内燃机的控制装置的制作方法

专利名称：内燃机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的控制装置，尤其涉及具备电晕放电型排气净化装置的内燃机的控制装置。
背景技术：
作为现有技术，例如公知有一种如专利文献I (日本特开2009 - 243419号公报)所公开那样，具备电晕放电型排气净化装置的内燃机的控制装置。该排气净化装置通过在废气中发生电晕放电，来使废气中的颗粒状物质(PM)燃烧。在现有技术中，将通过电晕放电向废气中投入的能量设定为PM的燃烧(氧化)所必要的活性化能量以上，来高效地净化PM。专利文献I:日本特开2009 - 243419号公报 然而，在上述的现有技术中，构成为对投入能量进行控制，以使电晕放电时的投入能量为PM的氧化能量以上。但是，PM的净化能力还根据电晕放电时的排气空燃比发生变化。与此相对，由于在现有技术中没有针对排气空燃比进行考虑，所以存在投入能量的控制因发动机的运转状态而与排气空燃比不相宜的情况，存在无法稳定地发挥PM的净化能力这一问题。

发明内容
本发明为了解决上述那样的课题而提出，本发明的目的在于，提供一种能够根据排气空燃比恰当地控制电晕放电的状态，从而总是高效地净化废气中的PM的内燃机的控制装置。第I发明的特征在于，具备排气净化装置，其具有在内燃机的排气通路内形成电晕放电的电晕放电部，通过电晕放电对废气中的颗粒状物质进行净化；空燃比检测单元，其检测排气空燃比；和供电控制单元，其向上述排气净化装置的电晕放电部供电，并基于上述排气空燃比来控制对该电晕放电部供电的供电状态。根据第2发明，上述供电控制单元具备在上述排气空燃比比理论空燃比浓的一侧亦即浓空燃比区域中，对向上述电晕放电部施加的施加电压进行控制的施加电压控制单
J Li ο根据第3发明，上述施加电压控制单元构成为上述排气空燃比在上述浓空燃比区域内越浓空燃比化，使上述施加电压越降低。根据第4发明，上述供电控制单元具备在上述排气空燃比比理论空燃比稀的一侧亦即稀空燃比区域中，对流向上述电晕放电部的放电电流进行控制的放电电流控制单元。根据第5发明，上述放电电流控制单元构成为上述排气空燃比在上述稀空燃比区域内越稀空燃比化，使上述放电电流越减少。根据第6发明，上述放电电流控制单元构成为具有作为上述稀空燃比区域内的规定的空燃比的空燃比分界值，在上述排气空燃比在理论空燃比与上述空燃比分界值之间的情况下，上述排气空燃比越稀空燃比化，使上述放电电流越增加，在上述排气空燃比比上述空燃比分界值靠稀空燃比侧的情况下，上述排气空燃比越稀空燃比化，使上述放电电流越减少。第7发明具备PM量计算单元，该PM量计算单元至少基于排气空燃比、内燃机温度以及燃料喷射正时来计算废气中含有的颗粒状物质的量即PM量，上述施加电压控制单元构成为基于上述PM量来计算上述施加电压。第8发明具备放电电流推定单元，在对上述电晕放电部施加了假想电压的情况下，该放电电流推定单元至少基于该假想电压和上述PM量来推定该情况下流过的放电电流，上述施加电压控制单元构成为计算出上述放电电流的推定值满足颗粒状物质的净化所需要的要求值时的假想电压来作为实际的施加电压。第9发明具备电弧放电防止单元，该电弧放电防止单元将对上述电晕放电部施加的施加电压限制在不发生电弧放电的电压范围内。
第10发明具备PM量计算单元，其至少基于排气空燃比、内燃机温度以及燃料喷射正时来计算废气中含有的颗粒状物质的量即PM量；和放电距离计算单元，在向构成上述电晕放电部的两个电极间施加了假想电压的情况下，该放电距离计算单元至少基于上述假想电压和上述PM量来计算在该情况下从一个电极朝向另一个电极产生的放电的到达距离；上述电弧放电防止单元构成为基于上述放电的到达距离与上述各电极的电极间距离相等时的假想电压，来限制上述施加电压。根据第I发明，供电控制单元能够根据各个空燃比区域中的PM净化率的趋势、电弧放电的发生概率的趋势等，恰当地控制向排气净化装置供电的供电状态(施加电压以及放电电流)。因此，能够在从浓空燃比区域到稀空燃比区域的广阔空燃比区域中，恰当地控制电晕放电的状态，可以在防止电弧放电的同时，使PM净化率稳定地提高。根据第2发明，由于在浓空燃比区域中废气中的PM量多，所以将PM作为媒介容易流过放电电流,易于发生电弧放电。因此,在浓空燃比区域中,难以在避免电弧放电的同时准确地控制放电电流。因此，施加电压控制单元能够在浓空燃比区域中控制施加电压来防止电弧放电，从而能够在不发生电弧放电的范围内使PM净化率提高。根据第3发明，在浓空燃比区域中具有空燃比越浓空燃比化，电弧放电越容易发生的特性。因此，施加电压控制单元使施加电压降低空燃比浓空燃比化的量，能够防止电弧放电。另外，能够根据空燃比将施加电压的降低量抑制为最低限度，可使PM净化率提高。根据第4发明，由于在稀空燃比区域中废气中的PM量(因燃烧引起的PM的产生量)少，所以难以将PM作为媒介来流过放电电流，电弧放电的发生概率降低。因此，放电电流控制单元在稀空燃比区域中能够容易地进行放电电流的控制。而且，根据放电电流的控制，来控制与PM净化率大致具有比例关系的放电电流，能够准确并容易地使PM净化率最大化。根据第5发明，在废气中的PM量少的稀空燃比区域中，即便使放电电流减少，也能充分抑制PM的排出量。因此，对于放电电流控制单元而言，空燃比越稀空燃比化则越使放电电流减少，能够通过所需最小限度的能量来降低PM的排出量。因此，可抑制排气净化装置的消耗电力，高效地进行PM的净化。根据第6发明，在空燃比在理论空燃比与空燃比分界值之间的区域(轻度稀空燃比区域)中，具有PM净化率急剧降低的特性。因此，在轻度稀空燃比区域中，通过空燃比越稀空燃比化则越使放电电流增加，能够对PM净化率急剧降低的特性进行补偿。另一方面，在空燃比与空燃比分界值相比是稀空燃比侧的区域(重度稀空燃比区域)中，由于PM的产生量极少，所以即便使放电电流减少，也能够降低PM的排出量。因此，在重度稀空燃比区域中，空燃比越稀空燃比化则越使放电电流减少，能够抑制排气净化装置的消耗电力。根据第7发明，施加电压控制单元能够基于废气中的PM量来计算施加电压。由此，能够将由对废气中的PM进行氧化所需的要求施加能量、空燃比、内燃机温度、燃料喷射正时等构成的参数的状态反映到施加电压中，可以根据各参数恰当地控制施加电压。根据第8发明，放电电流推定单元能够基于想要施加的假想电压和PM量来推定放电电流。由此，施加电压控制单元能够在施加实际的电压之前基于推定放电电流来调整施加电压，按照使得针对废气中的PM量赋予所需的且足够的施加能量的方式将施加电压最佳化。因此，能够防止电晕放电时施加能量不足、或被施加所需以上的能量的情况，可在抑制消耗电力的同时，高效地净化PM。根据第9发明，电弧放电防止单元能够将施加电压限制在不发生电弧放电的电压范围。由此，不需要在发生电弧放电之后使施加电压降低的非效率的控制，能够在防止电弧
