内燃机的排气净化装置制造方法及图纸

一种内燃机的排气净化装置，其中，被配置在内燃机排气通道内的颗粒过滤器具备：被交替配置的废气流入通道以及废气流出通道、和将该废气流入通道以及废气流出通道相互隔开的多孔性的隔壁。在隔壁上划分有基材表面被平均细孔直径小于隔壁基材的平均细孔直径的涂层所覆盖的涂层区域、和在涂层区域的下游侧处基材表面未被所述涂层所覆盖的非涂层区域，且在非涂层区域内废气中所含有的灰尘能够通过隔壁。对在非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量进行计算，在被辨别为非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量多于第一容许上限量时，实施用于从颗粒过滤器中对粒状物质进行去除的颗粒物去除控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机的排气净化装置
本专利技术涉及一种内燃机的排气净化装置。
技术介绍
公知一种将用于捕集废气中的粒状物质的颗粒过滤器配置于排气通道内的压燃式内燃机。其结果为，可抑制被排出至大气中的粒状物质的量。然而，当颗粒过滤器上的粒状物质的量变多时，颗粒过滤器的压力损失也随之变多。其结果为，有可能造成内燃机输出降低。因此，公知一种如下的内燃机，其实施使颗粒过滤器维持在氧化气氛中且使颗粒过滤器的温度上升的颗粒物(PM)去除控制，由此而使粒状物质燃烧并从颗粒过滤器中去除(参照专利文献1)。在该内燃机中，对颗粒过滤器24的上游以及下游的压力差进行检测，并在压力差成为预定的上限值以上时实施PM去除处理。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-018019号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题另外，在废气中包含被称为灰尘的不燃性成分，且该灰尘与粒状物质一起被捕集到颗粒过滤器中。然而，即使实施PM去除控制，灰尘也不会燃烧或者蒸发，而会残留在颗粒过滤器上。因此，随着内燃机运转时间变长，颗粒过滤器上的灰尘量将随之增多，且颗粒过滤器的压力损失也随之变大。其结果为，即使反复实施PM去除控制，也有可能造成内燃机输出降低。在上述的专利文献1中有关上述问题点并未进行考虑，当然也并未公开有关上述问题点的解决对策。用于解决课题的方法根据本专利技术，提供了一种内燃机的排气净化装置，其具备：颗粒过滤器，其为被配置在内燃机排气通道内的、用于对废气中所含有的粒状物质进行捕集的颗粒过滤器，且具备被交替配置的废气流入通道以及废气流出通道、和将这些废气流入通道以及废气流出通道相互隔开的多孔性隔壁，并且在隔壁上划分有基材表面被平均细孔直径小于隔壁基材的平均细孔直径的涂层所覆盖的涂层区域、和在涂层区域的下游侧处基材表面未被所述涂层所覆盖的非涂层区域，且隔壁的细孔直径被设定为，在非涂层区域内废气中所含有的灰尘能够通过隔壁；第一计算单元，其对在非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量进行计算；第一辨别单元，其对在非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量是否多于第一容许上限量进行辨别；第一PM去除单元，在被辨别为非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量多于第一容许上限量时，其实施用于从颗粒过滤器中对粒状物质进行去除的颗粒物去除控制。优选为，所述第一计算单元根据流入至颗粒过滤器中的粒状物质的量、涂层区域的粒状物质捕集率、以及非涂层区域的粒状物质捕集率，来对非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量进行计算。优选为，还具备：第二计算单元，其对在涂层区域内所捕集到的粒状物质的量进行计算；第二辨别单元，其对在涂层区域内所捕集到的粒状物质的量是否多于第二容许上限量进行辨别；第二PM去除单元，在被辨别为涂层区域内所捕集到的粒状物质的量多于第二容许上限量时，其实施PM去除控制。更优选为，所述第二计算单元根据流入至颗粒过滤器中的粒状物质的量、以及涂层区域的粒状物质捕集率，来对在涂层区域内所捕集到的粒状物质的量进行计算。优选为，所述涂层由具有氧化功能的金属粒子形成。优选为，所述隔壁基材的平均细孔径被设定为25μm以上且100μm以下。优选为，形成所述涂层的粒子的平均直径被设定为1μm以上且10μm以下。专利技术效果能够在可靠地对粒状物质进行捕集的同时，抑制因灰尘而使颗粒过滤器的压力损失增大的情况。附图说明图1为由本专利技术实施的实施例的内燃机的整体图。图2A为颗粒过滤器的主视图。图2B为颗粒过滤器的侧面剖视图。图3为隔壁的部分放大剖视图。图4为涂层的部分放大剖视图。图5A为对颗粒过滤器的捕集机制进行说明的概要图。图5B为对颗粒过滤器的捕集机制进行说明的概要图。图5C为对颗粒过滤器的捕集机制进行说明的概要图。图5D为对颗粒过滤器的捕集机制进行说明的概要图。图5E为对颗粒过滤器的捕集机制进行说明的概要图。图6为对由本专利技术实施的实施例进行说明的时序图。图7为表示粒状物质流入量qPMi的映射图。图8为表示涂层区域的粒状物质捕集率EPMCZ的映射图。图9为表示涂层区域的粒状物质捕集量的减少量qPMCZd的映射图。图10为表示非涂层区域的粒状物质捕集率EPMNCZ的映射图。图11为表示非涂层区域的粒状物质捕集量的减少量qPMNCZd的映射图。图12为表示颗粒过滤器的灰尘捕集率EA与非涂层区域的粒状物质捕集量QPMNCZ之间的关系的线图。图13为表示涂层区域的粒状物质捕集率EPMCZ与涂层区域的粒状物质捕集量QPMCZ之间的关系的线图。