[發明專利]廢氣凈化系統的控制方法以及廢氣凈化系統

有效

• 申請號: 200680025925.5
• 申請日: 2006-06-20
• 公開（公告）號: CN101223347A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 小野寺貴夫;越智直文;伍維;益子達夫
• 申請（專利權）人: 五十鈴自動車株式會社
• 主分類號: F02D41/04
• 分類號: F02D41/04;B01D53/94;F01N3/02;F01N3/20;F02D41/38;B01D46/42
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡建新

技術領域

本發明涉及廢氣凈化系統的控制方法以及廢氣凈化系統，該廢氣凈化系統具有：廢氣凈化裝置，用于對柴油機等內燃機的廢氣中的成分進行凈化；和再生控制機構，進行隨著廢氣升溫控制的再生控制，該廢氣升溫控制進行氣缸內燃料噴射控制中的后噴射來升溫廢氣。

背景技術

從柴油內燃機排出的粒子狀物質(PM：微粒物質：以下稱為PM)的排出量與NOx、CO以及HC等一起，其限制被逐年強化。開發了以下技術：通過被稱為柴油機微粒過濾器(DPF：Diesel?Particulate?Filter：以下稱為DPF)的過濾器捕獲該PM，而降低排出到外部的PM量。其中，存在DPF裝置以及載持了催化劑的連續再生型DPF裝置。

然而，在這些連續再生型DPF裝置中，在廢氣溫度為約350℃以上時，該DPF所捕獲的PM連續地燃燒而被凈化，DPF進行自我再生。但是，在廢氣溫度較低時(例如在內燃機的空轉或低負荷、低速運轉等的低排氣溫度狀態持續等時)，由于廢氣溫度較低、催化劑的溫度降低而不活性化。由此，不促進氧化反應，難以氧化PM而再生過濾器。因此，PM向過濾器的堆積持續，而過濾器的堵塞發展，因此產生該過濾器的堵塞導致的排壓上升的問題。

作為解決該問題方法之一，進行如下的再生控制：在該過濾器的堵塞超過規定量時，強制地使廢氣升溫，而強制地燃燒除去所捕獲的PM。在該過濾器的堵塞的檢測方法中，存在通過過濾器的前后壓差來進行檢測的方法，或根據預先設定的映射(MAP)數據等計算從發動機的運轉狀態捕獲的PM量，而求出檢測PM累積量的方法等。

而且，在該再生控制中，進行廢氣升溫控制。在該再生控制中，在廢氣溫度比設置在過濾器上游的氧化催化劑或在過濾器上載持的氧化催化劑的活性溫度低的情況下，進行多次噴射或排氣節流等排氣升溫控制，而將廢氣升溫為過濾器所捕獲的PM進行燃燒的溫度以上。由此，燃燒除去PM而使過濾器再生。

作為該廢氣的升溫方法，存在在氣缸內的燃料噴射控制中進行多次噴射(多級延遲噴射)或后噴射(后噴射)的方法。在該多次噴射或者后噴射中，在氣缸內噴射中，在主噴射后、在比通常燃燒遲的時刻、即在延遲的時刻進行輔助噴射，以便燃燒持續。

然而，當進行該后噴射時，噴射到氣缸內的燃料的一部分沿著氣缸壁流到油盤，并混入到潤滑油中。由此，產生燃料導致的油的稀釋、即油稀釋。

因此，考慮進行如下的控制：累積計算進行后噴射的時間，當該累積計算值超過規定的判斷值時，禁止執行后噴射。但是，后噴射的執行時間與稀釋潤滑油的燃料噴射量不一定成比例，該燃料噴射量由于噴射壓力的變化等而發生變化。因此，當根據噴射時間進行控制時，燃料噴射量變得過多而使油稀釋量變多。

作為該油稀釋對策之一，例如提出日本特開平10-288031號公報及日本特開平10-288067號公報所記載的內燃機廢氣凈化裝置。這些裝置是向廢氣中常時供給燃料(碳氫化合物)而通過NOx催化劑來還原凈化NOx的廢氣凈化裝置。在這些裝置中，后噴射不是用于廢氣的升溫，而是用于供給燃料(還原劑)。并且，為了解決向廢氣中添加未燃燃料時的后噴射導致的油稀釋的問題，對每個氣缸將后噴射量限制在下限設定值和上限設定值的范圍內。

在這些廢氣凈化裝置中，后噴射量和后噴射時期根據運轉狀態和催化劑活性狀態而被設定。并且，下限設定值和上限設定值根據推定的各氣缸內部狀態而被設定，并通過氣缸內壓力和氣缸內溫度來修正。

然而，在這種控制中，由于對各個氣缸進行極其細微的控制，所以設定量的計算花費時間。由此，在進行后噴射那樣的廢氣凈化裝置中能夠常時進行控制，但存在的問題為，在再生控制的短期間的控制中不實用。并且，用于進行這種控制的程序，也存在復雜化且在制作等時花費大量的勞力和時間的問題。

并且，例如，提出在日本專利第3358552號公報中記載的內燃機的燃料噴射控制裝置。在該裝置中，根據燃料量、曲軸轉角和冷卻水損失設定后噴射時期，以便在氣缸內的溫度達到目標溫度時進行后噴射。由此，調整氣缸內溫度地實施避免HC成分的不良變換或燃料燒盡的后噴射。該后噴射量根據催化劑溫度及吸入空氣量、根據后噴射量映射算出。

另外，例如，如日本專利2003-269230號公報記載的那樣，也提出為了避免油稀釋的發生而使燃料室內發生渦流的內燃機。

專利文獻1：(日本)特開平10-288031號公報

專利文獻2：(日本)特開平10-288067號公報

專利文獻3：(日本)專利第3358552號