CN1676890A - 废气净化系统的控制方法及废气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够显著地降低催促驾驶员停止车辆并进行强制再生的频率的连续再生型DPF装置的再生，提供一种即使在行驶自动再生过程中转移到停车怠速状态也能够有效地将废气温度保持为高温、即使在城市街道的信号等待等较多的行驶方式下也能够可靠地将PM燃烧去除的废气净化系统的控制方法及废气净化系统。所述控制方法具有检测车辆的停止状态和行驶状态的车辆状态检测机构，在通过该车辆状态检测机构、在排气升温机构动作的过程中检测到车辆停止时，继续排气升温机构的动作，并且关闭排气节流阀，然后，在再次检测到车辆的行驶状态时，打开排气节流阀，继续排气升温机构的动作。

Description

废气净化系统的控制方法及废气净化系统
技术领域
本发明涉及由连续再生型柴油机微粒过滤器(DPF)对柴油机等内燃机的废气进行粒状物(PM)净化的废气净化系统的控制方法及废气净化系统。
背景技术
对于从柴油内燃机排放出的粒状物(PM：微粒物，以下简称为PM)的排放量与对NOX、CO及HC等一同，其限制在逐年被强化起来，现已开发出用称作柴油机微粒过滤器(DPF：Diesel ParticulateFilter，以下简称为DPF)的过滤器捕集该PM、来减少向外部排放的PM的量的技术。其中有连续再生型DPF装置。
但是，在废气温度为约350℃以上时，这些被捕集到连续再生型DPF装置中的PM连续燃烧而被净化，过滤器自身进行再生，但在排气温度较低的情况下，或在NO的排放较少的内燃机的运转状态、例如内燃机的空运转或低负载、低速运转等低排气温度状态持续的情况下，由于废气温度较低、催化剂的温度较低而没有活性化，所以没有促进氧化反应，此外，由于NO不足，所以未发生上述反应，不能将PM氧化而将过滤器再生，因此PM持续向过滤器累积，过滤器会发生堵塞。因此，产生由该过滤器的堵塞而导致的排气压力上升的问题。
对于该过滤器的堵塞，考虑了如下的技术：当检测到堵塞超过了预定的堵塞量时，在排气温度比设在过滤器的上游的氧化型催化剂或载持在过滤器上的氧化型催化剂的活性温度低的情况下，通过检测过滤器的前后差压方法等，强制地升高排气温度，来将被捕集的PM强制地燃烧去除(参照例如专利文献1及专利文献2)。
并且，作为一种排气温度的升温方法，有气缸内喷射的喷射控制的方法，进行多级喷射而使废气升温，如果上升到比氧化型催化剂的活性温度高，则进行后喷射，通过氧化型催化剂使添加到废气中的未燃燃料燃烧，将废气升温到被过滤器捕集的PM燃烧的温度以上，燃烧去除被捕集的PM而使过滤器再生。
通常，在这些连续再生型DPF装置中，当该PM的蓄积量达到预先设定的PM的蓄积临界值后，自动地将内燃机的运转状态改变为强制再生模式运转而强制地使排气温度上升、或增加NOX的量，将被过滤器捕集的PM氧化并去除，来进行再生处理。
并且，提出了如下技术：在驾驶席设置随时使强制再生控制机构工作的操作机构，更具体地讲是表示过量捕集状态的警告灯和用来随时使强制再生机构工作的再生按钮，以便在因某种事件而产生大量的颗粒物(PM)存留在微粒过滤器(DPF)上的情况下，可以按照操作者的意志直接进行微粒过滤器的强制再生。此外，还提出了如下技术：在基于微粒过滤器的前后差压而确认背压的异常上升时，判断微粒过滤器发生了堵塞，并发出警告，催促人为地执行强制燃烧去除已捕集的微粒物的强制再生(参照例如专利文献3)。
并且，为了应对伴随行驶过程中的强制再生的机油稀释的问题、及PM偏积在过滤器外周部上的问题，而考虑将手动再生和根据行驶距离而进行的行驶自动再生相组合的再生控制方法。
关于机油稀释，如果在车辆行驶过程中进行强制再生处理，则由于发动机转速比停车怠速状态高而必然会增加后喷射量，结果因燃烧而导致的机油的稀释、即机油稀释增多，因此并不希望频繁地进行强制再生处理。尤其在过渡时难以进行后喷射控制。即，有如下问题：负载发生变化，在过渡状态下即使发动机温度上升也难以避免进行后喷射的无效喷射。另外，如果对该机油稀释置之不理，则会引起机构滑动部的磨损、烧伤的问题。
另一方面，在车辆的停止状态下的强制再生控制中，由于没有上述那样的问题、机油稀释的情况较少，所以在车辆行驶过程中不进行强制再生控制，而在车辆停止后进行强制再生控制。即、在该停车时的怠速等运转条件稳定时，进行比车辆行驶状态的负载少的喷射量的气缸内后喷射，使温度上升而进行强制再生，将机油稀释控制到比车辆行驶状态的再生控制的情况少的程度。
其中一个方法是：在过滤器发生了预定量的堵塞时，用灯等通知驾驶员(操作者)需要进行强制再生，收到该通知的驾驶员将车辆停止后操作设在驾驶席上的手动再生开关，由此进行强制控制而使过滤器再生(参照例如专利文献3)。
此外，关于PM的偏积，由于车辆具有各种行驶方式，例如，频繁在高速公路上行驶的车辆以高速高负载运转的机会较多，排气温度也较高，所以即使不进行强制再生控制也增进了自身再生，但是存在如下问题：PM不存留在过滤器中心部，而在其外周部分上发生圆周状偏积的堵塞，即发生不出现差压的堵塞。如果存在这种PM的偏积，则成为由热失控而导致熔损的原因，所谓热失控是指，在该偏积后进行强制再生时，当PM开始燃烧时，该偏积的PM大致同时燃烧，燃烧剧烈扩散而在过滤器内产生高温状态。
因此，关于机油稀释，如果行驶了适当的行驶距离，则混入到机油中的燃料蒸发、机油稀释的问题变少，因此，组合到由手动再生开关进行的强制再生，当行驶距离超过了预定的判断用行驶距离时，即使在行驶过程中，也在排气温度较低的情况下进行多级喷射和后喷射，来进行强制再生。
进而，在以低速、高负载运转状态行驶的方式较多的车辆等情况下，催促驾驶员进行手动再生的灯的亮灯频率较多，为了避免给驾驶员带来麻烦感的问题，以能够行驶到混入到机油中的燃料挥发而可进行行驶中再生的行驶距离为目的，不对后喷射的未燃燃料进行添加控制，而通过暂时的气缸内燃料喷射控制进行使排气温度上升的低捕集量时排气升温控制。
设置比进行手动再生请求警告的判断用捕集量少的第1升温判断用捕集量、和比该第1升温判断用捕集量小的第2升温判断用捕集量，该低捕集量时排气升温控制，在检测捕集量超过第1升温判断用捕集量时工作，然后在检测捕集量比第2升温判断用捕集量小时中断。
但是，实际的车辆的运行状态是多样的，特别在城市街道等处由于信号等关系而反复行驶、停车的情况较多。通过这种反复，发动机负载也在行驶状态和停车怠速状态之间频繁地变动，排气温度也频繁地变动。
即，在进行由该多级喷射所致的低捕集量时排气升温控制的情况下，如果从车辆行驶状态转移到停车怠速状态，则会因停车而导致的废气的流量减少等原因而使车辆行驶过程中被升温的排气温度降低。此外，在停车怠速过程中由于发动机负载较低，所以如果继续低捕集量时排气升温控制，则多级喷射的燃烧状态不稳定，不能有效地进行排气升温。
因此，根据行驶方式而产生DPF再生控制在预定时间内没有结束、或不能将废气充分升温、或被捕集的PM不能充分地燃烧去除的情况。此外还有如下的问题：由于燃烧状态不稳定，被喷射出的燃料不能在气缸内完全燃烧干净；由于废气温度较低，所以该未燃燃料未被氧化型催化剂所氧化，而从排气管流出，结果有可能变成白烟而排放出到外部；以及燃料费变差的问题。
因此，由于在停车怠速状态期间排气温度变低，所以即使车辆再次开始行驶，升温到可促进DPF的自身再生的排气温度也需要一些时间，由多级喷射所致的低捕集量时排气升温控制的执行时间变长，出现对燃料费产生不良影响的问题。
【专利文献1】日本专利公开公报2002-276340号
【专利文献2】日本专利公开公报2003-206723号
【专利文献3】日本专利公开公报2003-155914号
发明内容
本发明的目的是提供如下的废气净化系统的控制方法及废气净化系统：在对连续再生型DPF装置除了在行驶过程中自动地进行强制再生的行驶自动再生控制之外、还设置了车辆停止后通过操作手动再生开关的操作来进行强制再生的手动再生控制的废气净化系统中，即使在低捕集量时排气升温控制中转移到停车怠速状态时，也能够有效地将排气温度保持为高温，即使在城市街道的信号等待较多的行驶方式中也能够使PM可靠地燃烧。
用于达成上述目的的本发明的废气净化系统的控制方法，该废气净化系统，在装载于车辆上的内燃机的废气通道中具备连续再生型DPF装置和排气节流阀，并且具有：捕集量检测机构，检测该连续再生型DPF装置的捕集物的量；行驶距离检测装置，检测该车辆的行驶距离；再生时期判断机构，判断该连续再生型DPF装置的再生开始时期；排气升温机构，使废气温度上升；未燃燃料供给机构，向废气中供给未燃燃料；强制再生机构，通过上述排气升温机构和上述未燃燃料供给机构使排气温度上升，并强制地燃烧捕集物，来使连续再生型DPF装置再生；警告机构，对驾驶员进行警告，催促使车辆停止并启动强制再生机构；低捕集量时排气升温机构，不进行未燃燃料添加控制，而是通过气缸内燃料喷射控制来使排气温度上升的，并且该废气净化系统具有如下的DPF控制机构：
在由上述行驶距离检测机构检测出的检测行驶距离为预定的第1判断用行驶距离以下、且由上述捕集量检测机构检测出的检测捕集量处于超过了需要再生的预定的判断用捕集量的手动再生控制执行区域中的情况下，启动上述警告机构；
在检测行驶距离比上述预定的第1判断用行驶距离大、检测捕集量处于超过了预定的判断用捕集量的第1行驶自动再生控制执行区域、以及检测行驶距离处于超过了设定得比上述预定的第1判断用行驶距离大的预定的第2判断用行驶距离的第2行驶自动再生控制执行区域中的情况下，车辆在行驶过程中自动地执行上述强制再生机构；
在检测行驶距离不到上述预定的第2判断用行驶距离、而检测捕集量超过了设定得比上述预定的判断用捕集量低的预定的第1升温判断用捕集量的情况下，启动上述低捕集量时排气升温机构，并且此后，检测捕集量变得比设定得小于预定的第1升温判断用捕集量的预定的第2升温判断用捕集量小的情况下，进行中断上述低捕集量时排气升温机构的动作的控制；
所述控制方法的特征在于，具有检测车辆的停止状态和车辆的行驶状态的车辆状态检测机构，由该车辆状态检测机构检测到在上述低捕集量时排气升温机构动作的过程中车辆的停止时，继续上述低捕集量时排气升温机构的动作，并且关闭上述排气节流阀，然后，由该车辆状态检测机构再次检测到车辆的行驶状态时，打开上述排气节流阀，继续上述低捕集量时排气升温机构的动作。
此外，用于达成上述目的的本发明的废气净化系统的结构为，在装载于车辆上的内燃机的废气通道中具备连续再生型DPF装置和排气节流阀，并且具有：捕集量检测机构，检测该连续再生型DPF装置中的捕集物的量；行驶距离检测装置，检测该车辆的行驶距离；再生时期判断机构，判断该连续再生型DPF装置的再生开始时期；排气升温机构，使废气温度上升；未燃燃料供给机构，向废气中供给未燃燃料；强制再生机构，通过上述排气升温机构和上述未燃燃料供给机构使排气温度上升，并强制地燃烧捕集物，来使连续再生型DPF装置再生；警告机构，对驾驶员进行警告，催促使车辆停止并启动强制再生机构；低捕集量时排气升温机构，不进行未燃燃料添加控制、而是通过气缸内燃料喷射控制来使排气温度上升的，并且具有如下的DPF控制机构：
