CN107002528A - 废气净化系统以及废气净化方法 - Google Patents

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Abstract

废气净化系统(9)具备：检测过滤器(22)的入口与出口间的差压的差压检测部(23)；检测在过滤器(22)内流动的废气的流量的流量检测部；基于差压检测部(23)以及流量检测部的检测结果，计算堆积在过滤器(22)内的颗粒状物质的差压堆积量的差压堆积量计算部(27)；基于计算出的颗粒状物质的差压堆积量而设定过滤器(22)的再生处理温度的再生温度设定部(30)；以及基于所设定的再生处理温度而进行过滤器(22)的再生处理的再生处理部(10)，再生温度设定部(30)设定开始再生处理的第一再生处理温度，若由差压堆积量计算部(27)计算出的颗粒状物质的差压堆积量成为规定的阈值以下，则设定比第一再生处理温度高的第二再生处理温度。

Description

废气净化系统以及废气净化方法
技术领域
本发明涉及废气净化系统以及废气净化方法。
背景技术
在柴油发动机中，为了去除废气中包含的颗粒状物质(Particulate Matter：PM)而在排气管路中设置有Diesel Particulate Filter(DPF：柴油颗粒过滤器)。DPF捕获废气中包含的煤烟等PM，将减少了PM的废气向外部空气排出。当由DPF捕获到的PM变多时，过滤功能下降，因此，在DPF中进行使捕获到的PM燃烧的再生处理。
对于DPF的再生，存在当废气的温度较高时堆积的PM自然地燃烧的自然再生以及当PM堆积量超过规定的基准值时进行的强制再生。在DPF的强制再生中，调整发动机的运转状态以提高排气温度，并且进行在DPF的前级喷射燃料的外部配量(dosing)或者在发动机的气缸内喷射燃料的内部配量，从而使堆积了的PM强制地燃烧。
在此，被DPF捕获的PM堆积量在发动机的运转中无法进行实测，因此，通过推断来计算该PM堆积量。以往，PM堆积量的计算以如下方式进行：检测DPF的废气的入口与出口间的差压，基于该差压来计算PM堆积量。而且，在PM堆积量超过一定量的情况下，实施强制再生。
然而，如图14所示，被构成DPF的单元捕获到的PM101在单元内虽然均匀地堆积，但当PM101变多时，堆积在单元内的PM101在多处发生崩落，有时因崩落下来的PM102而发生单元堵塞。当发生单元堵塞时，DPF的差压变大，从而无论实际的PM堆积量是否达到需要进行强制再生的程度，都会进行强制再生。
因此，在专利文献1中公开了如下技术：使用从向DPF输入的废气内的PM量减去在DPF内燃烧的PM量的模型，来推断在DPF堆积的PM量，利用该PM量来进行强制再生处理。
另外，专利文献2中公开了当DPF的差压的下降率成为规定值以上时进行DPF的强制再生处理的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-197705号公报
专利文献2：日本特开2005-76462号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在发生单元堵塞的部分处PM的密度较高，若直接进行强制再生，则PM的燃烧温度变得非常高，有可能导致单元发生融损。在所述专利文献1以及所述专利文献2所记载的技术中，无法防止这种情况下的单元的融损。
本发明的目的在于，提供一种能够防止单元的融损、且能够使过滤器内堆积的颗粒状物质有效地燃烧的废气净化系统以及废气净化方法。
用于解决课题的方案
本发明的废气净化系统特征在于，具备：
过滤器，其捕获发动机的废气中的颗粒状物质；
差压检测部，其检测所述过滤器的入口与出口间的差压；
流量检测部，其检测在所述过滤器内流动的废气的流量；
再生温度设定部，其基于所述差压检测部以及所述流量检测部的检测结果，设定所述过滤器的再生处理温度；以及
再生处理部，其基于由所述再生温度设定部设定的再生处理温度，进行所述过滤器的再生处理，
所述再生温度设定部设定由所述再生处理部开始再生处理的第一再生处理温度，若在规定的废气流量时由所述差压检测部检测的差压成为规定的阈值以下，则设定比所述第一再生处理温度高的第二再生处理温度。
根据本发明，再生温度设定部设定为较低的温度即第一再生处理温度而进行过滤器的再生处理，直至在规定的废气流量时由所述差压检测部检测的差压成为规定的阈值以下，若差压成为规定的阈值以下，则设定为较高的温度即第二再生处理温度而进行过滤器的再生处理。因此，能够在利用较低的温度使堵塞后的单元的颗粒状物质的密度高的部分燃烧之后，利用较高的温度使单元内的颗粒状物质燃烧，因此，能够不使燃烧温度上升而防止过滤器的单元的融损，并且能够使堆积于过滤器的颗粒状物质有效地燃烧。
