CN100453775C - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

内燃机的排气净化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100453775C
CN100453775C CNB2005101317537A CN200510131753A CN100453775C CN 100453775 C CN100453775 C CN 100453775C CN B2005101317537 A CNB2005101317537 A CN B2005101317537A CN 200510131753 A CN200510131753 A CN 200510131753A CN 100453775 C CN100453775 C CN 100453775C
Authority
CN
China
Prior art keywords
filter cleaner
running
described filter
exhaust
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005101317537A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1789677A (zh
Inventor
三浦学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of CN1789677A publication Critical patent/CN1789677A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100453775C publication Critical patent/CN100453775C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/0022Controlling intake air for diesel engines by throttle control
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

一种内燃机的排气净化装置,其当在DPF的再生中从再生条件偏离的情况下,通过最佳的运转来防止DPF的过度升温。在偏离再生条件的情况下,能选择排气的温度低且过量氧气多的第一运转(稀薄混合气运转)和排气的温度高且过量氧气少的第二运转(浓混合比运转)。根据DPF温度和PM堆积量,计算第一和第二运转时在DPF的热产生量(由堆积在DPF的PM燃烧而产生的氧化反应热量)QGEN1、QGEN2,并计算第一和第二运转时来自DPF的散热量(DPF和排气的负的导热量)QRAD1、QRAD2。然后把第一运转时的热收支(QGEN1-QRAD1)与第二运转时的热收支(QGEN2-QRAD2)进行比较,并选择差值小的进行运转。

Description

内燃机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及在排气通路中具备捕集排气中粒子状物质PM(ParticulateMatter:颗粒物质)滤清器的内燃机排气净化装置,特别是涉及该滤清器的再生技术。
背景技术
如专利文献1所示,目前,是在排气通路中配置捕集PM用滤清器,在规定的再生时刻、规定的再生条件下使滤清器温度上升而进行再生处理,把滤清器捕集到的PM燃烧除去。
专利文献1:特开2002-89327号公报
但在再生中,在从高负载运转向低负载运转(怠速运转)转移等而偏离再生条件时,由于再生困难而中止再生,但根据滤清器的状态,有时会通过返回通常燃烧(稀薄混合气燃烧)而使未燃烧尽的PM在过量氧气中完全被燃烧,招致过度升温。另一方面,在PM没有燃烧剩余的情况下等,即使返回稀混合气燃烧,也不必担心升温,在过量氧气下反而可促进滤清器冷却。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而开发的,其目的在于当在再生中偏离再生条件的情况下,能通过最佳运转回避滤清器的过度升温。
为实现上述目的,根据本发明,提供了一种内燃机的排气净化装置,其在排气通路中具备捕集排气中的粒子状物质的滤清器,还具备在规定的再生条件下把所述滤清器捕集到的粒子状物质进行燃烧除去的再生装置,其特征在于,在所述滤清器的再生中在偏离再生条件的情况下,根据所述滤清器的状态,选择来自所述滤清器的散热量大的第一运转和所述滤清器的发热量小的第二运转中的任意一种运转。
优选地,所述第一运转是流入所述滤清器的排气的温度低且过量氧气多的运转,所述第二运转是流入所述滤清器的排气的温度高且过量氧气少的运转。
优选地,所述滤清器的状态是根据所述滤清器的温度、所述滤清器的粒子状物质堆积量来进行判定的。
优选地,所述滤清器的状态,分别在所述第一运转的情况下和所述第二运转的情况下来计算由堆积在所述滤清器的粒子状物质的燃烧而产生的氧化反应热量以及所述滤清器和排气的负的导热量,并根据这些计算值来进行判定的。
优选地,其把所述第一运转时的所述氧化反应热量与所述滤清器和排气的负的导热量之差、和所述第二运转时的所述氧化反应热量与所述滤清器和排气的负的导热量之差进行比较,并选择所述差小的运转。
优选地,由所述粒子状物质燃烧而产生的氧化反应热量,是根据所述滤清器的温度、所述滤清器的粒子状物质堆积量、流入所述滤清器的排气中的氧气浓度来进行预测的。
优选地,所述滤清器和排气的负的导热量,是根据所述滤清器的温度、流入所述滤清器的排气的温度、流入所述滤清器的排气的流量来进行预测的。
优选地,所述滤清器的温度,是根据由设置在所述滤清器入口侧和出口侧的排气温度传感器检测的排气温度来进行预测的。
优选地,所述滤清器的粒子状物质堆积量,是通过所述滤清器的前后差压、流入所述滤清器的排气的流量来进行预测的。
优选地,流入所述滤清器的排气中的氧气浓度,按所述第一和第二运转分别决定。
优选地,流入所述滤清器的排气的温度,按所述第一和第二运转分别决定。
优选地,流入所述滤清器的排气的流量,是根据设置在发动机吸气系统上的空气流量计的检测值和对燃料喷射阀的燃料喷射量指示值来进行预测的。
因此,本发明构成如下结构,其在滤清器的再生中在从再生条件偏离的情况下,根据滤清器的状态,能选择滤清器的散热量大的第一运转和滤清器的发热量小的第二运转中的任意一个。
根据本发明,根据滤清器的状态,具体说就是根据滤清器的温度和PM堆积量,或优选增大滤清器的散热量(滤清器和排气的负导热量),或优选减小滤清器的发热量(由堆积在滤清器上的PM燃烧而产生的氧化反应热量)来向温度更加降低的方向控制滤清器,从而能可靠地防止滤清器的过度升温。
附图说明
图1是表示本发明一实施例的发动机的系统图;
图2是DPF再生控制主程序的流程图;
图3是中止再生控制副程序的流程图;
图4是表示分段迟延燃烧的燃烧形态的图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。
图1是表示本发明一实施例的内燃机(在此是柴油机)的系统图。
柴油机1的吸气通路2中具有可变喷嘴型增压器(涡轮增压器)3的吸气压缩机,吸入空气由吸气压缩机增压,被中间冷却器4冷却,通过吸气节流阀5后经过收集管6而流入各气缸的燃烧室内。燃料是通过共轨式燃料喷射装置,即通过高压燃料泵7被变成高压而输送到共轨8内,并从各气缸的燃料喷射阀9向燃烧室内直接喷射。流入到燃烧室内的空气与喷射的燃料在此被压缩点火而燃烧,排气则向排气通路10流出。
向排气通路10流出的排气的一部分,作为EGR气体通过EGR装置,即由EGR通路11通过EGR阀12而向吸气侧回流。剩余的排气则通过可变喷嘴型增压器3的排气涡轮,并驱动该排气涡轮。
在此,在排气通路10的排气涡轮下游,设置柴油机微粒滤清器(以下称“DPF”)13,来捕集排气中的PM。
为了发动机1的控制,从检测发动机转速Ne用的转速传感器21、检测油门开度APO用的油门开度传感器22、检测吸入空气量Qa用的空气流量计23、检测发动机冷却水温Tw用的水温传感器24向控制装置20输入信号。
另外,还设置有:为了检测DPF13的压力损失而检测DPF13前后差压ΔP的差压传感器25、检测DPF13入口侧和出口侧的排气温度Tin、Tout的排气温度传感器26、27;检测流入DPF13流入排气的空气燃料比(氧气浓度)的空气燃料比传感器(O2传感器)28,它们的信号也输入控制装置20。
控制装置20根据这些输入信号,输出用于控制由燃料喷射阀9进行的燃料喷射的燃料喷射量和喷射时刻的对向燃料喷射阀9输出燃料喷射指令信号:对吸气节流阀5的开度指令信号;对EGR阀12的开度指令信号;对增压器3的可变喷嘴机构15的喷嘴开度指令信号等。
在此,当因DPF13的PM的捕集PM堆积量增加时,则排气阻力增加而运转性能恶化,由此控制装置20要推断PM堆积量并根据它判断再生时刻,在判断为再生时刻时,则以规定的再生条件(能进行再生的运转状态)进行再生处理,下面详细说明这种DPF再生控制。
图2是由控制装置20执行的DPF再生控制主程序的流程图,每规定时间反复执行。
在S1中,判定再生中的特征值,在是0(非再生中)的情况下则向S2前进。
在S2中,推定DPF13的PM堆积量(C)。
具体说就是,通过读入差压传感器25的信号来检测DPF13的前后差压ΔP。根据由空气流量计23检测的吸入空气量Qa和对燃料喷射阀9的燃料喷射量指示值Qf,并参照规定的图表等来推定排气流量SV。然后根据DPF前后差压ΔP和排气流量SV,并参照规定的图表等来推定DPF13的PM堆积量。在此,由于在PM堆积量增加的同时DPF前后的差压变大,所以,DPF前后差压越大则推定PM堆积量就越多,但DPF前后差压也随着排气流量而变化,在相同的PM堆积量时,排气流量越增加则DPF前后差压越大。因此,利用排气流量来校正PM堆积量的推定值。
在S3中,把在S2中推定的PM堆积量与再生时刻判断用的规定值#PMH进行比较,判定是否是PM堆积量≥#PMH。
在PM堆积量<#PMH的情况下,判断为不是再生时刻,向S14前进,进行通常控制(柴油机的通常稀混合气燃烧)。
在PM堆积量≥#PMH的情况下,判断为是再生时刻,向S4前进。
