CN100554660C - 内燃机废气控制设备 - Google Patents

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Abstract

设置有旁通通道(7)，该旁通通道(7)将排气道(3)中在增压器(5)的涡轮(5b)的上游的部分连接到排气道(3)中靠近废气净化装置(4)前端表面(4a)的部分，至少部分从内燃机(1)排出的废气流过该旁通通道(7)。从旁通通道(7)排出的废气沿着前端表面(4a)的侧向吹至废气净化装置(4)的前端表面(4a)，从而吹掉聚积在废气净化装置(4)前端表面(4a)的微粒物质。

Description

内燃机废气控制设备
技术领域
本发明涉及一种内燃机废气控制设备。更具体地，本发明涉及一种包括具有氧化能力并设置在排气道中的废气净化装置的内燃机废气控制设备。
背景技术
按照专利合作条约所公布的国际申请No.01/073273公开了一种涉及内燃机排气***的技术，其中在排气道中设置有捕获废气中的微粒物质(在下文中，称之为“PM”)的微粒滤清器(在下文中，称之为“滤清器”)。在该技术中，设置在排气道在滤清器下游的部分的排气节气门全部打开，然后在给定的时间间隔关闭，从而去除阻塞滤清器的PM。
同样，按照专利合作条约所公布的国际申请No.01/073271也公开了一种涉及内燃机排气***的技术，其中在排气道中设置有滤清器。在该技术中，空气沿着滤清器的前端表面的侧向吹至滤清器的前端表面，从而吹掉聚积在滤清器的前端表面的PM。同时，日本专利申请公开No.JP(A)2003-206722和Japanese Institute of Invention andInnovation出版的Journal of Technical Disclosure No.03-503795也公开了相关的技术。
在内燃机排气***中，其中在排气道中设置有具有氧化功能的废气净化装置，例如支撑氧化型催化剂或NOx存储还原催化剂的滤清器，从内燃机排出的PM附着在废气净化装置上并聚积在废气净化装置中。
在这种内燃机中，执行PM去除控制。通过执行PM去除控制，例如，燃料供应至排气道在废气净化装置的上游的部分，使得尚未燃烧的燃料成分供应至废气净化装置，并使用废气净化装置中的尚未燃烧的燃料成分氧化的热量提高废气净化装置的温度，从而氧化并去除聚积的PM。
然而，废气净化装置的上游端表面的温度，也就是废气净化装置沿废气流动方向的上游侧的温度，不太可能升高。即，即使执行PM去除控制，废气净化装置的前端表面的温度也未必升高。因此，即使通过PM去除控制，也难以去除聚积在前端表面的PM。
同时，在PM去除控制中，当向排气道在废气净化装置的上游的部分供应尚未燃烧的燃料成分，使得将尚未燃烧的燃料成分供应至废气净化装置时，所供应的尚未燃烧的燃料成分的一部分可能附着到废气净化装置的前端表面。如果尚未燃烧的燃料成分附着到废气净化装置的前端表面，那么附着在前端表面的尚未燃烧的燃料成分与废气中的PM混合在一起。因此，PM会更加可能地聚积在废气净化装置的前端表面。
如果聚积在废气净化装置的前端表面的PM的量过量，那么在排气道在废气净化装置上游的部分的压力可能过高，将可能影响内燃机的工作状态。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是在内燃机废气控制设备中提供一种能够更适当地去除聚积在废气净化装置前端表面的PM的技术，其中内燃机废气控制设备包括具有氧化能力并设置在排气道中的废气净化装置。
根据本发明，设置有旁通通道，该旁通通道将排气道在增压器涡轮的上游的部分连接到排气道靠近废气净化装置前端表面的部分，并且至少部分从内燃机排出的废气流过该旁通通道。从旁通通道排出的废气沿着前端表面的侧向吹至废气净化装置的前端表面，从而吹掉聚积在废气净化装置的前端表面的PM。
更具体地，本发明的一个方面提供了一种内燃机废气控制设备，包括：
增压器，该增压器的涡轮设置在内燃机的排气道中；
废气净化装置，该废气净化装置设置在所述排气道在所述涡轮的下游的部分，并具有氧化功能；