放电于未然的同时，高效地净化PM。根据第10发明，电弧放电防止单元能够基于放电的到达距离与各电极的电极间距离相等时的假想电压来限制施加电压。由此，能够在施加实际的电压之前，在不发生电弧放电的范围内将想要施加的电压设定为最大的电压值。因此，可在防止电弧放电于未然的同时，获得最大限度的PM净化率。


图I是用于对本发明的实施方式I的系统构成进行说明的整体构成图。图2是表示电晕放电型的排气净化装置的剖视图。图3是按每个施加电压表示排气空燃比与PM净化率之间的关系的特性线图。图4是表示通过ECU的控制实现的施加电压与排气空燃比之间的关系的特性线图。图5是表示通过ECU的控制实现的放电电流与排气空燃比之间的关系的特性线图。图6是表示通过电晕放电进行净化处理后的PM排出量与排气空燃比之间的关系的特性线图。图7是用于基于排气空燃比来决定电压修正系数Vk的映射数据。图8是用于基于排气空燃比来决定电流修正系数Ik的映射数据。图9是在本发明的实施方式I中，由ECU执行的控制的流程图。图10是表示在本发明的实施方式2中，排气空燃比与废气中的PM粒子数之间的关系的特性线图。图11是表示燃料喷射正时与废气中的PM粒子数之间的关系的特性线图。图12是表示图11中的特性线与发动机水温之间的关系的特性线图。图13是表不缸内喷射量与PM粒子数之间的关系的特性线图。图14是用于基于要求施加能量和PM量来决定基本施加电压的映射数据。图15是用于基于施加电压和PM量来计算放电半径的映射数据。
图16是用于基于施加电压和PM量来计算基本放电电流的映射数据。图17是用于基于排气温度来计算排气温度电流修正系数的映射数据。图18是用于基于排气空燃比来计算A / F电流修正系数的映射数据。图19是表示在本发明的实施方式2中，由ECU执行的施加电压控制的流程图。图20是表示在本发明的实施方式2中，由ECU执行的PM量的计算处理的流程图。图21是表示在本发明的实施方式2中，由ECU执行的放电电流的推定处理的流程图。图22是表示在本发明的实施方式3中，由ECU执行的施加电压修正控制的流程图。
具体实施例方式实施方式I.[实施方式I的构成]以下，参照图I至图9对本发明的实施方式I进行说明。图I是用于对本发明的实施方式I的系统构成进行说明的整体构成图。本实施方式的系统具备直喷式的发动机10作为内燃机。在发动机10的各汽缸中，燃烧室14被活塞12划分，活塞12与作为发动机10的输出轴的曲轴16连结。另外，发动机10具备向各汽缸吸入空气的进气通路18、和从各汽缸排出废气的排气通路20。进气通路18与各汽缸的进气口连接，排气通路20与各汽缸的排气口连接。另外，在进气通路18中设有基于加速器开度等来调整吸入空气量的电子控制式的节气门22。另一方面，在排气通路20中设有对废气中的颗粒状物质(PM)加以净化的电晕放电型的排气净化装置24。其中，对于排气净化装置24的构造，将参照图2在后面叙述。另外，在各汽缸中设有向燃烧室14内(缸内)喷射燃料的缸内喷射阀26、对缸内的混合气进行点火的火花塞28、使进气口开或闭的进气门30、以及使排气口开或闭的排气门32。并且，本实施方式的系统具备包括曲轴转角传感器34、空气流量传感器36、水温传感器38、排气温度传感器40、空燃比传感器42等的传感器系统；和对发动机10的运转状态进行控制的EOJ (ElectronicControl Unit) 50。首先,对传感器系统进行说明，曲轴转角传感器34输出与曲轴16的旋转同步的信号，空气流量传感器36对吸入空气量进行检测。另外，水温传感器38检测发动机冷却水的温度(发动机水温)来作为发动机10的内燃机温度，排气温度传感器40检测排气温度。并且，空燃比传感器42在排气净化装置24的上游侧检测排气空燃比(以下简称为空燃比)，构成了本实施方式的空燃比检测单元。除了上述的各传感器34 42之外，传感器系统还包括发动机10以及搭载其的车辆的控制所需要的各种传感器(例如检测加速器开度的加速器开度传感器等)，这些传感器与E⑶50的输入侧连接。E⑶50的输出侧与包括节气门22、排气净化装置24、缸内喷射阀26、火花塞28等的各种致动器连接。而且，E⑶50在利用传感器系统检测发动机的运转信息的同时，对各致动器进行驱动，来执行运转控制。若具体叙述，则基于曲轴转角传感器34的输出来检测发动机转速以及曲轴转角，基于空气流量传感器36的输出来计算吸入空气量。另外，基于吸入空气量、发动机转速等来计算发动机的负载(负载率)，基于曲轴转角来决定燃料喷射正时等，基于吸入空气量、负载等来计算燃料喷射量。而且，在燃料喷射正时到来时驱动缸内喷射阀26，随后驱动火花塞28。由此，可在缸内使混合气燃烧，来运转发动机10。另外，E⑶50如后述那样，基于空燃比等来控制针对排气净化装置24的供电状态。因此，E⑶50具备施加电压控制电路50A，其控制向排气净化装置24的电极62、64间施加的施加电压V ;和放电电流检测电路50B，其检测在电极62、64间流过的放电电流I。接下来，参照图2对排气净化装置24的构成进行说明。图2是表示电晕放电型的排气净化装置的剖视图。排气净化装置24利用电晕放电来净化废气中的PM(纳微米级的微粒子)，具有与例如在日本特开2009 — 243419号公报中记载的排气净化装置几乎相同的构成。即，排气净化装置24如图2所示，具备构成排气通路20的一部分的圆筒状的壳体60、配置在壳体60内的中心位置的中心电极62、和设在壳体60的内周侧的圆筒状的接地电极64。中心电极62被贯通壳体60的周壁而沿径向延伸的细筒状的绝缘子66、和嵌插在绝缘子66的内周侧的棒状电极支承部68支承。