本发明的废气净化系统的特征在于，具备：
过滤器，其捕获发动机的废气中的颗粒状物质；
差压检测部，其检测所述过滤器的入口与出口间的差压；
流量检测部，其检测在所述过滤器内流动的废气的流量；
差压堆积量计算部，其基于所述差压检测部以及所述流量检测部的检测结果，计算堆积在所述过滤器内的颗粒状物质的差压堆积量；
再生温度设定部，其基于由所述差压堆积量计算部计算出的颗粒状物质的差压堆积量，设定所述过滤器的再生处理温度；以及
再生处理部，其基于由所述再生温度设定部设定的再生处理温度，进行所述过滤器的再生处理，
所述再生温度设定部没定由所述再生处理部开始再生处理的第一再生处理温度，若由所述差压堆积量计算部计算出的颗粒状物质的差压堆积量成为规定的阈值以下，则设定比所述第一再生处理温度高的第二再生处理温度。
本发明的废气净化系统的特征在于，具备：
过滤器，其捕获发动机的废气中的颗粒状物质；
差压检测部，其检测所述过滤器的入口与出口间的差压；
流量检测部，其检测在所述过滤器内流动的废气的流量；
差压堆积量计算部，其基于所述差压检测部以及所述流量检测部的检测结果，计算堆积在所述过滤器内的颗粒状物质的差压堆积量；
模型堆积量计算部，其在由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量的时间变化率大于规定的值时，使用颗粒状物质的堆积模型来计算模型堆积量；
颗粒状物质堆积量计算部，其基于由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量以及由所述模型堆积量计算部计算出的模型堆积量，计算颗粒状物质堆积量；
再生温度设定部，其基于由所述差压堆积量计算部计算出的颗粒状物质的差压堆积量，设定所述过滤器的再生处理温度；以及
再生处理部，其基于由所述再生温度设定部设定的再生处理温度，进行所述过滤器的再生处理，
所述再生温度设定部设定由所述再生处理部开始再生处理的第一再生处理温度，若由所述颗粒状物质堆积量计算部计算出的颗粒状物质堆积量成为规定的阈值以下，则设定比所述第一再生处理温度高的第二再生处理温度。
本发明优选的是，所述废气净化系统具备：
模型堆积量计算部，其在由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量的时间变化率大于规定的值时，使用颗粒状物质的堆积模型来计算模型堆积量；以及
颗粒状物质堆积量计算部，其基于由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量以及由所述模型堆积量计算部计算出的模型堆积量，计算颗粒状物质堆积量，
若由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量小于由所述颗粒状物质堆积量计算部计算出的颗粒状物质堆积量，则所述再生温度设定部设定所述第二再生处理温度。
本发明优选的是，由所述模型堆积量计算部使用的堆积模型是从向所述过滤器输入的所述废气内的颗粒状物质量减去在所述过滤器内燃烧的颗粒状物质量而得到的模型，
所述颗粒状物质堆积量计算部以第一系数以及第二系数之和取恒定值作为条件，向由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量乘以第一系数、向由所述模型堆积量计算部计算出的模型堆积量乘以第二系数并计算它们的相加值而作为所述颗粒状物质堆积量。
本发明优选的是，所述再生温度设定部历经规定的时间进行从所述第一再生处理温度向所述第二再生处理温度的转变。
本发明的废气净化方法的特征在于，实施如下步骤：
对捕获发动机的废气中的颗粒状物质的过滤器的入口与出口间的差压进行检测；
对在所述过滤器内流动的废气的流量进行检测；以及
基于检测到的差压以及流量，若在规定的废气流量时由所述差压检测部检测的差压成为规定的阈值以下，则设定比开始再生处理时的第一再生处理温度高的第二再生处理温度，进行所述过滤器的再生处理。
附图说明
图1是表示具备本发明的实施方式的废气净化系统的柴油发动机的简要结构的示意图。
图2是表示所述实施方式中的再生控制部的构成的框图。
图3是表示以PM堆积量为参数的废气流量与差压之间的关系的图表。
图4是表示所述实施方式中的模型堆积量计算部的构成的框图。
图5是表示以往的再生处理中的目标温度与DPF的温度之间的关系的图表。
图6是表示所述实施方式的再生处理中的目标温度与DPF的温度之间的关系的图表。
图7是表示所述实施方式的作用的流程图。
图8是表示所述实施方式的作用的流程图。
图9是表示所述实施方式的作用的流程图。
图10是表示所述实施方式中的第一系数α对废气流量的依赖性的图表。
图11是表示所述实施方式中的使用差压堆积量以及模型堆积量的区域的图表。
图12是表示所述实施方式中的基于DPF的单元堵塞的差压堆积量，差压、差压堆积量时间变化率的时间的变化的图表。
图13是用于说明所述实施方式中的从第一再生处理温度向第二再生处理温度转变的图表。
图14是表示DPF的单元堵塞的状态的剖视图。
具体实施方式
[1]柴油发动机1的整体构成
图1是表示包含本发明的实施方式的废气净化装置9的柴油发动机1的简要构成的示意图。在图1中，柴油发动机1具备：在内部形成有多个燃烧室的发动机主体2；使用过滤器对所吸入的空气进行过滤来防止尘埃等异物混入燃烧室的空气过滤器3；向发动机主体2内部的各燃烧室供给气体的供气管路4；将从发动机主体2内部的各燃烧室排出的废气排出的排气管路5；冷却机构6；排气涡轮增压机7；废气再循环系统8；废气净化装置9；发动机控制器10；再生控制部11以及再生指示部12。
在发动机主体2与供气管路4之间安装有供气歧管4A，以将从供气管路4供给的气体分配到发动机主体2内部的各燃烧室。在发动机主体2与排气管路5之间安装有排气歧管5A，以使从发动机主体2内部的各燃烧室排出的废气集中流入到排气管路5。
在供气管路4中，设置有用于对由排气涡轮增压机7压缩后的空气进行冷却的二次冷却器13。冷却机构6具备由收容于发动机主体2内的未图示的曲轴等进行驱动的泵14。
由泵14压送来的冷却水将发动机主体2、排气涡轮增压机7、未图示的油冷却器等的需要冷却的部位冷却之后，由设于冷却机构6的散热器15进行空冷。
通过设于发动机主体2且被未图示的曲轴等驱动而旋转的风扇16，来促进二次冷却器13以及散热器15的冷却作用。
排气涡轮增压机7具备：设于排气管路5的中途的涡轮17；设于供气管路4的中途且与涡轮17连结而被驱动的压缩机18；以及对向涡轮17供给的废气的流速进行控制的可变涡轮喷嘴19。
排气涡轮增压机7通过控制可变涡轮喷嘴19的开度来控制涡轮17的转数。通过涡轮17的旋转来驱动压缩机18，进行向发动机主体2的供气增压。需要说明的是，可变涡轮喷嘴19在全闭时经由旁通路20向废气净化装置9侧排气。
即，可变涡轮喷嘴19在打开时将废气向涡轮叶轮17A供给而发挥作用，可变涡轮喷嘴19在全闭时，经由旁通路20向废气净化装置9侧输出废气，减小对涡轮叶轮17A的作用而提高排气温度。
废气再循环系统8具备将排气歧管5A与供气管路4连通的排气再循环通路8A。排气再循环通路8A从排气歧管5A抽出废气的一部分使其在供气管路4中再循环。在排气再循环通路8A中设置有对排气再循环通路8A进行开闭的Exhaust Gas Recirculation(EGR)阀8B以及将来自排气歧管5A的废气冷却的EGR冷却器8C。废气再循环系统8经由排气再循环通路8A使废气的一部分回流到供气歧管4A，由此使供气中的氧浓度下降，降低发动机主体2的燃烧温度。由此，能够减少废气中包含的氮氧化物的量。
[2]废气净化装置9的结构
作为废气净化系统的废气净化装置9设置在涡轮17的下游侧，用于去除废气中含有的PM，且具备柴油机氧化催化剂(Diesel Oxidant Catalyst：DOC)21、DPF22、差压传感器23、温度传感器24。
DOC21以及DPF22设置于圆筒状的排气管路内部，DOC21设置于排气管路的上游侧，DPF22设置于排气管路的下游侧。
另外，在涡轮17与废气净化装置9之间，配置有对从配量燃料供给装置25供给的配量燃料进行喷射的配量喷嘴25A。该配量燃料的喷射在指示了强制再生的情况下进行。
DOC21由Pt(铂)等构成，且将废气中包含的CO(一氧化碳)、HC(烃)、PM中包含的可溶性有机成分(Soluble Organic Fraction：SOF)氧化并去除。另外，DOC21将废气中包含的NO(一氧化氮)氧化，使其变成NO2(二氧化氮)，并且通过对从配量喷嘴25A喷射出的配量燃料进行氧化而使废气温度上升。
DPF22捕获PM。DPF22将碳化硅等作为基材而构成。
废气中包含的PM在通过形成于DPF22的微细的孔时被捕获。如图1所示，DPF22的具有沿着废气的流动方向的微细流路的单元密集配置在圆筒状的排气管路内。本实施方式的DPF22是交替配置将上游侧端部封口的单元与将下游侧端部封口的单元而成的壁流型DPF。
在废气为能够进行氧化反应的温度的条件下，被捕获的PM被废气中包含的氧以及在DOC21中生成的NO2氧化(燃烧)。
差压传感器23具备：配置在DPF22的上游侧且检测DPF22的上游侧的压力的压力传感器23A；配置在DPF23的下游侧且检测DPF22的下游侧的压力的压力传感器23B；以及将从压力传感器23A检测到的压力减去压力传感器23B检测到的压力而得到的差压向再生控制部11输出的差压检测部23C。
温度传感器24配置在DPF22的上游侧，检测DPF22的入口的排气温度，并作为DPF温度向再生控制部11输出。
[3]发动机控制器10的结构
发动机控制器10根据与未图示的油门踏板等的操作要求相应的输入单元的输入值，调整燃料喷射量、燃料喷射时机、EGR阀8B、可变涡轮喷嘴19，从而进行发动机转数、转矩控制。
柴油发动机1具备发动机旋转速度传感器1A、供气压力传感器1B、排气压力传感器1C、涡轮旋转速度传感器1D以及流量传感器1E，各传感器的输出被输入至发动机控制器10。
发动机旋转速度传感器1A检测发动机主体2的未图示的曲轴的旋转速度，将表示未图示的曲轴的旋转速度的信号向发动机控制器10输出。
供气压力传感器1B检测压缩机18的出口通路与供气歧管4A之间的供气压力并向发动机控制器10输出。
排气压力传感器1C检测排气歧管5A与涡轮17的入口通路之间的排气压力，并将排气压力向发动机控制器10输出。
涡轮旋转速度传感器1D检测涡轮17的旋转速度，并将涡轮17的旋转速度向发动机控制器10输出。
流量传感器1E检测从空气过滤器3供给的空气的流量，并将从空气过滤器3供给的空气的流量向发动机控制器10输出。
另外，作为再生处理部的发动机控制器10根据来自再生控制部11的指示，控制燃料喷射量、燃料喷射时机、EGR阀8B、可变涡轮喷嘴19，使排气温度上升，然后从配量喷嘴25A喷射配量燃料，从而进行强制再生控制。特别是发动机控制器10在进行强制再生的情况下，抑制燃料喷射量，并将EGR阀8B、可变涡轮喷嘴19分别设为关闭，由此使排气温度上升。
[4]再生控制部11的结构
再生控制部11基于从发动机控制器10得到的废气流量信息、PM产生量信息、PM燃烧量信息、由差压传感器23检测的差压、以及由温度传感器24检测的DPF温度，推断堆积在DPF22的PM堆积量PMs，在PM堆积量PMs超过规定的阈值PMth的情况下，向再生指示部12发出通知。另外，再生控制部11在存在有来自再生指示部12的手动再生指示的情况下，使发动机控制器10进行手动强制再生。再生控制部11在手动强制再生结束的情况下，将这一旨意通知给再生指示部12。
再生指示部12设置在设于驾驶席附近且能够进行输入输出操作的显示面板上，在存在有来自再生控制部11的通知的情况下，进行促使手动再生指示的警告显示，并且，在存在有手动再生指示的操作的情况下，将手动再生指示向再生控制部11输出。另外，再生指示部12在存在有手动强制再生指示的结束通知的情况下，将这一旨意显示输出。
如图1以及图2所示，再生控制部11具备差压堆积量计算部26、模型堆积量计算部27、差压堆积量时间变化率计算部28、PM堆积量计算部(颗粒状物质堆积量计算部)29以及再生温度设定部30。
向差压堆积量计算部26输入来自差压传感器23的DPF22的差压、来自温度传感器24的DPF温度、以及来自发动机控制器10的废气流量信息。废气流量信息是向DPF22输入的废气体积流量。
作为流量检测部的发动机控制器10将质量流量向差压堆积量计算部26输出，该质量流量是将流量传感器1E检测到的供气质量流量与从图1中省略了图示的燃料喷射量传感器检测到的燃料喷射量推断出的排气质量流量相加而得到的。差压堆积量计算部26基于从温度传感器24输出的DPF温度，将废气的质量流量转换成排气体积流量。
差压堆积量计算部26具有表示转换后的废气流量QV、差压DP以及PM堆积量之间的关系的三维映射，将成为检测结果的转换后的废气流量以及差压作为输入值而输出PM堆积量。具体地说，如图3所示，三维映射存储有以PM堆积量为参数的废气流量QV与差压DP之间的关系。在废气流量QV恒定的情况下，PM堆积量伴随着差压DP的增大而增大。另外，在差压DP恒定的情况下，PM堆积量伴随着废气流量QV的增大而减少。例如，如图3所示，在废气流量为QV1且差压为DP1～DP4的情况下，PM堆积量分别成为P1～P4。即，就PM堆积量而言，P4比P1大。并且，差压堆积量计算部26将推断出的PM堆积量作为差压堆积量PMa，向PM堆积量计算部29以及差压堆积量时间变化率计算部28输出。
如图4所示，向模型堆积量计算部27输入来自发动机控制器10的PM产生量信息及PM燃烧量信息和来自温度传感器24的DPF温度。发动机控制器10将PM产生量信息和PM燃烧量信息向模型堆积量计算部27输出，该PM产生量信息表示基于燃料喷射量、空燃比等推断出的废气内的PM产生量，该PM燃烧量信息表示推断为从DOC21输出的NO2产生量以及从DOC21输出的O2产生量。
模型堆积量计算部27使用堆积模型M，该堆积模型M通过从由柴油发动机1产生且向DPF22输入的作为颗粒状物质量的PM产生量减去由DPF22燃烧的作为颗粒状物质量的PM燃烧量，来推断PM堆积量。需要说明的是，堆积模型M对PM堆积速度进行计算。
基于NO2的PM燃烧量计算部27A根据从发动机控制器10输出的NO2产生量和DPF温度，使用存储有预先通过实测等求出的、堆积于DPF22的PM被NO2氧化(燃烧)的反应速度的映射等，来计算基于NO2的PM燃烧速度。
基于O2的PM燃烧量计算部27B根据从发动机控制器10输出的O2产生量和DPF温度，使用存储有预先通过实测等求出的、堆积于DPF22的PM被O2氧化(燃烧)的反应速度的映射等，来计算基于O2的PM燃烧速度。
在此，从发动机控制器10输出的PM产生量是PM产生速度，运算器27C将从PM产生速度减去基于NO2的PM燃烧速度以及基于O2的PM燃烧速度而得到的PM堆积速度向积算部27D输出。积算部27D基于输入的PM堆积速度而积算PM堆积量，并将该积算出的PM堆积量作为模型堆积量PMb向PM堆积量计算部29输出。
返回图2，作为颗粒状物质堆积量计算部的PM堆积量计算部29计算出对从差压堆积量计算部26输入的差压堆积量PMa与从模型堆积量计算部27输入的模型堆积量PMb乘以权重系数后的相加值而将其作为PM堆积量(颗粒状物质堆积量)PMs。PM堆积量PMs以第一系数α(0≤α≤1)的形式通过下式(1)表示。
PMs＝α·PMa+(1-α)·PMb…(1)
即，当向差压堆积量PMa乘以作为权重系数的第一系数α、向模型堆积量PMb乘以作为权重系数的第二系数(1-α)并取它们的和时，成为恒定值的“1”。换言之，通过第一系数α来决定差压堆积量PMa与模型堆积量PMb的分配比。若第一系数α为1，则PM堆积量PMs成为差压堆积量PMa的值，若第一系数α为0，则PM堆积量PMs成为模型堆积量PMb的值。
另外，PM堆积量计算部29具有决定第一系数α的系数决定部29A。向系数决定部29A输入来自发动机控制器10的废气流量信息和来自温度传感器24的DPF温度，并计算利用DPF温度而转换修正后的DPF22中的废气流量，在该废气流量的值超过规定的阈值QVth的情况下，将第一系数α设定为1，在废气流量的值小于阈值QVth的情况下，将第一系数α设定为0。
差压堆积量时间变化率计算部28计算从差压堆积量计算部26输入的差压堆积量PMa的时间变化率即差压堆积量时间变化率ΔPMa，并向系数决定部29A内的系数修正部29B输出。系数决定部29A在差压堆积量时间变化率ΔPMa超过阈值ΔPMath的情况下，将第一系数α的值修正为比1小的α’。
如图1所示，再生温度设定部30基于规定的条件，将DPF22的再生开始时的第一再生处理温度设定为比第一再生处理温度高的第二再生处理温度。
具体地说，再生温度设定部30利用温度传感器24来检测从配量喷嘴25A喷射的配量燃料的燃烧温度，判断检测到的温度是否达到目标温度，从而调整来自配量喷嘴25A的燃料喷射量。
对于堆积于DPF22内的PM脱落而发生单元堵塞的部分而言，如图5所示，在时刻t2处以通常的再生处理温度进行再生处理时，由于PM的密度增高，因此，随着PM的燃烧进行，导致所响应的实际的燃烧温度高于通常的再生处理温度的目标值。DPF22内的燃烧温度的上升导致构成DPF22的单元的融损，使DPF22本身受到损伤。
因此，如图6所示，再生温度设定部30在时刻t2处开始基于比通常的再生处理温度低的第一再生处理温度的DPF22的再生处理，在成为规定的条件的时刻t3处，切换为第二再生处理温度(通常的再生温度)。
详细地说，规定的条件是指如下情况：从差压堆积量计算部26输入的差压堆积量PMa成为规定的阈值PMth以下，且差压堆积量PMa小于由式(1)计算出的颗粒物质堆积量即PM堆积量PMs。在满足该条件的情况下，再生温度设定部30判断为上述的图14所示的单元堵塞已消除，从第一再生处理温度设定为第二再生处理温度。
需要说明的是，在本实施方式中，作为规定的条件，将差压堆积量PMa成为规定的阈值PMth以下且小于PM堆积量PMs的情况作为条件进行向第二再生处理温度的转变，但本发明不局限于此。例如，也可以设定为，将由差压检测部23C检测到的差压成为规定的阈值以下的情况作为规定的条件而向第二再生处理温度转变。
另外，如图6所示，基于再生温度设定部30的、从第一再生处理温度向第二再生处理温度的转变历经一定的时间Δt逐渐地上升。
由此，能够不使DPF22发生急剧的温度变化，而从第一再生处理温度向第二再生处理温度转变，因此，能够可靠地防止DPF22的单元融损。
需要说明的是，可以如图6所示那样直线地进行从第一再生处理温度向第二再生处理温度的转变，但也可以以小台阶的形式离散地上升。
[5]实施方式的作用以及效果
接下来，基于图7至图9所示的流程图，说明实现本发明的废气净化方法的上述废气净化装置9的作用。
首先，如图7所示，差压堆积量计算部26计算差压堆积量PMa(步骤S1)。接着，差压堆积量时间变化率计算部28基于计算出的差压堆积量PMa，计算差压堆积量时间变化率ΔPMa(步骤S2)。此外，模型堆积量计算部27计算模型堆积量PMb(步骤S3)。需要说明的是，并非必须为步骤S1至步骤S3的顺序，也可以并列地处理，还可以改变顺序来处理。
接下来，PM堆积量计算部29的系数决定部29A执行系数决定处理(步骤S4)。
具体地说，如图9的流程图所示，系数决定部29A判断废气流量QV是否超过阈值QVth(步骤S41)。在废气流量QV未超过阈值QVth的情况下(S41：否)，系数决定部29A将第一系数α的值设定为0并结束系数决定处理(步骤S42)。
在废气流量QV超过阈值QVth的情况下(S41：是)，系数决定部29A判断差压堆积量时间变化率ΔPMa是否超过规定的阈值ΔPMath(步骤S43)。在差压堆积量时间变化率ΔPMa未超过规定的阈值ΔPMath的情况下(S43：否)，系数决定部29A将第一系数α的值设定为1并结束系数决定处理(步骤S44)。
另一方面，在差压堆积量时间变化率ΔPMa超过规定的阈值ΔPMath的情况下(S43：是)，系数修正部29B将第一系数α修正为α’，结束系数决定处理(步骤S45)。
具体地说，如图10所示，系数决定部29A通过判断废气流量QV是否大于规定的阈值QVth，来将第一系数α决定为0、1、α’中的任一个。
在废气流量QV未超过规定的阈值QVth的情况下，如图11所示，废气流量QV处于区域R1，在该情况下，系数决定部29A将第一系数α决定为0。
使第一系数α为0，在区域R1，差压堆积量PMa的推断精度变低，因此，在该区域R1，将PM堆积量PMs推断为模型堆积量PMb。
另一方面，在废气流量QV超过规定的阈值QVth的情况下，如图11所示，废气流量QV处于区域R2，在该情况下，系数决定部29A将第一系数α决定为1或α’。
在区域R2，考虑DPF22内的PM堆积到需要进行再生处理的量的情况和DPF22的单元内的PM的一部分崩落而发生单元堵塞的情况。在PM堆积到需要进行再生处理的量的情况下，系数决定部29A将第一系数α决定为1。
在判断是否发生单元堵塞时，如图12所示，当在某一时间t1发生单元堵塞时，如图12的中段的图表那样，DPF22内的差压DP急剧上升。与此相伴，如图12的上段的图表那样，根据差压DP计算的由虚线示出的差压堆积量PMa也急剧上升，在由实线示出的实际的PM堆积量与差压堆积量PMa之间产生ΔS量的背离。
当差压堆积量PMa超过阈值PMth时，即便实际的PM堆积量未达到阈值PMth，也会进行再生处理。
对此，如图12的下段的图表那样，系数修正部29B通过差压堆积量时间变化率ΔPMa是否超过规定的阈值ΔPMath来判断是否发生单元堵塞，并将第一系数α的值修正为规定的值α’(0＜α’＜1)，系数决定部29A将修正后的α’决定为第一系数α。
若系数决定部29A进行的系数决定处理结束，则如图7所示，PM堆积量计算部29将决定出的第一系数α的值代入上述的式(1)，计算PM堆积量PMs(步骤S5)。
PM堆积量计算部29判断PM堆积量PMs是否达到规定的阈值PMth(步骤S6)。在判断为未达到规定的阈值PMth的情况下(S6：否)，从步骤S1起重复。
若判断为达到规定的阈值PMth(S7：是)，则再生温度设定部30判断是否发生了DPF22的单元内的PM的崩落(步骤S7)。
PM崩落发生的判断与系数决定处理同样地，通过差压堆积量PMa是否超过规定的阈值PMth且差压堆积量时间变化率ΔPMa是否超过规定的阈值ΔPMath来进行。若判断为未发生PM崩落(S7：否)，则再生温度设定部30将进行图5所示的通常再生处理的设定向再生指示部12输出(步骤S8)。
在判断为发生了PM崩落的情况下(S7：是)，再生温度设定部30进行第一再生处理温度的设定(步骤S9)。如图8所示，再生指示部12基于第一再生处理温度，向发动机控制器10指示再生处理(步骤S10)。
在基于第一再生处理温度的再生处理的开始之后，再生温度设定部30判断差压异常是否已消除(步骤S11)。
如图13所示，在差压堆积量PMa急剧上升的时刻t2以后，在差压堆积量PMa低于规定的阈值PMth且差压堆积量PMa低于PM堆积量PMs的时刻t3进行差压异常是否已消除的判断。需要说明的是，差压堆积量PMa急剧上升的时刻t2也可以是与图12中的t1相同的时刻，但如图13所示，在设置了再生处理开始时的差压的阈值PMth1的情况下，将时刻t2作为再生处理的开始时刻。
在判断为差压异常未消除的情况下(S11：否)，再生温度设定部30继续基于第一再生处理温度的再生处理。
在判断为差压异常已消除的情况下(S11：是)，再生温度设定部30设定第二再生处理温度，使再生处理温度转变到第二再生处理温度(步骤S12)，再生指示部12向发动机控制器10指示基于第二再生处理温度的再生(步骤S13)。
再生控制部11依次判断所计算的PM堆积量PMs是否成为规定值以下(步骤S14)。在PM堆积量PMs未成为规定值以下的情况下(S14：否)，再生温度设定部30继续基于第二再生处理温度的再生。
若PM堆积量PMs成为规定值以下，则再生控制部11结束再生处理(步骤S15)。
其结果是，如图6所示，再生控制部11进行基于第一再生处理温度的再生处理直至单元堵塞消除，若判断为单元堵塞已消除，则进行基于第二再生处理温度的再生处理，从而能够使堆积于DPF22内的PM全部燃烧。
另外，通过进行基于较低温度的第一再生处理温度的再生处理直至单元堵塞消除，能够避免因单元堵塞导致PM的密度高的部分燃烧而引起的温度的急剧上升，因此，能够防止DPF22的单元的融损。
[6]实施方式的变形
需要说明的是，本发明不局限于上述实施方式，能够实现本发明的目的范围内的变形、改良等也包含于本发明。
在所述实施方式中，模型堆积量PMb通过从由柴油发动机1产生的PM产生量减去DPF中燃烧的PM燃烧量来计算出模型堆积量，但本发明不局限于此。也可以根据基于其他方法的PM堆积量的模型，来计算模型堆积量。
在所述实施方式中，对于单元堵塞消除的判断，在差压堆积量PMa成为规定的阈值PMth以下且小于PM堆积量PMs时，判断为单元堵塞消除，但不局限于此，也可以仅以成为规定的阈值以下的情况进行单元堵塞消除的判断。
在所述实施方式中，基于差压堆积量PMa判断了单元堵塞消除，但不局限于此，也可以在差压本身成为规定的阈值以下的情况下判断为单元堵塞消除。
此外，关于本发明的具体的结构以及形状等，在能够实现本发明的目的的范围内也可以采用其他的结构等。
附图标记说明
1…柴油发动机，1A…发动机旋转速度传感器，1B…供气压力传感器，1C…排气压力传感器，1D…涡轮旋转速度传感器，1E…流量传感器，2…发动机主体，3…空气过滤器，4…供气管路，4A…供气歧管，5…排气管路，5A…排气歧管，6…冷却机构，7…排气涡轮增压机，8…废气再循环系统，8A…排气再循环通路，8B…EGR阀，8C…EGR冷却器，9…废气净化装置，10…发动机控制器，11…再生控制部，12…再生指示部，13…二次冷却器，14…泵，15…散热器，16…风扇，17…涡轮，17A…涡轮叶轮，18…压缩机，19…可变涡轮喷嘴，20…旁通路，23…差压传感器，23A…压力传感器，23B…压力传感器，23C…差压检测部，24…温度传感器，25…配量燃料供给装置，25A…配量喷嘴，26…差压堆积量计算部，27…模型堆积量计算部，27A…基于NO2的PM燃烧量计算部，27B…基于O2的PM燃烧量计算部，27C…运算器，27D…积算部，28…差压堆积量时间变化率计算部，29…PM堆积量计算部(颗粒状物质堆积量计算部)，29A…系数决定部，29B…系数修正部，30…再生温度设定部。

Claims (7)

1.一种废气净化系统，其特征在于，
所述废气净化系统具备：
过滤器，其捕获发动机的废气中的颗粒状物质；
差压检测部，其检测所述过滤器的入口与出口间的差压；
流量检测部，其检测在所述过滤器内流动的废气的流量；
再生温度设定部，其基于所述差压检测部以及所述流量检测部的检测结果，设定所述过滤器的再生处理温度；以及
再生处理部，其基于由所述再生温度设定部设定的再生处理温度，进行所述过滤器的再生处理，