尚未燃烧的燃料成分供应装置，该尚未燃烧的燃料成分供应装置用于向所述排气道在所述废气净化装置的上游的部分供应尚未燃烧的燃料成分，使得当满足规定条件时向所述废气净化装置供应尚未燃烧的燃料成分；
旁通通道，该旁通通道的第一端连接到所述排气道在所述涡轮的上游的部分，使得通过所述第一端流入所述旁通通道的废气流动以绕过所述增压器，所述旁通通道的第二端连接到所述排气道靠近所述废气净化装置前端表面的部分，使得流入所述旁通通道的废气沿着所述前端表面的侧向排向所述废气净化装置的前端表面；以及
旁通状态改变装置，该旁通状态改变装置用于允许废气在所述旁通通道中流动，或禁止废气流入所述旁通通道，
其特征在于，所述内燃机废气控制设备还包括：
压力差检测装置，该压力差检测装置用于检测所述排气道在所述涡轮上游的部分的压力与所述排气道在所述涡轮下游、且在所述废气净化装置上游的部分的压力之间的压力差，其中当所述压力差检测装置所检测的压力差等于或大于规定的压力差时，所述旁通状态改变装置允许废气在所述旁通通道中流动，使得废气沿着所述前端表面的侧向吹至所述废气净化装置的前端表面。
在根据本发明所述方面的废气控制设备中，当满足规定的条件时，尚未燃烧的燃料成分供应装置向排气道在废气净化装置的上游的部分供应尚未燃烧的燃料成分，使得尚未燃烧的燃料成分供应至废气净化装置。因此，PM可能聚积在废气净化装置的前端表面。
因此，当排气道在涡轮上游的部分的压力与排气道在涡轮下游的部分的压力之差，即在废气净化装置上游的部分的压力之间的差(在下文中，称之为“排气道压力差”)等于或大于规定的压力差时，允许一部分从内燃机排出的废气在旁通通道中流动。此时，由于排气道压力差，在旁通通道中流动的废气从旁通通道第二端的开口部分，即靠近废气净化装置前端表面的开口部分(在下文中，称之为“第二端开口部分”)喷出。由于旁通通道连接到排气道靠近废气净化装置前端表面的部分，所以使得在旁通通道中流动的废气沿着前端表面的侧向朝着废气净化装置的前端表面排出。因此，从旁通通道第二端开口部分喷出的废气沿着前端表面的侧向吹至废气净化装置的前端表面。在下文中，在旁通通道中流动并从旁通通道第二端开口部分排出(或喷出)的废气称为“旁通废气”。“旁通废气沿着前端表面的侧向吹至废气净化装置的前端表面”的语句表示旁通废气被喷出，并沿着与废气在排气道中的流动方向相垂直的方向吹至废气净化装置的前端表面，然后流入废气净化装置。
在上述的废气控制设备中，使用沿着前端表面的侧向吹至废气净化装置前端表面的旁通废气，能够吹掉聚积在废气净化装置前端表面的PM。被旁通废气吹掉的PM与在排气道中流动然后流入废气净化装置的废气一起流入废气净化装置。于是去除废气净化装置中的PM。因此，能够更加适当地去除聚积在废气净化装置前端表面的PM。
同时，无需单独设置沿着前端表面的侧向向废气净化装置前端表面吹送空气的装置，就能吹掉聚积在废气净化装置前端表面的PM。
废气净化装置的示例包括NOx存储还原催化剂，氧化型催化剂和支撑NOx存储还原催化剂的滤清器。
规定条件的示例包括下列两种情形：废气净化装置为NOx存储还原催化剂时，去除存储在NOx存储还原催化剂中的SOx；废气净化装置为氧化型催化剂或支撑NOx存储还原催化剂的滤清器时，执行前述的PM去除控制。
同样，规定的压力差为使用旁通废气能够吹掉聚积在废气净化装置前端表面的PM的压力差。规定的压力差被预先设定。
在本发明中，旁通通道的第二端开口部分可与废气净化装置的前端表面相邻，并且旁通通道的第二端可连接到排气道，使得旁通通道与排气道基本垂直。
由于旁通通道的第二端以这种方式连接到排气道，所以旁通废气沿着前端表面的侧向，即，沿着与前端表面基本上平行的方向吹至废气净化装置的前端表面。因此，对于这种结构，能够更容易地吹掉聚积在废气净化装置前端表面的PM。
在废气控制设备还包括用来检测前端表面聚积的PM量，即聚积在废气净化装置前端表面的微粒物质量的前端表面聚积PM量检测装置的情形中，当前端表面聚积PM量检测装置所检测的前端表面聚积PM量等于或大于规定的聚积量时，旁通状态改变装置可允许废气在旁通通道中流动，使得废气沿着前端表面的侧向吹至废气净化装置的前端表面。
