CN101583778B - 废气净化方法及废气净化系统 - Google Patents

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Abstract

一种废气净化方法及废气净化系统，基于DPF的前后压差与规定的前后压差阈值的比较，判断用来净化废气中的PM(粒子状物质)的DPF的强制再生开始时间，对基准前后压差阈值(ΔPs0)乘以对应于上次的强制再生后的车辆的行驶距离(ΔM)阶段性或连续地变化的系数(α(ΔM))来设定前后压差阈值(ΔPs)。由此，能够在偏倚积蓄在DPF上的PM较少的期间将PM燃烧除去，能够防止起因于强制再生时的PM的过剩的积蓄的、DFP的内部温度的过度的上升及由此造成的DPF的熔损。

Description

废气净化方法及废气净化系统
技术领域
本发明涉及基于DPF(柴油机微粒过滤器)的前后压差与规定的前后压差阈值的比较，判断DPF的强制再生开始时间的废气净化方法及废气净化系统。更详细地讲，涉及能够在偏倚积蓄在DPF上的PM的积蓄量较少的期间进行燃烧除去、由此能够防止起因于强制再生时的PM的过剩积蓄的、DPF的内部温度的过度上升和由此造成的DPF的熔损的废气净化方法及废气净化系统。
背景技术
作为用柴油机微粒过滤器(DFP：Diesel Particulate Filter，以下称作DPF)的过滤器捕集从柴油发动机排出的粒子状物质(PM：颗粒物质，以下称作PM)的废气净化装置之一，有连续再生型DPF装置。
在该连续再生型DPF装置中，当废气温度为约350℃以上时，过滤器所捕集的PM连续地燃烧而被净化，过滤器自行再生。但是，在低速低负荷等的废气温度较低的情况下，由于催化剂的温度下降而没有活性化，所以难以氧化PM而使过滤器自行再生。因此，由于PM向过滤器堆积而导致筛眼堵塞，从而产生该筛眼堵塞带来的排压上升的问题。
所以，当PM向过滤器的堆积量超过了规定的量(阈值)时，进行将捕集PM强制地燃烧除去的强制再生。在该强制再生中，通过缸内(筒内)的多次喷射(多级延迟喷射)及后喷射(Post Injection)等，强制地使废气升温。即，利用配置在过滤器的上游侧的氧化催化剂或担载在过滤器上的氧化催化剂使通过后喷射等供给到废气中的HC(碳化氢)燃烧。利用该氧化反应热使过滤器入口及过滤器表面的废气温度上升。通过该升温，过滤器升温到在过滤器中积蓄的PM燃烧的温度以上，从将PM燃烧除去。
该强制再生有通过手动再生进行的情况和通过自动再生进行的情况。在手动再生的情况下，当过滤器的筛眼堵塞超过了规定的量时，对驾驶员发出警告，而接受到该警告的驾驶员通过按下强制再生的开始用的按钮而进行强制再生。另一方面，在自动再生中，当过滤器的筛眼堵塞超过了规定量时，不用特别地对驾驶员发出警告，即使是行驶中也自动地进行强制再生。
作为这样的废气净化系统的例子，例如在日本的特开2005-256628号公报和日本的专利第3824003号公报中记载的那样，提出了将PM的捕集量检测单元(DPF的前后压差、或者经过一定的时间)的判断、与基于从前次的DPF的强制再生处理开始的行驶距离的判断组合起来判断手动再生或自动再生的强制再生开始时间的废气净化系统。
在这样的废气净化系统中，在是否需要DPF的强制再生的判断中，使用DPF的前后压差和强制再生后的行驶距离，并进行如图6所示的控制。在该控制中，将前后压差ΔP与规定的前后压差阈值ΔPs比较，在ΔP≥ΔPs时前进到再生方法决定单元。此外，将强制再生后的行驶距离ΔM与规定的行驶距离阈值ΔMs比较，当ΔM≥ΔMs时前进到再生方法决定单元。即，当PM堆积量增加而上升的前后压差ΔM超过了规定的前后压差阈值ΔMs时，或者当上次将DPF再生后的行驶距离ΔM超过了规定的行驶距离阈值ΔMs时，判断为需要进行强制再生。并且，在再生方法决定单元中，决定是手动再生还是自动再生，如果是手动再生则通过驾驶员的按钮操作进行强制再生，此外如果是自动再生则自动地进行强制再生。
关于该基于前后压差的判断，以往认为，如图7所示，随着行驶距离ΔM的增加，PM堆积量ΔV增加，并且前后压差ΔP也上升，所以以PM堆积量ΔV的增加和前后压差(ΔP)的单调增加为前提。另外，图7中的实线A表示几乎没有PM的偏倚的例子，虚线B表示存在PM的偏倚的例子，双点划线C表示PM的偏倚较多的例子。
