專利名稱：廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器(DPF)裝置對柴油發(fā)動機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的廢氣進(jìn)行顆粒狀物質(zhì)(PM)的凈化的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
從柴油內(nèi)燃機(jī)排出的顆粒狀物質(zhì)(PMParticulate Matter，以下簡稱為“PM”)的排出量與NOx，CO及HC等一起，其限制一年比一年嚴(yán)格，現(xiàn)已開發(fā)了用稱作柴油機(jī)微粒過濾器(DPFDieselParticulate Filter，以下稱為DPF)的過濾器捕集該P(yáng)M以降低排放到外部的PM量的技術(shù)，其中有DPF裝置及裝載有觸媒的連續(xù)再生型DPF裝置。
但是，在這些連續(xù)再生型DPF裝置中，雖然當(dāng)廢氣溫度在約350℃以上時(shí)，被該DPF捕集的PM連續(xù)地燃燒而被凈化，DPF自身進(jìn)行再生，但在排氣溫度較低或NO排出量較少的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，例如在內(nèi)燃機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或低負(fù)荷、低速度運(yùn)轉(zhuǎn)等低排氣(廢氣)溫度狀態(tài)持續(xù)的情況下，由于廢氣溫度較低、觸媒的溫度較低而沒被激活，所以不能促進(jìn)氧化反應(yīng)，并且由于NO不足，所以不能氧化PM而使過濾器再生，因此PM持續(xù)向過濾器累積，過濾器的網(wǎng)孔會發(fā)生堵塞。因此存在由于該過濾器的網(wǎng)孔被堵塞而使排氣壓力上升的問題。
為了解決該過濾器網(wǎng)孔的堵塞，可以考慮當(dāng)該堵塞超過規(guī)定的堵塞量時(shí)強(qiáng)制地使排氣溫度升溫來強(qiáng)制地燃燒并除去捕集到的PM。作為檢測該過濾器堵塞的方法，有用過濾器前后的壓差來檢測的方法或者根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、根據(jù)預(yù)先設(shè)定的映射圖數(shù)據(jù)(Map Data)計(jì)算被捕集的PM的量、從而求出PM積累量的方法。并且，作為使排氣溫度升溫的方法，有在筒內(nèi)(汽缸內(nèi))噴射過程中在主噴射之后的延遲時(shí)間進(jìn)行輔助噴射以使燃燒持續(xù)到比正常的燃燒晚的時(shí)刻的、所謂的多次噴射(多次延遲噴射)或后噴射等燃料噴射控制的方法(例如參照專利文獻(xiàn)1)，以及直接向排氣管內(nèi)噴射燃料的方法等。
當(dāng)排氣溫度比設(shè)置在過濾器的上游的氧化觸媒或裝載在過濾器上的氧化觸媒的活性溫度低時(shí)，該筒內(nèi)噴射控制進(jìn)行多次噴射或排氣節(jié)流等排氣升溫控制，使廢氣升溫，在上升到比活性溫度高的溫度以后再進(jìn)行后噴射等未燃燃料添加控制，用氧化觸媒使廢氣中的燃料燃燒，將廢氣升溫到被過濾器捕集的PM燃燒的溫度以上，將PM燃燒除去，使過濾器再生。
通常，當(dāng)該P(yáng)M的積蓄量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的PM積蓄界限值時(shí)，這些連續(xù)再生型DPF裝置或者自動地將內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變更到強(qiáng)制再生模式運(yùn)轉(zhuǎn)而強(qiáng)制地使排氣溫度上升，或者增加NOx的量而將被捕集到過濾器上的PM氧化除去，進(jìn)行再生處理。
并且，為了能夠以比較簡單的控制來抑制燃料消耗的惡化，并且能夠進(jìn)行安全高效的再生，還提出了以下這樣的內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化裝置的方案(例如參照專利文獻(xiàn)2)對PM捕集量設(shè)置第1界限值和第2界限值，當(dāng)PM捕集量超過第1界限值而不到第2界限值時(shí)，僅在升溫效率好的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下使DPF升溫、而進(jìn)行再生，當(dāng)PM捕集量超過第2界限值時(shí)，即使不是升溫效率好的運(yùn)轉(zhuǎn)條件也實(shí)施再生。
并且，為了解決強(qiáng)制再生引起的機(jī)油稀釋問題，還提出了如下的方法不僅在行駛中自動地強(qiáng)制再生，而且在過濾器堵塞時(shí)，通過DPF警告燈通知駕駛員，駕駛員停下車輛并按下手動再生開關(guān)，在停車怠速狀態(tài)下進(jìn)行強(qiáng)制再生。在該停車怠速狀態(tài)下的手動強(qiáng)制再生中，可以考慮在排氣升溫控制的同時(shí)關(guān)閉排氣節(jié)流閥而使熱量難以從DPF散發(fā)來促進(jìn)自身再生的方法。
但是，在DPF裝置的強(qiáng)制再生過程中，通過排氣升溫控制或未燃燃料添加控使排氣溫度上升，但由于發(fā)動機(jī)冷卻水溫也上升，所以存在可能使看著駕駛室水溫表的駕駛員誤以為發(fā)動機(jī)過熱而發(fā)生了發(fā)動機(jī)故障這樣的問題。
