УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ Российский патент 2019 года по МПК F01N3/10 F01N3/36 F01N9/00 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к устройству управления двигателем и, в частности, к устройству управления для дизеля, включающего в себя катализатор в выпускном трубопроводе.

Предпосылки изобретения

[0002]

Известно традиционное управление повышением температуры, в котором окислы серы (к которым относятся SO₂ или SO₃, в общем называемые «SOx» - когда окислы серы не различаются в дальнейшем) регулярно десорбируются из катализатора, расположенного в выпускном трубопроводе дизеля. Например, JP 2017-106381 A - это публикация, касающаяся такого управления повышением температуры. В этой публикации раскрыт способ оценки количества SOx, высвобождаемого из катализатора в состоянии SO₃, путем моделирования реакции SOx в катализаторе. SO₃ становится туманом за счет растворения в H₂O, и визуально распознается как сульфатный белый дым. В вышеуказанном способе, целевая температура слоя катализатора определяется так, чтобы количество SO₃, высвобождаемое из катализатора, оцениваемое при моделировании, - не противоречило ограничениям на сульфатный белый дым.

[0003]

Ниже приведен список патентных публикаций, которые заявитель упоминает в качестве уровня техники для вариантов осуществления настоящего изобретения.

Патентная публикация 1: JP2017-106381A

Патентная публикация 2: JP2015-169105A

Сущность изобретения

[0004]

В частности, в способе приведенной выше публикации, моделируются реакция, в которой SOx, втекающие в катализатор, адсорбируется и десорбируется на катализаторе, и реакция, в которой SO₂ окисляется и превращается в SO₃ в составе SOx, проходящих через катализатор. Однако, реакция SOx в катализаторе представляет собой не только адсорбцию/десорбцию на катализаторе или реакцию окисления SO₂. То есть, когда топливо добавляется к отработавшим газам (ОГ) при управлении повышением температуры катализатора, - в катализаторе протекает реакция восстановления от SO₃ до SO₂. В способе вышеприведенной публикации, реакция восстановления SO₃ на катализаторе не моделируется. По этой причине, согласно способу вышеупомянутой публикации, существует угроза того, что количество SOx, высвобождаемое из катализатора в виде SO₃, оценивается как большее, чем фактическое количество SOx. В этом случае, поскольку целевая температура слоя катализатора установлена ниже фактической допустимой температуры, период управления повышением температуры продлевается, и топливная экономичность ухудшается.

[0005]

Настоящее изобретение было сделано с учетом вышеописанных проблем. Задача настоящего изобретения - создание устройства управления двигателем, способного сдерживать затяжку управления повышением температуры в катализаторе при одновременном подавлении образования белого дыма, вызванного десорбируемым SOx, за счет принятия во внимание восстановительной реакции в катализаторе при управлении повышением температуры.

[0006]

Для решения вышеописанной проблемы, настоящее раскрытие представляет собой устройство управления двигателем, включающее в себя очищающее устройство, предусмотренное в выпускном трубопроводе дизеля, средство подачи топлива - для подачи несгоревшего топлива в очищающее устройство, и средство управления, которое осуществляет управление повышением температуры очищающего устройства до целевой температуры в температурном диапазоне, в котором сжигаются твердые частицы, - за счет подачи несгоревшего топлива из средства подачи топлива. Средство управления включает в себя средство получения температуры, средство оценки количества втекающего SOx, средство оценки конечного распределения адсорбированного SOx, средство оценки количества проходящего SO₃, средство оценки скорости восстановления SO₂, средство вычисления количества допустимого для десорбции SO₃ и средство вычисления целевой температуры. Средство получения температуры получает характерную температуру, которая является характерной величиной для очищающего устройства в каждый заданный период управления. Средство оценки количества втекающего SOx оценивает количество SOx, текущего внутрь очищающего устройства, - как количество втекающего SOx в каждый период управления. Средство оценки конечного распределения адсорбированного SOx оценивает конечное распределение адсорбированного SOx, используя количество втекающего SOx и характерную температуру в каждый период управления; конечное распределение адсорбированного SOx выражено в виде графика, на котором количество SOx, которое, окончательно адсорбируется на очищающем устройстве при каждом значении температуры в процессе повышения температуры очищающего устройства - выражено зависимостью от характерной температуры. Средство оценки количества проходящего SO₃ оценивает количество SOx, которое втекает внутрь очищающего устройства в состоянии SOx, и проходит без адсорбции на очищающем устройстве с последующим преобразованием в состояние SO₃, - как количество проходящего SO₃ в каждый период управления, используя расход SOx и характерную температуру. Средство оценки скорости восстановления SO₂ оценивает скорость восстановления SO₂, представляющую собой скорость восстановления SO₃ в SO₂ в очищающем устройстве. Средство вычисления количества допустимого для десорбции SO₃ вычисляет количество SO₃, которое может быть десорбировано из очищающего устройства в качестве допустимого количества десорбции SO₃ в каждый период управления, используя количество ограничиваемого SO₃ со стороны ниже по потоку относительно очищающего устройства, что соответствует ограничению в отношении сульфатного белого дыма, - используя количество проходящего SO₃ и скорости восстановления SO₂. Средство вычисления целевой температуры вычисляет целевую температуру в каждый период управления, используя конечное распределение адсорбированного SOx и количество допустимого для десорбции SO₃.

[0007]

В настоящем раскрытии, средство оценки скорости восстановления SO₂ может быть выполнено с возможностью оценки скорости восстановления SO₂ на основе соотношения между скоростью восстановления SO₂, подаваемого количества несгоревшего топлива из средства подачи топлива и количества газа, втекающего внутрь очищающего устройства.

[0008]

В настоящем раскрытии, средство оценки количества проходящего SO₃ может быть выполнено с возможностью оценки коэффициента насыщения SOx в очищающем устройстве в каждом периоде управления с использованием распределения адсорбированного SOx, выраженного в виде графика, где количество SOx, адсорбируемого на очищающем устройстве при каждой температуре во время повышения температуры очищающего устройства, - выражено зависимостью от характерной температуры очищающего устройства, а распределение насыщения SOx - выражено в виде графика, где максимальное количество SOx, адсорбируемое на очищающем устройстве при каждой температуре во время повышения температуры очищающего устройства, - выражено зависимостью от температуры очищающего устройства, с возможностью оценки количества SOx, которое втекает внутрь очищающего устройства и вновь адсорбируется на очищающем устройстве - в качестве вновь адсорбируемого количества SOx в каждый период управления, с использованием количества втекающего SOx и коэффициента насыщения SOx, с возможностью оценки количества SOx, которое втекает внутрь очищающего устройства и проходит без адсорбирования на очищающем устройстве - в качестве количества проходящего SOx, используя количество вновь адсорбируемого SOx, и с возможностью оценки количества проходящего SO₃ в каждый период управления, используя карту скоростей преобразования, выражающую связь между скоростью преобразования SO₂, преобразуемого в SO₃ в очищающем устройстве, и характерной температурой.

[0009]

В настоящем раскрытии, средство оценки конечного распределения адсорбированного SOx может быть выполнено с возможностью оценки количества SOx, которое вновь десорбируется из очищающего устройства - в качестве вновь десорбируемого количества SOx в каждый период управления, с использованием количества втекающего SOx и характерной температуры, и с возможностью оценки конечного распределения адсорбированного SOx в каждый период управления, используя количество вновь десорбированного SOx.

[0010]

В настоящем раскрытии, средство получения температуры может быть выполнено с возможностью получения температуры газа со стороны ниже по потоку относительно очищающего устройства - в качестве характерной температуры.

[0011]

В настоящем раскрытии, очищающее устройство может содержать фильтр, который улавливает твердые частицы, протекающие в выпускном трубопроводе. Средство управления может быть выполнено с возможностью запуска управления повышением температуры, когда оценочное значение количества твердых частиц, задержанных фильтром, достигает величины, требующей очистки.

[0012]

В соответствии с настоящим раскрытием, при вычислении количества допустимого для десорбции SO₃ учитываются количество ограничиваемого SO₃ ниже по потоку от очищающего устройства, соответствующее ограничению на сульфатный белый дым, количество проходящего SO₃ и скорость восстановления SO₂, представляющая собой скорость восстановления от SO₃ до SO₂. Когда принимается во внимание скорость восстановления SO₂, точность оценки количества допустимого для десорбции SO₃ может быть улучшена в большей скорости, чем когда скорость восстановления SO₂ не принимается во внимание. Таким образом, целевая температура для управления повышением температуры может приближаться к фактически допустимой температуре слоя, так что можно сократить увеличение продолжительности управления повышением температуры, снижая образование белого дыма, вызванного десорбируемым SOx.

