[发明专利]废气净化系统的控制方法及废气净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及为了恢复用于净化柴油机等的内燃机的废气中的成分的柴油机微粒过滤器装置的净化能力、进行伴随着排气制动阀和排气节流阀的操作的废气升温控制的废气净化系统的控制方法及废气净化系统。 

背景技术

从柴油机排放的粒子状物质(PM：particu-late、matter，以下称作PM)的排放量与NOx、CO和HC等一同，其限制逐年被强化。开发出了用称作柴油机微粒过滤器(DPF：Diesel Particulate Filter：以下称作DPF)的过滤器捕集该PM，从而降低排放到外部的PM的量的技术。其中，有载有催化剂的连续再生型DPF装置。 

在该连续再生型DPF装置中，在废气温度约为350℃以上时，过滤器所捕集的PM连续燃烧而被净化，过滤器自行再生。但是，在排气温度较低的情况下，例如，在内燃机的空闲运转或低负荷、低速度运转等的低排气温度状态持续的情况等中，废气的温度低、催化剂的温度下降，从而没有活性化。因此，无法促进催化剂的氧化反应，并且难以将PM氧化而对过滤器进行再生。因此，PM的向过滤器的堆积持续，过滤器的筛眼堵塞恶化。因此，产生由该过滤器的筛眼堵塞引起的排压上升的问题。 

作为解决该问题的方法之一，有在过滤器的筛眼堵塞超过了预定的量时进行强制性地使废气升温而强制性地燃烧去除捕集的PM的再生控制。在该再生控制中，将进行废气升温控制而流入到过滤器的废气升温到过滤器所捕集的PM燃烧的温度以上。由此，提高过滤器温度而燃烧去除PM，从而使过滤器再生。 

作为该废气升温控制，有以缸内(筒内)的燃料喷射进行多级喷射(多级延迟喷射)或后喷射等的方法。该多级喷射是将缸内的燃料多阶段地喷射的延迟多级喷射。通过该多级喷射，使在缸内不工作而燃烧的燃料量增加，能够使从缸排放的废气的温度、即流入到氧化催化剂装置的废气的温度上升到氧化催化剂的催化剂活性温度以上。 

此外，后喷射是在缸内喷射中，在主喷射后，以比多级喷射还要迟的定时进行辅助喷射的喷射。通过该后喷射，在从缸排放的废气中增加HC(碳化氢)，从而用氧化催化剂氧化该HC。通过该氧化，能够使氧化催化剂装置下游的废气的温度上升。 

另一方面，从对于未燃燃料通过后喷射而混入电机油(润滑油)中稀释电机油的油稀释的对策的方面来看，有进行控制的对策，以使在运转状态稳定了的停车空转时进行该强制再生。在该控制中，在过滤器装置中积存了预定量的PM的情况下，用警告灯等警告机构对运转者(驾驶员)通知需要过滤器装置的再生控制。接受该通知的运转者停止车辆，按下手动再生按钮，从而进入手动再生模式进行强制再生。 

在该系统中，在过滤器装置的前段(上游侧)设置氧化催化剂装置，在该氧化催化剂装置中使通过后喷射被提供给废气中的HC氧化。通过该氧化，使过滤器装置的入口的废气的温度上升，从而执行强制再生。 

在该排气升温中，在低速、低负荷运转状态等废气的温度较低的情况下，首先进行多级喷射，使氧化催化剂装置的温度上升到氧化催化剂的催化剂活性温度以上。然后，在氧化催化剂装置上升到催化剂活性温度以上后，在燃料喷射控制中，将废气的温度维持在催化剂活性温度以上的同时进行后喷射，从而对氧化催化剂装置提供HC。该HC被氧化催化剂氧化并发热，所以在废气以温度进一步上升的状态下流入到过滤器装置。通过该高温废气，积存在过滤器装置的PM燃烧而被去除。 

在该再生时，如日本特开2005-76604号公报和日本特开2004-353529号公报所记载，进行如下的强制再生。在流入到氧化催化剂装置的废气的温度为氧化催化剂活性温度以下的情况下，拧紧排气节流阀(exhaust throttle)而保温的同时，进行多级喷射。通过该多级喷射，将流入到氧化催化剂装置的废气的温度提高到氧化催化剂活性温度以上。此后，通过进一步进行后喷射执行强制再生，或者通过同时进行排气节流和多级喷射和后喷射来执行强制再生。 

在这样利用了排气节流阀的废气升温控制中，在车辆停止时的再生控制中，若将排气节流阀置于全闭侧，则排气通路变窄。因此，对于废气的流动的阻力升高、排气压力上升、发动机的发动机负荷(Pumping Loss)增加。该发动机负荷的增加成为发动机转速下降的主要原因。但是，在空闲 运转中，被控制为维持空转转速。因此，向缸内的燃料喷射量增加，所以产生更多的热量。从而，缸内温度和废气的温度上升。