[发明专利]废气净化方法及废气净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及基于DPF(柴油机微粒过滤器)的前后压差与规定的前后 压差阈值的比较，判断DPF的强制再生开始时间的废气净化方法及废气净 化系统。更详细地讲，涉及能够在偏倚积蓄在DPF上的PM的积蓄量较少 的期间进行燃烧除去、由此能够防止起因于强制再生时的PM的过剩积蓄 的、DPF的内部温度的过度上升和由此造成的DPF的熔损的废气净化方法 及废气净化系统。

背景技术

作为用柴油机微粒过滤器(DFP：Diesel Particulate Filter，以下称作 DPF)的过滤器捕集从柴油发动机排出的粒子状物质(PM：颗粒物质，以 下称作PM)的废气净化装置之一，有连续再生型DPF装置。

在该连续再生型DPF装置中，当废气温度为约350℃以上时，过滤器 所捕集的PM连续地燃烧而被净化，过滤器自行再生。但是，在低速低负 荷等的废气温度较低的情况下，由于催化剂的温度下降而没有活性化，所 以难以氧化PM而使过滤器自行再生。因此，由于PM向过滤器堆积而导 致筛眼堵塞，从而产生该筛眼堵塞带来的排压上升的问题。

所以，当PM向过滤器的堆积量超过了规定的量(阈值)时，进行将 捕集PM强制地燃烧除去的强制再生。在该强制再生中，通过缸内(筒内) 的多次喷射(多级延迟喷射)及后喷射(Post Injection)等，强制地使废气 升温。即，利用配置在过滤器的上游侧的氧化催化剂或担载在过滤器上的 氧化催化剂使通过后喷射等供给到废气中的HC(碳化氢)燃烧。利用该氧 化反应热使过滤器入口及过滤器表面的废气温度上升。通过该升温，过滤 器升温到在过滤器中积蓄的PM燃烧的温度以上，从将PM燃烧除去。

该强制再生有通过手动再生进行的情况和通过自动再生进行的情况。 在手动再生的情况下，当过滤器的筛眼堵塞超过了规定的量时，对驾驶员 发出警告，而接受到该警告的驾驶员通过按下强制再生的开始用的按钮而 进行强制再生。另一方面，在自动再生中，当过滤器的筛眼堵塞超过了规 定量时，不用特别地对驾驶员发出警告，即使是行驶中也自动地进行强制 再生。

作为这样的废气净化系统的例子，例如在日本的特开2005-256628号 公报和日本的专利第3824003号公报中记载的那样，提出了将PM的捕集 量检测单元(DPF的前后压差、或者经过一定的时间)的判断、与基于从 前次的DPF的强制再生处理开始的行驶距离的判断组合起来判断手动再生 或自动再生的强制再生开始时间的废气净化系统。

在这样的废气净化系统中，在是否需要DPF的强制再生的判断中，使 用DPF的前后压差和强制再生后的行驶距离，并进行如图6所示的控制。 在该控制中，将前后压差ΔP与规定的前后压差阈值ΔPs比较，在ΔP≥Δ Ps时前进到再生方法决定单元。此外，将强制再生后的行驶距离ΔM与规 定的行驶距离阈值ΔMs比较，当ΔM≥ΔMs时前进到再生方法决定单元。 即，当PM堆积量增加而上升的前后压差ΔM超过了规定的前后压差阈值 ΔMs时，或者当上次将DPF再生后的行驶距离ΔM超过了规定的行驶距 离阈值ΔMs时，判断为需要进行强制再生。并且，在再生方法决定单元中， 决定是手动再生还是自动再生，如果是手动再生则通过驾驶员的按钮操作 进行强制再生，此外如果是自动再生则自动地进行强制再生。

关于该基于前后压差的判断，以往认为，如图7所示，随着行驶距离 ΔM的增加，PM堆积量ΔV增加，并且前后压差ΔP也上升，所以以PM 堆积量ΔV的增加和前后压差(ΔP)的单调增加为前提。另外，图7中的 实线A表示几乎没有PM的偏倚的例子，虚线B表示存在PM的偏倚的例 子，双点划线C表示PM的偏倚较多的例子。

但是，最近了解到了如图8所示，有时尽管根据行驶模式而PM堆积 量ΔV增加，但前后压差ΔP减少。这是因为，如果行驶距离ΔM增加， 则PM不是均匀地堆积、而是偏倚地堆积在DPF上，所以难以在前后压差 ΔP中表现该积蓄。

在这样的情况下，在以往的不论行驶距离ΔM如何都使前后压差阈值 ΔPs为一定的判断中，不能正确地判断强制再生的开始，并且在基于行驶 距离ΔM和行驶距离阈值ΔMs的判断中判断为需要强制再生之前的期间， PM还被DPF捕集。即，由于通过前后压差判断不能进行强制再生，所以 对于想要开始强制再生的PM堆积量ΔVs加上了捕集过剩的过剩PM堆积 量ΔVa。