柴油机微粒过滤器的再生的制作方法

专利名称：柴油机微粒过滤器的再生的制作方法
技术领域：
本发明涉及捕集废气中的微粒的柴油机微粒过滤器的再生。
背景技术：
如果柴油机微粒过滤器(下文简称为“DPF”)持续过滤微粒物质(下文简称“PM”)，它将会阻塞。日本专利局于1998年出版的Tokkai Hei 10-73018说明了一种“后喷射”方法(这是在通常的燃料喷射之后的第二次燃料喷射)以及“喷射时间延迟”(这是燃料喷射时间的延迟)作为提高废气温度的方法，以便再生DPF。“后喷射”和“喷射时间延迟”将废气温度提高到PM的自燃温度，并燃烧DPF中的沉积的PM。

发明内容
然而，由于当发动机功率比较低时废气温度自然也比较低，所以仅通过使用“后喷射”或“喷射时间延迟”难以将废气温度提高到PM的自燃温度。虽然利用大燃料喷射量执行“后喷射”可以增大废气温度，但是燃料喷射量的增大会导致燃料消耗性能变得更差。由于燃料喷射量的增大也会增大发动机扭矩，必须延迟“后喷射”时间。由于“后喷射”时间的延迟，燃料喷射到发动机气缸套的壁上，而不会喷射到活塞燃烧室中。结果，燃料可能粘附到气缸套的壁上，并可能会使发动机油稀释。
因此，本发明的目的是再生过滤器而不会使耗油量增大或稀释发动机油。
为了实现上述目的，本发明为用于捕集从车辆柴油发动机中排出的废气中的微粒的柴油机微粒过滤器提供一种再生设备，其中，柴油发动机通过自动变速器将发动机扭矩输出到驱动轮。该再生设备包括状况检测传感器，该传感器检测柴油机微粒过滤器的状况；还包括控制器。该控制器存储了一张图，该图定义了柴油发动机的预先确定的运行范围，在该范围内，可能会发生被捕集的微粒的自燃。该控制器被编程为基于检测到的状况判断是否需要进行过滤器的再生；当需要对过滤器进行再生时，将柴油发动机的运行点修改到预先确定的运行范围内的一个点；在修改的运行点基于发动机转速来设置自动变速器的目标速度比；以及，将自动变速器的速度比控制到目标速度比。
本发明进一步提供了一种再生方法，用于对捕集从车辆柴油发动机中排出的废气中的微粒的柴油机微粒过滤器进行再生，其中，该柴油发动机通过自动变速器将发动机扭矩输出到驱动轮。该再生方法包括下列步骤存储一张图，该图定义了柴油发动机的预先确定的运行范围，在该范围内，可能会发生被捕集的微粒的自燃；检测柴油机微粒过滤器的状况；基于检测到的状况判断是否需要进行过滤器的再生；当需要对过滤器进行再生时，将柴油发动机的运行点修改到预先确定的运行范围内的一个点；在修改的运行点基于发动机转速设置自动变速器的目标速度比；并将自动变速器的速度比控制到目标速度比。
在说明书的其余部分阐述了并在附图中显示了本发明的详细信息以及其他功能和优点。


图1是具有柴油机微粒过滤器及其再生设备的车辆的示意图。
图2是显示DPF以及作为废气温度的函数的DPF的再生速率的再生特征图形。
图3是描述了涉及控制器所执行的DPF再生的控制例程的流程图。
图4是显示了柴油发动机的运行范围的图，在该范围内，在无级变速器(CVT)中可能会发生DPF再生，并定义了每个车辆速度的发动机转速和发动机扭矩之间的关系。
图5是CVT的换档图(shift map)。
图6是一个显示当发动机转速固定时后喷射特征的图，并定义了发动机扭矩和后喷射的燃料喷射量之间的关系。
图7是描述了根据第一个实施例的DPF再生控制及其效果的时间图。图7A显示了作为时间的函数的PM沉积量。图7B显示了作为时间的函数的车辆速度。图7C显示了作为时间的函数的速度比。图7D显示了作为时间的函数的发动机转速。图7E显示了作为时间的函数的后喷射量。图7F显示了作为时间的函数的废气温度。