例如，在手動再生的情況下，受到警告的駕駛員停車按下手動再生開關(guān)而進(jìn)行強(qiáng)制再生，但在停車怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)提高怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速、關(guān)閉排氣制動器而進(jìn)行多次噴射，使排氣溫度上升到氧化觸媒活性溫度以上后進(jìn)行后噴射，如果進(jìn)行這樣的多次噴射或后噴射，則發(fā)動機(jī)冷卻水溫度與排氣溫度一起上升。因此，由于冷卻水溫度上升，駕駛室水溫表的水溫同樣上升，所以有可能使看著該水溫表的駕駛員以為是發(fā)動機(jī)故障等車輛故障。
在手動再生時(shí)，由于駕駛員按下手動再生開關(guān)進(jìn)行再生，所以如果預(yù)先發(fā)出冷卻水溫度上升的信息，則即使水溫表的水溫上升，認(rèn)為是發(fā)動機(jī)故障的可能性也變低，但在車輛行駛中自動地進(jìn)行強(qiáng)制再生的行駛自動再生的情況，由于駕駛員不知道是否處于強(qiáng)制再生控制過程中，所以當(dāng)水溫表的水溫上升時(shí)很有可能會誤認(rèn)為發(fā)動機(jī)故障。因此，需要避免強(qiáng)制再生控制過程中水溫表水溫的上升。日本特開2003-239789號公報(bào)[專利文獻(xiàn)2] 日本特開2004-19496號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是要提供一種能夠防止在具備DPF裝置的廢氣凈化系統(tǒng)的DPF強(qiáng)制再生過程中發(fā)動機(jī)冷卻水溫度上升，從而防止駕駛室水溫表的水溫異常上升，能夠避免駕駛員在強(qiáng)制再生過程中看到水溫表水溫的異常上升而誤解為發(fā)生發(fā)動機(jī)故障的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法的廢氣凈化系統(tǒng)不僅在裝載于車輛上的內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中具備DPF(柴油機(jī)微粒過濾器)裝置，還具備再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)，用于判斷該柴油機(jī)微粒過濾器裝置的過濾器的再生時(shí)刻；排氣升溫機(jī)構(gòu)，用于使廢氣升溫；冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)，用于檢測發(fā)動機(jī)冷卻水溫度；柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)判斷為再生時(shí)刻并且廢氣溫度較低時(shí)，利用上述排氣升溫機(jī)構(gòu)使排氣溫度上升，進(jìn)行使上述過濾器再生的強(qiáng)制再生的控制；所述控制方法的特征在于，在使用了上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的過濾器的強(qiáng)制再生控制過程中，當(dāng)上述冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測到的發(fā)動機(jī)冷卻水溫度超過規(guī)定的判斷用水溫時(shí)，終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作。
并且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，其特征在于，上述柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)具有手動再生模式以及行駛自動再生模式，所述手動再生模式是駕駛員在接受了要求在停車怠速狀態(tài)下進(jìn)行再生控制的警告后按下手動再生開關(guān)時(shí)所進(jìn)行過濾器的強(qiáng)制再生控制的模式，行駛自動再生模式是在車輛行駛中自動地進(jìn)行過濾器的強(qiáng)制再生控制的模式；并且，在用來終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作的上述判斷用水溫中，將上述手動再生模式中規(guī)定的第1判斷用水溫設(shè)定為比上述行駛自動再生模式中規(guī)定的第2判斷用水溫高。
并且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，其特征在于，上述廢氣升溫機(jī)構(gòu)包括多次噴射和排氣節(jié)流控制中的至少一個(gè)。
并且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在過濾器的強(qiáng)制再生控制過程中，不僅使排氣升溫機(jī)構(gòu)動作，而且使進(jìn)行后噴射控制的未燃燃料添加機(jī)構(gòu)動作；并且，當(dāng)上述冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測到的發(fā)動機(jī)冷卻水溫度超過上述規(guī)定的判斷用水溫時(shí)，不僅終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作，而且還終止上述未燃燃料添加機(jī)構(gòu)的動作。
于是，用于達(dá)到上述目的廢氣凈化系統(tǒng)不僅在裝載于車輛上的內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中具備DPF裝置，還具備再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)，用于判斷該柴油機(jī)微粒過濾器裝置的過濾器的再生時(shí)刻；排氣升溫機(jī)構(gòu)，用于使廢氣升溫；冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)，用于檢測發(fā)動機(jī)冷卻水溫度；柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)判斷為再生時(shí)刻并且廢氣溫度較低時(shí)，利用上述排氣升溫機(jī)構(gòu)使排氣溫度上升，進(jìn)行使上述過濾器再生的強(qiáng)制再生的控制；其特征在于，在使用了上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的過濾器的強(qiáng)制再生控制過程中，當(dāng)上述冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測到的發(fā)動機(jī)冷卻水溫度超過規(guī)定的判斷用水溫時(shí)，終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作。
并且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)中，上述DPF控制機(jī)構(gòu)具有具有手動再生模式以及行駛自動再生模式，所述手動再生模式是駕駛員在接受了要求在停車怠速狀態(tài)下進(jìn)行再生控制的警告后按下手動再生開關(guān)時(shí)所進(jìn)行過濾器的強(qiáng)制再生控制的模式，行駛自動再生模式是在車輛行駛中自動地進(jìn)行過濾器的強(qiáng)制再生控制的模式；并且，在用來終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作的上述判斷用水溫中，將上述手動再生模式中規(guī)定的第1判斷用水溫設(shè)定為比上述行駛自動再生模式中規(guī)定的第2判斷用水溫高。
并且，在上述廢氣凈化系統(tǒng)中，作為上述DPF裝置可以采用以下裝置中的任一個(gè)或它們的組合用沒有裝載觸媒的過濾器形成的柴油機(jī)微粒過濾器裝置；將氧化觸媒裝載在過濾器中的連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置；將氧化觸媒設(shè)置在過濾器的上游側(cè)的連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置；將觸媒裝載在過濾器中并在該過濾器的上游側(cè)設(shè)置有氧化觸媒的連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置。
如果采用本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)，在DPF的強(qiáng)制再生過程中駕駛室水溫表的水溫不會異常上升，能夠避免使駕駛員誤解為發(fā)生了過熱等發(fā)動機(jī)故障。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的與發(fā)動機(jī)冷卻水溫度有關(guān)的強(qiáng)制再生的控制流程的一個(gè)示例的圖。
圖4是示意地表示廢氣凈化系統(tǒng)的再生控制用映射圖的圖。
圖5是表示廢氣凈化系統(tǒng)的再生控制流程的一例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面以具備由氧化觸媒和帶觸媒的過濾器的組合構(gòu)成的連續(xù)再生型DPF裝置的廢氣凈化系統(tǒng)為例，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)。
圖1表示本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)。該廢氣凈化系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)為在與柴油發(fā)動機(jī)10的排氣歧管11相連的排氣通道12上設(shè)置了連續(xù)再生型DPF裝置13。該連續(xù)再生型DPF裝置13的結(jié)構(gòu)為在上游側(cè)具有氧化觸媒13a，在下游側(cè)具有帶觸媒的過濾器13b。
該氧化觸媒13a通過在多孔質(zhì)陶瓷的蜂巢結(jié)構(gòu)等的載體上裝載鉑(Pt)等氧化觸媒而形成，帶觸媒的過濾器13b由交錯(cuò)地封住多孔質(zhì)陶瓷蜂巢的通道的入口和出口的整體蜂巢型壁流式過濾器、或隨機(jī)地層疊氧化鋁等無機(jī)纖維而形成的氈狀的過濾器等形成。在該過濾器的一部分上裝載有鉑或氧化鈰等觸媒。
并且，當(dāng)帶觸媒的過濾器13b采用整體蜂巢型壁流式過濾器時(shí)，廢氣G中的PM(顆粒狀物質(zhì))被多孔質(zhì)陶瓷的壁捕集，而采用纖維型過濾器時(shí)用過濾器的無機(jī)纖維捕集PM。
并且，為了推算帶觸媒的過濾器13b的PM的累積量，在連接到連續(xù)再生型DPF裝置13的前后的導(dǎo)管上設(shè)置了壓差傳感器21。并且，分別在氧化觸媒13a與帶觸媒的過濾器13b的上游側(cè)、中間和下游側(cè)設(shè)置了氧化觸媒入口排氣溫度傳感器22、過濾器入口排氣溫度傳感器23，用于控制帶觸媒的過濾器13b的再生。
