基本匹配時，完成所述基準溫度升高控制。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為，當所述基準溫度升高控制完成時，將所述推定捕獲量校正為所述基準初始捕獲量。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為，當所述電子控制單元判定在所述基準溫度升高控制被執行的期間所述顆粒過濾器不處于所述基準狀態時，取消所述基準溫度升高控制。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為，當所述基準溫度升高控制被取消時，基于直到所述基準溫度升高控制被取消時的所述基準溫度和所述實際溫度，校正所述基準溫度升高控制被取消的時點處的所述推定捕獲量。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為，在所述基準溫度升高控制開始之后，基于當所述顆粒過濾器的溫度的上升速度超過預定的設定速度時的上升速度，校正所述推定捕獲量。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述電子控制單元可以被配置為i)在所述推定捕獲量超過設定量的情況下，當所述基準溫度升高控制開始并且所述實際溫度與所述基準溫度基本匹配時完成所述基準溫度升高控制，所述設定量被設定為小于所述上限量；以及ii)當所述基準溫度升高控制被取消的次數超過預定的上限次數時，減少所述設定量。

另外，在上述排氣控制裝置中，所述基準狀態可以是穩定狀態。另外在此處，所述基準狀態可以是其中氣體量小于預定的設定氣體量的穩定狀態，所述氣體流入所述顆粒過濾器。

進一步地，上述排氣控制裝置還可以包括升溫器。該升溫器可以被配置為在不更改所述內燃機的控制的情況下升高所述顆粒過濾器的溫度。所述排氣控制裝置可以使用所述升溫器執行所述基準溫度升高控制。

而且，上述排氣控制裝置還可以包括電加熱器。該電加熱器可以被設置在所述升溫器中，并且所述電加熱器可以被設置在位于所述顆粒過濾器上游的所述排氣通道內，或者所述顆粒過濾器內。

另外，本發明的另一方面涉及一種內燃機的排氣控制裝置，所述排氣控制裝置包括顆粒過濾器和電子控制單元。該顆粒過濾器被配置為捕獲從所述內燃機排放的排氣中的顆粒物質。該顆粒過濾器被設置在所述內燃機的排氣通道內。所述電子控制單元被配置為i)基于預定基準狀態執行升高所述顆粒過濾器的溫度的基準溫度升高控制，以便去除在所述顆粒過濾器中被捕獲的所述顆粒物質；ii)檢測作為在所述基準溫度升高控制被執行的期間所述顆粒過濾器的溫度的實際溫度；iii)預先存儲作為假設在所述顆粒過濾器中被捕獲的所述顆粒物質的量是預定基準初始捕獲量的情況下已經執行所述基準溫度升高控制時所述顆粒過濾器的溫度的基準溫度；iv)基于所述實際溫度和所述基準溫度計算推定捕獲量，所述推定捕獲量是在所述顆粒過濾器中被捕獲的所述顆粒物質的量的推定值；以及v)當所述推定捕獲量超過預定上限量時，執行從所述顆粒過濾器去除所述顆粒物質的顆粒物質去除控制。

所述推定捕獲量能夠被更準確地校正或計算。

附圖說明

下面將參考附圖描述本發明的示例性實施例的特征、優點、以及技術和工業意義，在所述附圖中，相同的參考標號表示相同的部件，其中：

圖1是根據本發明的第一到第四實例實施例的內燃機的整體視圖；

圖2A是圖1所示的顆粒過濾器的前視圖；

圖2B是圖1所示的顆粒過濾器的側視剖面圖；

圖3是示出第一到第四實例實施例中的PM去除控制的時間圖；

圖4是在圖1所示的顆粒過濾器中被捕獲的顆粒物質的捕獲量的每單位時間增加量的映射圖；

圖5是在圖1所示的顆粒過濾器中被捕獲的顆粒物質的捕獲量的每單位時間減少量的映射圖；

圖6是示出圖1所示的顆粒過濾器的實際溫度和基準溫度的時間圖；

圖7是顆粒物質的實際去除量的映射圖；

圖8是示出第一到第四實例實施例的基準溫度升高控制的時間圖；

圖9是示出第一到第四實例實施例的基準溫度升高控制的取消的時間圖；

圖10是本發明的第一到第四實例實施例中的被執行以計算推定捕獲量的例程的一部分的流程圖；

圖11是示出本發明的第一到第四實例實施例中的用于執行排氣凈化控制的例程的一部分的流程圖；

圖12是本發明的第一到第四實例實施例中的用于執行排氣凈化控制的例程的一部分的流程圖；

圖13是本發明的第一到第四實例實施例中的用于執行排氣凈化控制的例程的另一部分的流程圖；

圖14是根據本發明的第一到第四實例實施例的用于執行排氣凈化控制的例程的又一部分的流程圖；

圖15是與第一實例實施例的圖14對應的流程圖，并且示出根據本發明的第二實例實施例的用于執行排氣凈化控制的例程；

圖16是說明第三實例實施例的示出實際溫度的上升速度的時間圖；

圖17是說明第三實例實施例的實際初始捕獲量的映射圖；

圖18是與第一實例實施例的圖14對應的流程圖，并且示出根據本發明的第三實例實施例的用于執行排氣凈化控制的例程；

圖19是示出本發明的第四實例實施例的時間圖；

圖20是根據第四實例實施例的用于執行排氣凈化控制的例程的一部分的流程圖；以及

圖21是說明本發明的第一到第四實例實施例中的另一實例的增加量的映射圖。

具體實施方式

圖1是壓縮點火內燃機1的主體、氣缸的燃燒室2、用于將燃料噴射到燃燒室2的電子控制燃料噴射閥3、進氣歧管4和排氣歧管5的視圖。進氣歧管4經由進氣導管6被連接到排氣渦輪增壓器7的壓縮機7a的出口，壓縮機7a的入口經由其中設置氣流計8的進氣入口管8a被連接到空氣濾清器9。電子控制節流閥10被設置在進氣導管6內，用于對流過進氣導管6的進氣進行冷卻的冷卻裝置11被設置在進氣導管6的周圍。

