專利名稱：廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用柴油顆粒過濾器(DPF)裝置對柴油發(fā)動機等內燃 機的廢氣進行顆粒狀物質(PM)的凈化的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法 及廢氣凈化系統(tǒng)。
背景技術：
從柴油內燃機排出的顆粒狀物質(PM:柴油機顆粒物微粒物質以下稱為PM)的排出量的限制與NOx、 CO以及HC等一起逐 年被強化。正在開發(fā)用稱為柴油顆粒過濾器(DPF: Diesel Particulate Filter,以下稱為DPF)的過濾器收集該PM、降低排放到外部的PM 量的技術。其中有DPF裝置及放置了催化劑的連續(xù)再生型DPF裝置。
但是，在這些連續(xù)再生型DPF裝置中，當廢氣溫度在約35(TC以 上時，收集在該DPF中的PM連續(xù)地燃燒而被凈化，DPF自我再生。 但在廢氣溫度低的情況下(例如在內燃機空轉運轉或低負載、低速度 運轉等低廢氣溫度的狀態(tài)持續(xù)的情況下)，由于廢氣溫度低、催化劑 的溫度低未激活，因此不能促進氧化反應，難以氧化掉PM、使過濾 器再生。因此PM持續(xù)向過濾器堆積，堵塞過濾器。所以產生該過濾 器被堵塞引起廢氣壓力上升的問題。
作為解決這一問題的一種方法，可以考慮當該過濾器的堵塞超過 規(guī)定的量時強制地使廢氣溫度提高，強制地使收集的PM燃燒將其除 去的方法。作為檢測該過濾器堵塞程度的方法，有用過濾器前后的壓 力差檢測的方法或由根據發(fā)動機的運轉狀態(tài)預先設定了收集的PM 量的圖數(shù)據等通過計算求出PM累積量進行檢測的方法等。并且，作為使廢氣溫度升溫的方法，有在汽缸內(筒內)噴射過程中在主噴射 之后比正常燃燒靠后的時刻(即為了使燃燒繼續(xù)而推遲的時刻)進行 輔助噴射——即所謂多階段噴射(多階段延遲噴射)或后噴射等燃料 噴射控制方法，或者直接向廢氣管中噴射燃料的方法等。
在廢氣溫度比過濾器上游設置的氧化催化劑或放置在過濾器上 的氧化催化劑的激活溫度低的情況下，該汽缸內噴射控制進行多階段 噴射或廢氣節(jié)流等廢氣升溫控制提高廢氣溫度。在該升溫使溫度上升 到比激活溫度高的溫度以后，進行后噴射等未燃燃料添加控制，用氧 化催化劑氧化廢氣中的燃料。該氧化使廢氣溫度上升到比收集在過濾 器上的PM燃燒的溫度以上，燃燒除去PM使過濾器再生。
通常情況下，當該PM的積蓄量達到預先設定的PM積蓄量的界 限值時，這些連續(xù)再生型DPF裝置自動地將內燃機的運轉狀態(tài)轉變 成強制再生模式運轉。該強制再生模式運轉或者強制地使廢氣溫度上 升，或者增加NOx的量，將收集在過濾器上的PM氧化并除去，進 行再生處理。
但是，如果在車輛行駛中進行強制再生處理的話，則與停車空轉 狀態(tài)時相比，由于發(fā)動機的轉速高，必然要增加后噴射量。結果，由 于燃料與潤滑油混合將潤滑油稀釋，因此存在該稀釋程度增加、潤滑 油的稀釋變多的問題。因此，在行駛中繁雜地進行強制再生處理并不 理想。
為了解決該潤滑油的稀釋(油的稀釋)等問題，提出過在這些連 續(xù)再生型DPF裝置的控制中不僅進行在行駛過程中自動地進行強制 再生的行駛自動再生，而且在停車空轉狀態(tài)下進行強制再生的隨意再 生(手動再生)的方案。該隨意再生在過濾器堵塞時利用DPF燈告 知駕駛員。接收到該告知的駕駛員將車輛停止，通過按下強制再生按 鈕(手動再生開關)進行隨意再生。
作為與之相關的廢氣凈化裝置，例如在日本特開2003-155914號
公報及日本特開2004-143987號公報中提出過下述廢氣凈化裝置的方 案。為了使強制再生單元能夠隨意地工作，駕駛席具備操作單元(再 生按鈕)。在陷入過度收集了 DPF的狀態(tài)下需要早期進行強制再生的 情況下，或者在駕駛員的意愿想要定期地進行DPF強制再生的情況 下，在行駛和空轉停車時或者僅在空轉時駕駛員操縱操作單元使強制 再生單元工作。由此能夠按駕駛員的意愿隨意地進行強制再生。
在該日本特開2004-143987號公報所記載的裝置中，手動進行的 停車空轉狀態(tài)下的強制再生往廢氣中添加燃料并提高空轉轉速。與此 同時，關閉廢氣節(jié)流閥(廢氣口)，減少廢氣量同時增加廢氣壓力。 由此，有效地提高廢氣溫度促進強制再生。
另一方面，根據車輛的不同，存在結構像圖1所示那樣蒸汽壓縮 式空調裝置中的冷凝器42配置在發(fā)動機10的散熱器18的前面，從 冷凝器42的冷卻用風扇(電動風扇)43送來的風在冷卻冷凝器42 之后送往散熱器18的車輛。
該空調裝置中的致冷氣體在蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)過程中被壓縮 機隔熱壓縮變成高溫高壓氣體，通過冷凝器將熱量散發(fā)到外部。換言 之被大氣冷卻變成液體。然后，該致冷氣體變成高溫液體從受液器流 至膨脹閥，在這里隔熱膨脹變成低溫低壓霧狀。然后，該致冷氣體在 蒸發(fā)器中從外部吸收熱量而氣化，持續(xù)進行等溫膨脹對車廂內發(fā)揮冷 卻作用，變成低溫氣體回到壓縮機內。
這種結構的車輛在停車空轉狀態(tài)下的隨意再生時，如果空調裝置 工作，則用冷凝器冷卻用風扇冷卻冷凝器后送往散熱器的風因空調裝 置的冷凝器散發(fā)的熱量變成高溫。因此，對發(fā)動機的冷卻能力降低， 存在發(fā)動機冷卻水的溫度變得異常高的問題。
專利文獻1:日本特開2003-155914號公報
專利文獻2:日本特開2004-143987號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化
系統(tǒng)，在具備DPF裝置的廢氣凈化系統(tǒng)中，能夠防止DPF隨意再生
(手動再生)的強制再生過程中空調裝置的冷凝器散發(fā)的熱量使發(fā)動
機冷卻水的溫度異常上升。
為了達到上述目的，本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法在內燃機
的廢氣通道中配設有柴油顆粒過濾器裝置、檢測該柴油顆粒過濾器
裝置的過濾器上收集到的柴油顆粒的收集量的收集量檢測單元；根據
該收集量檢測單元的檢測結果判斷上述過濾器的再生時期的再生時
期判斷單元；使廢氣升溫的廢氣升溫單元；以及當上述再生時期判斷
單元判定是再生時期時使上述過濾器再生的再生控制單元；該再生控 制單元具有當上述再生時期判斷單元判定是再生時期、并且廢氣溫度
低時通過上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升，強制地使上述過濾器再 生的強制再生模式；以及根據上述收集量檢測單元的檢測結果隨意地 再生上述過濾器的隨意再生模式；其特征在于，在上述隨意再生模式 時用上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升期間，使車輛的空調的壓縮機 變成停止工作的狀態(tài)。
即在操作再生用按鈕等手動再生開關以隨意再生模式(手動再生 模式)開始強制再生控制時，如果空調的壓縮機正在工作則使其停止 工作，如果未工作則維持停止工作的狀態(tài)。由此，減少空調的冷凝器 散發(fā)的熱量，促進發(fā)動機的冷卻。
并且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，當上述空調的壓縮機、 該空調的冷凝器和冷卻該冷凝器的冷卻用風扇配設在上述內燃機的 散熱器附近時，即使在上述壓縮機處于上述停止工作的狀態(tài)中也使上 述冷卻用風扇處于驅動狀態(tài)。 一般的空調運轉冷卻用風扇隨壓縮機工 作的停止而停止驅動。但是本發(fā)明通過專門驅動冷卻用風扇，能夠由該冷卻用風扇經由散熱低的冷凝器給散熱器送風。因此能夠提高對發(fā) 動機的冷卻能力。
即，在冷卻過散熱量降低了的冷凝器后送給散熱器的風加到內燃 機冷卻用風扇(冷卻風扇)送來的風中，增加送風量。因此通過散熱 器促進發(fā)動機的冷卻。由此，防止任意再生模式下的強制再生時內燃 機冷卻水的溫度異常上升。
并且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，在上述隨意再生模式 下，在用上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升期間，僅在上述內燃機的 冷卻水溫度在規(guī)定的判斷用水溫以上時使上述壓縮機處于停止工作 的狀態(tài)。
本發(fā)明用內燃機冷卻水的溫度判斷是否停止壓縮機的工作。由 此，在冷卻水的溫度低、.不容易變成異常高溫時，空調不停止工作。 因此能夠減少隨意再生模式下的強制再生時關掉空調這樣的事情，能 夠減輕給駕駛員造成的不舒適感。
并且，在廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，在上述廢氣升溫單元進行 使廢氣溫度上升的控制期間，進行汽缸內噴射的多次噴射和/或廢氣 節(jié)流。由此，可有效地升溫氣體。
