專利名稱：廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)，在停車
狀態(tài)下DPF (柴油顆粒過濾器)強制再生時，即使負荷上升的情況下，也能夠避免發(fā)動機缸內(nèi)的燃燒惡化。
背景技術(shù)：
在由稱為柴油顆粒過濾器(DPF: Diesel Particulate Filter,以下稱為DPF)的過濾器捕集從柴油機排出的粒狀物(PM: particulate matter,以下稱為PM)的廢氣凈化裝置中的一個裝置上有連續(xù)再生型DPF裝置。
在該連續(xù)再生型DPF裝置中，當廢氣溫度在約35(TC以上時，DPF所捕集的PM連續(xù)燃燒而被凈化。由此，DPF進行自我再生。但是，在低速低負荷等廢氣溫度低的情況下，因催化劑的溫度下降而為非活性化，所以很難氧化PM而使DPF自我再生。因此，PM向DPF的堆積而導(dǎo)致堵塞，從而產(chǎn)生了由該堵塞所導(dǎo)致的排壓上升的問題。
因此，在PM向DPF的堵塞超過規(guī)定的量(閾值)時，因缸內(nèi)(筒內(nèi))的多級延遲噴射(多噴射)或后噴射(補充噴射Post Injection)等，使廢氣強制升溫，進行強制燃燒除去捕集的PM的強制再生。在該強制再生中，由配置在DPF的上游側(cè)的氧化催化劑或擔載在DPF上的氧化催化劑來使通過后噴射等供給至廢氣中的HC(炭化氫)燃燒。由此，利用該氧化反應(yīng)熱，使DPF的入口或DPF的過濾器表面的廢氣溫度上升，使DPF升溫至在DPF中蓄積的PM可燃燒的溫度以上。通過該升溫，燃燒除去PM。
該強制再生有通過手動再生來進行的情況和通過自動再生來進行的情況。在手動再生的情況下，DPF的堵塞超過規(guī)定的量時，向駕駛者發(fā)出警告。接受到該警告的駕駛者通過按下強制再生的開始用按鈕，來進行強制再生。另一方面，在自動再生中，DPF的堵塞超過規(guī)定的量時，不特別向駕駛者發(fā)出警告，而是即使在行駛中也自動進行強制再生。在該強制再生中，即使是在空轉(zhuǎn)狀態(tài)連續(xù)了規(guī)定時間以上時進行自動再生的情況、或者即使是強制再生由開始時為行駛狀態(tài)、轉(zhuǎn)移到停車狀態(tài)的情況、或者駕駛者使車輛停車并按下強制再生用按鈕來進行的手動再生的情況下，車輛都處于停車狀態(tài)。在該停車狀態(tài)下的強制再生中，
有為了提高發(fā)動機的負荷以使DPF保溫而進行關(guān)閉排氣調(diào)節(jié)閥(排氣制動閥或排氣節(jié)流閥)的控制的情況。
例如，日本特開2005-139992號公報(第0040段)中記載的那樣，在DPF的上游側(cè)所具有燃料添加機構(gòu)的排氣凈化裝置中，示出了如下的再生控制。在該裝置中，在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的燃料添加時進行使怠速轉(zhuǎn)速較通常上升的再生控制。在該再生控制中，使排氣制動閥等排氣制動閥進行關(guān)閉動作，調(diào)節(jié)排氣流量。由此，通過排氣阻力升高，溫度較低的進氣難以流入到氣筒內(nèi)，溫度較高的廢氣的殘留量增加。含有多量該溫度較高的廢氣的氣筒內(nèi)的空氣在接下來的壓縮工序中被壓縮而迎接爆發(fā)行程，由此實現(xiàn)進一步的排氣溫度的上升。
此外，例如日本特開2005-282545號公報所記載的那樣，在通過DPF強制再生的多噴射(多級延遲噴射)來進行的低捕集量時排氣升溫機構(gòu)的動作中，也提案了進行接下來的排氣節(jié)流閥控制的廢氣凈化系統(tǒng)。在行駛狀態(tài)中打開排氣調(diào)節(jié)閥(排氣制動或者排氣節(jié)流閥)，從行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)移到停車狀態(tài)的情況下關(guān)閉排氣調(diào)節(jié)閥，進而在從停車狀態(tài)轉(zhuǎn)移到行駛狀態(tài)的情況下關(guān)閉排氣調(diào)節(jié)閥。
然而，該情況下會有下面的問題。在停車狀態(tài)下的強制再生中，有例如因冷藏車中冷凍機的壓縮機運轉(zhuǎn)等而導(dǎo)致發(fā)動機負荷上升的情況。如果在該發(fā)動機負荷上升時，關(guān)閉排氣調(diào)節(jié)閥，則新氣難以進入到發(fā)動機的缸內(nèi)，因而，進入空氣量減少，缸內(nèi)的燃燒惡化。