同時，排氣歧管5被連接到排氣渦輪增壓器7的排氣渦輪7b的入口，排氣渦輪7b的出口經由排氣導管12被連接到排氣后處理裝置13。排氣后處理裝置13包括套管(casing)14，顆粒過濾器15被容納在該套管14中。另外，電加熱器16被容納在套管14中，并且位于顆粒過濾器15的上游。檢測從顆粒過濾器15流出的排氣的溫度的溫度傳感器17、以及檢測顆粒過濾器15前后差壓(differential pressure)的差壓傳感器18也被安裝到套管14上。溫度傳感器17檢測到的排氣的溫度指示顆粒過濾器15的溫度。

排氣歧管5和進氣歧管4經由排氣再循環(下文簡稱為“EGR”)通道19連接在一起。電氣控制EGR控制閥20被設置在該EGR通道19中。另外，用于對流過EGR通道19的EGR氣體進行冷卻的冷卻裝置21被設置在EGR通道19的周圍。同時，燃料噴射閥3經由燃料供給管路22被連接到共軌23。該共軌23經由電子控制可變流量燃料泵24被連接到燃料箱24。存儲在燃料箱25中的燃料通過燃料泵24被提供到共軌23，被提供到共軌23的燃料經由燃料供給管路22被提供到燃料噴射閥3。在未示出的另一實例中，內燃機1由火花點火內燃機形成。

電子控制單元30由數字計算機形成，并且包括ROM(只讀存儲器)32、RAM(隨機存取存儲器)33、CPU(微處理器)34、輸入端口35和輸出端口36，所有這些組件通過雙向總線31連接在一起。來自氣流計8、溫度傳感器17和差壓傳感器18的輸出信號經由對應的AD變換器37被輸入到輸入端口35。另外，產生與加速踏板40的下壓量D成比例的輸出電壓的負荷傳感器41被連接到加速踏板40，并且負荷傳感器41的輸出電壓經由對應的AD傳感器37被輸入到輸入端口35。進一步地，每當曲柄軸旋轉15°時產生輸出脈沖的曲柄角傳感器42例如被連接到輸入端口35。在CPU 34中，基于來自曲柄角傳感器42的輸出脈沖計算發動機速度Ne。同時，輸出端口36經由對應的驅動電路38被連接到燃料噴射閥3、節流閥10的驅動致動器、電加熱器16、EGR控制閥20和燃料泵24。

圖2A和2B是壁流型顆粒過濾器15的結構視圖。圖2A是顆粒過濾器15的前視圖，圖2B是顆粒過濾器15的側面剖面圖。如圖2A和2B所示，顆粒過濾器15具有蜂巢結構，并且包括多個彼此平行延伸的排氣流通道71i和71o，以及將這些排氣流通道71i和71b彼此分隔的分隔壁(partition wall)72。在圖2A所示的實例中，排氣流通道71i和71o由排氣流入通道71i和排氣流出通道71o形成，每個排氣流入通道71i的上游端開放，下游端由塞子73d封閉，每個排氣流出通道71o的上游端由塞子73u封閉，下游端開放。圖2A中的陰影表示的部分表示塞子73u。因此，排氣流入通道71i和排氣流出通道71o經由薄分隔壁72交替地設置。換言之，排氣流入通道71i和排氣流出通道71o被設置為，使得每個排氣流入通道71i被四個排氣流出通道71o包圍，并且每個排氣流出通道71o被四個排氣流入通道71i包圍。分隔壁72是多孔的，以使排氣首先流入排氣流入通道71i，然后通過周圍的分隔壁72流出到鄰近的排氣流出通道71o，如圖2B中的箭頭所示。在未示出的另一實例中，排氣流通道由排氣流入通道和排氣流出通道形成，每個排氣流入通道的上游端和下游端開放，每個排氣流出通道的上游端由塞子封閉，下游端開放。同樣在該另一實例中，流入排氣流入通道的排氣穿過分隔壁，然后流出到排氣流出通道。

分隔壁72例如由諸如堇青石、碳化硅、氮化硅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鋁、二氧化硅、莫來石、葉長石或磷酸鋯之類的陶瓷構成。這些分隔壁72承載具有氧化作用的催化劑。諸如鉑Pt、銠Rh或鈀Pd之類的鉑系金屬可以被用作具有氧化作用的催化劑。

被設置在顆粒過濾器15的上游的電加熱器16也具有蜂巢結構，以使排氣能夠穿過電加熱器16。因此，當電加熱器16被激活時，穿過電加熱器16的氣體被電加熱器16加熱。該加熱的氣體然后流入顆粒過濾器15，結果，顆粒過濾器15的溫度升高。在未示出的另一實例中，電加熱器16被設置在顆粒過濾器15中。

排氣包括主要由固態碳形成的顆粒物質。該顆粒物質在顆粒過濾器15中被捕獲。同時，在燃燒室2中，通過過剩的氧執行燃燒。因此，只要未從燃料噴射閥3二次供應燃料，顆粒過濾器15便處于氧化氣氛中。因此，在分隔壁72上被捕獲的顆粒物質被依次氧化。如果每單位時間捕獲的顆粒物質的量大于每單位時間氧化的顆粒物質的量，則在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質的量在發動機工作的期間將隨著時間增加。如果在顆粒過濾器15上被捕獲的顆粒物質的量變大，則顆粒過濾器15的壓力損耗最終會變大。

