[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具备用来对柴油机等的内燃机的废气中的成分进行净化的DPF的废气净化装置的净化能力，进行包括伴随着空转转速的变更的废气升温控制的再生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：Particulate、matter，以下称作PM)的排放量与NOx、CO及HC等一起，其限制逐年被强化。开发出了用称为柴油机微粒过滤器(DPF：Diesel Particulate Filter，以下称作DPF)的过滤器捕集该PM、从而减少向外部排放的PM的量的技术。其中，有担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，当废气温度约为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，在废气温度较低的情况下，例如在内燃机构的空闲运转或低负荷、低速度运转等的低废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。因而，PM向过滤器的堆积继续，过滤器的筛眼堵塞恶化，所以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，有如下方法：当过滤器的筛眼堵塞超过了预定的量时，强制性地使废气升温，并进行将捕集的PM强制性地燃烧去除的再生控制。在该过滤器的筛眼堵塞的检测方法中，有通过过滤器的前后差压来检测的方法、及根据预先设定的映射数据等计算从发动机的运转状态捕集的PM量从而求出PM累积量来检测的方法等。

并且，在该再生控制中，进行废气升温控制，从而将流入到过滤器中的废气升温到过滤器所捕集到的PM燃烧的温度以上。由此，使过滤器温度变高、将PM燃烧除去而使过滤器再生。作为该废气升温控制，有在缸内(筒内)的燃料喷射中进行多级喷射(多级延迟喷射)或后喷射等的方法。

该多级喷射是将燃料在多阶段喷射到缸内的延迟多级喷射。通过该多级喷射，增加不在缸内工作而燃烧的燃料量，从而能够使从缸排放的废气的温度、即流入到氧化催化剂装置中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、以比多级喷射更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作为未燃燃料的HC(碳化氢)，并通过用氧化催化剂对该HC进行氧化，能够使氧化催化剂装置下游的废气的温度上升。

另一方面，有HC通过后喷射混入到发动机油(润滑油)中而将发动机油稀释的油稀释的问题。从对于该问题的对策的方面来看，有进行控制以使在运转状态稳定的停车空转时进行该强制再生的方法。在该控制中，在过滤器装置中积存了预定量的PM的情况下，通过警告灯等的警告机构对运转者(驾驶员)通知需要进行过滤器装置的再生控制。接受到该通知的运转者将车辆停止，通过按下手动再生按钮来进入手动再生控制，进行强制再生。

在该系统中，将氧化催化剂装置设置在过滤器装置的前段(上游侧)。在该氧化催化剂装置中使通过后喷射而供给到废气中的HC氧化。由此，使过滤器装置的入口的废气的温度上升而执行强制再生。

在该排气升温中，在低速低负荷运转状态等的废气温度较低的情况下，起初进行多级喷射，使流入到氧化催化剂装置中的废气的温度上升到氧化催化剂的催化剂活性温度以上。接着，在氧化催化剂上升到催化剂活性温度以上后，除了多级喷射以外还进行后喷射。一边通过多级喷射将废气的温度维持在催化剂活性温度以上，一边通过后喷射将HC供给到氧化催化剂装置中。由于该HC被氧化催化剂氧化而发热，所以废气在温度进一步上升的状态下流入到过滤器装置。通过该高温的废气将积存在过滤器装置中的PM燃烧去除。

作为该例，例如提出了如日本的特开2004-143987号公报和日本的特开2005-15531号公报所示的废气净化装置。在这些装置中，在手动再生时，在流入到氧化催化剂装置中的废气温度为氧化催化剂活性温度以下的情况下，使发动机的转速比通常的空转时上升，从而将排气节流机构(排气制动器)节流而保温，并且进行多级喷射。通过这些操作，将流入到氧化催化剂装置中的废气的温度提高到氧化催化剂活性温度以上。然后，再通过后喷射执行强制再生。或者，基于检测催化剂床温度的温度传感器的检测值，使空转转速上升，并且通过同时进行利用排气节流阀的排气节流和过后喷射来执行强制再生。

此时，为了提高废气的升温效率，进行使空转转速比通常增加的控制。但是，在执行废气温度通过多级喷射已经上升到氧化催化剂活性温度的后喷射时，也使空转转速增加到与多级喷射时相同的转速，所以有因该空转升速而使燃料消耗恶化、或产生噪音等的问题。