专利名称：内燃机的控制装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的控制装置及控制方法，特别涉及备有排气净 化装置的内燃机的控制装置及控制方法，上述排气净化装置用于捕集、 氧化从柴油发动机排出的排气中的颗粒状物质，将排气净化。
背景技术：
众所周知，在柴油发动机的排气中，已知含有以碳为主要成分的
颗粒状物质(下面称为PM (Particulate Matter)),该PM是大气污 染的成因。为此，已往提出了各种从排气中捕集并除去这些颗粒状物 质的装置或方法。
例如，强制地喷射供给燃料，使柴油颗粒过滤器(DPF)的温度 上升，将捕集到的PM氧化、燃烧，或从排气中的NO生成N02，利 用NCh使PM氧化(例如日本特表2002-531762号公报)，或者，采 用催化剂化DPF，实现PM的氧化(例如日本特开平6-272541号公报、 日本特开平9-125931号公报)等。但是，作为强制地喷射供给燃料的 方法，存在着燃料消耗量恶化的问题。另外，日本特表2002-531762 号公报记载的方法中，由于N02使PM氧化的速度不够，所以，要完 全地把从发动机排出的PM氧化除去是很困难的。另外，日本特开平 6-272541号公报、日本特开平9-125931号公报记载的采用催化剂化 DPF的方法中，由于催化剂和PM都是固体，所以二者不能充分接触， 存在着PM的氧化反应不充分的问题。
因而，最近，提出了采用氧化力比N02强的臭氧03将PM氧化 来进行处理的技术(例如，日本特开2005-502823号公才艮)。在该日本 特开2005-502823号>^报记载的对柴油发动机的排气进行后处理的方 法及装置中，在颗粒过滤器的上游，设置利用等离子体从排气中生成
4作为氧化剂的臭氧03或二氧化氮N02的装置，根据排出气体的温度， 在低温时选择釆用臭氧及二氧化氮，在高温时选择采用二氧化氮，这 样，把被颗粒过滤器捕集到的煤灰氧化除去。
但是，在日本特开2005-502823号公报记载的、对柴油发动机的 排气进行后处理的方法及装置中，由于采用氧化力比N02强的臭氧 03，所以能提高将PM氧化除去的能力。但是，氧化力强的臭氧，在 进入颗粒过滤器前可能会先与排气中的NOx或HC反应而被消耗掉， 能用于PM的氧化除去的臭氧量减少，不能得到充分的净化效率，存 在着PM的氧化速度降低的问题。
发明内容
本发明的目的是，提供用臭氧将PM氧化除去时能有效地使用臭 氧的内燃机的控制装置及控制方法。
为了实现上述目的，本发明的一实施方式的内燃机的控制装置， 其特征在于，备有捕集排气通路内的排气中的颗粒状物质的颗粒状 物质捕集装置；从该颗粒状物质捕集装置的上游侧，将臭氧供给到该 颗粒状物质捕集装置的臭氧供给机构；在该臭氧供给机构执行臭氧供 给时，停止内燃机的燃料喷射的燃料喷射停止机构。
根据本发明的一实施方式，由于在执行臭氧供给时，内燃机的燃 料喷射被停止，所以，可以避免在内燃机的排气(基本上是空气)中 含有NOx、 HC等的臭氧消耗成分，这样，可将供给臭氧有效地用于 颗粒状物质捕集装置的PM氧化。
另外，优选的是，还备有预测机构，该预测机构，在上述燃料喷 射停止机构停止了燃料喷射时，预测上述颗粒状物质捕集装置的温度 是否异常上升；当上述预测机构未预测到上述颗粒状物质捕集装置的 温度异常上升时，上述燃料喷射停止机构执行燃料喷射停止。
燃料喷射被停止时，比较大量的空气流入颗粒状物质捕集装置， 受该空气的影响，堆积在颗粒状物质捕集装置上的PM瞬间燃烧，颗 粒状物质捕集装置的温度异常上升，可能会造成颗粒状物质捕集装置的溶损、开裂。根据该优选实施方式，由于在上述预测机构未预测到 上述颗粒状物质捕集装置的温度异常上升时，执行燃料喷射停止，所 以，可切实避免该颗粒状物质捕集装置的溶损、开裂。
另外，优选的是，还备有温度检测机构，该温度检测机构检测流 入上述颗粒状物质捕集装置的排气的温度或上述颗粒状物质捕集装置
的床温；上述燃料喷射停止机构执行了燃料喷射停止后，在上述温度 检测机构检测到的温度下降到低于第1预定值之前，不执行臭氧供给， 在该检测到的温度下降到低于第l预定值后，执行臭氧供给。
臭氧具有适合于PM氧化的温度窗，当成为比该温度窗高的温度 时，臭氧就热分解而消失掉。根据该优选实施方式，上述燃料喷射停 止机构执行了燃料喷射停止后，在上述温度检测机构检测到的温度低 于第l预定值之前，不执行臭氧供给，在该检测到的温度低于第l预 定值后，执行臭氧供给。因此，在该检测出的温度低于第l预定值之 前，可以防止无用地供给臭氧而使其消失掉，在该检测出的温度低于 第1预定值后，可以防止臭氧消失，将臭氧用于PM氧化，有效地利 用臭氧。
另外，优选的是，当上述预测机构预测到上述颗粒状物质捕集装 置的温度异常上升时，上述燃料喷射停止机构不执行燃料喷射停止， 这时，执行臭氧供给或执行预定的强制再生控制。
由于上述预测机构预测到上述颗粒状物质捕集装置的温度异常上 升时，上述燃料喷射停止机构不执行燃料喷射停止，所以，假如臭氧 被供给，则其至少一部分必然地与NOx、 HC等的排气中的臭氧消耗 成分反应而被消耗掉。但是，即便是这样，执行臭氧供给时，由于排 气中的NO与臭氧反应，生成氧化力比较强的二氧化氮N02，所以， 可用该臭氧和二氧化氮将堆积PM氧化除去。另外，通过执行预定的 强制再生控制，也能将堆积PM氧化。
另外，上述预测机构，也可以把上述温度检测机构检测出的温度 与第2预定值比较，判断上述颗粒状物质捕集装置有无温度异常上升。
本发明的另一实施方式的内燃机的控制方法，其特征在于，备有从捕集排气通路内的排气中的颗粒状物质的颗粒状物质捕集装置的上
游侧将臭氧供给到该颗粒状物质捕集装置的步骤；在执行该臭氧供给 时，停止内燃机的燃料喷射的步骤。
另外，优选的是，还备有在上述燃料喷射停止了时，预测上述颗
粒状物质捕集装置的温度是否异常上升的步骤；在该预测步骤未预测
到上述颗粒状物质捕集装置的温度异常上升时，执行上述燃料喷射停 止步骤。
另外，优选的是，还备有检测流入上述颗粒状物质捕集装置的排
气的温度或上述颗粒状物质捕集装置的床温的步骤；在上述燃料喷射 步骤执行了燃料喷射停止后，在由上述温度检测步骤检测到的温度低 于第l预定值之前，不执行上述臭氧供给步骤，在该检测出的温度低 于第l预定值后，执行上述臭氧供给步骤。
另外，优选的是，当上述预测步骤预测到上述颗粒状物质捕集装 置的温度异常上升时，不执行上述燃料喷射停止步骤，这时，执行上 述臭氧供给或执行预定的强制再生控制。
优选的是，在上述预测步骤中，把由上述温度检测步骤检测到的 温度与第2预定值比较，判断上述颗粒状物质捕集装置有无温度异常 上升。
根据本发明，可以发挥在利用臭氧将PM氧化除去时能有效地使 用臭氧这一优异的效果。
'图l是表示本发明实施方式的内燃机的控制装置的系统图。 图2是表示DPF的壁流型蜂窝构造体的断面图。 图3是DPF再生控制的第1方式的流程图。 图4是DPF再生控制的第2方式的流程图。
具体实施例方式
下面，参照
本发明的实施方式。图1是概略表示本发明实施方式的内燃机的控制装置的系统图。
图中，IO是内燃机、即发动机，本实施方式中，是压缩点火式内燃机、 即柴油发动机。ll是与吸气口连通着的吸气歧管，12是与排气口连通 着的排气歧管，13是燃烧室。本实施方式中，从图未示的燃料箱供给 到高压泵17的燃料，被高压泵17压送到共轨18，蓄压成高压状态， 该共轨18内的高压燃料，从燃料喷射阀14直接喷射供给到燃烧室13 内。从柴油发动机10出来的排气，从排气歧管12经过了涡轮式压送 机19后，流到其下游的排气通路15，经过后述的净化处理后排出到 大气中。另外，柴油发动机的形态并不限定于这样的备有共轨式燃料 喷射装置的发动机。另外，也可以是备有EGR装置等其它排气净化 设备的发动机。
