[发明专利]内燃机控制装置和排气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种排气净化技术，该技术用于聚集存在于内燃机的排气中的颗粒物质。

背景技术

在诸如柴油发动机的内燃机排放的排气中包含颗粒物质。因此，需要提供一种将颗粒物质从内燃机的排气通道的排气中去除的排气净化装置。排气净化装置中设置有过滤器，并且颗粒物质被过滤器捕获和收集。过滤器对收集到的颗粒物质进行诸如氧化处理的处理程序。

作为对内燃机排放的排气进行净化的装置的实例，已知一种装置，其采用包含催化剂成分的第一陶瓷滤清器选择性地捕获和收集碳漂浮微粒，并采用设置在第一陶瓷滤清器的下游位置并且包含催化剂成分的第二陶瓷滤清器捕获和收集通过第一陶瓷滤清器的碳漂浮微粒(见公开号为2002-364339的日本专利申请)。

颗粒物质包括多种尺寸的微粒，这些微粒大致划分为尺寸小于或等于50nm的颗粒(即“纳米颗粒”)以及尺寸大于50nm的颗粒(即“微粒”)。纳米颗粒源自燃料中的高沸点组分和内燃机的润滑油成分。纳米颗粒也被视为润滑油燃烧后的一种形式、润滑油的聚集组分、或燃烧成分和非燃烧成分的聚集组分。已知的是从内燃机排放出的排气包括纳米颗粒(见“JARI Research Journal”，2000年6月出版，第22卷，第6号，第5至10页)。应该理解的是，纳米颗粒的产生是由于新近燃料喷射的高压引起的燃料雾化，由于内燃机空转(低负荷)状态引起的燃烧温度的下降，以及由于车辆减速状态引起的缸内压力下降产生的吸油引发的可溶性有机成分的聚集(SOF)。

颗粒物质与排气一起流入过滤器，并且被过滤器捕获和收集。然后，对颗粒物质进行氧化处理。然而，由于纳米颗粒的尺寸小，即等于或小于50nm，纳米颗粒容易扩散到大气中，并且不易于用过滤器捕获和收集。即，由于一部分纳米颗粒通过陶瓷滤清器，普通装置不能充分地捕获和收集纳米颗粒。

公开号为2004-76669的日本专利申请公开了以下技术，在过滤器的下游位置设置有放电装置；通过放电使通过过滤器的纳米颗粒充电；用电极捕获和收集充电的纳米颗粒；因而，纳米颗粒的量减少。公开号为10-54268和09-273628的日本专利申请和公开号为63-069760的日本实用新型专利申请是与本申请有关的背景技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种内燃机的控制装置和排气净化方法，能够抑制纳米颗粒排放到大气中。

根据本发明的一方面，提供一种包括微粒控制单元的内燃机控制装置，该微粒控制单元产生具有的颗粒直径大于内燃机产生的纳米颗粒的直径的微粒，并将产生的微粒供给到纳米颗粒存在的空间，或纳米颗粒在其中运动的通道，使纳米颗粒从而被微粒吸附。

通过上述内燃机的控制装置，由于纳米颗粒可被纳米颗粒存在的空间内或纳米颗粒运动的通道内的微粒吸附，所以可以减少排放到外部的纳米颗粒的量。即通过使纳米颗粒由直径大于纳米颗粒的直径的微粒吸附，可减少排放的具有纳米颗粒尺寸的颗粒直径的纳米颗粒的量。由于可通过将排气净化装置设置在内燃机的下游位置，使直径大于纳米颗粒的微粒被诸如陶瓷滤清器的排气净化装置捕获和收集，可抑制纳米颗粒排放到大气中。例如，纳米颗粒存在的空间是气缸内，并且纳米颗粒的运动通道是内燃机的排气通道。

在内燃机的上述控制装置的一种方式中，微粒控制单元可包括缸内微粒产生单元，其在内燃机减速或怠速运行时，在内燃机的气缸内产生微粒。

按这种方式，在内燃机减速或怠速运行时，气缸内可产生微粒，并且气缸内产生的纳米颗粒可被其中的微粒吸附。因此，可以减少从气缸排放出的纳米颗粒的量。因此，可抑制纳米颗粒排放到大气中。

在内燃机的上述控制装置的另一种方式中，缸内微粒产生单元可包括：状态判定单元，其判定在内燃机减速或怠速运行时，是否在气缸内产生源自润滑油的纳米颗粒组分；以及操作控制单元，当状态判定单元判定在气缸内产生源自润滑油的纳米颗粒组分时，操作控制单元操作缸内微粒产生单元以在气缸内产生微粒。

由于在内燃机减速或怠速运行时气缸压力容易变得较低，润滑油吸入到气缸内并且容易燃烧。因此，源自润滑油的纳米颗粒组分容易在气缸内产生。因此，当状态判定单元判定在内燃机的气缸内产生源自润滑油的纳米颗粒组分时，通过在气缸内产生微粒并使纳米颗粒被微粒吸附来减少从气缸排放的纳米颗粒的量。