CN104822927A - 废气净化***和废气净化方法 - Google Patents

Abstract

在将DPF(19b)配设于内燃机(10)的排气通路(13)的废气净化***(1)中，在刚刚对于所述DPF(19b)的强制再生处理之后，暂时地进行表层结块过滤层形成促进控制或者PM产生量减轻控制。由此，提供了废气净化***和废气净化方法，其在将DPF配设于内燃机的排气通路的废气净化***中，对于对DPF的强制再生处理中的PM再燃烧之后的PM窜漏量暂时性增加的PM窜漏现象，减轻DPF的强制再生处理中的PM再燃烧之后的向大气中的PM的排出总量，减少PM向大气中的排出总量。

Description

废气净化***和废气净化方法

技术领域

本发明涉及废气净化***和废气净化方法，在将DPF配设于内燃机的排气通路的废气净化***中，能够抑制对于DPF的强制再生处理中的PM再燃烧之后的PM窜漏而减轻PM向大气中的排出总量。

背景技术

为了将从内燃机的排气通路向车外排出的废气中的PM(粒子状物质)除去，使用在内燃机的排气通路配设用于捕集PM的DPF(柴油颗粒过滤器)的废气净化***。在该DPF中，伴随PM的捕集量的增加，DPF中的压力损失增加而燃耗变差，超过PM的捕集极限而从DPF窜漏出的PM量增加，排气性能下降，因而定期地将DPF升温，进行使捕集的PM再燃烧的强制再生处理，减少向大气中排出的PM的量。通过采用该DPF，使向大气中排出的PM的量为1/100左右的水平。

然而，如图11所示，在DPF中存在以下问题：在通过DPF的强制再生处理而PM再燃烧之后，PM通过DPF(PM窜漏(煤烟穿过))，从而产生向大气中的PM排出量暂时性增加(图11中，DPF出口的烟灰浓度上升)的现象。该现象的成因如下。

例如，在壁流式的DPF中，PM在通过划分单元之间的壁面时被壁面捕集，但是大的微粒子的PM不通过壁面，附着于壁面的前侧(上游侧)而生成表层结块过滤层。由于该表层结块过滤层的生成，压力损失一定程度上升，但是同时对于PM的捕集效率也提高。但是，该表层结块过滤层通过DPF的强制再生处理中的PM的再燃烧而燃烧从而消失，因而产生PM的捕集效率暂时性下降的PM窜漏(吹除)。其结果，PM未由DPF捕集而窜漏出DPF，向大气中的PM排出量暂时性增加。

此外，随后，如果通过强制再生处理而升温的DPF的温度下降，则再次在DPF中捕集PM，表层结块过滤层再次形成于壁面的前侧，伴随其成长，PM的捕集效率上升，因而PM窜漏量减少，向大气中的PM排出量也减少。

该PM窜漏导致的向大气中的PM排出量的暂时增加所导致的PM净化的恶化程度虽然没有到眼睛能看到的程度，但是在废气性能的认证时会导致作为劣化系数的K因子的恶化等，因而需要采取对策。

作为其对策之一，本发明者例如如日本申请的特开2011-149357号公报所记载那样，在将DPF设于内燃机的废气流路的废气装置中，为了减轻DPF刚再生后的PM捕集效率的下降(吹除)导致的PM窜漏出DPF的煤烟穿过，提出了如下DPF再生装置：将在DPF的强制再生中进行的后喷射，在DPF的下游检测的PM浓度成为规定值以上且DPF的吹除产生的时间点禁止后喷射，使DPF的强制再生结束，从而抑制了起因于后喷射的PM向大气中的排出量的暂时增加。

在该DPF再生装置中，通过使DPF的吹除的产生时与DPF的强制再生处理的后喷射的结束时一致，从而防止起因于为了DPF的强制再生处理而进行的后喷射所产生的PM在PM的再燃烧之后的吹除时向大气中排出，抑制向大气中的PM排出量的增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本申请的特开2011-149357号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明者发现，除了该DPF装置中提出的、通过使结束在DPF的强制再生处理中进行的后喷射的时期与PM的再燃烧结束时一致从而消除由于PM窜漏现象产生时的后喷射而产生的PM量这一消极的对策，还需要积极地抑制DPF的强制再生处理的PM再燃烧结束后的向大气中的PM排出量的增加，本发明者想到本发明。

本发明是鉴于上述情形而做出的，其目的在于，提供废气净化***和废气净化方法，在将DPF配设于内燃机的排气通路的废气净化***中，对于对DPF的强制再生处理中的PM再燃烧之后的PM窜漏量暂时性增加这一PM窜漏现象，能够减轻DPF的强制再生处理中的PM再燃烧之后的PM向大气中的排出总量，能够减少PM向大气中的排出总量。

解决课题所采用的技术方案

用于达成上述目的的根据本发明的废气净化***构成为，在将DPF配设于内燃机的排气通路的废气净化***中，在刚刚进行对于所述DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后，暂时地进行表层结块过滤层形成促进控制或者PM产生量减轻控制。

此外，该“暂时的”，是指与向大气中的PM排出量暂时性增加的现象(吹除)产生的期间相关的期间，能够采用事先设定的时间(例如5分钟等)期间、成为PM累积捕集量变为事先设定的量以上那样的值为止的期间、PM捕集效率变为事先设定的率以上为止的期间、PM窜漏量变为事先设定的量以下为止的期间、PM窜漏率变为事先设定的值以下为止的期间等，作为该暂时的期间。

依照该构成，对于在DPF中的PM的强制再生处理导致的PM的刚燃烧后，通过DPF的PM的量暂时性增加，向大气中的PM排出量暂时性增加的现象(吹除)，在该现象产生的期间内，通过比通常运转时更增加PM产生量的表层结块过滤层形成促进控制，相对于强制再生处理的PM再燃烧之后的DPF的壁面，促进表层结块过滤层的提前形成和成长，从而能够使PM窜漏量减少，减轻PM向大气中的排出总量。

或者，通过比通常运转时更减少PM产生量的PM产生量减轻控制，在直到表层结块过滤层成长的暂时期间之间，减轻来自内燃机的PM产生量，从而能够减少流入DPF的PM量，使DPF窜漏量减少，减轻PM向大气中的排出总量。

在上述的废气净化***中，所述表层结块过滤层形成促进控制是通过使EGR率上升而使PM产生量增加的EGR率上升控制、或者在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后的滞后控制、或者在气缸内燃料喷射中使空燃比成为富油状态的空燃比贫富控制中的任一个控制，由此，能够发挥如下的效果。

即，如果为该构成，则在EGR率上升导致的PM产生量的增加控制的情况下，通过EGR率上升，使气缸内燃烧温度下降，烟灰生成量的稍微增加和使HC浓度增加并向烟灰粒子吸附，扩大粒径，从而能够促进表层结块过滤层的形成。

另外，在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后的滞后控制、以及在气缸内燃料喷射中使空燃比丰富的空燃比贫富控制(富油化控制等)中，通过这些控制而增多废气中的HC成分(碳化氢成分)，使HC附着于PM而增大粒径，能够易于捕集在DPF的壁面，因而由此，能够促进表层结块过滤层的形成。

此外，优选地构成为，在滞后控制和空燃比贫富控制中，为了提高促进表层结块过滤层的形成的效果，监测DPF温度，HC蒸发而不成为气相状态，保持易于附着于PM的液相状态，在能够附着于DPF的壁面的温度时，进行这些控制。

在上述的废气净化***中，如果所述PM产生量减轻控制是通过使EGR率减少而抑制PM产生量的控制，则通过该EGR率减少导致的PM产生量的抑制控制，能够使气缸内燃烧温度上升，减少PM产生量，减少窜漏出DPF的PM的量。由此，直到表层结块过滤层某种程度形成，能够抑制PM窜漏量。

在上述的废气净化***中，构成为，在所述表层结块过滤层形成促进控制中，在所述内燃机的发动机扭矩低于事先设定的第1设定值的情况下，进行所述滞后控制，在所述发动机扭矩为所述第1设定值以上且低于事先设定的第2设定值的情况下，进行所述EGR率上升控制，在所述发动机扭矩为所述第2设定值以上的情况下，进行所述空燃比贫富控制。如果为该构成，则能够根据内燃机的发动机扭矩(发动机输出)来选择最合适的表层结块过滤层形成促进控制，因而能够减少对发动机扭矩和排气体性能的坏影响，并高效地促进表层结块过滤层的形成，能够减轻PM向大气中的排出总量。

在上述的废气净化***中，构成为，在所述DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后，在所述内燃机产生的PM的产生量、即PM产生量超过事先设定的PM产生容许量的情况下，或者在通过所述DPF的PM的量、即PM窜漏量超过事先设定的PM窜漏容许量的情况下，进行所述PM产生量减轻控制。若为该构成，则基于PM产生量或者PM窜漏量来进行PM产生量减轻控制，因而能够可靠地减轻PM向大气中的排出总量。

作为该DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后的在内燃机中产生的PM的产生量的PM产生量，优选地，以所述内燃机的发动机运转状态为基础事先数据化而制作PM产生量数据库，从所述DPF的刚强制再生处理后的发动机运转状态，参照所述PM产生量数据库而算出。若为该构成，则能够以事先设定的PM产生量数据库为基础而高精度地算出PM产生量。

另外，作为该DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后的通过所述DPF的PM的量的PM窜漏量，优选地，以来自PM再燃烧之后的PM捕集效率为PM累积捕集量基础事先数据化而制作PM捕集效率数据库，算出从所述DPF的刚强制再生处理后的发动机运转状态且参照所述PM产生量数据库而算出的PM产生量、从PM捕集效率(从之前的PM累积捕集量导出)算出的PM捕集量、以及作为该PM捕集量的累计值的PM累积捕集量，从该PM产生量减去PM捕集量而算出PM窜漏量。若为该构成，则能够以事先设定的PM产生量数据库、PM捕集效率数据库为基础而高精度地算出PM窜漏量。

而且，用于达成上述目的的本发明的废气净化方法是以下方法：在用DPF净化内燃机的废气的废气净化方法中，其特征在于，在刚刚进行对于所述DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后，暂时地进行表层结块过滤层形成促进控制或者PM产生量减轻控制。

在上述的废气净化方法中，作为所述表层结块过滤层形成促进控制，进行通过使EGR率上升而使PM产生量增加的EGR率上升控制、或者在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后的滞后控制、或者在气缸内燃料喷射中使空燃比成为富油状态的空燃比贫富控制中的任一个控制。

另外，在上述的废气净化方法中，作为所述PM产生量减轻控制，进行通过使EGR率减少而抑制PM产生量的控制。

再者，在上述的废气净化方法中，在所述表层结块过滤层形成促进控制中，在所述内燃机的发动机扭矩低于事先设定的第1设定值的情况下，进行所述滞后控制，在所述发动机扭矩为所述第1设定值以上且低于事先设定的第2设定值的情况下，进行所述EGR率上升控制，在所述发动机扭矩为所述第2设定值以上的情况下，进行所述空燃比贫富控制。

另外，在上述的废气净化方法中，在所述DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后，在所述内燃机产生的PM的产生量、即PM产生量超过事先设定的PM产生容许量的情况下，或者在通过所述DPF的PM的量、即PM窜漏量超过事先设定的PM窜漏容许量的情况下，进行所述PM产生量减轻控制。

依照这些废气净化方法，能够起到与上述的废气净化***相同的效果。

发明的效果

依照本发明的废气净化***和废气净化方法，在将DPF配设于内燃机的排气通路的废气净化***中，对于在对DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后PM窜漏量暂时性增加的PM窜漏(吹除)现象，通过增加PM产生量的表层结块过滤层形成促进控制，暂时地促进DPF的壁面中的表层结块过滤层的提前再形成和成长，或者通过减少PM产生量的PM产生量减轻控制，在直到表层结块过滤层再形成且成长的暂时期间之间，减轻来自内燃机的PM产生量，减少流入DPF的PM量，从而能够减轻DPF的强制再生处理中的PM再燃烧之后的PM向大气中的排出总量，减少PM向大气中的排出总量。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的废气净化***的构成的图。

图2是表示本发明的实施方式的废气净化***的控制机构的构成的图。

图3是表示本发明的实施方式的废气净化方法的控制流程的一例的图。

图4是表示图3的控制步骤S20的细节的图。

图5是通常燃烧时的发动机出口PM产生量图表的示意图。

图6是滞后控制时的发动机出口PM产生量图表的示意图。

图7是EGR率上升控制时的发动机出口PM产生量图表的示意图。

图8是空燃比贫富控制时的发动机出口PM产生量图表的示意图。

图9是PM捕集效率图表的示意图。

图10是表示实施例和现有例中的PM窜漏量(烟灰浓度)的时序的一例的图。

图11是表示现有技术中的DPF的强制再生后的PM窜漏量(DPF出口的烟灰浓度)的时序的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的废气净化***和废气净化方法。如图1所示，该实施方式的废气净化***1具备：吸气通路12，与发动机(内燃机)10的发动机本体11的吸气歧管11a连接；排气通路13，与排气歧管11b连接；以及EGR通路14，将排气歧管11b和吸气歧管11a连接。

在吸气通路12中，从上游侧起依次设置有涡轮式增压机(涡轮增压器)15的压缩机15a、中间冷却器16和吸气节流阀(吸气阀)17，吸入空气A空气净化器和吸气量传感器(MAF)，由压缩机15a增压，进而由中间冷却器16冷却，通过调整吸入空气量的吸气节流阀17，供给至吸气歧管11a。

另外，在排气通路13中，从上游侧起依次设置有涡轮式增压机15的涡轮机15b、排气通路内燃料喷射阀18、废气净化装置19。该废气净化装置19由上游侧的氧化催化剂(DOC：Diesel Oxidation Catalyst，柴油氧化催化剂)19a和下游侧的DPF(Diesel Particulate Filter：柴油颗粒过滤器)19b构成，废气G中的PM(Particulate Matter：粒子状物质)由该DPF19b捕集，如果PM捕集量增加，则进行DPF19b的强制再生处理。在该DPF19b的强制再生处理中的PM的再燃烧中，燃料f从排气通路内燃料喷射阀18供给至废气G中，该燃料f由氧化催化剂19a氧化，由于燃料f的燃烧热而废气G和DPF19b升温，DPF19b中捕集的PM被进行再燃烧处理。

另外，在EGR通路14中，从上游侧起依次设置有EGR冷却器20和EGR阀21，在EGR(排气再循环)时，从排气歧管11b导入作为废气G的一部分的EGR气体Ge，该EGR气体Ge在由EGR冷却器20冷却之后，通过调整EGR气体量的EGR阀21而供给至吸气歧管11a。

另外，在氧化催化剂19a的上游侧设置第1废气温度传感器22，在氧化催化剂19a与DPF19b之间设置第2废气温度传感器23，设置用于测定DPF19b的上游侧与下游侧的压差的压差传感器24，将这些检测信号输入到用于控制发动机10的运转和废气净化***1的被称为发动机控制单元(ECU)的控制装置30。该控制装置30输入这些传感器和其他加速传感器、发动机旋转传感器、冷却水传感器等各种传感器的检测信号，通过发动机10的运转条件和废气G的状态等，控制吸气节流阀17、排气通路内燃料喷射阀18、EGR阀21等。

而且，在废气净化***1的排气通路13配置的DPF19b捕集流经排气通路13的废气G中含有的PM，但是伴随由DPF19b捕集的PM的捕集量的增加，DPF19b中的压力损失增加而燃耗变差等，且超过PM的捕集极限而PM窜漏出DPF19b的量增加，因而定期地，或者在检测到PM捕集量超过容许量或DPF19b的前后压差超过容许量的情况下，进行将捕集的PM再燃烧的强制再生处理，将DPF19b再生。

然而，在通过DPF19b的强制再生处理而刚刚将捕集的PM再燃烧之后，在DPF19b的废气G通过的壁面的前侧形成的、作为HC等粒径大的PM的集合体的表层结块过滤层消失，因而暂时地产生PM窜漏出DPF19b的吹除(blow off)现象。

于是，如图2所示，本发明中的控制装置30，对于在DPF19b中的PM的强制再生处理导致的PM的再燃烧之后，通过DPF19b的PM的量暂时性增加而向大气中的PM排出量暂时性增加的现象，具有窜漏量抑制机构M30，该机构用于在对于DPF19b的强制再生处理紧之后，在表层结块过滤层再形成且成长到某种程度的期间，暂时地进行表层结块过滤层形成促进控制或者PM产生量减轻控制。窜漏量抑制机构M30具有：PM再燃烧结束检测机构M31、表层结块过滤层形成促进控制机构M32、PM产生量算出机构M33、PM窜漏量算出机构M34、PM产生量减轻控制机构M35、表层结块过滤层再形成检测机构M36。