在排气通路15中，配置作为捕集排气中颗粒状物质(PM)的颗 粒状物质捕集装置的柴油颗粒过滤器(下面称为DPF) 30。并且，设 有从DPF30的上游側把臭氧(03)供给该DPF30的臭氧供给机构。 如图所示，臭氧供给机构备有臭氧供给喷嘴40和作为臭氧发生机构的 臭氧发生器41，该臭氧供给喷嘴40配置在DPF30上游侧的排气通路 15内，该臭氧发生器41通过臭氧供给通路42与臭氧供给喷嘴40连 接着。臭氧发生器41产生的臭氧，通过臭氧供给通路42供给到臭氧 供给喷嘴40，同时从该臭氧供给喷嘴40朝着下游侧的DPF30喷射供 给到排气通路15内。
DPF30,通过图未示的支承部件，收容支承在两端部形成为截头 圆锥状的大致圆筒形的金属制壳体31内。支承部件具有绝缘性、耐热 性、緩沖性等，例如由氧化铝垫构成。
如图2所示，DPF30是所谓的壁流型，备有由多孔质陶资构成的 蜂窝构造体32。蜂窝构造体32由堇青石、硅、氧化铝等的陶资材料 形成。排气如箭头所示地从图中左侧向右侧流动。在蜂窝构造体32， 交替地划分形成上游侧的有栓塞33的第1通路34、和下游侧的有栓 塞35的第2通路36，成为蜂窝状。这些通路34、 36也称为小室，都 与排气的流动方向平行。排气从图中左侧向右侧流动时，排气从第2通路36通过多孔质陶瓷的流路壁面37流入第l通路34，流到下游侧。 这时，排气中的PM被多孔质陶瓷捕集，防止PM排放到大气中。这 样，排气通过流路壁面，这时，把过滤捕集PM的过滤器形式称为壁 流型。
本实施方式的DPF30是所谓的催化剂化DPF，即，在第2通路 36的内壁面上，载持或涂敷由Pt等贵金属构成的催化剂38。这样， DPF30不仅捕集PM，还能用该催化剂38除去排气中的有害成分(CO、 HC、 NOx等)。
作为臭氧发生器41，可以采用使作为原料的空气或氧气一边在可 施加高电压的放电管内流动一边产生臭氧这样形式的臭氧发生器，也 可采用其它任意形式的臭氧发生器。这里，作为原料的空气或氧气， 与专利文献4的场合不同，是从排气通路15外取入的气体、例如是外 气中含有的气体，而不是专利文献4那样的、排气通路15内的排气中 所含的气体。在臭氧发生器41中，采用低温的原料气体时要比采用高 温的原料气体时的臭氧生成效率高。因此，如此采用排气通路15外的 气体生成臭氧，与专利文献4的场合相比，可提高臭氧生成效率。
为了使从臭氧供给喷嘴40喷射供给的臭氧不与排气中的NOx、 HC反应而白白消耗掉，该臭氧供给喷嘴40配置在DPF30的正上游 位置，从这里向DPF供给臭氧，详细情况在后叙述。另外，为了将臭 氧不遗漏地供给到DPF30的整个上游端面，该臭氧供给喷嘴40具有 遍及DPF30的上游端面的整个直径的若干个臭氧供给口 43。臭氧供 给喷嘴40插入配置在DPF30的壳体31内，沿壳体31的直径方向延 伸并固定在壳体31上。另外，臭氧供给喷嘴40的形态也可以是其它 各种形态。例如，只有一个臭氧供给口的形态时，臭氧供给口与DPF 的上游端面的距离，隔开能使臭氧不遗漏地遍布到DPF整个上游端面 的距离即可。
本实施方式中，设有检测DPF30中的PM堆积量以及堵塞程度的 机构。即，在DPF30的上游側及下游側的排气通路15中，设有检测 各排气压力的排气压传感器51、 52，这些排气压传感器51、 52与作为控制机构的ECU100连接。ECUlOO根据由上游側排气压传感器51 检测到的上游侧排气压Pu与由下游侧排气压传感器52检测到的下游 侧排气压Pl的偏差dP，判断DPF30中的PM堆积量及堵塞程度。
