廢氣凈化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢氣凈化裝置，其具備配置于發(fā)動機(jī)的排氣路徑內(nèi)的氧化催化劑以及過濾器、按照燃料噴射模式來噴射燃料的燃料噴射裝置、以及估算顆粒物的堆積量并且設(shè)定所述燃料噴射模式的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，具有氧化催化劑以及過濾器的柴油微粒捕集過濾器廣為人知。專利文獻(xiàn)1也公開了具備這種柴油微粒捕集過濾器的廢氣凈化裝置的一例。
[0003]這種廢氣凈化裝置構(gòu)成為通過提高廢氣的溫度來使氧化催化劑活化。當(dāng)氧化催化劑活化時，廢氣中的氮氧化物被氧化而生成二氧化氮。由于二氧化氮具有強(qiáng)氧化作用，因此過濾器上的PM(顆粒物)被氧化并去除。為了提高廢氣的溫度，進(jìn)行排氣節(jié)流、吸氣節(jié)流以及主噴射正時的延遲等。廢氣凈化裝置除了上述的控制之外，還構(gòu)成為通過使用次后噴射向活化后的氧化催化劑供給燃料來進(jìn)一步提高進(jìn)入過濾器的廢氣的溫度(過濾器入口溫度)。當(dāng)過濾器入口溫度超過PM的燃燒溫度(400 °C )時，過濾器上的PM通過廢氣中的氧氣被氧化并去除。由氧氣而產(chǎn)生的燃燒與通過二氧化氮進(jìn)行的氧化相比能快速地去除PM。因此，在使過濾器完全再生的情況下，使用次后噴射使廢氣的溫度上升。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-252435號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問題
[0008]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了以下的問題。即，隨著過濾器入口溫度變高，過濾器的再生速度加快。但是，被過濾器捕集的PM的堆積量過剩時，過濾器入口溫度保持高溫，此時過濾器上的PM可能會連鎖性地燃燒。該連鎖性的燃燒稱為急劇再生。由于伴隨著急劇再生會產(chǎn)生高溫，因此存在過濾器由于此高溫而熔化或破裂的隱患。
[0009]由于急劇再生是由氧氣而產(chǎn)生的燃燒，因此，只要過濾器入口溫度不超過燃燒溫度就不會發(fā)生。因此，在堆積量過剩的情況下，可以考慮控制初始排氣溫度(在燃燒室產(chǎn)生的廢氣的溫度)，以便使過濾器入口溫度不超過燃燒溫度。但是，該情況下，并不是通過由氧氣而產(chǎn)生的燃燒，而是僅通過由二氧化氮進(jìn)行的氧化來使過濾器再生。在此，如果僅通過由二氧化氮進(jìn)行的氧化，則無法在短時間內(nèi)對過濾器進(jìn)行再生。而且，需要長時間(例如一天)地進(jìn)行過濾器的再生。
[0010]也就是說，隨著堆積量的增加，過濾器容易產(chǎn)生高溫，但是，當(dāng)與堆積量無關(guān)地抑制過濾器入口溫度時，需要長時間地進(jìn)行過濾器的再生。
[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能一邊抑制過濾器產(chǎn)生高溫，一邊高效地對過濾器進(jìn)行再生的廢氣凈化裝置。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]為了解決上述問題，本發(fā)明的廢氣凈化裝置具備:氧化催化劑以及過濾器，配置于發(fā)動機(jī)的排氣路徑內(nèi)；燃料噴射裝置，按照燃料噴射模式來噴射燃料；以及控制裝置，估算顆粒物的堆積量并且設(shè)定所述燃料噴射模式，在為了對所述過濾器進(jìn)行再生而設(shè)定包含次后噴射的所述燃料噴射模式時，以隨著所述堆積量的增加而減少次后噴射量的方式設(shè)定所述燃料噴射模式。
[0014]在所述廢氣凈化裝置中，在所述堆積量大于基準(zhǔn)閾值時，所述次后噴射量設(shè)定為弱噴射量，在所述堆積量在所述基準(zhǔn)閾值以下時，所述次后噴射量設(shè)定為比所述弱噴射量大的強(qiáng)噴射量。
[0015]在所述廢氣凈化裝置中，在所述堆積量超過比所述基準(zhǔn)閾值大的開始閾值之后設(shè)定所述燃料噴射模式時，以隨著所述堆積量的增加而減少所述次噴射量的方式設(shè)定所述燃料噴射模式，在所述堆積量超過所述開始閾值之前設(shè)定所述燃料噴射模式時，與所述堆積量的大小無關(guān)地將所述次后噴射量保持為固定值。
[0016]在所述廢氣凈化裝置中，在所述堆積量在比所述開始閾值大的極限閾值以上時，禁止所述次后噴射。
[0017]在所述廢氣凈化裝置中，以使所述堆積量從所述開始閾值減少到所述基準(zhǔn)閾值的所需時間為3小時以內(nèi)的方式，設(shè)定所述次后噴射量。
[0018]此外，本發(fā)明的廢氣凈化裝置也能如下地加以表現(xiàn)。即，本發(fā)明中所包含的廢氣凈化裝置的特征在于，具備:燃料噴射裝置，噴射燃料；氧化催化劑以及過濾器，配置于排氣路徑內(nèi)；存儲部，存儲多個燃料噴射模式，并且將各燃料噴射模式與執(zhí)行此燃料噴射模式的條件建立關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲；控制裝置，能對堆積于所述過濾器的顆粒物的堆積量進(jìn)行估算，并基于存儲于所述存儲部的信息從所述多個燃料噴射模式中選擇一個燃料噴射模式，使所述燃料噴射裝置執(zhí)行此一個燃料噴射模式的燃料噴射，所述多個燃料噴射模式包含進(jìn)行次后噴射的第一次后噴射存在模式，所述第一次后噴射存在模式形成為次后噴射的噴射量根據(jù)所述控制裝置所估算的所述顆粒物的堆積量而變動，在通過此次后噴射來噴射強(qiáng)噴射量的情況下所述控制裝置所估算的所述顆粒物的堆積量比在通過此次后噴射來噴射小于所述強(qiáng)噴射量的弱噴射量的情況下所述控制裝置所估算的所述顆粒物的堆積量小。
[0019]需要說明的是，上述多個燃料噴射模式也可具有任何自然數(shù)的數(shù)量的第一次后噴射存在模式，此外，在各第一次后噴射存在模式中，可存在任何自然數(shù)個能通過次后噴射進(jìn)行噴射的彼此不同的噴射量，或者在各第一次后噴射存在模式中，可存在連續(xù)的無限個能通過次后噴射進(jìn)行噴射的彼此不同的噴射量。
[0020]此外，在一實(shí)施方式中，在所述控制裝置所估算的所述堆積量大于基準(zhǔn)閾值或者在所述基準(zhǔn)閾值以上的情況下，噴射所述弱噴射量的燃料，另一方面，在所述控制裝置所估算的所述堆積量在基準(zhǔn)閾值以下或者小于所述基準(zhǔn)閾值的情況下，噴射所述強(qiáng)噴射量的燃料。
[0021]需要說明的是，在此，與所述控制裝置所估算的所述堆積量大于基準(zhǔn)閾值的情況對應(yīng)的是所述控制裝置所估算的所述堆積量在基準(zhǔn)閾值以下的情況。此外，與所述控制裝置所估算的所述堆積量在基準(zhǔn)閾值以上的情況對應(yīng)的是所述控制裝置所估算的所述堆積量小于所述基準(zhǔn)閾值的情況。
[0022]此外，在一實(shí)施方式中，所述多個燃料噴射模式包含進(jìn)行次后噴射的第二次后噴射存在模式，在控制裝置所估算的所述堆積量比大于所述基準(zhǔn)閾值的開始閾值大或者在此開始閾值以上的情況下，所述第二次后噴射存在模式形成為次后噴射的噴射量根據(jù)所述控制裝置所估算的所述顆粒物的堆積量而變動。在通過此次后噴射來噴射大噴射量的情況下所述控制裝置所估算的所述顆粒物的堆積量比在通過此次后噴射來噴射比所述大噴射量小的小噴射量的情況下所述控制裝置所估算的所述顆粒物的堆積量小。另一方面，在控制裝置所估算的所述堆積量在所述開始閾值以下或者小于所述開始閾值的情況下，所述次后噴射的噴射量是固定的。
[0023]需要說明的是，在此，與控制裝置所估算的所述堆積量比大于所述基準(zhǔn)閾值的開始閾值大的情況對應(yīng)的是控制裝置所估算的所述堆積量在所述開始閾值以下的情況。此夕卜，與控制裝置所估算的所述堆積量在比所述基準(zhǔn)閾值大的開始閾值以上的情況對應(yīng)的是控制裝置所估算的所述堆積量小于所述開始閾值的情況。