在由上述行驶距离检测机构检测出的检测行驶距离为预定的第1判断用行驶距离以下、且由上述捕集量检测机构检测出的检测捕集量处于超过了需要进行再生的预定的判断用捕集量的手动再生控制执行区域中的情况下，启动上述警告机构；
在检测行驶距离比上述预定的第1判断用行驶距离大、检测捕集量处于超过了预定的判断用捕集量的第1行驶自动再生控制执行区域、以及检测行驶距离处于超过了设定得比上述预定的第1判断用行驶距离大的预定的第2判断用行驶距离的第2行驶自动再生控制执行区域中的情况下，车辆在行驶过程中自动地执行上述强制再生机构；
在检测行驶距离不到上述预定的第2判断用行驶距离、而检测捕集量超过了设定得比上述预定的判断用捕集量低的预定的第1升温判断用捕集量的情况下，启动上述低捕集量时排气升温机构，并且此后，检测捕集量变得比设定得小于预定的第1升温判断用捕集量的预定的第2升温判断用捕集量小的情况下，进行中断上述低捕集量时排气升温机构的动作的控制；
所述废气净化系统的特征在于，具有检测车辆的停止状态和车辆的行驶状态的车辆状态检测机构，上述DPF控制机构进行如下控制：由该车辆状态检测机构检测到在上述低捕集量时排气升温机构动作的过程中车辆的停止时，继续上述低捕集量时排气升温机构的动作，并且关闭上述排气节流阀，然后，由该车辆状态检测机构再次检测到车辆的行驶状态时，打开上述排气节流阀，继续上述低捕集量时排气升温机构的动作。
并且，在上述废气净化系统中，上述排气节流阀为设置在上述连续再生型DPF装置的上游侧的排气制动阀。
此外，作为上述废气净化系统中的连续再生型DPF装置，有：在过滤器中载持有氧化型催化剂的连续再生型DPF装置，在过滤器的上游侧设置有氧化型催化剂的连续再生型DPF装置，在过滤器中载持有催化剂、并在该过滤器的上游侧设置有氧化型催化剂的连续再生型DPF装置等。
根据本发明的废气净化系统的控制方法及废气净化系统，关于连续再生型DPF装置的再生，当检测到被检测的捕集量比预定的判断用捕集量大的情况下，通过指示灯的闪烁等的警告来催促驾驶员停止车辆并操作手动再生开关来进行强制再生，并且捕集物的量从超过比预定的判断用捕集量低的预定的第1升温判断用捕集量、到变得比低于该第1升温判断用捕集量的第2升温判断用捕集量少之间，进行由气缸内燃料喷射控制的多级喷射所致的低捕集量时排气升温，使排气温度上升、使PM燃烧来促进DPF的再生，在这样的废气净化系统中，能够发挥如下的效果。
在进行由不是该强制再生的多级喷射所致的低捕集量时排气升温的期间，在车辆因信号等待等而停车时，继续多级喷射，并且还通过关闭排气制动器或排气节气门的排气节流控制，能够提高发动机负载，因此能够将废气维持为高温，即使在再次开始行驶时也能够有效地促进DPF的自身再生。
因而，即使是城市街道的信号等待较多的行驶方式下，也能够可靠地使PM燃烧，能够使捕集量达到要求手动再生的预定的判断用捕集量的次数变少，因此能够显著地降低手动再生的要求频率，能够提高驾驶员的操作性。
附图说明
图1是本发明涉及的实施例的废气净化系统的系统结构图。
图2是表示本发明涉及的实施例的废气净化系统的控制机构的结构的图。
图3是表示本发明涉及的实施例的废气净化系统的再生控制流程的图。
图4是表示本发明涉及的低捕集量时排气升温机构的控制流程的图。
图5是模式地表示本发明涉及的实施例的废气净化系统的再生控制用映射图的图。
图6是模式地表示本发明涉及的低捕集量时排气升温机构的控制用映射图的图。
具体实施方式
下面参照附图，以具备由氧化型催化剂和带催化剂的过滤器的组合而构成的连续再生型DPF(柴油机微粒过滤器)装置的废气净化系统为例，说明本发明的实施例的废气净化系统的控制方法和废气净化系统。
【废气净化系统的结构】
图1表示本实施例的内燃机的废气净化系统1的结构。该废气净化系统1的结构是，在与柴油发动机10的排气歧管11相连接的排气通道12上设置有连续再生型DPF装置13和排气节流阀16。该连续再生型DPF装置13的结构是，在上游侧具有氧化型催化剂13a、而在下游侧具有带催化剂的过滤器13b。
该氧化型催化剂13a是将白金(Pt)等氧化型催化剂载持在陶瓷的蜂窝结构等载持体上而形成的，带催化剂的过滤器13b，由将多孔质陶瓷的蜂窝状管道的入口和出口交替地封孔的整体蜂窝型壁流式过滤器、或将氧化铝等无机纤维随机地层叠的毛毡状的过滤器等形成。将白金及氧化铈等催化剂载持在该过滤器的部分上。
并且，在带催化剂的过滤器13b上采用了整体蜂窝型壁流式的情况下，废气G中的PM(粒状物)被多孔质陶瓷的壁部捕集，在采用了纤维型过滤器式的情况下，由过滤器的无机纤维捕集PM。
并且，为了推测带催化剂的过滤器13b的PM的堆积量，在与连续再生型DPF装置13的前后相连接的导通管上设有差压传感器21。而且，用于带催化剂的过滤器13b的再生控制，在氧化型催化剂13a和带催化剂的过滤器13b的上游侧、中间分别设有氧化型催化剂入口排气温度传感器22、过滤器入口排气温度传感器23。
这些传感器的输出值被输入到对发动机10的运转进行全面控制、并进行连续再生型DPF装置13的再生控制的控制装置(ECU：发动机控制单元)30中，通过从该控制装置30输出的控制信号来控制发动机10的燃料喷射装置(喷嘴)14、配置在连续再生型DPF装置13的上游侧的排气制动器等排气节流阀16，并根据需要控制用来调整向进气歧管15的进气量的未图示的进气节流阀、与EGR冷却器一起设置在未图示的EGR通道中的用来调整EGR量的EGR阀等。
该燃料喷射装置14连接在共轨喷射系统(未图示)上，该共轨喷射系统用来暂时存储被燃料泵(未图示)升压的高压燃料；为了使发动机运转，将来自加速器位置传感器(APS)31的加速踏板开度、来自转速传感器32的发动机转速等信息、以及车辆速度、冷却水温度等信息也输入到控制装置30中。
【控制机构的结构】
在本发明中，如图2所示，控制装置30的结构为，具有控制发动机运转的发动机控制机构20C、和用来控制废气净化系统1的DPF控制机构30C等。并且，该DPF控制机构30C的结构为，具有通常运转机构31C、PM捕集量检测机构32C、行驶距离检测机构33C、再生时间判断机构34C、强制再生机构35C、警告机构36C、低捕集量时排气升温机构37C、车辆状态检测机构38C、废气保温机构39C等。
通常运转机构31C是用来进行与连续再生型DPF装置13的再生无关的通常运转的机构，根据控制装置30基于加速器位置传感器31的信号及转速传感器32的信号而运算出的通电时间信号，进行使预定量的燃料从燃料喷射装置14喷射出的通常的喷射控制。
PM捕集量检测机构32C是检测被连续再生型DPF装置13的带催化剂的过滤器13b捕集到的PM的捕集量ΔPm的机构，通过由发动机的旋转速度及负载推测的堆积量的累积计算值、或发动机的旋转累积时间、或连续再生型DPF装置13的前后差压等来进行该捕集量ΔPm的检测。在本实施例中，是基于连续再生型DPF装置13的前后差压、即差压传感器21的测量值而进行检测的。
行驶距离检测机构33C是检测DPF再生后车辆所行驶的距离ΔMc的机构，在进行强制再生时，在从再生开始时期到再生结束时期的适当的时间被复位。
再生时间判断机构34C是通过将由PM捕集量检测机构32C检测到的PM的捕集量ΔPm及由行驶距离检测机构33C检测到的行驶距离ΔMc与预先设定的判断用的预定量比较，来判断对连续再生型DPF装置13进行强制再生的时期的机构。
强制再生机构35C，根据连续再生型DPF装置13的种类而控制有些不同，其包括排气升温机构351C和未燃燃料供给机构352C，该排气升温机构351C在发动机10的气缸内喷射中进行多级喷射、使排气温度上升到氧化型催化剂13a的活性温度，该未燃燃料供给机构352C在之后进行后喷射，向废气中供给未燃燃料；通过这些机构351C和352C，来提高由过滤器入口排气温度传感器23检测的过滤器入口排气温度，变为适合氧化去除PM的温度及环境，强制地燃烧去除被带催化剂的过滤器13b捕集的PM，而使带催化剂的过滤器13b强制再生。另外，也可以同时使用进气阀及EGR等进气系统控制。
警告机构36C由闪光灯(DPF灯)41、警告灯42等构成，是通过闪光灯41的闪烁而进行催促驾驶员(操作者)通过手动启动强制再生机构35C的警告、或通过点亮警告灯42催促驾驶员将车辆送到维修中心的机构。另外，接到该警告的驾驶员通过操作手动再生开关43，就能启动强制再生机构35C。
低捕集量时排气升温机构37C的结构为，在由捕集量检测机构32C检测到的捕集物的量ΔPm超过了比预定的判断用捕集量ΔP1低的预定的第1升温判断用捕集量ΔP01的情况下，通过气缸内燃料喷射控制的多级喷射进行排气升温，然后，在由捕集量检测机构32C检测到的捕集物的量ΔPm变得比小于预定的第1升温判断用捕集量ΔP01的预定的第2升温判断用捕集量ΔP02少的情况下，通过多级喷射进行停止排气升温的控制。
此外，在本发明中，还设有车辆状态检测机构38C和废气保温机构39C。
该车辆状态检测机构38C是检测车辆处于行驶状态还是处于停车怠速状态的机构，通过来自加速器位置传感器31的加速踏板开度、来自发动机转速传感器32的发动机转速、来自车速传感器(未图示)的车辆速度等，检测车辆是在行驶过程中还是处于停车怠速运转中。
废气保温机构39C是如下作用的机构，在车辆行驶时、在进行排气升温控制过程中车辆停止而变成停车怠速状态时，排气制动器16或排气节气门(未图示)等排气节流阀关闭而进行排气节流、同时进行多级喷射，避免排气温度降低而进行废气的保温。
具有这些各种机构的DPF控制机构30C是进行如下控制的机构：根据由PM捕集量检测机构32C检测出的PM的捕集量ΔPm、和由行驶距离检测机构33C检测出的DPF再生后的行驶距离ΔMc，继续由通常运转机构31C进行的通常的运转、或对驾驶员进行催促手动启动强制再生机构35C的警告、或自动地启动强制再生控制机构35C，并且进行低捕集量时排气升温机构37C的多级喷射所致的排气升温，而且在由车辆状态检测机构38C检测到在低捕集量时排气升温机构37C动作过程中车辆停止的情况下，由废气保温机构39C关闭排气节流阀16，然后，在通过车辆状态检测机构38C再次检测到车辆的行驶状态的情况下，打开排气节流阀16，继续低捕集量时排气升温机构37C的动作。
【再生控制】
