專利名稱：集塵過(guò)濾器的再生方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將排放氣體中含有的微粒子物質(zhì)除去的集塵過(guò)濾器(Particulate Filter)的再生方法及系統(tǒng)，具體是涉及使集塵過(guò)濾器燃燒而使集塵過(guò)濾器再生的集塵過(guò) 濾器的再生方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車，多數(shù)設(shè)置有將排放氣體中的微粒子狀物質(zhì)即 PM(Particulate Matter)捕獲而凈化排放氣體的集塵過(guò)濾器(Particulate Filter)。特 別是將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)車所使用的集塵過(guò)濾器稱為DPF(Diesel Particulate Filter)。由 于當(dāng)這種DPF中積蓄一定量的PM時(shí)會(huì)產(chǎn)生堵塞，因此，通過(guò)使排放氣體溫度上升而使PM燃 燒，而使DPF再生(例如參見專利文獻(xiàn)1)。如上所述，在將DPF那樣的集塵過(guò)濾器(Particulate Filter)再生時(shí)，必須使排 放氣體溫度上升。為了使排放氣體溫度上升，需要向發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃料而增大熱量。然而，對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量，從發(fā)動(dòng)機(jī)的有效運(yùn)用方面考慮，按照滿足規(guī)定的空燃比的方式進(jìn)行 控制。因此，難以在任意的定時(shí)增大排放氣體的熱量，通常在機(jī)動(dòng)車的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn) 行DPF的再生。專利文獻(xiàn)1所述的集塵過(guò)濾器的再生方法，通過(guò)根據(jù)目標(biāo)排放氣體溫度決定燃料 噴射量，利用膨脹比可變裝置調(diào)節(jié)實(shí)際膨脹比，而使排放氣體溫度上升。利用這種操作，可 以不局限于機(jī)動(dòng)車的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，而在更大范圍的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下使集塵過(guò)濾器再生。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2008-106687號(hào)公報(bào)。但是，專利文獻(xiàn)1所述的集塵過(guò)濾器的再生方法，需要調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際膨脹比 的膨脹比可變裝置，因此存在裝置復(fù)雜化并且控制困難的問(wèn)題。此外，在集塵過(guò)濾器的上游 側(cè)配置有增壓器的情況下，排放氣體會(huì)由于增壓器做功而被奪走熱量，從而存在效率差的 問(wèn)題。進(jìn)而，由于DPF的燃燒需要氧，因此，在沒(méi)有增加供給發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量而增加了燃料 供給量的情況下，進(jìn)氣中的氧被燃料的燃燒所使用，因此，存在DPF的燃燒所需要的氧量不 足的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種集塵過(guò)濾器的再生方法 及系統(tǒng)，能夠向集塵過(guò)濾器效率良好地供給氧，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)效率良好地使排放氣體 的溫度上升。本發(fā)明提供一種集塵過(guò)濾器的再生方法，其在配置于具備增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排放 氣體流路中的集塵過(guò)濾器的再生時(shí)期，使排放氣體的溫度上升而使所述集塵過(guò)濾器的捕獲 物燃燒，其特征在于，包括與流過(guò)所述增壓器的渦輪的排放氣體流量無(wú)關(guān)地使壓縮氣體的 流量增大的第一步驟；以及使所述壓縮空氣的一部分從所述內(nèi)燃機(jī)的上游側(cè)的進(jìn)氣流路旁 通到所述集塵過(guò)濾器的上游側(cè)的所述排放氣體流路的第二步驟。