因此，在本發明的第一實例實施例中，計算推定捕獲量，該推定捕獲量是在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質的量的推定值，并且當該推定捕獲量超過預定上限量時，執行從顆粒過濾器去除顆粒物質的顆粒物質去除控制(下文稱為PM去除控制)。因此，從顆粒過濾器15去除顆粒物質，所以能夠將顆粒過濾器15的壓力損耗保持為低。

也就是說，如圖3所示，當推定捕獲量PM在時間ta1處超過上限量PMU時，開始PM去除控制。因此，顆粒過濾器15中的顆粒物質被氧化并去除，這樣，推定捕獲量PM減少。接著，當推定捕獲量PM在時間ta2處達到下限量(例如，零)時，PM去除控制完成。然后，當推定捕獲量PM在時間ta3處再次超過上限量PMU時，再次開始PM去除控制。通過此方式，重復地執行PM去除控制。

在本發明的第一實例實施例中，PM去除控制由溫度升高控制構成，該控制將顆粒過濾器15的溫度升高到PM去除溫度，并且保持該溫度，同時使顆粒過濾器15保持在氧化氣氛中，以便氧化并且去除顆粒物質。在該溫度升高控制的一個實例中，與用于燃燒的燃料不同的附加燃料在壓縮行程或排氣行程期間被從燃料噴射閥3噴射，并且該添加的燃料在燃燒室2中，在顆粒過濾器15上游的排氣通道中，或者在顆粒過濾器15內燃燒。在溫度升高控制的另一未示出的實例中，附加燃料被從設置于顆粒過濾器15上游的排氣通道中的燃料添加閥添加，并且該添加的燃料在顆粒過濾器15上游的排氣通道中，或者在顆粒過濾器15中燃燒。在溫度升高控制的又一也未示出的實例中，電加熱器16被激活。在這些情況下，PM去除溫度例如被設定在600℃與650℃之間。

在又一未示出的實例中，PM去除控制由NOx增加控制形成，該控制增加流入顆粒過濾器15的排氣中的NOx的量，以便通過NOx氧化并去除顆粒物質。為了增加NOx的量，例如，EGR氣體的量減少。在又一未示出的實例中，PM去除控制由臭氧供應控制構成，該控制將臭氧從連接到顆粒過濾器15上游的排氣通道的臭氧供應器提供到顆粒過濾器15，以便通過臭氧氧化和去除顆粒物質。

同時，在本發明的第一實例實施例中，推定捕獲量PM基于發動機工作狀態而被計算。也就是說，被捕獲的顆粒物質的量的每單位時間增加量dPMi和每單位時間減少量dPMd基于發動機工作狀態而被重復地計算，并且通過累積增加量dPMi和減少量dPMd來計算推定捕獲量PM。也就是說，推定捕獲量PM根據以下表達式(1)而被計算。

PM＝PM+dPMi-dPMd(1)

在此，增加量dPMi以圖4所示的映射(map)的形式被預先存儲在ROM 32中，例如作為發動機負荷L和發動機速度Ne的函數。另外，減少量dPMd以圖5所示的映射的形式被預先存儲在ROM 32中，例如作為顆粒過濾器15的溫度TF和推定捕獲量PM的函數。在圖4和5中，增加量dPMi和減少量dPMd以點的形式示出。在另一未示出的實例中，推定捕獲量PM基于顆粒過濾器15的前后差壓而被計算。在這種情況下，推定捕獲量PM隨著差壓的增加而變大。

存在其中通過表達式(1)計算的推定捕獲量PM未準確地表示在顆粒過濾器15中實際被捕獲的顆粒物質的量的情況。因此，在本發明的第一實例實施例中，推定捕獲量PM被校正，并且當校正的推定捕獲量大于上限量PMU時，執行PM去除控制。因此，可在適當的時間執行PM去除控制。

也就是說，基于預定的基準狀態執行升高顆粒過濾器15的溫度的基準溫度升高控制，以便去除在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質。另外，開始基準溫度升高控制時的推定捕獲量PM被存儲作為推定的初始捕獲量PM0。換言之，實際溫度是在推定捕獲量PM為推定的初始捕獲量PM0時執行基準溫度升高控制的情況下，顆粒過濾器15的溫度。然后，檢測作為當執行該基準溫度升高控制時的顆粒過濾器15的溫度的實際溫度。

在本發明的第一實例實施例中，基準狀態是穩定狀態。特別地，基準狀態是其中流入顆粒過濾器15的氣體量小于預定的設定氣體量的穩定狀態。例如，當發動機處于怠速狀態時，判定顆粒過濾器15處于基準狀態，否則，判定顆粒過濾器15不處于基準狀態。當發動機處于怠速狀態時，發動機速度Ne被保持為怠速速度，或者進氣量被保持為根據怠速速度設定的怠速空氣量。另外，在本發明的第一實例實施例中，通過預定的基準輸出激活電加熱器16，以便執行基準溫度升高控制。也就是說，在本發明的第一實例實施例的基準溫度升高控制中，在發動機處于怠速狀態的期間，使用電加熱器16升高顆粒過濾器15的溫度，以便去除在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質。在此，在基準狀態下流入顆粒過濾器15的氣體量被設定為小，因此，執行基準溫度升高控制所需的能量能夠減少。