Краткое описание чертежей

[0013]

Фиг. 1 - схема, показывающая конфигурацию системы для варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - схема для описания адсорбции и десорбции SOx в окислительном катализаторе для дизелей (DOC) 22a;

Фиг. 3 - функциональная блок-схема, показывающая логику вычисления целевой температуры слоя Ttrg;

Фиг. 4 - диаграмма для описания распределения адсорбированного SOx и распределения насыщения SOx;

Фиг. 5 - график для описания связи между распределением контрольного насыщения SOx и распределением насыщения SOx после коррекции;

Фиг. 6 - график для описания общего количества допустимого для адсорбции SO₂;

Фиг. 7 - визуализация для описания связи между количеством вновь адсорбируемого SOx и количеством пропускаемого SOx;

Фиг. 8 - график для описания карты скоростей адсорбции;

Фиг. 9 - график для описания распределения SOx после адсорбции;

Фиг. 10 - график для описания общего количества доступного для десорбции SOx;

Фиг. 11 - график для описания связи между окончательным распределением десорбированного SOx и распределением SOx после адсорбции;

Фиг. 12 - график для описания карты скоростей преобразования SO₃;

Фиг. 13 - график для описания карты коррекции скоростей преобразования SO₃;

Фиг. 14 - график для описания карты скоростей восстановления SO₂;

Фиг. 15 - визуализация для описания количества допустимого для десорбции SO₃;

Фиг. 16 - график для описания целевой температуры слоя Ttrg;

Фиг. 17 - схема, иллюстрирующая пример аппаратного исполнения модуля управления двигателем (ЭБУ), включенного в систему согласно варианту осуществления; а также

Фиг. 18 - схема, иллюстрирующая другой пример аппаратного исполнения блока ЭБУ, включенного в систему согласно варианту осуществления.

Описание вариантов осуществления

[0014]

Далее будет описан вариант осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи. Следует отметить, что когда цифры чисел, количества, суммы, диапазоны и т.п. соответствующих элементов упоминаются в варианте осуществления как показано ниже, - настоящее изобретение не ограничено упомянутыми цифрами, если характерным образом в явном виде не указано иное, или если изобретение явно охарактеризовано цифрами теоретически. Кроме того, конструкции, этапы и тому подобное, описанное в варианте осуществления, показанном ниже, - не всегда являются незаменимыми для настоящего изобретения, если характерным образом явно не указано иное, или если изобретение явно не определено ими теоретически.

Первый вариант осуществления

[0015]

Далее будет описан первый вариант осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

[0016]

1 Описание конфигурации системы

На фиг. 1 приведена схема, показывающая конфигурацию системы для варианта осуществления. Система, показанная на фиг. 1, выполнена как устройство управления двигателем, включая дизель 10 (также называемый далее «двигатель 10»), который установлен на транспортном средстве. Соответствующие цилиндры двигателя 10 снабжены форсунками 12, которые впрыскивают легкое дизельное топливо в качестве топлива. Двигатель 10, показанный на фиг. 1, представляет собой рядный четырехцилиндровый двигатель, но количество цилиндров и расположение цилиндров двигателя 10 - характерным образом не ограничены. Кроме того, на фиг. 1 показана только одна из четырех форсунок 12.

[0017]

Впуск турбины 16а отработавших газов турбокомпрессора 16 соединен с выпускным коллектором 14 двигателя 10. Турбина 16а отработавших газов соединена с компрессором 16b, который расположен в выпускном трубопроводе 18. Компрессор 16b за счет турбины нагнетает впускной воздух, и приводится во вращение от турбины 16а отработавших газов. Выпускной трубопровод 20 соединен с выпуском турбины 16а отработавших газов. Выпускной трубопровод 20 снабжен устройством 22 для очистки отработавших газов. Устройство 22 для очистки отработавших газов включает в себя катализатор DOC (окислительный катализатор для дизелей) 22a и фильтр DPF (фильтр твердых частиц) 22b. Катализатор DOC 22a представляет собой катализатор, предназначенный для окисления углеводородов (HC) и окиси углерода (CO) в выбросах отработавших газов, и превращения HC и CO в воду (H₂O) и двуокись углерода (CO₂). Фильтр DPF 22b является фильтром, который улавливает твердые частицы, содержащиеся в выбросах отработавших газов (ОГ). Клапан 24 дополнительной подачи топлива, добавляющий несгоревшее топливо в общем для форсунок 12 во впускной трубопровод 20, - расположен выше по потоку от устройства 22 для очистки отработавших газов. Клапан 24 дополнительной подачи топлива является примером средства подачи топлива.

[0018]

Система, показанная на фиг. 1, включает в себя блок ЭБУ (электронный блок управления) 30 в качестве средства управления. Блок ЭБУ 30 представляет собой микрокомпьютер, содержащий оперативное запоминающее устройство ОЗУ (память произвольного доступа), ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), ЦП (центральный процессор) и интерфейс ввода-вывода. Блок ЭБУ 30 через интерфейс ввода-вывода принимает сигналы от различных датчиков, которые установлены на транспортном средстве, и обрабатывает сигналы. Различные датчики включают в себя расходомер 32 воздуха, который расположен вблизи входа впускного трубопровода 18, датчик 34 температуры, определяющий температуру на выходе из катализатора DOC 22a и датчик 36 дифференциального давления, который определяет разность давлений на сторонах выше и ниже по потоку от фильтра DPF 22b. Блок ЭБУ 30 обрабатывает сигналы от различных датчиков, которые принимает блок ЭБУ 30, и управляет различными исполнительными устройствами в соответствии с заданной программой управления. Исполнительные устройства, управляемые блоком ЭБУ 30, включают в себя форсунку 12 и клапан 24 дополнительной подачи топлива, как описано выше.

[0019]

2. Управление регенерацией фильтра DPF 22b

В настоящем варианте осуществления, управление повышением температуры фильтра DPF 22b (также называемое далее «управление регенерацией твердых частиц») - выполняется также, как и управление двигателем, посредством блока ЭБУ 30. Управление регенерацией твердых частиц - это управление, которое добавляет топливо от клапана 24 дополнительной подачи топлива, когда оцениваемое количество твердых частиц, захваченных фильтром DPF 22b, достигает величины, требующей удаления. Например, когда разность давлений, обнаруженная датчиком 36 дифференциального давления, достигает заданного значения, - можно определить, что оценочное количество твердых частиц достигает величины, требующей удаления. Топливо добавляется из клапана 24 дополнительной подачи топлива, в результате чего добавленное топливо окисляется в катализаторе DOC 22а, а температура слоя в фильтре DPF 22b увеличивается до 600°С или выше, благодаря теплоте реакции окисления. Таким образом, твердые частицы, захваченные фильтром DPF 22b, могут быть сожжены и удалены, и, следовательно, функция улавливания фильтра DPF 22b может быть восстановлена. Добавляемое количество топлива (в дальнейшем, «количество топлива фильтра DPF») через клапан 24 дополнительной подачи топлива для повышения температуры слоя фильтра DPF 22b до 600°С или выше, - определяется на основе карты, которая соотносит добавляемое количество топлива с температурой слоя фильтра DPF. Карта, подобная этой, хранится, например, в ПЗУ блока ЭБУ 30, и может быть должным образом прочитана в соответствии с фактической температурой слоя фильтра DPF 22b.

[0020]

3. Проблема при управлении регенерацией твердых частиц

В данном случае, сера обычно содержится в топливе и смазочном масле дизеля, поэтому, при сгорании топлива, из такой серы образуются SOx. Это аналогичным образом относится к настоящему варианту осуществления, и SOx генерируются в результате сгорания топлива в двигателе 10. Сгенерированные SOx выпускаются из двигателя 10 чтобы течь в устройство 22 очистки отработавших газов, и в основном адсорбируются на катализаторе DOC 22a. Однако, когда температура слоя катализатора DOC 22a становится высокой, SOx, адсорбируемые на катализаторе DOC 22a, начинают десорбироваться. Хотя существуют вариации, в зависимости от состава катализатора DOC 22a и тому подобного, SOx десорбируется из катализатора DOC 22a, и высвобождается на стороне ниже по потоку, в температурном диапазоне, в котором выполняется управление регенерацией твердых частиц.

[0021]

Адсорбция и десорбция SOx на катализаторе DOC 22a будут описаны со ссылкой на фиг. 2. Фиг. 2 - схема для описания адсорбции и десорбции SOx в катализаторе DOC 22a. Как показано на фиг. 2, катализатор DOC 22a включает в себя материал 22c покрытия, который покрывает поверхность основного материала (не показан), и драгоценный металл 22d (Pt, Pd или тому подобное). Драгоценный металл 22d дисперсно удерживается материалом 22c покрытия, и является активным участком во время окисления НС и СО. Заметим, что SO₂ в отработавших газах адсорбируется на драгоценном металле 22d, или SO₃ в отработавших газах адсорбируется на материале 22c покрытия. Часть SO₂, адсорбируемая на драгоценном металле 22d, десорбируется из драгоценного металла 22d для возврата в отработавшие газы или окисляется на драгоценном металле 22d до SO₃, и адсорбируется на материале 22c покрытия в состоянии SO₃. То есть, SO₂ адсорбируется на драгоценном металле 22d, а SO₃, полученный из отработавших газов, и SO₃, полученный из SO₂, - адсорбируются на материале 22c покрытия. В любом случае, в результате того, что SOx адсорбируется - функция окисления HC и т.п. в катализаторе DOC 22a ингибируется.

