[发明专利]柴油发动机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油发动机的控制装置，特别涉及一种具有可以变更发动机的排气阀的开闭定时的阀定时切换机构、和具有净化发动机排气的功能的排气后处理装置的柴油发动机的控制装置。

背景技术

当前，作为排气后处理装置，使用用于将柴油发动机的排气中包含的NOx(氮氧化物)还原而净化排气的NOx催化剂、以及用于捕捉微粒而净化排气的微粒过滤器等。

例如，近年来使用氨选择还原型NOx催化剂(下面称为SCR催化剂)作为NOx催化剂。在使用了该SCR催化剂的排气后处理装置中，在SCR催化剂的上游侧供给尿素水，将供给的尿素水利用排气热量加水分解而产生的氨供给至SCR催化剂。供给至SCR催化剂的氨吸附在SCR催化剂上，通过由SCR催化剂促进氨和排气中的NOx之间的脱硝反应，从而进行NOx的还原。

SCR催化剂为了良好地发挥该排气净化功能，需要使流入SCR催化剂中的排气温度至少上升至SCR催化剂活化的温度。但是，在发动机冷态时，从发动机排出的排气温度较低，并且位于SCR催化剂上游侧的排气管、前段氧化催化剂及微粒过滤器等没有充分加热。因此，排气热量被这些部件吸收，流入SCR催化剂的排气温度明显下降。由于上述排气温度下降，SCR催化剂有可能无法良好地发挥上述排气净化功能。

另外，由于排气温度下降导致问题的产生，并不限于SCR催化剂，对于作为排气后处理装置使用的各种催化剂或微粒过滤器，均会产生相同的问题。即，对于排气后处理装置中使用的催化剂，由于排气温度下降而无法活化，无法良好地发挥催化剂功能。另外，对于微粒过滤器，连续再生变得困难，微粒会堆积在微粒过滤器中，微粒的捕捉能力下降。

为了解决上述排气温度下降时的问题，在日本国特开平10—68332号公报(下面称为专利文献1)中提出了一种阀定时控制装置，通过在发动机冷态时变更发动机的排气阀的开闭定时，使排气温度上升。

在专利文献1的控制装置中，使用通过变更排气凸轮轴相对于曲轴的相位而使排气阀的开闭定时可变的机构。并且，在发动机温度较低的情况下，排气阀的开闭定时提前规定的曲柄角。由此，使气缸内的燃烧热量积极地向排气侧排出，利用该燃烧热量使催化剂等进行尽快活化。

但是，在上述专利文献1的控制装置中，通过使排气凸轮轴相对于曲轴的相位变更，从而在开阀期间固定的情况下排气阀的开闭定时可变。由此，通过使排气阀的开阀开始定时提前，从而使排气阀的闭阀完成定时早于排气上死点，在进气阀开阀之前关闭排气阀。因此，伴随排气阀的闭阀而气缸内的残留气体再次被压缩。由此，被压缩的残留气体会在之后通过进气阀进行开阀而从进气口排出。其结果，由于妨碍从进气口向气缸内吸入新鲜空气而使空气过剩率下降，从而产生出现大量的黑烟或HC(碳化氢)向空气中排出的问题。

另外，上述专利文献1的控制装置，利用油压的供给而使排气凸轮轴的相位相对于曲轴变更。由于在发动机冷态时，被供给的动作油的温度较低，因而其粘度较高，所以如果不使动作油的温度上升一定程度而使动作油的粘度降低，则无法稳定地控制相位变更机构。因此，在上述专利文献1的控制装置中，在动作油的温度较低的情况下，考虑将排气阀的开闭定时维持为最大超前角的状态。但是，在此情况下，由于在动作油的温度没有充分上升的状态下，即使发动机处于高负载运行状态，也无法顺畅地排出动作油，所以排气阀开闭定时的最大超前角状态需要维持一段时间。因此，上如上述所示，吸入气缸中的新鲜空气的量减少。因传递燃烧热量的新鲜空气的量减少而排气温度上升，但由于新鲜空气的量大幅减少，所以有可能产生由于不完全燃烧导致黑烟大量出现或排气温度的过度上升。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种柴油发动机的控制装置，其可以在发动机冷态时不排出大量黑烟而适当地使排气温度上升，可以尽早发挥排气后处理装置的良好的排气净化功能。

为了实现上述目的，本发明的柴油发动机的控制装置，具有：阀定时切换机构，其可以将柴油发动机的排气阀的开闭定时，选择性地切换为第1开闭定时和第2开闭定时中的某一个；排气后处理装置，其对从上述柴油发动机排出的排气进行净化；以及控制单元，其控制上述阀定时切换机构，以使得至少在预先规定的上述柴油发动机冷态运行时，利用上述第1开闭定时使排气阀开闭，