该PM再燃烧结束检测机构M31是检测DPF19b中的PM的强制再生处理导致的PM的再燃烧是否结束的机构，例如在压差传感器24的检测值ΔP比事先设定的设定值ΔPc更小的时间点判定为PM再燃烧结束，或者在DPF19b的前后的PM浓度差ΔCpm或从该PM浓度差ΔCpm算出的PM捕集效率ηy比事先设定的值ΔCpm1、ηy1更小的时间点判定为PM再燃烧结束。

另外，表层结块过滤层形成促进控制机构M32是进行以下控制的机构：通过使发动机10的出口中的废气G中的PM的量(PM产生量)增加，从而使通过DPF19b的PM的量(HC等为主要成分)增加，通过该表层结块过滤层形成促进控制，对于刚刚进行强制再生处理之后的DPF19b的壁面，促进表层结块过滤层的提前形成和成长。由此，使PM窜漏量Y减少，减轻PM向大气中的排出总量。此外，通过进行表层结块过滤层形成促进控制，虽然表层结块过滤层形成前的PM窜漏量Y增加，但是由于表层结块过滤层提前形成，因而PM向外气的排出总量比现有技术减少。

该表层结块过滤层形成促进控制机构M32具备：滞后控制机构M32a，监测DPF19b的温度，并在DPF温度成为事先设定的温度以下时，在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后；EGR率上升控制机构M32b，通过提高EGR率来增加PM产生量；空燃比贫富控制机构M32c，监测DPF19b的温度，并在DPF温度成为事先设定的温度以下时，在气缸内燃料喷射中使空燃比成为富油状态(rich)，通过进行这些机构M32a、M32b、M32c中的某一个，使发动机10的出口中的废气G中的PM的量(PM产生量)X增加。

滞后控制机构M32a中，监测DPF19b的温度，并在DPF温度成为事先设定的温度以下时，进行在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后的滞后控制，在废气G中的HC成分不会蒸发而成为气相状态的DPF温度下，增多废气G中的HC成分，使液相状态的HC附着于PM而增大粒径，易于捕集在DPF19b的壁面，因而能够促进表层结块过滤层的形成。

另外，EGR率上升控制机构M32b中，在通过提高EGR率而增加PM产生量X的控制的情况下，通过提高EGR率，使气缸内的气缸内燃烧温度、废气温度和DPF温度下降，使PM产生量X增加，由此，通过增加DPF19b的PM捕集效率ηy，能够促进表层结块过滤层的形成。

另外，空燃比贫富控制机构M32c中，监测DPF19b的温度，并在DPF温度成为事先设定的温度以下时，进行在气缸内燃料喷射中使空燃比成为富油状态的空燃比贫富控制(富油化控制等)，与滞后控制同样，在废气G中的HC成分不会蒸发而成为气相状态的DPF温度下，增多废气G中的HC成分，使液相状态的HC附着于PM而增大粒径，易于捕集在DPF19b的壁面，因而能够促进表层结块过滤层的形成。

即，使PM成为更易于积聚在DPF19b的壁面的表层的煤烟。易于捕集于壁面且形成表层结块过滤层的PM粒子是吸附了HC等的粒径比较大的湿润的(wet)PM，因而监测DPF温度，当温度下降时，暂时地使喷射定时滞后，或者通过暂时的富油化(rich spike)而使空燃比成为富油状态。由此，成为HC成分多的排气体成分，HC附着于PM而增大粒径，易于捕集在DPF19b的壁面。

此外，除了上述机构M32a、M32b、M32c以外，只要是能够使PM易于捕集在DPF19b的壁面前侧而促进表层结块过滤层的形成的机构，都能够作为表层结块过滤层形成促进控制而采用。

而且，在这些表层结块过滤层形成促进控制中，在发动机10的发动机扭矩T比事先设定的第1设定值T1更低且烟浓度的变化对于EGR率不敏感的低负荷域的情况下，由滞后控制机构M32a进行滞后控制，在发动机扭矩T成为第1设定值T1以上且比事先设定的第2设定值T2更低、烟浓度的变化对于EGR率敏感的中负荷域的情况下，由EGR率上升控制机构M32b进行EGR率上升控制，在发动机扭矩T成为第2设定值T2以上、且使气缸内燃料喷射的定时和EGR率变化时易于影响发动机10的动力性能的高负荷域的情况下，由空燃比贫富控制机构M32c进行空燃比贫富控制。

通过采用该构成，能够根据发动机10的发动机扭矩(发动机输出)，来选择最合适的用于表层结块过滤层形成促进控制的机构M32a、M32b、M32c中的某一个，因而能够减少对发动机扭矩T或排气体性能的不良影响，高效地促进表层结块过滤层的形成，能够减轻PM向大气中的排出总量。

另外，PM产生量算出机构M33是算出DPF19b的刚进行强制再生处理后的在发动机10的出口产生的PM产生量X的机构，事先将发动机10的出口例如排气歧管11b出口等的PM的产生量X以发动机10的发动机运转状态为基础而数据化，事先制作PM产生量数据库，从DPF19b的刚强制再生处理后的发动机运转条件，例如发动机旋转速度和发动机扭矩(或者气缸内燃料喷射量)，参照PM产生量数据库，算出PM产生量X。由此，能够以事先设定的PM产生量数据库为基础，高精度地算出PM产生量。

作为该数据库的示例，分别在图5中表示通常燃烧时的发动机出口PM产生量图表，在图6中表示滞后控制时的发动机出口PM产生量图表，在图7中表示EGR率上升控制时的发动机出口PM产生量图表，在图8中表示空燃比贫富控制时的发动机出口PM产生量图表。这些发动机出口PM产生量图表，能够通过试验等，变更发动机旋转速度(发动机转速)和燃料流量(相当于发动机扭矩、负荷)并测定发动机出口处的PM量等来制作。即，事先通过实验制作PM的发动机出口产生量X的图表。

另外，PM窜漏量算出机构M34是算出窜漏出DPF19b的PM量即PM窜漏量Y的机构，在该PM窜漏量Y的算出时，将PM产生量X乘以PM捕集效率ηy而算出PM窜漏量Y(＝X×ηy)。该PM捕集效率ηy被事先数据库化，制作由DPF19b捕集的PM的量(PM捕集量)与PM捕集量Z相对于PM产生量X的比例(PM捕集效率)ηy的关系，例如，做成图9所示的PM捕集效率图表而使用。该PM捕集效率图表也通过试验等，测定DPF19b的前后的PM量并测定PM捕集效率ηy，以DPF19b中的PM累积捕集量ΣZ为基础而制作。即，事先通过实验制作PM累积捕集量ΣZ与捕集效率ηy的相关图表。该PM捕集效率ηy随着PM累积捕集量ΣZ变化。

PM产生量减轻控制机构M35是以下机构：在直到表层结块过滤层成长为止的暂时性期间中，在PM产生量X超过事先设定的PM产生容许量Xc或者PM窜漏量Y超过事先设定的PM窜漏容许量Yc的情况下，进行减轻来自发动机10的PM产生量X的控制。在该PM产生量减轻控制中，采用通过减少EGR率而抑制PM产生量X的控制，通过该EGR率减少导致的PM产生量X的抑制控制，在表层结块过滤层再形成且成长到事先设定的程度的暂时性期间中，使气缸内燃烧温度上升，减少PM产生量X，减少作为窜漏出DPF19b的PM的量的PM窜漏量Y。由此，减轻PM向大气中的排出总量。此外，通过该基于EGR率减少的PM产生量抑制控制，NOx的排出量增加，但是其间通过进行使除NOx催化剂(例如尿素SCR催化剂)还原剂增加等的控制，从而能够应对。

表层结块过滤层再形成检测机构M36是检测表层结块过滤层再形成且成长到事先设定的程度的机构，在由PM窜漏量算出机构M34算出PM窜漏量Y时的、PM捕集效率ηy超过事先设定的PM捕集恢复效率ηyc的时间点，检测表层结块过滤层再形成且成长到事先设定的程度。

而且，窜漏量抑制机构M30构成为，在由PM产生量算出机构M33算出的PM产生量X不超过事先设定的PM产生容许量Xc且由PM产生量减轻控制机构M35算出的PM窜漏量Y不超过PM窜漏容许量Yc的情况下，通过表层结块过滤层形成促进控制机构M32，根据发动机的运转条件、特别是发动机扭矩的大小，选择滞后控制机构M32a、EGR率上升控制机构M32b和空燃比贫富控制机构M32c中的某一个，进行增加PM产生量X的表层结块过滤层形成促进控制，在由PM产生量算出机构M33算出的PM产生量X超过事先设定的PM产生容许量Xc的情况下，或者在由PM窜漏量算出机构M34算出的PM窜漏量Y超过PM窜漏容许量Yc的情况下，通过PM产生量减轻控制机构M35进行PM产生量减轻控制。

接着，参照如图3和图4所示的控制流程来说明上述的废气净化***1中的废气净化方法。该图3的控制流程是防止DPF19b的PM再燃烧之后的PM的窜漏导致的排气体性能的恶化的控制，示出了：在发动机10开始运转并通过废气净化***1的控制而开始DPF19b的强制再生处理后，从上位的控制流程调用而开始，在与上位的控制流程的强制再生处理并行地实施图3和图4的控制流程的各步骤之后，返回上位的控制流程并再次开始DPF19b的强制再生处理时，与该强制再生处理并行地实施，每次进行强制再生处则重复地调用，与发动机10的运转结束一起返回上位的控制流程，并结束控制。

如果该图3的控制流程从上位的控制流程调用而开始，则在步骤S11中，通过PM再燃烧结束检测机构M31来判定PM再燃烧是否结束。在该步骤S11中，在压差传感器24的检测值ΔP比事先设定的设定值ΔPc更小的时间点，判定WiePM再燃烧结束，或者在DPF19b的前后的PM浓度差ΔCpm或从该PM浓度差ΔCpm算出的PM捕集效率ηy比事先设定的值ΔCpm1、ηy1更小的时间点，判定为PM再燃烧结束。

在该步骤S11中判定为PM再燃烧未结束的情况(“否”)下，在经过事先设定的第1设定时间(与步骤S11的判定的间隔有关的时间)Δt1之后，返回步骤S11，等待PM再燃烧结束。在该步骤S11中判定为PM再燃烧结束的情况(“是”)下，前往下一步骤S12。此外，伴随PM再燃烧结束的DPF的强制再生处理的结束在上位的控制流程中进行。

在下一步骤S12中，进行控制开始准备作业。在该控制开始准备作业中，开始PM窜漏量抑制控制的经过时间ta的计数，并且将PM累积捕集量ΣZ重设为零，开始作为PM捕集量Z的累计值的PM累积捕集量ΣZ的累计。即，在PM再燃烧之后，开始计数PM捕集量的累计值。

另外，由PM产生量算出机构M33算出在该发动机运转状态下产生的PM产生量X，并且由PM窜漏量算出机构M34算出DPF19b的PM窜漏量Y。在该PM窜漏量Y的算出中，基于PM累积捕集量ΣZ，参照PM捕集效率图表数据而求出PM捕集效率ηy，从该PM捕集效率ηy和PM产生量X算出PM捕集量Z(＝X×ηy)，算出DPF19b的PM窜漏量Y(＝X－Z)，但是由于该PM捕集效率ηy随着PM累积捕集量ΣZ变化，因而在图3的控制流程调用而最初实施步骤S12时，使用ΣZ＝0，随后，使用在下述的步骤S14中算出的PM累积捕集量ΣZ。

在下一步骤S13中，判定是否进行表层结块过滤层形成促进控制。即，判定可否实施表层结块过滤层的提前形成的控制。换言之，判定PM产生量X和PM窜漏量Y是否在容许范围内。该判定，在由PM产生量算出机构M33算出的PM产生量X不超过事先设定的PM产生容许量Xc(X≤Xc)且由PM窜漏量算出机构M34算出的PM窜漏量Y不超过PM窜漏容许量Yc的情况(Y≤Yc)下，判定为进行表层结块过滤层形成促进控制(“是”)，前往步骤S20，通过表层结块过滤层形成促进控制机构M32，在事先设定的第2设定时间(与步骤S13的判定的间隔有关的时间)Δt2的期间实施表层结块过滤层形成促进控制，前往步骤S14。即，实施表层结块过滤层的提前形成的控制。

另外，在PM产生量X超过事先设定的PM产生容许量Xc的情况(X＞Xc)下，或者在PM窜漏量Y超过PM窜漏容许量Yc的情况(Y＞Yc)下，判定为不进行表层结块过滤层形成促进控制(“否”)，前往步骤S30，通过PM产生量减轻控制机构M35，在第2设定时间Δt2的期间实施PM产生量减轻控制，前往步骤S14。即，暂时地降低EGR率，减少PM窜漏量Y。进行该PM产生量减轻控制的范围，例如为图5所示的通常运转时的PM产生量图表中的由左下的影线表示的“PM恶化区域”的部分。

此外，该表层结块过滤层形成促进控制和PM产生量减轻控制的某一方被选择的情况下，另一方停止，不同时地实施。所以，在步骤S13的判定中，在新选择了控制的情况下，开始其控制，在与前次控制相同的控制被选择的情况下，原样地继续，在与前次控制不同的控制被选择的情况下，切换为新选择的控制。

而且，如图4所示，在步骤S20的表层结块过滤层形成促进控制中，在步骤S21中，判定发动机10的发动机扭矩T是否低于事先设定的第1设定值T1。在低的情况下，判断为处于低负荷域，前往步骤S23，在事先设定的第3设定时间(与第2设定时间和步骤S21的S20的判定的间隔有关的时间)Δt3内由滞后控制机构M32a进行滞后控制，前往图3的控制流程的步骤S14。即，监测DPF19b的温度，并在温度下降后，暂时地滞后气缸内燃料喷射的喷射定时而增加废气G中的HC成分。

在步骤S21中发动机扭矩T为第1设定值T1以上的情况下，前往步骤S22，判定发动机扭矩T是否低于事先设定的第2设定值T2。在低的情况下，判断为处于中负荷域，前往步骤S24，在第3设定时间Δt3内由EGR率上升控制机构M32b进行EGR率上升控制，前往图3的控制流程的步骤S14。即，提高EGR率而使烟稍微恶化，促进表层结块过滤层的成长。

在步骤S22中发动机扭矩T为第2设定值T2以上的情况下，判断为处于高负荷域，前往步骤S25，在第3设定时间Δt3内由空燃比贫富控制机构M32c进行空燃比贫富控制，前往图3的控制流程的步骤S14。即，监测DPF19b的温度，并在温度下降后，暂时地通过富油化而使空燃比成为富油状态，增加废气G中的HC成分。

由此，在发动机10的发动机扭矩T低于事先设定的第1设定值T1的情况下，进行滞后控制，在发动机扭矩T为第1设定值T1以上且低于事先设定的第2设定值T2的情况下，进行EGR率上升控制，在发动机扭矩T为第2设定值T2以上的情况下，进行空燃比贫富控制。

此外，在这些控制中，在某一方被选择的情况下，也停止其他的控制而不同时地实施。所以，在步骤S21、S22的判定中，在新选择控制的情况下，开始其控制，在与前次控制相同的控制被选择的情况下，原样地继续，在与前次控制不同的控制被选择的情况下，切换为新选择的控制。

在该表层结块过滤层形成促进控制中，在PM再燃烧之后，使烟稍微恶化，促进表层结块过滤层的成长。在此情况下，虽然伴随有暂时的PM的恶化，但是由于DPF19b的壁面的表层结块过滤层提前形成，因而能够降低总体的排出量。还事先制作此时的如图5至图8所示的PM产生量数据库。

而且，在图3的控制流程的步骤S14中，通过PM产生量算出机构M33，算出步骤S20或步骤S30的实施中的期间的PM产生量X，换言之，通过表层结块过滤层形成促进控制产生的PM产生量X，或者通过PM产生量减轻控制产生的PM产生量X。另外，通过PM窜漏量算出机构M34，基于从经过时间ta的计数开始起的PM捕集量Z的累计值、即PM累积捕集量ΣZ，参照PM捕集效率图表数据而求出PM捕集效率ηy，从该PM捕集效率ηy和PM产生量X算出PM捕集量Z(＝X×ηy)，算出DPF19b的PM窜漏量Y(＝X－Z)。

而且，在下一步骤S15中，判定表层结块过滤层形成促进控制是否结束。该判定判定以下两者：经过时间ta是否经过了事先设定的设定时间tc，以及表层结块过滤层是否再形成且成长到事先设定的程度。

该设定时间tc是使DPF19b的前后压差上升事先设定为判断基准的压差Δα左右的时间，以将用于PM窜漏量抑制的表层结块过滤层形成促进控制或PM产生量减轻控制限定为仅仅PM再燃烧后的短时间，例如设定为3分至7分钟(优选地5分钟左右)。

在步骤S15中，如果判定为经过时间ta经过了事先设定的设定时间tc(t≥tc)、或者通过表层结块过滤层再形成检测机构M36而判定为表层结块过滤层再形成且成长到事先设定的程度且PM捕集效率ηy超过事先设定的PM捕集恢复效率ηyc，那么判定为表层结块过滤层形成促进控制结束(“是”)，前进到步骤S16的控制结束作业。

另外，如果经过时间ta没有经过事先设定的设定时间tc(t＜Tc)，而且通过表层结块过滤层再形成检测机构M36，即使表层结块过滤层再形成，PM捕集效率ηy也不超过事先设定的PM捕集恢复效率ηyc而得不到成长至事先设定的程度的判定的情况下，判定为表层结块过滤层形成促进控制未结束(“否”)，返回步骤S12，重复步骤S12至S16。

在该步骤S16的控制结束作业中，进行经过时间ta的重设，并且将进行到了该步骤S16的表层结块过滤层形成促进控制或者PM产生量减轻控制结束，返回到根据当前的发动机运转条件(发动机旋转速度、发动机扭矩)进行EGR控制和气缸内燃料喷射的定时控制的通常运转控制。如果结束该步骤S16的控制结束处理，则前往“返回”，返回上位的控制流程，由此，图3和图4的控制流程结束，等待直到下一DPF19b的强制再生处理实施。

此外，如果在控制的途中发动机10的运转停止，则通过***，在控制的途中也跳到步骤S16，结束控制结束作业，返回上位的控制流程，与上位的控制流程的结束一起，该图3和图4的控制流程也结束。

通过上述的控制，在废气净化方法中，在用DPF19b将发动机10的废气G净化的废气净化方法中，能够在对于DPF19b的强制再生处理的PM再燃烧之后，暂时地进行表层结块过滤层形成促进控制或者PM产生量减轻控制。

所以，对于在DPF19b中通过PM的强制再生处理而进行PM的再燃烧之后，通过DPF19b的PM的量(PM窜漏量)Y暂时性增加而向大气中的PM排出量暂时性增加的现象(吹除)，在该现象产生的期间内，通过比通常运转时更增加PM产生量X的表层结块过滤层形成促进控制，相对于强制再生处理的PM再燃烧之后的DPF19b的壁面，促进表层结块过滤层的提前形成和成长，从而能够使PM窜漏量Y减少，减轻PM向大气中的排出总量。另外，通过比通常运转时更增加PM产生量X的PM产生量减轻控制，在直到表层结块过滤层成长的暂时期间内，减轻来自发动机10的PM产生量X，从而能够减少流入DPF19b的PM量，使DPF19b中的PM窜漏量Y减少，减轻PM向大气中的排出总量。

另外，在废气净化方法中，作为表层结块过滤层形成促进控制，能够进行EGR率上升导致的PM产生量的增加控制、或者在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后的滞后控制、或者在气缸内燃料喷射使空燃比丰富的空燃比贫富控制中的某一个控制。

所以，在通过提高EGR率来增加PM产生量X的控制的情况下，通过提高EGR率，使气缸内的气缸内燃烧温度、废气温度和DPF温度下降，使PM产生量X增加，从而增大DPF19b的PM捕集效率ηy，能够促进表层结块过滤层的形成。

另外，在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后的滞后控制、以及气缸内燃料喷射中使空燃比成为富油状态的空燃比贫富控制(富油化控制等)中，通过这些控制而增多废气G中的HC成分(碳化氢成分)，HC附着于PM而增大粒径，易于捕集在DPF19b的壁面，因而能够促进表层结块过滤层的形成。

另外，在废气净化方法中，作为PM产生量减轻控制，能够进行通过减小EGR率而抑制PM产生量的控制。所以，通过基于该EGR率减少的PM产生量的抑制控制，能够使气缸内燃烧温度上升，减少PM产生量，减少窜漏出DPF19b的PM窜漏量Y。由此，直到表层结块过滤层某种程度形成，能够抑制PM窜漏量Y。

再者，在废气净化方法中，在表层结块过滤层形成促进控制中，在发动机10的发动机扭矩T低于事先设定的第1设定值T1的情况下，进行滞后控制，在发动机扭矩T为第1设定值T1以上且低于事先设定的第2设定值T2的情况下，进行EGR率上升控制，在发动机扭矩T为第2设定值T2以上的情况下，进行空燃比贫富控制。

所以，能够根据发动机10的发动机扭矩(发动机输出)T来选择最合适的表层结块过滤层形成促进控制，因而能够减少对发动机扭矩T和排气体性能的坏影响，并高效地促进表层结块过滤层的形成，能够减轻PM向大气中的排出总量。

另外，在废气净化方法中，在DPF19b的强制再生处理的PM再燃烧之后的在发动机10中产生的PM的产生量、即PM产生量X超过事先设定的PM产生容许量Xc的情况下，或者在通过DPF19b的PM的量、即PM窜漏量Y超过事先设定的PM窜漏容许量Yc的情况下，能够进行PM产生量减轻控制。所以，基于PM产生量X或者PM窜漏量Y来进行PM产生量减轻控制，因而能够可靠地减轻PM向大气中的排出总量。

接着，使用图10说明本发明的效果。图10是表示本发明的实施例和现有技术的现有例中的PM窜漏量Y的时序的一例的图。如果比较在DPF19b的刚强制再生处理后(在横轴的试验时间上大约420秒后至800秒后)的进行结块层形成促进的“实施例”的DPF出口的烟灰浓度(PM窜漏量)与现有技术的DPF出口的烟灰浓度，可知实施例一方减少至现有例的三分之一左右，在实施例中，能够使DPF19b的刚强制再生处理后的PM窜漏量Y减少，减轻PM向外气的排出总量。

所以，依照上述构成的废气净化***1和废气净化方法，在将DPF19b配设于发动机10的排气通路13的废气净化***1中，对于在对DPF19b的强制再生处理的PM再燃烧之后，PM窜漏量Y暂时性增加的PM窜漏(吹除)现象，通过增加PM产生量X的表层结块过滤层形成促进控制，暂时地促进DPF19b的壁面中的表层结块过滤层的提前再形成和成长，或者通过减少PM产生量X的PM产生量减轻控制，在直到表层结块过滤层再形成且成长的暂时期间内，减轻来自发动机10的PM产生量X而减少流入DPF19b的PM量，从而能够减轻DPF19b的强制再生处理中的PM再燃烧之后的PM向大气中的排出总量，能够减少PM向大气中的排出总量。

工业实用性

依照本发明的废气净化***和废气净化方法，在将DPF配设于内燃机的排气通路的废气净化***中，对于在对于DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后PM窜漏量暂时性增加的PM窜漏(吹除)现象，能够减轻DPF的强制再生处理中的PM再燃烧之后的PM向大气中的排出总量，能够减少PM向大气中的排出总量，因而能够用于汽车搭载的内燃机等。

符号说明

1 废气净化***

10 发动机(内燃机)

13 排气通路

14 EGR通路

19 废气净化装置

19a 氧化催化剂

19b DPF

21 EGR阀

22 第1废气温度传感器

23 第2废气温度传感器

24 压差传感器

30 控制装置(ECU)

A 吸入空气

f 燃料

G 废气

Ge EGR气体

M30 窜漏量抑制机构

M31 PM再燃烧结束检测机构

M32 表层结块过滤层形成促进控制机构

M32a 滞后控制机构

M32b EGR率上升控制机构

M32c 空燃比贫富控制机构

M33 PM产生量算出机构

M34 PM窜漏量算出机构

M35 PM产生量减轻控制机构

M36 表层结块过滤层再形成检测机构

T 发动机扭矩

T1 第1设定值

T2 第2设定值

ta 经过时间

tc 设定时间

X PM产生量

Xc PM产生容许量

Y PM窜漏量

Yc PM窜漏容许量

Z PM捕集量

ΣZ PM累积捕集量

ηy PM捕集效率

ηy1 设定的值

ηyc PM捕集恢复效率

ΔP 压差传感器的检测值

ΔPc 设定值

ΔCpm PM浓度差

ΔCpm1 设定的值

Δt1 第1设定时间

Δt2 第2设定时间

Δt3 第3设定时间

Δα 设定的压差

Claims (10)

1.一种废气净化***，在内燃机的排气通路配设DPF，其特征在于，

在刚刚进行对于所述DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后，暂时地进行表层结块过滤层形成促进控制或者PM产生量减轻控制。

2.如权利要求1所述的废气净化***，其特征在于，

所述表层结块过滤层形成促进控制是通过使EGR率上升而使PM产生量增加的EGR率上升控制、或者在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后的滞后控制、或者在气缸内燃料喷射中使空燃比成为富油状态的空燃比贫富控制中的任一个控制。

3.如权利要求1或2所述的废气净化***，其特征在于，

所述PM产生量减轻控制是通过使EGR率减少而抑制PM产生量的控制。

4.如权利要求2或3所述的废气净化***，其特征在于：

在所述表层结块过滤层形成促进控制中，

在所述内燃机的发动机扭矩低于事先设定的第1设定值的情况下，进行所述滞后控制，

在所述发动机扭矩为所述第1设定值以上且低于事先设定的第2设定值的情况下，进行所述EGR率上升控制，

在所述发动机扭矩为所述第2设定值以上的情况下，进行所述空燃比贫富控制。

5.如权利要求1～4中任一项所述的废气净化***，其特征在于，

在刚刚进行了所述DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后，在所述内燃机产生的PM的产生量、即PM产生量超过事先设定的PM产生容许量的情况下，或者在通过所述DPF的PM的量、即PM窜漏量超过事先设定的PM窜漏容许量的情况下，进行所述PM产生量减轻控制。

6.一种废气净化方法，通过DPF来净化内燃机的废气，其特征在于，

在刚刚进行对于所述DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后，暂时地进行表层结块过滤层形成促进控制或者PM产生量减轻控制。

7.如权利要求6所述的废气净化方法，其特征在于，

作为所述表层结块过滤层形成促进控制，进行通过使EGR率上升而使PM产生量增加的EGR率上升控制、或者在气缸内燃料喷射中使燃料的喷射定时滞后的滞后控制、或者在气缸内燃料喷射中使空燃比成为富油状态的空燃比贫富控制中的任一个控制。

8.如权利要求6或7所述的废气净化方法，其特征在于，

作为所述PM产生量减轻控制，通过使EGR率减少而抑制PM产生量的控制。

9.如权利要求7或8所述的废气净化***，其特征在于：

在所述表层结块过滤层形成促进控制中，

在所述内燃机的发动机扭矩低于事先设定的第1设定值的情况下，进行所述滞后控制，

在所述发动机扭矩为所述第1设定值以上且低于事先设定的第2设定值的情况下，进行所述EGR率上升控制，

在所述发动机扭矩为所述第2设定值以上的情况下，进行所述空燃比贫富控制。

10.如权利要求6～9中任一项所述的废气净化***，其特征在于，

在刚刚进行了所述DPF的强制再生处理的PM再燃烧之后，在所述内燃机产生的PM的产生量、即PM产生量超过事先设定的PM产生容许量的情况下，或者在通过所述DPF的PM的量、即PM窜漏量超过事先设定的PM窜漏容许量的情况下，进行所述PM产生量减轻控制。