[0022]

SO₃, адсорбирующийся на материале 22c покрытия двумя указанными способами, десорбируется, когда температура слоя материала 22c покрытия становится высокой. Кроме того, то, что температура слоя материала 22с покрытия становится высокой, способствует превращению SO₂ в SO₃ на драгоценном металле 22d, поэтому SO₃, такой, как этот - также десорбируется из материала 22c покрытия. Соответственно, путем управления регенерацией твердых частиц может быть восстановлена не только функция захвата фильтром DPF 22b, описанная выше, но также функция окисления HC и т.п. в катализаторе DOC 22a. Однако, как показано на фиг. 2, SO₃, десорбируемый из материала 22c покрытия, реагирует с H₂O, имеющемся в выпускном трубопроводе 20, в результате чего образуется H₂SO₄. Когда концентрация H₂SO₄ превышает определенное значение концентрации, H₂SO₄ становится белым дымом (сульфатный белый дым), который визуально узнаваем и, следовательно, может ухудшить товарную стоимость транспортного средства, на котором установлен двигатель 10.

[0023]

4. Управление температурой катализатора DOC 22a

Если топливо добавляется из клапана дополнительной подачи топлива 24, так что концентрация H₂SO₄ в выбросах отработавших газов ниже по течению относительно катализатора DOC 22a не становится чрезмерно высокой, можно исключить образование сульфатного белого дыма в управлении регенерацией твердых частиц. Таким образом, блок ЭБУ 30 настоящего варианта осуществления вычисляет концентрацию SO₃, используя модель управления. Блок ЭБУ 30 вычисляет целевую температуру (далее также называемую «целевая температура слоя Ttrg») слоя катализатора DOC 22a при управлении регенерацией твердых частиц, так что концентрация SO₃ на стороне ниже по потоку относительно катализатора DOC 22a удовлетворяет ограничению в отношении сульфатного белого дыма. Ограничение концентрации SO₃ (верхнее предельное значение концентрации SO₃ на стороне ниже по потоку относительно катализатора DOC 22a) как это, - может храниться, например, в ПЗУ блока ЭБУ 30.

[0024]

Блок ЭБУ 30 вычисляет количество топлива, которое должно быть добавлено из клапана 24 дополнительной подачи топлива, в зависимости от целевой температуры Ttrg слоя. В следующем пояснении, количество топлива для реализации температуры Ttrg целевого слоя будет упоминаться как «количество топлива для удовлетворения ограничения». Если количество топлива фильтра DPF больше, чем количество топлива для удовлетворения ограничения, - количество топлива для удовлетворения ограничения принимается вместо количества топлива фильтра DPF. Это позволяет восстановить функцию окисления HC и тому подобное в катализаторе DOC 22a, при этом удовлетворяя ограничение на сульфатный белый дым.

[0025]

5. Признаки настоящего варианта осуществления

Изобретатель настоящей заявки досконально изучал реакцию SOx на катализаторе DOC 22a при управлении регенерацией твердых частиц. Затем, изобретатель заметил, что в катализаторе DOC 22a под управлением регенерацией твердых частиц активно протекает не только реакция окисления от SO₂ до SO₃, но также реакция восстановления от SO₃ до SO₂. Как и в обычных способах, в модели управления, не учитывающей реакцию восстановления, количество SO₃, высвобождаемое из катализатора DOC 22a, вычисляют как большее, чем это есть на самом деле. В результате, целевая температура Ttrg слоя устанавливается на температуру меньшую, чем фактически допустимая температура слоя. В этом случае, период выполнения управления регенерацией твердых частиц продлевается, что приводит к ухудшению топливной экономичности.

[0026]

В системе согласно настоящему варианту осуществления, реакция восстановления SO₃ на катализаторе DOC 22a под управлением регенерацией твердых частиц - включена в модель управления. В результате, точность оценки количества SO₃, высвобождаемого из катализатора DOC 22a, может быть увеличена, так что целевая температура Ttrg слоя может быть приближена к фактической допустимой температуре слоя. В результате, можно подавить удлинение периода выполнения управления регенерацией твердых частиц, и таким образом, подавить ухудшение топливной экономичности. Далее будет подробно описана логика вычисления целевой температуры Ttrg слоя, реализуемая в системе согласно настоящему варианту осуществления.

[0027]

6. Логика вычисления целевой температуры слоя Ttrg

На фиг. 3 приведена функциональная блок-схема, показывающая логику для вычисления температуры Ttrg целевого слоя, и это реализуется блоком ЭБУ 30. Как показано на фиг. 3, блок ЭБУ 30 включает в себя секцию M1 оценки количества втекающего потока SOx, секцию M2 оценки коэффициента насыщения SOx, секцию M3 оценки количества вновь адсорбируемого SOx и проходящего SOx, секцию M4 оценки распределения SOx после адсорбции, секцию M5 оценки количества вновь десорбируемого SOx, секцию M6 оценки конечного распределения адсорбированного SOx, секцию M7 оценки количества проходящего SO₃, секцию M8 оценки скорости восстановления SO₂, секцию M9 вычисления количества допустимого для десорбции SO₃ и секцию M10 вычисления целевой температуры слоя ограничения белого дыма, и вычисляет целевую температуру Ttrg слоя в каждый период управления (в частности, при каждом цикле сгорания в двигателе 10) по этим элементам от M1 до M9. В следующем пояснении, элементы M1-M9 будут разъяснены, и, например, секция M1 оценки количества втекающего потока SOx также будет называться «секция M1 оценки».

[0028]

Секция M1 оценки оценивает количество SOx (далее также называемое «количеством втекающего SOx»), который втекает в катализатор DOC 22a. Заметим, что «SOx, который втекает в катализатор DOC 22a», упомянутый в настоящем описании, включает в себя не только SOx, образуемые в двигателе 10, и выпускаемые из двигателя 10 чтобы затем течь в катализатор DOC 22a, но также SOx, которые образуются в результате реакции окисления в катализаторе DOC 22a топлива, добавленного из клапана 24 дополнительной подачи топлива, и протекают в катализатор DOC 22a.

[0029]

Секция M1 оценки характерно оценивает количество втекающего SOx в t^-ом цикле по формуле (1), приведенной ниже, на основе количества впрыскиваемого топлива (количество впрыска в цилиндр) из форсунок 12 и количества дополнительно впрыскиваемого топлива (количества, добавляемого в отработавшие газы) из клапана 24 дополнительной подачи топлива - в качестве переменных. Концентрация топлива S в формуле (1) представляет собой концентрацию серы в топливе, где может использоваться обнаруженное значение датчиком концентрации серы, который дополнительно предусмотрен в системе под ачи топлива, или может использоваться заданное значение.

[0030]

[0031]

Количество втекающего топлива (количество топлива, добавляемого в отработавшие газы (t), количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр(t)) в формуле (1) представляет собой количество топлива в t^-ом цикле, из которого образуются «SOx, втекающие в катализатор DOC 22a», и вычисляется по формуле (2), как показано ниже, используя удельный вес (удельный вес легкого дизельного топлива) топлива.

[0032]

[0033]

В следующем пояснении, количество втекающих SOx (количество, добавленное в отработавшие газы (t), количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр (t)) также будет упоминаться как количество втекающих SOx (t). Кроме того, количество втекающего топлива (количество топлива, добавленного в отработавшие газы (t), количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр (t)) также будет упоминаться, как количество втекающего топлива (t).

[0034]

Секция M2 оценки оценивает коэффициент насыщения для SOx (далее также называемый «коэффициентом насыщения SOx») в катализаторе DOC 22a. При оценке коэффициента насыщения SOx используются распределение (далее также называемое «распределением адсорбированного SOx»), которое выражается в виде графика, где количество SOx (далее также называемое «количество адсорбированного SOx»), адсорбированное на катализаторе DOC 22a при каждой из температур слоя при увеличении температуры слоя катализатора DOC 22a - выражено зависимостью от температуры слоя катализатора DOC 22a, а распределение (далее также называемое «распределение насыщения SOx»), которое выражено в виде графика, где максимальное количество SOx (далее также называемое «количество насыщения SOx»), адсорбируемое катализатором DOC 22a при каждой из температур слоя при увеличении температуры слоя катализатора DOC 22a, - выражено зависимостью от температуры слоя катализатора DOC 22a. В первую очередь, распределение адсорбированных SOx и распределение насыщения SOx - будут описаны со ссылкой на фиг. 4 с SO₃ в качестве примера.