但是，最近了解到了如图8所示，有时尽管根据行驶模式而PM堆积量ΔV增加，但前后压差ΔP减少。这是因为，如果行驶距离ΔM增加，则PM不是均匀地堆积、而是偏倚地堆积在DPF上，所以难以在前后压差ΔP中表现该积蓄。
在这样的情况下，在以往的不论行驶距离ΔM如何都使前后压差阈值ΔPs为一定的判断中，不能正确地判断强制再生的开始，并且在基于行驶距离ΔM和行驶距离阈值ΔMs的判断中判断为需要强制再生之前的期间，PM还被DPF捕集。即，由于通过前后压差判断不能进行强制再生，所以对于想要开始强制再生的PM堆积量ΔVs加上了捕集过剩的过剩PM堆积量ΔVa。
因而，在使前后压差阈值ΔPs为一定的情况下，在强制再生的间隔较长时、即在长距离行驶时，在根据行驶距离阈值ΔMs判断了强制再生的必要性的时点，PM堆积量ΔV有可能超过限度。在超过了限度的情况下，DPF的内部温度会过度地上升，在最差的情况下会导致DPF的熔损。即，在不论行驶距离ΔM如何都使用来判断强制再生的开始时间的压差阈值ΔPs为一定的情况下，在进行强制再生时，偏倚积蓄的PM一下子燃烧，发生DPF的内部温度过度地上升而发生熔损的情况。
专利文献1：日本特开2005-256628号公报
专利文献2：日本专利第3824003号公报
发明内容
本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的是提供一种废气净化方法及废气净化系统，在基于DPF的前后压差与规定的前后压差阈值的比较来判断用于净化废气中的PM(粒子状物质)的DPF(柴油机微粒过滤器)的强制再生开始时间的废气净化方法及废气净化系统中，能够在偏倚积蓄在DPF中的PM的积蓄量较少的期间进行燃烧除去，由此能够防止起因于强制再生时的PM的过剩积蓄的、DPF的内部温度的过度上升及由此带来的DPF的熔损。
用来达到如上所述的目的的废气净化方法，在搭载于车辆的内燃机的排气通路中具备具有DPF(柴油机微粒过滤器)的废气净化装置，基于上述柴油机微粒过滤器的前后压差与规定的前后压差阈值的比较，判断上述DPF的强制再生开始时间，将对应于上次的强制再生后的车辆的行驶距离而变化的系数乘以基准前后压差阈值来设定上述前后压差阈值。
根据该废气净化方法，由于与将前后压差阈值同行驶距离无关地设定为一定的情况相比强制再生的频率增加，所以能够以简单的算法，将偏倚积蓄在DPF上的PM(粒子状物质)在积蓄量较少的期间燃烧除去。由此，能够防止因PM的过剩的积蓄量而在强制再生时发生的DPF的内部温度的过度的上升(热逸溃)及由此造成的DPF的熔损。
另外，可以通过试运转或计算等求出设定该基准前后压差阈值和系数。这些数据被预先输入到控制装置中。该系数设定为，阶段性或连续地、或者以它们的组合等变化。此外，该系数设定为，如果上次的强制再生后的车辆的行驶距离变大则保持相同或变小。换言之，该系数为，前后压差阈值在上次的强制再生后的车辆的行驶距离变大时阶段性或连续地变小。该阶段性及连续的变化既可以是在有关行驶距离的整个区域，也可以是在部分区域。
此外，在上述废气净化方法中，如果除使用基于前后压差与规定的前后压差阈值的比较而进行的强制再生开始时间的判断以外，还使用基于上次的强制再生后的车辆的行驶距离与规定的行驶距离阈值的比较而进行的强制再生开始时间的判断，则也能够对应仅通过前后压差的判断时有可能发生PM的过剩的堆积的情况。
此外，在上述废气净化方法中，如果进行手动再生和自动再生，则通过手动再生能够解决油稀释(oil dilution)的问题，所述手动再生是指，在判断为是强制再生开始时间时，对驾驶员发出警告，并接受由驾驶员输入的强制再生开始的信号而实施强制再生控制，所述自动再生是指，在判断为是强制再生开始时间时，自动实施强制再生控制。该问题是通过行驶中的强制再生时的后喷射、未燃燃料混入到发动机油(润滑油)中而将发动机油稀释的问题。此外，通过不发生油稀释的问题时的自动再生，能够减少手动再生的情况下驾驶员输入再生控制开始信号(停车和按下再生按钮等)的麻烦。