在本發明的第一實例實施例中，電加熱器16被用于增加顆粒過濾器15的溫度。在這種情況下，顆粒過濾器15的溫度能夠在不更改發動機控制的情況下(即，獨立于發動機控制)升高。在另一未示出的實例中，從被設置在位于顆粒過濾器15上游的排氣通道中的添加閥將燃料添加到排氣中的技術被用于在不更改發動機控制的情況下升高顆粒過濾器15的溫度。在又一未示出的實例中，激活被設置在位于顆粒過濾器15上游的排氣通道中的燃燒器以在不更改發動機控制的情況下升高顆粒過濾器15的溫度。在又一未示出的實例中，例如使用這樣的技術升高顆粒過濾器15的溫度：在該技術中，用于燃燒的燃料之外的附加燃料在壓縮行程或排氣行程期間被從燃料噴射閥3噴射，并且該添加的燃料在燃燒室2中，在位于顆粒過濾器15上游的排氣通道中，或者在顆粒過濾器15內燃燒。但是，通過該技術，有必要更改發動機控制。

另一方面，在本發明的第一實例實施例中，預先獲取作為假設在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質的量是預定基準初始捕獲量的情況下已經執行上述基準溫度升高控制時顆粒過濾器15的溫度的基準溫度，并且該基準溫度被存儲在ROM 32中作為從基準溫度升高控制開始經過的時間的函數。另外，在本發明的第一實例實施例中，基準初始捕獲量被設定為基本為零。因此,基準溫度是假設在幾乎沒有任何顆粒物質在顆粒過濾器15中被捕獲的情況下已經執行基準溫度升高控制時顆粒過濾器15的溫度。

圖6是實際溫度TFAC和基準溫度TFRF的一個實例的視圖。在圖6中，實線指示實際溫度TFAC，虛線指示基準溫度TFRF。如圖6所示，當基準溫度升高控制在時間tb1處開始時，基準溫度TFRF升高，然后保持為根據電加熱器16的輸出設定的恒定溫度。另一方面，實際溫度TFAC首先增加得相對緩慢，同時基本上與基準溫度TFRF匹配。接著，在時間tb2處，實際溫度TFAC的上升速度增大，并且實際溫度TFAC偏離基準溫度TFRF。換言之，實際溫度TFAC相對于基準溫度TFRF的溫度差dTF從零開始增加。這是因為在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質開始被氧化并去除，從而開始產生熱量。然后，在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質的量逐漸減少，以使每單位時間去除的顆粒物質的量逐漸減少。因此，每單位時間產生的熱量逐漸減少，以使溫度差dTF逐漸減小。然后，在時間tb3處，實際溫度TFAC與基準溫度TFRF基本匹配，即，溫度差dTF變為基本為零。此時，在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質的量基本為零。

在本發明的第一實例實施例中，當實際溫度TFAC與基準溫度TFRF基本匹配時(即，當溫度差dFT變為基本為零時)，基準溫度升高控制完成。在此，在本發明的第一實例實施例中，基準溫度TFRF是假設在被捕獲的顆粒物質的量基本為零的情況下已經執行基準溫度升高控制時顆粒過濾器15的溫度，因此還可以構想，當在顆粒過濾器15中實際被捕獲的顆粒物質的量基本為零時，基準溫度升高控制完成。備選地，當在顆粒過濾器15中實際被捕獲的幾乎所有顆粒物質已經被去除時，基準溫度升高控制完成。圖6是其中即使在實際溫度TFAC已經達到基本與基準溫度TFRF匹配之后，基準溫度升高控制也繼續的實例的視圖。

在基準溫度升高控制已經被執行時的顆粒過濾器15的溫度準確地表示通過在基準溫度升高控制期間氧化并且去除顆粒物質而產生的熱量，并且該熱量準確地表示已經通過基準溫度升高控制氧化并去除的顆粒物質的量。在本發明的第一實例實施例中，如上所述，基準溫度TFRF是當幾乎沒有任何顆粒物質在顆粒過濾器15中被捕獲時的顆粒過濾器15的溫度，因此，此時幾乎未通過顆粒物質的氧化和去除產生任何熱量。因此，實際溫度TFAC相對于基準溫度TFRF的溫度差dTF準確地表示實際已經通過基準溫度升高控制每單位時間從顆粒過濾器15氧化并去除的顆粒物質的量。因此，溫度差dTF的累積值準確地表示實際去除量，該實際去除量是實際已經通過基準溫度升高控制從顆粒過濾器15去除的顆粒物質的量。溫度差dTF的累積值與指示實際溫度TFAC的曲線和指示基準溫度TFRF的曲線所包圍的區域A的大小對應。在圖6中，該區域A由陰影指示。

在本發明的第一實例實施例中，在基準溫度升高控制被執行的期間，溫度差dTF(dTF＝TFAC-TFRF)被重復地計算(dTF＝TFAC-TFRF)，并且溫度差dTF的累積值SdTF被重復地計算(SdTF＝SdTF+dTF)。接下來，根據溫度差累積值SdTF計算實際去除量PMRZ。實際去除量PMRZ以圖7所示的映射(map)形式被預先存儲在ROM 32中，作為溫度差累積值SdTF的函數。在另一未示出的實例中，實際去除量PMRZ根據實際溫度TFAC與基準溫度TFRF的比率(TFAC/TFRF)的累積值而被計算。

在基準溫度升高控制開始時在顆粒過濾器15中實際被捕獲的顆粒物質的量被稱為“實際初始捕獲量”的情況下，當基準溫度升高控制完成時的實際去除量PMRZ準確地表示實際初始捕獲量。因此，在本發明的第一實例實施例中，將推定的初始捕獲量PM0與實際去除量PMRZ進行比較，并且基于該比較的結果校正推定捕獲量PM。也就是說，當判定推定的初始捕獲量PM0不基本等于實際去除量PMRZ時，使用實際去除量PMRZ校正推定捕獲量PM。更具體地說，根據實際去除量PMRZ更新校正系數KPMi。該校正系數KPMi例如以實際去除量PMRZ與推定的初始捕獲量PM0的比率(PMRZ/PM0)的形式而被計算。在另一未示出的實例中，該校正系數KPMi基于實際去除量PMRZ與推定的初始捕獲量PM0之間的差值(PMRZ-PM0)而被計算。接下來，使用校正系數KPMi校正以圖4中的點形式指示的增加量dPMi(dPMi＝dPMi×KPMi)。也就是說，例如當推定的初始捕獲量PM0小于實際去除量PMRZ時，推定捕獲量PM小于實際被捕獲的顆粒物質的量。在這種情況下，上述校正系數KPMi大于1，因此，對增加量dPMi進行增加校正。使用已經通過此方式校正的增加量dPMi計算推定捕獲量PM。在另一未示出的實例中，圖4所示的增加量dPMi在不被校正的情況下累積，而且此時獲得的累積值通過校正系數KPMi而被校正。在任一情況下，已經通過此方式校正的推定捕獲量PM準確地表示實際被捕獲的顆粒物質的量。校正系數KPMi的初始值為1。

另一方面，如果判定推定的初始捕獲量PM0基本等于實際去除量PMRZ，則增加量dPMi不被校正。

在本發明的第一實例實施例中，如上所述，當基準溫度升高控制完成時在顆粒過濾器15中實際被捕獲的顆粒物質的量基本為零。因此，當基準溫度升高控制完成時，推定捕獲量PM被設定為零。在此方面，還存在其中當基準溫度升高控制完成時，根據表達式(1)計算的推定捕獲量PM不為零的情況。在此方面，在本發明的第一實例實施例中，可以看到當基準溫度升高控制完成時，推定捕獲量PM被校正為零。

而且，在本發明的第一實例實施例中，當推定捕獲量PM超過被設定為小于上述上限量PMU的設定量PMX時，執行基準溫度升高控制。另外，在本發明的第一實例實施例中，當在最近基準溫度升高控制完成之后執行PM去除控制的次數，或者在發動機首次工作之后執行PM去除控制的次數NY超過預定的設定次數NYX時，執行基準溫度升高控制。也就是說，如圖8所示，當PM去除控制在時間tc1處完成時，執行PM去除控制的次數NY(即，PM去除控制的執行次數NY)遞增1。因此，執行次數NY將超過設定次數NYX。另外，推定捕獲量PM增加。接下來，當推定捕獲量PM在時間tc2處超過設定量PMX時，此時的執行次數NY大于設定次數NYX，因此，基準溫度升高控制開始。這樣，推定捕獲量PM減少。接著，當基準溫度升高控制在時間tc3處完成時，執行次數NY返回到零。另外，推定捕獲量PM再次增加。然后，PM去除控制在時間tc4處再次開始。然后，當PM去除控制在時間tc5處完成時，執行次數NY遞增1。另外，推定捕獲量PM再次增加。接下來，在時間tc6處，推定捕獲量PM超過設定量PMX。此時，執行次數NY不超過設定次數NYX，因此，不執行基準溫度升高控制。通過此方式，能夠阻止基準溫度升高控制被頻繁地執行。另外，設定量PMX被設定為較小，因此，完成基準溫度升高控制所需的時間段也能被縮短，這樣，能夠減少基準溫度升高控制所需的能量。

當基準溫度升高控制正在被執行，并且發動機正在加速而非處于怠速狀態時，例如判定顆粒過濾器15不處于基準狀態。在本發明的第一實例實施例中，當基準溫度升高控制正在被執行，并且判定顆粒過濾器15不處于基準狀態時，取消基準溫度升高控制。也就是說，停用電加熱器16，并且取消實際溫度TFAC的檢測。

也就是說，如圖9所示，在時間td1處，推定捕獲量PM超過設定量PMX。此時，發動機速度Ne為怠速速度Neid，因此發動機處于怠速狀態。因此，判定顆粒過濾器15處于基準狀態，這樣便開始基準溫度升高控制。然后，在時間td2處，當發動機速度Ne變得高于怠速速度Neid并且發動機因此不再處于怠速狀態時，判定顆粒過濾器15不處于基準狀態，因此，取消基準溫度升高控制。接下來，在時間td3處，推定捕獲量PM再次超過設定量PMX。此時，判定顆粒過濾器15不處于基準狀態，因此不開始基準溫度升高控制。

當基準溫度升高控制被取消時，幾乎未去除在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質，因此，基準溫度升高控制被取消的時點處的實際去除量PMRZ并不準確地表示實際初始捕獲量。因此，在本發明的第一實例實施例中，當基準溫度升高控制已經被取消時，不校正推定捕獲量PM。另外，當基準溫度升高控制已經被取消時，推定捕獲量PM被保持為此時的推定捕獲量PM。

因此，當在概念上表示時，推定捕獲量PM基于實際溫度TFAC和基準溫度TFRF而被校正。另外，推定捕獲量PM也基于實際溫度TFAC與基準溫度TFRF的比率或它們之間的差值而被校正。而且，推定捕獲量PM也基于實際去除量PMRX與推定的初始捕獲量PM0的比率或它們的之間的差值而被校正。