接着说明该废气净化系统1的再生控制。在该废气净化系统1的控制中，通过通常运转机构31C进行通常的运转，并捕集PM，但在该通常的运转中，以适当的时间间隔、按照图3所例示的再生控制流程来进行控制。在该控制中，判断由PM捕集量检测机构32C检测出的PM的捕集量ΔPm和由行驶距离检测机构33C检测出的行驶距离ΔMc是否在预定的范围内，判断可否进行手动再生、可否进行行驶自动再生，并根据需要，在进行了各种处理后返回，再进行通常运转机构31C的通常的运转。接着，一边反复进行通常的运转和再生控制，一边进行车辆的运转。
下面参照用来判断是否需要强制再生的图5的再生控制用映射图，说明该图3的再生控制流程。
【再生控制用映射图】
首先说明图5的再生控制用映射图，在该图5模式地表示的再生控制用映射图中，纵轴表示PM(捕集物)的捕集量(在本实施例中为差压)ΔP，以第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1、第2阈值ΔP2、第3阈值ΔP3这三个阈值，将该捕集量ΔP划分为第1捕集量区域Rp1、第2捕集量区域Rp2、第3捕集量区域Rp3、第4捕集量区域Rp4四个区域。此外，横轴表示行驶距离ΔM，以第1阈值ΔM1、第2阈值ΔM2(预定的第1判断用行驶距离)、第3阈值ΔM3(预定的第2判断用行驶距离)三个阈值，将该行驶距离ΔM划分为第1行驶距离区域Rm1、第2行驶距离区域Rm2、第3行驶距离区域Rm3、第4行驶距离区域Rm4四个区域。并且，通过再生控制判断现在的状态处于哪个区域，根据需要进行如下的处理。
另外，该第1阈值ΔM1是表示由手动进行强制再生时不发生机油稀释的问题的下限值，此外，第2阈值(预定的判断用行驶距离)ΔM2是表示在行驶过程中自动进行强制再生时不发生机油稀释的问题的下限值。进而，第3阈值ΔM3是表示为了防止起因于带催化剂的过滤器13b的PM偏积的热失控及DPF的熔损而进行强制再生的值。此外，该第4行驶距离区域Rm4是超过了第3阈值ΔM3的区域，自动地进行强制再生、或自动地点亮警告灯。
首先，在检测到的行驶距离ΔMc未超过第1阈值ΔM1而处于第1行驶距离区域Rm1中的情况下，如果通过手动进行强制再生，则由于机油中的燃料蒸发不充分，会产生机油稀释的问题。因此，在这种情况下禁止通过手动进行的强制再生。此外，在这种情况下，根据行驶方式，每行驶距离的PM的蓄积量变多，有时检测到的捕集量ΔPm会超过第3阈值ΔP3而进入到第4捕集量区域Rp4中，此时，为了避免被连续再生型DPF装置13捕集的PM自身开始燃烧而产生剧烈的PM燃烧即热失控，变为禁止手动再生及行驶自动再生的状态，并将用来催促驾驶员送往维修中心的警告灯42点亮。
接着，在检测到的ΔMc超过第1阈值ΔM1而进入第2行驶距离区域Rm2中时，由于因行驶不充分而混入到机油中的燃料没有充分蒸发，所以不进行自动强制再生，而是停止车辆并进行警告，催促通过手动进行强制再生的手动再生，根据检测到的捕集量ΔPm的大小而进行不同的警告。
在检测到的捕集量ΔPm比第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1小的区间中，带催化剂的过滤器13b的堵塞较少，不需要启动强制再生机构34C，所以直接继续通常的运转。此外，在检测到的捕集量ΔPm超过第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1但不超过第2阈值ΔP2、即进入了第2捕集量区域Rp2时，为了避免强制再生时的机油稀释的问题，禁止行驶自动再生，并使闪光灯(DPF灯)41缓慢地闪烁(手动闪烁1)，催促进行将车辆停止后的由手动进行的强制再生(手动再生)。
进而，在检测到的捕集量ΔPm超过第2阈值ΔP2但不超过第3阈值ΔP3、即进入了第3捕集量区域Rp3时，为了避免强制再生时的机油稀释的问题，禁止行驶自动再生，并使闪光灯41快速地闪烁(手动闪烁2)，催促驾驶员将车辆停止通过手动进行强制再生。在进入了该第3捕集量区域Rp3的情况下，根据运转状态，被连续再生型DPF装置13捕集的PM自身开始燃烧而引起剧烈的PM燃烧即热失控，产生带催化剂的过滤器13b的熔损的可能性变大，所以关注到该自身着火而同时进行喷射燃料量的节流。
并且，在检测到的捕集量ΔPm超过了第3阈值ΔP3而进入了第4捕集量区域Rp4时，为了避免热失控而使得手动再生及行驶自动再生不能进行，点亮警告灯42，催促驾驶员送往维修中心。
接着，在检测到的行驶距离ΔMc超过了第2阈值(预定的第1判断用行驶距离)ΔM2而进入了第3行驶距离区域Rm3时，由于混入到机油中的燃料进行了充分的蒸发，能够进行行驶过程中的自动强制再生(行驶自动再生)，所以在检测到的捕集量ΔPm超过第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1进入了第2捕集量区域Rp2中时，在行驶过程中自动地启动强制再生机构34C而进行行驶自动再生。通过该行驶自动再生，使得不会给驾驶员带来手动强制再生、即有关手动再生开关43的开启/关闭操作的负担。另外，检测到的捕集量ΔPm在小于第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1小的区间内，带催化剂的过滤器13b的堵塞较少，不需要启动强制再生机构34C，所以直接继续通常的运转。