规定的聚积量可为前端表面聚积PM量的阈值，当达到或高于该阈值时，排气道在废气净化装置上游的部分的压力可能过高，压力的升高可能影响内燃机的工作状态。
在允许废气在旁通通道中流动的情形中，由于减小了流入涡轮增压器的涡轮中的废气量，所以减小了增压压力。因此，在上述控制的情形中，只有当前端表面聚积PM量等于或大于规定的聚积量时，才允许废气在旁通通道中流动，使得旁通废气吹至废气净化装置的前端表面。因此，能够减少废气净化装置前端表面的PM的聚积影响内燃机工作状态的可能性，同时抑制增压压力的减小。
根据本发明，废气控制设备还可包括旁通流量控制装置，当允许废气在旁通通道中流动时，随着压力差检测装置所检测的排气道压力差的增加，旁通流量控制装置减少在旁通通道中流动的废气流量。
根据本发明，当排气道压力差变大时，通过使旁通废气以较低的流量流动，能够吹掉聚积在废气净化装置前端表面的PM。而且，随着旁通废气的流量变低，供应到增压器涡轮的废气流量变高。因此，能够减小对增压压力的影响。
因此，由于废气控制设备还包括旁通流量控制装置，所以能够吹掉聚积在废气净化装置前端表面的PM，同时抑制对增压压力的影响。
在本发明中，在废气控制设备还包括具有EGR通道的EGR装置的情形中，当允许废气在旁通通道中流动以吹掉聚积在废气净化装置前端表面的PM时，如果增压压力低于目标增压压力，那么使在EGR通道中流动的EGR气流量低于允许废气在旁通通道中流动之前的EGR气体的流量，其中EGR通道的一端连接到内燃机的进气通道，另一端连接到排气道在涡轮上游的部分。
通过执行该控制，在当允许废气在旁通通道流动时，增压压力变得低于目标增压压力的情形中，通过减少EGR气体的流量，增加流入涡轮的废气的流量。因此，能够抑制增压压力的过度降低。
目标增压压力可基于内燃机的发动机转速和发动机负载而设定。
根据本发明，在废气控制设备还包括设置在排气道在废气净化装置的下游的部分并具有氧化功能的滤清器的情形中，可以设置连接通道，使得连接通道的一端连接到排气道与旁通通道第二端开口部分相对的部分，连接通道的另一端连接到排气道在废气净化装置与滤清器之间的部分。
对于这种结构，通过旁通废气吹掉聚积在废气控制装置前端表面的PM。由于连接通道的一端连接到排气道与旁通通道第二端开口部分相对的部分，而且连接通道的另一端是打开的，所以至少部分的吹掉的PM流入连接通道。然后，流入连接通道的PM排出到排气道在废气净化装置与滤清器之间的部分，同时PM在滤清器中被氧化。
对于具有上述结构的废气控制设备，通过废气净化装置和滤清器能够去除旁通废气吹掉的PM。因此，能够更适当地去除聚积在废气控制装置前端表面的PM。
另外，旁通状态改变装置可允许废气在旁通通道中流动预定时间，并在预定时间结束后禁止废气流入旁通通道。
因此，由于允许废气在旁通通道中仅流动预定时间，并在预定时间结束后禁止废气流入旁通通道，所以能够抑制从排气道流入涡轮的废气流量的减少。因此，能够使增压压力的降低最小化。
因此，根据本发明的所述方面，能够在内燃机废气控制设备中更适当地去除聚积在废气控制装置前端表面的PM，其中内燃机废气设备包括设置在排气道中并具有氧化能力的废气净化装置。
附图说明
结合附图，通过阅读下面本发明具体实施例的详细描述，能更清楚地理解本发明的上述及其它特征，优点，技术和工业意义。
图1为示出了根据本发明第一实施例的内燃机及其进气/排气***结构的轮廓图；
图2为示出了根据本发明第一实施例的滤清器前端表面聚积PM去除控制程序的流程图；
图3为示出了根据本发明第二实施例的滤清器前端表面聚积PM去除控制程序的流程图；
图4为示出了根据本发明第二实施例的前端表面聚积PM量计算程序的流程图；
图5为示出了根据本发明第三实施例的滤清器前端表面聚积PM去除控制程序的流程图；
图6为示出了根据本发明第四实施例的内燃机及其进气/排气***结构的轮廓图；
图7为示出了根据本发明第四实施例的滤清器前端表面聚积PM去除控制程序的流程图；和
图8为示出了根据本发明第五实施例的内燃机及其进气/排气***结构的轮廓图。
具体实施方式
在下面的说明和附图中，将根据示范性实施例对本发明进行更加详细的描述。
图1为示出了根据本发明第一实施例的内燃机及其进气/排气***结构的轮廓图。进气道2和排气道3连接到内燃机1上。在进气道2中，设置有空气流量计11。在空气流量计11的下游部分的进气道2中还设置有涡轮增压器5的压缩机壳体5a。同时，涡轮增压器5的涡轮机壳体5b设置在排气道3中。
在排气道3在涡轮机壳体5b的上游的部分设置有用于向废气供应燃料的的供油阀6。在排气道3在涡轮机壳体5b的下游的部分还设置有支撑氧化型催化剂的滤清器4。滤清器4可为NOx存储还原催化剂，或支撑NOx存储还原催化剂的滤清器。
另外，为涡轮机壳体5b设旁路的旁通通道7连接到排气道3。旁通通道7的第一端连接到排气道3在涡轮机壳体5b的上游且在供油阀6的下游的部分。同时，旁通通道7的第二端连接到排气道3在涡轮机壳体5b的下游的部分，使得开口部分(第二端开口部分)与滤清器4的前端表面4a相邻。另外，旁通通道7的第二端连接到排气道3，使得旁通通道7与排气道3基本上垂直。由于旁通通道7的第二端以这种方式连接到排气道3，所以在旁通通道7中流动的旁通废气沿着滤清器4前端表面4a的侧向，即与前端表面4a平行的方向，排出到滤清器4的前端表面4a。
在旁通通道7中设置有旁通废气控制阀8。旁通废气控制阀8允许废气在旁通通道7中流动，或禁止废气在旁通通道7中流动。在废气在旁通通道7中流动的情形中，旁通废气控制阀8控制废气的流量。
在压缩机壳体5a的下游部分的进气道2中设置有增压压力传感器12。增压压力传感器12输出对应于进气道2中的压力的电信号。在排气道3在涡轮机壳体5b的上游的部分设置有第一废气压力传感器9。第一废气压力传感器9输出对应于排气道3中的压力的电信号。在排气道3在涡轮机壳体5b的下游，且在排气道3连接到旁通通道7第二端的连接部分的上游的部分，还设置有第二废气压力传感器10和废气温度传感器14。第二废气压力传感器10输出对应于排气道3中的压力的电信号。废气温度传感器14输出对应于排气道3中的废气温度的电信号。另外，在内燃机1中还设置有曲柄位置传感器13。曲柄位置传感器13输出对应于曲柄轴的曲柄角的电信号。
内燃机1还设置有电子控制单元(ECU)20。ECU 20根据内燃机1的工作状况和驾驶员的需求，控制内燃机1的工作状态。ECU 20通过电线连接到各种传感器，例如空气流量计11，增压压力传感器12，第一废气压力传感器9，第二废气压力传感器10，废气温度传感器14和曲柄位置传感器13。这些传感器的输出信号输入到ECU 20。ECU 20还与供油阀6，旁通废气控制阀8以及其它由ECU 20控制的类似元件电气连接。
下面，描述PM去除控制。在该实施例中，由于废气中的PM由滤清器捕获并逐渐聚积，所以在滤清器4中聚积的PM量过量之前，执行PM去除控制以从滤清器4中去除PM。
在PM去除控制中，当滤清器4支撑的氧化型催化剂有活性时，燃料从供油阀6供应。然后，使用通过在氧化型催化剂中氧化所供给的燃料而产生的氧化热量升高滤清器4的温度。因此，氧化并去除聚积的PM。
但是，即使当执行PM去除控制时，由于滤清器4前端表面4a的温度未必升高，所以可能无法去除聚积在前端表面4a的PM。另外，供油阀6所供给的燃料的一部分可能会附着到滤清器4的前端表面4a上。在这种情形中，由于附着到滤清器4前端表面4a上的燃料与废气中的PM混合在一起，故PM变得更容易聚积在滤清器4的前端表面4a。在下文中，聚积在滤清器4前端表面4a中的PM称为“前端表面聚积的PM”。
当前端表面聚积的PM量过量时，在排气道3在滤清器4上游的部分的压力可能过高，将影响内燃机1的工作状态。
下面，对滤清器前端表面聚积的PM去除控制进行描述。在该实施例中，执行用于去除前端表面聚积的PM的滤清器前端表面聚积的PM去除控制。在下文中，参考图2所示的流程图，描述根据本实施例的滤清器前端表面聚积的PM去除控制程序。当内燃机1工作时，该程序以规定的时间间隔执行。
在该程序中，首先，在步骤S101中，ECU 20通过将第一废气压力传感器9检测的值减去第二废气压力传感器10检测的值，计算排气道3中的压力差ΔP(在下文中，称之为“排气道压力差ΔP”)。ECU20可基于内燃机1的发动机负载和发动机转速计算排气道压力差ΔP。
然后，在步骤S102中，ECU 20判断排气道压力差ΔP是否等于或大于规定的压力差ΔP0。当步骤S102做出肯定判断时，ECU 20执行步骤S103。当步骤S102做出否定判断时，ECU 20结束程序。
在步骤S103中，ECU 20打开旁通废气控制阀8。当旁通废气控制阀8打开时，由于排气道压力差ΔP等于或大于规定的压力差ΔP0，所以一部分废气流入旁通通道7。然后，流入旁通通道7的废气(旁通废气)从旁通通道7的第二端开口部分喷出。
然后，在步骤S104中，ECU 20判断旁通废气控制阀8打开后规定的时间是否结束。当步骤S104做出肯定判断时，ECU 20执行步骤S105。当步骤S104做出否定判断时，ECU 20重复执行步骤S104。
在步骤S105中，ECU 20关闭旁通废气控制阀8，然后结束程序。
在本实施例中，旁通通道7的第二端开口部分与滤清器4的前端表面4a相邻，旁通通道7的第二端连接到排气道3，使得旁通通道7与排气道3基本上垂直。因此，在上述程序中，通过打开旁通废气控制阀8允许废气流入旁通通道7，废气从旁通通道7的第二端开口部分喷出，因而旁通废气沿着滤清器4前端表面4a的侧向，即沿着与前端表面4a基本平行的方向，吹至滤清器4的前端表面4a。
因此，在本实施例中，使用旁通废气，能够吹掉前端表面聚积的PM。使用旁通废气吹掉的PM与在排气道3中流动然后流入滤清器4的废气一起流入滤清器4。然后，通过氧化型催化剂氧化并去除PM。因而能够更适当地去除前端表面聚积的PM。
在滤清器前端表面聚积的PM去除控制程序中，规定的压力差ΔP0为使用旁通废气能够吹掉前端表面聚积的PM的压力差。规定的压力差ΔP0通过经验或其它方式预先设定。
同样，预先设定规定的时间段t。同时设定规定的时间段t，使得通过在规定的时间段t内将旁通废气吹向滤清器4的前端表面4a，从而吹掉前端表面聚积的PM，并充分地减少前端表面聚积的PM。
在本实施例中，当旁通废气控制阀8打开时，一部分在排气道3在涡轮机壳体5b上游的部分流动的废气的流入旁通通道7，减少了用来驱动涡轮增压器5的废气流量。因此，可能降低增压压力。
因此，在本实施例中，当排气道压力差ΔP等于或大于规定的压力差ΔP0，并且第一废气压力传感器9检测的压力，即排气道3在涡轮机壳体5b上游的部分的压力，等于或高于规定压力时，可以打开旁通废气控制阀8。
设定规定的压力为等于或高于这样的值：即使打开旁通废气控制阀8以及部分废气流入旁通通道7时，用于驱动涡轮增压器5的废气也能以充足的流量流动。
通过执行该控制，能够抑制增压压力的过度减小。
在本实施例中，当增压压力传感器12检测的增压压力过高时，可以打开旁通废气控制阀8。通过执行该控制，旁通废气控制阀8可用作废气旁通调节阀。
以下将描述本发明的第二实施例。由于根据第二实施例的内燃机及其进气/排气***的结构轮廓与第一实施例相同，所以省略其描述。
下面，描述根据第二实施例的滤清器前端表面聚积的PM去除控制。参考图3中示出的流程图，描述滤清器前端表面聚积的PM去除控制程序。在该程序中，与上述图2中示出的滤清器前端表面聚积的PM去除控制中相同的步骤由相同的附图标记表示，并省略其描述。当内燃机1工作时，该程序以规定的时间间隔执行，如同图2中示出的程序一样。
在该程序中，首先，在步骤S201中，ECU 20读取将在后面描述的前端表面聚积的PM量计算程序所计算的前端表面聚积的PM量SQ_PMINC。
然后，在步骤S202中，ECU 20判断步骤201中读取的前端表面聚积的PM量SQ_PMINC是否等于或大于规定的聚积量Q0。当步骤S202做出肯定判断时，ECU 20执行步骤S101。当步骤S202做出否定判断时，ECU 20结束程序。
规定的聚积量Q0为前端表面聚积的PM量的阈值，在等于或高于该值时，排气道3在滤清器4上游的部分的压力将过高，内燃机1的工作状态可能受压力升高的影响。