图14为表示执行排气净化控制的程序的流程图。图15为表示执行粒状物质捕集量QPMCZ、QPMNCZ的计算的程序的流程图。图16为表示执行PM去除控制的程序的流程图。具体实施方式参照图1，1表示压燃式内燃机的主体，2表示各个气缸的燃烧室，3表示用于向各个燃烧室2内分别喷射燃料的电子控制式燃料喷射阀，4表示进气歧管，5表示排气歧管。进气歧管4通过进气导管6而与排气涡轮增压器7的压缩机7c的出口连结，且压缩机7c的入口通过空气流量计8与空气滤清器9连结。在进气导管6内配置有电气控制式节气门10，而且在进气导管6周围设置有用于对在进气导管6内流动的吸入空气进行冷却的冷却装置11。另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气汽轮机7t的入口连结，且排气汽轮机7t的出口与排气后处理装置20连结。排气歧管5与进气歧管4经由废气再循环(以下，称为EGR)通道12而被相互连结，且在EGR通道12内配置有电气控制式EGR控制阀13。此外，在EGR通道12周围设置有用于对在EGR通道12内流动的EGR气体进行冷却的冷却装置14。另一方面，各个燃料喷射阀3经由燃料供给管15与共轨16连结。从电子控制式的喷出量可变的燃料泵17向该共轨16内供给有燃料，且向共轨16内所供给的燃料经由各个燃料供给管15而被供给至燃料喷射阀3。在图1所示的实施例中，该燃料由轻油构成。在其他的实施例中，内燃机由火花点火式内燃机构成。在这种情况下，燃料由汽油构成。排气后处理装置20具备与排气汽轮机7t的出口连结的排气管21、与排气管21连结的催化转化器22、和与催化转化器22连结的排气管23。在催化转化器22内配置有壁流型颗粒过滤器24。在催化转化器22上设置有用于对颗粒过滤器24的温度进行检测的温度传感器25。在其他的实施例中，用于对流入到颗粒过滤器24中的废气的温度进行检测的温度传感器被设置在排气管21上。而且在其他的实施例中，用于对从颗粒过滤器24中流出的废气的温度进行检测的温度传感器被设置在排气管23上。这些废气的温度表示了颗粒过滤器24的温度。在催化转化器22上还设置有用于对颗粒过滤器24的压力损失进行检测的压力损失传感器26。在图1所示的实施例中，压力损失传感器26由用于对颗粒过滤器24的上游以及下游的压力差进行检测的压力差传感器构成。在其他的实施例中，压力损失传感器26由被安装在排气管21上并对内燃机背压进行检测的传感器构成。另一方面，在排气歧管5上安装有燃料添加阀27。向该燃料添加阀27添加有来自共轨16的燃料，且从燃料添加阀27向排气歧管5内添加燃料。在其他的实施例中，燃料添加阀27被配置在排气管21上。电子控制单元30由数字式计算机构成，且具备经由双向母线31而被相互连接的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的排气净化装置，具备：颗粒过滤器，其为被配置在内燃机排气通道内的、用于对废气中所含有的粒状物质进行捕集的颗粒过滤器，且具备被交替配置的废气流入通道以及废气流出通道、和将这些废气流入通道以及废气流出通道相互隔开的多孔性的隔壁，并且在隔壁上划分有基材表面被平均细孔径小于隔壁基材的平均细孔径的涂层所覆盖的涂层区域、和在涂层区域的下游侧处基材表面未被所述涂层所覆盖的非涂层区域，且隔壁的细孔径被设定为，在非涂层区域内废气中所含有的灰尘能够通过隔壁；第一计算单元，其对在非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量进行计算；第一辨别单元，其对在非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量是否多于第一容许上限量进行辨别；第一颗粒物去除单元，在被辨别为非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量多于第一容许上限量时，其实施用于从颗粒过滤器中对粒状物质进行去除的颗粒物去除控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种内燃机的排气净化装置，其为具备被配置在内燃机排气通道内的用于对废气中所含有的粒状物质进行捕集的颗粒过滤器、第一颗粒物去除单元的内燃机的排气净化装置，其特征在于，具备：所述颗粒过滤器，其具备被交替配置的废气流入通道以及废气流出通道、和将这些废气流入通道以及废气流出通道相互隔开的多孔性的隔壁，并且在隔壁上划分有基材表面被平均细孔径小于隔壁基材的平均细孔径的涂层所覆盖的涂层区域、和在涂层区域的下游侧处基材表面未被所述涂层所覆盖的非涂层区域，且隔壁的细孔径被设定为，在非涂层区域内废气中所含有的灰尘能够通过隔壁；第一计算单元，其对在非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量进行计算；第一辨别单元，其对在非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量是否多于第一容许上限量进行辨别；所述第一颗粒物去除单元，在被辨别为非涂层区域内所捕集到的粒状物质的量多于第一容许上限量时，其实施用于从颗粒过滤器中对粒状物质进行去除的颗粒物去除控制。2.如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，所述第一计算单元根据流入至颗粒过滤器中的粒状物质的量、涂层区域的粒状物质捕集率、非涂层区域的粒状物质捕集率、以及从非涂层区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：西冈宽真，伊藤和浩，今井大地，神武亮太，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP