操作柴油机以避免在柴油颗粒过滤器再生期间形成白烟的方法技术

一种用于内燃机的排气控制设备，包括排气净化部分（11，12），所述排气净化部分布置在安装在车辆中的内燃机的排气系统中，并且收集排气中所包含的颗粒成分，并且排气中所包含的含硫化合物积聚在所述排气净化部分中。排气控制设备包括控制部件（20），所述控制部件用于估算排气净化部分（11，12）中的含硫化合物的积聚量，并且在所估算的含硫化合物的积聚量达到需要排出的量时，执行将排气净化部分（11，12）的温度升高到一温度范围的温度升高控制，在所述温度范围中，含硫化合物被排出，并且抑制在大气中产生含硫化合物的白烟。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景
本专利技术涉及一种用于内燃机的排气控制设备和一种用于内燃机的排气控制设备的控制方法。更具体地，本专利技术涉及一种用于内燃机的排气控制设备，所述排气控制设备包括排气净化部分，所述排气净化部分设置在柴油机的排气系统中并且收集排气中的颗粒成分(颗粒物质(PM))，并且本专利技术还涉及一种用于内燃机的排气控制设备的控制方法。
技术介绍
近年来，在诸如车辆安装的发动机等的内燃机中，尤其在柴油机中，诸如柴油颗粒过滤器(DPF)等的过滤器设置在排气系统中，以便通过过滤器收集排气中所包含的颗粒成分，以减少排放到大气中的颗粒成分的量。收集在过滤器上的颗粒成分通过氧化而燃烧，从而保持过滤器的收集颗粒成分的功能。通常，这种DPF或DPF上游的排气通道设有氧化催化转化器(DOC),氧化催化转化器氧化排气中所包含的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO),并且因此将这些物质转化成水(H2O)和二氧化碳(CO2)。另一方面，用在柴油机中的燃料和润滑油等通常包含有硫。如果燃料或润滑油中所包含的硫由于燃料燃烧而产生的含硫化合物(SOx)被吸附到DPF或D0C，则DPF的收集颗粒成分的功能或DOC的催化功能衰退。因此，在相关技术中，当诸如含硫化合物等的有毒物质被吸附到DPF或DOC时，执行移除有毒物质以便恢复催化功能的处理。在用于从毒物恢复的这个处理中，例如，DPF和DOC中的每一个通过燃料的后喷射等加热到预定的温度，以便使吸附到DPF和DOC的有毒物质解除吸附并从DPF和DOC排出。此外，例如，在日本专利申请公开N0.2006-291823 (JP2006-291823A)中说明的排气控制设备中，用于从DPF和DOC排出诸如SOx等的有毒物质的温度升高处理与用于移除沉积在DPF中的颗粒成分的温度升高处理一起执行。结果，抑制了过度执行用于设置在排气系统中的DOC和DPF的温度升高处理，由此节约了用于温度升高处理的燃料。如果象在JP2006-291823A中所述的排气控制设备中那样降低执行用于DOC和/或DPF的温度升高处理的频率，则升高DPF和DOC的温度的机会，即移除积聚在DPF和DOC中的SOx的机会也减少，使得DPF和DOC中的SOx的积聚量必然地增加。另外，如果在进入内燃机中的进气量较小的情况下执行用于积聚有大量的SOx的DPF和DOC的温度升高处理，则从DPF和DOC排出的SOx的浓度增大，使得处于可视状态的SOx，即白烟形式的Sox被排放到大气中。此外，如果提高用于DPF和DOC的温度升高处理的执行频率以抑制产生这种白烟，则用于温度升高处理的燃料量变得较大，并且燃料效率不可避免地劣化。这个问题并不局限于包括设置在排气系统中的DOC和DPF的排气控制设备，而是对于所有包括诸如DPF等的排气净化部分的排气控制设备来说是常见的，其中所述排气净化部分设置在排气系统中，并且颗粒成分和含硫化合物沉积并被吸附在所述排气净化部分中。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于内燃机的排气控制设备，所述排气控制设备通过执行升高设置在内燃机的排气系统中的诸如DPF的排气净化部分的温度的温度升高处理而抑制产生白烟，并节约在用于排气净化部分的温度升高处理中使用的诸如燃料的温度升高能源。本专利技术还提供一种用于内燃机的排气控制设备的控制方法。本专利技术的第一方面涉及一种用于内燃机的排气控制设备，所述排气控制设备包括排气净化部分，所述排气净化部分布置在安装在车辆中的内燃机的排气系统中，并且收集排气中所包含的颗粒成分，所述排气中所包含的含硫化合物积聚在所述排气净化部分中，其中，在排气控制设备中，排气被净化，并执行用于排气净化部分的再生处理。排气控制设备包括控制部件，所述控制部件用于估算排气净化部分中的含硫化合物的积聚量，并且在所估算的含硫化合物的积聚量达到需要排出的量时，执行将排气净化部分的温度升高到一温度范围的温度升高控制，在所述温度范围中，含硫化合物被排出，并且抑制在大气中产生含硫化合物的白烟。本专利技术人已经证实，排出含硫化合物的特征与积聚有含硫化合物的排气净化部分的温度相关，并且存在这样的温度范围，在所述温度范围内，含硫化合物被从排气净化部分排出，并且抑制在大气中产生含硫化合物的白烟。因此，在上述构造中，控制部件在排出积聚在排气净化部分中的含硫化合物时执行将排气净化部分的温度升高到上述温度范围中的温度升高控制。因此，能够通过排出积聚在排气净化部分中的含硫化合物来再生排气净化部分，并且同时抑制产生含硫化合物的白烟。因此，在积聚在排气净化部分中的含硫化合物的积聚量达到需要排出含硫化合物例如以便保持排气净化部分的功能的需要排出的量之前，不需要执行用于排气净化部分的温度升高控制，例如，以便维持排气净化部分的功能。因而，能够减少用于排气净化部分的温度升高控制的执行次数(频率)，以便节约用于温度升高的还原剂(例如燃料)和温度升高所需的能量。结果，能够节约在用于设置在排气系统中的排气净化部分的温度升高控制中使用的温度升高能源(例如燃料)，并且同时能够通过用于排气净化部分的温度升高控制抑制产生含硫化合物的白烟。在根据上述方面的排气控制设备中，由于用于排气净化部分的温度升高控制而排出含硫化合物的特征可以是这样的特征:其中，当排气净化部分的温度达到所述温度范围时，开始排出所述含硫化合物，并且在排气净化部分的温度超出所述温度范围之前的时间段期间，在抑制产生白烟的低浓度状态下逐渐排出含硫化合物。排出含硫化合物的特征是这样的特征:其中，当排气净化部分的温度在上述温度范围内时，每单位时间从排气净化部分排出的含硫化合物的量较小，并且以抑制产生含硫化合物的白烟的浓度排出含硫化合物。另一方面，当排气净化部分的温度升高超出上述温度范围时，每单位时间排出的含硫化合物的量趋向于增加，并且趋向于产生白烟。因此，通过基于上述排出特征在上述温度范围内执行用于排气净化部分的温度升高控制，能够以低浓度状态从排气净化部分排出含硫化合物，并且能够准确地抑制由于排出含硫化合物而产生白烟。在根据上述方面的排气控制设备中，当排出含硫化合物时，控制部件可以在500°C至550°C的温度范围内执行用于排气净化部分的温度升高控制。本专利技术人已经证实，根据设置在车辆等的排气系统中的排气净化部分的一般特征和燃料等的一般特征，排出含硫化合物并准确地抑制产生含硫化合物的白烟的温度范围是约500°C至约550°C的范围。具体地，如果排气净化部分的温度低于约500°C，则具有以下倾向，即，含硫化合物在排气净化部分中不分解并且不能从排气净化部分排出积聚的含硫化合物。如果排气净化部分的温度高于约550°C，则具有以下倾向，S卩，含硫化合物的分解加速并且从排气净化部分排出的含硫化合物的浓度变高。因此，在上述构造中，通过升高排气净化部分的温度，使得当从排气净化部分排出含硫化合物时排气净化部分的温度在500C至550C的范围内，适当地实现了从排气净化部分排出含硫化合物和抑制产生白烟。在根据上述方面的排气控制设备中，在将要执行用于排气净化部分的温度升高控制的情况下，当排气净化部分的温度由于内燃机的高负荷运转而超出所述温度范围时，控制部件可以将所估算的含硫化合物的积聚量初始化为O。当内燃机处于高负荷运转状态时，设置在排气系统中的排气净化部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的排气控制设备，所述排气控制设备包括排气净化部分（11，12），所述排气净化部分布置在安装在车辆中的所述内燃机的排气系统中，并且收集排气中所包含的颗粒成分，所述排气中所包含的含硫化合物积聚在所述排气净化部分中，其中，在所述排气控制设备中，净化排气并执行用于所述排气净化部分（11，12）的再生处理，其特征在于，所述排气控制设备包括：控制部件（20），所述控制部件用于估算所述排气净化部分（11，12）中的所述含硫化合物的积聚量，并且在所估算的所述含硫化合物的积聚量达到需要排出的量时执行将所述排气净化部分（11，12）的温度升高到一温度范围的温度升高控制，在所述温度范围中，所述含硫化合物被排出，并且抑制在大气中产生所述含硫化合物的白烟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.27 JP 2011-1641481.一种用于内燃机的排气控制设备，所述排气控制设备包括排气净化部分(11，12)，所述排气净化部分布置在安装在车辆中的所述内燃机的排气系统中，并且收集排气中所包含的颗粒成分，所述排气中所包含的含硫化合物积聚在所述排气净化部分中，其中，在所述排气控制设备中，净化排气并执行用于所述排气净化部分(11，12)的再生处理，其特征在于，所述排气控制设备包括: 控制部件(20 )，所述控制部件用于估算所述排气净化部分(11，12 )中的所述含硫化合物的积聚量，并且在所估算的所述含硫化合物的积聚量达到需要排出的量时执行将所述排气净化部分(11，12)的温度升高到一温度范围的温度升高控制，在所述温度范围中，所述含硫化合物被排出，并且抑制在大气中产生所述含硫化合物的白烟。2.根据权利要求1所述的排气控制设备，其中，由于用于所述排气净化部分(11，12)的所述温度升高控制而排出所述含硫化合物的特征为这样的特征:其中，当所述排气净化部分(11，12)的温度达到所述温度范围时开始排出所述含硫化合物，并且在所述排气净化部分(11，12)的温度超出所述温度范围之前的时间段期间，以抑制产生白烟的低浓度状态逐渐排出所述含硫化合物。3.根据权利要求1或2所述的排气控制设备，其中，在排出所述含硫化合物时，所述控制部件(20)在500°C _550°C的温度范围内执行用于所述排气净化部分(11，12)的所述温度升高控制。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的排气控制设备，其中，在将要执行用于所述排气净化部分(11，12)的所述温度升高控制的情况下，当所述排气净化部分(11，12)的温度由于所述内燃机的高负荷运转而超出所述温度范围时，所述控制部件(20)将所估算的所述含硫化合物的积聚量初始化为O。5.根据权利要求4所述的排气控制设备，其中，当所述排气净化部分(11，12)的温度高于或者等于600°C时，所述控制部件(20)判定所述排气净化部分(11，12)的温度超出所述温度范围，并将所估算的所述含硫化合物的积聚量初始化为O。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的排气控制设备，其中: 在所述控制部件(20)中，氧化模式和硫排出模式被设置为控制所述排气净化部分(11，12)的温度升高的模式； 在所述氧化模式中，在所述排气净化部分(11，12)中的所述颗粒成分的沉积量已经达到所述颗粒成分的需要移除的量的情况下，通过氧化所述颗粒成分来从所述排气净化部分(11，12)移除沉积在所述排气净化部分(11，12)中的所述颗粒成分； 在所述硫排出模式中，从所述排气净化部分(11，12)排出积聚在所述排气净化部分(...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田久喜，板桥秀，横井辰久，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社， 株式会社日本自动车部品综合研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP