專利名稱：廢氣凈化方法及廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過手動(dòng)再生和自動(dòng)再生這二者進(jìn)行配設(shè)在車輛搭載的內(nèi)
燃機(jī)的排氣通路中的DPF (柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器)的強(qiáng)制再生的廢氣凈 化方法及廢氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為將從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的粒子狀物質(zhì)(PM:微粒物質(zhì)，以下稱作PM)
用稱作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器(DPF: Diesel Particulate Filter,以下稱作 DPF)的過濾器來捕集的廢氣凈化裝置的一種，有連續(xù)再生型DPF裝置。
在該連續(xù)再生型DPF裝置中，當(dāng)廢氣溫度為約350。C以上時(shí)，被捕集 在過濾器上的PM連續(xù)地燃燒而被凈化，過濾器自我再生。但是，在低速 低負(fù)荷等的排氣溫度較低的情況下，由于催化劑的溫度下降而不活化，所 以將PM氧化而將過濾器自我再生變得困難。因此，由于PM向過濾器的 堆積而網(wǎng)眼堵塞不斷發(fā)展，所以產(chǎn)生該網(wǎng)眼堵塞帶來的排氣壓力上升的問 題。
所以，當(dāng)向過濾器的PM堆積量超過了規(guī)定的量(閾值)時(shí)，通過缸 內(nèi)(筒內(nèi))的多次噴射(多級(jí)延遲噴射)及后噴射等，強(qiáng)制地使廢氣升溫。 由此，進(jìn)行將捕集PM強(qiáng)制地燃燒除去的強(qiáng)制再生。在該強(qiáng)制再生中，通 過配置于過濾器的上游側(cè)的氧化型催化劑或擔(dān)載在過濾器上的氧化型催化 劑，使通過后噴射等供給到廢氣中的HC (碳化氫)燃燒。由此，利用氧化 反應(yīng)熱，使過濾器入口及過濾器表面的廢氣溫度上升。通過該廢氣，使過 濾器升溫到積蓄在過濾器上的PM燃燒的溫度以上，將PM燃燒除去。
在該強(qiáng)制再生中，有通過手動(dòng)再生進(jìn)行的情況和通過自動(dòng)再生進(jìn)行的 情況。在手動(dòng)再生的情況下，當(dāng)過濾器的網(wǎng)眼堵塞超過了規(guī)定的量時(shí)，對(duì) 駕駛者發(fā)出警告。接受到該警告的駕駛者通過按下強(qiáng)制再生的開始用的按 鈕而進(jìn)行強(qiáng)制再生。另一方面，在自動(dòng)再生中，當(dāng)過濾器的網(wǎng)眼堵塞超過了規(guī)定的量時(shí)，不特別對(duì)駕駛者發(fā)出警告而進(jìn)行強(qiáng)制再生。在這種情況下， 在自動(dòng)中即使是行駛中也進(jìn)行強(qiáng)制再生。
作為該手動(dòng)再生的例子，例如提出了具備將捕集在微粒過濾器(DPF)
上的微粒強(qiáng)制地燃燒除去而將微粒過濾器再生的強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)、和設(shè)在駕 駛席上以便能夠使強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)任意地動(dòng)作的操作機(jī)構(gòu)(再生按鈕)的廢 氣凈化裝置(例如參照專利文獻(xiàn)l)。
此外，提出了在微粒過濾器(DPF)的微粒的堆積量是需要再生的閾 值以上、并且微粒過濾器的溫度是再生開始適合溫度以上的情況下、通過 使顯示燈閃爍而對(duì)駕駛者提示微粒過濾器的再生、使駕駛者操作再生開關(guān)、 將捕集在微粒過濾器上的微粒強(qiáng)制地燃燒除去而使微粒過濾器再生的廢氣 凈化裝置(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
通過該手動(dòng)再生，能夠解決行駛中的強(qiáng)制再生時(shí)的、通過后噴射而未 燃燃料混入到發(fā)動(dòng)機(jī)油(潤(rùn)滑油)中將發(fā)動(dòng)機(jī)油稀釋的問題，即油沖淡(油 稀釋)的問題。此外，通過在不發(fā)生油沖淡的問題的情況下進(jìn)行的自動(dòng)再 生，手動(dòng)再生的次數(shù)得以減少，所以能夠減少手動(dòng)再生的情況下的駕駛者 輸入再生控制開始信號(hào)(停車和按下再生按鈕等)的麻煩。
另一方面，由于車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是各種各樣的，所以會(huì)發(fā)生通過手動(dòng) 再生或自動(dòng)再生等的強(qiáng)制再生的實(shí)施不能將DPF充分地再生而再進(jìn)行強(qiáng)制 再生的情況、以及來自發(fā)動(dòng)機(jī)的PM的產(chǎn)生量較多、為了應(yīng)對(duì)于此而進(jìn)行 強(qiáng)制再生的情況等的緊急再生(應(yīng)急再生)的情況。
更具體地講，是在強(qiáng)制再生結(jié)束后的凈化判斷中判斷為凈化不充分之 后的強(qiáng)制再生、在強(qiáng)制再生未結(jié)束的狀態(tài)下時(shí)間用盡后的強(qiáng)制再生、在車 輛的行駛距離比規(guī)定的判斷用距離小的狀態(tài)下柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前 后壓力差比規(guī)定的第1判斷用壓力差大時(shí)的強(qiáng)制再生等的情況。
以往，在該緊急再生的情況下，不進(jìn)入到自動(dòng)再生，使警報(bào)燈(DPF 燈)點(diǎn)亮或閃爍而發(fā)出警報(bào)，對(duì)駕駛者進(jìn)行警告以使其實(shí)施手動(dòng)再生。接 受到該警報(bào)的駕駛者將車輛停止，按下再生按鈕而對(duì)控制裝置發(fā)出手動(dòng)再 生的開始的指示，接受到該指示的控制裝置實(shí)施手動(dòng)再生。
但是，在該手動(dòng)再生中，接受到警報(bào)的駕駛者沿著將車輛停止、按下 手動(dòng)再生按鈕的順序執(zhí)行，所以具有駕駛者感到麻煩的問題。此外，由于是緊急再生，所以如果僅依賴于手動(dòng)再生，則有發(fā)展為如下的大的故障的 問題。即，在盡管是實(shí)施強(qiáng)制再生為特別重要的情況、但駕駛者無視警報(bào) 而不進(jìn)行手動(dòng)再生時(shí)，DPF的網(wǎng)眼堵塞會(huì)繼續(xù)發(fā)展。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2005-155444號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-155914號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的是提供一種在用來將廢 氣中的PM凈化的DPF的強(qiáng)制再生中、在緊急再生的時(shí)候、發(fā)出警報(bào)以提 示手動(dòng)再生的執(zhí)行、并且進(jìn)行控制以使得在規(guī)定的條件也實(shí)施自動(dòng)再生、 即使沒有選擇手動(dòng)再生也可靠地實(shí)施強(qiáng)制再生、由此駕駛者的負(fù)擔(dān)減少、 便利性提高的廢氣凈化方法及廢氣凈化系統(tǒng)。
用來達(dá)到上述目的的廢氣凈化方法，是在搭載于車輛中的內(nèi)燃機(jī)的排 氣通路中具備具有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的廢氣凈化裝置的廢氣凈化系統(tǒng) 的廢氣凈化方法，其特征在于，在強(qiáng)制再生結(jié)束后的凈化判斷中判斷為凈 化不充分之后的強(qiáng)制再生、在強(qiáng)制再生未結(jié)束的狀態(tài)下時(shí)間用盡后的強(qiáng)制 再生、在車輛的行駛距離比規(guī)定的判斷用距離小的狀態(tài)下柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒 過濾器的前后壓力差比規(guī)定的第1判斷用壓力差大時(shí)的強(qiáng)制再生的任一種 的緊急再生的情況下，發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)，然后在接受到手動(dòng)再生 的指示時(shí)實(shí)施手動(dòng)再生，在沒有接受到手動(dòng)再生的指示的狀態(tài)下成為規(guī)定 的條件時(shí)實(shí)施自動(dòng)再生。
此外，在上述廢氣凈化方法中，其特征在于，上述警報(bào)是警報(bào)燈的點(diǎn) 亮或閃爍，上述規(guī)定的條件是由駕駛者輸入了自動(dòng)再生的指示、發(fā)出提示 手動(dòng)再生的警報(bào)后經(jīng)過了規(guī)定的時(shí)間、上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前后 壓力差比規(guī)定的第2判斷用壓力差大的任一種。另外，作為該規(guī)定的條件， 也可以使用不操作手動(dòng)再生按鈕、行駛、持續(xù)停車、進(jìn)行加速器操作等的 條件。
并且，用來達(dá)到上述目的的廢氣凈化系統(tǒng)，是在搭載于車輛中的內(nèi)燃 機(jī)的排氣通路中具備具有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的廢氣凈化裝置和實(shí)施用 于該廢氣凈化裝置的再生的強(qiáng)制再生的控制裝置的廢氣凈化系統(tǒng)，構(gòu)成為，上述控制裝置在強(qiáng)制再生結(jié)束后的凈化判斷中判斷為凈化不充分之后的強(qiáng) 制再生、在強(qiáng)制再生未結(jié)束的狀態(tài)下時(shí)間用盡后的強(qiáng)制再生、在車輛的行 駛距離比規(guī)定的判斷用距離小的狀態(tài)下上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前后 壓力差比規(guī)定的第1判斷用壓力差大時(shí)的強(qiáng)制再生的任一種的緊急再生的 情況下，發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)，然后在接受到手動(dòng)再生的指示時(shí)實(shí)施 手動(dòng)再生，在沒有接受到手動(dòng)再生的指示的狀態(tài)下成為規(guī)定的條件時(shí)實(shí)施 自動(dòng)再生。
此外，在上述廢氣凈化系統(tǒng)中，構(gòu)成為，上述警報(bào)是警報(bào)燈的點(diǎn)亮或 閃爍，上述規(guī)定的條件是由駕駛者輸入了自動(dòng)再生的指示、發(fā)出提示手動(dòng) 再生的警報(bào)后經(jīng)過了規(guī)定的時(shí)間、上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前后壓力
差比規(guī)定的第2判斷用壓力差大的任一種。
另外，作為該廢氣凈化系統(tǒng)的例子，有具備在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中從
上游側(cè)開始依次配置有擔(dān)載著氧化型催化劑的氧化型催化劑裝置和DPF的 廢氣凈化裝置、或在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中配置有擔(dān)載著氧化型催化劑的 DPF的廢氣凈化裝置等的廢氣凈化系統(tǒng)。
根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的廢氣凈化方法及廢氣凈化系統(tǒng)，在用來將廢氣中的 PM凈化的DPF的強(qiáng)制再生中，在緊急再生時(shí)，發(fā)出警報(bào)以提示手動(dòng)再生 的執(zhí)行，并且進(jìn)行控制以使得在規(guī)定的條件也實(shí)施自動(dòng)再生，即使沒有選 擇手動(dòng)再生，也可靠地實(shí)施強(qiáng)制再生，所以能夠減少駕駛者的負(fù)擔(dān)而提高 便利性。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的緊急再生用控制的流程的一例的圖。
圖3是表示強(qiáng)制再生的控制流程的一例的圖。
附圖標(biāo)記
1廢氣凈化系統(tǒng)
10柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))
11排氣通路12連續(xù)再生型DPF裝置
12a氧化型催化劑
12b帶有氧化型催化劑的過濾器
31壓力差傳感器
40控制裝置(ECU)
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的廢氣凈化方法及廢氣凈化 系統(tǒng)進(jìn)行說明。在圖1中表示該實(shí)施方式的廢氣凈化系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)。
該廢氣凈化系統(tǒng)1在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))10的排氣通路11中具備廢 氣凈化裝置12和靜音器13而構(gòu)成。該廢氣凈化裝置12是連續(xù)再生型DPF (柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器)裝置的一種，在上游側(cè)配置氧化型催化劑裝置 12a、在下游側(cè)配置帶有催化劑的過濾器裝置(DPF) 12b而構(gòu)成。
該氧化型催化劑裝置12a是在多孔質(zhì)的陶瓷的蜂窩構(gòu)造等的擔(dān)載體上 擔(dān)載白金等的氧化型催化劑而形成。帶有催化劑的過濾器裝置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堵的整體蜂窩型壁流式的 過濾器等形成。在該過濾器的部分上擔(dān)載白金及氧化鈰等的催化劑。廢氣 G中的PM (粒子狀物質(zhì))被多孔質(zhì)的陶瓷的壁捕集(捕捉)。
并且，為了推測(cè)帶有催化劑的過濾器裝置12b的PM的堆積量，在連 接于廢氣凈化裝置12的前后的導(dǎo)通管中設(shè)有壓力差傳感器31。此外，在該 廢氣凈化裝置12的上游側(cè)設(shè)有排氣制動(dòng)閥(廢氣制動(dòng)器)14，在下游側(cè)設(shè) 有排氣節(jié)流閥(廢氣風(fēng)門)15。
此外，在吸氣通路16中，設(shè)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(入口風(fēng)門)19。該吸氣節(jié)流閥19調(diào)節(jié)向吸 氣歧管進(jìn)入的吸氣A的量。此外，在EGR通路20中設(shè)有EGR冷卻器21 和調(diào)節(jié)EGR量的EGR閥22。
進(jìn)而，為了帶有催化劑的過濾器裝置12b的強(qiáng)制再生控制用，在氧化 型催化劑裝置12a的上游側(cè)設(shè)有氧化型催化劑入口排氣溫度傳感器32，在 氧化型催化劑裝置12a與帶有催化劑的過濾器裝置12b之間設(shè)有過濾器入 口排氣溫度傳感器33。該氧化型催化劑入口排氣溫度傳感器32檢測(cè)流入到氧化型催化劑裝置12a中的廢氣的溫度即氧化型催化劑入口排氣溫度Tgl。 此外，過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè)流入到帶有催化劑的過濾器裝置 12b中的廢氣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(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)的整體的控制、并 且還進(jìn)行廢氣凈化裝置12的強(qiáng)制再生控制的控制裝置(ECU:發(fā)動(dòng)機(jī)控制 單元)40中。通過從該控制裝置40輸出的控制信號(hào)，控制排氣制動(dòng)閥14、 排氣節(jié)流閥15、吸氣節(jié)流閥19、 EGR閥22、及燃料噴射裝置(噴射噴嘴) 23等。
該燃料噴射裝置23連接在暫時(shí)儲(chǔ)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(dòng)機(jī)10的 運(yùn)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)速傳 感器35的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等的信息以外，還輸入車輛速度、冷卻水溫度等的信 息。此外，從控制裝置40輸出通電時(shí)間信號(hào)，以使得從燃料噴射裝置23 噴射規(guī)定量的燃料。
此外，設(shè)有DPF燈24及異常時(shí)點(diǎn)亮燈25、和手動(dòng)再生按鈕(人工再 生開關(guān))26。這些燈24、 25是當(dāng)帶有催化劑的過濾器裝置12b的PM的捕 集量超過一定量、帶有催化劑的過濾器裝置12b網(wǎng)眼堵塞時(shí)用來對(duì)駕駛者 (駕駛員)提起注意的警告機(jī)構(gòu)。即，是用來引起注意以便駕駛者能夠任 意地將車輛停止而進(jìn)行強(qiáng)制再生的警告機(jī)構(gòu)。由此，在廢氣凈化裝置12的 強(qiáng)制再生控制中，不僅在行駛中自動(dòng)地強(qiáng)制再生，還能夠進(jìn)行手動(dòng)再生。
在該廢氣凈化系統(tǒng)1的控制中，在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)中捕集PM。在該通常的 運(yùn)轉(zhuǎn)中，監(jiān)視是否是強(qiáng)制再生開始的時(shí)間，如果判斷為是強(qiáng)制再生開始的 時(shí)間則進(jìn)行強(qiáng)制再生。在該強(qiáng)制再生中，有在行駛中進(jìn)行強(qiáng)制再生的自動(dòng) 再生、和通過警告、駕駛者通過將車輛停止后按下手動(dòng)再生按鈕26而開始 的手動(dòng)再生。這些根據(jù)行駛距離及DPF壓力差的值而適當(dāng)選擇實(shí)施。通過 該手動(dòng)再生，能夠解決油沖淡(油稀釋)的問題。該問題是通過行駛中的 自動(dòng)再生的情況下的行駛中的強(qiáng)制再生時(shí)的后噴射、未燃燃料混入到發(fā)動(dòng) 機(jī)油(潤(rùn)滑油)中而將發(fā)動(dòng)機(jī)油稀釋的問題。此外，通過在不發(fā)生油沖淡 的問題時(shí)進(jìn)行的自動(dòng)再生，能夠減少手動(dòng)再生的情況下的駕駛者的再生控 制開始信號(hào)的輸入(停車和按下再生按鈕)的麻煩。在該強(qiáng)制再生控制中，進(jìn)行多次噴射(多級(jí)延遲噴射)及排氣節(jié)流(停
車時(shí))，使排氣溫度上升。進(jìn)而，當(dāng)由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè) 到的過濾器入口排氣溫度Tg2、或由氧化型催化劑入口排氣溫度傳感器32 檢測(cè)到的氧化型催化劑入口排氣溫度Tgl為規(guī)定溫度(約25(TC)以上時(shí)， 進(jìn)行后噴射。由此，使過濾器入口溫度Tg2上升而進(jìn)行強(qiáng)制再生。另外， 進(jìn)行這些強(qiáng)制再生的再生控制裝置被組裝到控制裝置40中。
并且，在本發(fā)明中，由于車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是各種各樣的，所以對(duì)于通 過手動(dòng)再生或自動(dòng)再生等的強(qiáng)制再生的實(shí)施不能將DPF充分地再生而再進(jìn) 行強(qiáng)制再生的情況、以及來自發(fā)動(dòng)機(jī)的PM的產(chǎn)生量較多、為了應(yīng)對(duì)于此 而進(jìn)行強(qiáng)制再生的情況等的緊急再生(應(yīng)急再生)的情況，如以下這樣構(gòu) 成。g卩，對(duì)于這些情況，構(gòu)成為，發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)，然后在接受 到手動(dòng)再生的指示時(shí)實(shí)施手動(dòng)再生。此外，構(gòu)成為，然后在沒有接受到手 動(dòng)再生的指示的狀態(tài)下成為規(guī)定的條件時(shí)實(shí)施自動(dòng)再生。
艮P，是在強(qiáng)制再生結(jié)束后的凈化判斷中判斷為凈化不充分之后的強(qiáng)制 再生、在強(qiáng)制再生未結(jié)束的狀態(tài)下時(shí)間用盡后的強(qiáng)制再生、在車輛的行駛 距離比規(guī)定的判斷用距離小的狀態(tài)下柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前后壓力差 比規(guī)定的第1判斷用壓力差大時(shí)的強(qiáng)制再生的任一種那樣的緊急再生的情 況下，當(dāng)成為以下的任一種規(guī)定的條件時(shí)實(shí)施自動(dòng)再生。該規(guī)定的條件是 進(jìn)行DPF燈24的點(diǎn)亮或閃爍并由駕駛者輸入自動(dòng)再生的指示、經(jīng)過了規(guī) 定的時(shí)間、DPF的前后壓力差比規(guī)定的第2判斷用壓力差大的任一種條件。
接著，對(duì)該廢氣凈化系統(tǒng)1的控制進(jìn)行說明。在該控制中，在通常的 運(yùn)轉(zhuǎn)中捕集PM。在該通常的運(yùn)轉(zhuǎn)中，監(jiān)視是否是再生時(shí)間，如果判斷為是 再生時(shí)間，則進(jìn)行警告、或者進(jìn)行行駛中的自動(dòng)再生。這個(gè)是手動(dòng)再生用 的警告還是自動(dòng)再生的判斷可以使用公知的方法。例如，通過上次的強(qiáng)制 再生后的車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的推移，如以下這樣判斷。在認(rèn)為如果進(jìn)行行駛 中的強(qiáng)制再生則會(huì)發(fā)生油沖淡的問題的情況下，判斷為進(jìn)行手動(dòng)再生而進(jìn) 行警告，在認(rèn)為即使進(jìn)行行駛中的強(qiáng)制再生也不會(huì)發(fā)生油沖淡的問題的情 況下，判斷為進(jìn)行自動(dòng)再生。在手動(dòng)再生的警告的情況下，接受到該警告 的駕駛者通過將車輛停止、操作手動(dòng)再生按鈕26而進(jìn)行強(qiáng)制再生。在自動(dòng) 再生的情況下自動(dòng)地進(jìn)行強(qiáng)制再生。該強(qiáng)制再生例如按照?qǐng)D3所示那樣的強(qiáng)制再生控制流程、如后面說明進(jìn)行。
并且，在本發(fā)明中，除了這些通常的手動(dòng)再生及自動(dòng)再生的強(qiáng)制再生 以外，還追加了緊急再生用(應(yīng)急再生用)的控制。該緊急再生用的控制
例如是按照?qǐng)D2所示的控制流程進(jìn)行的控制。該圖2是緊急再生用的控制
流程，表示為每當(dāng)從在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制通常運(yùn)轉(zhuǎn)的上位的控制流程判斷是 否需要緊急再生時(shí)、或者每當(dāng)判斷此次的強(qiáng)制再生是否是緊急再生時(shí)被調(diào) 用而執(zhí)行的流程。
在該圖2的控制流程中，如果被調(diào)用并開始，則在步驟S1中進(jìn)行是否 是緊急再生的判斷。該判斷進(jìn)行以下的判斷，如果即使有一個(gè)是YES則也 判斷為是緊急再生，如果都是否(NO)則判斷為不是緊急再生。g卩，對(duì)于 是否是在上次的強(qiáng)制再生結(jié)束后的凈化判斷中判斷為凈化不充分之后的強(qiáng) 制再生、是否是在上次的強(qiáng)制再生中在再生中帶有催化劑的過濾器裝置12b 的溫度沒有上升而在再生未結(jié)束的狀態(tài)下時(shí)間用盡之后的強(qiáng)制再生、是否 是在上次的強(qiáng)制再生結(jié)束后的車輛的行駛距離AM比規(guī)定的判斷用距離A Ml小的狀態(tài)、并且?guī)в写呋瘎┑倪^濾器裝置12b的前后壓力差A(yù)P比規(guī)定 的第1判斷用壓力差A(yù)PI大進(jìn)行判斷。
在該步驟Sl的判斷中，在判斷為不是緊急再生(NO)時(shí)，前進(jìn)到返 回，回到上位的控制流程。另一方面，在該步驟S1的判斷中，在判斷為是 緊急再生(YES)時(shí)，前進(jìn)到步驟S2,進(jìn)行緊急再生的警告。該警告是提 示手動(dòng)再生的警報(bào)。該警報(bào)是通過閃爍燈(DPF燈)24的閃爍而對(duì)駕駛者 通知是緊急再生、并且對(duì)車輛的駕駛者通知是進(jìn)行手動(dòng)再生還是自動(dòng)再生 的警報(bào)。在該警報(bào)中也可以同時(shí)使用聲音消息。
此外，也可以設(shè)置DPF再生燈，通過該DPF再生燈的點(diǎn)亮或閃爍，對(duì) 駕駛者通知是緊急再生的自動(dòng)再生中，以便強(qiáng)制再生控制順利地迸行。通 常，該DPF再生燈在自動(dòng)再生控制中點(diǎn)亮或持續(xù)閃爍，為了使駕駛者認(rèn)識(shí) 到是自動(dòng)再生中而使用。但是，構(gòu)成為，在緊急再生的自動(dòng)再生中，僅在 能夠進(jìn)行后噴射的條件時(shí)使DPF再生燈點(diǎn)亮或閃爍。由此，將容易再生的 運(yùn)轉(zhuǎn)條件表示給駕駛者。在此情況下，駕駛者通過進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)以使DPF再生 燈點(diǎn)亮或閃爍，能夠使得緊急再生更順利地完成。
然后，在步驟S3中，檢查是否手動(dòng)再生按鈕26被按下而成為開啟(ON)。在步驟S3的判斷中手動(dòng)再生按鈕26是開啟的情況下(YES)，在 步驟S4中進(jìn)行手動(dòng)再生控制。該手動(dòng)再生接受手動(dòng)再生按鈕26的開啟的 信號(hào)而開始強(qiáng)制再生。即，駕駛者接受步驟S2的緊急再生的警告，將車輛 停止，將手動(dòng)再生按鈕26開啟，接受到該情況，開始強(qiáng)制再生。
另外，也可以構(gòu)成為，然后駕駛者接受步驟S2的緊急再生的警告，在 步驟S3中選擇手動(dòng)再生或自動(dòng)再生。在此情況下，然后駕駛者將車輛停止， 將手動(dòng)再生按鈕26再次開啟，接受到該情況，開始強(qiáng)制再生。即，接受到 手動(dòng)再生按鈕26的開啟的信號(hào)而開始強(qiáng)制再生。接著，在進(jìn)行步驟S4的 手動(dòng)再生控制后返回，回到上位的控制流程。
在步驟S3的判斷中手動(dòng)再生按鈕26沒有變成開啟(ON)的情況下，在 步驟S5中進(jìn)行自動(dòng)再生。優(yōu)選為，在該自動(dòng)再生時(shí)，接受步驟S2的緊急 再生的警告，駕駛者實(shí)施適于緊急再生的高速行駛。進(jìn)一步，優(yōu)選為，在 車輛的操作說明書中說明該意旨。
該自動(dòng)再生在沒有接受到手動(dòng)再生的指示的狀態(tài)下成為規(guī)定的條件時(shí) 實(shí)施強(qiáng)制再生。該強(qiáng)制再生在以下那樣的情況下實(shí)施。即，在步驟S3中接 受到駕駛者將手動(dòng)再生按鈕26置于自動(dòng)再生側(cè)、確認(rèn)了由駕駛者輸入了自 動(dòng)再生的指示的情況、或在步驟S3的判斷中接受到手動(dòng)再生按鈕26不為 開啟的情況(NO)的判斷、確認(rèn)了發(fā)出警報(bào)后經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的情況、或 確認(rèn)了由壓力差傳感器31檢測(cè)到的前后壓力差A(yù) P比如果PM的堆積進(jìn)一 步繼續(xù)則會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)10中發(fā)生故障那樣的規(guī)定的第2判斷用壓力差A(yù)P2 (△P2>AP1)大的情況下實(shí)施。接著，在進(jìn)行了步驟S5的強(qiáng)制再生控制 后返回，回到上位的控制流程。
該步驟S4及步驟S5的強(qiáng)制再生控制通過圖3中例示那樣的控制流程 進(jìn)行。在該圖3的控制流程中，作為指示氧化型催化劑的溫度(基底溫度) 的催化劑溫度指標(biāo)溫度，使用由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè)的第2 廢氣溫度Tg2。當(dāng)該第2廢氣溫度Tg2為規(guī)定的第1判斷溫度Tcl以上時(shí)， 通過后噴射將未燃燃料供給到氧化型催化劑裝置12a的上游側(cè)。此外，作 為指示帶有催化劑的過濾器裝置12b的溫度的過濾器溫度指標(biāo)溫度，也使 用由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè)的第2廢氣溫度Tg2。當(dāng)該第2廢 氣溫度Tg2為規(guī)定的第2判斷溫度Tc2以上時(shí)，不進(jìn)行后噴射而進(jìn)行通過多次噴射(多級(jí)延遲噴射)的溫度維持控制。
如果該圖3的控制流程開始，則在步驟Sll中，計(jì)算第1判斷溫度Tcl。 該第1判斷溫度Tcl是如果第2廢氣溫度(催化劑溫度指標(biāo)溫度)Tg2成 為該溫度則通過氧化型催化劑裝置12a的氧化型催化劑能夠?qū)C充分地 氧化的溫度(例如約25(TC)。另夕卜，第2廢氣溫度Tg2是由過濾器入口排 氣溫度傳感器33檢測(cè)到的廢氣溫度。此外，HC是通過后噴射供給的未燃 燃料。該第1判斷溫度Tcl也可以使用隨著此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne而變化的 值。此外，也可以代替由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè)到的第2廢氣 溫度Tg2而使用由氧化型催化劑入口排氣溫度傳感器32檢測(cè)到的第1廢氣 溫度Tgl。
在接著的步驟S12中，進(jìn)行第2廢氣溫度(催化劑溫度指標(biāo)溫度)Tg2 的檢查。當(dāng)該第2廢氣溫度Tg2比在步驟Sll中計(jì)算出的第1判斷溫度Tcl 低時(shí)，在步驟S13中，將第1廢氣升溫控制在規(guī)定的時(shí)間(與步驟S13的 第2廢氣溫度Tg2的檢査的間隔有關(guān)的時(shí)間)Atl的期間來進(jìn)行。
在該第1廢氣升溫控制中，沒有后噴射，而進(jìn)行基于第1多次噴射用 映射數(shù)據(jù)的多次噴射。即，在該多次噴射的控制時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速、和由檢測(cè)到的加速器開度等計(jì)算的燃料噴射量，參照該第1多次噴 射用映射數(shù)據(jù)，計(jì)算多次噴射的噴射量和噴射的定時(shí)，進(jìn)行多次噴射。決 定該多次噴射的噴射量和噴射定時(shí)的第1多次噴射用映射數(shù)據(jù)是以發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速和燃料噴射量、換言之是根據(jù)檢測(cè)到的加速器開度等計(jì)算的燃料噴射 量為基礎(chǔ)的映射數(shù)據(jù)。該映射數(shù)據(jù)通過實(shí)驗(yàn)及計(jì)算等預(yù)先設(shè)定，輸入到控 制裝置中。在該多次噴射中，增加多次噴射的噴射量，使多次噴射的噴射 定時(shí)比通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃料噴射定時(shí)延遲。通過該多次噴射，使廢氣的升溫 效率變高，實(shí)現(xiàn)廢氣的迅速的升溫。
在該步驟S13之后，回到步驟Sll。此外，在步驟S12的判斷中，如 果第2廢氣溫度Tg2是規(guī)定的第1判斷溫度Tcl以上，則前進(jìn)到步驟S14。 另外，作為指示氧化型催化劑的溫度的催化劑溫度指標(biāo)溫度，也可以使用 由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè)到的第2廢氣溫度Tg2和由氧化型催 化劑入口排氣溫度傳感器32檢測(cè)到的第1廢氣溫度Tgl兩者，作為分別對(duì) 應(yīng)于該兩者的規(guī)定的判斷溫度而使用第1判斷溫度Tcl和第3判斷溫度
12Tc3。在此情況下，當(dāng)?shù)?廢氣溫度Tg2超過第1判斷溫度Tcl、并且第1 廢氣溫度Tgl超過第3判斷溫度Tc3時(shí)，通過后噴射對(duì)氧化型催化劑裝置 12a的上游側(cè)供給未燃燃料。
在步驟S14中，計(jì)算第2判斷溫度Tc2。該第2判斷溫度Tc2是步驟 S16的第2廢氣升溫控制的目標(biāo)溫度。該第2判斷溫度Tc2通過將由過濾 器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè)到的廢氣的溫度即第2廢氣溫度(過濾器溫 度指標(biāo)溫度)Tg2維持為該溫度Tc2以上，將捕集在帶有催化劑的過濾器 裝置12b上的PM的燃燒維持為良好的狀態(tài)。另外，該第2廢氣溫度Tg2 是由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè)到的廢氣的溫度。該第2判斷溫度 Tc2通常為比PM的燃燒開始溫度(例如約350"C)高的值，例如為50(TC 左右。此外，也可以使第2判斷溫度Tc2的值隨著時(shí)間而多級(jí)地變化。
在接著的步驟S15中，進(jìn)行第2廢氣溫度(過濾器溫度指標(biāo)溫度)Tg2 的檢査。當(dāng)該第2廢氣溫度Tg2比第2判斷溫度Tc2低時(shí)，前進(jìn)到步驟S16 的第2廢氣升溫控制，當(dāng)?shù)?廢氣溫度Tg2為第2判斷溫度Tc2以上時(shí)， 前進(jìn)到步驟S17的溫度維持控制。
在步驟S16中，將第2廢氣升溫控制在規(guī)定的時(shí)間(與步驟S15的第 2廢氣溫度Tg2的檢查的間隔有關(guān)的時(shí)間)At2的期間進(jìn)行。在該第2廢 氣升溫控制中，進(jìn)行基于與第1多次噴射用映射數(shù)據(jù)不同的第2多次噴射 用映射數(shù)據(jù)的多次噴射。決定該多次噴射的噴射量和噴射的定時(shí)的第2多 次噴射用映射數(shù)據(jù)與第1多次噴射用映射數(shù)據(jù)同樣，是基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和 燃料噴射量、換言之根據(jù)檢測(cè)到的加速器開度等計(jì)算的燃料噴射量的映射 數(shù)據(jù)。該映射數(shù)據(jù)通過實(shí)驗(yàn)及計(jì)算等預(yù)先設(shè)定，輸入到控制裝置中。
在該多次噴射中，將多次噴射的噴射量減少到廢氣溫度的維持所需要 的量，關(guān)于多次噴射的噴射定時(shí)，與第1廢氣升溫控制S13時(shí)的多次噴射 的噴射定時(shí)相比使延遲變少。通過該多次噴射，將廢氣的溫度維持為某種 程度，并且一邊通過后噴射將燃料供給到氧化型催化劑裝置12a中， 一邊 用氧化型催化劑使該燃料氧化。由此，提高流入到帶有催化劑的過濾器裝 置12b中的廢氣溫度。
接著，通過第2廢氣升溫控制的多次噴射繼續(xù)廢氣溫度的升溫，并且 通過后噴射將未燃燃料(HC)供給到廢氣中。將該未燃燃料用氧化型催化劑裝置12a氧化，能夠通過該氧化熱將廢氣的溫度進(jìn)一步升溫。如果該升 溫后的廢氣的溫度Tg2成為第2判斷溫度Tc2以上，則捕集在帶有催化劑 的過濾器裝置12b上的PM燃燒。另外，在該第2廢氣升溫控制中，也可 以將第2廢氣溫度Tg2連續(xù)地升溫到控制目標(biāo)的溫度Tc2，但也可以通過 二級(jí)或多級(jí)升溫。在該步驟S16之后，前進(jìn)到步驟S18。
并且，在步驟S15的判斷中，在第2廢氣溫度Tg2為第2判斷溫度Tc2 以上的情況下，在步驟S17中，將在發(fā)動(dòng)機(jī)10的缸內(nèi)(筒內(nèi))噴射中進(jìn)行 不伴隨著后噴射的多次噴射的溫度維持控制進(jìn)行規(guī)定的時(shí)間(與步驟S15 的第2廢氣溫度Tg2的持續(xù)時(shí)間的檢查的間隔有關(guān)的時(shí)間)At3的期間。
此外，在步驟S17中，進(jìn)行PM燃燒累計(jì)時(shí)間的計(jì)數(shù)。在該計(jì)數(shù)中， 僅在第2廢氣溫度Tg2是規(guī)定的第2判斷溫度Tc2以上的情況下，計(jì)數(shù)PM 燃燒累計(jì)時(shí)間ta (ta=ta+At3)。在該步驟S17之后，前進(jìn)到步驟S18。
在步驟S18中，為了判斷是否是再生控制的結(jié)束，進(jìn)行PM燃燒累計(jì) 時(shí)間ta的檢查。在該檢查中，檢査PM燃燒累計(jì)時(shí)間ta是否超過了規(guī)定的 判斷時(shí)間Tac。即，如果超過，則判斷為再生控制已結(jié)束，前進(jìn)到步驟S19， 如果沒有超過，則判斷為再生控制沒有結(jié)束，回到步驟Sll。并且，進(jìn)行 步驟S13的第1廢氣升溫控制、步驟S16的第2廢氣升溫控制、或步驟S17 的溫度維持控制的任一種，直到PM燃燒累計(jì)時(shí)間ta超過規(guī)定的判斷時(shí)間
t3Co
接著，在步驟S19中，結(jié)束強(qiáng)制再生控制，如果是車輛停車中，則使 排氣制動(dòng)閥14及排氣節(jié)流閥15回到通常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，回到通常噴射控制。 然后返回。
通過該強(qiáng)制再生控制，在強(qiáng)制再生控制時(shí)，在第2廢氣溫度(催化劑 溫度指標(biāo)溫度)Tg2比規(guī)定的第1判斷溫度Tcl低的情況下，在缸內(nèi)燃料 噴射控制中進(jìn)行執(zhí)行不伴隨著后噴射的多次噴射的第1廢氣升溫控制S13， 在第2廢氣溫度Tg2為規(guī)定的第1判斷溫度Tcl以上的情況下，在缸內(nèi)燃 料噴射控制中進(jìn)行除了多次噴射以外還執(zhí)行后噴射的第2廢氣升溫控制 S16。該第2廢氣溫度Tg2是由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測(cè)到的廢 氣的溫度，此外，是流入到帶有催化劑的過濾器裝置12b中的廢氣的溫度。
根據(jù)上述廢氣凈化方法及廢氣凈化系統(tǒng)1，在搭載于車輛上的發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))10的排氣通路11中，具備具有帶催化劑的過濾器裝置(DPF) 12b的廢氣凈化裝置12的廢氣凈化系統(tǒng)1的廢氣凈化方法中，在以下那樣 的緊急再生的情況下，發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)，然后在接受到手動(dòng)再生 的指示時(shí)實(shí)施手動(dòng)再生，在沒有接受到手動(dòng)再生的指示的狀態(tài)下成為規(guī)定 的條件時(shí)能夠?qū)嵤┳詣?dòng)再生。即，該緊急再生的情況，是在強(qiáng)制再生結(jié)束 后的凈化判斷中判斷為凈化不充分之后的強(qiáng)制再生、在強(qiáng)制再生未結(jié)束的 狀態(tài)下時(shí)間用盡后的強(qiáng)制再生、在車輛的行駛距離比規(guī)定的判斷用距離小 的狀態(tài)下帶有催化劑的過濾器裝置12b的前后壓力差A(yù)P比規(guī)定的第1判 斷用壓力差A(yù)PI大時(shí)的強(qiáng)制再生的任一種的情況。
此外，在上述廢氣凈化方法中，可以使上述警報(bào)為閃爍燈24的閃爍， 并且將上述規(guī)定條件設(shè)為由駕駛者輸入了自動(dòng)再生的指示、經(jīng)過了規(guī)定的 時(shí)間、帶有催化劑的過濾器裝置12b的前后壓力差A(yù)P比規(guī)定的第2判斷 用壓力差A(yù)P2 (>AP1)大的任一種。
因而，根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的廢氣凈化方法及廢氣凈化系統(tǒng)，在用來將廢 氣中的PM凈化的帶有催化劑的過濾器裝置12b的強(qiáng)制再生中，在緊急再 生時(shí)發(fā)出警報(bào)以提示手動(dòng)再生的執(zhí)行，并且進(jìn)行控制以使得在規(guī)定的條件 也實(shí)施自動(dòng)再生，由此，即使沒有選擇手動(dòng)再生，也能夠可靠地實(shí)施強(qiáng)制 再生，并且能夠使駕駛者的負(fù)擔(dān)減少而便利性提高。
另外，在上述實(shí)施方式中，作為廢氣凈化系統(tǒng)的廢氣凈化裝置，以上 游側(cè)的氧化型催化劑裝置12a與下游側(cè)的帶有催化劑的過濾器裝置12b的 組合為例進(jìn)行了說明，但也可以是擔(dān)載有氧化型催化劑的過濾器。進(jìn)而， 作為對(duì)氧化型催化劑12a的上游側(cè)供給未燃燃料(HC)的方法，用后噴射 進(jìn)行了說明，但也可以采用在排氣通路ll中配置未燃燃料供給裝置、從該 未燃燃料供給裝置直接對(duì)排氣通路11內(nèi)噴射未燃燃料的排氣管內(nèi)直接噴射 的方法。
工業(yè)實(shí)用性
具有上述良好的效果的本發(fā)明的廢氣凈化方法及廢氣凈化系統(tǒng)對(duì)于設(shè) 在搭載于車輛中的內(nèi)燃機(jī)等中的廢氣凈化系統(tǒng)可以很有效地使用。
權(quán)利要求
1、一種廢氣凈化方法，是在搭載于車輛中的內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中具備具有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的廢氣凈化裝置的廢氣凈化系統(tǒng)的廢氣凈化方法，其特征在于，在緊急再生的情況下，發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)，然后在接受到手動(dòng)再生的指示時(shí)實(shí)施手動(dòng)再生，在沒有接受到手動(dòng)再生的指示的狀態(tài)下成為規(guī)定的條件時(shí)實(shí)施自動(dòng)再生，其中上述緊急再生是在強(qiáng)制再生結(jié)束后的凈化判斷中判斷為凈化不充分之后的強(qiáng)制再生、在強(qiáng)制再生未結(jié)束的狀態(tài)下時(shí)間用盡后的強(qiáng)制再生、在車輛的行駛距離比規(guī)定的判斷用距離小的狀態(tài)下上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前后壓力差比規(guī)定的第1判斷用壓力差大時(shí)的強(qiáng)制再生中的任一種強(qiáng)制再生。
2、 如權(quán)利要求1所述的廢氣凈化方法，其特征在于，上述警報(bào)是警報(bào)燈的點(diǎn)亮或閃爍，上述規(guī)定的條件是由駕駛者輸入了自動(dòng)再生的指示、發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)后經(jīng)過了規(guī)定的時(shí)間、上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前后壓力差比規(guī)定的第2判斷用壓力差大中的任一種情況。
3、 一種廢氣凈化系統(tǒng)，在搭載于車輛中的內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中具備具有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的廢氣凈化裝置和實(shí)施用于該廢氣凈化裝置的再生的強(qiáng)制再生的控制裝置，其特征在于，上述控制裝置在緊急再生的情況下，發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)，然后在接受到手動(dòng)再生的指示時(shí)實(shí)施手動(dòng)再生，在沒有接受到手動(dòng)再生的指示的狀態(tài)下成為規(guī)定的條件時(shí)實(shí)施自動(dòng)再生，其中上述緊急再生是在強(qiáng)制再生結(jié)束后的凈化判斷中判斷為凈化不充分之后的強(qiáng)制再生、在強(qiáng)制再生未結(jié)束的狀態(tài)下時(shí)間用盡后的強(qiáng)制再生、在車輛的行駛距離比規(guī)定的判斷用距離小的狀態(tài)下上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前后壓力差比規(guī)定的判斷用壓力差大時(shí)的強(qiáng)制再生中的任一種緊急再生。
4、 如權(quán)利要求3所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述警報(bào)是警報(bào)燈的點(diǎn)亮或閃爍，上述規(guī)定的條件是由駕駛者輸入了自動(dòng)再生的指示、發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)后經(jīng)過了規(guī)定的時(shí)間、上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)微粒過濾器的前后壓力 比規(guī)定的第2判斷用壓力差大中的任一種情況。
全文摘要
在強(qiáng)制再生結(jié)束后的凈化判斷中判斷為凈化不充分之后的強(qiáng)制再生、在強(qiáng)制再生未結(jié)束的狀態(tài)下時(shí)間用盡后的強(qiáng)制再生、在車輛的行駛距離比規(guī)定的判斷用距離小的狀態(tài)下DPF的前后壓力差比規(guī)定的第1判斷用壓力差大時(shí)的強(qiáng)制再生的任一種的緊急再生的情況下，發(fā)出提示手動(dòng)再生的警報(bào)，然后在接受到手動(dòng)再生的指示時(shí)實(shí)施手動(dòng)再生，在沒有接受到手動(dòng)再生的指示的狀態(tài)下成為規(guī)定的條件時(shí)實(shí)施自動(dòng)再生。由此，在用來將廢氣中的PM凈化的DPF的強(qiáng)制再生中，在緊急再生時(shí)，即使沒有選擇手動(dòng)再生，也可靠地實(shí)施強(qiáng)制再生，減少駕駛者的負(fù)擔(dān)而提高便利性。
文檔編號(hào)F01N3/02GK101627189SQ200880006768
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者佐藤等, 小野寺貴夫, 巖下拓朗, 村田哲也, 益子達(dá)夫 申請(qǐng)人:五十鈴自動(dòng)車株式會(huì)社