专利名称：废气净化方法以及废气净化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废气净化方法以及废气净化系统，使用氧化催化剂对 通过后喷射等供给到内燃机的排气通路的废气中的未燃燃料进行氧化，并 利用该氧化热将柴油机微粒过滤器升温而再生。
背景技术：
从柴油机排出的粒子状物质(PM:微粒*物质以下称为PM)的排出量
与NOx、 CO以及HC等一起，限制逐年被强化。开发有一种技术，其通过 被称为柴油机微粒过滤器(DPF: Diesel Particulate Filter:以下称为DPF)的 过滤器来捕集该PM，而减少向外部排出的PM量。其中，存在载持了催化 剂的连续再生型DPF装置。
在该连续再生型DPF装置中，在废气温度为约35(TC以上时，过滤器 所捕集的PM连续地燃烧而被净化，过滤器自我再生。但是，在排气温度 低的情况下，催化剂的温度降低而不活性化。因此，不促进氧化反应，难 以氧化PM而再生过滤器。结果，由于PM向过滤器的堆积而导致堵塞发展， 所以产生该堵塞导致的排压上升的问题。
作为解决上述问题的方法之一，存在进行强制再生控制的方法，即在 过滤器的堵塞超过规定量时，强制地使废气升温，而强制地燃烧除去捕集 PM。在该强制再生控制中，进行废气升温控制，而将流入过滤器的废气升 温至过滤器所捕集的PM进行燃烧的温度以上。
作为该废气升温控制，具有在气缸内(缸内)的燃料喷射中，进行多次喷 射(多级延迟喷射)或后喷射(后喷射)的方法，或向排气管内直接喷射的方法 等。该多次喷射是在气缸内多阶段地喷射燃料的延迟多级喷射。通过该多 次喷射，使在气缸内不作功地燃烧的燃料量增加，而使从气缸排出的废气 的温度上升至氧化催化剂的催化剂活性温度以上。而且，后喷射是在气缸 内喷射中在主喷射后、在比多次喷射迟的时刻进行辅助喷射的喷射。通过 该后喷射，在从气缸排出的废气中增加未燃燃料即HC(碳氢化物)，并通过
氧化催化剂氧化该HC。由此，使氧化催化剂下游的废气的温度上升。
在该排气升温中，在低速 低负荷运转状态等废气温度低的情况下， 最初进行多次喷射，而使流入氧化催化剂的废气的温度上升到氧化催化剂 的催化剂活性温度以上。然后，在氧化催化剂上升到催化剂活性温度以上
之后，边将废气温度维持在催化剂活性温度以上边进行后喷射，而将HC 供给到氧化催化剂。由于该HC被氧化催化剂氧化而发热，因此废气在温度 进一步上升的状态下流入过滤器。通过该高温的废气燃烧除去滞留在过滤 器中的PM。
但是，当后喷射量比通过氧化催化剂可氧化的量多时，未燃燃料未被 氧化地流出至废气净化系统的下游侧，并产生白烟。因此，为了防止该白 烟的产生，极细致地控制后喷射中的燃料喷射量，以便后喷射量不超过通 过氧化催化剂可氧化的量。
作为进行该控制的废气净化系统的例子，例如日本特开2004-143988 号公报所记载的，提出一种在前段配置氧化催化剂、在后段配置催化剂再 生型微粒过滤器的废气净化装置。在该装置中，在氧化催化剂和催化剂再 生型微粒过滤器之间设置检测排气温度的温度传感器。根据该温度传感器 的检测温度，以开始时的喷射量阶段性地增加的方式进行渐变控制，而将 废气温度快速上升至目标温度。然后，以将废气温度稳定在该目标温度并 保持规定时间的方式执行比例积分控制，而进行正确且细致的温度控制。
在这些废气净化系统中，根据与氧化催化剂温度有关的废气温度算出 通过氧化催化剂可氧化的未燃燃料的供给量。但是，通过氧化催化剂可氧 化的可燃燃料量、与关系到氧气量的空气过剩率(或空燃比)或大气压也有 关，因此只通过将氧化催化剂温度作为指标的催化剂温度指标温度来算出 未燃燃料的供给量的上限值是不充分的。因此，不能完全防止白烟的产生。
专利文献1:日本特开2004-143988号公报
发明内容