為了達到上述目的，本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)在內燃機的廢氣通道 中配設有柴油顆粒過濾器裝置；檢測該柴油顆粒過濾器裝置的過濾 器上收集到的柴油顆粒的收集量的收集量檢測單元；根據該收集量檢 測單元的檢測結果判斷上述過濾器的再生時期的再生時期判斷單元； 使廢氣升溫的廢氣升溫單元；以及當上述再生時期判斷單元判定為是 再生時期時使上述過濾器再生的再生控制單元；該再生控制單元具有 當上述再生時期判斷單元判定是再生時期、并且廢氣溫度低時用上述 廢氣升溫單元使廢氣溫度上升，強制地使上述過濾器再生的強制再生模式；以及根據上述收集量檢測單元的檢測結果隨意地再生上述過濾 器的隨意再生模式；在上述再生控制單元在上述隨意再生模式下用上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升期間，使車輛的空調的壓縮機變成停 止工作的狀態(tài)。
在上述廢氣凈化系統(tǒng)中，當上述空調的壓縮機、該空調的冷凝器 和冷卻該冷凝器的冷卻用風扇配設在上述內燃機的散熱器附近時，即 使在上述壓縮機處于上述停止工作的狀態(tài)中上述再生控制單元也進 行使上述冷卻用風扇處于驅動狀態(tài)的控制。
而且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)中，在上述隨意再生模式下，在用上 述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升期間，僅在上述內燃機的冷卻水溫度 在規(guī)定的判斷用水溫以上時上述再生控制單元進行使上述壓縮機處 于停止工作的狀態(tài)的控制。
并且，在廢氣凈化系統(tǒng)中，在上述廢氣升溫單元進行使廢氣溫度 上升的控制期間，進行汽缸內噴射的多次噴射和/或廢氣節(jié)流。
通過采用這些結構，能夠提供可以實施上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制 方法的廢氣凈化系統(tǒng)，發(fā)揮同樣的作用、效果。
并且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)中，可以采用以下幾種柴油顆粒過濾 器裝置中的一種或它們的組合作為上述柴油顆粒過濾器裝置沒有放 置催化劑，用過濾器形成的柴油顆粒過濾器裝置；在過濾器上放置了 催化劑的連續(xù)再生型柴油顆粒過濾器裝置；在過濾器的上游一側設置 了氧化催化劑的連續(xù)再生型柴油顆粒過濾器裝置；在過濾器上放置了 催化劑，并且在該過濾器的上游一側設置了氧化催化劑的連續(xù)再生型 柴油顆粒過濾器裝置。
如果采用本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)，能 夠防止以隨意再生(手動再生)強制再生DPF的過程中發(fā)動機冷卻 水的溫度異常上升。


圖l本發(fā)明的實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖2表示本發(fā)明的實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的控制單元的結構 的圖3表示本發(fā)明的第1實施方式的空調控制流程的一例的圖4表示本發(fā)明的第2實施方式的空調控制流程的一例的圖5示意地表示廢氣凈化系統(tǒng)的再生控制用的圖； 圖6表示廢氣凈化系統(tǒng)的再生控制流程的一例的圖。
具體實施例方式
下面以具備由氧化催化劑和帶催化劑的過濾器組合而成的連續(xù)
再生型DPF裝置的廢氣凈化系統(tǒng)為例，參照

本發(fā)明的實施 方式的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)。
圖1表示本實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)1的結構。該廢氣凈化系統(tǒng) 1采用在柴油發(fā)動機(內燃機)10的廢氣通道11中設置連續(xù)再生型 DPF裝置12的結構。該連續(xù)再生型DPF裝置12采用上游一側具有 氧化催化劑12a、下游側具有帶催化劑的過濾器12b的結構。并且， 在該連續(xù)再生型DPF裝置12的下游一側設置有廢氣節(jié)流閥(廢氣口) 13。
該氧化催化劑12a通過將鉑(Pt)等氧化催化劑放置在多孔質陶 瓷蜂窩結構等載體上形成。帶催化劑的過濾器12b用交錯地封住多孔 質陶瓷蜂窩通道的入口和出口的整塊蜂窩型壁流型過濾器，或者隨機 地層疊氧化鋁等無機纖維形成的毛氈狀過濾器等形成。鉑或氧化鈰等 催化劑放置在該過濾器部分上。
并且，在帶催化劑的過濾器12b采用整塊蜂窩型壁流型過濾器的 情況下，廢氣G中的PM (Diesel Particulate,顆粒狀物質)由多孔質 陶瓷壁收集(trap)。并且，在采用纖維型過濾器的情況下，用過濾器 的無機纖維收集PM。
并且，為了推測堆積在帶催化劑的過濾器12b上的PM量，在與
連續(xù)再生型DPF裝置12的前后相連的導通管上設置了壓差傳感器 21。并且，在氧化催化劑12a的上游一側設置了氧化催化劑入口廢氣 溫度傳感器22、在氧化催化劑12a與帶催化劑的過濾器12b之間設 置了過濾器入口廢氣溫度傳感器23，用于帶催化劑的過濾器12b的 再生控制。
這些傳感器的輸出值輸入到進行發(fā)動機10運轉的整個控制并進 行連續(xù)再生型DPF裝置12的再生控制的控制單元(ECU, engine control unit發(fā)動機控制單元)30中。該控制單元30輸出的控制信號 控制進氣通道14中設置的進氣節(jié)流閥16、發(fā)動機10的燃料噴射裝 置(噴嘴)17、或者與EGR冷卻器一起設置在圖中沒有表示的EGR 通道中的調整EGR量的EGR閥等。該進氣節(jié)流閥16調節(jié)經過空氣 濾清器15進入進氣歧管的進氣量。
該燃料噴射裝置17與臨時存儲用燃料泵(圖中沒有表示)增壓 后的高壓燃料的共軌噴射系統(tǒng)(圖中沒有表示)相連。為了進行發(fā)動 機的運轉，控制單元30中除輸入來自油門踏板位置傳感器(APS) 24的油門踏板開度、來自轉速傳感器25的發(fā)動機轉速等信息外，還 輸入車輛速度、冷卻水溫度等信息。并且，從控制單元30輸出通電 時間信號，以便從燃料噴射裝置17中噴射出規(guī)定量的燃料。
并且，還設置了用于喚起駕駛員(Driver)注意的閃爍燈(DPF 燈)26或警示燈27、再生按鈕(手動再生開關)28，以便在該連續(xù) 再生型DPF裝置12的再生控制過程中不僅能在行駛中自動地進行強 制再生，而且當帶催化劑的過濾器12b收集的PM量超過一定量、帶 催化劑的過濾器12b堵塞時，還能夠催促駕駛員注意，使駕駛員隨意 地停止車輛進行強制再生。
而且，設置了用于冷卻車廂內的空調的壓縮機41和冷凝器42。 該冷凝器42配置在發(fā)動機10的散熱器18的前方。該冷凝器42的前 方設置有冷卻用風扇(電動風扇)43。并且，在散熱器18的后方設
12置有發(fā)動機10冷卻用的風扇(冷卻風扇)19。并且，壓縮機41和冷 卻用風扇43由控制單元30分別控制。
并且，如圖2所示，控制單元30具有控制發(fā)動機10運轉的發(fā)動 機控制單元20C和控制廢氣凈化系統(tǒng)1的柴油顆粒過濾器(DPF)控 制單元30C等。并且，該DPF控制單元30C具有正常運轉控制單元 31C、收集量檢測單元32C、行駛距離檢測單元33C、再生時期判斷 單元34C、再生控制單元35C、隨意再生報警單元36C以及冷卻水溫 檢測單元37C等。
正常運轉控制單元31C為進行與連續(xù)再生型DPF裝置12的再生 無關的正常運轉的單元。.該單元31C進行根據控制單元30依據油門 踏板位置傳感器24的信號和轉速傳感器25的信號計算出的、由通電 時間信號控制從燃料噴射裝置17噴射出規(guī)定量的燃料的噴射控制， 即進行一般的噴射控制。換言之，為不進行用于再生控制的控制的單 元。
收集量檢測單元32C為檢測收集在連續(xù)再生型DPF裝置12的帶 催化劑的過濾器12b上的PM量的單元。在本實施方式中，該單元 32C用連續(xù)再生型DPF裝置12前后的壓力差——即壓差傳感器21 檢測到的測量值A Pm進行檢測。
行駛距離檢測單元33C為檢測再生DPF后車輛行駛的距離△ Mc 的單元。在進行了強制再生的情況下，該行駛距離AMc在從再生開 始到再生結束期間的適當時候被復位(Reset)。
再生時期判斷單元34C為將收集量檢測單元32C檢測到的壓差 檢測值APm以及行駛距離檢測單元33C檢測到的行駛距離AMc分 別與規(guī)定的判斷值進行比較，判斷開始DPF再生的時刻的單元。
根據連續(xù)再生型DPF裝置12的種類的不同，再生控制單元35C 進行的控制多少有些差異，但結構上都有廢氣升溫單元351C和未燃 燃料添加單元352C。當氧化催化劑入口廢氣溫度傳感器22檢測到的廢氣溫度比規(guī)定的判斷用溫度低時，廢氣升溫單元351C使發(fā)動機10 在進行汽缸內噴射的過程中進行多次噴射(多次延遲噴射)或進行廢 氣節(jié)流，或者兩者同時進行，使廢氣溫度上升到氧化催化劑12a的激 活溫度。未燃燃料添加單元352C通過進行后噴射或進行多次噴射加 后噴射將未燃燃料添加到廢氣中。通過用氧化催化劑12a氧化該未燃 燃料提高用過濾器入口廢氣溫度傳感器23檢測的過濾器入口廢氣溫 度，使其變成適于氧化除去PM的溫度或環(huán)境。通過這些措施強制地 燃燒除去收集在帶催化劑的過濾器12b上的PM，強制再生帶催化劑 的過濾器12b。另外，在廢氣升溫單元351C進行廢氣升溫控制和未 燃燃料添加控制的過程中，有時同時使用收縮進氣節(jié)流閥16的進氣 節(jié)流控制或EGR控制。
隨意再生報警單元36C用閃爍燈(DPF燈)26、報警燈27等構 成。該單元36C為通過閃爍燈26的閃爍向駕駛員報警催促駕駛員手 動使再生控制單元35C工作，或者通過報警燈27亮燈催促駕駛員將 車輛送到維修中心的單元。另外，接收到該報警的駕駛員通過操作手 動再生按鈕(手動再生開關)28能夠開始再生控制單元35C進行的 強制再生控制。
冷卻水溫檢測單元37C由發(fā)動機10中設置的水溫傳感器(圖中 沒有表示)等構成。該單元37C為檢測發(fā)動機冷卻水的溫度Tw的單 元。
具有這些各種單元的DPF控制單元30C為根據收集量檢測單元 32C檢測到的DPF前后的壓差△ Pm和行駛距離檢測單元33C檢測到 的DPF再生后的行駛距離AMc，或者繼續(xù)進行正常運轉控制單元 31C進行的正常運轉，或者向駕駛員報警催促駕駛員手動使再生控制 單元35C工作、自動地使再生控制單元35C工作的單元。
下面說明該廢氣凈化系統(tǒng)1的DPF再生控制。在進行該廢氣凈 化系統(tǒng)1的控制的過程中，正常運轉控制單元31C進行正常的運轉，收集PM。但是，在該正常運轉過程中，用再生時期判斷單元34C監(jiān) 視是否為再生時期。當該監(jiān)視判定為是再生時期時，用隨意再生報警 單元36C進行報警或者用再生控制單元35C進行行駛自動再生。
即，根據收集量檢測單元32C檢測到的DPF前后壓差△ Pm和行 駛距離檢測單元33C檢測到的行駛距離AMc是否進入規(guī)定的范圍， 判斷是否要進行隨意再生和行駛自動再生。然后根據必要進行各種處 理，之后返回，繼續(xù)進行正常運轉控制單元31C進行的正常運轉。 反復進行正常運轉和再生控制，進行車輛的行駛。
下面參照圖5所示的再生控制用的圖說明該再生控制。另外，該 再生控制能夠依圖6例示的再生控制流程實施。
首先，行駛距離AMc處于比第1臨界值AM1小的區(qū)域Rml時， 如果進行強制再生，則由于潤滑油中燃料揮發(fā)不充分，因此為了避免 潤滑油的稀釋等問題，禁止執(zhí)行再生控制。
接著，當行駛距離AMc處于第1臨界值AM1與第2臨界值A
M2之間規(guī)定的范圍Rm2內時，由于行駛仍不充分，混入機油中的燃
料蒸發(fā)不充分，因此不進行自動強制再生。取而代之為當檢測到的 DPF前后壓力差APm超過第1臨界值AP1 (手動燈閃爍l)時，使
閃爍燈(DPF燈)26緩慢地閃爍催促駕駛員停下車輛按下手動再生 按鈕28進行強制再生的隨意再生(手動再生)。當檢測到的DPF前 后壓力差APm超過比第1臨界值AP1大的第2臨界值AP2(手動燈 閃爍2)時，使閃爍燈26快速閃爍緊急催促駕駛員停下車輛手動進 行強制再生。
當行駛距離A Mc處于第2臨界值A M2與第3臨界值A M3之間 規(guī)定的范圍Rm3內時，由于混入機油中的燃料進行了充分的蒸發(fā)， 能夠進行行駛中的自動強制再生(行駛自動再生)，因此當檢測到的 DPF前后壓力差APm超過第1臨界值AP1 (行駛自動再生1)時， 自動地進行強制再生控制。該行駛自動再生減輕了駕駛員手動進行的強制再生——即操作手動再生按鈕280N/OFF的負擔。
而且，不管檢測到的前后壓力差APm如何，當行駛距離AMc 處于超過第3臨界值AM3的規(guī)定范圍Rm4內(行駛自動再生2)時， 為了防止在帶催化劑的過濾器12b上的PM偏積引起的熱失控和DPF 的熔損，自動地進行強制再生。
這些強制再生控制在廢氣溫度比規(guī)定的判斷用溫度低的情況下 只進行第1階段的多次噴射的廢氣升溫控制。在廢氣溫度超過規(guī)定的 判斷用溫度的情況下轉移到第2階段，繼續(xù)進行升溫控制，這時除了進行多次噴射的廢氣升溫控制外還進行后噴射，進行添加未燃燃料的 控制。通過這些控制使帶催化劑的過濾器12b的溫度上升，由于一旦 PM開始燃燒，PM的燃燒熱使燃燒繼續(xù)，因此結束該升溫控制。并 且，也可以邊監(jiān)測連續(xù)再生型DPF裝置12下游一側的氧氣濃度或廢 氣溫度邊控制PM的燃燒狀態(tài)，適當?shù)卦俅伍_始升溫控制。
另外，不管行駛距離AMc如何，當檢測到的DPF前后壓力差A Pm超過第3臨界值AP3時(Rp4:報警燈閃爍)，為了避免PM急劇 燃燒即熱失控，將隨意再生和行駛自動再生設為禁止狀態(tài)，并且亮起 催促駕駛員將車輛送至維修中心的報警燈27。
因此，該DPF控制單元30C具有隨意再生模式和行駛自動再生 模式。在隨意再生模式下，在接受到在停車空轉狀態(tài)下進行再生控制 的警告的駕駛員按下手動再生按鈕28的情況下進行帶催化劑的過濾 器12b的強制再生控制。在行駛自動再生模式下，進行車輛行駛中自 動地進行的帶催化劑的過濾器12b的強制再生控制。
該強制再生控制在氧化催化劑入口廢氣溫度傳感器22檢測的廢 氣溫度比規(guī)定的判斷用溫度低的情況下進行多次噴射，使廢氣溫度上 升，使氧化催化劑12a升溫到催化劑激活溫度以上。隨后進行后噴射， 提高過濾器入口廢氣溫度傳感器23檢測的廢氣溫度，使帶催化劑的 過濾器12b升溫到PM開始燃燒的溫度以上。該升溫使堆積在帶催化劑的過濾器12b上的PM燃燒，強制再生帶催化劑的過濾器12b。
在本發(fā)明中，為了防止圖6所示的步驟S27的隨意再生中用再生 控制單元35C進行DPF裝置12的強制再生時發(fā)動機冷卻水的溫度異 常上升，如下所述地構成DPF控制單元30C。
第1實施方式的DPF控制單元30C在隨意再生模式下，在廢氣 升溫單元351C使廢氣溫度上升期間使車輛空調的壓縮機41處于停 止工作的狀態(tài)。并且在該壓縮機41處于停止工作的狀態(tài)中仍使空調 的用于冷卻冷凝器42的冷卻用風扇43不處于停止狀態(tài)繼續(xù)工作。
并且，與該隨意再生模式進行廢氣升溫控制時壓縮機41的動作 相關聯(lián)的控制能夠用圖3所示那樣的空調控制流程實施。該圖3的空 調控制流程表示的是圖5的步驟S27的隨意再生中用再生控制單元 35C進行DPF裝置12的強制再生時，以適當?shù)拈g隔(進行控制的時 間間隔)反復調用的控制流程。
當調用該空調控制流程開始控制時，在步驟Sll中進行再生模式 的檢查，判斷是隨意再生模式還是行駛自動再生模式。當該判斷判定 為不是隨意再生模式——即為行駛自動再生模式時，返回。該判斷例 如這樣進行當按下手動再生按鈕28開始隨意再生模式下的強制再 生控制時，豎起隨意再生標記，在步驟Sll中通過判斷該隨意再生標 記是否豎起能夠容易地進行判斷。
另一方面，當該判斷判定為是隨意再生模式時，在步驟S12中檢 査空調的壓縮機41是否處于工作(ON)狀態(tài)，如果處于工作狀態(tài)， 則在步驟S13中停止(OFF)其工作，前進到步驟S14。如果不是工 作狀態(tài)，則直接前進到步驟S14。
在步驟S14中，使空調的冷卻冷凝器42的冷卻用風扇43處于工 作狀態(tài)。S卩，當冷卻用風扇43處于工作狀態(tài)時，維持工作狀態(tài)；當 處于停止工作的狀態(tài)時，使其變成工作狀態(tài)。然后返回。
如該圖3的空調控制流程所示那樣，當按下手動再生按鈕28時，如果空調的壓縮機41處于工作狀態(tài)，則使其停止變成停止工作的狀 態(tài)，通過這樣減少來自冷凝器42的熱量。并且，使冷卻用風扇43的 工作狀態(tài)繼續(xù)，給發(fā)動機10的散熱器18送冷卻風?，F(xiàn)有技術一般是 當壓縮機41停止工作時冷凝器42的冷卻用風扇43也停止工作。但 本發(fā)明使冷卻用風扇43維持在工作狀態(tài)繼續(xù)送風，提高散熱器18的 冷卻效率，冷卻發(fā)動機。由此防止發(fā)動機冷卻水溫度Tw變成異常高 的溫度。
第2實施方式的DPF控制單元30C在隨意再生模式下用廢氣升 溫單元351C使廢氣溫度上升期間，僅在冷卻水溫檢測單元37C檢測 到的發(fā)動機冷卻水的溫度Tw在規(guī)定的判斷用水溫Twl以上的情況下 使車輛空調的壓縮機41處于停止工作的狀態(tài)。當溫度Twl不到規(guī)定 的判斷用水溫Twl時，不使車輛的壓縮機41變成停止工作的狀態(tài)。 并且，與第l實施方式一樣，在該壓縮機41處于停止工作的狀態(tài)下 也使空調的冷卻冷凝器42的冷卻用風扇43處于工作狀態(tài)。
并且，與該第2實施方式的隨意再生模式的廢氣升溫時壓縮機 41的動作相關聯(lián)的控制能夠用圖4所示那樣的空調控制流程實施。 該圖4的空調控制流程表示的是圖5的步驟S27的隨意再生中用再生 控制單元35C進行DPF裝置12的強制再生時，以適當?shù)拈g隔(進行 控制的時間間隔)反復調用的控制流程。
當調用該空調控制流程開始控制時，在步驟S21中進行再生模式 的檢查，判斷是隨意再生模式還是行駛自動再生模式。當該判斷判定 為不是隨意再生模式時，返回。
另一方面，當該判斷判定為是隨意再生模式時，在步驟S22中檢 查發(fā)動機冷卻水溫度Tw。當該檢査結果為發(fā)動機冷卻水溫度Tw不 到規(guī)定的判斷用水溫Twl時返回。
或者，當該檢査結果為發(fā)動機冷卻水溫度Tw在規(guī)定的判斷用水 溫Twl以上時，在步驟S23中檢查空調的壓縮機41是否處于工作狀態(tài)。如果處于工作狀態(tài)，則在步驟S24中使壓縮機41停止工作，前 進到步驟S25。如果不是工作狀態(tài)，則直接前進到步驟S25。
在步驟S25中，使空調的冷卻冷凝器42的冷卻用風扇43處于工 作狀態(tài)。即，當冷卻用風扇43處于工作狀態(tài)時，維持工作狀態(tài)；當 處于停止工作的狀態(tài)時，使其變成工作狀態(tài)。然后返回。
如該圖4的空調控制流程所示那樣，第2實施方式當按下手動再 生按鈕28時，在根據該發(fā)動機冷卻水溫度Tw的檢測值判定為沒有 變成異常高的溫度的危險性時，使空調壓縮機41的工作即空調的工 作繼續(xù)。
并且，在判定為有發(fā)動機冷卻水溫度Tw變成規(guī)定的判斷用水溫 Twl以上的異常高溫的危險性時，如果空調的壓縮機41處于工作狀 態(tài)，則使其停止變成停止工作的狀態(tài)。通過這樣減少來自冷凝器42 的熱量，并且使冷卻用風扇43的工作狀態(tài)繼續(xù)，給發(fā)動機10的散熱 器18送冷卻風。
這樣一來，通過考慮冷卻水的溫度，能夠避免不必要的使空調停 止工作。因此能夠防止給駕駛員造成不舒適感的隨意再生時突然關掉 空調的事態(tài)。
因此，上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)1能夠防止 連續(xù)再生型DPF裝置12的帶催化劑的過濾器12b在隨意再生模式下 的強制再生中發(fā)動機冷卻水溫度Tw上升變成異常高的溫度。
另外，雖然在以上的說明中以將催化劑放置在過濾器上并在該過 濾器的上游一側設置了氧化催化劑的裝置作為廢氣凈化系統(tǒng)中的 DPF裝置的例子進行了說明，但本發(fā)明并不局限于此，也可以用于沒 有放置催化劑的過濾器的DPF裝置、將氧化催化劑放置在過濾器上 的連續(xù)再生型DPF裝置、在過濾器的上游一側設置了氧化催化劑的 連續(xù)再生型DPF裝置等其他類型的DPF。
產業(yè)上的應用
具有上述優(yōu)良效果的本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣 凈化系統(tǒng)能夠及其有效地作為汽車搭載的內燃機的廢氣凈化系統(tǒng)的 控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)使用。
權利要求
1.一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述廢氣凈化系統(tǒng)在內燃機的廢氣通道中配設有柴油顆粒過濾器裝置、；檢測該柴油顆粒過濾器裝置的過濾器上收集到的柴油顆粒的收集量的收集量檢測單元；根據該收集量檢測單元的檢測結果判斷上述過濾器的再生時期的再生時期判斷單元；使廢氣升溫的廢氣升溫單元；以及當上述再生時期判斷單元判定為是再生時期時使上述過濾器再生的再生控制單元，該再生控制單元具有當上述再生時期判斷單元判定為是再生時期、并且廢氣溫度低時用上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升，強制地使上述過濾器再生的強制再生模式；以及根據上述收集量檢測單元的檢測結果隨意地再生上述過濾器的隨意再生模式，在上述隨意再生模式下用上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升期間，使車輛的空調的壓縮機變成停止工作的狀態(tài)。
2. 如權利要求1所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于 當上述空調的壓縮機、該空調的冷凝器和冷卻該冷凝器的冷卻用風扇配設在上述內燃機的散熱器附近時，即使在上述壓縮機處于上述 停止工作的狀態(tài)中也使上述冷卻用風扇處于驅動狀態(tài)。
3. 如權利要求1或2所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征 在于在上述隨意再生模式下，在用上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升 期間，僅在上述內燃機的冷卻水溫度在規(guī)定的判斷用水溫以上時使上 述壓縮機處于停止工作的狀態(tài)。
4. 如權利要求1或2所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征 在于在上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升的控制中，進行汽缸內噴射 的多次噴射和/或廢氣節(jié)流。
5. —種廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于-在內燃機的廢氣通道中配設有柴油顆粒過濾器裝置、檢測該柴 油顆粒過濾器裝置的過濾器上收集到的柴油顆粒的收集量的收集量 檢測單元；根據該收集量檢測單元的檢測結果判斷上述過濾器的再生 時期的再生時期判斷單元；使廢氣升溫的廢氣升溫單元；以及當上述 再生時期判斷單元判定為是再生時期時使上述過濾器再生的再生控 制單元，該再生控制單元具有當上述再生時期判斷單元判定為是再生時 期、并且廢氣溫度低時用上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升，強制地 使上述過濾器再生的強制再生模式；以及根據上述收集量檢測單元的 檢測結果隨意地再生上述過濾器的隨意再生模式，在上述再生控制單元在上述隨意再生模式下用上述廢氣升溫單 元使廢氣溫度上升期間，使車輛的空調的壓縮機變成停止工作的狀 態(tài)。
6. 如權利要求5所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于 當上述空調的壓縮機、該空調的冷凝器和冷卻該冷凝器的冷卻用風扇配設在上述內燃機的散熱器附近時，即使在上述壓縮機處于上述 停止工作的狀態(tài)中，上述再生控制單元也進行使上述冷卻用風扇處于 驅動狀態(tài)的控制。
7. 如權利要求5或6所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于在上述隨意再生模式，在用上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升期 間，僅在上述內燃機的冷卻水溫度在規(guī)定的判斷用水溫以上時，上述 再生控制單元進行使上述壓縮機處于停止工作的狀態(tài)的控制。
8. 如權利要求5或6所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于在上述廢氣升溫單元使廢氣溫度上升的控制中，進行汽缸內噴射 的多次噴射和/或廢氣節(jié)流。
9. 如權利要求5或6所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于上述柴油顆粒過濾器裝置是以下幾種柴油顆粒過濾器裝置中的一種或它們的組合沒有放置催化劑，用過濾器形成的柴油顆粒過濾 器裝置；在過濾器上放置了催化劑的連續(xù)再生型柴油顆粒過濾器裝 置；在過濾器的上游一側設置了氧化催化劑的連續(xù)再生型柴油顆粒過 濾器裝置；以及在過濾器上放置了催化劑、并且在該過濾器的上游一 側設置了氧化催化劑的連續(xù)再生型柴油顆粒過濾器裝置。
全文摘要
一種廢氣凈化系統(tǒng)(1)的控制方法，所述廢氣凈化系統(tǒng)(1)具有DPF裝置(12)，再生控制單元(35C)具有當再生時期判斷單元(34C)判定為再生時期、并且廢氣溫度低的情況下用廢氣升溫單元(351C)使廢氣溫度上升，強制地使過濾器(12b)再生的強制再生模式；以及根據收集量檢測單元(32C)的檢測結果隨意地再生上述過濾器(12b)的隨意再生模式；在上述隨意再生模式下用上述廢氣升溫單元(351C)使廢氣溫度上升期間，使車輛的空調的壓縮機(41)變成停止工作的狀態(tài)。由此能夠防止在用隨意再生模式強制地再生DPF裝置(12)的過程中發(fā)動機(10)冷卻水的溫度(Tw)異常地上升。
文檔編號F01N3/02GK101175905SQ20068001701
公開日2008年5月7日 申請日期2006年4月24日 優(yōu)先權日2005年5月17日
發(fā)明者內田直實, 土田穰, 益子達夫, 飯塚彰 申請人:五十鈴自動車株式會社