專利名稱：柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油發(fā)動機的排氣浄化裝置，尤其是涉及捕集廢氣中含有的顆粒物(粒子狀物質(zhì)，以下簡稱為PM)的柴油機微粒過濾器(以下簡稱為DPF)的再生控制。
背景技術(shù)：
在柴油發(fā)動機的廢氣法規(guī)中，與NOx降低同樣重要的是PM的降低。作為對此有效的技術(shù)，公知的有DPF。
DPF為使用了過濾器的PM捕集裝置，在廢氣溫度低的發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在該DPF中PM持續(xù)堆積，因此，強制地使溫度上升，進行使PM (PM中的Soot (煤煙、煤))燃燒的強制再生。DPF的強制再生是進行缸內(nèi)噴射了燃料的滯后(レイトポスト)噴射(噴射時機延遲、沒有缸內(nèi)燃燒)，用配置于DPF的前段的氧化催化劑(以下簡稱為D0C)使之進行氧化反應(yīng)，由該反應(yīng)熱使DPF部分的廢氣溫度保持為高溫(600 650°C )，使在DPF中堆積的煤煙燃燒。滯后噴射量通常進行的是通過PID控制等反饋控制將DPF部分的溫度控制為目標(biāo)溫度。這時的目標(biāo)溫度可以使用DPF的入口氣體溫度、DPF的出ロ氣體溫度或DPF的內(nèi)部溫度等(將這些溫度稱為DPF溫度)。但是，在將DPF溫度控制為目標(biāo)溫度的一定值時，產(chǎn)生如下的問題。在將目標(biāo)溫度設(shè)定為高的情況下，在DPF堆積的煤煙燃燒的情況下存在產(chǎn)生過升溫的危險性。例如，在發(fā)動機為怠速狀態(tài)時，容易成為被稱為降至怠速(Drop To Idle)的過升溫的狀態(tài)。在該Drop To Idle時，在煤煙堆積量多吋，DPF的內(nèi)部溫度急劇地上升而容易成為過升溫。在Drop To Idle中，在將到達DPF催化劑惡化的溫度(約800 900°C )的煤煙堆積量設(shè)為煤煙界限堆積量吋，DPF入口溫度和煤煙界限堆積量為如圖14所示的關(guān)系。根據(jù)該關(guān)系可知，煤煙堆積量越多，需要將DPF目標(biāo)溫度設(shè)定為越低。尤其是，在DPF再生的初期階段，在因為煤煙堆積量多，所以DPF溫度高的情況下，DPF過升溫的危險性提高。另ー方面，在將目標(biāo)溫度設(shè)定為低的情況下，再生時間變長，滯后噴射燃料從氣缸內(nèi)壁面落入油盤內(nèi)，油稀釋(油沖淡)引起的危險性提高。圖15表示再生中的煤煙堆積量的時間變化?？芍?，DPF再生溫度越低，再生時間變長。于是，已知有通過任何指標(biāo)使DPF目標(biāo)溫度變化的控制，例如，在特開2007 —239470號公報(專利文獻I)中公示有DPF的入口溫度目標(biāo)值根據(jù)煤煙堆積量、煤煙堆積量變化速度、DPF溫度、DPF溫度變化速度等任意來決定。另外，在特開2009 — 138702號公報(專利文獻2)中，公開有，根據(jù)來自DPF的強制再生的開始的經(jīng)過時間，將DPF入口溫度目標(biāo)值設(shè)定為，經(jīng)過時間越短，目標(biāo)溫度設(shè)定越低。另外，作為設(shè)定DPF入口溫度目標(biāo)值的方法在特開2010 — 071203號公報(專利文獻3)中也公知?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I:(日本)特開2007 — 239470號公報專利文獻2:(日本)特開2009 - 138702號公報專利文獻3:(日本)特開2010 — 071203號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題如專利文獻I 3那樣，在控制滯后噴射量等再生條件以使DPF溫度成為目標(biāo)DPF溫度的技術(shù)中，例如將目標(biāo)DPF溫度設(shè)定為從強制再生開始的經(jīng)過時間越短將目標(biāo)溫度設(shè)定的越低，由此，防止過升溫。但是，在以DPF溫度控制的情況下，不能與煤煙再生量的溫度特性大幅度變化相對應(yīng)。S卩，DPF內(nèi)部溫度通過煤煙進行燃燒(利用O2進行再生)而成為高溫。