這些傳感器的輸出值被輸入給控制裝置(ECU發(fā)動機(jī)控制裝置)30，該控制裝置30全面控制發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)、同時(shí)還控制連續(xù)再生型DPF裝置13的再生，通過從該控制裝置30輸出的控制信號來控制發(fā)動機(jī)10的燃料噴射裝置(噴嘴)14、用于調(diào)整進(jìn)氣歧管15的進(jìn)氣量的未圖示的進(jìn)氣節(jié)流閥或與EGR冷卻器一起設(shè)置在未圖示的EGR通道中的用于調(diào)整EGR量的EGR閥等。
該燃料噴射裝置14與臨時(shí)貯存被燃料泵(未圖示)升壓后的高壓燃料的共軌噴射系統(tǒng)(未圖示)連接，為了進(jìn)行發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，還將來自加速器位置傳感器(APS)31的油門開度、來自轉(zhuǎn)速傳感器32的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速等信息以及車輛的速度、冷卻水的溫度等信息輸入到控制裝置30中。
并且，在本發(fā)明中，如圖2所示，控制裝置30由控制發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)控制機(jī)構(gòu)20C、用于控制廢氣凈化系統(tǒng)1的柴油機(jī)微粒過濾器(DPF)控制機(jī)構(gòu)30C等構(gòu)成。并且，該DPF控制機(jī)構(gòu)30C由正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)31C、PM捕集量檢測機(jī)構(gòu)32C、行駛距離檢測機(jī)構(gòu)33C、再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)34C、強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C、手動再生警告機(jī)構(gòu)36C和冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)37C等構(gòu)成。
正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)31C為用來與連續(xù)再生型DPF裝置13的再生無關(guān)地進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，控制裝置30根據(jù)加速器位置傳感器31的信號和轉(zhuǎn)速傳感器32的信號算出通電時(shí)間信號，正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)31C根據(jù)該信號進(jìn)行正常的噴射控制使燃料噴射裝置14噴射出規(guī)定量的燃料。
PM捕集量檢測機(jī)構(gòu)32C為檢測被捕集到連續(xù)再生型DPF裝置13的帶觸媒的過濾器13b上的PM的捕集量的機(jī)構(gòu)，在本實(shí)施方式中，用連續(xù)再生型DPF裝置13的前后的壓差，即壓差傳感器21的測量值ΔPm進(jìn)行檢測。
行駛距離檢測機(jī)構(gòu)33C為檢測DPF再生后車輛行駛的距離ΔMc的機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行了強(qiáng)制再生時(shí)，在再生開始時(shí)到再生結(jié)束時(shí)的適當(dāng)時(shí)刻進(jìn)行復(fù)位。
再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)34C為分別將PM捕集量檢測機(jī)構(gòu)32C檢測到的壓差檢測值ΔPm和行駛距離檢測機(jī)構(gòu)33C檢測到的行駛距離ΔMc與各自的規(guī)定的判斷值進(jìn)行比較，判斷DPF再生開始的時(shí)刻的機(jī)構(gòu)。
強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C根據(jù)連續(xù)再生型DPF裝置13的種類不同其控制有些不同，但都由排氣升溫機(jī)構(gòu)351C和未燃燃料添加機(jī)構(gòu)352C構(gòu)成，通過這些機(jī)構(gòu)將被捕集到帶觸媒的過濾器13b上的PM強(qiáng)制地燃燒除去，強(qiáng)制地使帶觸媒的過濾器13b再生，所述排氣升溫機(jī)構(gòu)351C在發(fā)動機(jī)10的汽缸內(nèi)噴射過程中進(jìn)行多次噴射(多次延遲噴射)或進(jìn)行排氣節(jié)流控制，使排氣溫度上升到氧化觸媒13a的活性溫度，所述未燃燃料添加機(jī)構(gòu)352C在此后進(jìn)行后噴射，在廢氣中添加未燃燃料，用氧化觸媒13a使該未燃燃料氧化，由此提高用過濾器入口排氣溫度傳感器23檢測的過濾器入口的排氣溫度，使其成為適于氧化除去PM的溫度或環(huán)境。另外，排氣升溫機(jī)構(gòu)351C除了用于多次噴射，也可同時(shí)用作排氣節(jié)流控制，而且在排氣升溫控制和未燃燃料添加控制過程中有時(shí)也同時(shí)使用進(jìn)氣節(jié)流控制和EGR控制。
手動再生警告機(jī)構(gòu)36C由閃爍燈(DPF燈)41和警告燈42等構(gòu)成，是通過閃爍燈41的閃爍進(jìn)行警告催促駕駛員手動啟動強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C或者通過點(diǎn)亮警告燈42催促駕駛員將車輛送至維修中心的機(jī)構(gòu)。另外，接受該警告的駕駛員可以通過操作手動再生開關(guān)43使強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C動作。
冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)37C由設(shè)置在發(fā)動機(jī)10中的水溫傳感器33等構(gòu)成，為檢測發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度Tw的機(jī)構(gòu)。
于是，具有這些機(jī)構(gòu)的DPF控制機(jī)構(gòu)30C根據(jù)PM捕集量檢測機(jī)構(gòu)32C檢測到的DPF前后壓差ΔPm和行駛距離檢測機(jī)構(gòu)33C檢測到的DPF再生后的行駛距離ΔMc，或者通過正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)31C繼續(xù)進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，或者對駕駛員進(jìn)行警告催促其通過手動使強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C動作，或者自動地使強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C動作。
下面說明該廢氣凈化系統(tǒng)1的DPF再生控制。在該廢氣凈化系統(tǒng)1的控制中，由正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)31C進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)的控制，捕集PM，但在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)34C判斷為開始進(jìn)行再生時(shí)，用手動再生警告機(jī)構(gòu)36C進(jìn)行警告或用強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C進(jìn)行行駛自動再生。
即，根據(jù)PM捕集量檢測機(jī)構(gòu)32C檢測到的DPF前后壓差ΔPm和行駛距離檢測機(jī)構(gòu)33C檢測到的行駛距離ΔMc是否進(jìn)入規(guī)定的范圍，判斷是否要手動再生，是否要行駛自動再生，在根據(jù)需要進(jìn)行各種處理后，再用正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)31C進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)控制。于是，通過反復(fù)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)和再生控制，實(shí)現(xiàn)車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面參照圖4所示的再生控制用映射圖說明該再生控制。另外，該再生控制可以按圖5所例示的再生控制流程實(shí)施。
首先，當(dāng)行駛距離ΔMc處于比第1界限值ΔM1小的區(qū)域Rm1時(shí)，如果進(jìn)行強(qiáng)制再生，則油中的燃料蒸發(fā)不充分，因此為了避免機(jī)油稀釋的問題而禁止實(shí)施再生控制。
接著，當(dāng)行駛距離ΔMc處于第1界限值ΔM1與第2界限值ΔM2之間的規(guī)定范圍Rm2內(nèi)時(shí)，由于行駛還不充分，混入發(fā)動機(jī)油中的燃料還沒有充分蒸發(fā)，因此不進(jìn)行自動強(qiáng)制再生，而是為了催促駕駛員進(jìn)行停止車輛并按下手動再生開關(guān)43進(jìn)行強(qiáng)制再生的手動再生，如果檢測到的DPF前后壓差ΔPm超過第1界限值ΔP1(手動閃爍1)，則使閃爍燈(DPF燈)41緩慢地閃爍。進(jìn)而，如果檢測到的DPF前后壓差ΔPm超過比第1界限值ΔP1大的第2界限值ΔP2(手動閃爍2)，則使閃爍燈41快速閃爍，強(qiáng)烈催促駕駛員停止車輛進(jìn)行手動強(qiáng)制再生。
然后，當(dāng)行駛距離ΔMc處于第2界限值Δm2與第3界限值Δm3之間的規(guī)定范圍Rm3內(nèi)時(shí)，由于混入發(fā)動機(jī)油中的燃料被充分地蒸發(fā)，能夠進(jìn)行行駛中的自動強(qiáng)制再生(行駛自動再生)，因此如果檢測到的DPF前后壓差ΔPm超過第1界限值ΔP1(行駛自動再生1)，則自動地進(jìn)行強(qiáng)制再生控制。通過該行駛自動再生，減少了駕駛員的與手動強(qiáng)制再生、即手動再生開關(guān)43 ON/OFF的操作有關(guān)的負(fù)擔(dān)。
而且，無論檢測到的DPF前后壓差ΔPm如何，當(dāng)行駛距離ΔMc處于超過第3界限值ΔM3的規(guī)定的范圍Rm4內(nèi)(行駛自動再生2)時(shí)，為了防止偏載在帶觸媒的過濾器13b上的PM引起的熱失控和DPF熔損，自動地進(jìn)行強(qiáng)制再生控制。
另外，無論行駛距離ΔMc如何，當(dāng)檢測到的DPF前后壓差ΔPm超過第3界限值ΔP3(Rp4警告燈閃爍)時(shí)，為了避免PM急劇燃燒即熱失控，使車輛處于禁止手動再生和行駛自動再生的狀態(tài)，同時(shí)亮起催促駕駛員將車輛送至維修中心的警告燈42。