图8是描述了根据第二个实施例的DPF再生控制及其效果的时间图。图8A显示了作为时间的函数的PM沉积量。图8B显示了作为时间的函数的车辆速度。图8C显示了作为时间的函数的速度比。图8D显示了作为时间的函数的发动机转速。图8E显示了作为时间的函数的后喷射量。图8F显示了作为时间的函数的废气温度。
图9是一个显示当发动机转速固定时喷射时间延迟特征的图，并定义了发动机扭矩和延迟量之间的关系。
图10是描述了根据第三个实施例的DPF再生控制及其效果的时间图。图10A显示了作为时间的函数的PM沉积量。图10B显示了作为时间的函数的车辆速度。图10C显示了作为时间的函数的速度比。图10D显示了作为时间的函数的发动机转速。图10E显示了作为时间的函数的后喷射量。图10F显示了作为时间的函数的废气温度。
图11是齿轮传动变速器的换档图。
图12是显示了柴油发动机的运行范围的图表，在该范围内，在齿轮传动变速器中可能会发生DPF再生，并定义了每个车辆速度的发动机转速和发动机扭矩之间的关系。
具体实施例方式
现在将参考图1描述根据本发明的柴油机微粒过滤器的再生设备。柴油机微粒过滤器净化从车辆柴油发动机中排出的废气。
用于再生DPF 11的DPF再生设备10包括一个控制器40、压差传感器12、车速传感器27，用于检测车辆速度Vsp、发动机转速传感器28，用于检测柴油发动机20的发动机转速Ne、以及柴油发动机20的燃料喷射器22。控制器40控制柴油发动机20和自动变速器30，并因此改变发动机转速和速度比。在本说明书中，自动变速器30的速度比是指减速比，即，(输入速度)/(输出速度)。自动变速器30连接到柴油发动机20的输出轴，从柴油发动机20输出的发动机扭矩被输入到自动变速器30。自动变速器30将来自柴油发动机20的发动机扭矩转换为驱动转矩，而该驱动转矩又被传输到驱动轮。自动变速器可以是通常的类型，包括一个传动机构，该传动机构中包括扭矩变换器、行星齿轮组和离合器，以及控制阀，该控制阀改变提供到离合器的油料的路径。通过控制该控制阀，控制器40切换啮合的离合器以选择齿轮，并执行齿轮齿轮选择控制。当自动变速器是无级变速器(CVT)时，该自动变速器进一步包括与皮带同步的一对滑轮，以及控制阀，该控制阀调整提供到滑轮的油压。于1995年8月8日授予Sawada等人的美国专利No.5,439,424公开了一种典型的无级变速器(CVT)。
控制器40控制燃料喷射器22的燃料喷射时间，并在需要时执行“后喷射”和“喷射时间延迟”。“后喷射”是在通常的主燃料喷射之后的另一次燃料喷射，它是在主燃料喷射(在靠近柴油发动机20的压缩冲程的上死点的时间点执行)之外附加执行的。因此，燃料喷射器22用作废气温度调整机构起作用，其调整柴油发动机20的废气温度。控制器40具有一个微型计算机，其包括用于执行程序的中央处理单元(CPU)，用于存储程序和数据的只读存储器(ROM)，用于临时存储CPU的计算结果和获得的数据的随机存取存储器(RAM)，以及输入输出接口(I/O接口)。
DPF 11是一个用于捕集从柴油发动机20中排出的废气中的微粒物质(PM)的过滤器，例如，陶瓷多孔过滤器。DPF 11安装在柴油发动机20的排气系统中。如果DPF 11持续捕集PM，则它将会阻塞。一旦PM积聚到一定程度，通过控制燃料喷射器22的燃料喷射来增大废气温度。这就会燃烧并除去沉积的PM，从而再生DPF。稍后将描述DPF 11的再生特征。
压差传感器12是压差测量装置，用于检测DPF 11的入口端和出口端的压力之间的压差dP。从压差的大小估计过滤的PM的量，因此，压差传感器12可以帮助控制器40确定DPF的再生时间。压差传感器12将检测到的压差信号输出到控制器40。压差传感器12是用于检测DPF 11的状况的状况检测传感器的一个例子。当DPF 11的状况变成预先确定的状况时，控制器40判断需要对DPF 11进行再生。对于压差传感器12，DPF 11的状况是指压差，并且预先确定的状况对应于用实验方法预先确定的压差的值。
DPF入口温度传感器13是一个温度测量装置，用于检测DPF 11的入口温度Ti(即，柴油发动机20的废气温度)，并将表示入口温度的信号输出到控制器40。DPF出口温度传感器14是一个温度测量装置，用于检测DPF 11的出口温度To，并将表示出口温度的信号输出到控制器40。车速传感器27是一个车辆速度(Vsp)测量装置，其可以是一个用于检测自动变速器30的输出轴的转速的传感器。发动机转速传感器28是一个发动机转速(Ne)测量装置，其可以是一个用于检测柴油发动机20的输出轴的转速的传感器。来自传感器12-14和27-28的信号被输入到控制器40。
控制器40用作为一个运行点确定装置。当控制器40判断需要对DPF 11进行再生时，它判断柴油发动机20的运行点是否在可以进行微粒自燃的温度范围内。这里，“运行点”是发动机转速Ne和发动机扭矩ETor(发动机负载)的集合，即(Ne，ETor)。当柴油发动机20的运行点不在可以进行微粒自燃的范围内时，控制器40设置一个新的运行点，同时维持车辆速度Vsp。因此，它作为柴油发动机20的运行点设置装置起作用。新运行点是这样的一个运行点，在该运行点，可以排放热废气以将微粒的温度提高到自燃温度，并且在新运行点和原始运行点保持相同的车辆速度。控制器40判断是否有可以排放热废气以将微粒的温度提高到自燃温度的新运行点。
当存在这样的新运行点时，控制器40改变自动变速器30的速度比以便实现设置的新运行点。换句话说，当判断需要进行DPF再生时，控制器40基于对应于新运行点和车辆速度的发动机转速来确定一个目标速度比。如此，控制器40进一步用作为目标速度比确定装置。控制器40控制自动变速器30以便获得目标速度比。因此，控制器40进一步作为速度比改变装置起作用。
为了获得对应于新运行点的发动机转速，控制器40控制柴油发动机20的节流阀21，柴油发动机20的燃料喷射器22以及变速器30，并且改变发动机转速。控制器40进一步控制燃料喷射时间和喷射量，并在需要时执行“后喷射”和“喷射时间延迟”。稍后将描述控制器40所执行的控制的详细信息。
图2是显示DPF的再生特征的图形。水平轴上显示了废气温度，垂直轴上显示了DPF再生速率。如图2所示，当废气温度Ti是一个比较低的温度时，DPF不能再生，但是当废气温度高于一个阈值温度Te时，PM燃烧，DPF可以再生。DPF再生速率还可以随废气温度的提高而增大。例如，阈值温度Te是400℃。
现在将参考图3-7描述微粒过滤器的再生控制的第一实施例。在该第一实施例中，自动变速器30是无级变速器(CVT)。图3的流程图中显示的控制例程是作为由控制器40执行的程序来实现的。控制例程基本上每隔10毫秒由中断处理反复地执行。然而，直到控制例程完成之前，是禁止中断的。
在步骤S1中，控制器40判断是否需要对DPF 11进行再生。如果需要进行再生，则例程进入步骤S2。如果不需要进行再生，则例程结束。根据由压差传感器12检测到的DPF的进口和出口的压差dP的大小来确定是否需要对DPF进行再生。当压差由于DPF的阻塞而大于预先确定的值(即，当PM沉积量超过需要开始进行再生的预先确定的PM沉积量)时，则判断需要对DPF进行再生。该预先确定的值或预先确定的PM沉积量是用实验方法根据DPF的结构而确定的。
在步骤S2中，判断柴油发动机20的当前运行点是否在难以进行DPF再生的运行范围内。此判断是通过查询图4中的图来执行的。图4中的图存储在控制器40的ROM中，并定义了每个车辆速度的发动机转速和发动机扭矩之间的关系。图4显示了在发动机转速-发动机扭矩平面内可以进行DPF再生的运行范围。在水平轴上显示了发动机转速，在垂直轴上显示了发动机扭矩(发动机负载)。可以进行DPF再生的运行范围可以用实验方法预先确定。粗体曲线显示了用于车辆速度Vsp的等值曲线(isovalue curve)。换句话说，在每一条等值曲线的所有运行点上可以维持一个恒定的车辆速度。在图4中，显示了示范性等值曲线(Vsp＝V1、Vsp＝V2、Vsp＝V3、Vsp＝V4)，这里，车辆速度沿着纸的向上的方向增大，即，V4＞V3＞V2＞V1。
在图4中，点划线曲线显示了废气温度Ti可以达到高于阈值温度Te的一个温度的运行范围的边界50。在本说明书中，边界50上方的发动机运行范围被称为“可行的DPF再生范围”。在此发动机运行范围内，废气温度可以升到一个温度(高于阈值温度Te)，在该温度，PM可以通过合适的“后喷射”或合适的“喷射时间延迟”燃烧，而不会导致诸如燃料粘附到气缸套的壁上之类的问题。边界50下方的发动机运行范围是这样的发动机运行范围，其中，即使执行“后喷射”和“喷射时间延迟”，也难以进行DPF再生，因为PM不能燃烧或者会产生诸如燃料粘附到气缸套的壁上之类的问题。在本说明书中此范围被称为“难以进行DPF再生的范围”。例如，图4中的运行点A位于“可行的DPF再生范围”内，而运行点B和C位于“难以进行DPF再生的范围”内。
细实线是废气温度的等温曲线。具体来说，使用等温废气温度曲线，可以从发动机转速和发动机扭矩获得废气温度。上面的曲线显示了较高的温度，下面的曲线显示了较低的温度。在图4中，形状像山的曲线是最大扭矩曲线。
在步骤S2中，通过查询图4中的图判断当前运行点是否位于“难以进行DPF再生的范围”内。从车速传感器27读取当前车辆速度Vsp，从发动机转速传感器28读取当前发动机转速Ne。通过查询图4中的图从当前车辆速度Vsp和当前发动机转速Ne获得当前发动机扭矩Etor，从而获得柴油发动机20的当前运行点(Ne，ETor)。如果柴油发动机20的运行点不在“难以进行DPF再生的范围”内(即，运行点位于“可行的DPF再生范围”内)，例程进入步骤S8，如果柴油发动机20的运行点位于“难以进行DPF再生的范围”内，则例程进入步骤S3。
在步骤S3中，当前车辆速度通过使用车速传感器27来读取，然后，参考图4，判断维持当前车辆速度的等值曲线是否经过可行的DPF再生范围。如此，搜索维持当前车辆速度并适合于进行DPF再生的运行点。例如，在图4的图中，虽然运行点B不是进行DPF再生的合适的运行点，由于等值曲线(Vsp＝V3)经过可行的DPF再生范围，因此存在进行DPF再生的合适的运行点(例如，点D)。在图4的图中，运行点C不是进行DPF再生的合适的运行点，且等值曲线(Vsp＝V1)不经过可行的DPF再生范围。由于当目前速度的等值曲线不经过可行的DPF再生范围时不存在适合于进行DPF再生的运行点，因此例程进入步骤S8。另一方面，当可行的DPF再生范围包括当前速度的等值曲线时，例程进入步骤S4，以便改变运行点。
在步骤S4中，查询图4的图，并设置维持当前车辆速度的新的运行点。因此，对运行点执行修改。下面假设当前运行点是图4中的点B。改变当前运行点B，并设置新的运行点D。从防止发动机转速或发动机扭矩急剧变化的观点来看，应该将新的运行点D定位在当前速度的等值曲线和边界50的交叉点。另一方面，从执行满意的DPF再生的观点来看，应该将新运行点D定位在远离边界50的位置。因此，应考虑这两种观点来确定运行点D。例如，运行点D可以只与当前速度的等值曲线和边界50的交叉点隔开预先确定的距离。
在步骤S5中，从图4的图计算新运行点D的发动机转速NeD和发动机扭矩TD。
在步骤S6中，从新的运行点D的当前车辆速度V3和发动机转速NeD计算目标速度比。这可以通过查询存储在ROM中的如图5所示的换档图来计算。图5中的各条线显示了CVT的手动模式的第一-第四档(Gr 1-4)。Lo端(高速度比)线的斜度比较陡峭，Hi端(低速度比)线的斜度比较平缓。通过改变该滑轮对的半径的比来执行CVT的速度改变。
在步骤S6中，基于图5的换档图计算运行点D的车辆速度Vsp和发动机转速NeD的目标速度比。
在步骤S7中，向自动变速器30(CVT)发送降低速度比(调高档位)的命令信号，向发动机(节流阀21、燃料喷射器22)发送降低发动机转速的命令信号。如此，实现发动机转速NeD，且自动变速器30的速度比被控制到目标速度比。
在步骤S8中，开始DPF的再生。在此实施例中，为了提高DPF的温度，查找图6的图，并执行“后喷射”。
图6的图存储在ROM中，并定义了在发动机转速Ne是常数(在此实施例中，Ne＝NeD)的条件下后喷射量ID和发动机扭矩的关系。后喷射的后喷射量ID是进行DPF再生所需的燃料喷射量。由于大的发动机扭矩会增大废气温度，所以后喷射量ID随着新运行点D的发动机扭矩TD的增大而降低。可以使用此图计算相对于在步骤S5中得到的发动机扭矩TD的后喷射量ID。在步骤S8中，通过基于图6的图计算进行DPF再生所需的后喷射量ID来开始后喷射。
在步骤S9中，判断DPF的再生是否已经完成。为进行这一判断，可以使用已知的方法，例如，可以根据DPF的进口和出口的压差或从再生开始经过的时间来执行判断。当压差小于第二预先确定的值或者当从再生开始经过的时间大于预先确定的时间时，就可以判断已经完成了DPF的再生。
在步骤S10中，执行DPF再生结束处理。具体来说，停止后喷射。如果执行步骤S4-S7的速度比和发动机运行点的更改，则速度比从运行点D的新设置的速度比返回到通过步骤S4-S7更改之前的初始速度比(运行点B的速度比)，此外，发动机运行点从运行点D返回到通过步骤S4-S7更改之前的初始运行点B。
现在将参考图7A-F的时间图描述在CVT上此实施例的控制的效果。实线涉及此实施例的控制，虚线涉及不执行此实施例的控制的情况(不执行速度变化控制的情况)。
如图7A所示，随着时间的消失，沉积了微粒物质(PM)。当PM沉积量超过要求开始进行再生的某一PM沉积量时，开始上述的控制(时间t1；步骤S1)。当车辆速度保持恒定时(图7B)，则变速器30被切换到Hi(低速度比)端，以便可以进行DPF的再生(图7C；步骤S7)。发动机转速是通过调高变速器30的档位来降低的(图7D；步骤S7)。开始后喷射(图7E；步骤S8)。因此，通过执行此控制，废气温度上升到阈值温度Te，在此温度，可以进行DPF再生(图7F)。
当没有PM的进一步沉积时(图7A中的时间t2；步骤S9)，DPF的再生处理完成。速度比(图7C)和发动机转速(图7D)返回到它们的原始值，停止后喷射(图7E)，废气温度返回到其原始值，即，开始再生紧前面的温度(图7F)。
然后，PM再次逐渐沉积(图7A)，当PM量超过再生开始时的PM沉积量时，再次执行上述处理。
另一方面，在现有技术中，废气温度可以提高到高于可以进行DPF再生的阈值温度Te(图7F)，同时维持固定的车辆速度(图7B)，而不更改速度比或发动机转速(图7C和D中的虚线)。因此，后喷射的燃料喷射量必须急剧上升(图7E的虚线)。如果增加后喷射量，则耗油量就会提高。
此实施例的控制可以通过更改发动机的运行点以便废气温度变得比较高来执行过滤器再生处理，甚至在发动机负载比较小并且废气温度比较低时也是如此。在此实施例的控制中，甚至在除了切换发动机的运行点之外还执行“后喷射”以将废气温度提高到阈值温度Te之上时，与不改变发动机的运行点的现有技术相比较，“后喷射”的喷射量可以降低。如此，此实施例的控制具有改善耗油量的效果。
现在将参考图8和图9描述微粒过滤器的再生控制的第二个实施例。与上文描述的第一个实施例的那些部件具有相同功能的部件被赋予了相同的符号，对它们将不再赘述。再生控制的流程图与图3的流程图相同。
在此实施例中，在流程图的步骤S8中，DPF再生处理不是通过“后喷射”而是通过“喷射时间延迟”来执行的。控制器40控制燃料喷射器22来延迟燃料喷射时间。进行DPF再生所需的延迟量RD可以通过根据步骤S5中计算的发动机扭矩TD查询图9的图来获得。图9的图存储在ROM中，并确定燃料喷射时间的延迟量RD和发动机扭矩Etor之间的关系。延迟量RD随着新的运行点D的发动机扭矩TD的增大而降低。
由于如果燃料喷射时间延迟太多(当延迟量太大时)将发生不点火的情况，因此，延迟量有一个上限值。因此，例如，如果发动机扭矩是TD1，对应于发动机扭矩TD1的延迟量RD1超过上限，则在将发动机扭矩从TD1缩小到TD2并将延迟量从RD1缩小到RD2之后开始喷射时间延迟。
因此，即使调整喷射时间延迟以执行DPF再生处理，如图8E所示，与不修改柴油发动机20的变速器30的速度比和运行点的现有技术(虚线)相比较，延迟量可能变得比较小。
在此实施例中，除了第一实施例的效果之外，还具有控制比较简单的效果。同样，甚至在延迟燃料喷射时间而不是执行后喷射以将废气温度提高到高于阈值温度Te的温度时，与不改变发动机的运行点的现有技术相比较，喷射时间的延迟量可能会变小。因此，此实施例的控制具有改善耗油量的效果。
现在将参考图10-12描述微粒过滤器的再生控制的第三实施例。
第一实施例描述了无级变速器的DPF再生控制，而此实施例描述了齿轮传动变速器的DPF再生控制。控制例程与图3的控制例程相同。
如图10A所示，随着时间的流逝沉积了PM。当PM沉积量超过要求开始进行再生的预先确定的PM沉积量时，开始步骤S2-S10的控制(时间t1；步骤S1)。当车辆速度固定(图10B)时，速度比切换到Hi端(图10C的实线；步骤S7)，因此，发动机转速降低(图10D；步骤S7)。
速度比和发动机转速是通过查询图11的换档图来确定的。齿轮传动变速器的换档图存储在ROM中，各条线显示了1档(i(1))到4档(i(4))。Lo端(高速度比)线的斜度比较陡峭，Hi端(低速度比)线的斜度比较平缓。
对于一个给定车辆速度，运行点最多可以从四个点中选择。例如，对于车辆速度V3的情况，可以从一档(发动机转速NeB1)的运行点B1、二档(发动机转速NeB2)的运行点B2、三档(发动机转速NeB)的运行点B、四档(发动机转速NeD)的运行点D中选择。这些运行点在图12的图中绘制出来。
图12显示了在齿轮传动变速器中在发动机转速-发动机扭矩平面内可以进行DPF再生的发动机运行范围。水平轴显示了发动机转速Ne，垂直轴显示了发动机扭矩Etor(发动机负载)。对于一个给定车辆速度，运行点最多可以从四个点中选择。例如，对于车辆速度V3，运行点可以从四个运行点B1(图中未显示)、B2、B和D中选择。
例如，当发动机处于运行点B(第三档)、车辆以速度V3运行时需要进行DPF再生时，发动机运行点从运行点B(第三档)切换到运行点D(第四档)。例如，当发动机处于运行点B2(第二档)、车辆以速度V3运行时需要进行DPF再生时，发动机运行点从运行点B2(第二档)切换到运行点D(第四档)。这是因为第三档的运行点B或第二档的运行点B2位于“难以进行DPF再生的范围”内，为了在“可行的DPF再生范围”内的运行点D运行发动机，变速器30的档位从第二档调高到第四档。
再次回到图10，按步骤S4-S7中设置的速度比和发动机转速执行后喷射(图10E；步骤S8)。此控制可以将废气温度提高到高于可以开始DPF再生的阈值温度Te的温度(图10F)。
当没有PM沉积时(图10A中的时间t2；步骤S10)，DPF的再生处理结束。速度比(图10C)和发动机转速(图10D)返回到通过步骤S4-S7改变之前的初始速度比(图10C)和初始发动机转速。后喷射停止(图10E)，废气温度返回到通过步骤S8-S9改变之前的初始废气温度。
随后，随着PM再次逐渐沉积(图10A)，当它超过开始再生所需要的预先确定的PM沉积量时，重复上文所提及的控制。
另一方面，将废气温度提高到高于可以再生DPF的阈值温度Te的温度(图10F)而不改变发动机转速(图10C和D的虚线)，同时维持一个固定的车辆速度(图10B)，发动机后喷射量必须急剧增加(图10E的虚线)。因此，如果提高后喷射量，则耗油量就会提高。
因此，通过在齿轮传动变速器中也执行此实施例中的控制，废气温度可以提高到一个高于DPF再生温度Te的温度，而不大大地提高后喷射量，因此，燃料成本-性能可以得到改善。
虽然上文是通过参考本发明的某些实施例来对本发明进行描述的，但是，本发明不仅限于上文描述的实施例。虽然在上述三个实施例中后喷射和喷射时间延迟是与运行点的改变(发动机转速和速度比的改变)一起执行的，如果运行点的改变本身能使废气温度提高到一个高于DPF再生温度Te的温度，则不需要进行后喷射和喷射时间延迟。此外，也可以执行喷射时间延迟以提高齿轮传动变速器中的废气温度。
本领域人员可以根据上述原理对上文描述的实施例进行各种修改。本发明的范围参考下面的权利要求进行定义。
这里引用了日本专利申请p2003-1347(2003年1月7日申请)的全部内容作为参考。
权利要求
1.一种用于柴油机微粒过滤器(11)的再生设备，该柴油机微粒过滤器捕集从车辆柴油发动机(20)中排出的废气中的微粒，其中，该柴油发动机(20)通过自动变速器(30)将发动机扭矩输出到驱动轮，该再生设备包括状况检测传感器(12)，用于检测柴油机微粒过滤器(11)的状况；以及控制器(40)，该控制器存储了一张图，该图定义柴油发动机(20)的预先确定的运行范围，在该运行范围内，可能会发生被捕集的微粒的自燃，该控制器被编程为执行以下操作基于检测到的状况判断是否需要进行过滤器(11)的再生；当需要对过滤器(11)进行再生时，将柴油发动机(20)的运行点修改到所述预先确定的运行范围内的一个点；在所述修改的运行点，基于发动机转速设置自动变速器(30)的目标速度比；以及将自动变速器(30)的速度比控制到目标速度比。
2.根据权利要求1所述的再生设备，进一步包括用于检测车辆速度的车速传感器(27)，以及其中，所述控制器(40)被编程为执行以下操作从车速传感器(27)读取车辆速度；将柴油发动机(20)的运行点修改到在所述预先确定的运行范围内的、并维持所述车辆速度的一个点；在所述修改的运行点，基于读取的车辆速度和发动机转速设置自动变速器(30)的目标速度比。
3.根据权利要求1所述的再生设备，其中，所述控制器(40)被编程为通过执行自动变速器(30)的向上换档来将该自动变速器(30)控制到目标速度比。
4.根据权利要求1所述的再生设备，其中，所述控制器(40)进一步被编程为判断过滤器(11)的再生是否完成，以及，当过滤器的再生完成时，将柴油发动机(20)的运行点返回到修改之前的运行点。
5.根据权利要求1所述的再生设备，其中，所述修改之前的运行点位于所述预先确定的运行范围之外。
6.根据权利要求1到权利要求5中任何一个所述的再生设备，进一步包括柴油发动机(20)的燃料喷射器(22)，其中，所述控制器(40)进一步被编程为控制该燃料喷射器(22)，以便在将自动变速器(30)的速度比控制到所述目标速度比之后执行后喷射，其中，该后喷射是在通常的燃料喷射之后的另一次燃料喷射。
7.根据权利要求1到权利要求5中任何一个所述的再生设备，进一步包括柴油发动机(20)的燃料喷射器(22)，其中，所述控制器(40)被进一步编程为在将自动变速器(30)的速度比控制到所述目标速度比之后控制该燃料喷射器(22)以延迟喷射时间。
8.根据权利要求1所述的再生设备，其中，所述状况检测传感器(12)是一个用于检测所述过滤器的入口压力和出口压力之间的压差的压差传感器；以及其中，所述控制器(40)进一步被编程为当该压差大于预先确定的值时，判断需要对该过滤器(11)进行再生。
9.一种用于柴油机微粒过滤器(11)的再生设备，该柴油机微粒过滤器捕集从车辆柴油发动机(20)中排出的废气中的微粒，其中，该柴油发动机(20)通过自动变速器(30)将发动机扭矩输出到驱动轮，该再生设备包括用于存储一张图的装置，该图定义柴油发动机(20)的预先确定的运行范围，在该范围内，可能发生被捕集的微粒的自燃；用于检测柴油机微粒过滤器(11)的状况的装置；用于根据过滤器的状况判断是否需要进行该过滤器(11)的再生的装置；用于当需要对过滤器(11)进行再生时，将柴油发动机(20)的运行点修改到所述预先确定的运行范围内的一个点的装置；用于在所述修改的运行点，基于发动机转速设置自动变速器(30)的目标速度比的装置；以及用于将自动变速器(30)的速度比控制到目标速度比的装置。
10.根据权利要求9所述的再生设备，进一步包括用于检测车辆速度的装置，其中，所述的用于修改运行点的装置包括用于将柴油发动机(20)的运行点修改到在所述预先确定的运行范围内的、并维持所述车辆速度的一个点；以及其中，所述的用于设置目标速度比的装置包括用于在所述修改的运行点，基于检测到的车辆速度和发动机转速设置自动变速器(30)的目标速度比的装置。
11.一种用于柴油机微粒过滤器(11)的再生方法，该柴油机微粒过滤器捕集从车辆柴油发动机(20)中排出的废气中的微粒，其中，该柴油发动机(20)通过自动变速器(30)将发动机扭矩输出到驱动轮，该再生方法包括下列步骤存储一张图，该图定义柴油发动机(20)的预先确定的运行范围，在该范围内，可能发生被捕集的微粒的自燃；检测柴油机微粒过滤器(11)的状况；基于检测到的状况判断是否需要进行该过滤器(11)的再生；当需要对该过滤器(11)进行再生时，将柴油发动机(20)的运行点修改到所述预先确定的运行范围内的一个点；在所述修改的运行点，基于发动机转速设置自动变速器(30)的目标速度比；以及将自动变速器(30)的速度比控制到所述目标速度比。
12.根据权利要求11所述的再生方法，进一步包括检测车辆速度的步骤，其中，所述的用于修改运行点的步骤包括用于将柴油发动机(20)的运行点修改到在所述预先确定的运行范围内的、并维持所述车辆速度的一个点；以及其中，所述的用于设置目标速度比的步骤包括用于在所述修改的运行点，基于检测到的车辆速度和发动机转速设置自动变速器(30)的目标速度比。
全文摘要
一种用于柴油机微粒过滤器的再生设备，该过滤器过滤从车辆柴油发动机中排出的废气中的微粒，该再生设备包括状况检测传感器，用于检测柴油机微粒过滤器的状况；车速传感器，用于检测车辆速度，以及控制器，该控制器存储了一张图，该图定义柴油发动机预先确定的运行范围，在该范围内可再生过滤器。控制器被编程为将柴油发动机的运行点修改到预先确定的运行范围内的、并维持车辆速度的一个点。控制器还被编程为控制柴油发动机以在修改的运行点实现发动机转速；在修改的运行点基于维持的车辆速度和发动机转速设置自动变速器的目标速度比；以及将自动变速器的速度比控制到目标速度比。
文档编号B60W10/10GK1517520SQ200410001400
公开日2004年8月4日 申请日期2004年1月7日 优先权日2003年1月7日
发明者井上尊雄, 广, 田畑宗广, 一, 川岛纯一, 哉, 筒本直哉, 大竹真, 德, 近藤光德 申请人:日产自动车株式会社