因此，煤煙堆積量一定時的煤煙再生量和DPF溫度的關(guān)系以圖16的傾向表示。如該圖16所示，相對于DPF溫度，煤煙再生量非線性而指數(shù)函數(shù)地變化，因此，通過DPF溫度上升，煤煙再生量大幅増加，一直過升溫的危險性提高。例如，DPF溫度在630°C時的煤煙再生速度為600°C時的約2倍。這樣，在以DPF溫度進行控制的情況下，具有不能正確地把握煤煙再生量而導(dǎo)致過升溫的危險性。另外，煤煙再生量和煤煙再生速度的計算式用下述式(I)、式(2)的關(guān)系能夠計算。而且，由該式(1)、(2)導(dǎo)出圖16的煤煙再生量和DPF溫度的關(guān)系。煤煙再生量〔g/s〕=煤煙再生速度〔1/s〕X煤煙堆積量〔g〕……(I)煤煙再生速度〔1/s〕=Axexp( — B/RT) xQ02 y...... (2)在此，A、B、Y:常數(shù)R :氣體常數(shù)T :DPF 溫度〔K〕QO2 :02 流量〔g/s〕如上所述，在以DPF溫度控制時，不能正確地把握煤煙再生量，煤煙燃燒，由此，不能正確地把握成為高溫的狀況，具有導(dǎo)致過升溫的危險性。于是，本發(fā)明是鑒于這些問題而開發(fā)的，其目的在于提供一種柴油發(fā)動機的廢氣浄化裝置，其設(shè)定目標(biāo)煤煙再生量，以使其成為該目標(biāo)煤煙再生量的方式直接控制煤煙再生量，使再生溫度和再生時間適當(dāng)化，能夠抑制過升溫和油稀釋。解決問題的技術(shù)方案為解決所述課題，本發(fā)明提供一種柴油發(fā)動機的排氣浄化裝置，在排氣通路中具備捕集氧化催化劑(DOC)及排氣中的煤煙(煤)的柴油機微粒過濾器(DPF)，將被所述DPF捕集的煤煙進行再生處理，其特征在干，具備再生控制裝置，其在所述煤煙的堆積量超過規(guī)定值時，控制升溫裝置使所述DPF升溫至規(guī)定的目標(biāo)溫度附近，焚燒除去所堆積的煤煙，該再生控制裝置具有滯后噴射控制裝置，該滯后噴射控制裝置在燃燒室內(nèi)，在不對燃燒進行貢獻的時機，噴射燃料，該滯后噴射控制裝置反饋控制滯后噴射量，以使由DPF再生的煤煙再生量成為目標(biāo)煤煙再生量。根據(jù)該發(fā)明，基于煤煙再生量控制滯后噴射量，因此，通過煤煙再生量大幅増加，而能夠消除DPF溫度一直地過升溫的問題。這樣，通過設(shè)定目標(biāo)煤煙再生量，以使煤煙再生量成為該目標(biāo)煤煙再生量的方式控制滯后噴射量，能夠?qū)崿F(xiàn)DPF的溫度控制的適當(dāng)化，其結(jié)果能夠抑制過升溫和油稀釋的危險性。
另外，本發(fā)明中，優(yōu)選可以為，所述滯后噴射控制裝置基于一定量的目標(biāo)煤煙再生量進行控制。這樣，通過將目標(biāo)煤煙再生量設(shè)為一定值，將煤煙再生量控制為一定，由此，能夠抑制煤煙一直地燃燒的危險性，能夠防止過升溫。另外，隨著DPF再生進行，在堆積量減少吋，在假如將DPF溫度控制為一定的情況下，煤煙再生量變少，再生時間變長，油稀釋的危險性提高。但是，在本發(fā)明中，即使DPF再生進行，煤煙再生量也被保持為一定，因此，再生時間變短，能夠抑制油稀釋。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選可以為，所述滯后噴射控制裝置根據(jù)滯后噴射開始后的再生經(jīng)過時間，使所述目標(biāo)煤煙再生量進行變化，以使其在再生剛開始之后設(shè)定為小，隨著再生的進行而變大，在再生最后階段再變?yōu)樾　＿@樣，在再生剛開始之后，仍然大量地堆積煤煙，因此，通過減少目標(biāo)煤煙再生量，能夠降低DPF的過升溫的危險性。隨著再生進行，增大目標(biāo)煤煙再生量，因此，能夠縮短再生時間，能夠降低油稀釋的危險性。在再生最后階段，再次減小目標(biāo)煤煙再生量，能夠抑制煤煙再生量變得過大，能夠降低過升溫的危險性。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選可以為，所述滯后噴射控制裝置根據(jù)滯后噴射開始后的煤煙堆積量使所述目標(biāo)煤煙再生量進行變化，以使其在再生剛開始之后設(shè)定為小，隨著再生的進行而變大，在再生最后階段再變?yōu)樾?。