[发明专利]柴油发动机的控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于与柴油发动机的控制装置相关的技术领域。

背景技术

通过现有技术人们熟知柴油机微粒过滤器（Diesel particulate filter；以下称为“DPF”）设置于排气通路中的柴油发动机。该DPF捕捉排气中的颗粒状物质（PM：Particulate matter），颗粒状物质的堆积量增加时需要再生。在这样的DPF的上游侧通常设置有具有氧化功能的催化器、例如氧化催化器，为了DPF的再生而利用该催化器。例如，在根据日本特开2004-316441号公报的柴油发动机中，在汽缸内执行喷射用于产生转矩的燃料的主喷射后，执行后喷射，从而将未燃状态的燃料导入至排气通路。当未燃燃料到达至催化器时，在那里进行氧化反应，提升排气温度。其结果是，堆积在DPF的PM通过高温的排气焚烧去除。像这样，执行DPF的再生。

发明内容

但是，发动机处于减速状态时，通常，由于在汽缸的压缩行程中的燃料喷射（主喷射）被禁止（由于被执行燃料中断），因此供给至氧化催化器的排气的温度显著下降，使氧化催化器维持活性状态变得困难。因此，即使为了实施DPF再生而执行后喷射，喷射的未燃燃料在氧化催化器中也不会引起氧化反应，因此失去了利用氧化反应热的排气的升温效果，DPF再生时间变长。DPF再生时间变长时，导致燃料消耗量的恶化，并且因后喷射而附着在汽缸内壁面的燃料增加，从而存在导致发动机油的稀释化的问题。

本发明是鉴于上述相关问题而形成的，其目的在于针对柴油发动机的控制装置，对其结构悉心研究，以此谋求发动机的减速状态以后的DPF再生时间的缩短，进而试图抑制发动机的燃料消耗量的恶化及发动机油的稀释化。

解决问题的手段：

为了达到上述目的，在该发明中，以具备具有供给有将轻油作为主成分的燃料的汽缸的发动机主体；形成为向该汽缸内喷射燃料的结构的燃料喷射阀；能改变设置于该汽缸上的进气门及排气门中的至少一方的开闭正时的气门正时可变机构；配设在与该发动机主体连接的排气通路内，净化从该发动机主体的汽缸内排出的HC的氧化催化器；和配设在该氧化催化器的下游，捕集排气中的黑烟的DPF的柴油发动机的控制装置为对象，具备：在规定的DPF再生条件成立时，向所述氧化催化器供给HC并通过该HC的氧化反应热执行DPF再生的DPF再生控制部；在所述柴油发动机处于减速状态时，停止作为在所述汽缸的压缩行程中的燃料喷射的主喷射的燃料中断控制部；和控制所述气门正时可变机构的气门正时控制部；所述气门正时控制部形成为在所述柴油发动机处于减速状态且所述规定的DPF再生条件成立的减速时再生状态下，执行在上述汽缸的进气行程中将排气门开阀或者在排气行程中将进气门开阀的两次打开控制，或者执行设置排气行程或进气行程中进气门及排气门两者闭阀的期间的负重叠控制的结构。

通常，DPF再生条件成立时，通过DPF再生控制部将未燃燃料（HC）供给至上述氧化催化器，并通过其氧化反应热执行DPF再生（堆积在DPF中的PM的燃烧）。

但是，在发动机处于减速状态且DPF再生条件成立时（发动机处于减速时再生状态时），通过燃料中断控制部燃料的主喷射被禁止（燃料中断），因此从发动机主体的汽缸排出的排气的温度并不充分地上升。因此，供给至氧化催化器或DPF的排气的温度下降，存在DPF再生时间（燃烧去除堆积在DPF中的PM所需的时间）变长的问题。

相对于此，在本发明中，在上述减速时再生状态下，通过气门正时控制部执行排气门或进气门的两次打开控制、或者设置排气行程或进气行程中关闭进气门及排气门两者的期间的负重叠控制。借助于此，在进气行程中可以减少流入汽缸内的新气（低温的空气）的流量，因此可以尽量抑制燃料中断后的汽缸内的温度降低。

即，在进气门的两次打开控制中，排气行程中进气门打开时，汽缸内的已燃气体的一部分返回至进气系统，该返回的已燃气体在之后的进气行程中流入至汽缸内，因此与此相应地在进气行程中流入汽缸内的新气的流量减少。又，在排气门的两次打开控制中，排气行程中排出至排气系统的已燃气体在之后的进气行程中排气门开阀时返回至汽缸内，因此与此相应地在进气行程中流入汽缸内的新气的流量减少。又，在负重叠控制中具有在进气行程或者排气行程中关闭进气门及排气门两者的期间，因此在汽缸内残留已燃气体，与此相应地进气行程中流入汽缸内的新气的流量减少。