本发明是为了解决上述产生白烟的问题而进行的，其目的在于提供一 种废气净化方法以及废气净化系统，在DPF的强制再生时，在使用氧化催 化剂氧化供给到废气中的未燃燃料而将DPF升温的强制再生控制中，能够 与内燃机的运转状态无关、而可靠地氧化供给到废气中的未燃燃料，能够
防止未燃燃料的流出即白烟的产生。
用于实现上述目的的废气净化方法为，用于废气净化装置，该废气净 化装置为，在内燃机的排气通路上具有从上游侧依次配置的载持了氧化 催化剂的氧化催化剂装置和配置有柴油机微粒过滤器的废气净化装置；或 者配置有载持了氧化催化剂的柴油机微粒过滤器的废气净化装置；在强制 再生上述柴油机微粒过滤器时，进行如下控制在将上述氧化催化剂温度 作为指标的催化剂温度指标温度成为规定的判断温度以上时，向上述氧化 催化剂的上游侧供给未燃燃料，由上述氧化催化剂氧化该未燃燃料，而使 上述柴油机微粒过滤器升温；该废气净化方法的特征在于，将第1上限值 与第2上限值的最小值作为上述未燃燃料的供给量的上限值；该第1上限
值是从由空燃比限制的第1可燃燃料量减去缸内燃烧量的燃料喷射量而求
出的；该第2上限值是从由大气压限制的第2可燃燃料量减去缸内燃烧量
的燃料喷射量而求出的。
该将氧化催化剂温度作为指标的催化剂温度指标温度是指，优选将氧 化催化剂温度(床温度)用作为判断用的温度，但是，由于其难以直接测定， 因此代替该氧化催化剂温度的温度。作为该催化剂温度指标温度，可以使 用从流入氧化催化剂的废气的温度、从氧化催化剂流出的废气的温度或根 据这两个温度导出的温度(例如平均温度等)等。并且，也可分别使用这两个
温度，而通过与(AND)或者或(OR)的逻辑来使用两个温度的判断结果。另外， 在能够计测氧化催化剂温度时，该氧化催化剂温度也包含于此处所说的催 化剂温度指标温度。
根据该废气净化方法，在算出未燃燃料的供给量的上限值时，由于考 虑到根据空燃比和大气压导出的第1可燃燃料量和第2可燃燃料量、以及 缸内燃烧量的燃料喷射量，因此可更可靠地防止白烟的产生。
在上述废气净化方法中，将上述第1上限值、上述第2上限值与第3 上限值的最小值，作为上述未燃燃料的供给量的上限值，由此在算出未燃 燃料的供给量的上限值时，还可进一步考虑到可由氧化催化剂氧化的第3 可燃燃料量；该第3上限值为由上述催化剂温度指标温度和发动机转速限 制的、可由氧化催化剂氧化的第3可燃燃料量。因此，能够更可靠地防止 白烟的产生。
在上述废气净化方法中，在上述强制再生中，进行如下的焖火控制(&
* L制御)在减少了缸内燃烧量的燃料喷射量和未燃燃料的供给量之后， 在分别增加缸内燃烧量的燃料喷射量和未燃燃料的供给量的情况下，将未 燃燃料的供给量设定为上述上限值以下、并且将未燃燃料的供给量逐渐增 加至上述上限值；由此，能够发挥如下的效果。
根据该控制，在重新开始未燃燃料供给时，进行焖火处理，并以逐渐 增多供给量的方式进行控制。由此，例如，在再生中的减速后踩油门时那 样的，在与废气温度较低、氧化催化剂温度降低无关，而根据与温度传感 器的差认识到温度较高时，能够防止未燃燃料的供给量过剩而产生白烟。
另外，在该焖火控制中，也可以连续地逐渐增加未燃燃料的供给量， 也可以阶段性地增加。而且，该增加的速度根据发动机机种、氧化催化剂 的种类、载持氧化催化剂的装置的直径、长度、热容量、或者温度传感器 的位置等的不同而变化。由于在这些参数固定时可实验地求出最佳的增加 速度，因此，预先通过实验等求出该增加速度，并存储在再生控制装置中。
而且，用于实现上述目的的废气净化系统为，具有废气净化装置， 是在内燃机的排气通路上从上游侧依次配置有载持了氧化催化剂的氧化催 化剂装置和配置了柴油机微粒过滤器的废气净化装置、或在内燃机的排气 通路上配置有载持了氧化催化剂的柴油机微粒过滤器的废气净化装置；和 再生控制装置，进行强制再生上述柴油机微粒过滤器的控制；上述再生控 制装置在强制再生上述柴油机微粒过滤器时，进行如下控制在将上述氧 化催化剂温度作为指标的催化剂温度指标温度成为规定的判断温度以上 时，向上述氧化催化剂的上游侧供给未燃燃料，并通过上述氧化催化剂氧 化该禾燃燃料而将上述柴油机微粒过滤器升温;该废气净化系统的特征在 于，上述再生控制装置构成为，将第1上限值与第2上限值的最小值作为 上述未燃燃料的供给量的上限值；该第1上限值是从由空燃比限制的第1 可燃燃料量减去缸内燃烧量的燃料喷射量而求出的；该第2上限值是从由 大气压限制的第2可燃燃料量减去缸内燃烧量的燃料喷射量而求出的。
