废气净化装置制造方法及图纸

一种颗粒物过滤器（２２）设置在一内燃机的排气通道中。可以判断或估算集结在该颗粒物过滤器（２２）中的颗粒物的特性，与集结后正确的相比，是否已经改变到难于氧化的状态。当判断出或估算出集结在该颗粒物过滤器（２２）中的颗粒物的特性，与集结后正确的相比，已经改变到难于氧化的状态时，流入颗粒物过滤器（２２）中的废气的空燃比，将从稀薄状态临时切换到浓状态。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废气净化装置。现有技术的描述过去，在柴油机中，废气中含有的颗粒物，借助于在发动机的排气通路中设置一颗粒物过滤器来过滤掉，用颗粒物过滤捕集废气中的颗粒物，并使被捕集在该颗粒物过滤器中的颗粒物点火燃烧，从而使该颗粒物过滤器再生。在这种情况下，使该颗粒物点火并燃烧需要相当高的温度和相当长的时间。在另一方面，公知的柴油机带有一颗粒物过滤器，当空燃比稀薄时，一NOx吸收剂吸收NOx，在空燃比浓时，释放被吸收的NOx(参见日本未审查专利申请JP平6-159037)。在该内燃机中，该发动机通常在稀薄的空燃比下运行。当NOx吸收剂吸收的NOx的量超过一许可值时，该空燃比临时变浓，从而使NOx从该NOx吸收剂中释放出来。当NOx从该NOx吸收剂中释放出来并减少时，该NOx减少时产生的热量使该颗粒物过滤器的温度上升。因此，在这种内燃机的一示例中，当NOx完成释放时，空燃比再一次恢复到稀薄状态。利用颗粒物过滤器的温度在此时上升这一事实，可以使集结在颗粒物过滤器中的颗粒物燃烧。进一步地，在另一个示例中，当NOx应该从该NOx吸收剂中释放时，当颗粒物过滤器上游的废气压力不超过一预定压力时，该空燃比正好是浓的，同时，在颗粒物过滤器上游的废气压力超过该预定值时，使空燃比变浓，以便使NOx从该NOx吸收剂中释放出来，然后，使空燃比变稀薄，以便使集结在颗粒物过滤器上的颗粒物燃烧。然而，如上所述，使集结在颗粒物过滤器上的颗粒物点火并燃烧需要相当高的温度和相当长的时间。在这种情况下，使颗粒物过滤器的温度，上升到使集结的颗粒物点火并燃烧的温度，需要从外部供给能量。因此，为了使颗粒物过滤器的温度上升，通常使用额外的燃料或电加热器。因此如果颗粒物燃烧需要时间，将需要非常多的剩余能量。减少这种能量的过度消耗将要求颗粒物燃烧的时间尽可能地缩短。专利技术人基于这一观点研究了集结的颗粒物的特性，结果是，集结的颗粒物的特性逐渐变得清晰了。其细节将在下面说明，但简单地说，已经发现颗粒物集结在颗粒物过滤器上的时间越长，则集结的颗粒物越难于氧化，其结果是，使该集结的颗粒物点火并燃烧，将需要相当高的温度和相当长的时间。这就是说，已经发现如果在集结的颗粒物难于氧化时，能将颗粒物的特性改变成容易氧化的特性，则使该颗粒物燃烧所需的时间能缩短。因此，专利技术人基于这种观点进行了进一步的研究，结果发现借助于临时使空燃比变浓，集结的颗粒物的特性可以改变到容易氧化的特性。这就是说，已经发现当集结的颗粒物难于氧化时，如果使空燃比临时变浓，则该颗粒物变得容易氧化，因此燃烧该颗粒物所需要的时间可以缩短。在上述公知的内燃机中，借助于使空燃比临时变浓，使NOx从该NOx吸收剂中释放出来。因此，空燃比改变的形式类似于本专利技术的。然而，在这种公知的内燃机中，当NOx吸收剂吸收的NOx的量超过一许可值时，使空燃比临时变浓，但在本专利技术中，当集结的颗粒物难于氧化时，使空燃比临时变浓。因此不但使空燃比变浓的目的不同，而且时间也不同。这就是说，即使在NOx吸收剂释放NOx的时间处使空燃比变浓，也不一定能使集结的颗粒物改变到容易氧化的状态。本专利技术的内容本专利技术的目的是提供一种使集结在颗粒物过滤器中的颗粒物在一较短的时间内燃烧掉的废气净化装置。根据本专利技术第一方面的内容，其提供了一种内燃机用的废气净化装置，在该内燃机中，一个用于捕集并消除废气中的颗粒物的颗粒物过滤器设置在发动机的一废气通路中，并且燃烧是在稀薄空燃比的条件下连续进行的，该装置包括一个用于预测该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性与正确的相比，是否在集结后已经改变到难于氧化的特性的预测装置；用于在预测到该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性与正确的相比在集结后已经改变到难于氧化的特性时，临时使流入该颗粒物过滤器中废气的空燃比，从稀薄切换到浓的状态，从而使集结在该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性改变到容易氧化的特性的空燃比切换装置；用于判断集结在该颗粒物过滤器中的颗粒物的量是否超过一预定值的判断装置；用于当集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的量已经超过一预定值时，在稀薄空燃比的条件下使颗粒物过滤器的温度上升，以便利用氧化去除集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的温度控制装置。