[0035]

Фиг. 4 - диаграмма для описания распределения адсорбированных SOx и распределения насыщения SOx. Данные, показанные как «количество адсорбированного SO₃» на фиг. 4, получают следующим способом. В частности, в первую очередь, катализатор DOC 22a вызывает адсорбирование достаточного количества SOx при температуре слоя, показанной как «текущая температура» на фиг. 4. Затем, количество SO₃, десорбированного из катализатора DOC 22a при соответствующих температурах слоя при увеличении температуры слоя катализатора DOC 22a, измеряемое в условиях возрастающей скорости, - устанавливается, как постоянное. Затем, диаграмма создается как зависимость от количества десорбированного SO₃ при температурах слоя катализатора DOC 22a. Таким образом, можно получить выражение для распределения количества десорбированного SO₃ (далее также называемое «распределение десорбированного SO₃». По способу аналогичному этому, также может быть получен график (далее также называемый «распределение десорбированного SO₂»), в котором количество SO₂ десорбируемого из катализатора DOC 22a при соответствующих температурах слоя при увеличении температуры слоя катализатора DOC 22а, - выражено зависимостью от температуры слоя катализатора DOC 22a. SO₃, десорбированный из катализатора DOC 22a, может быть непосредственно измерен датчиком, или может быть рассчитан из разности SOx и SO₂ путем измерения как SOx, так и SO₂ с использованием датчиков для обнаружения SOx и SO₂ (SO₃=SOx - SO₂).

[0036]

Здесь SO₃, десорбированный из катализатора DOC 22a во время повышения температуры слоя катализатора DOC 22a, - фактически представляет собой SO₃, адсорбированный на катализаторе DOC 22a при температуре слоя, показанной как «текущая температура» на фиг. 4. Однако, SO₃, десорбированный из катализатора DOC 22a при определенной температуре слоя, представляет собой SO₃, который может продолжать адсорбироваться на катализаторе DOC 22a до тех пор, пока температура слоя не достигнет определенной температуры слоя, и более того, - может также рассматриваться как SO₃, который может адсорбироваться на катализаторе DOC 22a при определенной температуре слоя. Если вертикальная ось вышеупомянутого распределения десорбированного SO₃ заменяется количествами SO₃, которые адсорбируются на катализаторе DOC 22a при соответствующих температурах слоя при увеличении температуры слоя катализатора DOC 22a исходя из предположения, указанного выше, - может быть получен график данных «количество адсорбированного SO₃», показанный на фиг. 4, то есть распределение адсорбированного SO₃. Аналогичным этому способом можно также получить распределение адсорбированного SO₂.

[0037]

Кроме того, данные, показанные как «количество насыщения SO₃» на фиг. 4, собирают способом, аналогичным сбору данных «количество адсорбированного SO₃». Данные о «количестве насыщения SO₃» характерным образом соответствуют количеству SO₃, которое десорбируется из катализатора DOC 22а при каждой из температур слоя (например, интервалы 5°С) при увеличении температуры слоя в катализаторе DOC 22a при условии, что скорость увеличения задана, как чрезвычайно низкая. Поскольку скорость увеличения температуры слоя катализатора DOC 22a является чрезвычайно низкой скоростью, данные «количества насыщения SO₃» можно рассматривать, как максимальное значение количества SO₃, которое десорбируется из катализатора DOC 22a. Кроме того, вышеупомянутое предположение может быть применено к максимальному значению. То есть, максимальное количество SO₃, которое десорбируется из катализатора DOC 22a при определенной температуре слоя, можно считать равным максимальному количеству SO₃, которое может адсорбироваться на катализаторе DOC 22a при определенной температуре слоя. Если вертикальная ось вышеупомянутого распределения десорбированного SO₃ заменяется максимальным количеством SO₃, описанным выше, - на основе такого предположения можно получить график данных «количества насыщения SO₃», показанного на фиг. 4, т. е. распределение насыщения SO₃. Аналогичным этому способом можно получить распределение насыщения SO₂.

[0038]

Секция M2 оценки оценивает коэффициент насыщения SOx, в t^-ом цикле (T₂(t), t) по формуле, как показано ниже (3), на основе текущей температуры T₂ слоя катализатора DOC 22a в t^-ом цикле в качестве переменной. В качестве текущей температуры T₂ слоя, которая представляет собой характерное значение текущей температуры слоя катализатора DOC 22a, - может использоваться, например, полученное значение от температурного датчика 34.

[0039]

[0040]

Процесс вычисления коэффициента насыщения SOx (T₂(t), t) в формуле (3) заключается в следующем. В первую очередь, по формулам (4) и (5), как показано ниже, на основе температуры T₁ слоя при увеличении температуры слоя катализатора DOC 22a и текущей температуры T₂ - в качестве переменных соответственно, - вычисляют распределение насыщения SO₂ (T₁, T₂ (t), t) и распределение насыщения SO₃ (T₁, T₂ (t), t) в t-ом цикле.

[0041]

[0042]

Контрольное распределение насыщения SO₂ в формуле (4) представляет собой распределение насыщения SO₂, которое формируется путем установки температуры слоя («текущей температуры» на фиг. 4) во время инициирования достаточного количества SOx для адсорбирования катализатором DOC 22а, в качестве контрольной температуры слоя (например, температуры слоя в окрестностях 300°С, при которой вышеупомянутая величина предельной адсорбции становится максимальной). То же самое относится и к контрольному распределению насыщения SO₃ в формуле (5). Карта SO₂-коррекции температуры слоя (T₂(t)) в формуле (4) представляет собой карту, которая устанавливает значение коррекции для преобразования контрольного распределения насыщения SO₃ в распределение насыщения SO₂ при текущей температуре T₂ слоя. Карта SO₃-коррекции температуры слоя (T₂(t)) в формуле (5) аналогична этой. Контрольное распределение насыщения SOx и карта коррекции как эти - могут быть сохранены, например, в ПЗУ блока ЭБУ 30, и могут быть надлежащим образом прочитаны в соответствии с текущей температурой T₂ слоя.

[0043]

Соотношение между контрольным распределением насыщения SOx и распределением насыщения SOx после коррекции - будет описано со ссылкой на фиг. 5 с SO₂ в качестве примера. На фиг. 5 показан график для описания взаимосвязи между распределением контрольного насыщения SOx и распределением насыщения SOx после коррекции. Заметим, что TL и TH по горизонтальной оси на фиг. 6 соответственно относятся к температуре (нижняя предельная температура), при которой SO₂ начинает десорбироваться из катализатора DOC 22a в процессе повышения температуры слоя катализатора DOC 22a, и температуре (верхняя предельная температура), при которой SO₂ заканчивается десорбироваться из катализатора DOC 22a. Разница между тремя видами распределений, показанных на фиг. 5, укладывается в текущую температуру T₂ слоя. То есть, в случае, когда текущая температура T₂ слоя равна контрольной температуре, - форма распределения насыщения SO₂ после коррекции соответствует форме контрольного распределения насыщения SO₂ (в центре). В случае, когда текущая температура T₂ слоя ниже, чем контрольная температура (левая сторона) и в случае, когда температура слоя T₂ выше, чем контрольная температура (правая сторона), - кривые распределения насыщения SO₂ после коррекции не соответствуют кривой контрольного распределения насыщения SO₂. В случае, когда текущая температура T₂ слоя выше, чем контрольная температура (правая сторона), кривая распределения насыщения SO₂ после коррекции имеет такую форму, что данные при более низких температурах, чем текущая температура T₂ - опускаются. Причина в том, что предполагается, что при более низких температурах, чем текущая температура T₂ слоя, SOx, которые первоначально могли продолжать адсорбироваться на катализаторе DOC 22a в интервале температур слоя, уже десорбируются из катализатора DOC 22a.

[0044]

Затем, распределение насыщения SO₂ (T₁, T₂(t), t), которое вычисляют по формуле (4), подставляют в формулу (6), как показано ниже, и вычисляют общее количество насыщения SO₂ в t^-ом цикле (T₂(t), t). Кроме того, распределение насыщения SO₃ (T₁, T₂(t), t), которое вычисляют по формуле (5), подставляют в формулу (7), как показано ниже, и вычисляют общее количество насыщения SO₃ в t^-ом цикле.

[0045]

[0046]

После вычисления общего количества насыщения SO₂ (T₂(t), t) и общего количества насыщения SO₃ (T₂(t), t), эти количества подставляют в формулу (8), как показано ниже, и вычисляют общее количество насыщения в t^-ом цикле (T₂(t), t).