另外，本实施方式中，是根据DPF30的上下游侧的压差，检测 PM堆积量及堵塞程度，但是，也可以只用配置在DPF30上游侧的一 个排气压传感器，检测堆积量及堵塞程度。另外，也可以求出配置在 DPF上游侧的煤灰传感器的煤灰信号的时间积分，检测堵塞程度。同 样地，也可以评价与煤灰生成有关的、保存在ECU内的发动机特性 图表数据，进行时间的积分。
本实施方式中，设有检测流入DPF30的排气的温度或DPF床温 的机构。本实施方式中，在DPF30的正上游位置，设置了检测流入 DPF30的排气的温度的温度传感器53, ECU100根据该温度传感器53 的检测信号，算出DPF30正上游位置处的排气温度。该温度传感器 53检测臭氧供给喷嘴40与DPF30之间位置的排气温度。另外，温度 传感器53的温度检测部(如果是热电偶时，则是其前端)最好位于 DPF30的上游端面的中心附近。为了检测DPF内部的床温，温度传 感器的温度检测部也可以埋入在DPF30的内部。上述传感器51、 52、 53都安装在壳体31上。
本实施方式中，备有用于控制共轨式柴油发动机10的通常构造。 ECU100备有包含CPU、 ROM、 RAM、 A/D转换器及输入输出接口 等的微机，从包含上述传感器51、 52、 53的各种传感器类输入信号， 根据这些信号进行预定的计算处理，控制燃料喷射阀14、高压泵17 及臭氧发生器41等的动作。
上述传感器类，包含检测发动机10的曲柄角的曲柄角传感器(图 未示)、检测加速器开度的加速器开度传感器(用附图标记55表示)、 检测共轨压的压力传感器(图未示)、水温传感器(图未示)等。ECU100 根据曲柄角传感器的输出脉冲算出发动机旋转速度，同时根据该发动 机旋转速度以及由加速器开度传感器检测出的加速器开度，用预定的 图表等算出燃料喷射量。然后，控制燃料喷射阀14，以便以预定的时间喷射该燃料喷射量。
另外，ECU100也控制臭氧的供给。即，当ECU100开启臭氧发 生器41时，由臭氧发生器41产生臭氧，该产生的臭氧通过臭氧供给 通路42到达臭氧供给喷嘴40,从臭氧供给喷嘴40朝着下游侧的 DPF30喷射供给。另外，当ECU100关闭臭氧发生器41时，该臭氧 的供给停止。另外，ECU100控制对臭氧发生器41提供的电力供给量， 这样也控制臭氧供给量。
根据本实施方式，由于从DPF30的上游侧对DPF30供给臭氧， 所以，可利用该供给的臭氧，把堆积在DPF30上的PM氧化或燃烧而 除去。经过这样的过程，DPF30得到再生，可再次发挥本来的性能。
但是，由于臭氧被直接地供给到排气中，所以，该臭氧在到达 DPF30之前，与排气中的PM以外的成分、典型的为HC、 NOx反应 而消耗掉，存在着DPF30中的PM净化效率低的问题。
下面，说明NOx与臭氧的反应消耗，臭氧03与排气中的NOx、 尤其是与NO反应时，其反应式如下式所示。 NO+03 —N02+02 …(1)
该反应生成的N02,再与臭氧03进行下式的反应。 N02+03 — N03+02 …(2)
然后，该反应生成的N03,如下式地分解。 2N03 —2N02+02... (3)
在此，从(l)式可见，在NO的氧化中，臭氧03被消耗，另夕卜， 从(2)式可见，在N02的氧化中，臭氧03被消耗。并且，从(3) 式可见，右边的N02成为(2)式左边的N02,因此，为了将该(2) 式左边的N02氧化，臭氧03被消耗。
这样，NOx与臭氧反复地连锁反应。因此，即使在DPF30的正前 面供给臭氧，只要该位置的排气中含有NOx,则在NOx的氧化、分解 中臭氧就被消耗，能供给到DPF30的臭氧量就减少。由于在臭氧发生 器41生成臭氧需要电力，所以，该臭氧的无用消耗也造成电力的无用 消耗，进而可能导致燃料消耗量的恶化。