根据本专利技术第二方面的内容，其提供了一种内燃机用的废气净化装置，在该内燃机中，一个用于捕集并消除废气中的颗粒物的颗粒物过滤器设置在发动机的一废气通路中，并且燃烧是在稀薄空燃比的条件下连续进行的，该装置包括一个用于判断该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性与正确的相比，是否在集结后已经改变到难于氧化的特性的第一判断装置；用于在判断出该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性与正确的相比在集结后已经改变到难于氧化的特性时，临时使流入该颗粒物过滤器中废气的空燃比，从稀薄切换到浓的状态，从而使集结在该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性改变到容易氧化的特性的空燃比切换装置；用于判断集结在该颗粒物过滤器中的颗粒物的量是否超过一预定值的第二判断装置；用于当集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的量已经超过一预定值时，在稀薄空燃比的条件下使颗粒物过滤器的温度上升，以便利用氧化去除集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的温度控制装置。根据本专利技术第三方面的内容，其提供了一种内燃机用的废气净化装置，在该内燃机中，一个用于捕集并消除废气中的颗粒物的颗粒物过滤器设置在发动机的一废气通路中，并且燃烧是在稀薄空燃比的条件下连续进行的，该装置包括能临时使流入该颗粒物过滤器中废气的空燃比，从稀薄切换到浓的状态的空燃比切换装置；用于判断集结在该颗粒物过滤器中的颗粒物的量是否超过一预定值的判断装置；和用于当集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的量已经超过一预定值时，在使流入该颗粒物过滤器中废气的空燃比，从稀薄临时切换到浓的状态，从而使集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的特性改变到容易氧化的特性后，使在稀薄空燃比状态下，颗粒物过滤器的温度上升，以便利用氧化去除集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的的温度控制装置。附图的简要说明附图说明图1是一内燃机的整体视图；图2A和2B是一颗粒物过滤器的视图；图3A和3B是颗粒物氧化性能的变化图；图4是一工作控制的一示例的视图；图5是另一工作控制的示例的视图；图6是一个用于解析喷射控制的视图；图7是颗粒物氧化性能下降的一视图；图8是一发动机工作控制的一流程图；图9是氧化去除的颗粒物量与颗粒物过滤器的温度之间的关系的视图；图10是一个用于解析集结的颗粒物的状态的图；图11A和11B是用于解析集结的颗粒物的状态的图；图12A和12B是用于解析集结的颗粒物的状态的图；图13是时间Δt的图；图14A和14B是排出的颗粒物量的图；图15和16是该发动机的控制的流程图；图17A，17B和17C是用于解析压力降变化的图；图18是一发动机工作控制的一流程图；图19A，19B和19C是用于解析压力降变化的图；图20是一发动机工作控制的一流程图；图21是一发动机工作控制的一流程图；图22是产生的烟雾量的图；图23A和23B是发动机工作区域等的图24是节流阀开启度等的变化的图；图25是氧化去除的颗粒物量与颗粒物过滤器的温度之间的关系的视图；图26是集结的颗粒物量的图；图27是该发动机工作控制的一流程图；图28是该发动机工作控制的一流程图；图29A和29B是表示设定的图谱等的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机用的废气净化装置，在该内燃机中，一个用于捕集并消除废气中的颗粒物的颗粒物过滤器设置在发动机的一废气通路中，并且燃烧是在稀薄空燃比的条件下连续进行的，该装置包括：一个用于预测该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性与正确的相比，是否在集结后已经改变到难于氧化的特性的预测装置；用于在预测到该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性与正确的相比在集结后已经改变到难于氧化的特性时，临时使流入该颗粒物过滤器中废气的空燃比，从稀薄切换到浓的状态，从而使集结在该颗粒物过滤器中的颗粒物的特性改变到容易氧化的特性的空燃比切换装置；用于判断集结在该颗粒物过滤器中的颗粒物的量是否超过一预定值的判断装置；用于当集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的量已经超过一预定值时，在稀薄空燃比的条件下使颗粒物过滤器的温度上升，以便利用氧化去除集结在颗粒物过滤器中的颗粒物的温度控制装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中谷好一郎，田中俊明，广田信也，伊藤和浩，浅沼孝充，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]