并且，在检测到的行驶距离ΔMc超过了第3阈值(预定的第2判断用行驶距离)ΔM3而进入了第4行驶距离区域Rm4时，由于混入到机油中的燃料进行了充分的蒸发，能够进行行驶过程中的自动强制再生，所以在检测到的捕集量ΔPm不超过第3阈值ΔP3的范围内，与检测到的捕集量ΔPm无关而一定进行行驶过程中的自动强制再生，将偏积的PM烧掉。但是，在检测到的捕集量ΔPm超过了第3阈值ΔP3而进入到第4捕集量区域Rp4中时，为了避免热失控而变为禁止手动再生及行驶自动再生的状态，并且点亮警告灯42，催促驾驶员送往维修中心。
即、控制领域如图5所示，分别由ΔM1≤ΔMc＜ΔM2(区域Rm2)、且ΔP1≤ΔPm＜ΔP3(区域Rp2、区域Rp3)，形成手动再生控制执行区域(手动闪烁1、手动闪烁2)；并且，由ΔM2≤ΔMc＜ΔM3(区域Rm3)、且ΔP1≤ΔPm＜ΔP3(区域Rp2、区域Rp3)，形成第1行驶自动再生控制执行区域(行驶自动再生1)；并且，由ΔM3≤ΔMc(区域Rm4)、且ΔPm＜ΔP3(区域Rp1、区域Rp2、区域Rp3)，形成第2行驶自动再生控制执行区域(行驶自动再生2)。
【再生控制流程】
上述图5所示的再生控制映射图所示的控制可以通过图3所例示的再生控制流程实施。该图3的再生控制流程开始时，在步骤S10中，判断检测到的行驶距离ΔMc是否超过了第1阈值(预定的判断用行驶距离)ΔM1。在判断为不超过第1阈值ΔM1而处于第1行驶距离区域Rm1中的情况下，在步骤S11中判断检测到的捕集量ΔPm是否超过第3阈值ΔP3，在不超过的情况下原样返回，继续通常的运转。此外，在超过的情况下在步骤S12中点亮警告灯42并返回。
因而，在步骤S10的判断中判断处于第1行驶距离区域Rm1中的情况下，禁止通过手动启动强制再生控制机构34C。另外，在车辆的行驶过程中也不进行自动启动强制再生控制机构34C的行驶自动再生。
并且，在步骤S10中，在行驶距离ΔMc超过了第1阈值(预定的判断用行驶距离)ΔM1的情况下，在步骤S20中判断行驶距离ΔMc是否超过第2阈值ΔM2。在该判断为不超过的情况下，在步骤S21中判断捕集量ΔPm是否超过第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1，在不超过的情况下原样返回，继续通常的运转。
并且，在步骤S21中捕集量ΔPm超过了第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1的情况下，在步骤S22中判断捕集量ΔPm是否超过第2阈值ΔP2，在不超过的情况下，在步骤S24中使闪光灯(DPF灯)缓慢地闪烁，在步骤S26中判断手动再生开关的开启/关闭。
并且，在步骤S22中捕集量ΔPm超过了第2阈值ΔP2的情况下，在步骤S23中判断捕集量ΔPm是否超过第3阈值ΔP3，在不超过的情况下，在步骤S25中使闪光灯(DPF灯)快速地闪烁，在步骤S26中判断手动再生开关的开启/关闭。
在步骤S26中手动再生开关43为开启的情况下，通过手动再生开关43的开启，启动强制再生控制机构34C而进行手动再生，在步骤S28中将行驶距离ΔMc的计数复位并返回。此外，在不是通过差压、而是通过PM的蓄积量来判断捕集量ΔPm的情况下，也将该PM的蓄积量复位。此外，在步骤S26中手动再生开关43不为开启的情况下，原样返回，在该再生控制流程的反复过程中等待由驾驶员开启手动再生开关43。
并且，在步骤23的判断中，捕集量ΔPm超过第3阈值ΔP3的情况下，以禁止手动再生和行驶自动再生的状态，在步骤S29中点亮警告灯42并返回。
此外，在步骤S20的判断中行驶距离ΔMc超过第2阈值ΔM2的情况下，在步骤S30中判断行驶距离ΔMc是否超过了第3阈值ΔM3。在该步骤S30的判断为超过的情况下，在步骤S31中判断捕集量ΔPm是否超过第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1。在该步骤S31的判断为不超过的情况下，原样返回而继续通常的运转。此外，在步骤S31的判断为超过的情况下，前进到步骤S32的判断。并且，在步骤S30的判断为不超过的情况下，也前进到步骤S32的判断。
在步骤S32中判断捕集量ΔPm是否超过第3阈值ΔP3，在超过的情况下，以禁止手动再生和行驶自动再生的状态，在步骤S35中点亮警告灯42并返回。
此外，在步骤S32的判断为捕集量ΔPm不超过第3阈值ΔP3的情况下，在步骤S33中，在行驶过程中自动启动强制再生机构34C即进行行驶自动再生，在步骤S34中将行驶距离ΔMc的计数复位，并返回。此外，在不是通过差压、而是通过PM的蓄积量来判断捕集量ΔPm的情况下，也将该PM的蓄积量复位。
即、在该图3所示的再生控制流程中，即使在检测到由捕集量检测机构32C检测到的捕集量ΔPm比预定的判断用捕集量(第1阈值)ΔP1大的情况下，在判断出由行驶距离检测机构33C检测到的捕集开始后的行驶距离ΔMc未达到预定的判断用行驶距离(第1阈值)ΔM1的情况下，也不通过警告机构35C进行警告，而进行控制来禁止由驾驶员启动强制再生控制机构34C。
此外，在由行驶距离检测机构33C检测到的捕集开始后的行驶距离ΔMc达到了预定的判断用行驶距离(第1阈值)ΔM1、但未达到第2阈值ΔM2的情况下，在检测到由捕集量检测机构32C检测到的捕集量ΔPm比预定的判断用捕集量(第1阈值)ΔP1大的情况下，使闪光灯(DPF灯)41缓慢地闪烁，催促驾驶员通过手动操作手动再生开关43。该闪光灯41闪烁后，驾驶员就必须赶快将车辆停止并操作手动再生开关43来通过手动进行强制再生，而在驾驶员忽视了该警告、PM还向带催化剂的过滤器13b累积、被检测到的捕集量ΔPm超过了预定的第2阈值ΔP2的情况下，使闪光灯41快速闪烁，给予驾驶员更明了的警告，强烈地催促手动再生。
【低捕集量时排气升温机构的再生控制流程】
在本发明中，除了上述DPF再生控制，按照图4所示的控制流程，伴随废气保温机构39C进行的废气保温控制，通过低捕集量时排气升温机构38C进行排气升温。此外，图6表示该图4的控制流程的控制用映射图的一例。
该图4的控制流程是在呼出并执行图3的控制流程之前被呼出并执行的控制流程，在开始后，在步骤S41中进行区域的检查。在该区域的检查中，判断行驶距离ΔMc是否超过了第1阈值ΔM1且不超过第3阈值ΔM3、并且捕集量ΔPm是否小于第1阈值ΔP1，在不满足该条件的情况下，原样进行排气升温并返回。
即、仅在行驶距离区域为第2行驶距离区域Rm2或第3行驶距离区域Rm3、且捕集量区域为第1捕集量区域Rp1的情况下，进行该控制流程中的排气升温，在其它区域的情况下，不进行该控制流程的排气升温。
并且，在不满足该步骤S41的条件的情况下，在步骤S42中，在此时期，以多级喷射标志Fm为“0(标记未经过的状态)”还是“1(标记已立起的状态)”，判断是否在进行由多级喷射所致的排气升温。如果在该判断中多级喷射标志Fm为“0”，则判断为未进行由多级喷射所致的排气升温，并前进到S43。此外，如果在该判断中，多级喷射标志Fm为“1”，则判断为正在进行由多级喷射的排气升温，并前进到步骤S45。
在步骤S43中，判断PM捕集量(差压)ΔPm是否在比第1阈值(预定的判断用捕集量)ΔP1低的第4阈值(预定的第1升温判断用捕集量)ΔP01以上、即是否超过ΔP01。在不超过的情况下，不进行排气升温而原样返回，在超过的情况下，前进到步骤S44，开始由低捕集量时排气升温机构37C的动作所致的气缸内燃料喷射控制中的多级喷射所致的排气升温，进行有关PM捕集量的检查间隔的预定的时间期间，并且设置多级喷射标志(Fm＝1)，然后返回。
在步骤S45中，判断PM捕集量(差压)ΔPm是否变得比小于第4阈值ΔP01的第5阈值(预定的第2升温判断用捕集量)ΔP02小。在变得比ΔP02小的情况下，在步骤S46中将由低捕集量时排气升温机构37C的动作而进行的多级喷射的排气升温停止，停止低捕集量时排气升温机构37C的动作，将多级喷射标志复位(Fm＝0)，然后返回。
此外，在步骤S45中没有变得比ΔP02小的情况下，前进到步骤S47，通过车辆状态检测机构38C检查车辆状态，如果是停车怠速状态，则在步骤S48中通过废气保温机构39C进行废气保温控制，即、将排气节流阀16关闭，并且继续由低捕集量时排气升温机构37C的动作而进行的多级喷射的排气升温。在与车辆状态的检查间隔有关的预定的时间期间进行该废气保温控制，然后返回。此时，多级喷射标志(Fm＝1)还为原样。
检查步骤S47的车辆状态，若不是停车怠速状态、而是车辆行驶状态，则在步骤S49中，将排气节流阀16打开，并且继续由低捕集量时排气升温机构37C的动作而进行的多级喷射的排气升温，在与车辆状态的检查间隔有关的预定的时间期间进行，然后返回。此时，多级喷射标志(Fm＝1)还为原样。
该图4的控制流程结束、返回后，进行图3的控制流程，在行驶距离区域Rm1、Rm2、Rm3、Rm4及捕集量区域Rp1、Rp2、Rp3、Rp4中，如果有区域的移动，则进行与之相伴的控制，如果没有区域的移动，则再次开始图4的控制流程，依次重复该图4的控制流程和图3的控制流程。
通过上述控制，在由捕集量检测机构32C检测的捕集量(差压)ΔPm超过了比预定的判断用捕集量(第1阈值)ΔP1小的预定的第1升温判断用捕集量(第4阈值)ΔP01的情况下，可以进行由多级喷射所致的排气升温，然后，在捕集量ΔPm变得小于比预定的第1升温判断用捕集量(第4阈值)ΔP01低的第2升温判断用捕集量(第5阈值)ΔP02的情况下，可以进行控制，来停止由多级喷射所致的排气升温。
即、由于在捕集量ΔPm超过了预定的第1升温判断用捕集量ΔP01、到变得比预定的第2升温判断用捕集量ΔP02小的期间，通过多级喷射进行排气升温，所以可以提高排气温度、使PM燃烧，来促进DPF的再生。
因此，由于捕集量达到要求手动再生的预定的判断用捕集量的情况变少，所以能够显著地降低通过操作手动再生开关进行手动再生的频率，能够提高驾驶员的操作性。
并且，在通过车辆状态检测机构38C在使低捕集量时排气升温机构37C动作的过程中检测到了车辆停止的情况下，继续低捕集量时排气升温机构37C的动作，并关闭排气节流阀16，然后，在通过车辆状态检测机构38C再次检测到车辆的行驶状态的情况下，可以打开排气节流阀16，继续低捕集量时排气升温机构37C的动作。
即、在进行由非强制再生的多级喷射所致的低捕集量时排气升温的期间，在因信号等待等而车辆停止时，继续多级喷射，并且还通过关闭排气制动器16或排气节气门的排气节流控制，能够提高发动机负载，所以能够将废气维持为高温，即使再次开始行驶时也能够有效地促进DPF自身的再生。
因而，即使在城市街道的信号等待较多的行驶方式下也能够使PM可靠地燃烧，能够使捕集量ΔPm达到要求手动再生的预定的判断用捕集量ΔP1的次数变少，所以能够显著地降低要求手动再生的频率，能够提高驾驶员的操作性。