因此，該DPF控制機(jī)構(gòu)30C有手動再生模式和行駛自動再生模式，所述手動再生模式為駕駛員在接到要求在停車怠速狀態(tài)下進(jìn)行再生控制的警告后按下手動再生開關(guān)43的情況下進(jìn)行的帶觸媒的過濾器13b的強(qiáng)制再生控制，所述行駛自動再生模式為在車輛行駛中自動地進(jìn)行的帶觸媒的過濾器13b的強(qiáng)制再生控制。
并且，在本發(fā)明中，在圖5所示的步驟S27的手動再生或步驟S33的行駛自動再生過程中，在通過強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C進(jìn)行了DPF裝置13的強(qiáng)制再生時(shí)，發(fā)動機(jī)冷卻水溫度的異常上升會使駕駛員誤解為發(fā)動機(jī)故障，為了防止這種情況發(fā)生，DPF控制機(jī)構(gòu)30C采用了以下的結(jié)構(gòu)。
在使用了排氣升溫機(jī)構(gòu)351C的帶觸媒的過濾器13b的強(qiáng)制再生控制過程中，當(dāng)冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)37C檢測到的發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度Tw超過了規(guī)定的判斷用水溫Tw1、Tw2時(shí)，該DPF控制機(jī)構(gòu)30C進(jìn)行控制來終止排氣升溫機(jī)構(gòu)351C的動作，并且如果是在通過后噴射進(jìn)行添加未燃燃料的控制，則DPF控制機(jī)構(gòu)30C還終止進(jìn)行此動作的未燃燃料添加機(jī)構(gòu)352C的動作。
并且，在用于終止該排氣升溫機(jī)構(gòu)351C的動作的判斷用水溫Tw1、Tw2中，手動再生模式中規(guī)定的第1判斷用水溫Tw1設(shè)定為比行駛自動再生模式中規(guī)定的第2判斷用水溫Tw2大。
而且，上述與發(fā)動機(jī)冷卻水溫度有關(guān)的強(qiáng)制再生控制可以按圖3所示的控制流程實(shí)施。該圖3的控制流程表示在圖5的步驟S27的手動再生或步驟S33的行駛自動再生過程中、當(dāng)用強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C進(jìn)行DPF裝置13的強(qiáng)制再生時(shí)被調(diào)用的控制流程。
當(dāng)該控制流程被調(diào)用并開始時(shí)，在步驟S11中檢查再生模式，判斷是手動再生還是行駛自動再生。如果該判斷判斷為手動再生，則在步驟S12中檢查發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw。即，當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw比規(guī)定的第1判斷用水溫Tw1小時(shí)，在步驟S13中使強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C動作，但比Tw1大時(shí)，在步驟S14中終止該強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C的動作。
雖然在步驟S13中的用手動再生進(jìn)行的強(qiáng)制再生控制中省略了詳細(xì)的控制流程，但當(dāng)排氣溫度比規(guī)定的判斷用排氣溫度低時(shí)，只進(jìn)行第1階段的通過多次噴射的排氣升溫控制，當(dāng)排氣溫度超過規(guī)定的判斷用排氣溫度時(shí)，前進(jìn)到第2階段，進(jìn)行再升溫的控制，這里，除了進(jìn)行通過多次噴射排氣升溫控制外還進(jìn)行通過后噴射添加未燃燃料的控制。然后，在與檢測再生模式的時(shí)間間隔及檢測發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw的時(shí)間間隔有關(guān)的規(guī)定的控制時(shí)間Δtc內(nèi)進(jìn)行該強(qiáng)制再生控制，移到步驟S18。
并且，在步驟S12中，如果發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw在規(guī)定的第1判斷用水溫Tw1以上，則前進(jìn)到步驟S14，終止多次噴射及后噴射等強(qiáng)制再生的控制，經(jīng)過規(guī)定的控制時(shí)間Δtc后進(jìn)到步驟S18。
如果在步驟S11的再生模式檢查中判斷為是行駛自動再生模式，則在步驟S15中進(jìn)行發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw的檢查。即，當(dāng)該發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw比規(guī)定的第2判斷用水溫Tw2小時(shí)，在步驟S16中通過行駛自動再生使強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C動作，當(dāng)比Tw2大時(shí)，在步驟S17中終止該強(qiáng)制再生機(jī)構(gòu)35C的動作。