這樣，即使根據(jù)滯后噴射開始后的煤煙堆積量，使目標(biāo)煤煙再生量變化，也能夠產(chǎn)生與根據(jù)所述的滯后噴射開始后的再生經(jīng)過時間使所述目標(biāo)煤煙再生量變化的情況同樣的作用效果，能夠降低過升溫及油稀釋的危險性。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選可以為，所述目標(biāo)煤煙再生量為ニ階段以上的多階段、或連續(xù)地變化。S卩，根據(jù)所述的滯后噴射開始后的再生經(jīng)過時間的目標(biāo)煤煙再生量的變化、及根據(jù)滯后噴射開始后的煤煙堆積量的所述目標(biāo)煤煙再生量的變化為ニ階段以上的多階段、或連續(xù)地變化，由此，能夠設(shè)定與滯后噴射開始后的再生的進行相對應(yīng)的適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)再生煤煙量。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選可以為，設(shè)置速率限制器，以使其在滯后噴射剛開始之后，向目標(biāo)煤煙再生量慢慢變化。這樣，通過速率限制器即對煤煙再生量的上升率設(shè)置限制，能夠防止再生開始之后的煤煙再生量的過調(diào)節(jié)，能夠防止過升溫。
另外，本發(fā)明中，優(yōu)選可以為，對所述目標(biāo)煤煙再生量設(shè)定基于DPF的溫度上限值求出的目標(biāo)煤煙再生量上限值。這樣，作為目標(biāo)煤煙再生量的上限值，設(shè)定從DPF的催化劑惡化的上限值求出的上限值，因此，能夠防止過升溫導(dǎo)致的DPF的惡化。另外，本發(fā)明中，優(yōu)選可以為所述目標(biāo)煤煙再生量上限值作為通過預(yù)先計算或試驗求出的值作為一定值進行設(shè)定，或者，以檢測DPF溫度使之上升到DPF的催化劑惡化的界限溫度附近的方式進行設(shè)定。這樣，在監(jiān)視DPF溫度并設(shè)定目標(biāo)煤煙量的上限值的情況下，設(shè)定不使DPF產(chǎn)生熱惡化的范圍的最大限的溫度下的目標(biāo)煤煙量，因此，在未達到過升溫的范圍下的高い溫度能夠再生，能夠提高再生效率，能夠防止DPFの過升溫導(dǎo)致的惡化，并且，能夠降低油稀釋。發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明，提供一種柴油發(fā)動機的排氣浄化裝置，其具備再生控制裝置，其在煤煙的堆積量超過規(guī)定值時，控制升溫裝置使所述DPF升溫至規(guī)定的目標(biāo)溫度附近，焚燒除去所堆積的煤煙，該再生控制裝置具有在燃燒室內(nèi)在不對燃燒進行貢獻的時機噴射燃料的滯后噴射控制裝置，該滯后噴射控制裝置反饋控制滯后噴射量以使由DPF再生的煤煙再生量成為目標(biāo)煤煙再生量，因此，即，基于煤煙再生量控制滯后噴射量，因此，能夠消除由于煤煙再生量大幅增加而DPF溫度一直地過升溫的問題。另外，這樣，通過設(shè)定目標(biāo)煤煙再生量，控制滯后噴射量以使煤煙再生量成為該目標(biāo)煤煙再生量，由此實現(xiàn)DPF的溫度控制的適當(dāng)化，其結(jié)果能夠抑制過升溫和油稀釋的危險性。


圖I本發(fā)明的柴油發(fā)動機的排氣浄化裝置的整體構(gòu)成圖；圖2是煤煙堆積量推測裝置的構(gòu)成方塊圖；圖3是構(gòu)成煤煙堆積量推測裝置的煤煙排出量運算部的構(gòu)成方塊圖；圖4是構(gòu)成煤煙堆積量推測裝置的煤煙再生速度運算部的構(gòu)成方塊圖；圖5是滯后噴射控制裝置的第一實施方式的構(gòu)成方塊圖；圖6是表示目標(biāo)煤煙再生量的設(shè)定原理的流程圖；圖7是第二實施方式的構(gòu)成方塊圖；圖8是第二實施方式的控制流程圖；圖9是表示第二實施方式的變形例的說明圖；圖10是第三實施方式的構(gòu)成方塊圖；圖11是表示第三實施方式的煤煙再生量的變化狀態(tài)的說明圖；圖12是表不第三實施方式的變形例的說明圖；圖13是第四實施方式的構(gòu)成方塊圖；圖14是表示DPF入口控制溫度和煤煙界限堆積量的關(guān)系的說明圖；圖15是表不再生時間和煤煙堆積量的關(guān)系的說明圖；圖16是表示DPF溫度和煤煙再生量的關(guān)系的說明圖。
具體實施方式