根据该废气净化系统，在算出未燃燃料的供给量的上限值时，考虑到 根据与氧气量有关的空燃比和大气压导出的第1可燃燃料量和第2可燃燃 料量、以及缸内燃烧量的燃料喷射量，因此，可更可靠地防止白烟的产生。
在上述废气净化系统中，上述再生控制装置构成为，将上述第1上限 值、上述第2上限值、和第3上限值的最小值，作为上述未燃燃料的供给
量的上限值；该第3上限值为由上述催化剂温度指标温度和发动机转速限 制的、可由氧化催化剂氧化的第3可燃燃料量。
根据该废气净化系统，由于在算出未燃燃料的供给量的上限值时，还 考虑到可由氧化催化剂氧化的第3可燃燃料量，因此，可更可靠地防止白 烟的产生。
在上述废气净化系统中，上述再生控制装置构成为，在上述强制再生 中，进行如下的焖火控制在减少缸内燃烧量的燃料喷射量和未燃燃料的 供给量之后，在分别增加缸内燃烧量的燃料喷射量和未燃燃料的供给量的 情况下，进行将未燃燃料的供给量设定为上述上限值以下、并且将未燃燃 料的供给量逐渐增加至上述上限值。
根据该废气净化系统，即使是在强制再生中减速之后踩油门那样的情 况下，也可回避未燃燃料的供给量过剩，并能够防止白烟的产生。
发明效果
如上所述，根据本发明的废气净化方法以及废气净化系统，在DPF强
制再生时，在由氧化催化剂氧化通过后喷射等供给到废气中的未燃燃料而
将DPF升温的强制再生控制中，不只考虑到氧化催化剂温度、还考虑到空 燃比(空气过剩率)或大气压以及缸内燃烧量的燃料喷射量而算出未燃燃料 的供给量的上限值，因此，能够与内燃机的运转状态无关而可靠地氧化供 给到废气中的未燃燃料，能够防止未燃燃料的流出即白烟的产生。
而且，在强制再生时，在暂时减少未燃燃料的供给量之后，在增加未 燃燃料的供给量时，进行逐渐增加至上限值的焖火控制，因此，能够防止 白烟的产生；该白烟的产生基于实际的氧化催化剂温度比根据废气温度传 感器的检测温度推测的氧化催化剂温度低。
图1是表示废气净化系统的整体结构的图。
图2是表示强制再生控制流程的一例的图。
图3是表示强制再生控制流程的其他例的图。
图4是表示用于求出后喷射量的上限值的流程的一例的图。
图5是模式地表示后喷射的焖火控制的效果的图。
图6是表示过滤器入口废气温度和允许喷射后喷射量的关系的图。200780002926.2
说明书第6/13页
图7是表示发动机转速和第1判断温度的关系的图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的废气净化系统的控制方法以及 废气净化系统进行说明。
图1表示本实施方式的废气净化系统1的结构。该废气净化系统1构 成为，在柴油机(内燃机)IO的排气通路11上具有废气净化装置12。
该废气净化装置12是连续再生型DPF(柴油机微粒过滤器)装置的一种， 其构成为，在上游侧配置氧气催化剂装置2a、在下游侧配置带催化剂的过 滤器装置12b。
该氧化催化剂装置12a形成为，使白金(Pt)等氧化催化剂载持在多孔质 陶瓷的蜂窝结构等的载持体上。带催化剂的过滤器装置12b，由将多孔质陶 瓷的蜂窝通道的入口和出口交替地封闭的整体蜂窝壁流式过滤器等形成。 通过多孔质陶瓷的壁来捕集(捕捉)废气G中的PM(粒子状物质)。而且，在 该过滤器部分上载持白金或氧化铈等催化剂。
而且，为了推测带催化剂的过滤器装置12b的PM堆积量，在与废气 净化装置12的前后相连接的导通管上设置有压差传感器21。而且，分别在 该废气净化装置12的上游侧设置有排气制动阀(排气制动装置)18，在下游 侧设置有排气节流阀(排气节流装置)13。