另外，在上述说明中，已在过滤器上装载催化剂、并且在该过滤器的上游侧设置了氧化型催化剂的连续再生型DPF装置为例，说明了废气净化系统中的连续再生型DPF装置，但本发明并不限于此，也可以适用于在过滤器上装载氧化型催化剂的连续再生型DPF装置、在过滤器的上游侧设置了氧化型催化剂的连续再生型DPF装置等其它类型的连续再生型DPF装置。

Claims (4)

1.一种废气净化系统的控制方法，该废气净化系统，在装载于车辆上的内燃机的废气通道中具备连续再生型DPF装置和排气节流阀，并且具有：捕集量检测机构，检测该连续再生型DPF装置中的捕集物的量；行驶距离检测装置，检测该车辆的行驶距离；再生时期判断机构，判断该连续再生型DPF装置的再生开始时期；排气升温机构，使废气温度上升；未燃燃料供给机构，向废气中供给未燃燃料；强制再生机构，通过上述排气升温机构和上述未燃燃料供给机构使排气温度上升，强制燃烧捕集物，来使连续再生型DPF装置再生；警告机构，对驾驶员进行警告，催促停止车辆并启动强制再生机构；低捕集量时排气升温机构，不进行未燃燃料添加控制，而是通过气缸内燃料喷射控制来使排气温度上升的，
并且该废气净化系统具有DPF控制机构，该DPF控制机构，
在由上述行驶距离检测机构检测出的检测行驶距离小于等于预定的第1判断用行驶距离、且由上述捕集量检测机构检测出的检测捕集量处于超过了需要再生的预定的判断用捕集量的手动再生控制执行区域中的情况下，启动上述警告机构；
在检测行驶距离ΔMc比上述预定的第1判断用行驶距离大、检测捕集量处于超过了预定的判断用捕集量的第1行驶自动再生控制执行区域、以及检测行驶距离处于超过了设定得比上述预定的第1判断用行驶距离大的预定的第2判断用行驶距离的第2行驶自动再生控制执行区域中的情况下，车辆在行驶过程中自动执行上述强制再生机构；
在检测行驶距离小于上述预定的第2判断用行驶距离、检测捕集量超过了设定得比上述预定的判断用捕集量低的预定的第1升温判断用捕集量的情况下，启动上述低捕集量时排气升温机构，并且此后，检测捕集量变成比设定得小于预定的第1升温判断用捕集量的预定的第2升温判断用捕集量还小的情况下，进行中断上述低捕集量时排气升温机构的动作的控制，
所述废气净化系统的控制方法的特征在于，具有检测车辆的停止状态和车辆的行驶状态的车辆状态检测机构，在上述低捕集量时排气升温机构动作的过程中由该车辆状态检测机构检测到车辆的停止时，继续上述低捕集量时排气升温机构的动作，并关闭上述排气节流阀，之后，由该车辆状态检测机构再次检测到车辆的行驶状态时，打开上述排气节流阀，继续上述低捕集量时排气升温机构的动作。
2、一种废气净化系统，在装载于车辆上的内燃机的废气通道中具备连续再生型DPF装置和排气节流阀，并且具有：捕集量检测机构，检测该连续再生型DPF装置中的捕集物的量；行驶距离检测装置，检测该车辆的行驶距离；再生时期判断机构，判断该连续再生型DPF装置的再生开始时期；排气升温机构，使废气温度上升；未燃燃料供给机构，向废气中供给未燃燃料；强制再生机构，通过上述排气升温机构和上述未燃燃料供给机构使排气温度上升，强制燃烧捕集物，来使连续再生型DPF装置再生；警告机构，对驾驶员进行警告，催促停止车辆并启动强制再生机构；低捕集量时排气升温机构，不进行未燃燃料添加控制、而是通过气缸内燃料喷射控制来使排气温度上升的，
并且具有DPF控制机构，该DPF控制机构，
在由上述行驶距离检测机构检测出的检测行驶距离小于等于预定的第1判断用行驶距离、且由上述捕集量检测机构检测出的检测捕集量处于超过了需要再生的预定的判断用捕集量的手动再生控制执行区域中的情况下，启动上述警告机构；
在检测行驶距离比上述预定的第1判断用行驶距离大、检测捕集量处于超过了预定的判断用捕集量的第1行驶自动再生控制执行区域、以及检测行驶距离处于超过了设定得比上述预定的第1判断用行驶距离大的预定的第2判断用行驶距离的第2行驶自动再生控制执行区域中的情况下，车辆在行驶过程中自动地执行上述强制再生机构；
在检测行驶距离小于上述预定的第2判断用行驶距离、检测捕集量超过了设定得比上述预定的判断用捕集量低的预定的第1升温判断用捕集量的情况下，启动上述低捕集量时排气升温机构，并且此后，检测捕集量变成比设定得小于预定的第1升温判断用捕集量的预定的第2升温判断用捕集量还小的情况下，进行中断上述低捕集量时排气升温机构的动作的控制；
所述废气净化系统的特征在于，具有检测出车辆的停止状态和车辆的行驶状态的车辆状态检测机构，上述DPF控制机构进行如下控制：在上述低捕集量时排气升温机构动作的过程中由该车辆状态检测机构检测到车辆的停止时，关闭上述排气节流阀，之后，由该车辆状态检测机构再次检测到车辆的行驶状态时，打开上述排气节流阀，继续上述低捕集量时排气升温机构的动作。
3、如权利要求2所述的废气净化系统，其特征在于，上述排气节流阀为设置在上述连续再生型DPF装置的上游侧的排气制动阀。
4、如权利要求2或3所述的废气净化系统，其特征在于，上述连续再生型DPF装置为以下装置中的任一个或它们的组合：在过滤器中载持有氧化型催化剂的连续再生型DPF装置，在过滤器的上游侧设置有氧化型催化剂的连续再生型DPF装置，在过滤器中载持有催化剂、并在该过滤器的上游侧设置有氧化型催化剂的连续再生型DPF装置。
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