進(jìn)而，優(yōu)選的是，包括按照減小流過(guò)所述渦輪的排放氣體的能量損耗的方式進(jìn)行 調(diào)節(jié)的第三步驟。所述第三步驟例如是使可變?nèi)萘渴皆鰤浩鞯目勺儑娮斐蔀榇蜷_狀態(tài)的步 驟或者使廢氣旁通閥成為打開狀態(tài)的步驟。此外，本發(fā)明提供一種集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)，其在配置于具備增壓器的內(nèi)燃機(jī) 的排放氣體流路中的集塵過(guò)濾器的再生時(shí)期，使排放氣體的溫度上升而使所述集塵過(guò)濾器 的捕獲物燃燒，其特征在于，具有能夠與流過(guò)所述增壓器的渦輪的排放氣體流量無(wú)關(guān)地增 大壓縮空氣的流量的進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；將所述內(nèi)燃機(jī)上游側(cè)的進(jìn)氣流路和所述集塵過(guò)濾器 上游側(cè)的所述排放氣體流路連接的旁通流路；調(diào)節(jié)所述旁通流路的流量的流量調(diào)節(jié)閥；以 及控制所述進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和所述流量調(diào)節(jié)閥的控制裝置。所述進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，例如是與所述增壓器連接的電動(dòng)馬達(dá)或配置在所述增壓器 上游側(cè)的電動(dòng)輔助裝置。此外，優(yōu)選的是，所述旁通流路與所述內(nèi)燃機(jī)之后或者所述集塵過(guò) 濾器之前的排放氣體流路連接。也可以是所述增壓器具有調(diào)節(jié)流入所述渦輪的排放氣體流量的渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)，所述控制裝置調(diào)節(jié)所述渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以減小流過(guò)所述渦輪的排放氣體的能量損 耗。所述渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，例如是可變噴嘴或廢氣旁通閥，所述控制裝置使可變噴嘴或者 廢氣旁通閥成為打開狀態(tài)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生方法及系統(tǒng)，由于與流過(guò)增壓器的渦輪的排放氣 體流量無(wú)關(guān)地使壓縮氣體的流量增大，并且，使壓縮空氣的一部分從內(nèi)燃機(jī)旁通而供給到 集塵過(guò)濾器，因此，可以增加對(duì)集塵過(guò)濾器的氧供給量，可以有效地使集塵過(guò)濾器的捕獲物 燃燒。尤其是，由于將旁通的壓縮空氣供給到內(nèi)燃機(jī)之后的排放氣體流路，因此，能夠使未 燃燒部分的燃料燃燒，從而能夠謀求增大熱量。此外，由于按照減小流過(guò)渦輪的排放氣體的能量損耗的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，可以 減少排放氣體在渦輪進(jìn)行的做功量，可以抑制熱量的損耗，從而可以有效地使排放氣體的溫度上升。


圖1表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖2表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖3表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖4是第三實(shí)施方式的渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的放大圖。圖5表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第四實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖6是第四實(shí)施方式的渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的放大圖。圖7表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第五實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖8表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第六實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。標(biāo)記說(shuō)明1-增壓器It-渦輪Ic-壓縮機(jī)
Im-電動(dòng)馬達(dá)In-可變噴嘴Iw-廢氣旁通閥Ig-發(fā)電機(jī)2-發(fā)動(dòng)機(jī)3-排放氣體流路3e-發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路4-集塵過(guò)濾器4s-壓力傳感器5-電動(dòng)馬達(dá)6-進(jìn)氣流路6e-發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路7-旁通流路8-流量調(diào)節(jié)閥9-控制裝置31-葉片41-分流路42-旁通流路43-促動(dòng)器44-閥體51-電動(dòng)輔助裝置51c-壓縮機(jī)51m-電動(dòng)馬達(dá)61-蓄電池