[0047]

[0048]

В следующем объяснении, общее количество насыщения SO₂ (T₂(t), t) также будет называться просто общим количеством насыщения SO₂ (t). Кроме того, общее количество насыщения SO₃ (T₂(t), t) также будет просто упоминаться, как общее количество насыщения SO₃ (t). Кроме того, общее количество насыщения (T₂(t), t) также будет просто упоминаться как общее количество насыщения (t).

[0049]

После того, как общее количество насыщения (t) вычислено по формуле (8), распределение насыщения SO₂ (T₁, T₂ (t), t) и конечное распределение адсорбированного SO₂ в t^-ом цикле (T₁, t), который оценивается в секции М6 оценки - подставляют в формулу (9) как показано ниже, и рассчитывают распределение допустимого для адсорбции SO₂ в t^-ом цикле (T₁, T₂(t), t). Кроме того, распределение насыщения SO₃ (T₁, T₂(t), t) и конечное распределение адсорбированного SO₃ в t^-ом цикле (T₁, t), которое оценивается в секции M6 оценки, - подставляют в формулу (10), как показано ниже, и вычисляют распределение допустимого для адсорбции SO₃ в t^-ом цикле (T₁, T₂(t), t).

[0050]

[0051]

Затем, вычисляют распределение допустимого для адсорбции SO₂ (T₁, T₂(t), t), которое вычисляют по формуле (9), подставляют в формулу (11), как показано ниже, и вычисляют общее количество адсорбции SO₂ в t-ом цикле (T₂(t), t). Кроме того, распределение допустимого для адсорбции SO₃ (T₁, T₂(t), t), которое вычисляют по формуле (10), - подставляют в формулу (12), как показано ниже, и вычисляют общее количество допустимого для адсорбции SO₃ в t^-ом цикле (T₂(t), t).

[0052]

[0053]

В следующем объяснении, распределение допустимого для адсорбции SO₂ (T₁, T₂(t), t) также будет называться просто распределением допустимого для адсорбции SO₂ (t). Кроме того, распределение допустимого для адсорбции SO₃ (T₁, T₂(t), t) также будет называться просто как распределение допустимого для адсорбции SO₃ (t). Кроме того, общее количество допустимого для адсорбции SO₂ (T₂(t), t) также будет упоминаться просто как общее количество допустимого для адсорбции SO₂ (t). Кроме того, общее количество допустимого для адсорбции SO₃ (T₂(t), t) также будет называться просто общим количеством допустимого для адсорбции SO₃ (t).

[0054]

Со ссылкой на фиг. 6 будет описано общее количество допустимого для адсорбции SO₂ (t). То же самое применимо к общему количеству допустимого для адсорбции SO₃ (t). Как показано на фиг. 6, общее количество допустимого для адсорбции SO₂ (t) может быть выражено, как площадь, полученная путем исключения перекрывающейся части распределения насыщения SO₂ и распределения адсорбированного SO₂ из распределения насыщения SO₂. Как можно видеть, поскольку область А в распределении находится в правой части фиг. 6 для случая, когда количество SO₂, адсорбируется на катализаторе DOC 22a при каждой из температур слоя при увеличении температуры слоя катализатора DOC 22a, то есть количество адсорбированного SO₂ превышает его максимальное количество (то есть, количество насыщения SO₂) - количество адсорбированного SO₂ исключается из вычисления общего количества (t) допустимого для адсорбции SO₂, поскольку катализатор DOC 22a рассматривается как насыщенный. Кроме того, причина, по которой в распределении с правой стороны данные при более низких температурах, чем текущая температура Т₂, опускаются, - та же, что описана на фиг. 5.

[0055]

После вычисления общего количества допустимого для адсорбции SO₂ (t) и общего количества допустимого для адсорбции SO₃ (t), - эти величины подставляют в формулу (13), как показано ниже, и вычисляют общее количество допустимое для адсорбции в t^-ом цикле (T₂(t), t).

[0056]

[0057]

Кроме того, если общее количество насыщения (t), вычисленное по формуле (8), и общее количество допустимое для адсорбции (t), вычисленное по формуле (13) - подставить в формулу (3), то можно вычислить коэффициент насыщения (T₂(t), t). В следующем объяснении коэффициент насыщения (T₂(t), t) также будет назван просто коэффициентом насыщения (t).

[0058]

Возвращаясь к фиг. 3, продолжим объяснение логики вычисления целевой температуры Ttrg. Секция M3 оценки оценивает количество SOx (далее также называемое «вновь адсорбируемым количеством SOx»), которое представляет собой «SOx, протекающие внутри катализатора DOC 22a» и вновь адсорбируемое на катализаторе DOC 22a, и количество SOx (далее также называемое «количеством проходящего SOx»), которое представляет собой «SOx, протекающее в катализаторе DOC 22a», и проходящее через катализатор DOC 22a, не адсорбируясь на нем. Прежде всего, будет описана связь между количеством вновь адсорбируемого SOx и количеством проходящего SOx, со ссылкой на фиг. 7. Фиг. 7 - это визуализация для описания взаимосвязи между количеством вновь адсорбируемого SOx и количеством проходящего SOx. Как показано стрелками на фиг. 7, сумма количеств вновь адсорбируемого SOx и проходящего SOx - равна количеству втекающего SOx. Причина в том, что часть «SOx, втекающего внутрь катализатора DOC 22a» адсорбируется на катализаторе DOC 22a, а оставшееся - проходит через катализатор DOC 22a, не адсорбируясь нем.

[0059]

Секция М3 оценки оценивает количество вновь адсорбируемого SOx по формуле (14), как показано ниже, на основе количества (t) втекающего SOx, которое оценивается в секции M1 оценки, и скорости (t) насыщения, которая оценивается в секции M2 оценки в качестве переменных, и оценивает количество проходящего SOx по формуле (15), как показано ниже.

[0060]

[0061]

В следующем пояснении, количество вновь адсорбируемого SOx (количество втекающего SOx (t), коэффициент насыщения(t)) также будет упоминаться просто как количество вновь адсорбируемого SOx (t). Кроме того, количество проходящего SOx (количество (t) втекающего SOx, коэффициент насыщения(t)) также будет просто упоминаться как количество проходящего SOx (t).

[0062]

Карта скоростей адсорбции в формулах (14) и (15) представляет собой карту, которая создается на основе зависимости, отражающей что отношение (то есть скорость адсорбции) SOx, адсорбирующегося на катализаторе DOC 22a «SOx, втекающего в катализаторе DOC 22a» в t^-ом цикле изменяется в соответствии с коэффициентом насыщения (t). На фиг. 8 показан график для описания карты скоростей адсорбции. Характеристика карты скоростей адсорбции такова, что скорость адсорбции высокий - в области, где коэффициент насыщения (t) низок, а по мере увеличения коэффициента насыщения (t) - скорость адсорбции поскоростно уменьшается, как показано на рис. 8. Такая как эта карта - может быть сохранена, например, в ПЗУ блока ЭБУ 30, и может быть прочитана надлежащим образом в соответствии с текущей температурой T₂ слоя.

[0063]

Возвращаясь к фиг. 3, секция M4 оценки оценивает распределение SOx после адсорбции, учитывая количество вновь поглощенного SOx, оцененного в секции M3 оценки в распределении адсорбированного SOx. Распределение SOx после адсорбции будет описано со ссылкой на фиг. 9 с SO₂ в качестве примера. На фиг. 9 представлен график для описания распределения SOx после адсорбции. Как показано на фиг. 9, распределение SO₂ после адсорбции оценивается путем добавления распределения (далее также называемого «распределение вновь адсорбированного SO₂»), выражающего количество SO2, которое вновь адсорбируется на катализаторе DOC 22a, в цикл этого времени (например, в t^-й цикл) до распределения конечного адсорбированного SO₂ в цикле предыдущего времени (например, в t-1^-й цикл).

[0064]

Секция M4 оценки характерным образом рассчитывает распределение вновь адсорбированного SO₂ в t^-ом цикле по формуле (16), как показано ниже, используя в качестве переменных количество вновь адсорбированного SOx (t), общее количество допустимое для адсорбции (t) и распределение допустимого для адсорбции SO₂ (t). Аналогично распределению вновь адсорбированного SO₂, секция M4 оценки вычисляет распределение (далее также называемое «распределением вновь адсорбируемого SO₃»), выражающее количество SO₃, которое вновь адсорбируется на катализаторе DOC 22a, по формуле (17), как показано ниже. Для распределения допустимого для адсорбции SO₂ (t) и общего количества допустимого для адсорбции (t), - используются значения, рассчитанные в секции M2 оценки.