在這種情況下，實際去除量PMRZ基于在同一條件(即，基準狀態)下檢測到的基準溫度TFRF和實際溫度TFAC而被計算，因此，能夠準確地計算實際去除量PMRZ，并且基于該準確的實際去除量PMRZ校正推定捕獲量PM。這樣能夠準確地校正推定捕獲量PM。

在另一未示出的實例中，基準初始捕獲量被設定為大于零的值。在這種情況下，上述溫度差累積值SdTF準確地表示實際初始捕獲量與基準初始捕獲量之間的差值。因此，通過將基準初始捕獲量加到溫度差累積值SdTF表示的顆粒物質捕獲量上，能夠準確地計算實際初始捕獲量或實際去除量PMRZ。

圖10是用于計算上述推定捕獲量PM的例程的視圖。該例程通過每預定的設定時間段的中斷而被執行。參考圖10，在步驟100使用圖4中的映射計算顆粒物質的捕獲量的每單位時間增加量dPMi。接著在步驟101，增加量dPMi通過校正系數KPMi而被校正(dPMi←dPMi×KPMi)。然后在步驟102，使用圖5所示的映射計算顆粒物質的捕獲量的每單位時間減少量dPMd。接著在步驟103，根據表達式(1)計算推定捕獲量PM。

圖11到14是示出用于執行上述排氣凈化控制的例程的視圖。該例程通過每預定的設定時間段的中斷而被執行。參考圖11到14，在步驟200，判定基準溫度升高控制是否當前正在被執行。如果基準溫度升高控制當前未被執行，則處理繼續到步驟201，其中判定最近基準溫度升高控制已經完成之后的PM去除控制的執行次數NY是否大于設定次數NYX。如果NY＞NYX，則處理繼續到步驟202，其中判定推定捕獲量PM是否大于設定量PMX。如果PM＞PMX，則處理繼續到步驟S203，其中判定顆粒過濾器15是否處于基準狀態。如果判定顆粒過濾器15處于基準狀態，則處理繼續到步驟211。另一方面，如果在步驟201判定NY≤NYX，在步驟202判定PM≤PMX，或者在步驟203判定顆粒過濾器15不處于基準狀態，則處理繼續到步驟204。

在步驟S204，判定PM去除控制是否當前正在被執行。如果PM去除控制當前正在被執行，則處理繼續到步驟205，其中判定在圖10的例程中計算的推定捕獲量PM是否大于上限量PMU。如果PM≤PMU，則該例程的循環結束。如果PM＞PMU，則處理繼續到步驟206，其中開始PM去除控制。

如果PM去除控制正在被執行，則處理從步驟S204繼續到步驟207，其中判定推定捕獲量PM是否等于或小于零。如果PM＞0，則該例程的循環結束。也就是說，繼續PM去除控制。另一方面，如果PM≤0，則處理從步驟207繼續到步驟208，其中PM去除控制完成。然后在步驟209，將推定捕獲量PM設定為零。接著在步驟210，將PM去除控制的執行次數NY遞增1。

另一方面，如果判定NY＞NYX，PM＞PMX，以及顆粒過濾器15處于基準狀態，則處理從步驟203繼續到步驟211。在步驟211，將此時的推定捕獲量PM存儲為推定的初始捕獲量PM0。接著在步驟212，開始基準溫度升高控制。

如果基準溫度升高控制正在被執行，則處理從步驟200繼續到步驟220，其中計算溫度差累積值SdTF(SdTF＝SdTF+dTF)。然后在步驟221，使用圖7中的映射計算實際去除量PMRZ。接著在步驟222，判定顆粒過濾器15是否處于基準狀態。如果判定顆粒過濾器15處于基準狀態，即，如果顆粒過濾器15被保持在基準狀態，則處理繼續到步驟223，其中判定溫度差dTF是否基本為零。如果判定溫度差dTF不基本等于零，則該例程的循環結束。也就是說，繼續基準溫度升高控制。另一方面，如果判定溫度差dTF基本等于零(即，dTF≈0)，則處理從步驟223繼續到步驟224，其中基準溫度升高控制完成。然后在步驟225，將推定捕獲量PM設定為零。接著在步驟226，將PM去除控制的執行次數NY重設為零。然后在步驟227，判定實際去除量PMRZ是否基本等于推定的初始捕獲量PM0。如果判定實際去除量PMRZ不基本等于推定的初始捕獲量PM0，則處理繼續到步驟228，其中更新校正系數KPMi。然后，處理繼續到步驟229。另一方面，如果判定實際去除量PMRZ基本等于推定的初始捕獲量PM0(即，PMRZ≈PM0)，則處理從步驟227跳到步驟229。在這種情況下，不更新校正系數KPMi。

另一方面，如果判定在基準溫度升高控制被執行的期間顆粒過濾器15未處于基準狀態，則處理從步驟222繼續到步驟230，其中取消基準溫度升高控制。然后處理繼續到步驟229。同樣在這種情況下，不更新校正系數KPMi。在步驟229，將溫度差累積值SdTF和實際去除量PMRZV重置為零。

接下來，將描述本發明的第二實例實施例。下文描述與上述本發明的第一實例實施例的不同之處。同樣在本發明的第二實例實施例中，與第一實例實施例類似，在基準溫度升高控制被執行的期間重復地計算實際去除量PMRZ。因此，基準溫度升高控制被取消的時點處的實際去除量PMRZ準確地表示在基準溫度升高控制開始的時間與基準溫度升高控制被取消的時間之間實際已經從顆粒過濾器15去除的顆粒物質的量。這樣，基準溫度升高控制被取消的時點處的顆粒物質的捕獲量由推定的初始捕獲量PM0減基準溫度升高控制被取消的時點處的實際去除量PMRZ的差(即，PM0-PMRZ)來表示。

因此，在本發明的第二實例實施例中，當基準溫度升高控制被取消時，基準溫度升高控制被取消的時點處的推定捕獲量PM被校正為推定的初始捕獲量PM0減實際去除量PMRZ的差(PM0-PMRZ)。這樣可以更準確地校正推定捕獲量PM。

在本發明的第二實例實施例中，執行圖11到13以及圖15所示的例程。也就是說，如果判定在基準溫度升高控制被執行的期間顆粒過濾器15未處于基準狀態，則處理從圖13的步驟222繼續到圖15的步驟230，其中取消基準溫度升高控制。然后在步驟231，將推定捕獲量PM校正為推定的初始捕獲量PM0減基準溫度升高控制被取消的時點處的實際去除量PMRZ的差(即，PM0-PMRZ)。然后，處理繼續到圖13的步驟229。

接下來將描述本發明的第三實例實施例。下文描述與本發明的第一實例實施例的不同之處。如上所述，當基準溫度升高控制開始時，實際溫度TFAC首先緩慢升高，然后突然升高。也就是說，如圖16所示，當基準溫度升高控制在時間te1處開始時，實際溫度TFAC首先以相對緩慢的上升速度或斜率vTFAC0升高，然后在時間te2處，實際溫度TFAC以相對快的上升速度vTFAC1升高。換言之，時間te2處的實際溫度TFAC的上升速度vTFAC超過預定的設定上升速度vTFACX，并且達到相對高的上升速度vTFAC1。這是因為如上所述，在顆粒過濾器15中被捕獲的顆粒物質開始氧化。

設定上升速度vTFACX被超過時的上升速度vTFAC1準確地表示實際初始捕獲量。也就是說，如圖17所示，當上升速度vTFAC1增大時，實際初始捕獲量變大。另一方面，實際初始捕獲量減基準溫度升高控制被取消的時點處的實際去除量PMRZ的差準確地表示基準溫度升高控制被取消的時點處的被捕獲的顆粒物質的量PMZ。

因此，在本發明的第三實例實施例中，當基準溫度升高控制被取消時，計算設定速度vTFACX被超過時的上升速度vTFAC1，并且根據該上升速度vTFAC1，使用圖17所示的映射計算實際的初始捕獲量PM0Z。然后，根據實際的初始捕獲量PM0Z和基準溫度升高控制被取消的時點處的實際去除量PMRZ計算基準溫度升高控制被取消的時點處的被捕獲的顆粒物質的量PMZ(即，PMZ＝PM0Z-PMRZ)。接著將基準溫度升高控制被取消的時點處根據表達式(1)計算的推定捕獲量PM與基準溫度升高控制被取消的時點處的被捕獲的顆粒物質的量PMZ進行比較，并且基于該比較的結果校正推定捕獲量PM。也就是說，當推定捕獲量PM與被捕獲的顆粒物質的量PMZ基本相同時，推定捕獲量PM被校正為基準溫度升高控制被取消的時點處的被捕獲的顆粒物質的量PMZ。另外，根據被捕獲的顆粒物質的量PMZ更新校正系數KPMi，并且使用該校正系數KPMi校正增加量dPMi(dPMi＝dPMi×KPMi)。這種情況下的校正系數KPMi例如以被捕獲的顆粒物質的量PMZ與推定捕獲量PM的比率(PMZ/PM)的形式而被計算。因此，即使在基準溫度升高控制被取消時，也可以準確地校正推定捕獲量PM。

通過此方式，在本發明的第三實例實施例中，基于基準溫度升高控制完成時的實際去除量PMRZ校正推定捕獲量PM，并且當基準溫度升高控制已經被取消時(即，當實際去除量PMRZ無法被計算時)，基于超過設定速度vTFACX時的實際溫度TFAC的上升速度vTFAC1校正推定捕獲量PM。

在本發明的第三實例實施例中，執行圖11到13以及圖18所示的例程。也就是說，如果判定在基準溫度升高控制被執行的期間顆粒過濾器15未處于基準狀態，則處理從圖13中的步驟222繼續到圖18中的步驟230，其中取消基準溫度升高控制。然后在步驟231a，計算超過設定速度vTFACX時的實際溫度TFAC的上升速度vTFAC1。接著在步驟232a，使用圖17中的映射計算實際的初始捕獲量PM0Z。然后在步驟233a，計算基準溫度升高控制被取消的時點處的被捕獲的顆粒物質的量PMZ(PMZ＝PM0Z-PMRZ)。然后在步驟234a，判定此時的推定捕獲量PM是否基本等于基準溫度升高控制被取消的時點處的被捕獲的顆粒物質的量PMZ。如果在此判定推定捕獲量PM不基本等于被捕獲的顆粒物質的量PMZ，則處理繼續到步驟S235a，其中將推定捕獲量PM校正為基準溫度升高控制被取消的時點處的被捕獲的顆粒物質的量PMZ。然后在步驟236a，更新校正系數KPMi。接著處理繼續到圖13中的步驟229。另一方面，如果在步驟234a判定推定捕獲量PM基本等于被捕獲的顆粒物質的量PMZ(即，PM≈PMZ)，則處理從步驟234a跳到圖13中的步驟229。在這種情況下，不校正推定捕獲量PM，并且不更新校正系數KPMi。

因此，當綜合描述本發明的第二和第三實例實施例時，在基準溫度升高控制被取消時，基于直到基準溫度升高控制被取消時的基準溫度TFRF和實際溫度TFAC校正推定捕獲量PM。