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)圖1 圖8說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。其中，圖1表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾 器的再生系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖1所示的本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)，其在配置在具備增壓器1的發(fā)動(dòng)機(jī) (內(nèi)燃機(jī))2的排放氣體流路3中的集塵過(guò)濾器(Particulate Filter)4的再生時(shí)期，使排 放氣體的溫度上升而使集塵過(guò)濾器4的捕獲物燃燒，所述集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)包括能 夠與流過(guò)增壓器1的渦輪It的排放氣體流量無(wú)關(guān)地增大壓縮空氣的流量的進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)即電動(dòng)馬達(dá)5 ；將發(fā)動(dòng)機(jī)2的上游側(cè)的進(jìn)氣流路(發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e)和集塵過(guò)濾器4的 上游側(cè)的排放氣體流路3連接的旁通流路7 ；調(diào)節(jié)旁通流路7的流量的流量調(diào)節(jié)閥8 ；以及 用于控制電動(dòng)馬達(dá)5和流量調(diào)節(jié)閥8的控制裝置9。增壓器1是利用渦輪It回收排放氣體的能量使壓縮機(jī)Ic工作并將壓縮空氣供給 到發(fā)動(dòng)機(jī)2而謀求增大輸出的裝置。壓縮機(jī)Ic的入口側(cè)與吸入外部空氣的進(jìn)氣流路6連 接，其出口側(cè)與將壓縮空氣供給到發(fā)動(dòng)機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e連接。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路 6e也可以配置對(duì)壓縮空氣進(jìn)行冷卻的中間冷卻器。此外，渦輪It的入口側(cè)與輸送發(fā)動(dòng)機(jī)2的排放氣體的發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路!Be連接，其出口側(cè)與將排放氣體排放到外部的排放氣 體流路3連接。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e是進(jìn)氣流路6的一部分，發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路3e 是排放氣體流路3的一部分。此外，圖1所示的增壓器1具有強(qiáng)制地使渦輪It和壓縮機(jī)Ic旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)馬達(dá)5， 構(gòu)成為與流過(guò)渦輪It的排放氣體無(wú)關(guān)地使增壓器1工作。因此，當(dāng)利用電動(dòng)馬達(dá)5強(qiáng)制地 使增壓器1驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以利用壓縮機(jī)Ic的作用增大壓縮空氣的流量。此外，由于利用電動(dòng) 馬達(dá)5強(qiáng)制地使渦輪It旋轉(zhuǎn)，因此，由于流過(guò)渦輪It的排放氣體不做功，因此，可以將熱量 (排放氣體能量)的損耗抑制到最小限度。發(fā)動(dòng)機(jī)2例如是裝在機(jī)動(dòng)車等的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)2根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀 況被控制壓縮空氣或燃料的供給量。該控制利用車載的電子控制單元(ECU)來(lái)進(jìn)行。發(fā)動(dòng) 機(jī)2的控制根據(jù)空燃比(空氣質(zhì)量/燃料質(zhì)量)進(jìn)行控制。例如，在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，利用排放 氣體驅(qū)動(dòng)渦輪It從而驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)lc，將壓縮空氣供給發(fā)動(dòng)機(jī)2，并按照滿足發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸 出要求值的方式向發(fā)動(dòng)機(jī)2供給燃料。為使排放氣體凈化催化劑有效地發(fā)生作用，按照成 為接近理論空燃比(空氣中的氧和燃料沒(méi)有過(guò)多或不足而進(jìn)行反應(yīng)的狀態(tài))的空燃比的方 式來(lái)控制空燃比，或者，為了降低油耗和減少排放氣體中的有害物質(zhì)，也可以控制成低于理 論空燃比的空燃比(經(jīng)濟(jì)空燃比)。