[0065]

[0066]

В следующем объяснении, распределение вновь адсорбируемого SO2 (количество вновь адсорбируемого SOx (t), распределение допустимого для адсорбции SO₂ (t), общее количество допустимое для адсорбции(t)) также будет упоминаться просто как распределение вновь адсорбируемого SO₂ (t). Кроме того, распределение вновь адсорбируемого SO₃ (количество вновь адсорбируемого SOx (t), распределение допустимого для адсорбции SO₃ (t), общее количество допустимое для адсорбции (t)) также будет упоминаться просто как распределение вновь адсорбируемого SO₃ (t).

[0067]

Затем, секция М4 оценки подставляет расчетное распределение вновь адсорбируемого SO₂ и конечное распределение адсорбированного SO₂ в t-1^-ом цикле (t-1) в формулу (18), как показано ниже, и вычисляет распределение SO₂ после адсорбции. Кроме того, секция М4 оценки подставляет вычисленное распределение вновь адсорбируемого SO₃ и распределение адсорбированного SO₃ (t-1), оцененное в секции M6 оценки в t-1^-ом цикле, в формулу (19), как показано ниже, и вычисляет распределение SO₃ после адсорбции.

[0068]

[0069]

Возвращаясь к фиг. 3, секция M5 оценки оценивает количество SOx (далее также называемое «количество вновь десорбируемого SOx»), которое вновь десорбируется из катализатора DOC 22a, на основе распределения SOx после адсорбции, которое оценивается в секции M4 оценки.

[0070]

Прежде всего, секция M5 оценки характерным образом оценивает общее количество SOx (далее также называемое «общим количеством SOx для десорбции»), которое может быть десорбировано из катализатора DOC 22a. Общее количество SOx для десорбции будет описано со ссылкой на фиг. 10 с SO₂ в качестве примера. На фиг. 10 показан график для описания общего количества SOx для десорбции. Заметим, что TL и TH по горизонтальной оси на фиг. 10 соответственно относятся к нижней предельной температуре и верхней предельной температуре, описанным выше. Как показано на фиг. 10, общее количество SOx для десорбции соответствует площади распределения SOx после адсорбции со стороны более низких температур, чем текущая температура T₂ слоя, и со стороны более высоких температур, чем нижняя предельная температура TL.

[0071]

Общее количество SO₂, которое может десорбироваться из катализатора DOC 22a, то есть общее количество SO₂ для десорбции - вычисляют по формуле (20), как показано ниже, по текущей температуре T₂ слоя в качестве переменной. Общее количество SO₃, которое может десорбироваться из катализатора DOC 22a, то есть общее количество SO₃ для десорбции - вычисляют по формуле (21), как показано ниже, по текущей температуре T₂ слоя в качестве переменной.

[0072]

[0073]

Секция M5 оценки подставляет вычисленное общее количество SO₂ для десорбции в формулу (22), как показано ниже, и вычисляет количество SO₂, которое вновь десорбируется из катализатора DOC 22a в t^-ом цикле, то есть количество вновь десорбируемого SO₂. Кроме того, секция M5 оценки подставляет вычисленное общее количество SO₃ для десорбции в формулу (23), как показано ниже, и вычисляет количество SO₃, которое вновь десорбируется из катализатора DOC 22a в t^-ом цикле, то есть количество вновь десорбируемого SO₃. Для коэффициентов десорбции в формулах (22) и (23) используются заданные значения, которые могут храниться, например, в ПЗУ блока ЭБУ 30.

[0074]

[0075]

Возвращаясь к фиг. 3, секция M6 оценки учитывает количество вновь десорбируемого SOx, которое оценивается в секции M5 оценки в распределении SOx после адсорбции, и оценивает конечное распределение адсорбированного SOx.

[0076]

В секции M6 оценки характерным образом предполагается, что SOx десорбируется на величину, соответствующую количеству вновь десорбируемого SOx, оцениваемому в секции M5 оценки, и характеристика распределения SOx после адсорбции изменяется, и оценивается конечное распределение адсорбированного SOx (распределение SOx после десорбции). Взаимосвязь между конечным распределением адсорбированного SOx и распределением SOx после адсорбции - будет описана со ссылкой на фиг. 11 с SO₂ в качестве примера. Фиг. 11 представляет собой график для описания взаимосвязи между конечным распределением десорбированного SOx и распределением SOx после адсорбции. Следует заметить, что TL и TH на горизонтальной оси на фиг. 11 соответственно относятся к нижней предельной температуре и верхней предельной температуре, описанным выше. Как показано на фиг. 11, распределение, которое остается после площади распределения SO₂ после адсорбции по времени интегрального значения распределения SO₂ после адсорбции - от нижнего предела температуры TL, соответствующего количеству вновь десорбируемого SO₂ (то есть от области с нижней предельной температурой TL) до температуры TdSO₂ - вычитается из распределения SOx после адсорбции, и становится конечным распределением адсорбированного SO₂.

[0077]

В случае, когда температура TdSO₂ на фиг. 11 превышает температуру T₁ слоя, это означает, что SO₂ полностью десорбируется из катализатора DOC 22a. С учетом этого, конечное распределение адсорбированного SO₂ в t^-ом цикле выражается по формуле (24), как показано ниже, на основе температуры T₁ слоя в качестве переменной, а конечное распределение адсорбированного SO₃ в t^-ом цикле - выражается по формуле (25), как показано ниже. Температура TdSO₃ в формуле (25) соответствует минимальной температуре T₁ по времени интегрального значения от нижней предельной температуры TL распределения SO₃ после адсорбции, соответствующего количеству вновь десорбируемого SO₃.

[0078]

[0079]

Соотношение между вновь десорбируемым количеством SO₂ и температурой TdSO₂ - может быть выражено формулой (26), как показано ниже, а соотношение между вновь десорбируемым количеством SO₃ и температурой TdSO₃ - может быть выражено формулой (27), как показано ниже.

[0080]

[0081]

Возвращаясь к фиг. 3, секция M7 оценки оценивает количество SOx (далее также называемое «количеством проходящего SO₃») преобразуемое в SO₃ в вышеупомянутых проходящих SOx.

[0082]

Как описано на фиг. 2, в катализаторе DOC 22a часть SO₂, которая адсорбируется на драгоценном металле 22d, превращается в SO₃. Предполагая, что преобразование также происходит в SO₂ в проходящем SOx, отношение, с которым проходящие SOx преобразуется в SO₃, -зависит от текущей температуры T₂ слоя и расхода отработавших газов (расхода газа) GA двигателя 10.

Секция M7 оценки оценивает количество проходящего SO₃ в t^-ом цикле по формуле (28), как показано ниже, на основе проходящего количества, текущей температуры T₂ слоя и расхода GA газа - в качестве переменных. Количество SO₂ (далее также называемое «количеством проходящего SO₂»), которое не преобразуется в SO₃ в проходящих SOx - может быть выражено формулой (29), как показано ниже.

[0083]

[0084]

Карта скоростей преобразования SO₃ (T₂(t)) в формулах (28) и (29) является картой, которая создана на основе характеристики, где отношение (то есть скорость преобразования SO₃) SOx, выпущенных в состоянии SO₃ из катализатора DOC 22a «SOx, втекающие внутрь катализатора DOC 22a» в t^-ом цикле - изменяется в соответствии с текущей температурой T₂ слоя катализатора DOC 22a. Фиг. 12 - график для описания карты скорости преобразования SO₃. Например, характеристика карты скорости преобразования SO₃ такова, что как показано на фиг. 12, когда текущая температура T₂ слоя находится в определенном диапазоне α температур, скорость преобразования SO₃ высока, и находится на стороне более низких температур, чем температурный диапазон α - переход к SO₃ из SO₂ практически не происходит. Карта, подобная этой, может быть сохранена, например, в ПЗУ блока ЭБУ 30, и может быть надлежащим образом прочитана в соответствии с текущей температурой T₂ слоя.

[0085]

Карта коррекции скорости преобразования SO₃ (GA(t)) в формулах (28) и (29) является картой, которая создана на основе характеристики, где коэффициент конверсии SO₃ в t^-ом цикле изменяется в соответствии с расходом GA газа. Фиг. 13 - график для описания карты коррекции скорости преобразования SO₃. Например, характеристика карты коррекции скорости преобразования SO₃ такова, что, как показано на фиг.13, когда расход GA газа находится в определенном диапазоне β расхода газа, скорость преобразования SO₃ высока, и находится на стороне более высоких скоростей потока, чем диапазон β расхода газа, чем выше становится расход GA газа, тем труднее происходит преобразование в SO₃ из SO₂. Карта, такая как эта, может быть сохранена, например в ПЗУ блока ЭБУ 30, и может быть надлежащим образом прочитана в соответствии с расходом GA газа. В качестве расхода GA газа, например, может использоваться обнаруженное значение расходомера 32 воздуха.

[0086]

Возвращаясь к фиг. 3, секция M8 оценки оценивает скорость восстановления SO₃ к SO₂ (далее также называемое «скоростью восстановления SO₂») в катализаторе DOC 22a среди проходящего SOx, описанного выше.