这里，中心电极62被形成为近似圆板状，在其周边部以放射状设有多个突起。另夕卜，电极支承部68沿径向从壳体60的周壁部突出到中心位置，并且前端部弯曲成近似L字状，中心电极62被固定在该前端部。而且，中心电极62经由电极支承部68等与ECU50的输出侧连接。另一方面，接地电极64以借助绝缘子66与中心电极62绝缘的状态接地于车体等。根据上述构成，中心电极62与接地电极64在壳体60的径向相互对置，在这些电极62,64间，遍布整周均匀地形成有规定尺寸的间隙。而且，这些电极62、64构成了本实施方式的电晕放电部。接下来，对排气净化装置24的基本动作进行说明。在发动机运转过程中，废气流过壳体60 (接地电极64)内。此时，若通过E⑶50向中心电极62施加电压，则对应于电极62,64间被施加的电压，在中心电极62的周围发生电晕放电。由于由电晕放电而被放射的电子具有高的能量，所以容易地将废气中的氧离子化，产生化学活性度高的氧离子(氧自由基)。由于废气中的PM (碳)通过与该氧自由基反应而被氧化、成为CO2，所以能够通过电晕放电来净化PM。[实施方式I的特征]优选在排气净化装置24工作时，恰当地控制向电极62、64间施加的施加电压、在电极62、64间流过的放电电流，来维持高的PM净化率。这里，PM净化率是例如以没有进行净化处理时的PM的量为基准来表示被净化了的PM的量的比例。本申请发明人发现PM净化率与空燃比之间存在相关，进行了用于求出两者的相关的实验。根据该实验确认了，如图3所示，空燃比越稀空燃比化，PM净化率越降低的现象。图3是按每个施加电压来表示排气空燃比(A / F)与PM净化率之间的关系的特性线图。该图中记载了在将电极62、64间的施加电压分别设为不同的固定值的状态下获得的多条特性线(等施加电压线)。如图3所示，即便在使施加电压恒定的状态下，随着空燃比稀空燃比化，PM净化率也逐渐降低。PM净化率在稀空燃比侧降低的理由可推定如下。首先，若空燃比稀空燃比化，则由于因在缸内的燃烧而产生的PM的产生量减少，所以电晕放电时以PM的氧化反应作为媒介而流动的放电电流减少。结果，可认为基于放电电流的作用而被连锁氧化的PM的量减少，PM净化率降低。这样，由于PM净化率基于发动机的运转状态(空燃比)而变化，所以在本实施方式中，构成为至少基于空燃比来控制向电极62、64供电的状态。若具体叙述，则在空燃比比化学计量空燃比(理论空燃比)浓的一侧的区域(以下称为浓空燃比区域)中，执行施加电压控制。另外，在空燃比比化学计量空燃比稀的一侧的区域(以下称为稀空燃比区域)中，执行放电电流控制。即，本实施方式的特征在于，基于空燃比来将控制切换为施加电压控制与放电电流控制中的一个。以下，参照图4以及图5对这些控制进行说明。图4是表示通过E⑶的控制实现的施加电压与排气空燃比之间的关系的特性线图，图5是表示放电电流与排气空燃比之间的关系的特性线图。(施加电压控制) 施加电压控制用于将向电极62、64间施加的施加电压V控制成目标电压值，在浓空燃比区域中执行。在浓空燃比区域中，由于废气中的PM较多，所以容易将PM作为媒介而流动放电电流。由于放电电流与PM净化率大致存在比例关系，所以理论上如果提高施加电压而使放电电流增加，则能够获得最大的PM净化率。但是，在浓空燃比区域中，与容易流动放电电流相对应，容易发生无助于PM的氧化的电弧放电。即，如果无意图地使施加电压、放电电流增加，则在基于电晕放电实现的PM净化率成为最大之前发生电弧放电而使得PM净化率几乎为零的可能性较高。并且，由于放电电流例如还根据废气中的PM量、排气温度等而变动，所以难以在避免电弧放电的同时准确地控制放电电流。因此，在浓空燃比区域中，通过执行施加电压控制，在不发生电弧放电的电压范围内将施加电压控制为尽量高的值。电弧放电的发生概率基于施加电压和空燃比来决定(其他条件恒定的情况)。进一步而言，空燃比越为浓空燃比，另外，施加电压越高，则越容易发生电弧放电。因此，在施加电压控制中，如图4中的浓空燃比区域所示，空燃比越浓空燃比化，则越使施加电压降低。此时的电压降低量被设定成使得在电弧放电的发生概率足够低的范围内能够得到最大的PM净化率。另外，在空燃比变稀的情况下，相应地提高施加电压。由此，放电电流如图5所示，即使空燃比发生变化，也能够被保持为与不发生电弧放电的范围中的最大的电流值(PM净化率)对应的恒定值。这样，根据施加电压控制，可在浓空燃比区域中使施加电压降低与空燃比变浓的对应的量，能够防止电弧放电。另外，可以根据空燃比将施加电压的降低量抑制为最低限度，能够提高PM净化率。其中，上述的施加电压控制例示了在没有考虑空燃比以外的参数的状态(例如发动机转速、吸入空气量、发动机水温、燃料喷射正时等恒定的状态)下，基于空燃比来控制施加电压的情况。即使其他的参数发生一定程度变动，在浓空燃比区域中应该施加的最佳施加电压也被空燃比较大地影响。因此，在施加电压控制中，即便是仅基于空燃比设定了施加电压的情况，也能够得到足够的作用效果。此外，对于还考虑了其他参数的施加电压控制的具体例，将在实施方式2中进行说明。(放电电流控制)放电电流控制用于将在电极62、64间流动的放电电流I反馈控制成目标电流值，被在稀空燃比区域中执行。在稀空燃比区域中，由于废气中的PM减少，所以放电电流相应地变得难以流动。结果，即便在使施加电压恒定的状态下，放电电流(施加能量)也容易减少。另一方面，在稀空燃比区域中，由于即使提高施加电压也难以发生电弧放电，所以能够容易地进行放电电流控制。而且，根据放电电流控制，能够控制与PM净化率大致存在比例关系的放电电流，准确且容易地使PM净化率最大化。因此，在本实施方式中，采用在稀空燃比区域中进行放电电流控制的构成。另外，如图3所示，稀空燃比区域中存在PM净化率的灵敏度相对于空燃比的变化不同的2个区域(以下称为轻度稀空燃比区域以及重度稀空燃比区域)。在放电电流控制中，采用将其控制内容在轻度稀空燃比区域与重度稀空燃比区域中进行切换的构成。若具体叙述，则PM净化率的灵敏度(图3中所示的特性线的梯度)隔着作为稀空燃比区域内的规定的空燃比的空燃比分界值Kl而大幅变化。即，在空燃比为化学计量空燃比与空燃比分界值Kl之间的轻度稀空燃比区域中，随着空燃比变稀，PM净化率急剧降低。另一方面，在空燃比与空燃比分界值Kl相比为稀空燃比的重度稀空燃比区域中，随着空燃比变稀，PM净化率比较缓慢地降低。其中，对于空燃比分界值Kl而言，若将化学计量空燃比设为14. 5则例如为15 16左右的值。上述的PM净化率的灵敏度特性如图6所示，对稀空燃比区域中的PM的净化能力造成影响。图6是表示通过电晕放电实施净化处理后的PM排出量与排气空燃比之间的关系的特性线图。其中，图6中的实线表示了使施加电压恒定时(等施加电压时)的PM排出量， 虚线表示了使施加能量恒定时(等施加能量时)的PM排出量。如图6所示,作为基本的趋势，PM的排出量(粒子数)随着空燃比变稀而减少。该趋势主要因为PM的产生量在稀空燃比侧减少而产生。但是，在接近于化学计量空燃比的轻度稀空燃比区域中，与PM的产生量不那么减少无关，PM净化率如前述那样急剧减少。结果，在等施加电压时，在轻度稀空燃比区域中PM的排出量随着空燃比变稀而增加，发生净化能力降低的现象。因此，在放电电流控制中，如图5所示，在轻度稀空燃比区域中空燃比越稀，则越提高施加电压、使放电电流增加。根据该控制，通过在轻度稀空燃比区域中使放电电流增力口，能够补偿PM净化率急剧降低的特性，能够可靠地施加PM的净化所必要的能量。因此，在轻度稀空燃比区域中，也能抑制净化处理后的PM排出量，实现与图6中所示的等施加能量时同等的净化能力。另一方面，在重度稀空燃比区域中，空燃比越稀，则PM的产生量越会极端减少。