[发明专利]发动机排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用过滤器净化来自发动机的排气的发动机排气净化装置，更具体地涉及一种用燃烧器加热过滤器以去除沉积的细颗粒的发动机排气净化装置。

背景技术

专利文献1描述了众所周知的发动机排气净化装置的例子，该排气净化装置利用柴油细颗粒捕集过滤器(在下文中称为过滤器)捕集悬浮于排气中的细颗粒。在此排气净化装置中，过滤器捕集排气中的细颗粒以净化排气。然而，需要将细颗粒从过滤器中去除以维持过滤器的功能。

用燃烧器加热流入过滤器的排气的已知装置是一种已知的排气净化装置，该排气净化装置从过滤器中去除细颗粒。在一种包括燃烧器的排气净化装置中，当沉积在过滤器上的细颗粒的量超过预定量时，通过用燃烧器燃烧燃料来加热排气以升高过滤器温度直到碳烟(是细颗粒的主要成分)被氧化。由此去除沉积在过滤器上的细颗粒，并且使再生的过滤器能够再次捕集排气中的细颗粒。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开第2011-157824号

发明内容

本发明要解决的问题

当过滤器的温度升高时，被捕集在过滤器中的细颗粒的氧化反应可更顺利地进行。因此，优选的是将过滤器加热到高温以便在短时间段内去除预定量的细颗粒。然而，如果使过滤器所达到温度变得高于机械或化学温度上限，则由于过滤器的变形和变性会减弱细颗粒捕集功能。因此，在上述发动机排气净化装置中，对于使过滤器温度稳定在不发生过滤器变形和变性的高温的技术存在着强烈需求。

本发明的目的是提供一种能够在不减低过滤器稳定性的情况下提高过滤器温度的发动机排气净化装置。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明的一个方面是一种包括过滤器、燃烧器、和控制单元的发动机排气净化装置。过滤器被布置在发动机排气管中并且捕集悬浮于通过排气管的排气中的细颗粒。燃烧器包括位于排气管中过滤器上游侧位置的燃料喷嘴。燃烧器燃烧从燃料喷嘴中喷出的燃料并加热排气以提高过滤器的温度并去除捕集在过滤器中的细颗粒。控制单元控制燃料喷嘴的燃料喷射方式。包括单个燃料喷射期和单个喷射停止期的时间段被设置为单个喷射循环。燃料喷射期是其中以预定频率多次喷射燃料的时间段。喷射停止期是其中停止燃料喷射的可变时间段。控制单元控制燃料喷嘴使得燃料喷嘴按照喷射循环来喷射燃料。控制单元配置为当过滤器温度升高时延长喷射停止期。

在上述方面，在燃料喷射期(是预定的时间段)内，燃料喷嘴以预定频率多次喷射燃料。因此，这与在燃料喷射期内一次性地喷射相同量的燃料时相比，促进提供给燃烧器的空气和燃料的混合，从而促进燃料的燃烧。由此提高通过燃烧器的排气的温度。因此，也提高布置在燃烧器下游侧的过滤器的温度。

在上述方面，燃料喷嘴的燃料喷射循环包括单个第一燃料喷射期和单个喷射停止期。此外，当过滤器温度升高时喷射停止期的长度延长。因此，过滤器温度升高则增加提供至过滤器的排气中具有相对较低温度的排气的比例。相反，过滤器温度下降则减小提供至过滤器的排气中具有相对较高温度的排气的比例。由此，抑制过滤器温度的过度的下降和下降不足。因此，可在维持温度稳定性的情况下提高过滤器温度。

优选地，控制单元配置为当排气管中的排气流量增大时缩短喷射停止期。

在上述方面，当排气流量(流经排气管的排气的流量)增大时，将喷射停止期设置成较短。亦即，当排气流量增加时将喷射停止期设置为较短并且每单位时间过滤器温度下降的程度增加。相反，当排气的流量减小时将喷射停止期设置为较长并且每单位时间过滤器温度下降的程度减小。因此，过滤器温度不会过度下降或下降不够。

优选地，燃料喷射期是第一燃料喷射期。在第一燃料喷射期内以预定频率重复多次喷射中的一次喷射的时间段是第二燃料喷射期。发动机包括向燃烧器提供空气的进气管。控制单元配置为当在第一燃料喷射期内提供给燃烧器的空气量增加时延长第二燃料喷射期。

在上述方面，当在第一燃料喷射期内提供给燃烧器的空气量增加时，延长第二燃料喷射期。这使相对于空气量为不足和过量的来自燃料喷嘴的燃料喷射成为可能。因此，在燃烧器附近的温度不被未燃烧的残余燃料所降低或者受到提供的燃料量的限制。因此，可容易地利用燃烧器中的燃料提高提供至过滤器的排气的温度。此外，可容易地提高过滤器的温度。

优选地，控制单元配置为设置第二燃料喷射期使得在第一燃料喷射期中喷射的燃料总量与在第一燃料喷射期内提供给燃烧器的空气量的比率符合化学计量空气-燃料比。