[0087]

В катализаторе DOC 22a часть SO₃ преобразуется в SO₂ в результате реакции восстановления. Реакция восстановления до SO₂ зависит от восстановительной среды катализатора DOC 22a.

Секция M8 оценки оценивает скорость восстановления SO2 в t^-ом цикле по формуле (30), как показано ниже, на основе отношения ΔF/A от дополнительного количества отработавших газов в расходе отработавших газов (расход газа) GA в качестве переменной.

[0088]

[0089]

Карта скоростей восстановления SO₂ (Δ F/A (t)) в формуле (30) представляет собой карту, которая создается на основе характеристики, где скорость восстановления SO₂ в t^-ом цикле изменяется в соответствии с ΔF/A, показывающим силу восстановительной среды катализатора DOC 22a. Фиг. 14 - график для описания карты скорости восстановления SO₂. Например, как показано на фиг. 14, характеристика карты скорости восстановления SO₂ показывает тенденцию, что при увеличении ΔF/A от 0, то есть, по мере того, как восстанавливающая атмосфера становится более сильной, скорость восстановления SO₂ поскоростно возрастает от 0 до 1, а после этого поддерживается в окрестности 1. Такая как эта карта может быть сохранена в ПЗУ блока ЭБУ 30, и может быть надлежащим образом прочитана в соответствии с ΔF/A. ΔF/A в t^-ом цикле можно рассчитать по формуле (31), на основе проходящего количества и расхода GA газа, втекающего внутрь катализатора DOC 22a, в качестве переменных.

[0090]

[0091]

Возвращаясь к фиг. 3, секция M9 вычисления вычисляет количество SO₃ (далее также называемое «количеством допустимого для десорбции SO₃»), которое может десорбироваться из катализатора DOC 22a в процессе повышения температуры слоя катализатора DOC 22a. Количество допустимого для десорбции SO₃ будет описано со ссылкой на фиг. 15. На фиг. 15 представлена визуализация для описания количества допустимого для десорбции SO₃. Количество ограничиваемого SO₃, показанное на фиг.15, соответствует ограничению, касающемуся сульфатного белого дыма, а на фиг. 14 - сумма количества проходящего SO₃ и количества допустимого для десорбции SO₃ - равна количеству ограничиваемого SO₃. Сумма количества проходящего SO₃ и количества допустимого для десорбции SO₃ - представляет собой количество SO₃ на стороне ниже по потоку, чем катализатор DOC 22a. Поэтому, если сумма становится количеством ограничиваемого SO₃, ограничение выполняется.

[0092]

Тем не менее, часть суммы количества проходящего SO₃ и количества допустимого для десорбции SO₃ восстанавливается до SO² в процессе протекания через катализатор DOC 22а. Поэтому, если количество допустимого для десорбции SO₃ удовлетворяет следующей формуле (32) с количеством ограничиваемого SO₃, количеством проходящего SO₃ и скоростью восстановления SO₂ в качестве переменных - ограничение выполняется.

[0093]

[0094]

В последующем объяснении, количество допустимого для десорбции SO₃ (количество ограничиваемого SO₃ (расход (t) газа), количество (t) проходящего SO₃, скорость восстановления SO₂(F/A(t))) также будет просто называться количеством допустимого для десорбции SO₃ (t).

[0095]

Возвращаясь к фиг. 3, блок M10 вычисления вычисляет целевую температуру Ttrg слоя в t^-ом цикле для ограничения образования сульфатного белого дыма при управлении регенерацией твердых частиц. Целевая температура Ttrg слоя будет описана со ссылкой на фиг. 16. На фиг. 16 представлен график для описания целевой температуры слоя Ttrg. Следует заметить, что TL и TH по горизонтальной оси на фиг. 16 соответственно соответствуют нижней предельной температуре и верхней предельной температуре, описанным выше. Как показано на фиг. 16, температура T₁ слоя соответствует целевой температуре Ttrg. Температура T₁ слоя представляет собой температуру во время, в которое величина, получаемая умножением интегрального значения со стороны низкой температуры конечного распределения адсорбированного SO₃ по коэффициенту десорбции, соответствует количеству SO₃ для десорбции, вычисленному в секции M9 вычисления.

[0096]

Связь между количеством SO₃ для десорбции в t-ом цикле и целевой температурой Ttrg - может быть выражена формулой (33), и может храниться в ПЗУ блока ЭБУ, как показано ниже. Установленное значение используется как коэффициент десорбции в формуле (33), и может храниться, например, в ПЗУ блока ЭБУ.

[0097]

[0098]

Таким образом, согласно системе первого варианта осуществления, можно улучшить точность оценки количества SO₃, высвобождаемого из катализатора DOC 22a, путем моделирования реакции восстановления SO₃ в катализаторе DOC 22a. Это делает возможным повысить целевую температуру Ttrg слоя при одновременном удовлетворении количества ограничиваемого SO₃. В результате, образование твердых частиц может быть завершен на ранней стадии, подавляя белый дым, так что ухудшение топливной экономичности может быть подавлено.

[0099]

В вышеупомянутом варианте осуществления, секция M1 оценки соответствует «средству оценки количества втекающего SOx» согласно настоящему изобретению. Секции M1, M2 и M3 оценки - соответствуют «средству оценки количества проходящего SO₃» согласно настоящему изобретению. Секции M5 и M6 оценки соответствует «средству оценки конечного распределения адсорбированного SOx» согласно настоящему изобретению. Секция M8 оценки соответствует «средству оценки скорости восстановления SO₂» согласно настоящему изобретению. Секция М9 вычисления соответствует «средству вычисления количества SO₃ для десорбции» согласно настоящему изобретению. Секция М10 вычисления соответствует «средству вычисления целевой температуры» согласно настоящему изобретению.

[0100]

Кроме того, в вышеупомянутом варианте осуществления, текущая температура T₂ слоя соответствует «характерной температуре» согласно настоящему изобретению.

[0101]

Кроме того, в вышеупомянутом варианте осуществления, управление регенерацией твердых частиц осуществляется путем добавления топлива из клапана 24 дополнительной подачи топлива. Тем не менее, управление регенерацией твердых частиц может быть выполнено путем впрыска топлива из форсунки 12 (в частности, дополнительным впрыском (например, после впрыска) позднее основного впрыска). В этом случае, количество дополнительных отработавших газов в формуле (1) может быть заменено количеством дополнительного впрыска из форсунки 12.

[0102]

Кроме того, в вышеупомянутом варианте осуществления, целевую температура слоя катализатора DOC 22a вычисляют, например, с периодом под управлением регенерацией твердых частиц. Однако, когда управление десорбированием SOx из катализатора DOC 22a выполняется в сочетании с управлением регенерацией твердых частиц, целевая температура слоя катализатора DOC 22a может быть вычислена вышеупомянутым методом во время управления десорбцией. Таким образом, способ расчета целевой температуры, описанный выше, может быть применен к управлению в целом, что увеличивает температуру слоя катализатора DOC 22a до температурного диапазона, в котором SOx десорбируется из катализатора DOC 22a.

[0103]

Кроме того, в вышеупомянутом варианте осуществления, устройство 22 очистки отработавших газов, включающее катализатор DOC 22a и фильтр DPF 22b, - описано в качестве примера. Однако, функция окисления HC и т.п. в катализаторе DOC 22a дается для фильтра DPF 22b, и катализатор DOC 22a может быть исключен из устройства 22 очистки отработавших газов. В этом случае, эффект, аналогичный вышеупомянутому в варианте осуществления, может быть получен путем применения способа вычисления целевой температуры, описанного выше, к фильтру DPF 22b, которому дана окислительная функция.

[0104]

Кроме того, хотя в вышеупомянутом варианте осуществления двигатель 10 включает в себя турбокомпрессор 16, двигатель 10 не обязан включать в себя турбокомпрессор 16. То есть, способ вычисления целевой температуры, описанный выше, может также применяться к системе дизеля без турбонаддува.

[0105]

Кроме того, блок ЭБУ 30, который оборудован системой первого варианта осуществления, может быть выполнен, как показано ниже. На фиг. 17 показана схема, иллюстрирующая пример аппаратной конфигурации блока ЭБУ, включенного в систему варианта осуществления. Соответствующие функции блока ЭБУ 30 могут быть реализованы схемой обработки. В соответствии с примером, показанным на фиг. 17, схема обработки блока ЭБУ 30 включает в себя, по меньшей мере, один процессор 301 и, по меньшей мере, одно запоминающее устройство 302.