ii为此，本实施方式中，设置了在执行臭氧供给时停止发动机10
的燃料喷射的燃料喷射停止机构。这样，在执行臭氧供给时，如果停
止了发动机10的燃料喷射，则可以避免在发动机10的排气中含有 NOx、 HC等的臭氧消耗成分，也就是说，发动机10的排气基本上是 空气，这样，可以把供给的全部臭氧量用于DPF30的PM净化，可大 大提高DPF30中的PM净化效率。
下面，说明包含该燃料喷射停止、即燃料切断的本实施方式的DPF 再生控制。\02。 1\02的氧 化力虽然不像臭氧那样强，但也能将PM氧化。结果，堆积在DPF上 的PM被这些臭氧和N02渐渐氧化除去。
在步骤S102,预测执行了燃料切断时DPF的温度是否异常上升。 即，执行燃料切断时，比较大量的空气流入DPF,受该空气的影响， 堆积在DPF上的PM瞬间燃烧，会产生与前述同样的DPF的溶损、 开裂的不良状况。当DPF流入排气温度达到一定程度以上的高温时， 容易引起上述的温度异常上升，本实施方式这样的带催化剂的DPF比 无催化剂的DPF容易引起上述的温度异常上升，另外，汽油发动机那 样的在理论空燃比附近运转的发动机，比柴油发动机容易引起上述的 温度异常上升。
在该步骤S102，用DPF流入排气温度进行上述那样的DPF温度 异常上升的判断。即，ECU100把温度传感器53检测到的DPF流入 排气温度T与预先存储着的预定值T0 (本发明中所说的第2预定值) 比较。并且，当DPF流入排气温度T小于预定值TO时，预测即使执 行燃料切断的话DPF温度也不异常上升，进入步骤S103,执行燃料 切断。另一方面，当DPF流入排气温度T为预定值T0以上时，预测 如果执行燃料切断的话则DPF温度会异常上升，进入步骤S107，不 执行燃料切断。这样，可以说，预定值T0是即使执行燃料切断也能
13保证DPF性能的最高温度。这样，不执行燃料切断，可以切实避免前 述那样由于执行燃料切断而造成DPF溶损、开裂的不良状况。
在步骤S103,执行了燃料切断后，进入步骤S104， ECU100把 DPF流入排气温度T与预先储存着的预定值Tl(本发明中所说的第1 预定值)比较(但是TKTO )。该预定值Tl是能将臭氧单独用于PM 氧化的最高温度，通常，是臭氧不热分解、可生存的温度范围(温度 窗)中的最高温度(例如250°C)。另外，该预定值Tl，是也考虑到 温度传感器53的位置、DPF的位置、流入DPF的气体量等而设定的 值。
当DPF流入排气温度T为预定值T1以上时，认为即使供给了臭 氧，也有热分解而消失的臭氧，所以，从臭氧的有效利用观点考虑， 不执行臭氧供给，结束本程序。另一方面，当DPF流入排气温度T 小于预定值T1时，认为臭氧不热分解、可有效地用于堆积PM的除 去，所以，进入步骤S105，将臭氧发生器41开启，执行臭氧供给， 只用臭氧将堆积在DPF上的PM氧化除去。
这里，在最初执行步骤S104时，即使T>T1 (S104: NO )，由 于执行燃料切断，所以在反复执行步骤S104的过程中，不久成为T<T1 (S104: YES)，可以只用臭氧将PM氧化除去。也就是说，这里执行 的控制是，等待排气温度降低到使臭氧不消失的温度，这样，也能有 效地利用臭氧。
另一方面，在步骤S107，在不执行燃料切断后，进入步骤S108。 在该步骤S108以后，根据DPF流入排气温度T，选择地进行利用臭 氧的PM除去(S109)、或者利用预定的强制再生控制的PM除去 (S110)。
在步骤S109，执行臭氧供给，如上述反应式所示，生成二氧化氮 N02,用这些臭氧03和二氧化氮N02，将堆积在DPF上的PM氧化 除去。另外，对于用臭氧进行的PM氧化，如前所述，有适当的温度 窗(例如T1-250。C以下)，对于二氧化氮N02也同样地有适当的温度 窗，其最高温度例如是T2-450。C。这样，二氧化氮N02与臭氧相比，
14可在高温区域将PM氧化。
另一方面，在步骤S110，除了通常的燃料喷射外，还在比其延迟 的时间(例如膨胀行程)内另外喷射供给燃料，借助该追加喷射的燃 料，使DPF的温度上升，将堆积在DPF上的PM氧化除去。另外， 也有其它的方法，例如，在通常的喷射时间(例如压缩上死点附近) 喷射比通常的燃料喷射量多的燃料的强制再生控制的方法，或者设置 另外的PM氧化用喷射器而从这里喷射燃料的强制再生控制的方法。
在步骤S108， ECU100把DPF流入排气温度T与预先存储着的 预定值T2比较。为方便起见，把T2称为第3预定值。T1<T0<T2。 当DPF流入排气温度T为预定值T2以下时，执行S109的处理，当 DPF流入排气温度T大于预定值T2时，执行S110的处理。
在S109的处理中，由于不执行燃料切断，所以，臭氧被排气中的 HC、 NOx消耗，而且，由于排气温T是臭氧能热分解的高温(TKT0 <T<T2)，所以，供给的臭氧不一定能用于全部量PM的除去，PM 除去效率不一定高。因此，燃料消耗率方面不一定有利。另一方面， 在S110的处理中，除了通常的燃料喷射外，还进行PM氧化用的燃料 喷射，所以，在燃料消耗率方面显然不利。
将两者相比较时，S108的判断能分清哪一种方法在燃料消耗率方 面有利。即S108 ~ S110中，根据DPF流入排气温度T,采用燃料消 耗率方面有利的任意一种方法，进行PM氧化处理。预定值T2,是 S109的臭氧处理比S110的强制再生控制在燃料消耗率方面有利的温 度区域中的最高温度。当DPF流入排气温度T为预定值T2以下时， 可以说是臭氧可能消失的高温区，是较低温侧，所以，执行臭氧供给， 用臭氧03和二氧化氮N02进行PM氧化。另一方面，当DPF流入排 气温度T上升大于预定值T2时，臭氧的消失显著，采用臭氧在燃料 消耗率方面是非常不利的，所以，不执行臭氧供给，用追加的燃料喷 射进行PM氧化。
下面，说明预定值T0和T2的大小关系。这些预定值都是比臭氧 可生存温度区域中的最高温度T1高的温度，而如前所述，温度T0是即使执行燃料切断也能保证DPF性能的最高温度，温度T2是臭氧处 理比强制再生控制能发挥燃料消耗率优点的最高温度。
这里所述的控制程序是T0<T2的情形。这时，例如涂敷在DPF 上的催化剂的氧化性能比较高，PM氧化时在DPF中可产生很高的热。 因此，这时，执行了燃料切断时，比较容易引起DPF的异常升温，必 须把不执行(中止)燃料切断的温度阈值TO设定在比较低温侧。
但是，例如，有时涂敷在DPF上的催化剂的氧化性能比较低、或 者在DPF上完全没有涂敷催化剂，PM氧化时，在DPF上不产生那 样高的热。这时，预定值TO可以设定为更高的温度，预定值T0、 T2 的大小关系反转，成为T2<T0。这样，在排气温度为比较高温的预定 值T0以上时，只要不执行(中止)燃料切断即可，所以，燃料切断 执行温度区域扩大，即，执行燃料切断的上限温度成为更高温，能有 效利用臭氧的温度区域扩大。
那么，下面说明该T2<T0时可实施的DPF再生控制的第2方式。
[DPF再生控制的第2方式
图4表示DPF再生控制的第2方式的控制程序。该程序也由 ECU100以预定周期反复执行。该程序中，与DPF流入排气温度有关 的三个预定值T0、 Tl、 T2的大小关系是T1<T2<T0，尤其是预定值 T0、 T2的大小关系反转。与前述同样地，T1例如是250。C, T2例如 是450'C 。该程序也是在发动机10是能切断燃料的运转状态时执行。
该程序中的步骤S201 ~ S207，分别与第1方式的步骤S101 ~ S107 相同。不同之处是，上述第l方式(见图3)中，在S107不执行燃料 切断后，在S108进行流入排气温度T与预定值T2的比较，根据其结 果执行臭氧供给(S109)或强制再生控制(SllO)，但第2方式中，在 S207不执行燃料切断后，在S210立即执行与前述S110同样的强制再 生控制。
如前所述，在第2方式的场合，由于T2〈T0，所以，在步骤S202 否定判断(NO)时，T0《T即T2〈T成立。因此，采用臭氧在燃料消 耗率方面几乎没有优点，所以不采用臭氧供给，而采用强制再生控制
16进行PM的氧化除去。
上面说明了本发明的实施方式，但本发明也可以采用其它的实施 方式。例如，上述实施方式中，是采用壁流型DPF作为PM捕集装置， 但也可以采用其它各种过滤器构造。例如，可以是静电捕集式的直流 型过滤器，该过滤器中，在存在于排气中的一对电极间施加直流电压， 产生放电，例如使PM带负电，用静电力将PM吸附在正电侧或接地 侧的电极上。因此，PM捕集装置形成为正电侧或接地侧的电极。基 材的形状及构造，除了上述那样的蜂窝状外，也可以是板状、筒状、 颗粒状、网状等。
本实施方式中，臭氧供给时，是将臭氧发生器开启，直接供给生 成的臭氧，但也可以预先生成臭氧并储存起来，通过切换阀来供给臭 氧。另外，也可以用泵、压缩机等将臭氧加压供给。
另外，例如也可以在DPF的正上游侧设置空燃比传感器，该空燃 比传感器检测到相当于燃料切断时的空燃比时(或进行相当于燃料切 断时的输出时)，执行臭氧供给。在燃烧室侧即使燃料切断，在其影响 波及到DPF之前都有时间滞后，这样，可切实地将臭氧消失成分排出 后执行臭氧供给，可有效利用臭氧。另外，这时，ECU100除了满足 S104(或S204)的T〈T1条件外，还满足"检测出的空燃比为相当于 燃料切断时的空燃比"(或"空燃比传感器进行相当于燃料切断时的输 出")这一条件时，执行S105 (或S205 )的臭氧供给。
上述实施方式中，是根据DPF流入排气温度进行控制的，但是， 也可以4艮据DPF床温进行控制。
本发明除了适用于作为压缩点火式内燃机的柴油发动机外，也适 用于可能产生PM的所有内燃机。例如，适用于直喷的火花点火式内 燃机，具体地说，适用于直喷稀薄混合燃烧汽油发动机。该发动机中， 虽然燃料被直接喷射到缸内燃烧室，但是，在燃料喷射量多的高负荷 区域，燃料燃烧不尽，可能产生PM。将本发明用于这种发动机，也 能充分期待与前述同样的作用效果。
从上面的说明可知，本实施方式中，ECU100中的执行S104或S204的部分，构成本发明中所说的燃料喷射停止机构，另外，ECU100 中的执行S102或S202的部分，构成本发明中所说的预测机构，进而 温度传感器53及ECU100构成本发明中所说的温度检测机构。
本发明的实施方式并不只限定于前述实施方式，包含在由权利要 求书范围规定的本发明构思内的一切变型例、应用例、等同物均包含 在本发明中。因此，本发明不应被限定性解释，也适用于属于本发明 构思范围内的其它任意技术。
工业实用性
本发明可适用于备有颗粒状物质捕集装置的内燃机，上述颗粒状 物质捕集装置用于捕集排气通路内的排气中的颗粒状物质。
权利要求
1. 一种内燃机的控制装置，其特征在于，备有颗粒状物质捕集装置，该颗粒状物质捕集装置捕集排气通路内的排气中的颗粒状物质；臭氧供给机构，该臭氧供给机构用于从该颗粒状物质捕集装置的上游侧将臭氧供给到该颗粒状物质捕集装置；以及燃料喷射停止机构，该燃料喷射停止机构在由该臭氧供给机构执行臭氧供给时停止内燃机的燃料喷射。
2. 如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，还备有 预测机构，该预测机构在由上述燃料喷射停止机构停止了燃料喷射时 预测上述颗粒状物质捕集装置的温度是否异常上升；当未由上述预测机构预测到上述颗粒状物质捕集装置的温度异常 上升时，上述燃料喷射停止机构执行燃料喷射的停止。
3. 如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，还 备有温度检测机构，该温度检测机构检测流入上述颗粒状物质捕集装 置的排气的温度或者上述颗粒状物质捕集装置的床温；在由上述燃料喷射停止机构停止燃料喷射后，在由上述温度检测 机构检测到的温度下降到低于第l预定值之前，不执行臭氧供给，当 该检测到的温度下降到低于第l预定值之后，执行臭氧供给。
4. 如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，在由上 述预测机构预测到上述颗粒状物质捕集装置的温度异常上升时，上述 燃料喷射停止机构不执行燃料喷射的停止，这时，执行臭氧供给或者 执行预定的强制再生控制。
5. 如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，还备有 温度检测机构，该温度检测机构检测流入上述颗粒状物质捕集装置的 排气的温度或者上述颗粒状物质捕集装置的床温；上述预测机构对由上述温度检测机构检测到的温度和第2预定值 进行比较，判断有无上述颗粒状物质捕集装置的温度异常上升。
6. —种内燃机的控制方法，其特征在于，备有 从捕集排气通路内的排气中颗粒状物质的颗粒状物质捕集装置的上游侧将臭氧供给到该颗粒状物质捕集装置的步骤；在执行该臭氧供给时，停止内燃机的燃料喷射的步骤。
7. 如权利要求6所述的内燃机的控制方法，其特征在于，还备有 在上述燃料喷射停止时预测上述颗粒状物质捕集装置的温度是否异常 上升的步骤；在未由该预测步骤预测到上述颗粒状物质捕集装置的温度异常上 升时，执行上述停止燃料喷射的步骤。
8. 如权利要求6或7所述的内燃机的控制方法，其特征在于，还 备有检测流入上述颗粒状物质捕集装置的排气的温度或者上述颗粒状 物质捕集装置的床温的步骤；在由上述燃料喷射停止步骤停止了燃料喷射后，在由上述温度检 测步骤检测到的温度下降到低于第l预定值之前，不执行上述供给臭 氧的步骤，在该检测到的温度下降到低于第l预定值之后，执行上述 供给臭氧的步骤。
9. 如权利要求7所述的内燃机的控制方法，其特征在于，在由上 述预测步骤预测到上述颗粒状物质捕集装置的温度异常上升时，不执 行上述停止燃料喷射的步骤，这时，执行上述的臭氧供给或执行预定 的强制再生控制。
10. 如权利要求7所述的内燃机的控制方法，其特征在于，还备 有检测流入上述颗粒状物质捕集装置的排气的温度或者上述颗粒状物 质捕集装置的床温的步骤；在上述预测步骤中，对由上述温度检测步骤检测到的温度和第2 预定值进行比较，判断有无上述颗粒状物质捕集装置的温度异常上升。
全文摘要
本发明提供的内燃机的控制装置，备有捕集排气通路(15)内的排气中的微颗粒(PM)的PM捕集装置(30)、为了将堆积在PM捕集装置(30)上的PM氧化除去而从上游侧将臭氧供给到该PM捕集装置(30)的臭氧供给机构(40、41、42)、在该臭氧供给机构执行臭氧供给时停止内燃机(10)的燃料喷射的燃料喷射停止机构(100)。在执行臭氧供给时，可以避免内燃机的排气中含有NO<sub>X</sub>等的臭氧消耗成分，可有效地使用臭氧。
文档编号F01N3/02GK101460716SQ200780021018
公开日2009年6月17日 申请日期2007年7月4日 优先权日2006年7月5日
发明者井部将也, 垣花大, 平田裕人 申请人:丰田自动车株式会社