因此，重度稀空燃比区域中的PM的排出量如图6所示，即使在等施加电压时也为少量，能够确保足够的净化能力。因此，在放电电流控制中，如图5所示，在重度稀空燃比区域中空燃比越稀，则越使放电电流减少。根据该控制，在重度稀空燃比区域中能够通过必要的最小限能量来降低PM的排出量，能够抑制装置的消耗电力来高效地进行PM的净化。此外，在本实施方式中，将放电电流控制的内容在轻度稀空燃比区域与重度稀空燃比区域中进行切换。但是，稀空燃比区域中的PM排出量基本上具有空燃比越稀则越减少的趋势。因此，即使在轻度稀空燃比区域中忽略产生PM排出量的峰值的特性，整体上也能发挥高的净化能力。因此，在本发明中，不必一定将放电电流控制的内容在轻度稀空燃比区域与重度稀空燃比区域中进行切换。即，在放电电流控制中，可以例如图5中用假想线所示那样，构成为在稀空燃比区域的整体中，空燃比越稀则越使放电电流减少。通过该构成，也能够在充分降低PM的排出量的同时，抑制消耗电力。另外，作为放电电流控制而进行的反馈控制例如基于由放电电流检测电路50B检测出的实际电流值来增减施加电压，以使实际电流值与目标电流值一致。该情况下，实际电流值的取得可以通过放电电流检测电路50B进行，但也可以采用基于发动机的运转状态等来推定的构成。对于放电电流的具体推定方法，将在实施方式2中进行说明。
并且，为了实现上述的施加电压控制与放电电流控制，E⑶50中预先存储有图7以及图8所示的数据。若对这些数据进行说明，则首先图7是用于基于排气空燃比来决定电压修正系数Vk的映射数据。通过将该电压修正系数Vk与化学计量空燃比下的施加电压(基准电压)Vs相乘，来实现图4中的浓空燃比区域所示的施加电压的特性。在浓空燃比区域中，由于与化学计量空燃比相比更容易发生电弧放电，所以在施加电压控制中，在比基准电压Vs低的电压范围内控制施加电压。因此，电压修正系数Vk被设定成化学计量空燃比下的值为“1”，空燃比越浓则越减少。另一方面，图8是用于基于排气空燃比来决定电流修正系数Ik的映射数据。通过将该电流修正系数Ik与化学计量空燃比下的放电电流(基准电流)Is相乘，来实现图5中的稀空燃比区域所示的放电电流的特性。其中，对于使用了这些修正系数Vk、Ik的处理，将在图9中进行说明。[用于实现实施方式I的具体处理]接下来，参照图9对用于实现上述的控制的具体处理进行说明。图9是在本发明的实施方式I中由ECU执行的控制的流程图。该图所示的程序在发动机的运转中被反复执
行。在图9所示的程序中，首先在步骤100中基于传感器系统的输出来取得发动机的运转信息。该运转信息中至少包括发动机转速、负载、发动机水温、空燃比、燃料喷射正时、排气
温度等。接下来，在步骤102中基于所取得的运转信息等来计算出化学计量空燃比时的基准电压Vs以及基准电流I s。这里，基准电压Vs被定义为在化学计量空燃比状态下，在不发生电弧放电的范围内PM净化率为最大的施加电压。基准电压Vs例如根据发动机转速、吸入空气量、空燃比、发动机水温、排气温度、燃料喷射量、燃料喷射正时等参数而变化。这些参数与基准电压Vs之间的关系可以通过实验等求出并被映射数据化，ECU50中预先存储有该映射数据。因此，E⑶50能够基于在步骤102中取得的运转信息(上述的参数)并参照映射数据，计算出基准电压Vs。另外，基准电流Is被定义成在化学计量空燃比状态下，在不发生电弧放电的范围内PM净化率为最大的放电电流。ECU50能够通过与基准电压Vs的情况几乎相同的方法，基于运转信息并参照映射数据，来计算出基准电流Is。接下来，在步骤104中，判定是否是空燃比比化学计量空燃比浓的一侧、即是否是浓空燃比区域。在该判定成立的情况下，在步骤106中基于空燃比并参照图7的映射数据，来计算电压修正系数Vk。然后，在步骤108中通过将该电压修正系数Vk与基准电压Vs相乘，来计算出施加电压V (V = VsXVk)。接下来，在步骤110中，将施加电压V作为目标电压值，来控制施加电压。另一方面，当步骤104的判定不成立时，在步骤112中基于空燃比并参照图8的映射数据，计算出电流修正系数Ik。然后，在步骤114中通过将该电流修正系数Ik与基准电流Is相乘,来计算出放电电流I (I = IsXIk)。接下来,在步骤116中执行放电电流的反馈控制，以使实际电流值与作为目标电流值的放电电流I 一致。如以上详述那样，根据本实施方式，能够根据空燃比恰当地切换施加电压控制和放电电流控制。由此，在浓空燃比区域与稀空燃比区域双方中，能够恰当地控制电晕放电的状态，可以在防止电弧放电的同时，稳定地提高PM净化率。需要说明的是，在上述实施方式I中，图9中的步骤104 116表示了权利要求I中的供电控制单元的具体例。其中，步骤106 110表示了权利要求2、3中的施加电压控制单元的具体例，步骤112 116表示了权利要求4、6中的放电电流控制单元的具体例。另夕卜，图5中用假想线所示的特性线表示了权利要求5中的放电电流控制单元的具体例。另外，在实施方式I中，构成为在浓空燃比区域与稀空燃比区域切换控制。但是，本发明的特征在于，使用空燃比作为对向排气净化装置24供电的状态进行控制的参数，包括基于空燃比进行的任意的施加电压控制以及放电电流控制。因此，本发明并不限定于在浓空燃比区域与稀空燃比区域切换控制的构成。若列举具体例，则在本发明中，可采用当在不被区分为浓空燃比区域或稀空燃比区域的任意空燃比区域中，PM净化率、电弧放电的发生概率展现特征性的趋势时，在该空燃比区域中执行改善(或者助长)上述趋势的电压控制、电流控制的构成。通过这样的构成，也能够根据各个空燃比区域中的PM净化率的趋势、电弧放电的发生概率的趋势等，恰当地控制对排气净化装置24的供电状态(施加电压以及放电电流)。因此，在从浓空燃比区域到稀空燃比区域的广阔空燃比区域中，能够在防止电弧放电的同时，稳定地实现最大的PM净化率。另外，在实施方式I中，根据空燃比执行了施加电压控制与放电电流控制中的任 意一个。但是，本发明并不局限于此，例如也可以在由浓空燃比区域和稀空燃比区域构成的双方区域中，基于空燃比来执行施加电压控制。另外，还可以在双方区域中基于空燃比来执行放电电流控制。并且，也可以采用仅在浓空燃比区域与稀空燃比区域中的一方区域中，基于空燃比执行施加电压控制或者放电电流控制，而在另一方区域中与空燃比无关地进行施加电压或者放电电流的控制的构成。另外，在实施方式I中，图9中是在空燃比正好为化学计量空燃比的情况下执行放电电流控制的例子。但是，本发明并不局限于此，也可以采用在空燃比为化学计量空燃比的情况下执行施加电压控制与放电电流控制任意一方的构成。实施方式2.接下来，参照图10至图21对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式的特征在于，在与实施方式I几乎相同的构成以及控制(图I、图9等)中，还考虑空燃比以外的参数来执行施加电压控制。需要说明的是，在本实施方式中，对与上述实施方式I相同的构成要素赋予相同的附图标记而省略其说明。[实施方式2的特征]如前所述，施加电压控制可以基于空燃比来执行，但通过还考虑其他的参数，能够提高控制的精度。这里，如果例示空燃比以外的参数，则为内燃机温度(发动机水温)、燃料喷射正时、缸内喷射量等。其中，作为内燃机温度，并不限于发动机水温，也可以使用润滑油的温度等。如果上述各参数发生变化，则废气中的PM量(PM的产生量)变化，与此相伴，使PM净化率为最大的最佳施加电压发生变化。因此，在本实施方式中，首先基于排气空燃比、发动机水温、燃料喷射正时、缸内喷射量等计算出废气中的PM量，并基于PM量等来计算施加电压。(PM量的计算处理)首先，参照图10至图13对上述各参数与PM量之间的关系进行说明。图10是表示在本发明的实施方式2中，排气空燃比与废气中的PM粒子数之间的关系的特性线图。如果空燃比变稀，则有助于燃烧的燃料相应减少，所以PM的产生量也降低。因此，PM粒子数如图10所示，具有空燃比越稀则越减少的特性。其中，PM粒子数相当于使排气流量恒定的状态下的废气中的PM的浓度(密度)。另外，图11是表示燃料喷射正时(喷射开始正时)与废气中的PM粒子数之间的关系的特性线图。在燃烧行程中，喷射燃料中附着于活塞的燃料、与进气门发生干扰的燃料的量越多，则PM的产生量越容易增加。而且，燃料在活塞、进气门上的附着量(干扰量)对喷射燃料时的活塞的位置、进气门的提升量造成影响。因此，PM粒子数与燃料喷射正时之间存在相关，如果通过实验等求取该相关，则可获得图11所示的特性线图。其中，图11中用实线表示的特性线A是将因活塞的附着燃料而引起的PM粒子数的特性线B、与因进气门和喷射燃料的干扰而引起的PM粒子数的特性线C合成而得到的特性线。另外，图12是表示图11中的特性线与发动机水温之间的关系的特性线图。一般由于在低温时燃烧性恶化，所以内燃机温度越低则废气中的PM粒子数越增加。因此，上述特 性线A如图12所示，发动机水温越低，则越向PM粒子数增加的方向变化。需要说明的是，在图12所示的特性线中，若将因燃料向活塞的附着而引起的部分(与上述特性线B对应的部分)、和因进气门与喷射燃料的干扰而引起的部分(与上述特性线C对应的部分)进行比较，则对于相对于发动机水温的变化的灵敏度而言，因进气门与喷射燃料的干扰而引起的部分较大。在图12所示的特性线中也反映了这样的相对温度变化的灵敏度。另一方面，图13是表示缸内喷射量与PM粒子数之间的关系的特性线图。一般在具备缸内喷射阀与进气口喷射阀的双喷射型的发动机中，即使整体的燃料喷射量恒定，燃料向缸内或进气门的附着量也会因缸内喷射量的比率增加而增加。因此，如图13所示，存在缸内喷射量(或者相对于整体的燃料喷射量的缸内喷射比率)越增多，则PM粒子数越增加的趋势。E⑶50中预先存储有基于上述图10 图13所示的数据而生成的多个映射数据。该映射数据中包括用于根据燃料喷射正时来分别计算出推定活塞附着量FMp和推定IN阀干扰量FMiV的基本映射数据；用于根据发动机水温来分别计算出水温修正系数kal、kbl的水温映射数据；用于根据空燃比来分别计算出A / F修正系数ka2、kb2的空燃比映射数据；和用于根据缸内喷射比率来分别计算出喷射比率修正系数ka3、kb3的喷射比率映射数据。这里，推定活塞附着量FMp相当于因附着于活塞的燃料而引起的PM的产生量，推定IN阀干扰量FMi V相当于因进气门与喷射燃料的干扰而引起的PM的产生量。另外，修正系数kal、ka2、ka3分别是用于根据水温、空燃比、喷射比率来修正推定活塞附着量FMp的修正系数，修正系数kbl、kb2、kb3分别是用于根据水温、空燃比、喷射比率来修正推定IN阀干扰量FMiv的修正系数。其中，修正系数kal ka3、kb I kb3分别在O I的范围设定。另外，喷射比率修正系数ka3、kb3被应用于双喷射型的发动机，在本实施方式中被保持为
Io接下来，对根据上述各映射数据来计算PM量的处理进行说明。在PM量的计算处理中，首先基于传感器系统的输出来取得发动机水温、燃料喷射正时以及缸内喷射比率。然后，通过基于这些参数参照上述各映射数据，来分别计算出推定活塞附着量FMp、推定IN阀干扰量FMiv以及修正系数kal ka3、kb I kb3,进而,根据下述(I) (3)式计算出PM浓度D (个/ cm3)。an = (kal Xka2Xka3) X aw (I)
bn = (kbl Xkb2Xkb3) Xblri... (2)D = anXFMp + bnXFMiv…(3)这里，an、bn分别是被反映了修正系数kal ka3、kb I kb3后的综合修正系数。另外，综合修正系数an、bn表示在最新的运算周期中计算出的值，在进行计算时，使用在前次的运算周期中计算出的综合修正系数Bn-P by。在接下来的处理中，基于发动机转速、吸入空气量、燃料喷射量等来计算排气流量E (cm3 / sec)，基于该排气流量E与上述PM浓度D，并通过下述(4)式计算出PM量F。由此，PM量F被作为个数的流量(个/ sec)而计算出。其中，综合修正系数&11、比的初始值只要设为I即可。F = DXE... (4)并且，发动机的负载越高则废气中的PM粒子数越增加。因此，在本发明中，也可以采用将PM粒子数与负载之间的关系映射数据化，基于负载来修正PM量的构成。
(施加电压的计算处理)接下来，对基于PM量来计算施加电压的处理进行说明。该计算处理的目的在于，在不发生电弧放电的范围内施加所需最大限度的电压。因此，在施加电压的计算处理中，首先基于废气中的PM量来计算出将所有PM全部氧化所必要的理论上的能量(要求施加能量)Eb，并计算出为了将该要求施加能量施加到废气中所必要的施加电压(基本施加电压)Vb。要求施加能量Eb通过例如按废气中的PM量将已知的PM的每单位粒子的氧化能量(活性化能量)相加而得到。ECU50中预先存储有将该加法处理数据化后的映射数据、即用于根据PM量来计算要求施加能量Eb的映射数据(能量映射数据)。另外，基本施加电压Vb如图14所示，要求施加能量Eb越高，另外，PM量越多，则需要越高。图14是用于根据要求施加能量Eb和PM量来决定基本施加电压Vb的映射数据，该映射数据被预先存储在ECU50中。其中，优选在参照图14所示的映射数据时，使用PM粒子数、即前述的PM浓度D (个/cm3)作为PM量。ECU50利用上述2个映射数据并基于PM量来计算出基本施加电压Vb，能够在电极62、64间施加该基本施加电压Vb。根据上述的施加电压的计算处理，能够将为了氧化废气中的PM所必要的要求施加能量Eb、空燃比、发动机水温、燃料喷射正时以及缸内喷射比率所构成的参数的状态反映于基本施加电压Vb，并根据各参数来恰当地控制基本施加电压Vb。具体而言，作为基本的趋势，废气中的PM量越多，则能够越使基本施加电压Vb降低。更详细而言，空燃比的浓空燃比程度越大，发动机水温越低，另外，缸内喷射比率越高，则能够使基本施加电压Vb越降低。并且，即使在PM量容易增加的燃料喷射正时的情况下，也能够使基本施加电压Vb降低。另一方面，即使如上述那样恰当地控制施加电压，电极62、64间流过的实际的放电电流也会因施加电压以外的重要因素、各种损失等易于变动。在放电电流比预想向减少侧变动了的情况下，实际的施加能量比要求施加能量Eb变低，PM净化率降低。另外，在放电电流比预想向增加侧变动了的情况下，有可能发生电弧放电。因此，在本实施方式中，通过执行以下所述的电压最佳化处理、和电弧放电防止处理，来将基本施加电压Vb作为初始值而计算出最终的施加电压V，并向电极62、64间施加该施加电压V。(电压最佳化处理)在该处理中，在施加实际的电压之前，首先基于想要施加的电压(以下称为假想电压)等，通过后述的方法来推定放电电流。接下来，基于推定放电电流与假想电压来推定施加能量，按照使得该施加能量的推定值与要求施加能量Eb相等的方式来修正假想电压。然后，计算出施加能量的推定值等于要求施加能量Eb时、即推定放电电流满足要求施加能量Eb时的假想电压，作为适当的施加电压。在该处理中，使用基本施加电压Vb作为假想电压的初始值(修正前的值)。根据上述的电压最佳化处理，能够在施加实际的电压之前，基于想要施加的电压推定放电电流，并基于推定放电电流Ie来调整施加电压。即，能够按照使得施加能量等于要求施加能量Eb的方式将施加电压最佳化。因此，能够防止在电晕放电时施加能量不足、或者被施加所需以上的能量的情况，可以在抑制消耗电力的同时，高效地净化PM。(电弧放电防止处理)该处理用于将通过电压最佳化处理而得到的施加电压限制在不发生电弧放电的电压范围。在电晕放电时，从中心电极62朝向接地电极64形成圆形的放电区域，如果其放电半径(放电的到达距离)Rb为接地电极64的半径(电极62、64的电极间距离)以内，则能够 稳定地维持电晕放电。与此相对，在放电半径Rb超过了接地电极64的半径(以下称为配管半径R)的情况下，存在电弧放电的发生概率急增的趋势。因此，在电弧放电防止处理中，首先基于想要施加的假想电压和PM量，来计算出施加了该假想电压的情况下的放电半径Rb。图15是用于根据施加电压与PM量(PM粒子数)来计算放电半径Rb的映射数据，该映射数据被预先存储在ECU50中。放电半径Rb如图15所示，存在施加电压越高，另外，废气中的PM粒子数越多，则越增加的趋势。在电弧放电防止处理中，计算出基于图15的映射数据而计算出的放电半径Rb与配管半径R相等的特定的假想电压作为施加电压的上限值，通过该上限值来限制实际的施加电压。具体而言，计算出通过电压最佳化处理而计算出的施加电压与上述上限值中较小的一方作为最终的施加电压V。其中，配管半径R作为已知的数据被预先存储在ECU50中。根据上述的电弧放电防止处理，能够在施加实际的电压之前，将想要施加的电压在不发生电弧放电的范围内限制为最大的电压值。因此，不需要在发生电弧放电之后使施加电压降低的非效率的控制，能够在防止电弧放电于未然的同时，获得最大限度的PM净化率。(放电电流的推定处理)接下来，对在电压最佳化处理中使用的放电电流的推定处理进行说明。该推定处理是实际上不施加电压地基于施加电压(假想电压)、PM量、排气温度以及空燃比来推定放电电流的大小的处理。具体而言，首先基于图16所示的映射数据，计算出成为推定处理的初始值的基本放电电流lb。图16是用于根据施加电压和PM量来计算出基本放电电流的映射数据，被预先存储在ECU50中。如该图所示，放电电流具有施加电压越高，另外，废气中的PM量越多则越增加的趋势。在前述的电压最佳化处理中，通过基于假想电压和PM量而参照图16的映射数据，能够推定在施加了该假想电压的情况下流过的放电电流。在接下来的处理中，基于排气温度和空燃比对基本放电电流Ib进行修正，计算出作为最终的推定值的推定放电电流Ie。为此，ECU50中预先存储有图17以及图18所示的映射数据。图17是用于根据排气温度来计算出排气温度电流修正系数kil的映射数据，图18是用于根据排气空燃比来计算出A / F电流修正系数ki2的映射数据。其中，这些修正系数kil、ki2分别在O I的范围设定。
放电电流如图17所示，具有即使其他条件相同，排气温度越高则越增加的趋势。另外，放电电流如图18所示，具有空燃比越稀则越减少的趋势。ECU50根据通过这些映射数据计算出的修正系数kil、ki2、和基本放电电流Ib,如下述(5)式那样计算出推定放电电流
Ie0Ie = kil Xki2X Ib…(5)根据上述的放电电流的推定处理，即使不施加实际的电压，也能够计算出反映了废气中的PM量、排气温度、空燃比以及施加电压的状态的推定放电电流I e。更详细而言，在本实施方式中，虽然还能够通过ECU50的放电电流检测电路50B检测出实际的放电电流，但该情况下，需要向电极62、64间暂时施加电压，存在因该电压施加而发生电弧放电的情况。与此相对，如果采用上述的推定处理，则不会误发生电弧放电，能够容易地取得考虑了放电电流的举动的施加电压的最佳值。[用于实现实施方式2的具体处理] 接下来，参照图19至图21对用于实现上述的控制的具体处理进行说明。首先，图19是在本发明的实施方式2中由ECU执行的施加电压控制的流程图。该图所示的程序取代实施方式I (图9)的步骤106 110而被执行。在图19所示的程序中，首先在步骤200中通过执行后述的图20所示的处理，来计算出废气中的PM量。然后，在步骤202、204中执行前述的施加电压的计算处理。即，在步骤202中基于PM量并参照上述能量映射数据，计算出要求施加能量Eb。另外，在步骤204中基于要求施加能量Eb和PM量并参照图14的映射数据，来计算出基本施加电压Vb。接下来，在步骤206 214中执行前述的电压最佳化处理。首先，在步骤206中，通过执行后述的图21所示的处理，来基于施加电压(假想电压)与PM量计算出推定放电电流Ie。这里，步骤206 212的处理作为循环处理被反复执行，在步骤206的初次执行时，使用在步骤204中计算出的基本施加电压Vb作为假想电压的初始值。接下来，在步骤208中，基于在步骤206中计算出的推定放电电流Ie、基本施加电压Vb来计算出施加能量E(=VbX Ie)。然后，在步骤210中判定施加能量E的计算值是否与要求施加能量Eb相等。当步骤210的判定不成立时，在步骤212中对基本施加电压Vb的值更新(变更)规定的更新量，并返回到步骤206。