從到目前為止的描述可以理解，實際的初始捕獲量PM0Z由實際去除量PMPZ和實際溫度TFAC的增大的上升速度vTFAC1準確地表示。但是，本發明的發明人確認，實際去除量PMRZ比超過設定速度vTFACX時的實際溫度TFAC的上升速度vTFAC1更準確地表示實際的初始捕獲量PM0Z。因此，在本發明的第三實例實施例中，推定捕獲量PM基于實際去除量PMRZ而被校正，并且僅當基準溫度升高控制已經被取消時(即，僅當實際去除量PMRZ無法被計算時)基于上升速度vTFAC1而被校正。

在圖18所示的例程中，盡管省略了描述，但是當在實際溫度TFAC的上升速度vTFAC超過設定速度vTFACX之前基準溫度升高控制被取消時無法獲得上升速度vTFAC1，因此不能計算基于上升速度vTFAC1的實際的初始捕獲量PM0Z。在這種情況下，如在本發明的第二實例實施例中那樣，基準溫度升高控制被取消的時點處的推定捕獲量PM被校正為推定的初始捕獲量PM0減基準溫度升高控制被取消的時點處的實際去除量PMRZ的差(即，PM0-PMRZ)。

接下來將描述本發明的第四實例實施例。下文描述與上述本發明的第一實例實施例的不同之處。在本發明的第一實例實施例中，當基準溫度升高控制被取消時，不校正推定捕獲量PM，這并非優選的。在此，取消基準溫度升高控制的原因是因為在通過基準溫度升高控制去除顆粒物質的設定量PMX之前判定顆粒過濾器15未處于基準狀態。因此，通過縮短完成基準溫度升高控制所需的時間段，能夠降低基準溫度升高控制的取消。在此方面，如果設定量PMX減少，則完成基準溫度升高控制所需的時間段能夠被縮短。

因此，在本發明的第四實例實施例中，當基準溫度升高控制已經被取消的次數NW(即，基準溫度升高控制的取消次數NW)超過上限次數NWX時，設定量PMX例如減少較小的設定量dPMX。因此，基準溫度升高控制更容易地完成，這樣可以可靠地校正推定捕獲量PM。

也就是說，如圖19所示，當推定捕獲量PM在時間tf1處超過設定量PMX時，基準溫度升高控制開始。接著，當在時間tf2處判定顆粒過濾器15未處于基準狀態時，取消基準溫度升高控制。另外，基準溫度升高控制的取消次數NW遞增1。這樣，取消次數NW超過設定次數NWX。此時，設定量PMX減少較小的設定量dPMX。接著，推定捕獲量PM在時間tf3處再次超過設定量PMX。此時，判定顆粒過濾器15未處于基準狀態，因此不開始基準溫度升高控制。

在本發明的第四實例實施例中，執行圖11到13以及圖20所示的例程。也就是說，當判定在基準溫度升高控制被執行的期間顆粒過濾器15未處于基準狀態時，處理從圖13中的步驟222繼續到圖20中的步驟230，其中取消基準溫度升高控制。然后在步驟231b，將基準溫度升高控制的取消次數NW遞增1。接著，在步驟232b，判定取消次數NW是否已經超過上限次數NWX。如果NW≤NWX，則處理繼續到圖13中的步驟229。另一方面，如果NW＞NWX，則處理繼續到步驟233b，其中設定量PMX減少設定量dPMX(PMX＝PMX-dPMX)。然后，處理繼續到圖13中的步驟229。

在到目前為止描述的實例實施例中，在發動機處于怠速狀態的期間執行基準溫度升高控制。在另一未示出的實例中，設置能夠將二次空氣提供到位于顆粒過濾器15上游的排氣通道的二次空氣供應器，并且在發動機停止期間，在通過二次空氣供應器將特定量的空氣提供到顆粒過濾器15的同時執行基準溫度升高控制。因此，保持基準狀態，以便不會取消基準溫度升高控制。也就是說，使基準溫度升高控制可靠地完成。這樣，能夠可靠地校正推定捕獲量PM。

另外，在到目前為止描述的實例實施例中，基準狀態是穩定狀態。在另一未示出的實例中，基準狀態是過渡狀態。在這種情況下，流入顆粒過濾器15的氣體量例如根據預定模式波動時的顆粒過濾器的溫度被提前獲得作為基準溫度。在基準溫度升高控制中，當流入顆粒過濾器15的氣體量根據前述模式波動時，顆粒過濾器15的溫度升高。

而且，在到目前為止描述的實例實施例中，以圖4中的點的形式示出的所有增加量dPMi均被校正。但是，取決于發動機工作歷史，可能存在這樣的情況：其中，僅使用一部分增加量dPMi(例如，圖21中的區域C中的增加量dPMi)，而不使用區域C之外的增加量dPMi來根據表達式(1)計算推定捕獲量PM。因此，在本發明的另一實例中，僅校正用于計算推定捕獲量PM的增加量dPMi，而不校正其它的增加量dPMi。因此，能夠抑制推定捕獲量PM被錯誤地校正。

在到目前為止描述的實例中，使用基于實際溫度TFAC和基準溫度TFRF而計算的校正系數KPMi校正推定捕獲量PM。在此方面，還可以構想基于實際溫度TFAC和基準溫度TFRF計算推定捕獲量PM。另外，基準溫度升高控制被取消的時點處的推定捕獲量PM在本發明的第二實例實施例中基于實際去除量PMRZ而被計算，在本發明的第三實例實施例中基于實際去除量PMRZ和實際的初始捕獲量而被計算。因此，還可以構想基于實際溫度TFAC和基準溫度TFRF計算基準溫度升高控制被取消的時點處的推定捕獲量PM。