專利名稱：排氣氣體凈化方法及排氣氣體凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及即使在很長時間進行車輛停車時運轉(zhuǎn)或空閑運轉(zhuǎn)等的低旋 轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)的情況下也可靠地判斷柴油微粒過濾器的再生時間、進行強制再生 控制的凈化方法及排氣氣體凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
被從柴油發(fā)動機排出的粒子狀物質(zhì)(PM:顆粒物質(zhì)，以下稱作PM)
的排出量與NOx、 CO及HC等一起逐年限制被強化。開發(fā)了將該PM用稱 作柴油顆粒過濾器(DPF: Diesei Particulate Filter:以下稱作DPF)的過濾 器捕集、減少被向外部排出的PM的量的技術(shù)。其中，有擔載有觸媒的連 續(xù)再生型DPF裝置。
在該連續(xù)再生型DPF裝置中，當排氣氣體溫度為約35(TC以上時，捕 集在過濾器上的PM連續(xù)地燃燒而被凈化，過濾器自再生。但是，在排氣 溫度較低的情況下，由于觸媒的溫度降低而不活性化，所以不能促進氧化 反應。因此，難以將PM氧化而將過濾器自再生。結(jié)果，因PM向過濾器 的堆積而使網(wǎng)眼堵塞不斷發(fā)展，發(fā)生該網(wǎng)眼堵塞帶來的排氣壓力上升的問 題。
所以，當過濾器的網(wǎng)眼堵塞超過了規(guī)定量時，進行通過缸內(nèi)(筒內(nèi)) 的多噴射(多級延遲噴射)及后噴射等、強制地使排氣氣體升溫、將捕集 PM強制地燃燒除去的強制再生控制。在該強制再生控制中，由配置于過濾 器的上游側(cè)的氧化觸媒或擔載在過濾器上的氧化觸媒使通過后噴射等供給 到排氣氣體中的HC (碳化氫)燃燒。利用該燃燒熱，使過濾器入口及過濾 器表面的排氣氣體溫度上升。通過該高溫的排氣氣體使過濾器升溫到積存 在過濾器上的PM燃燒的溫度以上，將PM燃燒除去。
該過濾器的網(wǎng)眼堵塞的程度， 一般通過過濾器的前后的壓力差判斷。 但是，在發(fā)動機啟動較困難的寒冷地方等，在啟動著發(fā)動機的狀態(tài)下長時
4間空轉(zhuǎn)的情況下、陷入擁堵的情況下、或冷凍車等的晝夜間停車的情況下 等，成為停車空轉(zhuǎn)狀態(tài)，排氣氣體的流量較少。因此，難以根據(jù)過濾器的 前后的壓力差推測PM的積存量，不能可靠地判斷再生時間。因而，在僅 通過過濾器的前后的壓力差的判斷中，有可能錯過強制再生控制的開始時 間而過量捕集PM。
作為該壓力差的精度降低的對策之一，例如像在日本的特開
2005-299585號公報中記載那樣，提出了當排氣流量不到規(guī)定流量時、每當 車輛行駛規(guī)定距離、或者每當空轉(zhuǎn)停車時間達到了規(guī)定時間時、控制發(fā)動 機以使得排氣流量暫時地成為規(guī)定流量以上、根據(jù)此時的前后壓力差推測 PM捕集量的發(fā)動機排氣微粒的捕集量檢測裝置。但是，在該裝置中，在低 排氣流量運轉(zhuǎn)中，進行暫時使排氣流量增加的發(fā)動機控制。因此，有駕駛 者感到不適感、并且燃料消耗惡化的問題。
此外，例如如日本特開平8-61043號公報所述，提出了同時采用通過 顆粒量檢測機構(gòu)(DPF的前后壓力差或經(jīng)過一定時間)進行的再生開始時 間的判斷、和根據(jù)距離前次的過濾器再生處理的行駛時間進行的再生開始 時間的判斷、在任一個的判斷結(jié)果是開始時間的情況下，使再生機構(gòu)動作 的顆粒過濾器再生裝置。但是，在根據(jù)一定的時間經(jīng)過進行的再生開始時 間的判斷、及根據(jù)距離前次的過濾器再生處理的行駛時間進行的再生開始 時間的判斷中，在該一定時間中或行駛時間中經(jīng)過了每單位時間的PM的 積存量不同的各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此，有難以進行正確的PM堆積量的推測、 在再生吋間中發(fā)生誤差的問題。
進而，例如像日本的特開昭59-28011號公報中記載那樣，還提出了根 據(jù)分別考慮到行駛距離及空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時間的兩個值的和判別過濾器部件的網(wǎng) 眼堵塞狀態(tài)的柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置。但是，在根據(jù)行駛距離進行的 判斷中，由于即使是相同的行駛距離，每單位時間的PM的積存量不同的 各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以有難以進行正確的PM堆積量的推測、在再生時間中 發(fā)生誤差的問題。
特許文獻l:日本的特開2005-299585號公報
特許文獻2:日本的特開平8-61043號公報
特許文獻3:日本的特開昭59-28011號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的是提供一種即使在以排
氣流量較少、根據(jù)過濾器的前后壓力差進行的PM積存量的推測較困難的 低旋轉(zhuǎn)狀態(tài)長時間運轉(zhuǎn)的情況下等，也能夠得到如下的效果的排氣氣體凈 化方法及排氣氣體凈化系統(tǒng)。能夠可靠地判斷強制再生時間，能夠避免PM 的過量捕集帶來的排氣壓力上升和起因于過量捕集的燃料消耗的惡化。同 時，能夠防止通過PM的過剩的積存量產(chǎn)生的熱逸潰及該熱逸潰造成的DPF
的熔損。
用來達到上述那樣的目的的排氣氣體凈化方法，在內(nèi)燃機的排氣通路 中具備從上游側(cè)開始依次配置有擔載有氧化觸媒的氧化觸媒裝置和DPF (柴油顆粒過濾器)的排氣氣體凈化裝置、或者配置有擔載有氧化觸媒的 DPF的排氣氣體凈化裝置,根據(jù)上述DPF的前后壓力差判斷上述DPF的強 制再生開始時間而進行強制再生控制的排氣氣體凈化系統(tǒng)中，其特征在于， 在檢測到內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，測量該低旋轉(zhuǎn) 運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間，當該測量的上述持續(xù)時間超過了規(guī)定的判斷用時間 時，與上述DPF的前后壓力差無關(guān)地進行上述DPF的強制再生控制。
根據(jù)該方法，在低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，因為排氣氣體流量的降低，根據(jù) DPF的前后的壓力差進行的PM積存推測量的檢測的精度降低，所以前后 壓力差的檢測變得困難，并且即使能夠檢測精度也較差，所以在低旋轉(zhuǎn)運 轉(zhuǎn)狀態(tài)中，停止該根據(jù)前后壓力差進行的強制再生開始的判斷。另一方面， 在低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)較穩(wěn)定，PM排出量也穩(wěn)定。因此， 低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的PM的堆積的進行大致與低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的持續(xù)時 間成比例而有對應關(guān)系。因而，在低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，與前后壓力差無關(guān)， 當?shù)托D(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間超過了規(guī)定的判斷用時間時判斷為開始強制 再生控制。
由此，能夠以非常簡單的算法解決低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的前后壓力差的 檢測的精度降低的問題。另外，實質(zhì)上前后壓力差的檢測變得困難是低旋 轉(zhuǎn)時的低負荷及中負荷。因此，也可以與DPF的前后壓力差無關(guān)，而將進 行上述DPF的強制再生控制時的狀態(tài)設為發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)數(shù)為低旋轉(zhuǎn)且發(fā)動 機的負荷狀態(tài)為低、中負荷的狀態(tài)。此外，在上述排氣氣體凈化方法中，其特征在于，上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀 態(tài)是車輛停車時的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、并且是空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。另外，在該空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn) 狀態(tài)中也包括空轉(zhuǎn)加速運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
艮口，該低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)是指排氣氣體的流量變少、通過DPF的前后壓 力差進行的PM積存量的檢測的精度降低的狀態(tài)。發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)比規(guī)定的轉(zhuǎn) 數(shù)低的狀態(tài)、車速為零的狀態(tài)、變速機停止的狀態(tài)、加速器踏板(加速器 傳感器)為加速器關(guān)閉的狀態(tài)等對應于該低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此，也可以 構(gòu)成為，通過不僅是發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)比規(guī)定的判斷用轉(zhuǎn)數(shù)低的情況、還有車速 變?yōu)榱?、變速機為停止狀態(tài)、加速器踏板為關(guān)閉等的任一種情況或某幾種 情況的組合來判斷低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。另外，該規(guī)定的判斷用轉(zhuǎn)數(shù)根據(jù)發(fā)動 機的種類及車輛的用途等而不同，但可以基于實驗、空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)、空轉(zhuǎn)加速 時的轉(zhuǎn)數(shù)等容易地預先設定。
更具體地講，作為該低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，設想為冷凍車的無人時的用于 保冷的空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)、晝夜間的駕駛者的打盹時的伴隨著冷暖氣運轉(zhuǎn)的空轉(zhuǎn)運 轉(zhuǎn)等的、3個小時以上持續(xù)空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)那樣的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
該規(guī)定的判斷用時間也可以固定。例如，也可以在PM堆積推測量成 為70 90%左右后，再用實驗或計算求出能夠容許PM的堆積的低旋轉(zhuǎn)運 轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間的最大值，將該規(guī)定的判斷用時間設為該時間(例如幾 小時等)。在此情況下，由于有富余地設定規(guī)定的判斷用時間，所以在強制 再生之后進入到低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，在PM充分堆積之前進行強制 再生控制，所以浪費地進行強制再生控制。
因而，為了進一步減少再生次數(shù)，優(yōu)選地構(gòu)成為，考慮低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀 態(tài)的開始之前的PM堆積推測量而開始強制再生控制。在上述排氣氣體凈 化方法中，優(yōu)選地根據(jù)在上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前上述DPF的前后 壓力差、或者由該前后壓力差計算的PM堆積推測量設定上述規(guī)定的判斷 用時間。
該控制通過構(gòu)成為，預先準備基于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前的PM 堆積推測量的規(guī)定的判斷時間的映射數(shù)據(jù)并存儲到控制裝置中，在強制再 生開始的判斷的控制時的規(guī)定的判斷用時間的設定時，參照該映射數(shù)據(jù)計 算規(guī)定的判斷用時間而容易實施。通過該結(jié)構(gòu)，能夠減少強制再生次數(shù)，所以能夠節(jié)約燃料消耗。
進而，優(yōu)選的是，根據(jù)上述DPF的PM容許堆積量與上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn) 狀態(tài)的開始之前的PM堆積推測量的差即殘留堆積量設定上述規(guī)定的判斷 用時間。該控制可以通過如以下這樣構(gòu)成等而容易地實施。將容許堆積量
用低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的每單位時間的PM堆積推測量除而設為容許繼續(xù)時間。
將該容許繼續(xù)時間與開始時經(jīng)過時間的差作為規(guī)定的判斷用時間。構(gòu)成為， 在低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間經(jīng)過了該規(guī)定的判斷用時間的情況下，開始 強制再生控制。通過該結(jié)構(gòu)，能夠使再生間隔變得精度更高，能夠減少強 制再生次數(shù)，能夠節(jié)約燃料消耗。
此外，用來達到上述目的的排氣氣體凈化系統(tǒng)，在內(nèi)燃機的排氣通路
中具備從上游側(cè)開始依次配置有擔載有氧化觸媒的氧化觸媒裝置和DPF的 排氣氣體凈化裝置、或者配置有擔載有氧化觸媒的DPF的排氣氣體凈化裝 置，和進行將上述DPF強制再生的控制的再生控制裝置，并且上述再生控 制裝置根據(jù)上述DPF的前后壓力差判斷上述DPF的強制再生開始時間，進 行強制再生控制，其特征在于，上述再生控制裝置在檢測到內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn) 狀態(tài)處于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，測量該低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間， 當該測量的上述持續(xù)時間超過了規(guī)定的判斷用時間時，與上述DPF的前后 壓力差無關(guān)地進行上述DPF的強制再生控制。
此外，在上述排氣氣體凈化系統(tǒng)中，構(gòu)成為，上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)是 車輛停車時的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、并且是空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
進而，在上述排氣氣體凈化系統(tǒng)中，構(gòu)成為，上述再生控制裝置根據(jù) 在上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前上述DPF的前后壓力差、或者由該前后 壓力差計算的PM堆積推測量設定上述規(guī)定的判斷用時間。此外，在上述 排氣氣體凈化系統(tǒng)中，構(gòu)成為，上述再生控制裝置根據(jù)上述DPF的容許堆 積量與上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前的PM堆積推測量的差即殘留堆積 量設定上述規(guī)定的判斷用時間。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的排氣氣體凈化系統(tǒng)，能夠?qū)嵤┥鲜雠艢鈿怏w凈化方法， 能夠發(fā)揮同樣的效果。
根據(jù)上述排氣氣體凈化方法及排氣氣體凈化系統(tǒng)，根據(jù)排氣流量的多 少切換PM積存量的推測方法，在排氣流量較多的情況下根據(jù)過濾器的前后壓力差推測PM積存量，在排氣流量較少的低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下根據(jù)運轉(zhuǎn) 的持續(xù)時間推測PM積存量，所以即使在以車輛停止狀態(tài)或空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài) 等的低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)長時間運轉(zhuǎn)的情況下，也能夠避免過量捕集PM而排 氣壓力上升，并且能夠防止通過PM的過剩的積存量產(chǎn)生的熱逸潰及該熱
逸潰帶來的DPF的熔損。此外，還能夠避免起因于過量捕集的燃料消耗的
惡化。


圖1是表示排氣氣體凈化系統(tǒng)的整體機構(gòu)的圖。
圖2是表示強制再生開始的判斷的控制流程的一例的圖。 圖3是表示強制再生開始的判斷的控制流程的另一例的圖。
符號說明
1排氣氣體凈化系統(tǒng)
10柴油發(fā)動機(內(nèi)燃機)
12連續(xù)再生型DPF裝置
12a氧化觸媒
12b帶觸媒的過濾器
31壓力差傳感器
40控制裝置(ECU)
Ne發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)
Nec規(guī)定的轉(zhuǎn)數(shù)
PMc規(guī)定的判斷用PM堆積量
PMp PM積存推測量
Tc規(guī)定的判斷用時間
Tm低轉(zhuǎn)數(shù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間
具體實施例方式
以下，參照附圖對有關(guān)本發(fā)明的實施方式的排氣氣體凈化系統(tǒng)的控制 方法及排氣氣體凈化系統(tǒng)進行說明。在圖1中表示該實施方式的排氣氣體
9凈化系統(tǒng)l的結(jié)構(gòu)。
該排氣氣體凈化系統(tǒng)1在柴油發(fā)動機(內(nèi)燃機)10的排氣通路11中具 備排氣氣體凈化裝置12和消音器13而構(gòu)成。該排氣氣體凈化裝置12是連
續(xù)再生型DPF (柴油顆粒過濾器)裝置之一。該排氣氣體凈化裝置12將氧 化觸媒裝置12a配置在上游側(cè)、將帶觸媒的過濾器裝置12b配置在下游側(cè) 而構(gòu)成。
該氧化觸媒裝置12a將白金(Pt)等的氧化觸媒擔載在多孔質(zhì)的陶瓷 的蜂窩構(gòu)造等的擔載體上而形成。帶觸媒的過濾器裝置12b由將多孔質(zhì)的 陶瓷的蜂窩的通道的入口和出口交替地封口的整體蜂窩型壁流型過濾器等 形成。排氣氣體G中的PM (粒子狀物質(zhì))被多孔質(zhì)的陶瓷的壁捕集(捕 獲)。此外，將白金或氧化鈰等的觸媒擔載在該過濾器的部分上。
并且，為了推測帶觸媒的過濾器裝置12b的PM的堆積量，在連接于 排氣氣體凈化裝置12的前后的導通管上設有壓力差傳感器31。此外，在該 排氣氣體凈化裝置12的上游側(cè)設有排氣制動閥(廢氣制動器)14，在下游 側(cè)設有排氣節(jié)流閥(廢氣節(jié)流器)15。
此外，在吸氣通路16中，設有空氣清潔器17、 MAF傳感器(吸入空 氣量傳感器)18、吸氣節(jié)流閥(入口節(jié)流器)19。該吸氣節(jié)流閥19調(diào)節(jié)向 吸氣歧管進入的吸氣A的量。此外，在EGR通路20中設有EGR冷卻器 21和調(diào)節(jié)EGR量的EGR閥22。
進而，為了帶觸媒的過濾器裝置12b的強制再生控制用，在氧化觸媒 裝置12a的上游側(cè)設有氧化觸媒入口排氣溫度傳感器32，在氧化觸媒裝置 12a和帶觸媒的過濾器裝置12b之間設有過濾器入口排氣溫度傳感器33。 該氧化觸媒入口排氣溫度傳感器32檢測流入到氧化觸媒裝置12a中的排氣 氣體的溫度即氧化觸媒入口排氣溫度Tgl。此外，過濾器入口排氣溫度傳 感器33檢測流入到帶觸媒的過濾器裝置12b中的排氣氣體的溫度即過濾器 入口排氣溫度Tg2。
這些傳感器的輸出值被輸入到進行發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)的整體的控制、并 且還進行排氣氣體凈化裝置12的強制再生控制的控制裝置(ECU:發(fā)動機 控制單元)40中。通過從該控制裝置40輸出的控制信號控制排氣制動閥 14、排氣節(jié)流閥15、吸氣節(jié)流閥19、 EGR閥22、燃料噴射裝置(噴射噴
10嘴)23等。
該燃料噴射裝置23連接在臨時儲存由燃料泵(未圖示)升壓的高壓的 燃料的共軌噴射系統(tǒng)(未圖示)上。在控制裝置40中，為了發(fā)動機10的 運轉(zhuǎn)，除了來自加速器位置傳感器(APS) 34的加速器開度、來自轉(zhuǎn)數(shù)傳 感器35的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)等的信息以外，還被輸入車輛速度、冷卻水溫度等的 信息。從該控制裝置40輸出通電時間信號，以使得從燃料噴射裝置23噴 射規(guī)定量的燃料。
此外，設有用來喚起注意的作為警告機構(gòu)的閃爍燈(DPF燈)24及異 常時點亮燈25、和手動再生按鈕(人工再生開關(guān))26，以使得在該排氣氣 體凈化裝置12的強制再生控制中，不僅能夠在行駛中自動地強制再生，駕 駛者還能夠任意地停止車輛而強制再生。該警告機構(gòu)是用來在帶觸媒的過 濾器裝置12b的PM的捕集量超過一定量、帶觸媒的過濾器裝置12b網(wǎng)眼 堵塞時對駕駛者(司機)提起注意的機構(gòu)。
在該排氣氣體凈化系統(tǒng)1的控制中，在通常的運轉(zhuǎn)中捕集PM。在該通 常的運轉(zhuǎn)中，監(jiān)視是否是強制再生開始的時間，如果判斷為是強制再生開 始的時間則進行強制再生控制。在該強制再生控制中，有在行駛中迸行強 制再生控制的行駛自動再生、和通過警告、駕駛者將車輛停止后通過按下 手動再生按鈕26而開始的手動再生。它們可以根據(jù)行駛距離及PDF壓力 差的值適當選擇來實施。另外，進行這些強制再生控制的再生控制裝置組 裝在控制裝置40中。
在該強制再生控制中，進行多噴射及排氣節(jié)流(停車時)而使排氣溫 度上升，當過濾器入口排氣溫度Tg2或氧化觸媒入口排氣溫度Tgl為規(guī)定 溫度(200。C 250。C)以上時進行后噴射，使過濾器入口溫度Tg2上升而 進行強制再生。過濾器入口排氣溫度Tg2由過濾器入口排氣溫度傳感器33 檢測。此外，氧化觸媒入口排氣溫度Tgl由氧化觸媒入口排氣溫度傳感器 32檢測。
并且，在本發(fā)明中，該強制再生控制的開始的判斷基本上在由壓力差 傳感器31檢測到的前后壓力差APm超過了規(guī)定的壓力差值APc時進入到
強制再生模式。但是，在停車空轉(zhuǎn)狀態(tài)等的低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，由于排氣 氣體流量較少，所以不能高精度地檢測到帶觸媒的過濾器裝置12b的前后壓力差APm，不能高精度地進行根據(jù)前后壓力差APm進行的強制再生控 制的開始的判斷。因此，在超過規(guī)定的判斷用時間tm而繼續(xù)低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀 態(tài)時，執(zhí)行強制再生控制。此時的強制再生控制與根據(jù)前后壓力差APm進 行的強制再生控制同樣地進行。也可以通過使閃爍燈24閃爍、駕駛者按下 手動再生開關(guān)26而進行的手動再生來應對，也可以不通過駕駛者，而強制 地執(zhí)行自動再生。
并且，該手動再生及行駛自動再生的強制控制的開始的判斷在該實施 方式中可以按照圖2或圖3中例示那樣的控制流程進行。
首先對圖2的控制流程進行說明。如果該圖2的控制流程開始，則在 步驟S11中，輸入發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)Ne，并且輸入規(guī)定的轉(zhuǎn)數(shù)Nec。在接著的 步驟S12中，判斷是否是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。該判斷在發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne為規(guī)定 的轉(zhuǎn)數(shù)Nec以下的情況下(Ne《Nec)判斷為是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，在其他 情況下判斷為不是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
如果在該步驟S12的判斷中判斷為是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，則前進到步驟 S13，進行根據(jù)低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間tm的強制再生開始的判斷。在 該判斷中，在持續(xù)時間tm經(jīng)過了規(guī)定的判斷用時間tc時(tm>tc)判斷為 是強制再生開始，在其他情況下判斷為不是強制再生開始。接著返回。
此外，如果在該步驟S12的判斷中判斷為不是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，則前 進到步驟S14，進行根據(jù)帶觸媒的過濾器裝置12b的前后壓力差A Pm的強 制再生開始的判斷。在該判斷中，在由壓力差傳感器31檢測到的前后壓力 差APm超過了規(guī)定的壓力差值APc時(APm>APc)、或者在根據(jù)由壓力 差傳感器31檢測到的前后壓力差A Pm計算出的PM積存推測量PMp超過 了判斷用PM堆積量PMc時(PMp>PMc)判斷為是強制再生開始，在其他 情況下判斷為不是強制再生開始。接著返回。該判斷結(jié)果在圖2的控制流 程與其調(diào)用源的上級的控制流程之間提交判斷用的標志等而進行。
如果該圖2的控制流程結(jié)束，返回到上級的控制流程，則根據(jù)該圖2 的控制流程的強制再生開始的判斷結(jié)果，如果是強制再生開始的判斷，則 進行強制再生控制，如果不是強制再生開始的判斷，則在經(jīng)過強制再生開 始的判斷的間隔的時間后重復進行，調(diào)用圖2的控制流程，繼續(xù)強制再生 開始的判斷。在該圖2的控制流程中，規(guī)定的判斷用的時間tC有富余地設定規(guī)定的
判斷用時間Tc。例如，PM堆積量在成為70 90%左右后，再被固定為能 夠容許PM的堆積的低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間的最大值。該值可以通過 實驗或計算等求出，通常設定為3小時以上的時間、例如幾小時等。
接著，對圖3的控制流程進行說明。如果該圖3的控制流程開始，則 在步驟S21中，輸入發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne，并且輸入規(guī)定的轉(zhuǎn)數(shù)Nec。在接著的 步驟S22中，根據(jù)DPF的前后壓力差APm計算PM堆積推測量PMp。在 接著的步驟S23中，判斷是否是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。該判斷在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne 為規(guī)定的轉(zhuǎn)速Nec以下的情況下(Ne《Nec)判斷為是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)， 在其他情況下判斷為不是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
如果在該步驟S23的判斷中判斷為是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，則前進到步驟 S24，根據(jù)在步驟S22中計算出的低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始前的PM堆積推測 量PMp計算規(guī)定的判斷用時間tc。
該規(guī)定的判斷用時間tc的計算是參照基于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前 的PM堆積推測量PMp的映射數(shù)據(jù)計算的。該映射數(shù)據(jù)基于實驗或計算等 的結(jié)果設定，預先輸入到控制裝置40中?；蛘咭部梢宰鳛楹瘮?shù)存儲，在此 情況下將規(guī)定的判斷用時間tc用PM堆積推測量PMp函數(shù)表示。在哪種情 況下，都是該PM堆積推測量PMp越大則該規(guī)定的判斷用時間tc越小。
根據(jù)該規(guī)定的判斷用時間tc的計算方法，可以考慮低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的 開始之前的PM堆積推測量PMp，開始強制再生控制。因此，與圖2的控 制流程的控制相比能夠減少強制再生控制的次數(shù)。
或者，如以下這樣進行該規(guī)定的判斷用時間tc的計算。將低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn) 狀態(tài)的開始之前的PM堆積推測量PMp用低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的每單位時間的 PM堆積推測量APMp除，換算為對應于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間。將 該換算值作為開始經(jīng)過時間ts。將PM容許堆積量PMmax用低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀 態(tài)的每單位時間的PM堆積推測量A PMp除，換算為對應于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀 態(tài)的持續(xù)時間。將該換算值作為容許持續(xù)時間tmax。設容許持續(xù)時間tmax 與開始經(jīng)過時間ts的差為規(guī)定的判斷用時間tc (=tmaX-ts)。
通過該規(guī)定的判斷用時間tc的計算方法，可以使得在對該開始時經(jīng)過 時間(對應于開始之前的PM堆積推測量PMp) ts加上持續(xù)時間(對應于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的PM積存推測量PMO加后的時間(ts+tm)超過了容許 持續(xù)時間(對應于再生開始時的PM容許堆積量PMmax) tmax時開始強制 再生控制。
即，可以根據(jù)DPF的PM容許堆積量PMmax與低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開 始之前的PM堆積推測量PMp的差即殘留堆積量PMr (=PMmax-PMp)設 定。由此，可以等待再生控制開始的判斷直到PM堆積推測量PMm成為 PM容許堆積量PMmax。因而，能夠進一步減少強制再生控制的次數(shù)。另 外，通常，該PM容許堆積量PMmax設定為與規(guī)定的判斷用PM堆積量 PMc相同的值。
在接著的步驟S25中，測量低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間tm。這里，在 該圖3的控制流程的最初(例如步驟S21)將持續(xù)時間tm設定為零，在實 施該步驟S24時對持續(xù)時間tm依次加上規(guī)定的時間(回到步驟S25 步驟 S25的時間)Atm。
在接著的步驟S26中，進行持續(xù)時間tm的檢查，進行根據(jù)低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn) 狀態(tài)的持續(xù)時間tm的強制再生開始的判斷。在該判斷中，在持續(xù)時間加 經(jīng)過了規(guī)定的判斷用時間tc時(tm>tc)，前進到步驟S29，判斷為強制再 生開始，在其他情況下回到步驟S22中。
并且，如果在步驟S23的判斷中判斷為不是低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，則前進 到步驟S27，進行根據(jù)前后壓力差APm的強制再生開始的判斷。在該圖3 的判斷中，在步驟S27中根據(jù)前后壓力差APm計算規(guī)定的判斷用PM堆積 量PMc。在接著的步驟S28中進行在步驟S22中計算出的PM堆積推測量 PMp的檢查。
在該PM堆積推測量PMp超過了規(guī)定的判斷用PM堆積量PMc時 (PMp>PMc)，前進到步驟S29，判斷為強制再生開始，在其他情況下前進 到步驟S30，判斷為不是強制再生開始。接著返回。該判斷結(jié)果在圖3的 控制流程與其調(diào)用源的上級的控制流程之間提交判斷用的標志等而進行。
如果該圖3的控制流程結(jié)束而返回上級的控制流程，則根據(jù)該圖3的 控制流程的強制再生開始的判斷結(jié)果，如果是強制再生開始的判斷則進行 強制再生控制，如果為不是強制再生開始的判斷，則經(jīng)過強制再生開始的 判斷的間隔的時間后，重復進行，調(diào)用圖3的控制流程，繼續(xù)進行強制再生開始的判斷。
在該圖3的控制流程中，規(guī)定的判斷用時間tC可以根據(jù)低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀 態(tài)的開始之前的PM堆積推測量PMp參照映射數(shù)據(jù)計算、或通過函數(shù)計算
來計算?；蛘?，規(guī)定的判斷用時間tc可以利用PM容許堆積量PMmax、和 低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的每單位時間的PM堆積推測量A PMp計算。這些映射數(shù) 據(jù)、函數(shù)表示及低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的每單位時間的PM堆積推測量A PMp等 可以通過實驗或計算等預先設定。這些數(shù)據(jù)預先輸入及存儲到控制裝置30 中。
在這些圖2、圖3的控制流程，在低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的判斷中使用了發(fā)動 機轉(zhuǎn)數(shù)Ne為規(guī)定的轉(zhuǎn)數(shù)Nec以下的條件。但是，實質(zhì)上前后壓力差APm 的檢測變得困難的是低旋轉(zhuǎn)時的低負荷及中負荷，所以也可以將低旋轉(zhuǎn)運 轉(zhuǎn)狀態(tài)設為發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)Ne為低旋轉(zhuǎn)、并且發(fā)動機的負荷狀態(tài)為低、中負 荷的狀態(tài)。但是，如果僅通過發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)Ne判斷，則可以使控制簡單化。
此外，也可以構(gòu)成為，通過不僅是發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Ne比規(guī)定的判斷用轉(zhuǎn)速 Nec低的情況、還有車速變?yōu)榱?、變速機為停止狀態(tài)、加速器踏板為關(guān)閉 等的任一種情況或某幾種情況的組合來判斷低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。總之，該低 旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)是指排氣氣體流量變少、根據(jù)前后壓力差APm進行的PM積 存量的檢測的精度降低的狀態(tài)，所以只要能夠可靠地檢測該狀態(tài)就可以。
根據(jù)上述排氣氣體凈化方法及排氣氣體凈化系統(tǒng)l，根據(jù)排氣流量的多 少切換PM積存量的推測方法，在排氣流量較多的情況下根據(jù)帶觸媒的過 濾器裝置12b的前后壓力差APm判斷強制再生開始，在排氣流量較少的低 旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下根據(jù)低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間tm判斷強制再生開始。因 此，即使在以低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)長時間運轉(zhuǎn)的情況下，也能夠避免過量捕集 PM而排氣壓力上升。此外，能夠防止通過PM的過剩的積存量產(chǎn)生的熱逸 潰及該熱逸潰帶來的帶觸媒的過濾器裝置12b的熔損。此外，還能夠避免 起因于過量捕集的燃料消耗的惡化。
另外，在上述實施方式中，作為排氣氣體凈化系統(tǒng)的排氣氣體凈化裝 置，以上游側(cè)的氧化觸媒裝置12a和下游側(cè)的帶觸媒的過濾器裝置12b的 組合為例進行了說明，但也可以是擔載有氧化觸媒的過濾器。進而，作為 對氧化觸媒裝置12a的上游側(cè)供給未燃燃料(HC)的方法，以后噴射進行
15了說明，但也可以采用將未燃燃料供給裝置配置在排氣通路16中、從該未
燃燃料供給裝置將未燃燃料直接噴射到排氣通路16內(nèi)的排氣管內(nèi)直接噴射 的方法。
工業(yè)實用性
具有上述良好的效果的本發(fā)明的排氣氣體凈化方法及排氣氣體凈化系 統(tǒng)，像被設在自動車搭載的內(nèi)燃機等內(nèi)那樣，對于在內(nèi)燃機的排氣通路中 具備從上游側(cè)開始依次配置有擔載有氧化觸媒的氧化觸媒裝置和柴油顆粒 過濾器的排氣氣體凈化裝置、或者配置有擔載有氧化觸媒的柴油顆粒過濾 器的排氣氣體凈化裝置，根據(jù)上述柴油顆粒過濾器的前后壓力差判斷上述 柴油顆粒過濾器的強制再生開始時間而進行強制再生控制的排氣氣體凈化 系統(tǒng)能夠很有效地利用。
權(quán)利要求
1、一種排氣氣體凈化系統(tǒng)的排氣氣體凈化方法，該排氣氣體凈化系統(tǒng)在內(nèi)燃機的排氣通路中具備從上游側(cè)開始依次配置有擔載有氧化觸媒的氧化觸媒裝置和柴油顆粒過濾器的排氣氣體凈化裝置、或者配置有擔載有氧化觸媒的柴油顆粒過濾器的排氣氣體凈化裝置，根據(jù)上述柴油顆粒過濾器的前后壓力差判斷上述柴油顆粒過濾器的強制再生開始時間，進行強制再生控制，所述排氣氣體凈化方法的特征在于，在檢測到內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，測量該低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間，當該測量的上述持續(xù)時間超過了規(guī)定的判斷用時間時，與上述柴油顆粒過濾器的前后壓力差無關(guān)地進行上述柴油顆粒過濾器的強制再生控制。
2、 如權(quán)利要求l所述的排氣氣體凈化方法，其特征在于，上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)是車輛停車時的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、并且是空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的排氣氣體凈化方法，其特征在于，根據(jù)在上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前上述柴油顆粒過濾器的前后壓力差、或者由該前后壓力差計算的PM堆積推測量設定上述規(guī)定的判斷用時間。
4、 如權(quán)利要求3所述的排氣氣體凈化方法，其特征在于，根據(jù)上述柴油顆粒過濾器的容許堆積量與上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前的PM堆積推測量的差即殘留堆積量設定上述規(guī)定的判斷用時間。
5、 一種排氣氣體凈化系統(tǒng)，在內(nèi)燃機的排氣通路中具備從上游側(cè)開始依次配置有擔載有氧化觸媒的氧化觸媒裝置和柴油顆粒過濾器的排氣氣體凈化裝置、或者配置有擔載有氧化觸媒的柴油顆粒過濾器的排氣氣體凈化裝置，和進行將上述柴油顆粒過濾器強制再生的控制的再生控制裝置，并且上述再生控制裝置根據(jù)上述柴油顆粒過濾器的前后壓力差判斷上述柴油顆粒過濾器的強制再生開始時間，進行強制再生控制，其特征在于，上述再生控制裝置在檢測到內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，測量該低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間，當該測量的上述持續(xù)時間超過了規(guī)定的判斷用時間時，與上述柴油顆粒過濾器的前后壓力差無關(guān)地進行上述柴油顆粒過濾器的強制再生控制。
6、 如權(quán)利要求5所述的排氣氣體凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)是車輛停車時的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、并且是空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
7、 如權(quán)利要求5或6所述的排氣氣體凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述再生控制裝置根據(jù)在上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前上述柴油顆粒過濾器的前后壓力差、或者由該前后壓力差計算的PM堆積推測量設定上述規(guī)定的判斷用時間。
8、 如權(quán)利要求7所述的排氣氣體凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述再生控制裝置根據(jù)上述柴油顆粒過濾器的容許堆積量與上述低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的開始之前的PM堆積推測量的差即殘留堆積量設定上述規(guī)定的判斷用時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及排氣氣體凈化方法及排氣氣體凈化系統(tǒng)，即使以排氣流量較少而根據(jù)過濾器的前后壓力差進行的PM積存量的推測較困難的低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)長時間運轉(zhuǎn)的情況下等，也能夠可靠地判斷強制再生時間、避免PM的過量捕集帶來的排氣壓力上升和起因于過量捕集的燃料消耗的惡化，并且防止通過PM的過剩的積存量產(chǎn)生的熱逸潰及該熱逸潰造成的DPF的熔損。在根據(jù)DPF(12b)的前后壓力差ΔPm判斷DPF(12b)的強制再生開始時間而進行強制再生控制的排氣氣體凈化系統(tǒng)(1)中，在檢測到內(nèi)燃機(10)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，測量低旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的持續(xù)時間tm，當測量的持續(xù)時間tm超過了規(guī)定的判斷用時間tc時，與DPF(12b)的前后壓力差(ΔPm)無關(guān)地進行DPF(12b)的強制再生控制。
文檔編號F01N3/02GK101466921SQ20078002179
公開日2009年6月24日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者小野寺貴夫, 池田秀, 益子達夫, 越智直文 申請人:五十鈴自動車株式會社