在所描述的控制程序中，只有当前端表面聚积的PM量SQ_PMINC等于或大于规定的聚积量Q0时，才允许废气在旁通通道7中流动。因此，能够减少滤清器4前端表面4a的PM的聚积影响内燃机1的工作状态的可能性，同时抑制增压压力的降低。
下面，参考图4示出的流程图，描述用来计算前端表面聚积的PM量的前端表面聚积的PM量计算程序。当内燃机1工作时，该程序以规定的时间间隔执行，如同图2和图3中示出的程序一样。
在该程序中，首先，在步骤S301中，ECU 20计算供油量Q_AD，供油量Q_AD为执行PM去除控制时从供油阀6供应的燃料量。
然后，在步骤S302中，ECU 20基于空气流量计11检测的进气流量GA和废气温度传感器14检测的废气温度T_EX，计算蒸发的燃料量Q_VA，蒸发的燃料量Q_VA为从供油阀6供应的全部燃料中蒸发的燃料量。进气流量GA和废气温度T_EX与蒸发的燃料量Q_VA之间的关系通过实验或类似的方式获得，并且将该关系预先以图的形式存储。使用该图计算蒸发的燃料量Q_VA。在该图中，蒸发的燃料量Q_VA随着进气流量GA的升高而升高，并且蒸发的燃料量Q_VA随着废气温度T_EX的升高而升高。
从供油阀6喷射的燃料中未蒸发的燃料附着到滤清器4的前端表面4a。因此，在执行步骤S302之后，在步骤S303中，ECU 20通过将供油量Q_AD减去蒸发的燃料量Q_VA，计算前端表面附着燃料量Q_INC，前端表面附着燃料量Q_INC为附着到滤清器4前端表面4a上的燃料量。
然后，在步骤S304中，ECU 20计算累计的前端表面附着燃料量SQ_INC，累计的前端表面附着燃料量SQ_INC为通过累计前端表面附着燃料量Q_INC得到的累计值。
然后，在步骤S305中，ECU 20基于内燃机1的发动机转速和内燃机1中喷射的燃料量，计算累计排出的PM量SQ_PM，累计排出的PM量SQ_PM为通过累计从内燃机1排出的PM量得到的累计值。
然后，在步骤S306中，ECU 20基于累计的前端表面附着燃料量SQ_INC和累计排出的PM量SQ_PM，计算前端表面聚积的PM量SQ_PMINC。用于基于累计的前端表面附着燃料量SQ_INC和累计排出的PM量SQ_PM计算前端表面聚积的PM量SQ_PMINC的功能可通过实验或类似的方式得到，使用该功能可计算累计的前端表面附着燃料量SQ_INC。预先存储表示累计的前端表面附着燃料量SQ_INC和累计排出的PM量SQ_PM与前端表面聚积的PM量SQ_PMINC之间关系的图，使用该图可计算前端表面聚积的PM量SQ_PMINC。
通过执行上述的计算程序，能够计算前端表面聚积的PM量SQ_PMINC。
在上述前端表面聚积的PM量计算程序中，可基于从供油阀6喷射的燃料的蒸发修正步骤S302计算的蒸发的燃料量Q_VA。即，可修正蒸发的燃料量Q_VA，以使其随着供应的燃料的蒸发的增加而增加。基于燃料的蒸发修正蒸发的燃料量Q_VA的方法的示例包括如下方法：当燃料供应到燃油箱时，与燃料蒸发相关的终沸点存储在ECU 20中，蒸发的燃料量Q_VA的修正系数基于燃料的终沸点设定，并使用该修正系数修正蒸发的燃料量Q_VA。
通过以这种方式修正蒸发的燃料量Q_VA，能够高精度地计算前端表面聚积的PM量SQ_PMINC。
下面，描述本发明的第三实施例。由于根据第三实施例的内燃机及其进气/排气***的结构轮廓与第一实施例相同，所以省略其描述。描述根据第三实施例的滤清器前端表面聚积的PM去除控制。参考图5中示出的流程图，描述根据第三实施例的滤清器前端表面聚积的PM去除控制。在该程序中，与上述图3中示出的滤清器前端表面聚积的PM去除控制中相同的步骤由相同的附图标记表示，并省略其描述。当内燃机1工作时，该程序以规定的时间间隔执行，如同图3中示出的程序一样。
在该程序中，当步骤S102做出肯定判断时，ECU 20执行步骤S403。
在步骤S403中，ECU 20基于排气道压力差ΔP计算当打开旁通废气控制阀8以吹掉聚积在滤清器4前端表面4a的PM时的旁通废气控制阀8的开度“d”。随着排气道压力差ΔP变大，使用以较低流量流动的旁通废气就能吹掉聚积在滤清器4前端表面4a的PM。因此，随着排气道压力差ΔP变大，旁通废气控制阀8的开度“d”设定为更小的值。排气道压力差ΔP与旁通废气控制阀8开度“d”之间的关系可通过实验或类似的方式预先得到，该关系可以以图的形式预先存储，并使用该图计算旁通废气控制阀8的开度“d”。
然后，在步骤S404中，ECU 20打开旁通废气控制阀8，将旁通废气控制阀8的开度设定为开度“d”。然后，ECU 20执行步骤S104。
在该实施例中，可使用以尽可能低的流量流动的废气吹掉聚积在滤清器4前端表面4a的PM。因此，能够吹掉聚积在滤清器4前端表面4a的PM，同时抑制涡轮增压器5所提供的增压压力的降低。
另外，描述本发明的第四实施例。图6为示出了根据本发明第四实施例的内燃机及其进气/排气***的结构轮廓图。在图6中，与图1中示出的内燃机及其进气/排气***的结构相同的部分用相同的附图标记表示，并省略其描述。
在该实施例中，内燃机1包括EGR装置21。EGR装置21包括EGR通道15和EGR阀16，其中EGR通道15的一端连接到进气道2，另一端连接到排气道3在涡轮增压器5的涡轮机壳体5b的上游的部分，EGR阀16设置在EGR通道15中，并控制在EGR通道15中流动的EGR气的流量。
在下文中，参考图7中示出的流程图，描述根据第四实施例的滤清器前端表面聚积的PM去除控制程序。在该程序中，与上述图3中示出的滤清器前端表面聚积的PM去除控制中相同的步骤由相同的附图标记表示，并省略其描述。当内燃机1工作时，该程序以规定的时间间隔执行，如同图3中示出的程序一样。
在该程序中，在步骤S103关闭旁通废气控制阀8之后，ECU 20执行步骤S504。
在步骤S504中，ECU 20判断增压压力P_IM是否小于目标增压压力P_TGR。目标增压压力P_TGR基于内燃机1的发动机转速和发动机负载设定。当步骤S504做出肯定判断时，ECU 20执行步骤S505。当步骤S504做出否定判断时，ECU 20执行步骤S104。
在步骤S505中，ECU 20通过将EGR阀16的开度设定为小于旁通废气控制阀8打开之前EGR阀16的开度的值而减小EGR气体的流量。然后，ECU 20执行步骤S104。
在该实施例中，当通过允许废气流入旁通通道7而将增压压力降低到小于目标增压压力P_TGR时，减少EGR气的体流量。因此，增加流入涡轮机壳体5b的废气的流量。因此，能够抑制增压压力的过度降低。
下面，描述本发明的第五实施例。图8为示出了根据本发明第五实施例的内燃机及其进气/排气***的结构轮廓图。在图8中，与图1中示出的内燃机及其进气/排气***的结构相同的部分用相同的附图标记表示，并省略其描述。
在该实施例中，在排气道3在滤清器4的下游的部分另外设置有滤清器17。滤清器17支撑NOx存储还原催化剂。滤清器17可以为支撑氧化型催化剂的滤清器。
连接通道18连接到排气道3。连接通道18的一端连接到排气道3与旁通通道7第二端开口部分相对的部分，连接通道18的另一端连接到排气道3在滤清器4与滤清器17之间的部分。在连接通道18中设置有连接通道阀19。连接通道阀19打开和关闭连接通道18。连接通道阀19与ECU 20电气连接，ECU 20控制连接通道阀19的打开/关闭。
当ECU 20打开旁通废气控制阀8以吹掉前端表面聚积的PM时，ECU 20也打开连接通道阀19。
在上述结构与控制中，至少一部分由旁通废气吹掉的PM从连接通道18中与旁通通道7第二端开口部分相对的一端流入连接通道18。然后，流入连接通道18的PM排出到排气道在滤清器4与滤清器17之间的部分。然后，PM流入滤清器17，并被滤清器17氧化。
因此，根据该实施例，通过滤清器4和滤清器17能够去除由旁通废气吹掉的PM。因此，能够更加适当地去除聚积在滤清器4前端表面4a的PM。

Claims (7)

1.一种内燃机废气控制设备，包括：
增压器(5)，该增压器(5)的涡轮(5b)设置在内燃机(1)的排气道(3)中；
废气净化装置(4)，该废气净化装置(4)设置在所述排气道(3)在所述涡轮(5b)的下游的部分，并具有氧化功能；