專利文獻l:日本特開2005-139992號公報(第0040段)
專利文獻2:日本2005-282545號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的問題而作出的，其目的在于，提供一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)，在車輛的停車狀態(tài)下關(guān)閉排氣調(diào)節(jié)閥而進行用于凈化廢氣中的PM (粒狀物)的DPF (柴油顆粒過濾器)的強制再生的情況下，發(fā)動機負荷上升時打開排氣調(diào)節(jié)閥，能夠?qū)⑿職鈱?dǎo)入到發(fā)動機的缸內(nèi)而將缸內(nèi)的燃燒維持在良好的狀態(tài)。
用于達成上述目的的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，該廢氣凈化系統(tǒng)在搭載于車輛的內(nèi)燃機的排氣通路上具備廢氣凈化裝置，所述廢氣凈化裝置具有柴油顆粒過濾器，該廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法的特征在于，在車輛的停車狀態(tài)下實施關(guān)閉了排氣調(diào)節(jié)閥的強制再生控制的過程中，在發(fā)動機負荷成為規(guī)定的第1判斷值以上的情況下，打開上述排氣調(diào)節(jié)閥。
由此，當停車再生中負荷急劇地變高時，能夠快速地控制以打開排氣制動閥或排氣節(jié)流閥等排氣調(diào)節(jié)閥，因此，能夠確保進入的空氣量。因此，在例如冷藏車開始急速冷凍等情況下導(dǎo)致負荷急增時，也能避免產(chǎn)生燃燒惡化。
此外，在上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法中，在發(fā)動機負荷變?yōu)楸壬鲜鲆?guī)定的第l判斷值大的規(guī)定的第2判斷值以上的情況下，發(fā)出上述排氣調(diào)節(jié)閥故障的警告。由此，在排氣調(diào)節(jié)閥因由固著等導(dǎo)致的堵塞而故障，負荷上升過高的情況下，能夠通過故障燈的閃爍向駕駛者進行警告，能夠使駕駛者知道排氣調(diào)節(jié)閥的堵塞。該第2判斷值設(shè)定為比第l判斷值大的值。
而且，用于達成上述目的的廢氣凈化系統(tǒng)，在搭載于車輛的內(nèi)燃機的排氣通路上具備具有柴油顆粒過濾器的廢氣凈化裝置；以及實施上述柴油顆粒過濾器的強制再生的控制裝置，在該廢氣凈化系統(tǒng)中，在車輛的停車狀態(tài)下實施關(guān)閉了排氣調(diào)節(jié)閥的強制再生控制的過程中，在發(fā)動機負荷成為規(guī)定的第1判斷值以上的情況下，上述控制裝置打開上述排氣調(diào)節(jié)閥。
通過該結(jié)構(gòu)，當停車再生中負荷急劇地變高時，能夠快速地控制以打開排氣制動閥或排氣節(jié)流閥等排氣調(diào)節(jié)閥，因此，能夠確保進入空氣量。因此，在例如冷藏車開始急速冷凍等情況下導(dǎo)致負荷急增時，也能避免產(chǎn)生燃燒惡化。
此外，在上述廢氣凈化系統(tǒng)中，在發(fā)動機負荷變?yōu)楸壬鲜鲆?guī)定的第1判斷值大的規(guī)定的第2判斷值以上的情況下，上述控制裝置發(fā)出上述排氣調(diào)節(jié)閥故障的警告。通過該結(jié)構(gòu)，在排氣調(diào)節(jié)閥因由固著等導(dǎo)致的堵塞而故障，負荷過于提高的情況下，能夠通過故障燈的閃爍向駕駛者進行警告，能夠使駕駛者知道排氣調(diào)節(jié)閥的堵塞。
另外，作為該廢氣凈化系統(tǒng)的例子，包括如下的廢氣凈化系統(tǒng)具備在內(nèi)燃機的排氣通路上從上游側(cè)依次配置有擔載著氧化催化劑的氧化催化劑裝置和DPF的廢氣凈化裝置，或者在內(nèi)燃機的排氣通路上配置有擔載著氧化催化劑的DPF的廢氣凈化裝置等。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)，即使在車輛的停車狀態(tài)下關(guān)閉排氣調(diào)節(jié)閥而進行用于凈化廢氣中的PM (粒狀物)的DPF (柴油顆粒過濾器)的強制再生的情況下，也在發(fā)動機負荷上升時打開排氣調(diào)節(jié)閥。從而能夠?qū)⑿職鈱?dǎo)入到發(fā)動機的缸內(nèi)以使缸內(nèi)的燃燒維持在良好的狀態(tài)。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的強制再生控制流程的一例的圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式的排氣節(jié)流閥的操作的控制流程的一例的圖。
附圖標記說明1廢氣凈化系統(tǒng)10柴油機(內(nèi)燃機)11排氣通路
12連續(xù)再生型DPF裝置
12a氧化催化劑
12b帶催化劑的過濾器
14排氣節(jié)流閥
28故障燈
40控制裝置(ECU)V車輛速度Qf燃料噴射量
Qfl規(guī)定的第1判定值
QG規(guī)定的第2判定值
具體實施例方式
下面，針對本發(fā)明的實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)，參照附圖進行說明。圖1示出了該實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)。
該廢氣凈化系統(tǒng)1是通過在柴油機(內(nèi)燃機)10的排氣通路11中設(shè)置廢氣凈化裝置12和消音器13而構(gòu)成的。該廢氣凈化裝置12是連續(xù)再生型DPF (柴油顆粒過濾器)裝置的一種。該廢氣凈化裝置12構(gòu)成為在上游側(cè)具有氧化催化劑裝置12a，在下流側(cè)具有帶催化劑的過濾器裝置(DPF)12b。
該氧化催化劑裝置12a是通過在多孔質(zhì)的陶瓷的蜂窩結(jié)構(gòu)等擔載體上擔載白金等氧化催化劑而形成的。帶催化劑的過濾器裝置12b是由對多孔質(zhì)的陶瓷的蜂窩狀的通道的入口和出口進行了交替封口的整塊蜂窩型壁流式的過濾器等而形成的。在該過濾器的部分中擔載白金或氧化鈰等催化劑。廢氣G中的PM (粒狀物)被多孔質(zhì)的陶瓷的壁捕集(tmp)。
而且，為了推測帶催化劑的過濾器裝置12b的PM的堆積量，在廢氣凈化裝置12的前后所連接的導(dǎo)通管上設(shè)有差壓傳感器31。此外，在氧化催化劑裝置12a的上游側(cè)或下游側(cè)設(shè)置排氣節(jié)流閥14作為排氣調(diào)節(jié)機構(gòu)。另外，也可以代替排氣節(jié)流閥14而使用排氣制動閥。該情況下，在氧化催化劑裝置12a的上游側(cè)設(shè)置排氣制動閥。
此外，在吸氣通路15上，設(shè)有凈氣機16、 MAF傳感器(進入空氣量傳感器)17、進氣調(diào)節(jié)閥(進氣節(jié)流閥)18。該進氣調(diào)節(jié)閥18調(diào)整進入進氣歧管的進氣A的量。此外，在EGR通路19上設(shè)有EGR冷卻器20和調(diào)整EGR量的EGR閥21。
進而，在氧化催化劑裝置12a的上游側(cè)設(shè)置氧化催化劑入口排氣溫度傳感器32，用于帶催化劑的過濾器裝置12b的強制再生控制，在氧化催化劑裝置12a和帶催化劑的過濾器裝置12b之間設(shè)置過濾器入口排氣溫度傳感器33。該氧化催化劑入口排氣溫度傳感器32檢測向氧化催化劑裝置12a流入的廢氣的溫度、即氧化催化劑入口排氣溫度Tgl。此外，過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測向帶催化劑的過濾器裝置12b流入的廢氣的溫度、即過濾器入口排氣溫度Tg2。
這些傳感器的輸出值被輸入至控制裝置(ECU: engine control unit) 40，該控制裝置40進行整個發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)控制，并且也進行廢氣凈化裝置12的強制再生控制。通過從該控制裝置40輸出的控制信號，控制排氣節(jié)流閥14、進氣節(jié)流閥18、 EGR閥21、燃料噴射裝置(噴射噴嘴)22等。
該燃料噴射裝置22連接在共軌噴射系統(tǒng)(未圖示)上，該共軌噴射系統(tǒng)可暫時存儲被燃料泵(未圖示)升壓后的高壓燃料。為了發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)，向控制裝置40中輸入來自加速踏板位置傳感器(APS) 34的加速踏板開度、來自轉(zhuǎn)速傳感器35的發(fā)動機轉(zhuǎn)速等信息之外，還輸入車輛速度、冷卻水溫度等信息。從控制裝置40輸出通電時間信號，以便從燃料噴射裝置22噴射規(guī)定量的燃料。
此外，設(shè)置有用于喚起注意的警告單元即閃爍燈(DPF lamp) 23、異常時點亮燈24和手動再生按鈕(手動再生開關(guān))25。由此，在該廢氣凈化裝置12的強制再生控制中，不僅只是在行駛中自動進行強制再生，當帶催化劑的過濾器裝置12b的PM捕集量超過一定量、帶催化劑的過濾器裝置12b堵塞時，喚起駕駛者(driver)注意，以便駕駛者在隨意停車后能夠進行強制再生。并且，在發(fā)動機10附近配置冷凍機的壓縮機26、急速冷凍開關(guān)27和故障燈28。構(gòu)成為急速冷凍開關(guān)27的信號被輸入到控制裝置40中。進而，構(gòu)成為在檢測到排氣節(jié)流閥14的故障時能夠使故障燈28閃爍。
在該廢氣凈化系統(tǒng)1的控制中，通過通常的運轉(zhuǎn)來捕集PM。在該通常的運轉(zhuǎn)中，監(jiān)視是否是強制再生開始的時期，若判斷出是強制再生開始的時期，則進行強制再生。在該強制再生中有在行駛中進行強制再生控制的自動再生和在駕駛者因警告而停車后通過按下手動再生按鈕25而開始的手動再生。這些再生是根據(jù)行駛距離、DPF差壓的值來適當選擇實施。通過該手動再生，能夠解決機油稀釋(oil dilution)的問題。該問題是，因行駛中的自動再生的情況下的行駛中的強制再生時的后噴射(補充噴射PostInjection)、未燃燃料混入發(fā)動機油(潤滑油)中從而稀釋發(fā)動機油這一問題。通過產(chǎn)生機油稀釋的問題時的自動再生，能夠減少手動再生的情況下駕駛者輸入(停車和按下再生按鈕等)再生控制開始信號的麻煩。
在該強制再生中，進行多級延遲噴射(多噴射)使排氣溫度上升，
在過濾器入口排氣溫度Tg2或氧化催化劑入口排氣溫度Tgl成為規(guī)定溫度(約250。C)以上時進行后噴射(補充噴射)。由此，使過濾器入口排氣溫度Tg2上升來進行強制再生。過濾器入口排氣溫度Tg2由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測，氧化催化劑入口排氣溫度Tgl由氧化催化劑入口排氣溫度傳感器32檢測。在該強制再生中，在車輛停車的情況下，再關(guān)閉排氣節(jié)流閥14進行排氣調(diào)節(jié)。另外，進行這些強制再生的再生控制裝置被組裝到控制裝置40中。
并且，在本發(fā)明中，在停車狀態(tài)下的強制再生中，當冷藏車的急速冷凍開關(guān)27被按下時等，發(fā)動機負荷上升到規(guī)定的第1判定值以上的情況下，即燃料噴射量Qf成為規(guī)定的第1判定值Qfl以上的情況下，進行控制以打開排氣節(jié)流閥14。該燃料噴射量Qf為由預(yù)先輸入的映射數(shù)據(jù)確定的目標燃料噴射量。進而，在燃料噴射量Qf成為規(guī)定的第2判定值Qf2以上的情況下，判斷為由排氣節(jié)流閥14的堵塞所致的故障，使故障燈28閃爍，向駕駛者發(fā)出故障警告。該第2判定值Qf2設(shè)定為比第l判定值Qfl大。并且，這些第1判定值Qfl和第2判定值Qf2由試驗結(jié)果燈確定其數(shù)值，預(yù)先輸入及存儲到控制裝置40中。
接著，對該廢氣凈化系統(tǒng)1中的強制再生的開始的判斷方法進行說明。該強制再生的開始的判斷能夠使用眾所周知的方法。例如，使用基于前后差壓AP和規(guī)定的前后差壓閾值A(chǔ)Ps的比較的強制再生開始時期的判斷，除此之外，還使用基于前次的強制再生后的車輛的行駛距離AM和規(guī)定的行駛距離閾值A(chǔ)Ms的比較的強制再生開始時期的判斷。例如，在AP》APs或AM》AMs時，進行強制再生。
接著，基于控制流程對該該廢氣凈化系統(tǒng)1中的控制進行說明。在該控制中，以通常的運轉(zhuǎn)來捕集PM。在該通常的運轉(zhuǎn)中，監(jiān)視是否是再生時期，若判斷出是再生時期，則進行警告或行駛中的自動再生。在警告的情況下，接受該警告的駕駛者停止車輛后通過操作手動再生按鈕25來進行強制再生。
而且，在該實施方式中，該手動再生或自動再生的強制再生按照圖2所例示的控制流程進行。在該圖2的強制再生的控制流程中，作為標 示氧化催化劑的溫度(床層溫度)的催化劑溫度標示溫度，使用由過濾 器入口排氣溫度傳感器33檢測出的第2廢氣溫度Tg2。當該第2廢氣 溫度Tg2在規(guī)定的第1判定溫度Tcl以上時，由后噴射將未燃燃料供給 至氧化催化劑裝置12a的上游側(cè)。并且，作為標示帶催化劑的過濾器裝 置12b的溫度的過濾器溫度標示溫度，也使用第2廢氣溫度Tg2。第2 廢氣溫度Tg2通過過濾器入口排氣溫度傳感器33來檢測。當該第2廢 氣溫度Tg2在規(guī)定的第2判定溫度Tc2以上時，不進行后噴射，而進行 基于多級延遲噴射的溫度維持控制。
若該圖2的控制流程開始，則在步驟Sll中，計算第1判斷溫度 Tcl。該第l判斷溫度Tcl，是當?shù)?廢氣溫度(催化劑溫度標示溫度) Tg2變?yōu)樵摐囟葧r，HC在氧化催化劑裝置12a的氧化催化劑的作用下 被充分氧化的溫度(例如，約250'C)。第2廢氣溫度(催化劑溫度標 示溫度)是由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測出的廢氣溫度。該HC 是通過補充噴射而供給的未燃燃料。此外，第1判斷溫度Tcl也可以使 用隨著此時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne變化的值。此外，可以代替由過濾器入口 排氣溫度傳感器33檢測出的第2廢氣溫度Tg2,而使用由氧化催化劑 入口溫度傳感器32檢測出的第1廢氣溫度Tgl 。
在接下來的步驟S12中，進行第2廢氣溫度(催化劑溫度指標溫度) Tg2的檢驗。當該第2廢氣溫度Tg2比在步驟Sll中計算出的第1判斷溫 度Tcl低時，在步驟S20A中進行了排氣節(jié)流閥14的操作后，在步驟S13 中，在規(guī)定的時間(與步驟S13中的第2廢氣溫度Tg2的檢驗的間隔相關(guān) 的時間)Atl內(nèi)進行第1廢氣升溫控制。
該步驟S20A的排氣節(jié)流閥的操作按照圖3所示的控制流程進行。 另外，也同樣地進行步驟S20B、步驟S20C。若進入到該圖3的控制流 程，則在步驟S21中從車速傳感器(未圖示)輸入車輛速度V，在接下 來的步驟S22中進行車輛速度的檢驗。根據(jù)該車輛速度V是否為零 (=0)，來判斷是否為停車狀態(tài)。另外，該是否為停車狀態(tài)的判斷也可 以不取決于車輛速度，而是由加速踏板位置傳感器34、側(cè)制動器(side brake)開關(guān)、駐車制動器開關(guān)、離合器位置等的組合來判斷。車輛速度V為零的情況下(YES)，前進到步驟S23。車輛速度不為零的情況 下(NO)，前進到步驟S28，打開排氣節(jié)流閥14。另外，在已經(jīng)打開 的情況下保持打開的狀態(tài)。在該步驟S28中，結(jié)束步驟S20A(或者S20B、 S20C)，前進到接下來的步驟S13 (或者步驟S16、 S17)。
在步驟S23中，輸入燃料噴射量Qf，在接下來的步驟S24中，通 過該燃料噴射量Qf來進行發(fā)動機負荷是否為規(guī)定的第1判斷值以上的 判斷。另外，該燃料噴射量Qf是由預(yù)先設(shè)定的映射數(shù)據(jù)等確定的目標 燃料噴射量。若該燃料噴射量Qf在規(guī)定的第1判斷值Qfl以上(YES)， 則前進到步驟S25,若該燃料噴射量Qf不在規(guī)定的第1判斷值Qfl以 上(NO),則在步驟S26中，關(guān)閉排氣節(jié)流閥14。另外，在已經(jīng)關(guān)閉 的情況下繼續(xù)關(guān)閉的狀態(tài)。在該步驟S26中，結(jié)束步驟S20A(或者S20B、 S20C)，前進到接下來的步驟S13 (或者步驟S16、 S17)。
在歩驟S25中，通過該燃料噴射量Qf是否在規(guī)定的第2判斷值Qf2 以上來進行發(fā)動機負荷是否為規(guī)定的第2判斷值以上的判斷。若該燃料 噴射量Qf在規(guī)定的第2判斷值Qf2以上(YES)，則判斷為排氣節(jié)流 閥14固著并堵塞，前進到步驟S27，使故障燈28閃爍。若該燃料噴射 量Qf不在規(guī)定的第2判斷值Qf2以上(NO)，則判斷為排氣節(jié)流闊14 正常，在步驟S28中，打開排氣節(jié)流閥14。另外，在已經(jīng)打開的情況 下繼續(xù)打開的狀態(tài)。在該步驟S27或S28中，結(jié)束步驟S20A(或者S20B、 S20C)，前進到接下來的步驟S13 (或者步驟S16、 S17)。
通過該步驟S20A (S20B、 S20C)的排氣節(jié)流閥的操作的控制，若 在再生控制中車輛為停止狀態(tài)且燃料噴射量Qf為比規(guī)定的第1判斷值 Qfl低的狀態(tài)，則能夠使排氣節(jié)流閥14為打開狀態(tài)。若在再生控制中 且車輛停止時燃料噴射量Qf為規(guī)定的第l判斷值Qfl以上，則能夠使 排氣節(jié)流閥14為打開狀態(tài)。進而，在再生控制中且車輛停止時燃料噴 射量Qf為規(guī)定的第2判斷值Qf2以上的情況下，能夠使故障燈28閃爍， 從而向駕駛者發(fā)出警報。
在該步驟S20A之后的步驟S13的第1廢氣升溫控制中，不進行后 噴射，進行基于第1多級延遲噴射用映射數(shù)據(jù)的多級延遲噴射。即，在 進行該多級延遲噴射的控制時，根據(jù)所檢測出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量，參照該第1多級延遲噴射用映射數(shù)據(jù)，計算多級延遲噴射的噴射量 和噴射的定時，進行多級延遲噴射。燃料噴射量根據(jù)所檢測出的加速踏 板開度等來計算。決定該多級延遲噴射的噴射量和噴射的定時的第1多 級延遲噴射用映射數(shù)據(jù)是以發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量為基礎(chǔ)的映射數(shù) 據(jù)。該燃料噴射量是根據(jù)所檢測出的加速踏板開度等計算出的燃料噴射 量。通過實驗或計算等來預(yù)先設(shè)定該映射數(shù)據(jù)，并輸入至控制裝置。在 該多級延遲噴射中，增加多級延遲噴射的噴射量，使多級延遲噴射的噴 射定時比通常運轉(zhuǎn)時的燃料噴射定時更晚。通過該多級延遲噴射來提高 廢氣的升溫效率，實現(xiàn)廢氣的迅速升溫。
另外，為了實現(xiàn)廢氣的升溫效率的提高，在車輛停車時且燃料噴射
量Qf比規(guī)定的第1判斷值Qfl小時，通過關(guān)閉步驟S20A的排氣節(jié)流 閥14的操作(或者通過維持關(guān)閉狀態(tài)的操作)，來防止熱量逃逸并且 提高發(fā)動機負荷。由此，短時間有效地使廢氣溫度上升，提高氧化催化 劑裝置12a的升溫性。
在該步驟S13之后，返回至步驟Sll。此外，根據(jù)步驟S12的判斷， 若第2廢氣溫度Tg2大于或等于規(guī)定的第1判斷溫度Tcl，則前進至步驟 S14。另外，也能夠如下地進行。作為標示氧化催化劑的溫度的催化劑溫度 標示溫度，使用由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測出的第2廢氣溫度 Tg2和由氧化催化劑入口排氣溫度傳感器32檢測出的第1廢氣溫度Tgl這 兩者。作為對這兩個溫度中的各個規(guī)定的判斷溫度，使用第1判斷溫度Tcl 和第3判斷溫度Tc3。當?shù)?廢氣溫度Tg2超過第1判斷溫度Tcl、且第1 廢氣溫度Tgl超過第3判斷溫度Tc3時，由后噴射向氧化催化劑裝置12a 的上游側(cè)供給未燃燃料。
在步驟S14中，計算出第2判斷溫度Tc2。該第2判斷溫度Tc2是步 驟S16的第2廢氣升溫控制的目標溫度。通過將第2廢氣溫度(過濾器溫 度標示溫度)Tg2維持在該溫度Tc2以上，從而能夠?qū)Т呋瘎┑倪^濾器 裝置12b所捕集的PM的燃燒維持在良好的狀態(tài)下。該第2廢氣溫度Tg2 是由過濾器入口排氣溫度傳感器33檢測出的廢氣的溫度。該第2判斷溫度 Tc2通常設(shè)為比PM的燃燒開始溫度(例如，約35(TC)高的值，例如是500 'C左右。此外，也可以使第2判斷溫度Tc2的值隨著時間的變化而產(chǎn)生多級的變化。
在接下來的步驟S15中，進行第2廢氣溫度(過濾器溫度指標溫度) Tg2的檢驗。當該第2廢氣溫度Tg2比第2判斷溫度TC2低時，在步驟S20B 中進行了與步驟S20A同樣的排氣節(jié)流閥14的操作后，前進至步驟S16的 第2廢氣升溫控制。當?shù)?廢氣溫度Tg2大于等于第2判斷溫度Tc2時， 在步驟S20C中進行了與步驟S20A同樣的排氣節(jié)流閥14的操作后，前進 至步驟S17的溫度維持控制。
在歩驟S16中，在規(guī)定的時間(與步驟S15的第2廢氣溫度Tg2的檢 驗的間隔有關(guān)的時間)At2內(nèi)進行第2廢氣升溫控制。在該第2廢氣升溫 控制中，進行基于與第1多級延遲噴射用映射數(shù)據(jù)不同的第2多級延遲噴 射用映射數(shù)據(jù)的多級延遲噴射。決定該多級延遲噴射的噴射量和噴射的定 時的第2多級延遲噴射用映射數(shù)據(jù)，與第1多級延遲噴射用映射數(shù)據(jù)同樣， 是以發(fā)動機轉(zhuǎn)速和燃料噴射量為基礎(chǔ)的映射數(shù)據(jù)，該燃料噴射量是根據(jù)所 檢測出的加速踏板開度等計算出的燃料噴射量。該映射數(shù)據(jù)通過實驗或計 算等預(yù)先設(shè)定，輸入至控制裝置。
在該多級延遲噴射中，將多級延遲噴射的噴射量減少至維持廢氣溫 度所需的量。關(guān)于多級延遲噴射的噴射定時，與第1廢氣升溫控制S13 時的多級延遲噴射的噴射定時相比減少延遲。通過該多級延遲噴射，在 一定程度上維持廢氣的溫度。與此同時，在通過后噴射將燃料供給至氧 化催化劑裝置12a的同時，通過氧化催化劑使該燃料氧化。由此，提高 流入過濾器裝置12b的廢氣溫度。
另外，為了實現(xiàn)廢氣的升溫效率的提高，在車輛停止時且燃料噴射 量Qf比規(guī)定的第1判斷值Qfl小時，關(guān)閉步驟S20B的排氣節(jié)流閥14 (或維持關(guān)閉狀態(tài)).。通過該操作，來防止熱量逃逸并且提高發(fā)動機負 荷。由此，短時間有效地使廢氣溫度上升，提高氧化催化劑裝置12a的 升溫性。
而且，通過第2廢氣升溫控制的多級延遲噴射來繼續(xù)進行廢氣溫度的 升溫，并且通過后噴射向廢氣中供給未燃燃料(HC)。能夠用氧化催化劑 裝置12a氧化該未燃燃料，通過該氧化熱使廢氣的溫度能夠進一步升溫。 當該升溫后的廢氣的溫度Tg2變?yōu)榇笥诘扔诘?判斷溫度Tc2時，由帶催化劑的過濾器裝置12b捕集的PM會燃燒。另外，可以通過該第2廢氣升 溫控制，使第2廢氣溫度Tg2連續(xù)升溫至控制目標的溫度TC2為止，但也 可以通過二階段或多階段來進行升溫。在該步驟S16之后，前進至步驟S18。
而且，在步驟S15的判斷中，在第2廢氣溫度Tg2大于等于第2判斷 溫度Tc2的情況下，在步驟S17中，在規(guī)定時間(步驟S15的第2廢氣溫 度Tg2的持續(xù)時間的檢驗間隔相關(guān)的時間)At3內(nèi)進行溫度維持控制。在 該溫度維持控制中，進行不伴隨著發(fā)動機10的缸內(nèi)(筒內(nèi))噴射中的后噴 射的多級延遲噴射。
此外，在步驟S17中，進行PM燃燒累積時間的計時。該計時僅在第2 廢氣溫度Tg2大于或等于規(guī)定的第2判斷溫度Tc2的情況下，對PM燃燒 累積時間ta進行計時(ta=ta+At3)。在該步驟S17之后，前進至步驟S18。
在步驟S18中，為了判斷再生控制是否已結(jié)束，進行PM燃燒累積時 間ta的檢驗。在該檢驗中，檢驗PM燃燒累積時間ta是否超過了規(guī)定的判 斷時間Tac。即，若超過了規(guī)定的判斷時間Tac，則再生控制已結(jié)束，前進 至步驟S19。若未超過規(guī)定的判斷時間Tac，則再生控制未結(jié)束，返回至步 驟Sll。而且，在PM燃燒累積時間ta超過規(guī)定的判斷時間tac之前，進行 步驟S13的第1廢氣升溫控制、步驟S16的第2廢氣升溫控制或步驟S17 的溫度維持控制。
然后，在步驟S19中，結(jié)束強制再生控制，使排氣制動閥14返回至通 常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，恢復(fù)通常噴射控制。然后，退出該處理。
通過該強制再生控制，在強制再生時，在第2廢氣溫度(催化劑溫度 標示溫度)Tg2比規(guī)定的第1判斷溫度Tcl低的情況下，進行第1廢氣升 溫控制S13，在催化劑溫度標示溫度Tg2 (或Tgl)在規(guī)定的第l判斷溫度 Tcl以上的情況下，進行第2廢氣升溫控制S16。第2廢氣溫度Tg2是由過 濾器入口排氣溫度傳感器33檢測出的廢氣溫度，即，流入帶催化劑的過濾 器裝置12b的廢氣溫度。在第1廢氣升溫控制S13中，在缸內(nèi)燃料噴射控 制下進行不伴隨后噴射的多級延遲噴射。在第2廢氣升溫控制S16中，在 缸內(nèi)燃料噴射控制下除進行多級延遲噴射之外還進行后噴射。