此外，這種電子控制單元(E⑶)，也可以作為本發(fā)明的 再生系統(tǒng)的控制裝置9發(fā)揮作用。集塵過(guò)濾器4，例如是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)車所使用的DPF。集塵過(guò)濾器4是由陶瓷等 構(gòu)成的過(guò)濾器，其捕獲排放氣體中的微粒子狀物質(zhì)(PM)。由于當(dāng)這種集塵過(guò)濾器4中積蓄 一定量的PM時(shí)會(huì)產(chǎn)生堵塞，因此，需要通過(guò)使排放氣體溫度上升而使PM燃燒，而使集塵過(guò) 濾器4再生。為了積極地使排放氣體的溫度上升，只要增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)2的燃料供給量即可。 另一方面，由于PM的燃燒需要氧，而由于發(fā)動(dòng)機(jī)2的燃燒而消耗了空氣中的氧，因此，排放 氣體中的氧濃度要比空氣的氧濃度低，從而使得PM的燃燒效率變差。對(duì)此，在本發(fā)明中，連 接有旁通流路7，從而能夠?qū)⑿迈r的空氣供給集塵過(guò)濾器4。此外，如圖1所示，在集塵過(guò)濾 器4配置有壓力傳感器如，用于檢測(cè)集塵過(guò)濾器4的下游的壓力(背壓)而判斷再生時(shí)期。旁通流路7，將發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e和排放氣體流路3連接，其在發(fā)動(dòng)機(jī)2之前抽 吸由壓縮機(jī)Ic吸入的壓縮空氣并將該壓縮空氣旁通到集塵過(guò)濾器4之前。因此，可以將 在發(fā)動(dòng)機(jī)2沒(méi)有燃燒的新鮮空氣供給集塵過(guò)濾器4。旁通的空氣量由流量調(diào)節(jié)閥8進(jìn)行控 制。如圖所示，流量調(diào)節(jié)閥8可以配置在旁通流路7的中間，也可以配置在旁通流路7與發(fā) 動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e的分支點(diǎn)或者旁通流路7與排放氣體流路3的合流點(diǎn)。此外，有時(shí)在排放 氣體流路3中配置有將排放氣體中所含有的有害物質(zhì)(主要是碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、氮?化物)除去的排放氣體凈化催化劑。該排放氣體凈化催化劑多數(shù)配置于集塵過(guò)濾器4的上 游側(cè)，旁通流路7與排放氣體流路3的合流點(diǎn)可以位于排放氣體凈化催化劑的上游側(cè)，也可 以位于排放氣體凈化催化劑的下游側(cè)?？刂蒲b置9具體是上述的電子控制單元(EOT)。控制裝置9與發(fā)動(dòng)機(jī)2的燃料供 給裝置電連接，構(gòu)成為可以按照使發(fā)動(dòng)機(jī)2成為所期望的空燃比的方式向發(fā)動(dòng)機(jī)2供給燃 料。此外，控制裝置9與電動(dòng)馬達(dá)5電連接，構(gòu)成為能夠進(jìn)行電動(dòng)馬達(dá)5的驅(qū)動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速 控制。此外，控制裝置9與流量調(diào)節(jié)閥8電連接，構(gòu)成為能夠控制流量調(diào)節(jié)閥8的打開關(guān)閉 和開度。進(jìn)而，控制裝置9與集塵過(guò)濾器4的壓力傳感器如電連接，構(gòu)成為能夠通過(guò)監(jiān)視集塵過(guò)濾器4的背壓而控制集塵過(guò)濾器4的再生時(shí)期或再生時(shí)間。下面，對(duì)于上述的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的作用、S卩、本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生 方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生方法，其在配置在具備增壓器1的發(fā)動(dòng)機(jī)2的 排放氣體流路3中的集塵過(guò)濾器4的再生時(shí)期，使排放氣體溫度上升而使集塵過(guò)濾器4的 捕獲物燃燒，本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生方法包括與流過(guò)增壓器1的渦輪It的排放氣體 流量無(wú)關(guān)地使壓縮氣體的流量增大的第一步驟；以及使壓縮空氣的一部分從發(fā)動(dòng)機(jī)2的上 游側(cè)的進(jìn)氣流路(發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e)旁通到集塵過(guò)濾器4的上游側(cè)的排放氣體流路3的 第二步驟?？刂蒲b置9根據(jù)配置在集塵過(guò)濾器4的壓力傳感器如的輸出判斷集塵過(guò)濾器4 的再生時(shí)期。具體是，控制裝置9將集塵過(guò)濾器4的下游側(cè)的壓力(背壓)和規(guī)定的閾值 進(jìn)行比較來(lái)判斷集塵過(guò)濾器4的再生時(shí)期。此外，也可以將壓力傳感器如配置在集塵過(guò)濾 器4的下游側(cè)的排放氣體流路3，并根據(jù)集塵過(guò)濾器4的下游側(cè)的壓力來(lái)判斷集塵過(guò)濾器4 的再生時(shí)期，此外，在沒(méi)有配置壓力傳感器4s的情況下，也可以根據(jù)集塵過(guò)濾器4的使用時(shí) 間來(lái)判斷集塵過(guò)濾器4的再生時(shí)期。第一步驟是根據(jù)來(lái)自控制裝置9的指令使電動(dòng)馬達(dá)5工作的步驟。通過(guò)該處理， 可以與流過(guò)渦輪It的排放氣體流量無(wú)關(guān)地使壓縮氣體的流量增大。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5被控制成， 可以吸入能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)2的燃燒所需要的壓縮空氣和集塵過(guò)濾器4所捕獲的PM的燃燒 所需要的氧的分量的壓縮空氣。此外，在排放氣體溫度沒(méi)有達(dá)到集塵過(guò)濾器4的再生所需 要的足夠的溫度時(shí)，為了使排放氣體熱量增大，可以將空燃比控制成從經(jīng)濟(jì)空燃比切換成 理論空燃比或燃料豐富的空燃比；或者增大發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)氣量而提高能夠供給的燃料的上 限。第二步驟是根據(jù)來(lái)自控制裝置9的指令使流量調(diào)節(jié)閥8成為打開狀態(tài)的步驟。通 過(guò)該處理，可以使壓縮空氣的一部分從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e旁通到集塵過(guò)濾器4的上游側(cè)的 排放氣體流路3。流量調(diào)節(jié)閥8的開度被控制成，可以抽進(jìn)能夠確保集塵過(guò)濾器4所捕獲 的PM的燃燒所需要的氧的分量的壓縮空氣。此外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e的壓力通常比 排放氣體流路3的壓力要高，因此，不需要配置泵等的進(jìn)氣裝置，但在需要配置泵等的情況 下，也可以在旁通流路7中配置泵等的進(jìn)氣裝置而積極地使壓縮空氣旁通。在集塵過(guò)濾器4的下游側(cè)的壓力(背壓)低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，判斷為集塵過(guò)濾 器4的再生結(jié)束?？刂蒲b置9根據(jù)壓力傳感器如的輸出判斷再生結(jié)束的定時(shí)。此外，也可 以是在集塵過(guò)濾器4的再生經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間后判斷為再生結(jié)束。再生結(jié)束時(shí)間根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或 統(tǒng)計(jì)來(lái)進(jìn)行設(shè)定，控制裝置9對(duì)于再生時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)。接下來(lái)，對(duì)于本發(fā)明的集塵過(guò)濾器4的再生系統(tǒng)的其它實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中， 圖2表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖3表示本發(fā)明 的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖4是第三實(shí)施方式的渦輪流量 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的放大圖。圖5表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第四實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成 圖。圖6是第四實(shí)施方式的渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的放大圖。圖7表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的 再生系統(tǒng)的第五實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。圖8表示本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)的第六 實(shí)施方式的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。此外，在各圖中，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成部件附加相同的 標(biāo)記，省略重復(fù)的說(shuō)明。
圖2所示的本發(fā)明的第二實(shí)施方式，將旁通流路7的出口部與發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流 路3e連接。優(yōu)選的是旁通流路7的出口部與發(fā)動(dòng)機(jī)2之后的發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路3e連 接。通過(guò)在該位置連接旁通流路7，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路!Be內(nèi)的未燃燒部分的燃料 燃燒，從而能夠增大排放氣體的熱量(排放氣體能量)。在這種情況下，由于被旁通的壓縮 空氣的一部分被未燃燒部分的燃料的燃燒所消耗，因此，考慮到該消耗量來(lái)控制流量調(diào)節(jié) 閥8的開度。圖3所示的本發(fā)明的第三實(shí)施方式構(gòu)成為，增壓器1具有調(diào)節(jié)流入渦輪It的排放 氣體流量的渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，控制裝置9調(diào)節(jié)渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以減小流過(guò)渦輪It的 排放氣體的能量損耗。圖示的是，作為渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)配置有可變噴嘴In的情況。艮口， 增壓器1構(gòu)成所謂的可變?nèi)萘渴皆鰤浩?。可變?nèi)萘渴皆鰤浩?，能夠利用可變噴嘴In的打開 關(guān)閉來(lái)控制供給到渦輪It的排放氣體的流速或流量，由此，能夠控制供給到發(fā)動(dòng)機(jī)2的壓 縮空氣的流量，從而可以利用一個(gè)增壓器1覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)2的大的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍而確保高的增壓 效率?？勺儑娮霫n是包含能夠?qū)⒃鰤浩?作為可變?nèi)萘渴降乃袡C(jī)構(gòu)的含義，例如，還存 在風(fēng)門式或葉片式。此外，在圖1中，表示可變噴嘴In的打開狀態(tài)。如圖4所示，可變噴嘴In配置在渦輪It和發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路；^之間，配置在 渦輪It的入口側(cè)之前?？勺儑娮霫n具有設(shè)置在渦輪殼體上并可旋轉(zhuǎn)的葉片31。在要限制 供給到渦輪U的排放氣體流量而使流速加快的情況下，如圖4的點(diǎn)劃線所示，使葉片31成 為關(guān)閉狀態(tài)。反之，在要增大供給到渦輪It的排放氣體流量而使流速變慢的情況下，如圖4 的實(shí)線所示，使葉片31成為打開狀態(tài)。在使葉片31成為打開狀態(tài)時(shí)，由于可變噴嘴In的 排放氣體阻力變小，因此，可以減小渦輪It的排放氣體的能量損耗。此外，由于渦輪It的 流量增加，因此，與此對(duì)應(yīng)可以由電動(dòng)馬達(dá)5將渦輪It驅(qū)動(dòng)至轉(zhuǎn)速以上，可以增加壓縮機(jī)Ic 的進(jìn)氣流量，可以確保被旁通的壓縮空氣量。此外，在圖4中，可變噴嘴In的葉片31，雖然 是實(shí)際上可以看到葉片31的背側(cè)或腹側(cè)的狀態(tài)，但為了說(shuō)明上的方便，改變了其朝向而可 以看清其葉片形式。圖5所示的本發(fā)明的第四實(shí)施方式構(gòu)成為，增壓器1具有調(diào)節(jié)流入渦輪It的排放 氣體流量的渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，控制裝置9調(diào)節(jié)渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以減小流過(guò)渦輪It的 排放氣體的能量損耗。圖示的是作為渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)配置廢氣旁通閥Iw的情況。廢氣 旁通閥Iw具有與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e連接的分流路41、以及與渦輪It的下游側(cè)的排放氣 體流路3連接的旁通流路42。廢氣旁通閥Iw是如下裝置，即，通常在流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路 6e的壓縮空氣的壓力過(guò)高時(shí)，廢氣旁通閥Iw成為打開狀態(tài)，輸送排放氣體而使排放氣體從 渦輪It旁通，由此，減小壓縮機(jī)Ic的進(jìn)氣流量而降低壓縮空氣的壓力。換言之，在廢氣旁 通閥Iw成為打開狀態(tài)，輸送排放氣體而使排放氣體從渦輪It旁通的情況下，意味著降低渦 輪It的做功量。即，在這種狀態(tài)下，即使利用電動(dòng)馬達(dá)5強(qiáng)制地以任意轉(zhuǎn)速使渦輪It驅(qū)動(dòng)， 渦輪It的驅(qū)動(dòng)也不會(huì)對(duì)于排放氣體的能量造成任何損耗。此外，構(gòu)成為，廢氣旁通閥Iw與 控制裝置9即電子控制單元(ECU)電連接，從而可以控制廢氣旁通閥Iw的打開關(guān)閉。如圖6所示，廢氣旁通閥Iw具有與分流路41連接的促動(dòng)器43、以及利用促動(dòng)器 43進(jìn)行打開關(guān)閉的閥體44。在流過(guò)連接有分流路41的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6c的壓縮空氣的 壓力低時(shí)，如圖6中點(diǎn)劃線所示，成為促動(dòng)器43將閥體44推壓到發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路3e 而關(guān)閉旁通流路42的狀態(tài)。此外，在流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路6e的壓縮空氣的壓力比規(guī)定壓力高時(shí)，如圖6中實(shí)線所示，切換成促動(dòng)器43使閥體44脫離發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路!Be而打 開旁通流路42的狀態(tài)。通過(guò)這樣的動(dòng)作，可以使流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)排放氣體流路3e的排放氣體 從渦輪It旁通而流到下游的排放氣體流路3，可以減少流過(guò)渦輪It的排放氣體流量，從而 可以減小渦輪It的排放氣體的能量損耗。因此，在使廢氣旁通閥Iw成為打開狀態(tài)的情況 下，即使利用電動(dòng)馬達(dá)5以任意轉(zhuǎn)速使渦輪It驅(qū)動(dòng)，對(duì)排放氣體的能量損耗的影響也小。圖7所示的本發(fā)明的第五實(shí)施方式，作為進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在增壓器1的上游側(cè)配 置有電動(dòng)輔助裝置51。該第五實(shí)施方式，不需要圖1所示的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5，如圖7所示，使用 沒(méi)有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5的通常的增壓器1。當(dāng)然，作為增壓器1，也可以使用冗長(zhǎng)性具有驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 5的帶電動(dòng)馬達(dá)的增壓器。電動(dòng)輔助裝置51包括配置在進(jìn)氣流路6的壓縮機(jī)51c、以及與 壓縮機(jī)51c連接的電動(dòng)馬達(dá)51m。此外，電動(dòng)馬達(dá)51m構(gòu)成為，與控制裝置9電連接，可以 進(jìn)行電動(dòng)馬達(dá)51m的驅(qū)動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速控制。通過(guò)配置該電動(dòng)輔助裝置51，能夠與流過(guò)渦輪 It的排放氣體流量無(wú)關(guān)地使壓縮氣體的流量增大。此外，當(dāng)使電動(dòng)輔助裝置51驅(qū)動(dòng)時(shí)，可 以利用吸入的壓縮空氣強(qiáng)制地驅(qū)動(dòng)增壓器1的壓縮機(jī)lc，從而可以與此連動(dòng)地也強(qiáng)制地驅(qū) 動(dòng)渦輪U。因此，可以減少排放氣體在渦輪It進(jìn)行的做功量，可以抑制熱量的損耗。圖8所示的本發(fā)明的第六實(shí)施方式，將增壓器1的渦輪It和壓縮機(jī)Ic分離，對(duì)渦 輪It連接發(fā)電機(jī)lg，對(duì)壓縮機(jī)Ic連接電動(dòng)馬達(dá)lm。構(gòu)成為，發(fā)電機(jī)Ig和電動(dòng)馬達(dá)Im與 蓄電池61連接，用蓄電池61儲(chǔ)存由發(fā)電機(jī)Ig發(fā)出的電，可以將蓄電池61的電供給電動(dòng)馬 達(dá)lm。按照這種結(jié)構(gòu)，能夠與流過(guò)渦輪It的排放氣體流量無(wú)關(guān)地利用電動(dòng)馬達(dá)Im驅(qū)動(dòng)壓 縮機(jī)lc，而使壓縮氣體的流量增大。此外，在要使排放氣體的溫度上升時(shí)，只要使發(fā)電機(jī)Ig 成為無(wú)負(fù)載狀態(tài)而將排放氣體在渦輪It進(jìn)行的做功量抑制到最小限度即可。此外，該第六 實(shí)施方式，由于將渦輪It和壓縮機(jī)Ic分離，因此，具有設(shè)備布局設(shè)計(jì)的限制小、通用性優(yōu)良 等效果。