下面，使用圖示的實施方式詳細說明本發(fā)明。但是，該實施方式所記載的構(gòu)成零件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對配置等只要沒有特別特定的記載，就不是限定該發(fā)明的范圍的意思。參照圖I對本發(fā)明的柴油發(fā)動機的廢氣浄化裝置的整體構(gòu)成進行說明。如圖I所示，在柴油發(fā)動機(以下稱為發(fā)動機)I的排氣通路3中設(shè)有由D0C7和在該D0C7的下游側(cè)捕集PM的DPF9構(gòu)成的廢氣后處理裝置11。另外，在排氣通路3具備具有排氣渦輪13和與其同軸驅(qū)動的壓縮器15的排氣渦輪增壓器17，從該排氣渦輪增壓器17的壓縮器15排出的空氣通過供氣通路19進入中間冷卻器21且在將供氣冷卻后，由供氣節(jié)流閥23控制供氣流量，之后，從進氣支管25通過進氣ロ經(jīng)由發(fā)動機I的進氣門流入燃燒室內(nèi)。 另外，在發(fā)動機I中，未圖示的，對燃料的噴射時期、噴射量、噴射壓力進行控制，向燃燒室內(nèi)噴射燃料的燃料噴射裝置經(jīng)由接續(xù)端子27與再生控制裝置(ECU) 29連結(jié)。另外，EGR (廢氣再循環(huán))通路33從排氣通路3或排氣支管31的中途分支，廢氣的一部分經(jīng)由EGR閥35向供氣節(jié)流閥23的下游側(cè)部位投入。在發(fā)動機I的燃燒室燃燒的燃燒氣體即廢氣37通過排氣支管31及排氣通路3，驅(qū)動排氣渦輪增壓器17的排氣渦輪13而成為壓縮器15的動カ源后，通過排氣通路3流入廢氣后處理裝置11。另外，向DPF9的再生控制裝置29輸入來自DPF入口溫度傳感器39、DPF出ロ溫度傳感器41、DOC入口溫度傳感器43、氣流測量儀45、進氣溫度傳感器47的信號。另外，將來自EGR閥35、供氣節(jié)流閥23、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器49、進氣支管25內(nèi)的進氣支管壓カ傳感器51及進氣支管溫度傳感器53的信號、及來自燃料噴射裝置的燃料噴射量信號55分別輸入再生控制裝置(ECT) 29。另外，在再生控制裝置29內(nèi)設(shè)有存儲各種映像數(shù)據(jù)的存儲部、還有測量自滯后燃料噴射開始時的經(jīng)過時間的定時器等。該再生控制裝置29在堆積于DPF9的PM的堆積量超過規(guī)定值時，控制升溫裝置而將DPF9的入口溫度升溫到目標(biāo)設(shè)定溫度附近(610 650°C)來焚燒除去所堆積的PM。首先說明關(guān)于再生控制裝置29的PM的燃燒除去的概要。開始強制再生的條件例如基于行駛距離、發(fā)動機的運轉(zhuǎn)時間、總計燃料消耗量、煤煙堆積量推測值等進行判定，在強制再生開始時，執(zhí)行用于使D0C7活性化的DOC升溫控制。該DOC升溫控制為縮小供氣節(jié)流閥23的開度，減少向燃燒室內(nèi)流入的空氣量，提高廢氣溫度。另外，通過提前(ァーリーポス卜)噴射，在剛進行主噴射之后氣缸內(nèi)的壓カ仍然高的狀態(tài)下，進行噴射比主噴射量少量的燃料的第一次滯后噴射，通過該提前噴射，對發(fā)動機的輸出沒有影響而提高廢氣溫度，該被高溫化的廢氣向D0C7流入，由此，使D0C7活性化，而且，隨著D0C7的活性化，廢氣中的未燃燃料氧化，通過氧化時發(fā)生的氧化熱使廢氣溫度上升。而且，接著，判定DOC入ロ溫度是否達到規(guī)定溫度、或DPF入ロ溫度是否達到規(guī)定溫度，在超過的情況下，通過滯后噴射使DPF9的入口溫度進ー步上升。該滯后噴射是指在提前噴射后的曲柄角度進入下止點附近的狀態(tài)下噴射的第二次滯后噴射，通過該滯后噴射，在排氣門為開狀態(tài)時使燃料從燃燒室向排氣通路3流出，所排出的燃料在已經(jīng)被活性化的D0C7中反應(yīng)，通過所發(fā)生的氧化熱使廢氣溫度進ー步上升，成為DPF9的再生中必要的溫度例610 650°C來促進PM的燃燒。另外，在再生控制裝置29中，為用于DPF的強制再生的開始條件等，而具備煤煙堆積量推測裝置60、進行上述的滯后噴射量的控制的滯后噴射控制裝置62。參照圖2 4說明該煤煙堆積量推測裝置60。煤煙堆積量推測裝置60無論有無DPF9的再生處理，都基于發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)計算平常在DPF9中堆積的煤煙量。如圖2所示，煤煙堆積量推測裝置60具備煤煙排出量運算部64、煤煙再生速度運算部66，在煤煙排出量運算部64，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速、燃料噴射量、氧過剩率的檢測信號或計算值計算煤煙排出量。具體而言，如圖3所示，具備與空氣過剩率\對應(yīng)的煤煙排出量圖68，用過渡狀態(tài)判定部70根據(jù)空氣過剩率\的變化判定是否是過渡狀態(tài)，在不是過渡狀態(tài)的情況下，沿著用符號E表示的路線使用采用了基準\的煤煙排出量圖72計算煤煙排出量。上述過渡狀態(tài)判定部70基于空氣過剩率的前次值和本次值的移動平均差△入，且基于 A入與閾值的比較及本次空氣過剩率\與閾值的比較判定過渡時F和穩(wěn)定狀態(tài)E。另外，在判定為過渡狀態(tài)時，沿著用符號F表示的路線使用與空氣過剩率\對應(yīng)的煤煙排出量圖68計算煤煙排出量。另外，在過渡狀態(tài)的情況下，通過煤煙排出量修正部74，計算與空氣過剩率\對應(yīng)的修正系數(shù)并用累加器76進行累加進行修正。煤煙再生速度運算部66基于將發(fā)動機轉(zhuǎn)速、燃料噴射量、廢氣流量、DOC入口溫度、DPF入口溫度、及DPF出ロ溫度的檢測信號、還有排氣O2流量使用規(guī)定的計算式的計算值，計算煤煙再生速度。具體而言，如圖4所示，分別具有O2的煤煙再生速度圖80』02轉(zhuǎn)化率圖82、NOx排出量圖84、NO2的煤煙再生速度圖86。O2的煤煙再生速度圖80主要用于強制再生時的計算，作為圖的代用也可以使用運算式。作為運算式，使用已經(jīng)說明的下述式(2)。煤煙再生速度〔1/s〕=Axexp( — B/RT) xQ02 y...... (2)在此，A、B、Y:常數(shù)、R :氣體常數(shù)、T :DPF 溫度〔K〕、QO2Y :O2 流量〔g/s〕用NOx排出量圖84計算與發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)的NOx排出量，用NO2轉(zhuǎn)化率圖82計算從NOx向NO2的轉(zhuǎn)化率，用累加器88在NOx排出量上累加向NO2的轉(zhuǎn)化率，利用NO2的煤煙再生速度圖86計算由從NOx向NO2轉(zhuǎn)化時發(fā)生的由O2產(chǎn)生的煤煙再生速度，將其計算結(jié)果利用加法器90與來自O(shè)2的煤煙再生速度圖80的計算值相加并輸出。在此，返回圖2，在由煤煙再生速度運算部66計算出的煤煙再生速度中，利用累加器92乘以煤煙堆積量推測值，計算煤煙再生量。而且，利用加法器94從由煤煙排出量運算部64計算出的煤煙排出量減去該煤煙再生量，即從排出量減去再生量來推測堆積量。加法器94的輸出通過積分器96積分，計算煤煙堆積量推測值，通過除法器98用DPF容量除煤煙堆積量推測值，作為每單位容量的堆積量輸出。(第一實施方式)下面，參照圖5、6說明進行再生控制裝置29具備的滯后噴射量的控制的滯后噴射控制裝置62的第一實施方式。該滯后噴射控制裝置62的特征為，對滯后噴射量進行反饋控制以使由DPF9再生的煤煙再生量成為目標(biāo)煤煙再生量。如圖5所示，目標(biāo)煤煙再生量以常數(shù)設(shè)定，與之相對，煤煙再生量基于實際的發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行計算，向加法器100輸入各自的再生量計算偏差。偏差通過PID控制器102進行反饋PID運算處理，其輸出通過滯后噴射量限幅器104限制上限值進行輸出。在煤煙堆積量少的狀態(tài)下，煤煙和再生量少，滯后噴射量過多，因此，有過升溫的危險性，因此，對滯后噴射量設(shè)置限幅器。限幅器的上限值例如將DPF9的入口溫度設(shè)定為700°C。根據(jù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)(排氣流量、排氣溫度))應(yīng)設(shè)定的滯后噴射量各異，因此，在滯后噴射量上限值圖(以發(fā)動機轉(zhuǎn)速、燃料噴射量為參數(shù))106中設(shè)定上限值。如圖6所示，目標(biāo)煤煙再生量的設(shè)定邏輯在步驟SI中判定滯后噴射控制是否開 始，如果開始滯后噴射控制，則在步驟S2中將目標(biāo)煤煙再生量設(shè)定值設(shè)為目標(biāo)煤煙再生量，若滯后噴射控制沒有開始，則在步驟S3中基于實際的發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行計算，將煤煙再生量作為目標(biāo)煤煙再生量，將偏差設(shè)為零，避免PID控制器102內(nèi)的積分器中的數(shù)據(jù)累積。另外，基于實際的發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)計算出的煤煙再生量使用在圖2的煤煙再生量運算中所示的計算煤煙再生量的Q部分的再生量。根據(jù)以上的第一實施方式，基于煤煙再生量控制滯后噴射量，因此，通過大幅増加煤煙再生量而能夠消除DPF溫度一直過升溫的問題。這樣，設(shè)定目標(biāo)煤煙再生量，以煤煙再生量成為該目標(biāo)煤煙再生量的方式控制滯后噴射量，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)DPF9的溫度控制的適當(dāng)化，其結(jié)果能夠抑制過升溫和油稀釋的危險性。另外，將目標(biāo)煤煙再生量設(shè)為一定值，將煤煙再生量控制為一定，由此，能夠抑制煤煙一直地燃燒的危險性，能夠防止過升溫。另外，當(dāng)DPF再生進行，堆積量減少時，在假如將DPF溫度控制為一定的情況下，煤煙再生量變少，再生時間變長，油稀釋的危險性提高。但是，在本實施方式中，即使DPF再生進行，由于煤煙再生量被保持為一定，所以再生時間也變短，能夠抑制油稀釋。(第二實施方式)下面，參照圖7 9說明滯后噴射控制裝置62的第二實施方式。目標(biāo)煤煙再生量的設(shè)定與第一實施方式不同，其它的構(gòu)成與第一實施方式同樣，因此，標(biāo)注同一符號省略說明。如圖7所示，目標(biāo)煤煙再生量根據(jù)滯后噴射開始后的再生經(jīng)過時間而變化。該變化是，以在再生剛開始之后的Ml階段設(shè)定為小，在再生進行的再生中間階段的M2階段比Ml階段大，在再生最后階段的M3階段更比M2階段的小。在再生開始之后的Ml階段，DPF9的溫度低，煤煙再生量小，因此，滯后噴射量可能過大。另外，剛剛再生之后有可能煤煙大量堆積，因此，將目標(biāo)煤煙再生量減小。另外，在再生最后階段的M3階段，由于再生進行，煤煙堆積量減少，所以，通過煤煙再生量變小，滯后噴射量過大。因此，繼續(xù)指示滯后噴射量的上限值，過升溫的危險性變高。因此，將目標(biāo)煤煙再生量朝向再生最后階段適當(dāng)化，設(shè)定為比M2階段降低的M3階段。另外，具體的目標(biāo)煤煙再生量在再生剛開始之后，基于再生中間階段、再生最后階段的煤煙堆積量和DPF溫度兩個參數(shù)，使用式(I)和式(2)計算煤煙再生量，設(shè)為目標(biāo)煤煙再生量。
下面，參照圖8對具體的控制流程進行說明。在步驟Sll中，判定滯后(LP)噴射控制是否開始。在開始的情況下，進入驟S12，判定來自滯后噴射控制開始的再生經(jīng)過時間是否為再生經(jīng)過時間閾值以上。在沒有經(jīng)過閾值以上時，進入步驟S14，將目標(biāo)煤煙再生量設(shè)為目標(biāo)煤煙再生量第一段設(shè)定值。在步驟S12中，在經(jīng)過閾值以上的情況下，進入步驟S13，將目標(biāo)煤煙再生量設(shè)為目標(biāo)煤煙再生量第二段設(shè)定值。另外，在步驟Sll中，在判定為沒有開始滯后(LP)噴射控制的情況下，進入步驟S15，將目標(biāo)煤煙再生量設(shè)定為實際的煤煙再生量。另外，圖8的流程圖進行了 2階段切換的說明，但是，如圖7所示，也可以是3階段進而3階段以上的多個階段。另外，也可以不是多階段，而是連續(xù)地變化，如 圖9所示，也可以設(shè)定與再生經(jīng)過時間對應(yīng)的目標(biāo)煤煙再生量運算曲線108，或也可以是一次的運算式，也可以使用其運算曲線、式進行計算。能夠設(shè)定與滯后噴射開始后的再生的進行對應(yīng)的適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)再生煤煙量。另外，不是再生經(jīng)過時間，而也可以將煤煙堆積量用于切換的判斷。該煤煙堆積量也可以使用圖2的煤煙堆積量推測值(S的部分的輸出值)并根據(jù)其煤煙堆積量的減少進行切換。根據(jù)以上的第二實施方式，在再生開始之后，仍然有煤煙大量地堆積，因此，通過減小目標(biāo)煤煙再生量，能夠降低DPF的過升溫的危險性。在再生的中間階段增大目標(biāo)煤煙再生量，因此，能夠縮短再生時間，能夠降低油稀釋的危險性。在再生最后階段，進ー步減小目標(biāo)煤煙再生量，能夠抑制煤煙再生量變得過大，能夠降低過升溫的危險性。因此，能夠使再生溫度和再生時間適當(dāng)化，能夠抑制過升溫和油稀釋的危險性。(第三實施方式)下面，參照圖10 12說明滯后噴射控制裝置62的第三實施方式。第三實施方式的特征為，設(shè)置速率限制器110，使得在滯后噴射剛開始之后向目標(biāo)煤煙再生量慢慢地變化。其它的構(gòu)成與第一實施方式同樣，標(biāo)注同一符號省略說明。如圖10所示，在將目標(biāo)煤煙再生量的信號輸入加法器100的電路中設(shè)有速率限制器110。由此，能夠改善煤煙再生量的過調(diào)節(jié)，能夠防止過升溫。設(shè)有用實線的粗線和虛線表示的速率限制器的情況與用圖11的雙點劃線的粗字和細字表示的不設(shè)有速率限制器的情況相比，能夠改善煤煙再生量的過調(diào)節(jié)。另外，也可以在多階段地設(shè)定速率限制器的傾斜部。另外，如圖12所示，也可以使用煤煙堆積量(圖2的煤煙堆積量推測值(S的部分的輸出值))，以根據(jù)該煤煙堆積量使速率限制器的傾斜部的傾斜程度變化的方式，設(shè)置傾斜設(shè)定圖表112。通過根據(jù)煤煙堆積量設(shè)定傾斜程度，能夠回避不需要使之慢慢地變化導(dǎo)致的由于處理時間的長期化造成的油稀釋的問題。通過這樣設(shè)置速率限制器110，能夠?qū)γ簾熢偕康纳仙试O(shè)置限制，能夠防止再生開始之后的煤煙再生量的過調(diào)節(jié)，能夠防止過升溫。(第四實施方式)下面，參照圖13對滯后噴射控制裝置62的第四實施方式進行說明。第四實施方式對目標(biāo)煤煙再生量設(shè)定上限值。對于與第一實施方式相同的構(gòu)成標(biāo)注同一符號，省略說明。如圖13所示，在將目標(biāo)煤煙再生量的信號輸入加法器100的電路中設(shè)置選擇小的一方的選擇器113。S卩，向該選擇器113輸入來自目標(biāo)煤煙再生量上限值設(shè)定裝置114的信號，選擇目標(biāo)煤煙再生量上限值信號和目標(biāo)煤煙再生量信號的小的ー個向加法器100輸入。
另外，如圖13所示，在目標(biāo)煤煙再生量上限值設(shè)定裝置114中設(shè)置切換開關(guān)116，在切換開關(guān)116中輸入作為固定值設(shè)定的目標(biāo)煤煙再生量上限值信號ul。另外，在目標(biāo)煤煙再生量上限值設(shè)定裝置114中設(shè)有計算煤煙再生速度的煤煙再生速度計算部118，基于DPF溫度上限值和O2流量并使用式(2)計算煤煙再生速度，在該計算出的煤煙再生速度上用累加器120累加煤煙堆積量，計算目標(biāo)煤煙再生量。而且，將該目標(biāo)煤煙再生量的信號u2向切換開關(guān)116輸入。通過切換切換開關(guān)116，將基于DPF9的溫度上限值求取的目標(biāo)煤煙再生量上限值作為通過預(yù)先計算或試驗求取的值作為一定值能夠設(shè)定，另外，也可以監(jiān)視DPF溫度，直到到達DPF的催化劑惡化的上限值，以上升為最大限的方式調(diào)整目標(biāo)煤煙再生量上限值進行設(shè)定。S卩，一邊監(jiān)視DPF內(nèi)部溫度，一邊調(diào)整作為煤煙再生速度計算部118的輸入信號的DPF溫度上限值，由此，能夠?qū)⒛繕?biāo)煤煙再生量上限值設(shè)定為到達DPF的催化劑惡化的上限值的最大限的值。這樣，在一邊監(jiān)視DPF溫度一邊設(shè)定目標(biāo)煤煙量的上限值的情況下，以不產(chǎn)生DPF的熱惡化的范圍的最大限的溫度設(shè)定目標(biāo)煤煙量，因此，能夠在未達到過升溫的范圍的高溫度下進行再生，能夠提高再生效率，因此，能夠防止DPF的過升溫導(dǎo)致的惡化，并且，能夠降低油稀釋。另外，當(dāng)然，也可以對于第一實施方式或第二實施方式適當(dāng)組合第三實施方式和第四實施方式來實施。エ業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，在廢氣流量減少后，即使在廢氣流量少的狀態(tài)繼續(xù)的情況下，也能夠?qū)PF入口溫度穩(wěn)定地控制在目標(biāo)溫度，因此，適用于柴油發(fā)動機的廢氣浄化裝置中的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，在排氣通路中具備捕集氧化催化劑(DOC)及排氣中的煤煙(煤)的柴油機微粒過濾器(DPF)，將被所述DPF捕集的煤煙再生處理，其特征在于，具備 再生控制裝置，其在所述煤煙的堆積量超過規(guī)定值時，控制升溫裝置使所述DPF升溫至規(guī)定的目標(biāo)溫度附近，焚燒除去堆積了的煤煙， 該再生控制裝置具有滯后噴射控制裝置，該滯后噴射控制裝置在燃燒室內(nèi)，在不對燃燒進行貢獻的時機噴射燃料， 該滯后噴射控制裝置反饋控制滯后噴射量，以使由DPF再生的煤煙再生量成為目標(biāo)煤煙再生量。
2.如權(quán)利要求I所述的柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，其特征在于，所述滯后噴射控制裝置基于一定量的目標(biāo)煤煙再生量進行控制。
3.如權(quán)利要求I所述的柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，其特征在于，所述滯后噴射控制裝置根據(jù)滯后噴射開始后的再生經(jīng)過時間使所述目標(biāo)煤煙再生量進行變化，以使該變化為，在再生剛開始之后設(shè)定為小，隨著再生的進行而變大，在再生最后階段再變?yōu)樾　?br> 4.如權(quán)利要求I所述的柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，其特征在于，所述滯后噴射控制裝置根據(jù)滯后噴射開始后的煤煙堆積量使所述目標(biāo)煤煙再生量進行變化，以使該變化為，在再生剛開始之后設(shè)定為小，隨著再生的進行而變大，在再生最后階段再變?yōu)樾　?br> 5.如權(quán)利要求3或4所述的柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，其特征在于，所述目標(biāo)煤煙再生量為2階段以上的多階段、或連續(xù)地變化。
6.如權(quán)利要求I所述的柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，其特征在于，設(shè)置速率限制器，以使其在滯后噴射剛開始之后，向目標(biāo)煤煙再生量慢慢變化。
7.如權(quán)利要求I所述的柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，其特征在于，對所述目標(biāo)煤煙再生量設(shè)定基于DPF的溫度上限值而求出的目標(biāo)煤煙再生量上限值。
8.如權(quán)利要求7所述的柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，其特征在于，所述目標(biāo)煤煙再生量上限值作為通過預(yù)先計算或試驗求出的值作為一定值進行設(shè)定，或者，以檢測DPF溫度使之上升到DPF的催化劑惡化界限溫度附近的方式進行設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種柴油發(fā)動機的排氣凈化裝置，其在排氣通路中具備氧化催化劑(DOC)(7)及柴油機微粒過濾器(DPF)(9)，其特征為，在DPF的再生控制中，在燃燒室內(nèi)不對燃燒進行貢獻的時機，噴射燃料的滯后噴射控制裝置(62)反饋控制滯后噴射量，以使由DPF(9)再生的煤煙再生量成為目標(biāo)煤煙再生量。
文檔編號F02D41/38GK102959221SQ20118003161
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者高柳恒, 奧田圭佑 申請人:三菱重工業(yè)株式會社