專利名稱：排氣凈化裝置的再生不良診斷方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種排氣凈化裝置的再生不良診斷方法。
背景技術：
從柴油發(fā)動機排出的微粒(粒子狀物質)呈現(xiàn)以由碳素質構成的煤和以高沸點碳氫化合物構成的SOF成分(可溶性有機成分)為主要成分，進而含有微量的硫酸鹽(霧狀硫酸成分)的組成，作為降低這種微粒的對策，以往是通過在廢氣流通的排氣管的中途裝備微粒過濾器而進行的。這種微粒過濾器為由沸石等陶瓷構成的多孔質的蜂窩構造，劃分成格子狀的各流路的入口被交替地封口，而入口未封口的流路的出口被封口，僅有透過了劃分各流路的多孔質薄壁后的廢氣向下游一側排出。而且，由于廢氣中的微粒被上述多孔質薄壁的內(nèi)側表面收集而堆積，所以要在排氣阻力因網(wǎng)孔堵塞而增加之前適當?shù)貙⑽⒘Ｈ紵ィ灾\求微粒過濾器的再生，但在通常的柴油發(fā)動機的運行狀態(tài)下，得到微粒自燃程度的高的排氣溫度的機會很少。因此，使微粒過濾器一體地擔載例如在鋁中擔載了鉬的物質中添加適當量的鈰等稀土類元素而成的氧化催化劑，通過上述氧化催化劑促進收集在該微粒過濾器內(nèi)的微粒的氧化反應以降低著火溫度，即使是比以往低的排氣溫度，也能夠將微粒燃燒除去。但是，即使在這種情況下，由于在排氣溫度低的運行區(qū)域，收集量因微粒的處理量而增加，所以當這種低排氣溫度下的運行狀態(tài)持續(xù)時，則有可能微粒過濾器的再生不能夠良好地進行而微粒過濾器陷入過度收集狀態(tài)，要在微粒的堆積量增加的階段，通過過濾器再生機構而強制地對微粒過濾器進行加熱，以焚燒收集到的微粒。在這種過濾器再生機構中，開發(fā)了在微粒過濾器的前級配置氧化催化劑且在其上游一側添加燃料，通過上述氧化催化劑上的氧化反應熱進行加熱的機構，及在微粒過濾器的前級配置電加熱器或燃燒器來進行加熱的機構。另外，關于這種謀求微粒過濾器的強制再生的方法，列舉了與本發(fā)明相同的申請人的下述專利文獻1及專利文獻2。專利文獻1 特開2003-83139號公報專利文獻2 特開2003-155913號公報
但是，以往，不是通過上述的過濾器再生機構實施強制再生，在再生結束之后實際確認微粒過濾器的再生是正常結束還是以再生不良的狀態(tài)結束，微粒過濾器的再生不良不能夠適用于隨車診斷(onboard diagnosis 進行汽車的廢氣對策系統(tǒng)的故障診斷，在故障的情況下向駕駛員告知產(chǎn)生了故障，同時記錄故障部位等的報警系統(tǒng))。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述實情而提出的，其目的在于能夠在過濾器再生機構進行了微粒過濾器的強制再生之后確切地診斷該微粒過濾器的再生不良。
本發(fā)明的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法具備強制地對微粒過濾器進行加熱， 焚燒收集到的微粒的過濾器再生機構，其特征在于，求出朝向微粒過濾器的排氣流量與微粒過濾器的輸入一側以及輸出一側的差壓，計算出差壓變化相對于排氣流量變化的斜度， 將該計算斜度與規(guī)定的基準斜度進行比較，在上述計算斜度超過了上述基準斜度時診斷微粒過濾器的再生不良。這樣一來，即使運行狀態(tài)因加減速的重復而時時刻刻變化，從而排氣流量變動，由于只要是微粒過濾器的透氣阻力不改變，則差壓變化相對于排氣流量變化的計算斜度不會有大改變，所以如果將該計算斜度與基準斜度進行比較，判定上述計算斜度是否超過了上述基準斜度，則判斷出微粒過濾器內(nèi)是否殘存有何種程度的微粒。S卩，由于如果因再生不良而殘存有超過容許量的微粒，則微粒過濾器的透氣阻力增大，差壓變化相對于排氣流量變化的計算斜度增大，所以通過該計算斜度超過上述基準斜度而判斷為微粒過濾器產(chǎn)生了再生不良。當然，該基準斜度是作為差壓變化相對于微粒過濾器的再生結束后殘留有作為微粒的殘存量而不能容許的量時的排氣流量變化的斜度適當決定的。而且，在本發(fā)明中，優(yōu)選地是僅在排氣流量超過了規(guī)定的流量時診斷微粒過濾器的再生不良，這樣一來，能夠避免在計算差壓變化相對于排氣流量變化的斜度上容易產(chǎn)生離散的排氣流量少的條件下的診斷。而且，在本發(fā)明中，優(yōu)選地是在計算斜度超過基準斜度的頻率超過了規(guī)定的頻率時診斷微粒過濾器的再生不良，這樣一來，能夠排除因加減速的過渡狀態(tài)等突發(fā)的擾動而產(chǎn)生的暫時的再生不良的誤診斷。而且，在本發(fā)明中，優(yōu)選地是檢測發(fā)動機的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度， 基于排氣溫度對吸入空氣量和燃料的氣化氣體量進行溫度換算，計算出朝向微粒過濾器的排氣流量，這樣一來，能夠利用為了各種控制而已檢測出的發(fā)動機的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，僅通過運算處理即能夠比較簡單地求出排氣流量。根據(jù)上述本發(fā)明的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，能夠具有下述的優(yōu)良效果。( I )由于能夠在始終持續(xù)變化的運行狀態(tài)中適當診斷微粒過濾器的再生不良，所以能夠在通過過濾器再生機構強制地對微粒過濾器進行加熱而焚燒了收集到的微粒后，實際確認微粒過濾器的再生是正常結束還是以再生不良的狀態(tài)結束。(II)由于若只要是排氣流量超過規(guī)定的流量時即診斷微粒過濾器的再生不良，則能夠避免在計算差壓變化相對于排氣流量變化的斜度上容易產(chǎn)生離散的排氣流量少的條件下的診斷，所以能夠大幅度提高微粒過濾器的再生不良的診斷精度。(III)由于若在計算斜度超過了基準斜度的頻率超過了規(guī)定的頻率時診斷微粒過濾器的再生不良，則能夠排除因加減速的過渡狀態(tài)等突發(fā)的擾動而產(chǎn)生的暫時的再生不良的誤診斷，所以能夠進一步提高微粒過濾器的再生不良的診斷精度。(IV)由于若檢測發(fā)動機的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，基于排氣溫度對吸入空氣量和燃料的氣化氣體量進行溫度換算，計算出朝向微粒過濾器的排氣流量，則能夠利用為了各種控制而已檢測出的發(fā)動機的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，僅通過運算處理即能夠比較簡單地求出排氣流量，所以不必花費新的設備成本即能夠進行排氣流量的檢測。


圖1是表示實施本發(fā)明的方式的一例的示意圖2是表示圖1的控制裝置進行的具體診斷順序的流程圖； 圖3是對差壓變化相對于排氣流量變化的斜度與基準斜度進行比較后的曲線圖。附圖標記說明 1 柴油發(fā)動機；
9 廢氣； 11:排氣管；
13微粒過濾器；
14氧化催化劑(過濾器再生機構)；
15溫度傳感器；
18 燃料噴射裝置(過濾器再生機構)；
20控制裝置；
21差壓傳感器；
22空氣流量計。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1 圖3表示實施本發(fā)明的方式的一例。圖1中的1表示裝備了渦輪增壓器2 的柴油發(fā)動機，從空氣凈化器3導入的進氣4經(jīng)過進氣管5向上述渦輪增壓器2的壓縮機 2a輸送，由該壓縮機加加壓后的進氣4向中間冷卻器6輸送并被冷卻，進氣4從該中間冷卻器6進而被導向進氣多支管7而分配到柴油發(fā)動機1的各氣缸(在圖1中例示了直列6 氣缸的情況)。另外，從該柴油發(fā)動機1的各氣缸8排出的廢氣9經(jīng)由排氣多支管10向渦輪增壓器2的渦輪機2b輸送，驅動該渦輪機2b后的廢氣9經(jīng)由排氣管11向車外排出。而且，在該排氣管11的中途加裝有過濾器殼體12。在該過濾器殼體12內(nèi)的后級收容有一體地擔載了氧化催化劑而成的催化劑再生型的微粒過濾器13，該微粒過濾器13 呈現(xiàn)由陶瓷構成的多孔質的蜂窩構造，劃分成格子狀的各流路的入口被交替地封口，而入口未封口的流路的出口被封口，僅有透過了劃分各流路的多孔質薄壁后的廢氣9向下游一側排出。而且，在過濾器殼體12內(nèi)緊挨著微粒過濾器13之前的位置收容有具有蜂窩構造的流過型氧化催化劑14，在上述過濾器殼體12上裝備有在氧化催化劑14與微粒過濾器13 之間計量廢氣9的溫度的溫度傳感器15，同時經(jīng)由用于壓力取出的管子連接有計量微粒過濾器13前后的差壓的差壓傳感器21 (差壓檢測裝置)，來自該溫度傳感器15以及差壓傳感器21的溫度信號15a以及差壓信號21a向構成發(fā)動機控制計算機(Ε⑶Electronic， Control Unit)的控制裝置20輸入。另外，在緊挨著空氣凈化器3之后的進氣管5上裝備有檢測吸入空氣量的空氣流量計22，該空氣流量計22的流量信號2 也向上述控制裝置20輸入。在此，上述控制裝置20由于兼著發(fā)動機控制計算機因而也承擔與燃料的噴射有關的控制，更具體地說，基于來自將油門踏板開度作為柴油發(fā)動機1的負荷而檢測的油門踏板傳感器16 (負荷傳感器)的油門踏板開度信號16a、與來自檢測柴油發(fā)動機1的內(nèi)燃機轉速的旋轉傳感器17的轉速信號17a，向將燃料向柴油發(fā)動機1的各氣缸8噴射的燃料噴射裝置18輸出燃料噴射信號18a。