而且，用于带催化剂的过滤器装置12b的再生控制，分别在氧化催化 剂装置12a的上游侧设置有氧化催化剂入口排气温度传感器(第1温度传感 器)22，在氧化催化剂装置12a和带催化剂的过滤器装置12b之间设置有过 滤器入口排气温度传感器(第2温度传感器)23。
该氧化催化剂入口排气温度传感器22检测流入氧化催化剂装置12a的 废气的温度即第l废气温度Tgl。并且，过滤器入口排气温度传感器23检 测流入带催化剂的过滤器装置12b的废气的温度即第2废气温度Tg2。
在吸气通路14上设置有空气滤清器15、 MAF传感器(吸入空气量传感 器)19、吸气节流阀(进气节流装置)16、以及用于检测吸气温度Ta的吸气温 度传感器29等。该吸气节流阀16调整进入吸气歧管的吸气A的量。
这些传感器的输出值被输入到控制装置(ECU:发动机控制单元)30中， 该控制装置30进行发动机10运转的全面控制，并且还进行废气净化装置12的强制再生控制。通过从该控制装置30输出的控制信号，控制吸气节流 阀16、燃料喷射装置(喷嘴)17、排气节流阀13、排气制动阀8、以及与EGR 冷却器一起设置在未图示的EGR通路上的调整EGR量的EGR阀等。
该燃料喷射装置17与临时存储由燃料泵(未图示)升压的高压燃料的共 轨喷射系统(未图示)连接。在控制装置30中，为了发动机的运转，除了输 入来自油门位置传感器(APS)24的油门开度、来自转速传感器25的发动机 转速等信息以外，还输入车辆速度、冷却水温度等信息。从该控制装置30 输出通电时间信号，以便从燃料喷射装置17喷射规定量的燃料。
并且，在该废气净化装置12的强制再生控制中，在行驶中自动地进行 强制再生。但是，不仅如此，在带催化剂的过滤器装置12b的PM捕集量 超过一定量而带催化剂的过滤器装置12b堵塞时，驾驶者(司机)任意地停止 车辆而进行强制再生。为了能够进行该强制再生，设置有用于唤起驾驶者 关于堵塞的注意的警告单元即闪烁灯(DPF灯)26和异常时点亮灯27、以及 手动再生按钮(人工再生开关)28。
在该废气净化系统1的控制中，在通常运转中捕集PM。在该通常运转 中，监视是否是强制再生时期，当判断为是强制再生时期时进行强制再生。 在该强制再生中，具有在行驶中进行强制再生的行驶自动再生、和驾驶者 根据警告停止车辆后通过按手动再生按钮28开始的手动再生。根据行驶距 离或DPF压差值而适当选择实施这些强制再生。另外，进行这些强制再生 控制的再生控制装置组装在控制装置30中。
而且，在本实施方式中，该手动再生或行驶自动再生的强制再生根据 图2或图3所示的控制流程进行。在该图2中，作为将氧化催化剂温度(床 温度)作为指标的催化剂温度指标温度，使用由过滤器入口排气温度传感器 23检测的第2废气温度Tg2。在该第2废气温度Tg2成为规定的第1判断 温度Tcl以上时，通过后喷射向氧化催化剂装置12a上游侧供给未燃燃料。
当该图2的控制流程开始时，在步骤11中判断是否是强制再生开始.。 在不是强制再生开始的情况下，不实施该强制再生而返回。而且，在步骤 Sll中是强制再生开始的情况下，前进到步骤S12。
是否是该强制再生开始如下确定。例如，如果是行驶自动再生，则在 根据差压传感器21的检测值等检测到带催化剂的过滤器装置12b的PM捕 集量超过一定量时，成为强制再生开始。并且，如果是手动再生，在以进
行手动再生的方式被催促的驾驶者使车辆停止而操作了手动再生按钮28
时，成为强制再生开始。
在步骤S12中计算第1判断温度Tel 。该第1判断温度Tcl是如下的温 度即当由过滤器入口排气温度传感器23检测的废气温度即第2废气温度 Tg2为该温度以上时，通过后喷射供给的未燃燃料即HC被氧化催化剂装置 12a的氧化催化剂充分氧化。
如图7所示，该第l判断温度Tcl根据发动机转速Ne而变化。gp，以 与发动机转速Ne的增加一起变高的方式进行设定。另外，在该图7中，在 第1判断温度Tcl的下侧禁止进行后喷射、在上侧允许后喷射。并且，如 果表示该第1判断温度Tcl的一例，则在空转转速Nea时为20(TC左右，在 额定转速Neb时为30(TC左右，在它们之间通过线性插补求出。