并且，用来达到上述目的的废气净化系统，在搭载于车辆的内燃机的排气通路上具备：具有DPF的废气净化装置；以及控制装置，基于上述DPF的前后压差与规定的前后压差阈值的比较，判断上述DPF的强制再生开始时间，上述控制装置构成为，将对应于上次的强制再生后的车辆的行驶距离而变化的系数乘以基准前后压差阈值来设定上述前后压差阈值。
根据该结构，由于与将前后压差阈值同行驶距离无关地设定为一定的情况相比强制再生的频率增加，所以能够以简单的算法，将偏倚积蓄在DPF上的PM在积蓄量较少的期间燃烧除去。由此，能够防止因PM的过剩积蓄量而在强制再生时发生的热逸溃及由该热逸溃造成的DPF的熔损。
此外，在上述废气净化系统中，如果上述控制装置构成为，除使用基于前后压差与规定的前后压差阈值的比较而进行的强制再生开始时间的判断以外，还使用基于上次的强制再生后的车辆的行驶距离与规定的行驶距离阈值的比较而进行的强制再生开始时间的判断，则也能够对应仅通过前后压差的判断时有可能发生PM的过剩的堆积的情况。
此外，在上述废气净化系统中，如果上述控制装置构成为，进行手动再生和自动再生，则通过手动再生能够解决油稀释的问题，上述手动再生是指，在判断为是强制再生开始时间时，对驾驶员发出警告，并接受由驾驶员输入的强制再生开始的信号而实施强制再生控制，上述自动再生是指，在判断为是强制再生开始时间时，自动实施强制再生控制。该问题是通过行驶中的强制再生时的后喷射、未燃燃料混入到发动机油中而将发动机油稀释的问题。此外，通过不发生油稀释的问题时的自动再生，能够减少在手动再生的情况下驾驶员输入再生控制开始信号的麻烦。
另外，作为该废气净化系统的例子，有具备在内燃机的排气通路上从上游侧开始依次配置担载有氧化催化剂的氧化催化剂装置和DPF的废气净化装置、或在内燃机的排气通路上配置担载有氧化催化剂的DPF的废气净化装置等的废气净化系统。
发明效果
根据有关本发明的废气净化方法及废气净化系统，在基于DPF的前后压差与规定的前后压差阈值的比较判断DPF的强制再生开始时间时，对基准前后压差阈值乘以对应于上次的强制再生后的车辆的行驶距离变化的系数来设定前后压差阈值。
因此，使压差判断阈值对应于强制再生后的行驶距离，在行驶距离变大时成较小的值，从而能够降低压差判断阈值，能够提高强制再生控制的频率。由此，能够将偏倚积蓄在DPF上的PM在积蓄量较少的期间燃烧除去。因此，能够防止PM的过剩捕集、和起因于该过剩捕集而在强制再生时发生的DPF的内部温度的过度的上升(热逸溃)及由此造成的DPF的熔损。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的废气净化系统的整体结构的图。
图2是表示本发明的实施方式的强制再生开始的判断的流程的一例的图。
图3是用来说明本发明的实施方式的强制再生开始的判断的控制和其效果的图。
图4是表示强制再生开始的判断的控制流程的一例的图。
图5是表示强制再生的控制流程的一例的图。
图6是表示以往技术的强制再生开始的判断的流程的一例的图。
图7是表示行驶距离、PM堆积量与前后压差的关系的图。
图8是用来说明以往技术的强制再生开始的判断的控制和其问题点的图。
标号说明
1     废气净化系统
10    柴油发动机(内燃机)
11    排气通路
12    连续再生型DPF装置
12a   氧化催化剂
12b   带氧化催化剂的过滤器
31    压差传感器
40    控制装置(ECU)
ΔP   前后压差
ΔPs  前后压差阈值
ΔPs0 基准前后压差阈值
ΔM   上次的强制再生后的车辆的行驶距离
ΔMs  行驶距离阈值
ΔM1  第1行驶距离
ΔM2  第2行驶距离
ΔV   PM堆积量
ΔVa  过剩PM堆积量
ΔVs想要开始强制再生的PM堆积量
α(c)、α(ΔM)系数
α1、α2、α3、α4系数值
具体实施方式
以下，参照附图对有关本发明的实施方式的废气净化方法及废气净化系统进行说明。在图1中表示该实施方式的废气净化系统1的结构。
该废气净化系统1在柴油发动机(内燃机)10的排气通路11中具备废气净化装置12和消音器13而构成。该废气净化装置12是连续再生型DPF(柴油机微粒过滤器)装置的一种。该废气净化装置12是在上游侧配置氧化催化剂装置12a、在下游侧配置带催化剂的过滤器装置(DPF)12b而构成的。
该氧化催化剂装置12a是在多孔质的陶瓷的蜂窝构造体等的担载体上担载白金等的氧化催化剂而形成的。带催化剂的过滤器装置12b由将多孔质的陶瓷的蜂窝状的通道的入口和出口交替封口的整块蜂窝型壁流型的过滤器等形成。在该过滤器的部分担载白金或氧化铈等的催化剂。废气G中的PM(粒子状物质)被多孔质的陶瓷的壁捕集(捕捉)。
并且，为了推测带催化剂的过滤器装置12b的PM的堆积量，在废气净化装置12的前后连接的导通管设有压差传感器31。此外，在该废气净化装置12的上游侧设有排气制动阀(exhaust brake)14，在下游侧设有排气节流阀(exhaust throttle)15。
此外，在吸气通路16中，设有空气净化机17、MAF传感器(吸入空气量传感器)18、吸气节流阀(intake throttle)19。该吸气节流阀19调节进入吸气歧管的吸气A的量。此外，在EGR通路20上设有EGR冷却器21和调节EGR量的EGR阀22。
进而，作为带催化剂的过滤器装置12b的强制再生控制用，在氧化催化剂装置12a的上游侧设有氧化催化剂入口排气温度传感器32，在氧化催化剂装置12a与带催化剂的过滤器装置12b之间设有过滤器入口排气温度传感器33。该氧化催化剂入口排气温度传感器32检测流入到氧化催化剂装置12a中的废气的温度即氧化催化剂入口排气温度Tg1。此外，过滤器入口排气温度传感器33检测流入到带催化剂的过滤器装置12b中的废气的温度即过滤器入口排气温度Tg2。
这些传感器的输出值被输入到进行发动机10的运转的整体的控制、并且还进行废气净化装置12的强制再生控制的控制装置(ECU：发动机控制单元)40中。通过从该控制装置40输出的控制信号，对排气制动阀14、排气节流阀15、吸气节流阀19、EGR阀22以及燃料喷射装置(喷射喷嘴)23等进行控制。
该燃料喷射装置23与共轨喷射系统(未图示)连接，该共轨喷射系统暂时存储被燃料泵(未图示)升压后的高压燃料。为了发动机10的运转，对控制装置40输入来自加速器位置传感器(APS)34的加速器开度、来自转速传感器35的发动机转速等的信息以外，还输入车辆速度、冷却水温度等的信息。从控制装置40输出通电时间信号，以从燃料喷射装置23喷射规定量的燃料。
此外，设有用来引起注意的警告单元即闪烁灯(DPF灯)24及异常时点亮灯25、和手动再生按钮(人工再生开关)26。由此，当带催化剂的过滤器装置12b的PM的捕集量超过一定量，带催化剂的过滤器装置12b筛眼堵塞时，敦促驾驶员(Driver)注意。该被敦促注意的驾驶员停止车辆而进行强制再生。由此，在废气净化装置12的强制再生控制中，不仅在行驶中自动地强制再生，还能够进行驾驶员实施的强制再生。
在该废气净化系统1的控制中，在通常的运转中捕集PM。在该通常的运转中，监视是否是强制再生开始的时间，如果判断为是强制再生开始的时间，则进行强制再生。在该强制再生中，有在行驶中进行强制再生的自动再生和驾驶员因警告而停止车辆后通过按下手动再生按钮26而开始的手动再生。这些再生根据行驶距离及DPF压差的值来适当选择实施。通过该手动再生，能够解决在行驶中进行自动再生的情况下通过行驶中的强制再生时的后喷射、未燃燃料混入到发动机油(润滑油)中而将发动机油稀释的油稀释(oil dilution)的问题。此外，通过不发生油稀释的问题时的自动再生，能够减少手动再生的情况下的驾驶员的再生控制开始信号的输入(停车和按下再生按钮等)的麻烦。
在该强制再生控制中，进行多次喷射及排气节流(停车时)而使排气温度上升。当过滤器入口排气温度Tg2或氧化催化剂入口排气温度Tg1成为规定温度(约250℃)以上时进行后喷射，使过滤器入口温度Tg2上升而进行强制再生。过滤器入口排气温度Tg2由过滤器入口排气温度传感器33检测。氧化催化剂入口排气温度Tg1由氧化催化剂入口排气温度传感器32检测。另外，进行这些强制再生的控制装置组合在控制装置40中。
接着，对该废气净化系统1的强制再生的开始的判断方法进行说明。如图2所示，该强制再生的开始的判断除了基于前后压差ΔP与规定的前后压差阈值ΔPs的比较的强制再生开始时间的判断以外，还使用基于上次的强制再生后的车辆的行驶距离ΔM与规定的行驶距离阈值ΔMs的比较的强制再生开始时间的判断。
并且，在本发明中，在基于前后压差ΔP与规定的前后压差阈值ΔPs的比较的强制再生开始时间的判断时使用前后压差阈值ΔPs。对基准前后压差阈值ΔPs0乘以根据上次的强制再生后的车辆的行驶距离ΔM变化的系数α(ΔMs)而设定该前后压差阈值ΔPs。
如图2及图3所示，在该实施方式中，系数α(c)为上次的强制再生后的车辆的行驶距离ΔM的函数。该α在行驶距离ΔM成为规定的第1行驶距离ΔM1之前恒定(一定)为α＝α1(例如1.0)。此外，α在行驶距离ΔM超过规定的第1行驶距离ΔM1而成为规定的第2行驶距离ΔM2之前，从α1线性地(α＝(α2-α1)×(ΔM-ΔM1)/(ΔM2-ΔM1)+α1)变化为α2(例如0.8)。此外，α在行驶距离ΔM超过了规定的第2行驶距离ΔM2的情况下恒定为α＝α2。
由此，如图3所示，尽管根据行驶模式而PM堆积量ΔV增加，即前后压差ΔP在行驶距离ΔMp时前后压差最大、其后前后压差ΔP减少的情况下，也能够如以下这样进行强制再生开始的判断。即，通过对基准前后压差阈值ΔPs0乘以系数α而设定前后压差阈值ΔPs(ΔPs＝ΔPs0×α(ΔM))，由此当行驶距离ΔM达到行驶距离ΔMa、成为想要开始强制再生的PM堆积量ΔVs时，前后压差ΔP达到前后压差阈值ΔPs。由此，能够准确地进行基于前后压差ΔP与前后压差阈值ΔPs的强制再生的开始的判断。因此，在过剩PM堆积量ΔVa增加之前进行强制再生，能够降低PM堆积量ΔV和前后压差ΔP。
因而，通过前后压差阈值ΔPs的变更，能够提高强制再生的频率。即，在基于带催化剂的过滤器装置12b的前后压差ΔP与规定的前后压差阈值ΔPs的比较来判断带催化剂的过滤器装置12b的强制再生开始时间时，将根据上次的强制再生后的车辆的行驶距离ΔM变化的系数α(ΔM)乘以基准前后压差阈值ΔPs0，来设定前后压差阈值ΔPs。由此，使压差判断阈值ΔPs对应于强制再生后的行驶距离ΔM，该行驶距离ΔM越大则压差判断阈值ΔPs为越小的值。因而，强制再生的频率提高。
由此，能够将偏倚积蓄在带催化剂的过滤器装置12b上的PM，在积蓄量ΔV较少的期间燃烧除去。因此，能够防止因PM的过剩的积蓄而在强制再生时发生的带催化剂的过滤器装置12b的内部温度的过度上升及由此带来的带催化剂的过滤器装置12b的熔损。
图2和图3的系数α(ΔM)的设定是一个例子。关于该系数α(ΔM)的设定方法，除此之外还可以设定为阶段性地减小，例如，在上次的强制再生后的车辆的距离ΔM大于等于0km、小于100km时，α1＝1.0；在大于等于100km、小于200km时α2；在大于等于200km、小于300km时α3；在大于等于300km、小于400km时α4，而α1＞α2＞α3＞α4。另外，也可以设定为随着行驶距离ΔM的增加连续减小。并且，也可以为阶段性的减小和连续的减小的组合。
接着，基于控制流程对该废气净化系统1的控制进行说明。在该控制中，在通常的运转中捕集PM。在该通常的运转中，监视是否是再生时间，如果判断为是再生时间，则进行警告或进行行驶中的自动再生。在进行警告的情况下，接受到该警告的驾驶员将车辆停止并操作手动再生按钮26，从而进行强制再生。
并且，该手动再生或自动再生的强制再生在该实施方式中按照图4及图5中例示的控制流程进行。该图4的强制再生的开始的判断的控制流程为，每当从在通常运转时控制通常运转的上位的控制流程判断是否需要强制再生时，调出并执行的流程。
在该控制流程中判断为不需要强制再生的情况下，原样返回上位的控制流程，继续通常运转。在进行下次的是否需要强制再生的判断时再次被调出，在该控制流程中判断为需要强制再生的情况下，在该控制流程的步骤S10中进行强制再生控制。然后，回到上位的控制流程，继续通常运转，在进行下次的是否需要强制再生的判断时再次被调出。
在该图4的控制流程中，如果被调出并开始，则在步骤S1中，进行基准前后压差阈值ΔPs0的输入、和行驶距离阈值ΔMs的输入。在接着的步骤S2中，通过压差传感器31检测前后压差ΔP。此外，在接着的步骤S3中，检测上次的强制再生之后的行驶距离ΔM。
在接着的步骤S4中，根据检测到的行驶距离ΔM计算系数α(ΔM)。该计算是利用预先设定并输入的映射数据(表数据)或函数等进行的。在接着的步骤S5中，将计算出的系数α(ΔM)乘以基准前后压差阈值ΔPs0，而计算前后压差阈值ΔPs。
在接着的步骤S6中，根据前后压差ΔP进行强制再生的开始的判断。这里，将前后压差ΔP与前后压差阈值ΔPs比较，检查前后压差ΔP是否是前后压差阈值ΔPs以上。如果不是ΔP≥ΔPs(否)，则不判断为强制再生的开始，前进到步骤S7的根据行驶距离ΔM进行的强制再生的开始的判断。如果是ΔP≥ΔPs(是)，则判断为强制再生的开始，前进到步骤S8。
在步骤S7中，根据行驶距离ΔM进行强制再生的开始的判断。这里，将行驶距离ΔM与行驶距离阈值ΔMs比较，检查行驶距离ΔM是否是行驶距离阈值ΔMs以上。如果不是ΔM≥ΔMs(否)，则不判断为强制再生的开始并返回。如果是ΔM≥ΔMs(是)，则判断为强制再生的开始，前进到步骤S8。
在步骤S8中，决定再生方法是手动再生还是自动再生。当满足强制再生的条件时，前进到步骤S10的强制再生控制。该步骤S10的强制再生控制结束后返回。
另外，在再生方法的决定中，如果是基于手动再生的强制再生控制，则使作为警告单元的闪烁灯(DPF灯)23闪烁，敦促驾驶员进行DPF的手动再生。被敦促进行手动再生的驾驶员如果将车辆停止并操作手动再生按钮26，则成为强制再生控制。此外，如果是自动再生中的强制再生控制，则原样成为强制再生控制。该手动再生还是自动再生的判断可以采用周知的方法。例如，根据上次的强制再生后的车辆的运转状态的推移，在如果进行行驶中的强制再生则会发生油稀释的问题的情况下，采用手动再生，在即使进行行驶中的强制再生也不会发生油稀释的问题的情况下，采用自动再生。
该步骤S10的强制再生控制通过图5中例示那样的控制流程进行。在该图5的控制流程中，作为标志(表示)氧化催化剂的温度(床层温度)的催化剂温度指标温度，使用由过滤器入口排气温度传感器33检测的第2废气温度Tg2。当该第2废气温度Tg2为规定的第1判断温度Tc1以上时，通过后喷射将未燃燃料供给到氧化催化剂装置12a的上游侧。此外，作为标志带催化剂的过滤器装置12b的温度的过滤器温度指标温度，也使用由过滤器入口排气温度传感器33检测的第2废气温度Tg2。当该第2废气温度Tg2为规定的第2判断温度Tc2以上时，不进行后喷射而进行基于多次喷射的温度维持控制。
如果该图5的控制流程开始，则在步骤S11中，计算第1判断温度Tc1。该第1判断温度Tc1是如果第2废气温度(催化剂温度指标温度)Tg2为该温度、则能够通过氧化催化剂装置12a的氧化催化剂将通过后喷射供给的未燃燃料即HC充分地氧化的温度(例如约250℃)。第2废气温度Tg2是由过滤器入口排气温度传感器33检测的废气温度。此外，在第1判断温度Tc1中，也可以使用随着此时的发动机转速Ne而变化的值。此外，也可以代替第2废气温度Tg2而使用由氧化催化剂入口温度传感器32检测的第1废气温度Tg1。
在接着的步骤S12中，进行第2废气温度(催化剂温度指标温度)Tg2的检查。当该第2废气温度Tg2比在步骤S11中计算的第1判断温度Tc1低时，在步骤S13中，进行规定的时间(与步骤S13的第2废气温度Tg2的检查间隔有关的时间)Δt1的期间的第1废气升温控制。
在该第1废气升温控制中，不进行后喷射，而进行基于第1多次喷射用映射数据的多次喷射。即，在进行该多次喷射的控制时，根据检测到的发动机转速和燃料喷射量，参照该第1多次喷射用映射数据，计算多次喷射的喷射量和喷射的定时，进行多次喷射。根据检测到的加速器开度等计算该燃料喷射量。决定该多次喷射的喷射量和喷射的定时的第1多次喷射用映射数据是以发动机转速和燃料喷射量、换言之是根据检测到的加速器开度等计算的燃料喷射量为基础的映射数据。通过实验或计算等预先设定该映射数据，并输入到控制装置中。在该多次喷射中，增加多次喷射的喷射量，使多次喷射的喷射定时比通常运转时的燃料喷射定时晚。通过该多次喷射，提高废气的升温效率，实现废气的迅速的升温。
另外，为了实现废气的升温效率的提高，在车辆停车时同时使用排气制动阀14。通过该排气制动阀14的闭阀，防止热散逸并提高发动机负荷。由此，使废气温度在短时间内高效率地上升，提高氧化催化剂装置12a的升温性。
在该步骤S13之后，返回步骤S11。此外，在步骤S12的判断中，如果第2废气温度Tg2是规定的第1判断温度Tc1以上，则前进到步骤S14。另外，也可以如以下这样。作为标志氧化催化剂的温度的催化剂温度指标温度，使用由过滤器入口排气温度传感器33检测的第2废气温度Tg2和由氧化催化剂入口排气温度传感器32检测的第1废气温度Tg1两者。作为分别对应于该两者的规定的判断温度，使用第1判断温度Tc1和第3判断温度Tc3。当第2废气温度Tg2超过第1判断温度Tc1、并且第1废气温度Tg1超过第3判断温度Tc3时，通过后喷射将未燃燃料供给到氧化催化剂装置12a的上游侧。
在步骤S14中，计算第2判断温度Tc2。该第2判断温度Tc2是步骤S16的第2废气升温控制的目标温度。通过将第2废气温度(过滤器温度指标温度)Tg2维持在该温度Tc2以上，将带催化剂的过滤器装置12b所捕集的PM的燃烧维持为良好的状态。第2废气温度Tg2是由过滤器入口排气温度传感器33检测到的废气的温度。该第2判断温度Tc2通常设为比PM的燃烧开始温度(例如约350℃)高的值，例如设为500℃左右。此外，也可以使第2判断温度Tc2的值随着时间而多级地变化。
在接着的步骤S15中，进行第2废气温度(过滤器温度指标温度)Tg2的检查。当该第2废气温度Tg2比第2判断温度Tc2低时，前进到步骤S16的第2废气升温控制。当第2废气温度Tg2为第2判断温度Tc2以上时，前进到步骤S17的温度维持控制。
在步骤S16中，进行规定的时间(与步骤S15的第2废气温度Tg2的检查间隔有关的时间)Δt2的期间的第2废气升温控制。在该第2废气升温控制中，基于与第1多次喷射用映射数据不同的第2多次喷射用映射数据进行多次喷射。决定该多次喷射的喷射量和喷射的定时的第2多次喷射用映射数据与第1多次喷射用映射数据同样，是以发动机转速和燃料喷射量、换言之是根据检测到的加速器开度等计算的燃料喷射量为基础的映射数据。该映射数据是通过实验或计算等预先设定的，并且输入到控制装置中。
在该多次喷射中，将多次喷射的喷射量减少到废气温度的维持所需要的量，关于多次喷射的喷射定时，使其与第1废气升温控制S13时的多次喷射的喷射定时相比减少延迟。通过该多次喷射，将废气的温度维持为某种程度。与此同时，一边通过后喷射将燃料供给到氧化催化剂装置12a中，一边通过氧化催化剂氧化该燃料，从而提高流入到带催化剂的过滤器装置12b中的废气温度。
另外，为了实现废气的升温效率的提高，在车辆停车时同时使用排气节流阀15。通过将排气制动阀14置于全开侧、将排气节流阀15置于全闭侧，能够比排气制动阀14的闭阀时扩大通路面积，所以发动机负荷减轻。因此，减少缸内温度的上升，能够进行后喷射。
接着，通过第2废气升温控制的多次喷射继续废气温度的升温，并且通过后喷射将未燃燃料(HC)供给到废气中。用氧化催化剂装置12a氧化该未燃燃料。通过该氧化热能够将废气的温度进一步升温。如果该升温后的废气的温度Tg2成为第2判断温度Tc2以上，则带催化剂的过滤器装置12b所捕集的PM燃烧。另外，在该第2废气升温控制中，可以将第2废气温度Tg2连续地升温到控制目标的温度Tc2，但也可以二级(阶段)或多级地升温。在该步骤S16之后，前进到步骤S18。
并且，在步骤S15的判断中，在第2废气温度Tg2为第2判断温度Tc2以上的情况下，在步骤S17中，进行规定的时间(与步骤S15的第2废气温度Tg2的持续时间的检查间隔有关的时间)Δt3的期间的温度维持控制。在该温度维持控制中，在发动机10的缸内(筒内)喷射中进行不伴随着后喷射的多次喷射。
此外，在步骤S17中，进行PM燃烧累计时间的计数。该计数仅在第2废气温度Tg2为规定的第2判断温度Tc2以上的情况下，对PM燃烧累计时间ta进行计数(ta＝ta+Δt3)。在该步骤S17之后，前进到步骤S18。
在步骤S18中，为了判断再生控制是否结束，进行PM燃烧累计时间ta的检查。在该检查中，检查PM燃烧累计时间ta是否超过了规定的判断时间Tac。即，如果超过，则认为再生控制结束，前进到步骤S19。如果没有超过，则认为再生控制没有结束，返回到步骤S11。并且，直到PM燃烧累计时间ta超过规定的判断时间tac为止，进行步骤S13的第1废气升温控制、或步骤S16的第2废气升温控制、或者步骤S17的温度维持控制。
并且，在步骤S19中，结束强制再生控制，如果是车辆停止中，则使排气制动阀14及排气节流阀15返回到通常运转状态，回到通常喷射控制。然后返回。
通过该强制再生控制，在强制再生控制时，在第2废气温度(催化剂温度指标温度)Tg2比规定的第1判断温度Tc1低的情况下，进行第1废气升温控制S13，在该第1废气升温控制S13中的缸内燃料喷射控制中进行不伴随着后喷射的多次喷射。在第2废气温度Tg2为规定的第1判断温度Tc1以上的情况下，进行第2废气升温控制S16，在该第2废气升温控制S16中的缸内燃料喷射控制中除了多次喷射以外还进行后喷射。第2废气温度Tg2是由过滤器入口排气温度传感器33检测到的废气的温度、即流入到带催化剂的过滤器装置12b中的废气的温度。
根据上述废气净化方法及废气净化系统1，由于与将前后压差阈值ΔPs同行驶距离ΔM无关地设定为一定的情况相比强制再生的频率增加，所以能够以简单的算法将偏倚积蓄在带催化剂的过滤器装置12b上的PM在PM积蓄量ΔV较少的期间燃烧除去。由此，能够防止因PM的过剩的积蓄量而在强制再生时发生的、带催化剂的过滤器装置12b的内部温度的过度的上升。此外，能够防止该过度的温度上升造成的带催化剂的过滤器装置12b的熔损。
另外，在上述实施方式中，作为废气净化系统的废气净化装置，以上游侧的氧化催化剂装置12a与下游侧的带催化剂的过滤器装置12b的组合为例进行了说明。但是，也可以是担载有氧化催化剂的过滤器。进而，作为对氧化催化剂12a的上游侧供给未燃燃料(HC)的方法，以后喷射进行了说明。但是，也可以采用将未燃燃料供给装置配置于排气通路11、从该未燃燃料供给装置直接对排气通路11内喷射未燃燃料的排气管内直接喷射的方法。
工业实用性
具有上述良好的效果的本发明的废气净化方法及废气净化系统，对于在搭载于车辆的内燃机等中设置的废气净化系统中，能够极其有效地利用。

Claims (6)

1.一种废气净化方法，其特征在于，
在搭载于车辆的内燃机的排气通路上具备具有柴油机微粒过滤器的废气净化装置，基于上述柴油机微粒过滤器的前后压差与规定的前后压差阈值的比较，判断上述柴油机微粒过滤器的强制再生开始时间，
将对应于上次的强制再生后的车辆的行驶距离而变化的系数乘以基准前后压差阈值来设定上述前后压差阈值。
2.一种废气净化方法，其特征在于，
在搭载于车辆的内燃机的排气通路上具备具有柴油机微粒过滤器的废气净化装置，基于上述柴油机微粒过滤器的前后压差与规定的前后压差阈值的比较、以及上次的强制再生后的车辆的行驶距离与规定的行驶距离阈值的比较，判断上述柴油机微粒过滤器的强制再生开始时间，
将对应于上次的强制再生后的车辆的行驶距离而变化的系数乘以基准前后压差阈值来设定上述前后压差阈值。
3.如权利要求1或2所述的废气净化方法，其特征在于，
进行手动再生和自动再生，上述手动再生是指，在判断为是强制再生开始时间时，对驾驶员发出警告，并接受由驾驶员输入的强制再生开始的信号而实施强制再生控制，上述自动再生是指，在判断为是强制再生开始时间时，自动实施强制再生控制。
4.一种废气净化系统，其特征在于，
在搭载于车辆的内燃机的排气通路上，具备：具有柴油机微粒过滤器的废气净化装置；以及控制装置，基于上述柴油机微粒过滤器的前后压差与规定的前后压差阈值的比较，判断上述柴油机微粒过滤器的强制再生开始时间，
上述控制装置将对应于上次的强制再生后的车辆的行驶距离而变化的系数乘以基准前后压差阈值来设定上述前后压差阈值。
5.一种废气净化系统，其特征在于，
在搭载于车辆的内燃机的排气通路上，具备：具有柴油机微粒过滤器的废气净化装置；以及控制装置，基于上述柴油机微粒过滤器的前后压差与规定的前后压差阈值的比较、以及上次的强制再生后的车辆的行驶距离与规定的行驶距离阈值的比较，判断上述柴油机微粒过滤器的强制再生开始时间。
上述控制装置将对应于上次的强制再生后的车辆的行驶距离而变化的系数乘以基准前后压差阈值来设定上述前后压差阈值。
6.如权利要求4或5所述的废气净化系统，其特征在于，
上述控制装置进行手动再生和自动再生，上述手动再生是指，在判断为是强制再生开始时间时，对驾驶员发出警告，并接受由驾驶员输入的强制再生开始的信号而实施强制再生控制，上述自动再生是指，在判断为是强制再生开始时间时，自动实施强制再生控制。
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