排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種排氣凈化系統(tǒng)，尤其設(shè)及具備對(duì)從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中的微粒物 質(zhì)進(jìn)行捕集的過濾器的排氣凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為對(duì)從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣中的微粒物質(zhì)（Particulate Matter, W下稱為 PM)進(jìn)行捕集的過濾器，例如已知有柴油顆粒過濾器(Diesel Particulate Filter, W下稱 為DP巧。
[0003] DPF的PM捕集量存在限度，因此需要進(jìn)行將所堆積的PM定期地燃燒除去的所謂的 強(qiáng)制再生。強(qiáng)制再生如下地進(jìn)行:通過排氣管內(nèi)噴射、后噴射朝排氣上游側(cè)的氧化催化劑 (Diesel Oxidation化talyst: W下，稱為D0C)供給未燃燒的控化C)而使其氧化，使排氣溫 度上升至PM燃燒溫度。
[0004] 作為對(duì)DPF所捕集的PM堆積量進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，例如已知有基于DPF的前后差壓進(jìn) 行推測(cè)的方法、根據(jù)設(shè)置在DPF內(nèi)的電極間的靜電電容進(jìn)行推測(cè)的方法等(例如，參照專利 文獻(xiàn)1、2)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-247145號(hào)公報(bào) [000引專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-97410號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 然而，在基于DPF的前后差壓推測(cè)PM堆積量的方法中，尤其是在排氣流量降低的運(yùn) 轉(zhuǎn)區(qū)域中靈敏度下降，因此存在無法準(zhǔn)確地推測(cè)PM堆積量的課題。另一方面，在根據(jù)電極間 的靜電電容進(jìn)行推測(cè)的方法中，能夠不受運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等的影響地推測(cè)PM堆積量。但是，需要根 據(jù)DPF的單元格形狀、間距等而個(gè)別地設(shè)定電極的尺寸、配置等，因此存在無法靈活地應(yīng)對(duì) DPF的規(guī)格等的課題。
[0011] 本發(fā)明的系統(tǒng)的目的在于高精度地檢巧化PF的PM堆積量。
[0012] 用于解決課題的手段
[0013] 本發(fā)明的系統(tǒng)具備:氧化催化劑，設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路;一對(duì)的第1過濾器W 及第2過濾器，設(shè)置于比上述氧化催化劑靠下游側(cè)的排氣通路，捕集排氣中的微粒物質(zhì);靜 電電容檢測(cè)單元，對(duì)上述第1過濾器的靜電電容進(jìn)行檢測(cè);堆積量推測(cè)單元，基于從上述靜 電電容檢測(cè)單元輸入的靜電電容，至少推測(cè)上述第2過濾器的微粒物質(zhì)堆積量；W及過濾器 再生單元，當(dāng)從上述堆積量推測(cè)單元輸入的微粒物質(zhì)堆積量超過規(guī)定量時(shí)，朝上述氧化催 化劑噴射燃料，執(zhí)行至少將堆積于上述第2過濾器的微粒物質(zhì)燃燒除去的強(qiáng)制再生。
[0014] 發(fā)明的效果
[00巧]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，能夠高精度地檢測(cè)DPF的PM堆積量。
【附圖說明】
[0016] 圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的排氣凈化系統(tǒng)的示意性的整體構(gòu)成圖。
[0017] 圖視表示本實(shí)施方式的ECU的功能框圖。
[0018] 圖3中（A)是表示本實(shí)施方式的前級(jí)堆積量映射的一例的圖，（B)是表示本實(shí)施方 式的前級(jí)-后級(jí)堆積量相關(guān)映射的一例的圖。
[0019] 圖4是表示本實(shí)施方式的溫度特性映射的一例的圖。
[0020] 圖5是表示本實(shí)施方式的噴射量修正映射的一例的圖。
[0021] 圖6是表示本實(shí)施方式的控制內(nèi)容的流程圖。
[0022] 圖7是表示對(duì)電極間的靜電電容與排氣溫度傳感器的傳感器值進(jìn)行比較的圖表的 圖。
[0023] 圖8是表示其他實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)的示意性的整體構(gòu)成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] W下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的排氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行說明。對(duì)于相同的 部件標(biāo)注相同的符號(hào)，且運(yùn)些部件的名稱W及功能也相同。因而，不對(duì)運(yùn)些部件重復(fù)進(jìn)行詳 細(xì)說明。
[0025] 如圖1所示，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（W下，簡(jiǎn)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)）10上設(shè)置有進(jìn)氣歧管IOa和排氣 歧管10b。在進(jìn)氣歧管IOa上連接有導(dǎo)入新氣的進(jìn)氣通路11，在排氣歧管IOb上連接有將排氣 向大氣排出的排氣通路12。
[0026] 在進(jìn)氣通路11上，從進(jìn)氣上游側(cè)起依次設(shè)置有空氣濾清器13、MAF傳感器14、增壓 器15的壓縮機(jī)15a、中間冷卻器16等。在排氣通路12上，從排氣上游側(cè)起依次設(shè)置有增壓器 15的滿輪15b、排氣后處理裝置20等。
[0027] 排氣后處理裝置20構(gòu)成為，在催化劑殼體20a內(nèi)從排氣上游側(cè)起依次配置D0C21、 測(cè)定用的前級(jí)DPF22、W及后級(jí)DPF23。此外，在D0C21的排氣上游側(cè)設(shè)置有排氣管內(nèi)噴射裝 置25。
[0028] 排氣管內(nèi)噴射裝置25是本發(fā)明的過濾器再生單元的一部分，根據(jù)從電子控制單元 (W下，稱為ECU)50輸入的指示信號(hào)(脈沖電流)朝排氣通路12內(nèi)噴射未燃燃料(主要是肥）。 另外，在使用基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的多級(jí)噴射的后噴射的情況下，也可W省略該排氣管內(nèi)噴射裝 置25。
[0029] D0C21為，例如在堇青石蜂窩構(gòu)造體等的陶瓷制載體表面上載持催化劑成分而形 成，將由多孔性的隔壁劃分的多個(gè)單元格沿著排氣流動(dòng)方向配置而構(gòu)成。當(dāng)通過排氣管內(nèi) 噴射裝置25或者后噴射供給肥時(shí)，D0C21使該HC氧化而使排氣溫度上升。
[0030] 測(cè)定用的前級(jí)DPF22是本發(fā)明的第1過濾器的一例，將由多孔性的隔壁劃分的多個(gè) 單元格沿著排氣流動(dòng)方向配置而形成，并構(gòu)成為將排氣中的PM捕集到隔壁的細(xì)孔、表面上。 該前級(jí)DPF22的排氣流動(dòng)方向巧由向）的長(zhǎng)度形成為比后級(jí)DPF23的軸向的長(zhǎng)度短。
[0031] 此外，在本實(shí)施方式的前級(jí)DPF22中，設(shè)置有隔著至少一個(gè)W上的隔壁對(duì)置配置而 形成電容器的多個(gè)電極27。電極27的外周面由耐腐蝕性的絕緣層(未圖示)覆蓋。該多個(gè)電 極27經(jīng)由未圖示的靜電電容檢測(cè)電路與ECU50電連接。多個(gè)電極27 W及靜電電容檢測(cè)電路 (未圖示)優(yōu)選作為本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)單元的一例。
[0032] 后級(jí)DPF23是本發(fā)明的第2過濾器的一例，將由多孔性的隔壁劃分的多個(gè)單元格沿 著排氣流動(dòng)方向配置，并且將運(yùn)些單元格的上游側(cè)和下游側(cè)交替地封孔而形成。后級(jí)DPF23 為，將排氣中的PM捕集到隔壁的細(xì)孔、表面上，并且當(dāng)PM堆積量達(dá)到規(guī)定量時(shí)，執(zhí)行將該P(yáng)M 燃燒除去的所謂的強(qiáng)制再生。強(qiáng)制再生如下地進(jìn)行:通過排氣管內(nèi)噴射裝置25或者后噴射 朝D0C21供給未燃燃料化C)，將朝前級(jí)DPF22W及后級(jí)DPF23流入的排氣溫度升溫至PM燃燒 溫度(例如，約500~600°C)。
[0033] EOJ50進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)10、排氣管內(nèi)噴射裝置25等的各種控制，具備公知的CPU、R0M、 RAM、輸入端口、輸出端口等而構(gòu)成。
[0034] 此外，如圖2所示，EOJ50作為一部分功能要素而具備PM堆積量推測(cè)部51、DPF內(nèi)部 溫度推測(cè)部52、強(qiáng)制再生控制部53W及噴射量修正部54。將運(yùn)些各功能要素作為包含于一 體的硬件即ECU50的要素來進(jìn)行說明，但也能夠?qū)⑦\(yùn)些功能要素中的任意一部分設(shè)置于分 體的硬件。
[0035] PM堆積量推測(cè)部51是本發(fā)明的堆積量推測(cè)單元的一例，基于設(shè)置于前級(jí)DPF22的 電極27間的靜電電容C，推測(cè)后級(jí)DPF23所捕集的PM堆積量(W下，稱為后級(jí)堆積量PMdw_dep)。 一般情況下，電極27間的靜電電容C通過W下的數(shù)式1表示，在數(shù)式1中設(shè)為電極27間的介質(zhì) 的介電常數(shù)為e、電極27的面積為S、電極27間的距離為d。
[0036] [數(shù)式 1]
[0038] 在數(shù)式1中，電極27的面積SW及距離d為恒定，當(dāng)在電極27間PM的堆積增加時(shí)，介 電常數(shù)e W及距離d變化，由此靜電電容C也變化。即，只要檢測(cè)出電極27間的靜電電容C，就 能夠?qū)η凹?jí)DPF22所捕集的PM堆積量(W下，稱為前級(jí)堆積量PMup_dep)進(jìn)行運(yùn)算。
[0039] 在ECU50中分別存儲(chǔ)有預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等而求出的表示電極27間的靜電電容C與前 級(jí)堆積量PMup_dep之間的關(guān)系的前級(jí)堆積量映射（例如，參照?qǐng)D3(A)) W及表示前級(jí)堆積量 PMup_dep與后級(jí)堆積量PMdw_dep之間的關(guān)系的前級(jí)-后級(jí)堆積量相關(guān)映射(例如，參照?qǐng)D3 (B))。 PM堆積量推測(cè)部51構(gòu)成為，通過從前級(jí)堆積量映射讀取與電極27間的靜電電容C對(duì)應(yīng)的值 來推測(cè)前級(jí)堆積量PMup_dep，并且通過從前級(jí)-后級(jí)堆積量相關(guān)映射讀取與前級(jí)堆積量 PMup_dep對(duì)應(yīng)的值來推測(cè)后級(jí)堆積量PMdw_dep。另夕K該前級(jí)堆積量PMfr_dep W及后級(jí)堆積量 PMre_dep的推測(cè)并不限定于映射，也可W根據(jù)預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等而制作的近似式等來求出。
[0040] DPF內(nèi)部溫度推測(cè)部52是本發(fā)明的內(nèi)部溫度推測(cè)單元的一例，基于電極27間的靜 電電容C對(duì)前級(jí)DPF22的內(nèi)部溫度（W下，稱為前級(jí)DPF內(nèi)部溫度Tup_dpf)進(jìn)行運(yùn)算。在上述數(shù) 式1中，當(dāng)介電常數(shù)e受到排氣溫度的影響而變化時(shí)，隨之靜電電容C也變化。即，只要檢測(cè)出 電極27間的靜電電容C，就能夠?qū)η凹?jí)DPF內(nèi)部溫度Tup_dpf進(jìn)行運(yùn)算。
[0041] 在ECU50中存儲(chǔ)有預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等而求出的表示靜電電容C與前級(jí)DPF內(nèi)部溫度 Tup_dp記間的關(guān)系的溫度特性映射(例如，參照?qǐng)D4) JPF內(nèi)部溫度推測(cè)部52構(gòu)成為，通過從 該溫度特性映射讀取與電極27間的靜電電容C對(duì)應(yīng)的值來推測(cè)前級(jí)DPF內(nèi)部溫度Tup_dpf。另 夕h前級(jí)DPF內(nèi)部溫度Tup_dpf的推測(cè)并不限定于