[发明专利]废气净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及捕集柴油发动机的废气中的PM（Particulate Matter：微粒物质）、同时将NOx净化并排气的废气净化系统，尤其涉及在将DPD自动再生时，临时停车并进行怠速自动再生时的废气净化系统。

背景技术

作为将柴油发动机的废气净化并排气的废气净化系统，开发了将DPD（Diesel Particulate Defuser：柴油机微粒消除器）以及SCR（SelectiveCatalytic Reduction：选择性催化还原）装置与排气管连接的废气净化系统。

在该废气净化系统中，通过DPD捕集废气中的PM。此外，在废气净化系统中，由具备SCR装置的SCR系统将贮存在尿素箱中的尿素水供给至SCR的废气上游，通过废气的热生成氨气，通过该氨气在SCR催化剂上将NOx还原而净化（例如参照专利文献1、2）。

由DPD捕集的PM成为过滤器的堵塞的原因，所以需要使捕集堆积的PM适当地氧化，将其除去而再生。

排气压传感器检测DPD前后的差压，在该差压达到上限值时，ECU（Engine Control Unit：发动机控制单元）自动地或手动地进行该堵塞的检测，这种情况下，点亮设置在车舱内的DPD警告灯，驾驶员通过按下再生执行开关，开始DPD再生。

DPD包括由将未燃烧燃料氧化的活性催化剂构成的DOC和捕集废气中的PM的CSF（Catalyzed Soot Filter：催化烟尘过滤器），在DPD再生时，进行燃料的多级喷射（引燃喷射、预喷射、主喷射、延迟喷射），使排气温度上升至DOC的催化剂活性温度以上，然后追加后喷射，使排气温度上升至500℃、600℃左右，通过该高温的废气使由CSF捕集的PM燃烧，将其除去而再生。

在DPD再生中，有在行驶中进行自动再生的情况，和将车停止并以怠速旋转进行手动再生的情况。通常是在行驶中进行自动再生，但由于后喷射而在气筒的润滑油中混入燃料油，产生润滑油的稀释，因而通过手动再生来减少稀释量。

此外，在行驶中的自动再生中，为了在车辆的停止时，即使是怠速旋转也能够进行再生，将排气制动阀关闭来防止排气温度的降低，从而继续进行再生。

该自动再生为，通过设置在DOC的下游侧的排气温度传感器检测流入CSF的废气温度，求出该废气温度和再生目标温度（作为一例，500℃、600℃）的偏差，基于该偏差对后喷射量进行PID控制，以使废气温度成为再生目标温度。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-303826号公报

专利文献2：日本专利第4175281号公报

发明的概要

发明所要解决的技术课题

然而，停车时的怠速自动再生，随着降低至再生怠速转速，将排气制动阀关闭，从即使在转速较低且废气量较少的怠速中，也能够实现DPD内的废气的保温，同时进行后喷射来进行自动再生。

然而，即使如上述那样关闭排气制动阀并进行后喷射，也会由于流入DOC的废气量较少，再生温度未达到再生目标温度的情况较多。此外，后喷射的未燃烧的燃料仍然积蓄在DOC中。

一般来说，PID控制是将比例控制项（P项）、积分控制项（I项）、微分控制项（D项）组合并使其收束至设定值的控制，以如下方式进行控制：通过比例控制项（P项），与偏差成比例地改变操作量，通过积分控制项，将偏差相加，并与该值成比例地改变操作量，从而消除比例控制中的残存偏差（额定偏差），进而在微分控制中，将偏差的变化率转换为速度，并到处与其成比例的操作量，从而加快响应速度，尽早收束至设定值。

在此，在怠速自动再生时，如上述那样，再生温度未达到目标温度，因而，若通过PID控制来控制后喷射量，则在比例控制项中，基于该偏差，输出一定的操作量，此外，微分控制项也没有偏差，所以输出一定的操作量，因而，即使在偏差没有变化的状态下，在怠速控制时，在控制方面也不会导致障碍。但是，在积分控制项中，在规定的积分时间内将偏差求和，所以若怠速控制变长，则积分控制项的操作量增大，上升至上限值。此外，在行驶中和怠速时废气量大为不同，因而，需要各自取得最佳的积分控制项。