该发动机转速Ne和第1判断温度Tcl的关系，根据发动机种类、氧化 催化剂12a的直径、长度、热容量等、或废气净化系统1的配置等的不同 而不同。但是，在将它们固定的情况下，能够预先通过实验等把握发动机 转速Ne和第1判断温度Tcl的关系。因此，预先将该关系作为映像数据或 函数存储在控制装置30中，根据发动机转速Ne并参照映像数据等算出该 第1判断温度Tcl。
在下一步骤S13中，进行第2废气温度Tg2的检査。在该第2废气温 度Tg2比在步骤S12中算出的第l判断温度Tcl低时，在步骤S14中，将 进行多次喷射的第1废气升温控制进行规定时间(与步骤S13的第2废气温 度Tg2的检查的间隔相关的时间)Atl。然后返回步骤S12。并且，在步骤 S13的判断中，当第2废气温度Tg2为规定的第1判断温度Tcl以上时， 进入步骤S15。
另外，作为将氧化催化剂温度作为指标的催化剂温度指标温度，还可 使用由过滤器入口排气温度传感器23检测的第2废气温度Tg2、和由氧化 催化剂入口排气温度传感器22检测的第1废气温度Tgl的双方。在该情况 下，使用第1判断温度Tcl和第3判断温度Tc3作为与这两个温度各自相 对的规定判断温度。而且，在第2废气温度Tg2超过第1判断温度Tcl、且 第1废气温度Tgl超过第3判断温度Tc3时，通过后喷射向氧化催化剂装 置12a上游侧供给未燃燃料。
在该情况下，图2的步骤S12和步骤S13被置换为图3的步骤S12A
和步骤S13A。在步骤S12A中，除了第1判断温度Tcl还算出第3判断温 度Tc3。该第1判断温度Tcl和第3判定温度Tc3的值根据发动机转速Ne 而变化。即，以与发动机转速Ne的增加一起变高的方式进行设定。
该发动机转速Ne和第1判断温度Tcl以及第3判断温度Tc3的关系， 根据发动机种类、氧化催化剂12a的直径、长度、热容量等、或者废气净 化系统1的配置等的不同而不同。但是，在将这些固定的情况下，可预先 通过实验等掌握该发动机转速Ne与第1判断温度Tcl及第3判断温度Tc3 的关系。因此，预先将该关系作为映像数据或函数存储在控制装置30中， 根据发动机转速Ne并参照映像数据等算出该第1判断温度Tcl及第3判断 温度Tc3。
而且，在步骤S13A中，判断第2废气温度Tg2是否为第1判断温度 Tcl以上、以及第1废气温度Tgl是否为第3判断温度Tc3以上。而且，只 在第2废气温度Tg2为第1判断温度Tcl以上、且第1废气温度Tgl为第 3判断温度Tc3以上的情况下，前进到步骤S15，其他情况下前进到步骤S14。
在步骤S15中算出第2判断温度Tc2。该第2判断温度Tc2是步骤S17 的第2废气升温控制的目标温度。通过将由过滤器入口排气温度传感器23 检测的废气温度即第2废气温度Tg2维持在该温度以上，由此将带催化剂 的过滤器装置12b所捕集的PM的燃烧维持在良好的状态。将该第2判断 温度Tc2通常设定为比PM的燃烧开始温度(例如350'C左右)高的值、例如 500'C左右。而且，也可以根据时间而多阶段地变化。
在接下来的步骤S16中，进行第2废气温度Tg2的检査。在该第2废 气温度Tg2比第2判断温度Tc2低时，前进到步骤S17的第2废气升温控 制，在第2废气温度Tg2为第2判断温度Tc2以上时，前进到步骤S18的 再生温度维持控制。
在步骤S17中，除多次喷射还将进行后喷射的第2废气升温控制进行 规定时间(与步骤S16的第2废气温度Tg2的检查的间隔相关的时间)At2。 在该第2废气升温控制中，通过多次喷射使废气温度上升，并且通过后喷 射供给到废气中的HC(未燃燃料)被氧化催化剂氧化并发热。通过该发热， 在第2废气温度Tg2上升为比第1废气温度Tgl高的状态下流入带催化剂 的过滤器装置12b。该步骤S17之后进入步骤S19。
而且，在步骤S16的判断中，在第2废气温度Tg2为第2判断温度Tc2 以上的情况下，在步骤S18中，在发动机10的气缸内(缸内)喷射中，将进
行多次喷射的再生温度维持控制进行规定时间(与步骤S16的第2废气温度 Tg2的持续时间的检查的间隔相关的时间)At3。
并且，在步骤S18中进行PM燃烧累积时间的计数。该计数是只在第2 废气温度Tg2为规定的第2判断温度Tc2以上的情况下对PM燃烧累积时 间ta进行计数(ta二ta+At3)。该步骤S18之后进入步骤S19。
在步骤S19中，为了判断强制再生控制是否结束，而进行PM燃烧累 积时间ta的检査。在该检查中检査PM燃烧累积时间ta是否超过了规定的 判断时间Tac。 S卩，如果超过则判断为强制再生结束，而进入步骤S20，如 果没超过则判断为强制再生没有结束，而返回步骤S12。然后，进行步骤 S14的第1废气升温控制、步骤S17的第2废气升温控制、或者步骤S18 的再生温度维持控制，直到PM燃烧累积时间ta超过规定的判断时间tac。
而且，在步骤S20中，结束强制再生控制而恢复通常喷射控制。在这 之后返回。
另外，在该第1以及第2废气升温控制或再生温度维持控制中，并用 进气节流阀16或EGR阀等的进气节流，或排气节流阀13或排气制动阀18 等的排气节流。
通过根据该图2或图3的控制流程的强制再生控制，在强制再生带催 化剂的过滤器装置12b时，在如下的时刻，能够进行通过第2排气升温控 制向氧化催化剂上游侧供给未燃燃料(HC)，并由氧化催化剂氧化该未燃燃 料而使带催化剂的过滤器装置12b升温的控制。第一，如图2那样，将氧 化催化剂温度作为指标的催化剂温度指标温度Tg2、为根据此时的内燃机 10的发动机转速Ne变化的规定判断温度即第1判断温度Tcl以上时。第 二，如图3那样，将氧化催化剂温度作为指标的第1催化剂温度指标温度(第 2废气温度)Tg2、为根据此时的内燃机10的发动机转速Ne变化的规定判断 温度即第1判断温度Tcl以上，且同样将氧化催化剂温度作为指标的第2 催化剂温度指标温度(第1废气温度)Tgl、为根据此时的内燃机10的发动机 转速Ne变化的规定判断温度即第3判断温度Tc3以上时。
而且，在本发明中，对步骤S17的第2废气升温控制中的后喷射量Qp 即未燃燃料的供给量Qp设置上限值Qu。而且，使该上限值Qu为第1上 限值Qul、第2上限值Qu2和第3上限值Qu3的最小值Qumin(Qu=Qumin)。
该第1上限值Qui是从第1可燃燃料量Qal减去缸内燃烧量的燃料喷 射量Qe而求出的(Qul二Qal-Qe)，该第1可燃燃料量Qal被由MAF(空气 质量流量)传感器19检测的吸入空气量限制。
第2上限值Qu2是从被大气压限制的第2可燃燃料量Qa2减去缸内燃 烧量的燃料喷射量Qe而求出的(Qu2二Qa2-Qe)。而且，第3上限值Qu3是 与氧化催化剂的活性温度有关的量，为由废气温度Tgl(或Tg2)和发动机转 速Ne限制的、可由氧化催化剂氧化的第3可燃燃料量Qa3(Qu3 = Qa3)。这 些计算可根据图4所示的流程进行。
该第1可燃燃料量Qal和第2可燃燃料量Qa2是分别根据吸入空气量 和大气压决定的量。这些量Qal、 Qa2是在不仅发动机的气缸内的燃烧、还 包括排气系统在内的系统整体中可燃烧或氧化的燃料量。即，是通过气缸 内燃烧或氧化催化剂的氧化可消耗的燃料量。因此，通过将这些用于算出 '上限值，由此与氧气量相关而供给到废气中的未燃燃料也成为可氧化的范 围内的量。因此，可防止白烟的产生。
而且，在强制再生中，如在减速时等离开油门而排气温度下降之后间 隔一段时间重新踩油门的情况等那样，在减少缸内燃烧量的燃料喷射量Qe 和后喷射量Qp之后，分别增加缸内燃烧量的燃料喷射量Qe和后喷射量Qp 的情况下，如下构成。将后喷射量Qp设定为上限值Qu以下，并且，如图 5所示，进行将后喷射量Qp逐渐增加至上限值Qu的焖火控制。
在该焖火控制中，例如，如图5所示，确定喷射初始值Qps和增加速 度e而直线状地增加。或者，也可以阶段性地增加或者曲线地增加。优选 通过实验等进行设定，以便白烟产生较少、且氧化催化剂的升温较快，并 且控制比较简单。由于该焖火控制的喷射初始值或增加速度是根据发动机 的机种或废气净化系统而确定最佳值，因此，与各自配合地进行预先设定， 并存储在控制装置30中。
根据上述废气净化方法以及废气净化系统1，在强制再生控制的后喷射 时，对后喷射量Qp设置了上限值Qu，因此，在带催化剂的过滤器(DPF)12b 的强制再生时，能够与柴油机(内燃机)IO的运转状态无关而可靠地氧化供 给到废气中的未燃燃料。因此，可防止未燃燃料的流出即白烟的产生。
而且，在重新开始后喷射并增加后喷射量Qp时，进行焖火控制，因此， 可防止由实际的氧化催化剂温度比根据废气温度传感器22(或23)的检测温 度Tgl(或Tg2)推测的氧化催化剂温度低导致的白烟的产生。
接着，参照图5对该焖火控制进行更详细的说明。如图5所示，在强 制再生中，当在减速等时离开油门之后间隔一段时间重新踩油门时，由于 离开了油门，因此缸内燃烧量的燃料喷射量Qe和与该燃料喷射量连动的后 喷射量Qp变为零。而且，由过滤器入口废气温度传感器23计测的温度即 第2废气温度Tg2下降。但是，在重新踩油门时，第2废气温度Tg2比中 心部的温度高。
艮P，由于中心部的废气G的流速比外周侧的快，因此，在停止燃料喷 射的情况下，氧化催化剂装置12a的中心部侧的温度下降得快。因此，在 外周侧测定的第2废气温度Tg2和氧化催化剂装置12a中心部的实际温度 Tcat之间会产生偏差。
因此，在重新开始燃料喷射时，当通过第2废气温度Tg2控制后喷射 量Qp时，即使氧化催化剂装置12a中心部的温度Tcat比第2废气温度Tg2 低，也被认识为氧化催化剂温度较高、氧化能力较高。而且，如图5中A 那样，当以与第2废气温度Tg2相对应的后喷射量Qp执行后喷射时，供给 了过剩的未燃燃料(HC)。因此，产生的情况为，通过氧化催化剂不能进行 氧化处理，如B那样产生白烟。
但是，根据本发明，在强制再生中进行后喷射的途中，在如松开油门 然后踩油门时那样、燃料喷射在暂时停止后重新开始的情况下，与至此的 经过时间差无关，在暂时停止后喷射后的再重新开始后喷射时，不使后喷 射的未燃燃料的供给量Qp急骤地接近上限值Qu，而是如图5中C那样， 通过焖火控制逐渐地增加至上限值Qu。因此，如图5中D那样，可抑制白 烟的产生，能够解决再加速时白烟产生的问题。另外，在该焖火控制中， 规定重新开始时的初始喷射量Qps和之后的增加速度e。
另外，在上述实施方式中，作为废气净化系统的废气净化装置，以上 游侧的氧化催化剂装置和下游侧的带催化剂的过滤器(DPF)的组合为例进 行了说明，但也可以是载持了氧化催化剂的过滤器(DPF)。而且，作为向氧 化催化剂的上游侧供给未燃燃料的方法，以后喷射进行了说明，但也可以 采用排气管内直接喷射的方法，即，在排气通路14上配置未燃燃料供给装 置，从该未燃燃料供给装置直接向排气通路14内喷射未燃燃料。
并且，在上述图2以及图3的控制流程中为了避免复杂而没有记载，
但通常为了避免带催化剂的过滤器12b中的PM的异常燃烧，而常时监视
第2废气温度Tg2，并在步骤S18中在第2废气温度Tg2超过比第2判断 值Tc2高的规定的判断值(第4判断温度Tc4)时，也可以中止后喷射等，而 只进行多次喷射。 工业实用性
具有上述优良效果的本发明的废气净化方法以及废气净化系统，极有 效地用于进行如下控制的废气净化系统，该废气净化系统设置在汽车搭载 的内燃机等中，向氧化催化剂的上游侧供给未燃燃料并将其氧化，而使DPF 升温。
权利要求