而且，上述燃料噴射裝置18由裝備在每一個氣缸8上的多個噴射器19構成，各噴射器19的電磁閥被上述燃料噴射信號18a適當?shù)亻_閥控制，將燃料的噴射時刻(開閥時期) 以及噴射量(開閥時間)控制成適當。而且，在上述控制裝置20中，決定當需要微粒過濾器13的再生時，接著在壓縮上死點(曲柄角為0° )附近進行的燃料的主噴射，在遲于壓縮上死點的不點火時刻定進行后噴射的燃料噴射信號18a。即，當通過接收該燃料噴射信號18a的燃料噴射裝置18接著主噴射在遲于壓縮上死點的不點火時刻進行后噴射時，通過該后噴射而在廢氣9中添加未燃燒的燃料(主要是 HC 碳氫化合物)，該未燃燒的燃料在前級的氧化催化劑14上進行氧化反應，在其反應熱的作用下，催化劑臺面溫度上升，微粒過濾器13內(nèi)的微粒燃燒而被除去。也就是說，在此圖示的例子中，采用了在微粒過濾器13的前級配置氧化催化劑14 且在其上游一側通過燃料噴射裝置18的后噴射添加燃料，通過在上述氧化催化劑14上的氧化反應熱加熱微粒過濾器13的過濾器再生機構。而且，在上述控制裝置20中，當在微粒過濾器13的輸入一側由溫度傳感器15檢測出的排氣溫度為規(guī)定溫度以上且持續(xù)了規(guī)定時間時判定為再生結束，停止上述過濾器再生機構進行的強制再生，但實際上以如下方式確認微粒過濾器13的再生是正常結束還是以再生不良的狀態(tài)結束的。即，如圖2中流程圖所示，在步驟Sl中，將根據(jù)空氣流量計22的柴油發(fā)動機1的流量信號2 判斷的吸入空氣量、和將在燃料向燃料噴射裝置18噴射控制時所把握的燃料噴射量換算成氣化氣體量后的值相加，基于溫度傳感器15的溫度信號1 判斷的排氣溫度將該相加值進行溫度換算，并作為排氣流量求出，在接著的步驟S2中，判定在之前的步驟 Sl中求出的排氣流量是否超過了規(guī)定的流量，僅在超過了規(guī)定的流量時進入步驟S3。而且，在該步驟S3中，基于差壓傳感器21的差壓信號21a求出微粒過濾器13的輸入一側以及輸出一側的差壓，如圖3中曲線圖所示，計算出差壓變化相對于排氣流量變化的斜度(在圖3中以A表示)，此時，針對排氣流量以及差壓雙方分別計算出例如5 10 秒鐘的范圍內(nèi)單位時間的平均值，從而求出斜度。另外，在接著的步驟S4中，將在先前的步驟S3求出的計算斜度與規(guī)定的基準斜度 (在圖3中以B表示)進行比較，判定上述計算斜度是否超過了上述基準斜度，在計算斜度超過基準斜度的頻率超過了規(guī)定的頻率時先發(fā)出“是”的判定并進入步驟S5，診斷微粒過濾器 13的再生不良，另一方面，在“否”的情況下進入步驟S6，診斷微粒過濾器13的再生正常結
束ο在此，步驟S4中“是”的判定例如預先設成在判定10次中有5次左右計算斜度超過了基準斜度的情況下即當作是其超過頻率超過了規(guī)定的頻率來判定。
這樣一來，即使運行狀態(tài)因加減速的重復而時時刻刻變化，從而排氣流量變動，由于只要是微粒過濾器13的透氣阻力不改變，則差壓變化相對于排氣流量變化的計算斜度不會有大改變，所以如果將該計算斜度與基準斜度進行比較，判定上述計算斜度是否超過了上述基準斜度，則判斷出微粒過濾器13內(nèi)殘存有何種程度的微粒。S卩，由于如果因再生不良而殘存有超過容許量的微粒，則微粒過濾器13的透氣阻力增大，差壓變化相對于排氣流量變化的計算斜度增大，所以通過該計算斜度超過上述基準斜度而判斷為微粒過濾器13產(chǎn)生了再生不良。當然，該基準斜度是差壓變化相對于微粒過濾器13的再生結束后殘留有作為微粒的殘存量而不能容許的量時的排氣流量變化的斜度適當決定的。因此，根據(jù)上述實施例，由于能夠在始終持續(xù)變化的運行狀態(tài)中適當診斷微粒過濾器13的再生不良，所以能夠在通過過濾器再生機構強制地對微粒過濾器13進行加熱而焚燒了收集到的微粒后，實際確認微粒過濾器13的再生是正常結束還是以再生不良的狀態(tài)結束。而且，特別是在本實施例中，由于僅在排氣流量超過規(guī)定的流量時診斷微粒過濾器13的再生不良，所以能夠避免在計算差壓變化相對于排氣流量變化的斜度上容易產(chǎn)生離散的排氣流量少的條件下的診斷，大幅度提高微粒過濾器13的再生不良的診斷精度。另外，由于在計算斜度超過了基準斜度的頻率超過了規(guī)定的頻率時診斷微粒過濾器13的再生不良，所以能夠排除因加減速的過渡狀態(tài)等突發(fā)的擾動而產(chǎn)生的暫時的再生不良的誤診斷，進一步提高微粒過濾器13的再生不良的診斷精度。而且，由于檢測柴油發(fā)動機1的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，基于排氣溫度對吸入空氣量和燃料的氣化氣體量進行溫度換算，計算出朝向微粒過濾器13的排氣流量，所以能夠利用為了各種控制而已檢測出的柴油發(fā)動機1的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，僅通過運算處理即能夠比較簡單地求出排氣流量，不必花費新的設備成本即能夠進行排氣流量的檢測。另外，本發(fā)明的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法并不僅限于上述實施例，過濾器再生機構只要是強制地對微粒過濾器進行加熱而焚燒收集到的微粒，則可以是任何形式，可以是在微粒過濾器的前級配置電加熱器或燃燒器進行加熱的形式，除此之外，當然也可以在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)增加各種變更。
權利要求
1.一種排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，具備強制地對微粒過濾器進行加熱，焚燒收集到的微粒的過濾器再生機構，其特征在于，求出朝向微粒過濾器的排氣流量與微粒過濾器的輸入一側以及輸出一側的差壓，計算出差壓變化相對于排氣流量變化的斜度，將該計算斜度與規(guī)定的基準斜度進行比較，在上述計算斜度超過了上述基準斜度時診斷微粒過濾器的再生不良。
2.如權利要求1所述的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，其特征在于，僅在排氣流量超過了規(guī)定的流量時診斷微粒過濾器的再生不良。
3.如權利要求1所述的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，其特征在于，在計算斜度超過基準斜度的頻率超過了規(guī)定的頻率時診斷微粒過濾器的再生不良。
4.如權利要求2所述的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，其特征在于，在計算斜度超過基準斜度的頻率超過了規(guī)定的頻率時診斷微粒過濾器的再生不良。
5.如權利要求1所述的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，其特征在于，檢測發(fā)動機的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，基于排氣溫度對吸入空氣量和燃料的氣化氣體量進行溫度換算，計算出朝向微粒過濾器的排氣流量。
6.如權利要求2所述的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，其特征在于，檢測發(fā)動機的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，基于排氣溫度對吸入空氣量和燃料的氣化氣體量進行溫度換算，計算出朝向微粒過濾器的排氣流量。
7.如權利要求3所述的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，其特征在于，檢測發(fā)動機的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，基于排氣溫度對吸入空氣量和燃料的氣化氣體量進行溫度換算，計算出朝向微粒過濾器的排氣流量。
8.如權利要求4所述的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，其特征在于，檢測發(fā)動機的吸入空氣量和燃料噴射量和排氣溫度，基于排氣溫度對吸入空氣量和燃料的氣化氣體量進行溫度換算，計算出朝向微粒過濾器的排氣流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及具備強制地對微粒過濾器(13)進行加熱，焚燒收集到的微粒的過濾器再生機構的排氣凈化裝置的再生不良診斷方法，求出朝向微粒過濾器(13)的排氣流量與微粒過濾器(13)的輸入一側以及輸出一側的差壓，計算出差壓變化相對于排氣流量變化的斜度，將該計算斜度與規(guī)定的基準斜度進行比較，在上述計算斜度超過了上述基準斜度時診斷微粒過濾器(13)的再生不良。
文檔編號B01D53/94GK102265008SQ20098015247
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2008年12月24日
發(fā)明者南川仁一, 小泉亙, 成田洋紀 申請人:日野自動車株式會社