尚未燃烧的燃料成分供应装置(6)，该尚未燃烧的燃料成分供应装置(6)用于向所述排气道(3)在所述废气净化装置(4)的上游的部分供应尚未燃烧的燃料成分，使得当满足规定条件时向所述废气净化装置(4)供应尚未燃烧的燃料成分；
旁通通道(7)，该旁通通道(7)的第一端连接到所述排气道(3)在所述涡轮(5b)的上游的部分，使得通过所述第一端流入所述旁通通道(7)的废气流动以绕过所述增压器(5)，所述旁通通道(7)的第二端连接到所述排气道(3)靠近所述废气净化装置(4)前端表面(4a)的部分，使得流入所述旁通通道(7)的废气沿着所述前端表面(4a)的侧向排向所述废气净化装置(4)的前端表面(4a)；以及
旁通状态改变装置(8)，该旁通状态改变装置(8)用于允许废气在所述旁通通道(7)中流动，或禁止废气流入所述旁通通道(7)，
其特征在于，所述内燃机废气控制设备还包括：
压力差检测装置(9，10)，该压力差检测装置(9，10)用于检测所述排气道(3)在所述涡轮(5b)上游的部分的压力与所述排气道(3)在所述涡轮(5b)下游、且在所述废气净化装置(4)上游的部分的压力之间的压力差(ΔP)，其中当所述压力差检测装置(9，10)所检测的压力差(ΔP)等于或大于规定的压力差(ΔP0)时，所述旁通状态改变装置(8)允许废气在所述旁通通道(7)中流动，使得废气沿着所述前端表面(4a)的侧向吹至所述废气净化装置(4)的前端表面(4a)。
2.如权利要求1所述的内燃机废气控制设备，其特征在于，所述旁通通道(7)的第二端开口部分与所述废气净化装置(4)的前端表面(4a)相邻，并且所述旁通通道(7)的第二端连接到所述排气道(3)，使得所述旁通通道(7)与所述排气道(3)基本上垂直。
3.如权利要求1或2所述的内燃机废气控制设备，其特征在于还包括：
前端表面聚积的PM量检测装置(20)，其用于检测前端表面聚积的PM量(SQ_PMINC)，即聚积在所述废气净化装置(4)前端表面(4a)的微粒物质的量，其中当所述前端表面聚积的PM量检测装置(20)所检测的前端表面聚积的PM量(SQ_PMINC)等于或大于规定的聚积量(Q0)时，所述旁通状态改变装置(8)允许废气在所述旁通通道(7)中流动，使得废气沿着所述前端表面(4a)的侧向吹至所述废气净化装置(4)的前端表面(4a)。
4.如权利要求1或2所述的内燃机废气控制设备，其特征在于还包括：
旁通流量控制装置(20)，当允许废气在所述旁通通道(7)中流动时，该旁通流量控制装置(20)用于随着所述压力差检测装置(9，10)所检测的压力差(ΔP)的增加而减少在所述旁通通道(7)中流动的废气流量。
5.如权利要求1或2所述的内燃机废气控制设备，其特征在于还包括：
EGR装置(21)，该EGR装置(21)包括EGR通道(15)，所述EGR通道(15)的一端连接到所述内燃机(1)的进气道(2)，另一端连接到所述排气道(3)在所述涡轮(5b)的上游的部分，其中当允许废气在所述旁通通道(7)中流动时，如果增压压力(P_IM)小于目标增压压力(P_TGR)，那么就使在所述EGR通路(15)中流动的EGR气体的流量小于允许废气在所述旁通通道(7)中流动之前的EGR气体的流量。
6.如权利要求1或2所述的内燃机废气控制设备，其特征在于还包括：
微粒滤清器(17)，该微粒滤清器(17)设置在所述排气道(3)在所述废气净化装置(4)的下游的部分，且具有氧化功能并捕获废气中的微粒物质；以及
连接通道(18)，该连接通道(18)的一端连接到所述排气道(3)与所述旁通通道(7)的第二端开口部分相对的部分，另一端连接到所述排气道(3)在所述废气净化装置(4)与所述微粒滤清器(17)之间的部分。
7.如权利要求1或2所述的内燃机废气控制设备，其特征在于，所述旁通状态改变装置(8)允许废气在所述旁通通道(7)中流动预定时间(t)，在所述预定时间(t)流逝后禁止废气流入所述旁通通道(7)。
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