另外，由于行駛時(shí)發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw容易升溫，因此如果將行駛自動再生中規(guī)定的第2判斷用水溫Tw2設(shè)定為比手動再生模式中規(guī)定的第1判斷用水溫Tw1小，則能夠進(jìn)行更恰當(dāng)?shù)脑偕刂啤?br> 在步驟S16的用行駛自動再生進(jìn)行的強(qiáng)制再生控制中，雖然省略了詳細(xì)的控制流程，但是當(dāng)排氣溫度比規(guī)定的判斷用排氣溫度低時(shí)，只進(jìn)行第1階段的通過多次噴射的排氣升溫控制，當(dāng)排氣溫度超過規(guī)定的判斷用排氣溫度時(shí)，進(jìn)行第2階段的通過多次噴射的排氣升溫控制和通過后噴射添加未燃燃料的控制。然后，在與檢查再生模式的時(shí)間間隔及檢查發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw的時(shí)間間隔有關(guān)的規(guī)定的控制時(shí)間Δtc內(nèi)用行駛自動再生進(jìn)行該強(qiáng)制再生的控制，移動到步驟S18。
并且，在步驟S15中，如果發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw在規(guī)定的第2判斷用水溫Tw2以上，則前進(jìn)到步驟S17，終止多次噴射及后噴射等強(qiáng)制再生的控制，經(jīng)過規(guī)定的控制時(shí)間Δtc后移動到步驟S18。
在步驟S18中檢查再生控制是否結(jié)束。該檢查或者檢查DPF前后壓差ΔPm是否比規(guī)定的結(jié)束判斷用壓差小，或者檢查執(zhí)行強(qiáng)制再生控制的累計(jì)時(shí)間是否經(jīng)過了規(guī)定的結(jié)束判斷用時(shí)間。如果步驟S18的判斷為再生控制沒有結(jié)束，則返回步驟S11，重復(fù)進(jìn)行步驟S11～步驟S18。而如果步驟S18的判斷為再生控制結(jié)束，則終止再生控制，返回。
利用該圖3的控制流程，在使用了排氣升溫機(jī)構(gòu)351C的帶觸媒的過濾器13b的強(qiáng)制再生控制過程中，當(dāng)由冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)37C檢測到的發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度Tw超過規(guī)定的判斷用水溫Tw1、Tw2時(shí)，可以終止排氣升溫機(jī)構(gòu)351C的動作。并且在未燃燃料添加機(jī)構(gòu)352C也在動作的情況下，可以不僅終止排氣升溫機(jī)構(gòu)351C的動作，還終止未燃燃料添加機(jī)構(gòu)352C的動作。
因此，能夠防止連續(xù)再生型DPF裝置13的帶觸媒的過濾器13b的強(qiáng)制再生過程中發(fā)動機(jī)冷卻水溫度Tw上升，能夠防止駕駛室水溫表水溫的異常上升，由此能夠避免在強(qiáng)制再生過程中給看著水溫表的駕駛員造成發(fā)生發(fā)動機(jī)故障的誤解。
另外，雖然在以上的說明中以在過濾器中裝載觸媒并且在該過濾器的上游側(cè)設(shè)置有氧化觸媒的裝置作為廢氣凈化系統(tǒng)中的DPF裝置的例子進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不局限于此，也適用于沒有裝載觸媒的過濾器的DPF裝置、在過濾器上裝載了氧化觸媒的連續(xù)再生型DPF裝置、將氧化觸媒設(shè)置在過濾器的上游側(cè)的連續(xù)再生型DPF裝置等其他類型的DPF。
權(quán)利要求
1.一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，所述廢氣凈化系統(tǒng)不僅在裝載于車輛上的內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中具備柴油機(jī)微粒過濾器裝置，還具備再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)，用于判斷該柴油機(jī)微粒過濾器裝置的過濾器的再生時(shí)刻；排氣升溫機(jī)構(gòu)，用于使廢氣升溫；冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)，用于檢測發(fā)動機(jī)冷卻水溫度；柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)判斷為再生時(shí)刻并且廢氣溫度較低時(shí)，利用上述排氣升溫機(jī)構(gòu)使排氣溫度上升，進(jìn)行使上述過濾器再生的強(qiáng)制再生的控制；所述控制方法的特征在于，在使用了上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的過濾器的強(qiáng)制再生控制過程中，當(dāng)上述冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測到的發(fā)動機(jī)冷卻水溫度超過規(guī)定的判斷用水溫時(shí)，終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，上述柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)具有手動再生模式以及行駛自動再生模式，所述手動再生模式是駕駛員在接受了要求在停車怠速狀態(tài)下進(jìn)行再生控制的警告后按下手動再生開關(guān)時(shí)所進(jìn)行過濾器的強(qiáng)制再生控制的模式，行駛自動再生模式是在車輛行駛中自動地進(jìn)行過濾器的強(qiáng)制再生控制的模式；并且，在用來終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作的上述判斷用水溫中，將上述手動再生模式中規(guī)定的第1判斷用水溫設(shè)定為比上述行駛自動再生模式中規(guī)定的第2判斷用水溫高。
3.如權(quán)利要求1或2所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，上述排氣升溫機(jī)構(gòu)包括多次噴射和排氣節(jié)流控制中的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在過濾器的強(qiáng)制再生控制過程中，不僅使排氣升溫機(jī)構(gòu)動作，而且使進(jìn)行后噴射控制的未燃燃料添加機(jī)構(gòu)動作；并且，當(dāng)上述冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測到的發(fā)動機(jī)冷卻水溫度超過上述規(guī)定的判斷用水溫時(shí)，不僅終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作，而且還終止上述未燃燃料添加機(jī)構(gòu)的動作。
5.一種廢氣凈化系統(tǒng)，不僅在裝載于車輛上的內(nèi)燃機(jī)的廢氣通道中具備柴油機(jī)微粒過濾器裝置，還具備再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)，用于判斷該柴油機(jī)微粒過濾器裝置的過濾器的再生時(shí)刻；排氣升溫機(jī)構(gòu)，用于使廢氣升溫；冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)，用于檢測發(fā)動機(jī)冷卻水溫度；柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述再生時(shí)刻判斷機(jī)構(gòu)判斷為再生時(shí)刻并且廢氣溫度較低時(shí)，利用上述排氣升溫機(jī)構(gòu)使排氣溫度上升，進(jìn)行使上述過濾器再生的強(qiáng)制再生的控制；其特征在于，在使用了上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的過濾器的強(qiáng)制再生控制過程中，當(dāng)上述冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)檢測到的發(fā)動機(jī)冷卻水溫度超過規(guī)定的判斷用水溫時(shí)，上述柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制來終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作。
6.如權(quán)利要求5所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述柴油機(jī)微粒過濾器控制機(jī)構(gòu)具有手動再生模式以及行駛自動再生模式，所述手動再生模式是駕駛員在接受了要求在停車怠速狀態(tài)下進(jìn)行再生控制的警告后按下手動再生開關(guān)時(shí)所進(jìn)行過濾器的強(qiáng)制再生控制的模式，行駛自動再生模式是在車輛行駛中自動地進(jìn)行過濾器的強(qiáng)制再生控制的模式；并且，在用來終止上述排氣升溫機(jī)構(gòu)的動作的上述判斷用水溫中，將上述手動再生模式中規(guī)定的第1判斷用水溫設(shè)定為比上述行駛自動再生模式中規(guī)定的第2判斷用水溫高。
7.如權(quán)利要求5或6所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述柴油機(jī)微粒過濾器裝置為以下裝置中的任一個(gè)或它們的組合用沒有裝載觸媒的過濾器形成的柴油機(jī)微粒過濾器裝置；將氧化觸媒裝載在過濾器中的連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置；將氧化觸媒設(shè)置在過濾器的上游側(cè)的連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置；將觸媒裝載在過濾器中并在該過濾器的上游側(cè)設(shè)置有氧化觸媒的連續(xù)再生型柴油機(jī)微粒過濾器裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法及廢氣凈化系統(tǒng)，在具備DPF裝置的廢氣凈化系統(tǒng)中，能夠防止DPF強(qiáng)制再生過程中駕駛室的水溫表的水溫異常上升，能夠避免駕駛員看到水溫表的水溫異常上升而誤解為發(fā)生發(fā)動機(jī)故障。在使用了排氣升溫機(jī)構(gòu)(351C)的過濾器的強(qiáng)制再生控制過程中，如果冷卻水溫度檢測機(jī)構(gòu)(37C)檢測到發(fā)動機(jī)冷卻水溫度(Tw)超過規(guī)定的判斷用水溫(Tw1、Tw2)，則終止排氣升溫機(jī)構(gòu)(351C)的動作。
文檔編號B01D46/42GK1680686SQ20051006008
公開日2005年10月12日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月7日
發(fā)明者飯塚彰, 內(nèi)田直實(shí), 佐藤等, 益子達(dá)夫, 土田穰 申請人:五十鈴自動車株式會社