本發(fā)明不局限于上述的實(shí)施方式，例如，也可以在第四實(shí)施方式及第五實(shí)施方式 中，如第二實(shí)施方式那樣改變旁通流路7的出口側(cè)的連接位置，也可以在第六實(shí)施方式中， 如第一實(shí)施方式那樣改變旁通流路7的出口側(cè)的連接位置，也可以將各實(shí)施方式適當(dāng)組合 等，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種集塵過(guò)濾器的再生方法，其在配置于具備增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排放氣體流路中的 集塵過(guò)濾器(Particulate Filter)的再生時(shí)期，使排放氣體的溫度上升而使所述集塵過(guò)濾 器的捕獲物燃燒，其特征在于，包括與流過(guò)所述增壓器的渦輪的排放氣體流量無(wú)關(guān)地使壓縮氣體的流量增大的第一 步驟；以及使所述壓縮空氣的一部分從所述內(nèi)燃機(jī)的上游側(cè)的進(jìn)氣流路旁通到所述集塵過(guò) 濾器的上游側(cè)的所述排放氣體流路的第二步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的集塵過(guò)濾器的再生方法，其特征在于，包括按照減小流過(guò)所述渦輪的排放氣體的能量損耗的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)的第三步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的集塵過(guò)濾器的再生方法，其特征在于，所述第三步驟是使可變?nèi)萘渴皆鰤浩鞯目勺儑娮斐蔀榇蜷_狀態(tài)的步驟或者使廢氣旁 通閥成為打開狀態(tài)的步驟。
4.一種集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)，其在配置于具備增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排放氣體流路中的 集塵過(guò)濾器(Particulate Filter)的再生時(shí)期，使排放氣體的溫度上升而使所述集塵過(guò)濾 器的捕獲物燃燒，其特征在于，具有能夠與流過(guò)所述增壓器的渦輪的排放氣體流量無(wú)關(guān)地增大壓縮空氣的流量的進(jìn) 氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；將所述內(nèi)燃機(jī)上游側(cè)的進(jìn)氣流路和所述集塵過(guò)濾器上游側(cè)的所述排放氣體 流路連接的旁通流路；調(diào)節(jié)所述旁通流路的流量的流量調(diào)節(jié)閥；以及控制所述進(jìn)氣量調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)和所述流量調(diào)節(jié)閥的控制裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是與所述增壓器連接的電動(dòng)馬達(dá)或配置在所述增壓器的上游側(cè) 的電動(dòng)輔助裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)，其特征在于，所述旁通流路與所述內(nèi)燃機(jī)之后或者所述集塵過(guò)濾器之前的排放氣體流路連接。
7.如權(quán)利要求4所述的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)，其特征在于，所述增壓器具有調(diào)節(jié)流入所述渦輪的排放氣體流量的渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述控制裝 置調(diào)節(jié)所述渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以減小流過(guò)所述渦輪的排放氣體的能量損耗。
8.如權(quán)利要求7所述的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是可變噴嘴或廢氣旁通閥，所述控制裝置使可變噴嘴或者廢氣 旁通閥成為打開狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明的集塵過(guò)濾器的再生系統(tǒng)，其在配置于具備增壓器(1)的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的排放氣體流路(3)中的集塵過(guò)濾器(4)的再生時(shí)期，使排放氣體的溫度上升而使集塵過(guò)濾器(4)的捕獲物燃燒，包括能夠與流過(guò)增壓器(1)的渦輪(1t)的排放氣體流量無(wú)關(guān)地增大壓縮空氣的流量的進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)即電動(dòng)馬達(dá)(5)；將發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的上游側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流路(6e)和集塵過(guò)濾器(4)的上游側(cè)的排放氣體流路(3)連接的旁通流路(7)；調(diào)節(jié)旁通流路(7)的流量的流量調(diào)節(jié)閥(8)；以及控制電動(dòng)馬達(dá)(5)和流量調(diào)節(jié)閥(8)的控制裝置(9)。
文檔編號(hào)F02B37/18GK102057138SQ200980121300
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者品川和彥, 清水政宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ihi