然后，在步骤206中将更新后的基本施加电压Vb作为假想电压，再次计算推定放电电流Ie。其中，基本施加电压Vb的更新量例如基于施加能量E与要求施加能量Eb的差值(E - Eb)的大小以及正负被设定成使得施加能量E接近于要求施加能量Eb。由此，在步骤206 212中一边更新基本施加电压Vb —边进行循环处理，直到施加能量E与要求施加能量Eb相等为止。然后，由于在两者相等的时刻，步骤210的判定成立而结束循环处理，所以在步骤214中计算出上述循环处理中的基本施加电压Vb的最终的更新值，作为暂定的施加电压VI。接下来，在步骤216 230中执行前述的电弧放电防止处理。首先，在步骤216中将暂定的施加电压Vl代入到作为更新用的变量的假想电压Vb2。然后，在步骤216中，基于假想电压Vb2和PM量并参照图15的映射数据，来计算出放电半径Rb。接下来，在步骤220中判定放电半径Rb是否与配管半径R相等。当该判定不成立时，在步骤222中对假想电压Vb2更新(变更)规定的更新量，并返回到步骤218。然后，在步骤218中基于更新后的假想电压Vb2和PM量，再次计算放电半径Rb。由此，在步骤218 222中，一边更新假想电压Vb2—边进行循环处理，直到放电半径Rb与配管半径R相等为止。然后，由于在两者相等的时刻，步骤220的判定成立而结束循环处理，所以在步骤224中计算出上述循环处理中的假想电压Vb2的最终的更新值，作为能够避免电弧放电的最大施加电压V2。接下来，在步骤226中判定前述的施加电压Vl是否大于最大施加电压V2。在该判定成立的情况下，由于若将施加电压Vl保持原样进行施加则电弧放电的发生概率高，所以在步骤228中计算出最大施加电压V2作为最终的施加电压V。另一方面，在步骤226的判定不成立的情况下，由于能够通过施加电压Vl来避免电弧放电，所以在步骤230中计算出施加电压Vl作为最终的施加电压V。由于通过以上的处理计算出最终的施加电压V，所以在步骤232中将该施加电压V作为目标电压值，对向电极62、64间施加的电压进行控制。接下来，参照图20对PM量的计算处理进行说明。图20是表示由E⑶执行的PM量的计算处理的流程图。其中，该图所示的程序在发动机的运转过程中被反复执行。在图20所示的程序中，首先在步骤300中基于传感器系统的输出来取得发动机的运转信息。该 运转信息中至少包括发动机转速、吸入空气量、负载、发动机水温、空燃比、排气温度、燃料喷射正时、缸内喷射比率(双喷射型发动机的情况下)等。接下来，在步骤302中基于燃料喷射正时并参照上述基本映射数据，计算出推定活塞附着量FMp。另外，在步骤304中基于燃料喷射正时并参照基本映射数据，计算出推定IN阀干扰量FMiv。另外，在步骤306中通过基于发动机水温并参照上述水温映射数据，来计算出水温修正系数kal、kbl，在步骤308中通过基于空燃比并参照上述空燃比映射数据，来计算出A / F修正系数ka2、kb2。并且，在步骤310中基于缸内喷射比率并参照喷射比率映射数据，计算出喷射比率修正系数ka3、kb3。接下来，在步骤312中根据上述(I)、(2)式计算出综合修正系数&11、1^，在步骤314中基于上述(3)式计算出PM浓度(PM粒子数)D。然后，在步骤316中基于发动机转速、吸入空气量、燃料喷射量等计算出排气流量E，并基于上述(4)式计算出PM量F。接下来，参照图21对放电电流的推定处理进行说明。图21是表示由ECU执行的放电电流的推定处理的流程图。其中，该图所示的程序在发动机的运转过程中被反复执行。在图21所示的程序中，首先在步骤400中基于施加电压(假想电压)和PM量并参照图16的映射数据，计算出基本放电电流lb。然后，在步骤402中基于排气温度并参照图17的映射数据，计算出排气温度电流修正系数kil。另外，在步骤404中基于空燃比并参照图18的映射数据，计算出A / F电流修正系数ki2。接下来，在步骤406中通过上述(5)式计算出推定放电电流Ie。需要说明的是，在上述实施方式I中，图19中的步骤200 232表示了权利要求2、3、7、8中的施加电压控制单元的具体例。另外，图20中的步骤300 316表示了权利要求7、10中的PM量计算单元的具体例，图21中的步骤400 406表示了权利要求8中的放电电流推定单元的具体例。并且，图19中的步骤216 230表示了权利要求9、10中的电弧放电防止单元的具体例，步骤218表示了权利要求10中的放电距离计算单元的具体例。另外，在实施方式2中，采用了首先通过施加电压的计算处理计算出基本施加电压Vb，接下来，通过电压最佳化处理与电弧放电防止处理，将基本施加电压Vb作为初始值，计算出最终的施加电压V，并向电极62、64间施加该施加电压V的构成。但是，本发明并不局限于此，也可以采用例如仅执行施加电压的计算处理，将基本施加电压Vb直接向电极62,64间施加的构成。另外，也可以采用在执行了施加电压的计算处理之后，仅执行电压最佳化处理与电弧放电防止处理中的任意一方的处理,而省略另一方处理的构成。这样，即使在仅执行一部分处理的情况下，也能够分别发挥各个处理的效果。另外，在本发明中，也可以采用在实施方式I的施加电压控制(图9中的步骤106 110)的基础上，进行实施方式2中叙述的电弧放电防止处理的构成。该情况下，只要将通过图9的步骤108计算出的施加电压V在图19的步骤216中代入到假想电压Vb2，执行步骤216 230的电弧放电防止处理即可。由此，针对实施方式I的施加电压控制也能够附加电弧放电防止处理的效果。并且，在实施方式2中，采用了在施加电压的计算处理中，废气中的PM量越多则使施加电压越降低的构成。但是，本发明的特征在于，使用废气中的PM量作为对施加电压进行控制的参数，包括基于PM量进行的任意的施加电压控制。因此，本发明并不限定于PM量越多则使施加电压越降低的构成，如果需要，则也可以采用PM量越多则使施加电压越上升的构成。另外，也可以采用仅在PM量成为特定范围的情况下，使施加电压降低或者上升的 构成。实施方式3.接下来，参照图22对本发明的实施方式3进行说明。本实施方式的特征在于，在上述实施方式2中在电晕放电过程中检测实际的放电电流，基于实际的放电电流与推定放电电流的差值来修正施加电压。其中，在本实施方式中，对与上述实施方式I相同的构成要素赋予相同的附图标记而省略其说明。[实施方式3的特征]在本实施方式中，在电晕放电过程中检测出实际的放电电流(实际放电电流)Ir。另外，基于不发生电弧放电的电压范围中的最大施加电压V2 (参照上述图19)、和废气中的PM量，通过前述的放电电流推定处理计算出推定放电电流Ie。然后，在实际放电电流Ir大于推定放电电流Ie的情况下,基于这些电流值的差值(Ir — Ie)计算出施加电压的修正量f (Ir 一 Ie)，并基于修正量f (Ir 一 Ie)对施加电压V进行修正。这里，修正量f (Ir 一 Ie)是用于使施加电压减少的修正系数。而且，修正量f(Ir - Ie)被预先设定为电流值的差值(Ir 一 Ie)越大，则在O I的范围内越减少的函数。另外，施加电压V基于修正量f (Ir 一 Ie)如下述(6)式那样被修正。Yimsa= f (Ir — Ie) XV修正前…(6)[用于实现实施方式3的具体处理]接下来，参照图22对用于实现上述的控制的具体处理进行说明。图22是表示在本发明的实施方式3中由ECU执行的施加电压修正控制的流程图。该图所示的程序与在实施方式2中说明的施加电压控制并行，在发动机的运转过程中被反复执行。在图22所示的程序中，首先在步骤500中利用ECU50的放电电流检测电路50B对电晕放电中的实际放电电流Ir进行检测。另外，在步骤502中，基于通过前述的电弧放电防止处理计算出的最大施加电压V2、和通过PM量的计算处理计算出的PM量，计算出推定放电电流Ie。然后，在步骤504中，判定实际放电电流Ir是否大于推定放电电流Ie。当该判定成立时，在步骤506中计算出修正量f (Ir 一 Ie)，通过上述(6)式对施加电压V进行修正。然后，在步骤508中将施加电压V更新为修正后的值。
根据上述构成，在基于实际放电电流Ir判断为放电半径Rb接近于配管半径R的情况下，能够使施加电压V减少根据实际放电电流Ir与推定放电电流Ie的差值(Ir 一 Ie)而计算出的修正量f (Ir 一 Ie)的量。由此，能够将推定放电电流Ie所含的误差反馈给施加电压V，将施加电压V修正成更适当的值。附图标记说明10 —发动机(内燃机)；12 —活塞；14 —燃烧室；16 —曲轴；18 —进气通路；20 —排气通路；22 —节气门；24 —排气净化装置；26 —缸内喷射阀；28 —火花 塞；30 —进气门；32 —排气门；34 —曲轴转角传感器；36 —空气流量传感器；38 —水温传感器；40 —排气温度传感器；42 —空燃比传感器(空燃比检测单元)；50 - E⑶；50A —施加电压控制电路；50B —放电电流检测电路；60 —壳体；62、64 —电极(电晕放电部)；66 一绝缘子；68 —电极支承部；K1 一空燃比分界值。
权利要求
1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，具备 排气净化装置，其具有在内燃机的排气通路内形成电晕放电的电晕放电部，通过电晕放电对废气中的颗粒状物质进行净化； 空燃比检测单元，其检测排气空燃比；和 供电控制单元，其向所述排气净化装置的电晕放电部供电，并基于所述排气空燃比来控制对该电晕放电部供电的供电状态。
2.根据权利要求I所述的内燃机的控制装置，其中， 所述供电控制单元具备施加电压控制单元，该施加电压控制单元在所述排气空燃比比理论空燃比浓的一侧亦即浓空燃比区域中，对向所述电晕放电部施加的施加电压进行控制。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中， 所述施加电压控制单元构成为所述排气空燃比在所述浓空燃比区域内越浓空燃比化，使所述施加电压越降低。
4.根据权利要求I至3中任意一项所述的内燃机的控制装置，其中， 所述供电控制单元具备放电电流控制单元，该放电电流控制单元在所述排气空燃比比理论空燃比稀的一侧亦即稀空燃比区域中，对流向所述电晕放电部的放电电流进行控制。
5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其中， 所述放电电流控制单元构成为所述排气空燃比在所述稀空燃比区域内越稀空燃比化，使所述放电电流越减少。
6.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其中， 所述放电电流控制单元构成为具有作为所述稀空燃比区域内的规定的空燃比的空燃比分界值，在所述排气空燃比在理论空燃比与所述空燃比分界值之间的情况下，所述排气空燃比越稀空燃比化，使所述放电电流越增加，在所述排气空燃比比所述空燃比分界值靠稀空燃比侧的情况下，所述排气空燃比越稀空燃比化，使所述放电电流越减少。
7.根据权利要求2或3所述的内燃机的控制装置，其中， 具备PM量计算单元，该PM量计算单元至少基于排气空燃比、内燃机温度以及燃料喷射正时来计算废气中含有的颗粒状物质的量亦即PM量， 所述施加电压控制单元构成为基于所述PM量来计算所述施加电压。
8.根据权利要求7所述的内燃机的控制装置，其中， 具备放电电流推定单元，在对所述电晕放电部施加了假想电压的情况下，该放电电流推定单元至少基于该假想电压和所述PM量来推定该情况下流过的放电电流， 所述施加电压控制单元构成为计算出所述放电电流的推定值满足颗粒状物质的净化所需的要求值时的假想电压来作为实际的施加电压。
9.根据权利要求I 8中任意一项所述的内燃机的控制装置，其中， 具备电弧放电防止单元，该电弧放电防止单元将对所述电晕放电部施加的施加电压限制在不发生电弧放电的电压范围内。
10.根据权利要求9所述的内燃机的控制装置，其中， 该内燃机的控制装置具备 PM量计算单元，其至少基于排气空燃比、内燃机温度以及燃料喷射正时来计算废气中含有的颗粒状物质的量亦即PM量；和 放电距离计算单元，在向构成所述电晕电极部的两个电极间施加了假想电压的情况下，该放电距离计算单元至少基于所述假想电压和所述PM量来计算在该情况下从一个电极朝向 另一个电极产生的放电的到达距离， 所述电弧放电防止单元构成为基于所述放电的到达距离与所述各电极的电极间距离相等时的假想电压，来限制所述施加电压。
全文摘要
本发明涉及内燃机的控制装置，其目的在于，根据排气空燃比恰当地控制电晕放电的状态，总是高效地净化废气中的PM。发动机(10)具备电晕放电型的排气净化装置(24)。排气净化装置(24)通过在中心电极(62)与接地电极(64)之间形成电晕放电，来净化废气中的颗粒状物质(PM)。ECU(50)在空燃比是浓空燃比区域的情况下，对向电极(62、64)间施加的施加电压进行控制。由此，能够在防止电弧放电的同时获得最大限度的PM净化率。另外，在空燃比是稀空燃比区域的情况下，对电极(62、64)间流过的放电电流进行控制。由此，能够补偿因废气中的PM量降低而引起的PM净化率的降低，同时抑制消耗电力。
文档编号F01N3/02GK102906380SQ20108006701
公开日2013年1月30日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者村濑荣二 申请人:丰田自动车株式会社