1.一种废气净化方法，用于废气净化系统，该废气净化系统为，在内燃机的排气通路上具有从上游侧依次配置有载持了氧化催化剂的氧化催化剂装置和柴油机微粒过滤器的废气净化装置、或配置有载持了氧化催化剂的柴油机微粒过滤器；在强制再生上述柴油机微粒过滤器时，进行如下的控制在将上述氧化催化剂温度作为指标的催化剂温度指标温度成为规定的判断温度以上时，向上述氧化催化剂的上游侧供给未燃燃料，并由上述氧化催化剂氧化该未燃燃料，而使上述柴油机微粒过滤器升温；该废气净化方法的特征在于，将第1上限值和第2上限值的最小值，作为上述未燃燃料的供给量的上限值；该第1上限值是从由空燃比限制的第1可燃燃料量减去缸内燃烧量的燃料喷射量而求出的，该第2上限值是从由大气压限制的第2可燃燃料量减去缸内燃烧量的燃料喷射量而求出的。
2、 如权利要求1所述的废气净化方法，其特征在于，将上述第1上限值、上述第2上限值和第3上限值的最小值，作为上 述未燃燃料的供给量的上限值；该第3上限值为由上述催化剂温度指标温 度和发动机转速限制的、能够由氧化催化剂氧化的第3可燃燃料量。
3、 如权利要求1或2所述的废气净化方法，其特征在于， 在上述强制再生中，进行如下的焖火控制在减少了缸内燃烧量的燃料喷射量和未燃燃料的供给量之后，分别增加缸内燃烧量的燃料喷射量和 未燃燃料的供给量的情况下，将未燃燃料的供给量设定为上述上限值以下， 并且将未燃燃料的供给量逐渐增加至上述上限值。
4、 一种废气净化系统，具有废气净化装置，是在内燃机的排气通路 上从上游侧依次配置有载持了氧化催化剂的氧化催化剂装置和柴油机微粒 过滤器的废气净化装置、或在内燃机的排气通路上配置有载持了氧化催化 剂的柴油机微粒过滤器的废气净化装置；和再生控制装置，进行强制再生 上述柴袖机微粒过滤器的控制；上述再生控制装置，在强制再生上述柴油机微粒过滤器时，进行如下控制在将上述氧化催化剂温度作为指标的催 化剂温度指标温度成为规定的判断温度以上时，向上述氧化催化剂的上游 侧供给未燃燃料，并由上述氧化催化剂氧化该未燃燃料而使上述柴油机微 粒过滤器升温；该废气净化系统的特征在于，上述再生控制装置，将第1上限值和第2上限值的最小值，作为上述 未燃燃料的供给量的上限值；该第1上限值是从由空燃比限制的第1可燃 燃料量减去缸内燃烧量的燃料喷射量而求出的，该第2上限值是从由大气 压限制的第2可燃燃料量减去缸内燃烧量的燃料喷射量而求出的。
5、 如权利要求4所述的废气净化系统，其特征在于， 上述再生控制装置，将上述第1上限值、上述第2上限值和第3上限值的最小值，作为上述未燃燃料的供给量的上限值；该第3上限值为由上 述催化剂温度指标温度和发动机转速限制的、能够由氧化催化剂氧化的第3 可燃燃料量。
6、 如权利要求4或5所述的废气净化系统，其特征在于， 上述再生控制装置，在上述强制再生中，进行如下的焖火控制在减少了缸内燃烧量的燃料喷射量和未燃燃料的供给量之后，分别增加缸内燃 烧量的燃料喷射量和未燃燃料的供给量的情况下，将未燃燃料的供给量设 定为上述上限值以下，并且将未燃燃料的供给量逐渐增加至上述上限值。
全文摘要
一种废气净化系统(1)，进行向氧化催化剂的上游侧供给未燃燃料并将其氧化而使DPF(12b)升温的控制；其中，将从由空燃比限制的第1可燃燃料量(Qa1)减去缸内燃烧量的燃料喷射量(Qe)而求出的第1上限值(Qu1)、从由大气压限制的第2可燃燃料量(Qa2)减去缸内燃烧量的燃料喷射量(Qe)而求出的第2上限值(Qu2)、和由催化剂温度指标温度(Tg1，Tg2)和发动机转速(Ne)限制的可由氧化催化剂氧化的第3可燃燃料量(Qa3)即第3上限值(Qu3)的最小值(Qumin)，作为上述未燃燃料的供给量(Qp)的上限值(Qu)。由此，在DPF(12b)的强制再生时，与内燃机(10)的运转状态无关，可靠地氧化向废气中供给的未燃燃料而防止白烟的产生。
文档编号F01N3/20GK101371015SQ20078000292
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月10日 优先权日2006年1月27日
发明者小野寺贵夫, 渡部由宣, 益子达夫, 长谷山尊史 申请人:五十铃自动车株式会社