在S4中,把再生中特征设置成1,向S5前进。在S1中的判定为再生中特征=1(再生中)的情况下,也向S5前进。
在S5中,判定再生条件是否成立。即进行目前的运转条件是否满足再生条件(能进行再生的运转状态)的判定,在是怠速运转时、减速运转时或是极低车速(例如不到20km/h)时,定为非再生条件不成立而向S11前进,在上述以外的情况下,定为再生条件成立而向实施DPF13的再生的S6、S7前进。
在S6中,为了DPF13的再生,把发动机的燃烧方式从柴油机的通常稀混合气燃烧切换成分段迟延燃烧。所谓的分段迟延燃烧,是特愿2003-193310号中提案的燃烧方式,其进行产生主扭矩的主燃烧和在主燃烧前进行的至少一次的预备燃烧,其是使所述预备燃烧至少一次在压缩行程近旁产生、使所述主燃烧在所述预备燃烧终了之后开始,这样来控制燃料喷射的燃烧方式。
在S7中,是把空气燃料比(作为数值用过量空气系数“λ”来表示)设定成比较浓混合比(例如λ=0.9~1.4)来进行控制。
在此,对用于DPF13再生的分段迟延燃烧进行详细叙述。
在进行DPF再生时,需要把排气λ控制在0.9~1.4之间,且把DPF的温度控制在大于或等于600℃。
如图4所示,在分段迟延燃烧中,通过分割主喷射来控制燃料喷射(a、b),而进行产生主扭矩的主燃烧和在主燃烧前进行的预备燃烧,使所述预备燃烧在压缩上死点(TDC)近旁产生,且所述主燃烧在所述预备燃烧终了之后开始。
即在压缩行程首先喷射燃料(a),进行用于提高TDC近旁的缸内温度(压缩端温度)的预备燃烧。根据运转条件,引起预备燃烧产生热的喷射量不同,但至少能确认预备燃烧的热的产生,要喷射为使用于主燃烧的燃料喷射时缸内温度超过能自点火的温度所需要量的燃料。通过根据各运转条件中预想的压缩端温度来改变用于预备燃烧的燃料喷射量和时刻,就能提高预备燃烧的稳定性。
接着,在TDC以后喷射用于主燃烧的燃料(b)以在预备燃烧终了后,使主燃烧开始。
即通过预备燃烧而提高气缸内温度,这样来扩展主燃烧的迟延界限,提高对目标温度的控制性,另一方面通过在预备燃烧确实终了后再喷射主燃烧的燃料,来确保用于主燃烧的点火滞后期间,提高主燃烧的预混合燃烧比例,抑制烟的排出。
从预备燃烧开始时刻到主燃烧开始时刻的间隔,也是根据发动机转速不同而不同,但只要不离开至少大于或等于20°CA,则预备燃烧(基于预备燃烧的热的产生)就不完全终了。通过这种间隔的设定,能抑制主燃烧的恶化,防止烟度的恶化。且由于主燃烧在膨胀行程开始,所以燃烧速度非常迟,主燃烧的燃烧终了是在50°ATDC以后。通过使主燃烧的终了时刻尽可能地慢,能使主燃烧缓慢,能抑制燃烧噪音的恶化。
只要实现这种分段迟延燃烧,就能在实现了浓混合比条件时也能实现高排气温度且低烟度的燃烧。另外,HC也是示出非常低的值。
由于通过预备燃烧而扩展了主燃烧的迟延界限,所以即使迟延了主燃烧的喷射时刻,也能使低λ条件下的燃烧稳定,能实现高的排气温度。
在负载低的状态下,由于用于达到目标排气温度的主燃烧的燃烧时刻非常迟延,所以也有仅一次预备燃烧不能较高地维持主燃烧喷射时刻的气缸内温度。这种情况下通过把预备燃烧进行多次,使各自热的产生不重叠,就即使在低负载条件下也能实现兼顾低烟度和高排气温度。
在S6、S7的DPF13再生中,在S8,与S2同样地来推定DPF13的PM堆积量(C)。
在S9中,把在S8中推定的PM堆积量与再生完了判断用的规定值#PML(<#PMH)进行比较,判定是否是PM堆积量≤#PML。
在PM堆积量>#PML的情况下,判断为不是再生完了,返回。
在PM堆积量≤#PML的情况下,判断为再生完了,向S10前进。把再生中特征复位置0,返回。
而在再生中,在偏离了再生条件的情况下,具体说就是在变化到怠速运转等的情况下,则再生中止而从S5向S11前进。
在S11中,推定DPF13的温度Tdpf。即由排气温度传感器26、27的信号来检测DPF的入口侧排气温度Tin和出口侧排气温度Tout,并根据它们推定DPF温度。具体地就是根据下式来推定。
Tdpf=k×Tin+(1-k)×Tout    其中0≤k≤1
在S12中,判定DPF温度Tdpf是否是小于或等于规定温度#TMP(DPF13的再生实质上尚未开始的状态,或是通过后述的再生中止控制而DPF13的温度足够低的状态)。
在DPF温度Tdpf≤#TMP的情况下,即使切换成柴油机中通常的稀薄混合气燃烧也没有任何问题,所以前进到S14,向通常控制(柴油机的通常稀薄混合气燃烧)转移。这时在S15中,把再生中特征复位置0。
在DPF温度Tdpf>#TMP的情况下,向S13前进,实行再生中止控制(图3的副程序)。
图3是在图2流程的S13中实行的再生中止控制的副程序的流程图。
该流程中根据DPF13的状态而从预定的第一运转和第二运转中任意选择一个,并切换到被选择的运转。
第一运转是来自DPF13的散热量(DPF13和排气的负的导热量)比第二运转大的运转,换言之,是流入DPF13的排气温度低且过量氧气多的运转,简单说就是稀薄混合气运转。在第一运转(稀薄混合气运转)的情况下,由于排气的温度低,所以DPF13由排气冷却,来自DPF13的散热量大,但根据DPF13的状态,有时会因过量氧气而使DPF13的发热量(由堆积在DPF13上的PM燃烧而产生的氧化反应热量)超过散热量。
第二运转是DPF13的发热量(由堆积在DPF13上的PM燃烧而产生的氧化反应热量)比第一运转小的运转,换言之,是流入DPF13的排气温度高且过量氧气少的运转,简单说就是浓混合气运转。在第二运转(浓混合气运转)的情况下,由于过量氧气少,所以DPF13的发热量小,但根据DPF13的状态,会存在因排气的温度高而来自DPF13的散热量(DPF13和排气的负的导热量)比发热量低的情况。
与再生中低λ的分段迟延燃烧比较,第一和第二运转并不分割主喷射,其喷射时间也不迟延地采用柴油机的通常喷射定时(TDC近旁)。关于空气燃料比,第一运转是设定成与柴油机通常的稀薄混合气燃烧相同程度或是比其浓(比第二运转稀薄)的空气燃料比,第二运转是设定成与再生中分段迟延燃烧时相同程度,或是比其稀薄(比柴油机通常的稀薄混合气燃烧浓薄)的空气燃料比。
在S101中,与S11同样地来推定DPF13的温度Tdpf。且与S2、S8同样地来推定DPF13的PM堆积量C。且根据由空气流量计23检测的吸入空气流量Qa和对燃料喷射阀9的燃料喷射量指示值Qf来推定排气流量SV。
在S102中,分别预测运算在第一运转(稀薄混合气运转)或第二运转(浓混合气运转)的情况下,基于堆积在DPF13的PM燃烧的氧化反应速度(燃烧速度)SPD1、SPD2。
氧化反应速度SPD,可利用下式能进行运算。
SPD=k×exp(-Ea/R/Tdpf)×C×O
其中,k:反应速度常数
Ea:活化能量(一定)
R:气体常数
Tdpf:DPF温度
C:PM堆积量
O:流入DPF的排气中氧气的浓度。
在此,由于k、Ea、R是一定的,所以氧化反应速度SPD,能如下式那样作为DPF温度Tdpf、PM堆积量C、氧气浓度O的函数来进行运算。
SPD=f(Tdpf,C,O)......(1)
因此,通过把现时刻的DPF温度Tdpf、现时刻的PM堆积量C、以及进行第一运转时的氧气浓度(预测值)O=O1代入到上式(1)中,就能运算进行第一运转时的氧化反应速度SPD1=f(Tdpf,C,O1)。
另外,通过把现时刻的DPF温度Tdpf、现时刻的PM堆积量C、以及进行第二运转时的氧气浓度(预测值)O=O2代入到上式(1)中,就能运算进行第二运转时的氧化反应速度SPD2=f(Tdpf,C,O2)。
在S103中,分别预测运算在第一运转(稀薄混合气运转)或第二运转(浓混合比运转)的情况下,DPF13和排气的负的导热速度q1、q2。
DPF13和排气的负的导热速度,可利用下式进行运算。
q=a×(Tdpf-Tgas)×SV×A
其中,a:热导率(一定)
Tdpf:DPF温度
Tgas:流入DPF的排气温度
SV:排气流量
A:DPF的实效表面积
在此,由于a、A是一定的,所以导热速度q能如下式那样作为DPF温度Tdpf、排气温度Tgas、排气流量SV的函数来进行运算。
q=f(Tdpf,Tgas,SV)......(2)
因此,通过把现时刻的DPF温度Tdpf、进行第一运转时的排气温度(预测值)Tgas=Tgas1、现时刻的排气流量SV代入到上式(2)中,就能运算进行第一运转时的导热速度q1=f(Tdpf,Tgas1,SV)。
另外,通过把现时刻的DPF温度Tdpf、进行第二运转时的排气温度(预测值)Tgas=Tgas2、现时刻的排气流量SV代入到上式(2)中,就能运算进行第二运转时的导热量q2=f(Tdpf,Tgas2,SV)。
在S104中,把在S102中求出的第一和第二运转时的氧化反应速度SPD1、SPD2分别进行时间积分,求出第一和第二运转时的氧化反应热量(发热量)QGEN1、QGEN2。
QGEN1=s(SPD1)
QGEN2=s(SPD2)
在S105中,把在S103中求出的第一和第二运转时的导热速度q1、q2分别进行时间积分,求出第一和第二运转时的导热量(散热量)QRAD1、QRAD2。
QRAD1=s(q1)
QRAD2=s(q2)
在S106中,求出第一运转时的热收支(发热量QGEN1与散热量QRAD1的差,QGEN1-QRAD1),并求出第二运转时的热收支(发热量QGEN2与散热量QRAD2的差,QGEN2-QRAD2)。这些的热收支(发热量与散热量的差)表示各运转情况下温度上升的倾向,当热收支(发热量与散热量的差)向正侧变大时,则DPF13温度上升,在向负侧时则DPF13温度下降。
因此,在S106中,判定是否是QGEN1-QRAD1<QGEN2-QRAD2,若是,则第一运转成为DPF13温度下降的方向,所以向S107前进,选择第一运转(稀薄混合气运转)。
若S106中的判定为否,则QGEN1-QRAD1>QGEN2-QRAD2,第二运转成为DPF13温度下降的方向,所以向S108前进,选择第二运转(浓混合比运转)。
如以上说明的那样,根据本实施例,当在DPF13再生中偏离了再生条件的情况下,根据DPF13的状态,选择来自DPF13的散热量(DPF13和排气的负的导热量)大的第一运转和DPF13发热量(由堆积在DPF13的PM燃烧而产生的氧化反应热量)小的第二运转中的任意一个,就能把DPF13向温度更加降低的方向控制,能可靠地防止DPF13的过度升温。
根据本实施例,通过把所述第一运转设定为流入DPF13的排气温度低且过量氧气多的运转(稀混合气运转),把所述第二运转设定为流入DPF13的排气温度高且过量氧气少的运转(浓混合比运转),就能简单而可靠地进行实施。
根据本实施例,DPF13的状态是根据DPF13的温度、DPF13的PM堆积量来进行判定的,能准确地进行判定。
根据本实施例,DPF13的状态是根据DPF13的温度、DPF13的PM堆积量,把由堆积在DPF13的PM燃烧而产生的氧化反应热量以及DPF13和排气的负的导热量,分别在所述第一运转的情况下和所述第二运转的情况下来计算,并根据这些计算值来进行判定,能准确地进行判定。
根据本实施例,把所述第一运转时的所述氧化反应热量与所述导热量的差与、所述第二运转时的所述氧化反应热量与所述导热量的差进行比较,选择所述差小的运转,从而能可靠地把DPF13的温度降低。
根据本实施例,所述由PM燃烧而产生的氧化反应热量,是根据DPF13的温度(Tdpf)、DPF13的PM堆积量(C)、流入DPF13的排气中的氧气浓度(O)来进行预测的,能准确地进行预测。
根据本实施例,DPF13和排气的负的导热量,是根据DPF13的温度(Tdpf)、流入DPF13的排气的温度(Tgas)、流入DPF13的排气的流量(SV)来进行预测的,能准确地进行预测。
根据本实施例,DPF13的温度(Tdpf),是根据由设置在DPF13入口侧和出口侧的排气温度传感器26、27检测的排气温度来进行预测的,能准确地进行预测。不过,在能直接检测DPF13的头部温度的情况下,也可以那样进行。
根据本实施例,DPF13的PM堆积量(C),是通过DPF13的前后差压(ΔP)、向DPF13流入的排气的流量(SV)来进行预测的,能可靠地进行预测。
根据本实施例,流入DPF13的排气中的氧气浓度(O),通过按所述第一和第二运转分别决定,能简单地进行实施。
根据本实施例,流入DPF13的排气中的温度(Tgas),通过按所述第一和第二运转分别决定,能简单地进行实施。
根据本实施例,流入DPF13的排气的流量(SV),是根据设置在发动机吸气系统上的空气流量计21的检测值和对燃料喷射阀9的燃料喷射量指示值来进行预测的,能准确地进行预测。

Claims (11)

1、一种内燃机的排气净化装置,其在排气通路中具备捕集排气中的粒子状物质的滤清器,还具备在规定的再生条件下把所述滤清器捕集到的粒子状物质进行燃烧除去的再生装置,其特征在于,
在所述滤清器的再生中在偏离再生条件的情况下,根据所述滤清器的状态,选择来自所述滤清器的散热量大的第一运转和所述滤清器的发热量小的第二运转中的任意一种运转;
其中,所述第一运转是流入所述滤清器的排气的温度低且过量氧气多的运转,
所述第二运转是流入所述滤清器的排气的温度高且过量氧气少的运转。
2、如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,所述滤清器的状态是根据所述滤清器的温度、所述滤清器的粒子状物质堆积量来进行判定的。
3、如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,所述滤清器的状态,分别在所述第一运转的情况下和所述第二运转的情况下来计算由堆积在所述滤清器的粒子状物质的燃烧而产生的氧化反应热量以及所述滤清器和排气的负的导热量,并根据这些计算值来进行判定的。
4、如权利要求3所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,其把所述第一运转时的所述氧化反应热量与所述滤清器和排气的负的导热量之差,和所述第二运转时的所述氧化反应热量与所述滤清器和排气的负的导热量之差进行比较,并选择所述差小的运转。
5、如权利要求3所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,由所述粒子状物质燃烧而产生的氧化反应热量,是根据所述滤清器的温度、所述滤清器的粒子状物质堆积量、流入所述滤清器的排气中的氧气浓度来进行预测的。
6、如权利要求3所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,所述滤清器和排气的负的导热量,是根据所述滤清器的温度、流入所述滤清器的排气的温度、流入所述滤清器的排气的流量来进行预测的。
7、如权利要求5所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,所述滤清器的温度,是根据由设置在所述滤清器入口侧和出口侧的排气温度传感器检测的排气温度来进行预测的。
8、如权利要求5所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,所述滤清器的粒子状物质堆积量,是通过所述滤清器的前后差压、流入所述滤清器的排气的流量来进行预测的。
9、如权利要求5所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,流入所述滤清器的排气中的氧气浓度,按所述第一和第二运转分别决定。
10、如权利要求6所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,流入所述滤清器的排气的温度,按所述第一和第二运转分别决定。
11、如权利要求6所述的内燃机的排气净化装置,其特征在于,流入所述滤清器的排气的流量,是根据设置在发动机吸气系统上的空气流量计的检测值和对燃料喷射阀的燃料喷射量指示值来进行预测的。
CNB2005101317537A 2004-12-16 2005-12-16 内燃机的排气净化装置 Expired - Fee Related CN100453775C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP364479/04 2004-12-16
JP2004364479A JP4595521B2 (ja) 2004-12-16 2004-12-16 内燃機関の排気浄化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1789677A CN1789677A (zh) 2006-06-21
CN100453775C true CN100453775C (zh) 2009-01-21

Family

ID=36118310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005101317537A Expired - Fee Related CN100453775C (zh) 2004-12-16 2005-12-16 内燃机的排气净化装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7293410B2 (zh)
EP (1) EP1672204B1 (zh)
JP (1) JP4595521B2 (zh)
CN (1) CN100453775C (zh)
DE (1) DE602005008350D1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8104270B2 (en) * 2007-05-15 2012-01-31 GL Global Technology Operations LLC Electrically heated particulate filter preparation methods and systems
US8291694B2 (en) * 2007-06-15 2012-10-23 GM Global Technology Operations LLC Electrically heated particulate filter enhanced ignition strategy
US8151557B2 (en) * 2007-08-07 2012-04-10 GM Global Technology Operations LLC Electrically heated DPF start-up strategy
US8505278B2 (en) * 2009-04-30 2013-08-13 Cummins Ip, Inc. Engine system properties controller
US8356471B2 (en) * 2008-12-05 2013-01-22 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for controlling reductant dosing in an SCR catalyst system
US8146351B2 (en) * 2009-06-05 2012-04-03 GM Global Technology Operations LLC Regeneration systems and methods for particulate filters using virtual brick temperature sensors
WO2011032020A2 (en) * 2009-09-10 2011-03-17 Cummins Ip, Inc. Low temperature selective catalytic reduction catalyst and associated systems and methods
US8424290B2 (en) * 2010-02-26 2013-04-23 GM Global Technology Operations LLC Method and system for controlling an engine during diesel particulate filter regeneration at idle conditions
US8733083B2 (en) 2010-04-26 2014-05-27 Cummins Filtration Ip, Inc. SCR catalyst ammonia surface coverage estimation and control
JP5304738B2 (ja) * 2010-06-25 2013-10-02 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JP5287940B2 (ja) * 2011-06-29 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US9824505B2 (en) * 2014-02-25 2017-11-21 Ford Global Technologies, Llc Method for triggering a vehicle system monitor
DE102017203849A1 (de) * 2017-03-08 2018-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuereinheit zur Anpassung der Emission eines Fahrzeugs
CN117345381A (zh) 2019-05-09 2024-01-05 康明斯排放处理公司 用于分流式紧密联接催化剂的阀门装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2830274A1 (fr) * 2001-09-28 2003-04-04 Renault Procede de regeneration d'un filtre a particules pour moteur a combustion interne
US6574956B1 (en) * 2000-11-03 2003-06-10 Ford Global Technologies, Llc Apparatus and method for interrupting regeneration of a particulate filter in a diesel engine
US20040194450A1 (en) * 2001-07-26 2004-10-07 Tamon Tanaka Exhaust emission control device
US20040231324A1 (en) * 2000-07-24 2004-11-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60206924A (ja) * 1984-03-31 1985-10-18 Mitsubishi Motors Corp デイ−ゼルパテイキユレ−ト捕集部材保護装置
JP2002089327A (ja) 2000-09-14 2002-03-27 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2002285825A (ja) * 2001-03-27 2002-10-03 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd ディーゼルパティキュレートフィルタ装置の制御方法
JP3959600B2 (ja) * 2001-07-18 2007-08-15 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2003193310A (ja) 2001-12-19 2003-07-09 Toray Ind Inc 裏 地
US6915629B2 (en) * 2002-03-07 2005-07-12 General Motors Corporation After-treatment system and method for reducing emissions in diesel engine exhaust
JP4075573B2 (ja) * 2002-06-13 2008-04-16 株式会社デンソー 内燃機関の排ガス浄化装置
JP4092464B2 (ja) 2002-06-28 2008-05-28 日産自動車株式会社 排気浄化装置
JP4161887B2 (ja) * 2002-11-29 2008-10-08 日産自動車株式会社 排気浄化装置
JP4228690B2 (ja) * 2002-12-25 2009-02-25 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6988361B2 (en) * 2003-10-27 2006-01-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling simultaneous diesel particulate filter regeneration and lean NOx trap desulfation
JP2005155500A (ja) 2003-11-26 2005-06-16 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040231324A1 (en) * 2000-07-24 2004-11-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device
US6574956B1 (en) * 2000-11-03 2003-06-10 Ford Global Technologies, Llc Apparatus and method for interrupting regeneration of a particulate filter in a diesel engine
US20040194450A1 (en) * 2001-07-26 2004-10-07 Tamon Tanaka Exhaust emission control device
FR2830274A1 (fr) * 2001-09-28 2003-04-04 Renault Procede de regeneration d'un filtre a particules pour moteur a combustion interne

Also Published As

Publication number Publication date
US20060144038A1 (en) 2006-07-06
EP1672204A1 (en) 2006-06-21
EP1672204B1 (en) 2008-07-23
US7293410B2 (en) 2007-11-13
CN1789677A (zh) 2006-06-21
DE602005008350D1 (de) 2008-09-04
JP4595521B2 (ja) 2010-12-08
JP2006170093A (ja) 2006-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100453775C (zh) 内燃机的排气净化装置
RU2435043C2 (ru) Способ управления регенерацией очистительной системы и устройство для его осуществления
US6758037B2 (en) Exhaust emission control device of engine
JP4681650B2 (ja) 内燃機関を動作させるための方法
KR100498653B1 (ko) 내연 기관용 배기 가스 정화 시스템 및 방법
US7493883B2 (en) Diluted oil regeneration in internal combustion engine
EP1500800B1 (en) Emission control system and method of internal combustion engine
EP1701027B1 (en) A method for using partial homogeneous charge compression ignition in a diesel internal combustion engine for NOx trap regeneration
CN104822921A (zh) 天然气发动机以及天然气发动机的运转方法
JP2004353529A (ja) 排気ガス浄化システム
CN100348850C (zh) 用于内燃机的废气再循环系统及其方法
EP1387071A1 (en) Engine exhaust gas purification apparatus
US20050022513A1 (en) Combustion control system of internal combustion engine
US10890090B2 (en) Engine
EP2143919B1 (en) Particulate filter regeneration system
JP7017479B2 (ja) エンジン
JPH0447115A (ja) 内燃機関の排気処理装置
JP6901963B2 (ja) エンジン
US10858976B2 (en) Exhaust gas purification controller for engine
JP6855811B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US10858977B2 (en) Exhaust gas purification controller for engine
EP1179667A2 (en) Exhaust gas purifying system for engine
CN1873202B (zh) 用于直接喷射式火花点火内燃机的燃烧控制设备
JP6964046B2 (ja) エンジン
US10794298B2 (en) Engine

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090121

Termination date: 20141216

EXPY Termination of patent right or utility model