所述再生温度设定部设定由所述再生处理部开始再生处理的第一再生处理温度，若在规定的废气流量时由所述差压检测部检测的差压成为规定的阈值以下，则设定比所述第一再生处理温度高的第二再生处理温度。
2.一种废气净化系统，其特征在于，
所述废气净化系统具备：
过滤器，其捕获发动机的废气中的颗粒状物质；
差压检测部，其检测所述过滤器的入口与出口间的差压；
流量检测部，其检测在所述过滤器内流动的废气的流量；
差压堆积量计算部，其基于所述差压检测部以及所述流量检测部的检测结果，计算堆积在所述过滤器内的颗粒状物质的差压堆积量；
再生温度设定部，其基于由所述差压堆积量计算部计算出的颗粒状物质的差压堆积量，设定所述过滤器的再生处理温度；以及
再生处理部，其基于由所述再生温度设定部设定的再生处理温度，进行所述过滤器的再生处理，
所述再生温度设定部设定由所述再生处理部开始再生处理的第一再生处理温度，若由所述差压堆积量计算部计算出的颗粒状物质的差压堆积量成为规定的阈值以下，则设定比所述第一再生处理温度高的第二再生处理温度。
3.一种废气净化系统，其特征在于，
所述废气净化系统具备：
过滤器，其捕获发动机的废气中的颗粒状物质；
差压检测部，其检测所述过滤器的入口与出口间的差压；
流量检测部，其检测在所述过滤器内流动的废气的流量；
差压堆积量计算部，其基于所述差压检测部以及所述流量检测部的检测结果，计算堆积在所述过滤器内的颗粒状物质的差压堆积量；
模型堆积量计算部，其在由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量的时间变化率大于规定的值时，使用颗粒状物质的堆积模型来计算模型堆积量；
颗粒状物质堆积量计算部，其基于由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量、以及由所述模型堆积量计算部计算出的模型堆积量，计算颗粒状物质堆积量；
再生温度设定部，其基于由所述差压堆积量计算部计算出的颗粒状物质的差压堆积量，设定所述过滤器的再生处理温度；以及
再生处理部，其基于由所述再生温度设定部设定的再生处理温度，进行所述过滤器的再生处理，
所述再生温度设定部设定由所述再生处理部开始再生处理的第一再生处理温度，若由所述颗粒状物质堆积量计算部计算出的颗粒状物质堆积量成为规定的阈值以下，则设定比所述第一再生处理温度高的第二再生处理温度。
4.根据权利要求2或3所述的废气净化系统，其特征在于，
所述废气净化系统具备：
模型堆积量计算部，其在由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量的时间变化率大于规定的值时，使用颗粒状物质的堆积模型来计算模型堆积量；以及
颗粒状物质堆积量计算部，其基于由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量以及由所述模型堆积量计算部计算出的模型堆积量，计算颗粒状物质堆积量，
若由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量小于由所述颗粒状物质堆积量计算部计算出的颗粒状物质堆积量，则所述再生温度设定部设定所述第二再生处理温度。
5.根据权利要求4所述的废气净化系统，其特征在于，
由所述模型堆积量计算部使用的堆积模型是从向所述过滤器输入的所述废气内的颗粒状物质量减去在所述过滤器内燃烧的颗粒状物质量而得到的模型，
所述颗粒状物质堆积量计算部以第一系数以及第二系数之和取恒定值作为条件，向由所述差压堆积量计算部计算出的差压堆积量乘以第一系数、向由所述模型堆积量计算部计算出的模型堆积量乘以第二系数并计算它们的相加值而作为所述颗粒状物质堆积量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的废气净化系统，其特征在于，
所述再生温度设定部历经规定的时间进行从所述第一再生处理温度向所述第二再生处理温度的转变。
7.一种废气净化方法，其特征在于，
所述废气净化方法实施如下步骤：
对捕获发动机的废气中的颗粒状物质的过滤器的入口与出口间的差压进行检测；
对在所述过滤器内流动的废气的流量进行检测；以及
基于检测到的差压以及流量，若在规定的废气流量时由所述差压检测部检测的差压成为规定的阈值以下，则设定比开始再生处理时的第一再生处理温度高的第二再生处理温度，进行所述过滤器的再生处理。
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