[0024]此外，在一實(shí)施方式中，在控制裝置所估算的所述堆積量比大于所述開始閾值的極限閾值大的情況下，所述控制裝置從所述多個燃料噴射模式中選擇不進(jìn)行所述次后噴射的燃料噴射模式，使所述燃料噴射裝置執(zhí)行不進(jìn)行此次后噴射的燃料噴射模式。
[0025]此外，在一實(shí)施方式中，進(jìn)行次后噴射，并且在所述堆積量是所述開始閾值以上的情況下所選擇的所有燃料噴射模式的各次后噴射中，所述堆積量在3小時內(nèi)從所述開始閾值減少到所述基準(zhǔn)閾值。
[0026]發(fā)明效果
[0027]本發(fā)明的廢氣凈化裝置能一邊抑制過濾器產(chǎn)生高溫，一邊高效地對過濾器進(jìn)行再生。
【附圖說明】
[0028]圖1是表示本實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖2是表示發(fā)動機(jī)的冷卻水回路的結(jié)構(gòu)的圖。
[0030]圖3是表不燃料噴射模式的一例的圖。
[0031]圖4是表不控制模式的一覽表的圖。
[0032]圖5是表示自我再生區(qū)域、可再生區(qū)域以及不可再生區(qū)域的圖。
[0033]圖6是表不堆積量的時間變化的一例的圖。
[0034]圖7是表示由恢復(fù)再生運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的堆積量的變化的圖。
[0035]圖8是表示控制模式的迀移的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]參照附圖，對搭載本實(shí)施方式的廢氣凈化裝置的柴油發(fā)動機(jī)1加以說明。柴油發(fā)動機(jī)(以下，發(fā)動機(jī))1與驅(qū)動機(jī)構(gòu)100連接。驅(qū)動機(jī)構(gòu)100表示由發(fā)動機(jī)1驅(qū)動的行駛裝置和/或作業(yè)裝置。發(fā)動機(jī)1以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)100例如搭載于反向鏟或者拖拉機(jī)這樣的作業(yè)車輛。
[0037]圖1是表示本實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)1的結(jié)構(gòu)的圖。發(fā)動機(jī)1具備吸氣路徑2、吸氣節(jié)流閥3、汽缸體4、排氣路徑5、排氣節(jié)流閥6、過濾器單元7、EGR管8、EGR節(jié)流閥9、增壓器10、曲柄軸11以及燃料噴射裝置13。
[0038]發(fā)動機(jī)1是4汽缸的，汽缸體4具有四個燃燒室12。吸氣路徑2由與外部相通的吸氣管2a和將吸氣管2a連接于四個燃燒室12的吸氣歧管2b構(gòu)成。外部空氣(吸氣氣體)介由吸氣路徑2被導(dǎo)入燃燒室12。吸氣節(jié)流閥3配置于吸氣管2a上，對吸氣路徑2的開度進(jìn)行變更。排氣路徑5由與外部相通的排氣管5a和將四個燃燒室12連接于排氣管5a的排氣歧管5b構(gòu)成。廢氣介由排氣路徑5從燃燒室12排出至大氣中。排氣節(jié)流閥6設(shè)于排氣管5a上，對排氣路徑5的開度進(jìn)行變更。EGR管(EGR路徑)8連接排氣路徑5和吸氣路徑2。廢氣的一部分介由EGR管8被導(dǎo)入吸氣路徑2，與吸氣氣體合流。EGR節(jié)流閥9設(shè)于EGR管8上，對EGR管8的開度進(jìn)行變更。此外，發(fā)動機(jī)1具備EGR冷卻器24，此EGR冷卻器24在EGR節(jié)流閥9的下游側(cè)設(shè)于EGR管8上。增壓器10具備配置于排氣管5a上的排氣渦輪10a和配置于吸氣管2a上的氣體壓縮機(jī)10b。燃料噴射裝置13采用共軌方式。燃料噴射裝置13按照燃料噴射模式向各燃燒室12供給燃料。
[0039]過濾器單元7設(shè)于排氣路徑5上。過濾器單元7是柴油微粒捕集過濾器，具備氧化催化劑18以及過濾器19。氧化催化劑18在排氣路徑5內(nèi)配置于過濾器19的上游側(cè)。廢氣沿著排氣路徑5排出時，廢氣從氧化催化劑18通過之后，從過濾器19通過。廢氣中