[0106]

В случае, когда схема обработки включает в себя, по меньшей мере, один процессор 301 и, по меньшей мере, одно запоминающее устройство 302, - соответствующие функции блока ЭБУ 30 могут быть реализованы с помощью программного обеспечения, программной прошивки или комбинации программного обеспечения и прошивки. По меньшей мере, одно из программного обеспечения и прошивки - может быть описано как программа. По меньшей мере, одно из программного обеспечения и прошивки - может храниться как минимум в одном запоминающем устройстве. По меньшей мере, один процессор 301 может реализовать соответствующие функции блока ЭБУ 30 путем считывания программы, сохраненной, по меньшей мере, в одном запоминающем устройстве 302, и путем выполнения программы. По меньшей мере, один процессор 301 может быть, например, ЦП (центральным процессором), блоком обработки, арифметическим блоком, микропроцессором, микрокомпьютером или цифровым процессором цифровой обработки сигналов DSP. По меньшей мере, одно запоминающее устройство 302 может включать в себя энергонезависимое или энергозависимое полупроводниковое запоминающее устройство, например, оперативное запоминающее устройство ОЗУ (память произвольного доступа), EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) или тому подобное, накопитель на магнитных дисках, гибких дисках, оптических дисках или тому подобное.

[0107]

На фиг. 18 показана схема, иллюстрирующая другой пример аппаратной конфигурации блока ЭБУ, включенного в систему варианта осуществления. В соответствии с примером, показанным на фиг. 18, схема обработки блока ЭБУ 30 включает в себя, по меньшей мере, одну часть выделенного оборудования 303.

[0108]

В случае, когда схема обработки включает в себя, по меньшей мере, одну часть выделенного оборудования 303, схема обработки может быть, например, одиночной схемой, составной схемой, запрограммированным процессором, параллельным программируемым процессором, специализированной интегральной микросхемой ASIC, программируемой пользователем вентильной матрицей FPGA, или любой их комбинацией. Функции каждой части блока ЭБУ 30 могут быть реализованы соответствующими схемами обработки. Кроме того, функции каждой части блока ЭБУ 30 могут быть реализованы совместно схемой обработки.

[0109]

Что касается соответствующих функций блока ЭБУ 30, одна их часть может быть реализована с помощью выделенного оборудования 303, а другая часть - может быть реализована с помощью программного обеспечения или прошивки. Схема обработки может реализовывать соответствующие функции блока ЭБУ 30 с помощью аппаратного обеспечения 303, программного обеспечения, прошивки, или любой их комбинации.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, снабженных системами нейтрализации отработавших газов. Устройство управление двигателем включает очищающее устройство, средство подачи топлива для подачи несгоревшего топлива в очищающее устройство, средство управления. Очищающее устройство предусмотрено в выпускном трубопроводе дизельного двигателя. Средство управления содержит средство получения температуры очищающего устройства, средство оценки количества втекающего SOx в очищающее устройство, средство оценки конечного распределения адсорбированного SOx на очищающем устройстве, средство оценки количества проходящего SO₃ в очищающее устройство, средство оценки скорости восстановления SO₂ в очищающем устройстве, средство вычисления допустимого количества SO₃ для десорбции из очищающего устройства, средство вычисления целевой температуры. Средство управления вычисляет целевую температуру слоя катализатора при управлении регенерацией твердых частиц в каждый период управления посредством элементов M1-M9. Элемент M7 оценивает количество проходящего SO₃ в каждый период управления. Элемент M7 использует количество втекающего SOx и характерную температуру. Элемент M8 оценивает скорость восстановления SO₂, которая представляет собой отношение восстановления от SO₃ к SO₂ в катализаторе. Элемент M9 вычисляет количество SO₃, допустимое для десорбции из катализатора, как количество допустимого для десорбции SO₃ в каждый период управления. Элемент М9 использует количество ограничиваемого SO₃, соответствующего ограничению по сульфатному белому дыму, количество проходящего SO₃ и скорость восстановления SO₂. Технический результат заключается в сдерживании затяжки управления повышением температуры в катализаторе и снижении белого дыма, вызванного десорбируемым SOx. 5 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Устройство управления двигателем, включающее в себя:

очищающее устройство, предусмотренное в выпускном трубопроводе дизельного двигателя;

средство подачи топлива для подачи несгоревшего топлива в очищающее устройство; а также

средство управления, выполненное с возможностью выполнения управления повышением температуры для повышения температуры очищающего устройства до целевой температуры в температурном диапазоне, в котором сгорают твердые частицы, посредством подачи несгоревшего топлива из средства подачи топлива, причем средство управления содержит:

средство получения температуры для получения характерной температуры, которая является характерным значением для очищающего устройства в каждый заданный период управления;

средство оценки количества втекающего SOx, выполненное с возможностью оценки количества SOx, втекающего в очищающее устройство, в качестве количества SOx, втекающего в каждый период управления;

средство оценки конечного распределения адсорбированного SOx, выполненное с возможностью оценки конечного распределения адсорбированного SOx с использованием количества втекающего SOx и характерной температуры в каждый период управления, причем конечное распределение адсорбированного SOx, выраженное в виде графика, на котором количество SOx, конечно адсорбируемое на очищающем устройстве при каждой температуре во время повышения температуры очищающего устройства, связано с характерной температурой;

средство оценки количества проходящего SO₃, выполненное с возможностью оценки количества SOx, втекающего в очищающее устройство в состоянии SOx и проходящего без адсорбции на очищающем устройстве с последующим преобразованием в состояние SO₃ - в качестве количества проходящего SO₃ в каждый период управления, используя количество втекающего SOx и характерную температуру;

средство оценки скорости восстановления SO₂, выполненное с возможностью оценки скорости восстановления SO₂, представляющей собой отношение восстановления SO₃ в SO₂ в очищающем устройстве;

средство вычисления допустимого количества SO₃ для десорбции, выполненное с возможностью вычисления количества SO₃, допустимого для десорбции из очищающего устройства, как количество SO₃ допустимого для десорбции за каждый период управления, используя количество ограниченного SO₃ на нижней по потоку стороне очищающего устройства, что соответствует ограничению в отношении сульфатного белого дыма, количество проходящего SO₃ и скорость восстановления SO₂; а также

средство вычисления целевой температуры, выполненное с возможностью вычисления целевой температуры в каждый период управления, используя конечное распределение адсорбированного SOx и количество допустимого для десорбции SO₃.

2. Устройство управления двигателем по п. 1,

в котором средство оценки скорости восстановления SO₂ выполнено с возможностью оценки скорости восстановления SO₂ на основе соотношения между скоростью восстановления SO₂, количеством подаваемого несгоревшего топлива из средства подачи топлива и количеством газа, втекающего внутрь очищающего устройства.

3. Устройство управления двигателем по пп. 1 или 2,

в котором средство оценки количества проходящего SO₃ выполнено с возможностью:

оценивать коэффициент насыщения SOx в очищающем устройстве в каждый период управления, используя распределение адсорбированного SOx, выраженное в виде графика, на котором количество SOx, адсорбируемое в очищающем устройстве при каждой температуре во время повышения температуры очищающего устройства, связано с характерной температурой очищающего устройства, а распределение насыщения SOx, выраженное в виде графика, на котором максимальное количество SOx, адсорбируемое на очищающем устройстве при каждой температуре во время повышения температуры очищающего устройства, связано с температурой очищающего устройства;

оценивать количество SOx, которое втекает внутрь очищающего устройства и вновь адсорбируется на очищающем устройстве, как количество вновь адсорбируемого SOx в каждый период управления, с использованием количества втекающего SOx и коэффициента насыщения SOx;

оценивать количество SOx, которое втекает внутрь очищающего устройства и проходит без адсорбции на очищающем устройстве, как количество проходящего SOx, с использованием количества вновь адсорбируемого SOx; а также

оценивать количество проходящего SO₃ в каждый период управления, используя карту скоростей преобразования, выражающую связь между скоростью преобразования SO₂, преобразуемого в SO₃ в очищающем устройстве, и характерной температурой.

4. Устройство управления двигателем по любому из пп. 1-3,

в котором средство оценки конечного распределения адсорбированного SOx выполнено с возможностью:

оценивать количество SOx, которое вновь десорбируется из очищающего устройства, как количество вновь десорбируемого SOx в каждый период управления, с использованием количества втекающего SOx и характерной температуры; а также оценивать конечное распределение адсорбированного SOx в каждый период управления, используя количество вновь десорбируемого SOx.

5. Устройство управления двигателем по любому из пп. 1-4,

в котором средство получения температуры выполнено с возможностью получать температуру газа с нижней по потоку стороны очищающего устройства, в качестве характерной температуры.

6. Устройство управления двигателем по любому из пп. 1-5,

в котором очищающее устройство включает в себя фильтр, улавливающий твердые частицы, протекающие в выпускном трубопроводе,

при этом средство управления выполнено с возможностью запускать управление повышением температуры, когда оцененное значение количества твердых частиц, захваченных фильтром, достигает количества требующего удаления.