根據(jù)上述廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)1，即使在車 輛的停車狀態(tài)下關(guān)閉排氣節(jié)流閥14，進行用于凈化廢氣中的PM的帶催化劑的過濾器裝置12b的強制再生的情況下，也在發(fā)動機負荷上升時打 開排氣節(jié)流閥14，從而能夠?qū)⑿職鈱?dǎo)入到發(fā)動機10的缸內(nèi)來將缸內(nèi)的 燃燒維持在良好的狀態(tài)。
另外，在上述的實施方式中，作為廢氣凈化系統(tǒng)的廢氣凈化裝置，以 上游側(cè)的氧化催化劑裝置12a和下流側(cè)的帶催化劑的過濾器12b的組合為 例進行了說明。但是，廢氣凈化裝置也可以是擔載著氧化催化劑的過濾器。 另外，作為向氧化催化劑12a的上游側(cè)供給未燃燃料(HC)的方法，說明 了后噴射(補充噴射)。但是，也可以采用從該未燃燃料供給裝置向直接 排氣通路11內(nèi)噴射未燃燃料的排氣管內(nèi)直接噴射的方法。該情況下，在排 氣通路11上設(shè)置未燃燃料供給裝置。
工業(yè)實用性
具有上述的優(yōu)良效果的本發(fā)明的廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈 化系統(tǒng)，能夠極有效地利用于在車輛所搭載的內(nèi)燃機等上所設(shè)置的廢氣凈 化系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法，該廢氣凈化系統(tǒng)在搭載于車輛的內(nèi)燃機的排氣通路中具備廢氣凈化裝置，所述廢氣凈化裝置具有柴油顆粒過濾器，該廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法的特征在于，在車輛的停車狀態(tài)下實施關(guān)閉了排氣節(jié)流閥的強制再生控制的過程中，在發(fā)動機負荷成為規(guī)定的第1判斷值以上的情況下，打開上述排氣節(jié)流閥。
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， 在發(fā)動機負荷變?yōu)楸壬鲜鲆?guī)定的第1判斷值大的規(guī)定的第2判斷值以上的情況下，發(fā)出上述排氣節(jié)流閥故障的警告。
3. —種廢氣凈化系統(tǒng)，在搭載于車輛的內(nèi)燃機的排氣通路中具備具 有柴油顆粒過濾器的廢氣凈化裝置；以及實施上述柴油顆粒過濾器的強制 再生的控制裝置，該廢氣凈化系統(tǒng)的特征在于，在車輛的停車狀態(tài)下實施關(guān)閉了排氣節(jié)流閥的強制再生控制的過程 中，在發(fā)動機負荷變?yōu)橐?guī)定的第1判斷值以上的情況下，上述控制裝置打 開上述排氣節(jié)流閥。
4. 如權(quán)利要求3所述的廢氣凈化系統(tǒng)，其特征在于， 在發(fā)動機負荷變?yōu)楸壬鲜鲆?guī)定的第1判斷值大的規(guī)定的第2判斷值以上的情況下，上述控制裝置發(fā)出上述排氣節(jié)流閥故障的警告。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢氣凈化系統(tǒng)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)。在廢氣凈化系統(tǒng)(1)的控制方法以及廢氣凈化系統(tǒng)(1)中，在車輛的停車狀態(tài)下實施關(guān)閉了排氣節(jié)流閥(14)的強制再生控制的過程中，在發(fā)動機負荷成為規(guī)定的第1判斷值以上的情況下，打開上述排氣節(jié)流閥(14)。由此，在關(guān)閉排氣節(jié)流閥(14)進行用于凈化廢氣中的PM(粒狀物)的DPF(12)的強制再生的情況下，當發(fā)動機負荷上升時打開排氣節(jié)流閥(14)，能夠?qū)⑿職鈱?dǎo)入到發(fā)動機(10)的缸內(nèi)，從而將缸內(nèi)的燃燒維持在良好的狀態(tài)。
文檔編號F01N3/18GK101583779SQ200780049709
公開日2009年11月18日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
發(fā)明者后藤真司, 小野寺貴夫, 益子達夫, 長谷山尊史 申請人:五十鈴自動車株式會社