专利名称：Dpf的再生控制装置、再生控制方法及再生支持系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对柴油发动机的废气中含有的微粒物质(排气微粒，以下简称为PM)进行捕集的柴油机微粒过滤器(以下简称为DPF)的再生控制装置、再生控制方法及再生支持系统，尤其是涉及推定堆积于DPF的灰尘(灰)的堆积量而进行灰尘清洗的再生控制装置、再生控制方法及再生支持系统。
背景技术：
作为减少从柴油发动机排出的PM的有效的技术，已知有DPF。DPF是使用了过滤器的PM捕集装置，在该DPF中堆积有从发动机排出的煤烟(烟 尘)成分和灰尘(灰)成分。虽然通过强制再生能够将煤烟成分烧掉，但灰尘即使进行强制再生也无法烧掉而堆积于DPF。当该灰尘堆积时，会产生DPF的堵塞，会导致排气压力上升，因此需要预测灰尘的堆积量而定期地进行灰尘清洗。已经知道，该灰尘由于发动机油从气缸与活塞的间隙进入燃烧室发生燃烧而产生，因此灰尘堆积量与发动机油的消耗量存在相关。已知有各种与灰尘堆积量的推定方法相关的技术。例如，在日本特开2003-83036号公报(专利文献I)中公开了一种在DPF的再生刚完成之后根据DPF差压来求出灰尘堆积量的技术，在日本专利第4032849号公报(专利文献2)中公开了一种累计行驶距离而求出灰尘堆积量的技术，在日本专利第3951618号公报(专利文献3)中公开了一种根据发动机转速与燃料消耗量的映射来求出灰尘排出量，并累计该灰尘排出量而求出堆积量的技术，在日本特开2006-29326号公报(专利文献4)中公开了一种通过油传感器来检测油位并累计该油位来算出灰尘堆积量的技术。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开2003-83036号公报专利文献2日本专利第4032849号公报专利文献3日本专利第3951618号公报专利文献4日本特开2006-29326号公报
发明内容
然而，在专利文献I公开的在DPF的再生刚完成之后根据DPF差压来求出灰尘堆积量的技术中，即使灰尘堆积量增加，DPF差压也并不一定成比例地增大，而且在煤烟未堆积的状态下，即使灰尘堆积，DPF差压也几乎不上升，因此在根据DPF差压来高精度地预测灰尘堆积量方面存在问题。另外，当堆积有灰尘的DPF上堆积煤烟时，与灰尘未堆积时相比，DPF差压升高，但无法与煤烟的堆积量进行区分，因此难以定量且准确地推定灰尘堆积量。此外，在专利文献2的累计行驶距离来求出灰尘堆积量的技术的情况下，方法虽然是简单的方法，但未能考虑发动机负载等条件，因此在推定精度上存在问题。在专利文献3的根据发动机转速和燃料消耗量的映射来求出灰尘排出量并累计该灰尘排出量而求出堆积量的技术中，为了作成映射而需要较多的试验次数且花费时间，而且难以确保映射整体的精度。此外，在专利文献4的通过油传感器来检测油位并累计该油位来算出灰尘堆积量的技术中，需要装备油传感器而存在导致成本增加的问题。如此，虽然在灰尘的堆积量的推定方法中存在各种方法，但同时也具有问题。因此，需要一种不会导致成本增加且通过简单的方法就能够高精度地推定灰尘堆积量的方法。此外，灰尘不是煤烟那样以碳为主成分的物质，主要含有由发动机油中的金属系添加剂产生的成分，因此无法通过燃烧而将其烧掉，需要利用压缩空气等将其吹飞而进行 清洗，因此在清洗时，需要进行在具有设备的专用的服务工厂内的工作。因此，也需要将灰尘的清洗要求准确地向操作者报告而能够在服务工厂内高效率地进行灰尘清洗的DPF的再生支持系统。因此，本发明鉴于这种问题而作出，课题在于提供一种通过简单的方法就能够高精度地推定灰尘堆积量，并且能够将灰尘的清洗要求准确地向操作者报告而在服务工厂内高效率地进行灰尘清洗的DPF的再生控制装置、再生控制方法及再生支持系统。为了解决上述的课题，第一发明的DPF的再生控制装置在排气通路具备捕集排气微粒(PM)的柴油机微粒过滤器(DPF)，且具备对由该DPF捕集的PM进行强制再生的强制再生单元，所述DPF的再生控制装置的特征在于，具备差压检测单元，检测DPF的前后差压；DPF差压设定单元，预先通过试验或计算来设定因煤烟部分与灰尘部分的总堆积量而产生的DPF差压，将灰尘堆积量为需要清洗的堆积量时的DPF差压设定作为清洗要求阈值，将所述灰尘堆积量为比要求所述清洗的堆积量更多地堆积而需要输出降低的堆积量时的DPF差压设定作为输出降低阈值；清洗要求报告单元，判定所述DPF差压是否达到了所述清洗要求阈值，并在达到所述清洗要求阈值时输出清洗要求；输出降低警报单元，判定所述DPF差压是否达到了比所述清洗要求阈值大的所述输出降低阈值，并在达到所述输出降低阈值时对输出降低进行警报。另外，第二发明的DPF的再生控制方法，在排气通路具备捕集排气微粒(PM)的柴油机微粒过滤器(DPF)，且具备对由该DPF捕集的PM进行强制再生的强制再生单元，所述DPF的再生控制方法的特征在于，预先通过试验或计算来设定因煤烟部分与灰尘部分的总堆积量而产生的DPF差压，将灰尘堆积量为需要清洗的堆积量时的DPF差压设定作为清洗要求阈值，将所述灰尘堆积量为比要求所述清洗的堆积量更多地堆积而需要输出降低的堆积量时的DPF差压设定作为输出降低阈值，所述DPF的再生控制方法包括清洗要求报告步骤，判定所述DPF差压是否达到了所述清洗要求阈值，并在达到所述清洗要求阈值时输出清洗要求；输出降低警报步骤，判定所述DPF差压是否达到了比所述清洗要求阈值大的输出降低阈值，并在达到输出降低阈值时对输出降低进行警报。根据所述第一发明、第二发明，根据DPF的前后的差压来推定运算灰尘堆积量，因此通过使用DPF的强制再生控制用的已有的差压传感器等的信号，而无需新设置传感器，与现有技术的装备油传感器而检测油位且对其进行累计而算出灰尘堆积量的技术相比，能抑制成本增加。另外，根据DPF差压求出灰尘堆积量的技术中，即使灰尘堆积量增加，DPF差压也不一定成比例地增大，而且在煤烟未堆积的状态下，即使灰尘堆积，DPF差压也不怎么上升，因此在根据DPF差压来高精度地预测灰尘堆积量方面存在问题，但在所述发明中，根据基于预先设定的煤烟堆积量与灰尘堆积量的总堆积的DPF差压特性(参照图3)，推定并报告灰尘的清洗时期，因此对于仅通过灰尘堆积量无法高精度地检测的DPF差压，通过使用煤烟堆积量与灰尘堆积量的总堆积量，能够高精度地检测其中包含的灰尘堆积量的变化而判定清洗时期。另外，在第一发明中，优选的是，设有手动再生报告单元，该手动再生报告单元在达到了所述清洗要求阈值时，在报告灰尘清洗要求之前，促使DPF的手动强制再生。如此，由于设有在报告清洗要求之前促使DPF的手动强制再生的手动强制再生报告单元，因此通过利用手动使DPF强制再生而将煤烟部分燃烧除去，能够暂时使DPF差压下 降，在DPF差压再次达到了清洗要求阈值时进行报告。因此，能够提高DPF的清洗要求报告的可靠性。而且，能够调整通过手动强制再生而向服务工厂搬运的DPF清洗工作的时机。然而，随着多次执行手动强制再生，从手动强制再生完成到促使清洗要求的报告的间隔变窄。这种情况下，在手动强制再生完成之后再次达到所述清洗要求阈值时，在距手动强制再生的完成为规定时间以内时，不执行手动强制再生而进行清洗要求的报告。在规定时间以内变窄时，真正地需要灰尘清洗，因此不执行手动强制再生，而对清洗要求进行报告，从而能够提高清洗要求的报告的可靠性。而且，当频繁地执行强制再生时，由于强制再生的执行时使用的燃料而产生发动机油被稀释的所谓油稀释，因此能够将其防止。另外，在第一发明中，优选的是，还具备根据与发动机油的消耗量具有相关关系的指标来推定DPF的灰尘堆积量的灰尘堆积量推定单元，即使在通过该灰尘堆积量推定单元算出的堆积量的推定值未达到需要清洗的堆积量的情况下，也在所述DPF差压达到了所述清洗要求阈值时输出清洗要求。如此，还具备且同时使用根据与发动机油的消耗量具有相关关系的指标来推定DPF的灰尘堆积量的灰尘堆积量推定单元，从而能够提高灰尘堆积量的推定精度。在该同时使用时，灰尘主要包含由发动机油中的金属系添加剂引起的成分，因此使用的发动机油的种类改变时根据发动机油的消耗量进行推定的方法中，可能难以进行高精度的灰尘堆积量的推定，但通过优先输出根据DPF差压推定的清洗要求阈值的判定，而即使在发动机油的变更时也能够维持灰尘清洗要求的报告精度。另外，在第一发明中，优选的是，具备将通过所述差压检测单元检测到的差压校正为一定的运转状态的差压的DPF差压校正单元，所述DPF差压使用由所述DPF差压校正单元校正后的校正差压。如此，通过使用校正差压，能够提高堆积量推定精度。即，即使为同一堆积量，由于差压因废气体积流量而变化，因此将计测时的废气体积流量校正为基准状态的基准气体流量，算出该基准气体流量下的差压作为校正差压。接下来，第三发明是具备所述第一发明的DPF的再生控制装置的DPF的再生支持系统的发明，其特征在于，所述再生控制装置连接于能够与灰尘管理服务器通信的车载终端器，在所述灰尘管理服务器具有存储服务工厂的所在地、各服务工厂的可工作的日历信息的数据库，在通过所述再生控制装置的清洗要求报告单元报告了清洗要求时，所述车载终端器从所述灰尘管理服务器获得能够进行灰尘清洗的最近的服务工厂及可工作日历信息而显示在车载终端器上。另外，在第三 发明中，优选的是，在所述再生控制装置设有手动再生报告单元，该手动再生报告单元在达到了所述清洗要求阈值时在报告灰尘清洗要求之前促使DPF的手动强制再生，在该手动再生报告单元的报告之后执行手动再生时，预测之后再次达到清洗要求阈值的时期，更新并显示所述可工作日历信息。此外，在第三发明中，优选的是，基于显示在所述车载终端器上的服务工厂及可工作日历信息，能够向该车载终端器输入服务工厂的指定及工作委托日期时间，从该车载终端器向所述灰尘管理服务器发送工作委托信息。灰尘不是像煤烟那样以碳为主成分，而主要包括由发动机油中的金属系添加剂引起的成分，因此无法通过燃烧来将其烧掉，需要利用压缩空气等进行清洗，因此在清洗时需要具有设备的专用的服务工厂或能够搬运的清洗机中的工作。根据所述第三发明，基于来自灰尘管理服务器的信息，能够获得最近的服务工厂及能够进行服务工作的日历信息，而且能够从车载终端器向灰尘管理服务器发送服务工厂及工作委托的日期时间，因此能够在服务工厂高效地进行灰尘清洗。接下来，第四发明是具备所述第一发明的DPF的再生控制装置的DPF的再生支持系统的发明，所述再生控制装置连接于能够与灰尘管理服务器通信的车载终端器，在所述灰尘管理服务器具有蓄积在灰尘清洗时清洗的灰尘量、到清洗时为止的累积运转时间、累积燃料消耗量及累积发动机转速的数据的维护数据库，将清洗时的灰尘量及从再生控制装置读取的所述累积运转时间、累积燃料消耗量及累积发动机转速的数据从所述车载终端器向所述灰尘管理服务器的维护数据库发送而蓄积，所述DPF的再生支持系统具有学习单元，该学习单元基于该蓄积的最新的数据，对设定于所述灰尘堆积量推定单元的关系式进行更新，该更新后的新的关系式经由所述车载终端器而设定于所述灰尘堆积量推定单元。根据所述第四发明，在执行清洗处理之际，将在灰尘清洗时清洗的灰尘量、到清洗时为止的累积运转时间、累积燃料消耗量及累积发动机转速的数据蓄积在灰尘管理服务器中，通过学习单元，基于最新的数据来更新设定于灰尘堆积量推定单元的关系式，因此能够提高下一次维护时期的预测精度。而且，从灰尘管理服务器更新后的新的关系式经由车载终端器向车辆侧的灰尘堆积量推定单元发送并设定，因此不会使DPF的再生控制装置大型化而能够以简单的控制逻辑来更新关系式。发明效果根据第一发明、第二发明，根据DPF的前后的差压来推定运算灰尘堆积量，因此通过使用DPF的强制再生控制用的已有的差压传感器等的信号，无需新设置传感器，与现有技术的装备油传感器而检测油位且对其进行累计而算出灰尘堆积量的技术相比，能够进行抑制了成本增加的灰尘堆积量的推定。另外，根据基于预先设定的煤烟堆积量与灰尘堆积量的总堆积的DPF差压特性(参照图3)，推定并报告灰尘的清洗时期，因此对于仅通过灰尘堆积量无法高精度地检测的DPF差压，通过使用总堆积量，能够高精度地检测其中包含的灰尘堆积量的变化而判定清洗时期，利用简单的方法就能够高精度地推定灰尘堆积量，并能够将灰尘的清洗要求准确地向操作者报告。另外，根据第三发明，基于来自灰尘管理服务器的信息，能够获得最近的服务工厂及能够进行服务工作的日历信息，而且能够从车载终端器向灰尘管理服务器发送服务工厂及工作委托的日期时间，因此能够在服务工厂高效地进行灰尘清洗。另外，根据第四发明，将在灰尘清洗时清洗了的灰尘量、到清洗时为止的累积运转时间、累积燃料消耗量及累积发动机转速的数据蓄积在灰尘管理服务器中，通过学习单元，基于最新的数据，对设定于灰尘堆积量推定单元的关系式进行更新，因此能够提高下一次维护时期的预测精度。
图I是具备DPF的再生控制装置的柴油发动机的整体结构图。 图2中，(a)是表示第一实施方式的DPF的强制再生控制装置的控制流程图，(b)是阈值的说明图。图3是表示排气系统压损中的煤烟产生的压损与灰尘产生的压损之间的关系的说明图。图4是表示第二实施方式的再生控制装置的结构图。图5是表示第二实施方式的再生控制装置的控制流程图。图6是关于第二实施方式的手动再生报告单元的动作说明图。图7是表示第三实施方式的再生控制装置的结构图。图8是表示第三实施方式的再生控制装置的控制流程图。图9是第三实施方式的灰尘堆积推定单元的结构框图。图10是第三实施方式的阈值的说明图。图11是第四实施方式的整体结构图。图12是表示第五实施方式的灰尘管理服务器的结构图。
具体实施例方式以下，使用图示的实施方式，详细说明本发明。但是，该实施方式记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要未作特别说明，就并未将本发明的范围仅限定于此。首先，参照图1，说明将DPF的再生控制装置适用于柴油发动机的整体结构。如图I所示，在柴油发动机(以下称为发动机)I的排气通路3设有废气后处理装置9，该废气后处理装置9包括DOC (前段氧化催化剂)5和在该D0C5的下游侧捕集PM (排气微粒)的DPF (柴油机微粒过滤器)7。该DOC (前段氧化催化剂)5具有对废气中的烃(HC)或一氧化碳(CO)进行无害化，并将废气中的NO氧化成NO2,而将由DPF7捕集的煤烟燃烧除去的功能，及在对由DPF7捕集的煤烟进行强制再生时通过废气中的未燃燃料成分的氧化反应热来使废气温度上升的功倉泛。发动机I具备排气涡轮增压器11，该排气涡轮增压器11具有排气涡轮I Ib和由其同轴驱动的压缩器11a，从该排气涡轮增压器11的压缩器Ila喷出的空气通过空气管13，进入中间冷却器15，供气被冷却之后，由供气节流阀17来控制供气流量，然后，从供气岐管18通过设置于各气缸的吸气口而流入到发动机I的未图示的燃烧室内。另外，在发动机I设有对燃料的喷射时期及喷射量进行控制而向燃烧室喷射的共轨燃料喷射装置，在规定的燃料喷射时期从该共轨燃料喷射装置的共轨对燃料喷射阀供给规定的燃料量，从后述的再生控制装置19向该共轨燃料喷射装置输入控制信号。控制信号的向共轨燃料喷射装置的输入位置由标号21表示。另外，EGR (废气再循环)管23从排气通路3的中途分支，废气的一部分(EGR气体)通过EGR管23，由EGR冷却器(未图示)降温，经由EGR阀25而被投入到供气节流阀17的下游部位。在发动机I的燃烧室内燃烧过的燃烧气体即废气27以如下方式流动通过设置于各气缸的排气口集合成的排气岐管29及排气通路3，对所述排气涡轮增压器11的排气涡轮Ilb进行驱动而成为了压缩器Ila的动力源之后，通过排气通路3而进入废气后处理装置9 的 D0C5。来自对流入压缩器Ila的空气流量进行检测的空气流量传感器31、吸气温度传感器33、DOC入口温度传感器35、及DPF入口温度传感器37、DPF的差压传感器39、增压后的供气温度传感器41、供气压力传感器43的信号被取入到DPF7的再生控制装置19。而且，分别取入发动机转速信号45、燃料喷射量信号47。(第一实施方式)在以上的结构中，说明本发明的再生控制装置19。如图I所示，在该DPF7的再生控制装置19设有DPF差压校正单元49，该差压校正单元49将来自检测DPF7的前后差压的差压传感器39的差压值校正为一定的运转状态的差压，通过DPF差压校正单元49来算出校正差压。S卩，即使为同一堆积量，差压也由于废气体积流量而变化，因此将计测时的废气体积流量校正为基准状态的基准气体流量，而算出该基准气体流量下的差压作为校正差压。通过算出该校正差压来使用，能够提高灰尘堆积量的推定精度。另外，在再生控制装置19设有DPF差压设定单元51，该DPF差压设定单元51预先通过试验或计算来设定图3所示那样的因煤烟部分和灰尘部分的总堆积量而产生的DPF差压与运转时间之间的关系，将灰尘堆积量为需要清洗的堆积量时的DPF7的校正差压设定作为清洗要求阈值，将灰尘堆积量为比所述要求清洗的堆积量更多地堆积而需要降低输出的堆积量时的DPF7的校正差压设定作为输出降低阈值。另外，在再生控制装置19具备清洗要求报告单元53和输出降低警报单元55，使灯或蜂鸣器等报告警报部57工作，该清洗要求报告单元53判定校正差压是否达到所述清洗要求阈值，在达到时，为了促使将堆积于DPF7的灰尘清洗除去而对清洗要求进行报告，该输出降低警报单元55判定校正差压是否达到了比清洗要求阈值大的输出降低阈值，在达到时，对输出降低进行警报。在本发明中，对于清洗要求不进行清洗而灰尘超过允许极限值时，由于废气温度超过极限范围，因此废气性能进一步恶化，因此在成为允许校正差压以上时使输出降低的失效保险功能发挥作用。此时由于不希望在没有任何预先通知的情况下使失效保险功能发挥作用，因而预先进行警报。参照图2 (a)，说明具有以上的结构的再生控制装置的控制流程。首先在开始时，在步骤S2中，判定DPF校正差压是否为灰尘清洗要求阈值Pl以上。在不为灰尘清洗要求阈值Pl以上时，向步骤S6前进而结束，在为灰尘清洗要求阈值Pl以上时，向步骤S3前进而对灰尘清洗要求进行报告。接下来，在步骤S4中，判定DPF校正差压是否为输出降低警告阈值P2以上。在不为输出降低警告阈值P2以上时，向步骤S6前进而结束，在为输出降低警告阈值P2以上时，向步骤S5前进而对输出降低进行警告。需要说明的是，图2 (a)所示的流程以规定的周期反复进行。另外，灰尘清洗要求阈值Pl与输出降低警告阈值P2之间的关系如图2 (b)所示成为P1〈P2的关系。
在根据DPF的前后差压而求出灰尘堆积量的技术中，即使灰尘堆积量增加，DPF差压也不一定成比例地增大，而且在煤烟未堆积的状态下，即使灰尘堆积，DPF差压也几乎不上升，因此在根据DPF差压而高精度地预测灰尘堆积量方面存在问题，但本第一实施方式基于预先设定的煤烟堆积量与灰尘堆积量的总堆积所产生的DPF差压特性(参照图3)，推定灰尘堆积量而利用灯或蜂鸣器等对清洗要求或输出降低进行警告。如此，不是仅检测灰尘堆积量，而是检测总堆积量的DPF差压，由此能够高精度地判定其中包含的灰尘堆积量的增加状态而进行报告、警告。因此，不用设置特别的传感器，而通过简单的方法就能够高精度地推定灰尘堆积量，并能够将灰尘的清洗要求准确地向操作者报告。图3表示使用A、B、C这三种DPF来表现运转时间与排气系统压损(DPF校正差压)之间的关系的特性曲线。通过使用的DPF来设定灰尘清洗要求阈值P1、输出降低警告阈值P2。但是，关于输出降低警告阈值P2，由于对发动机性能有影响，因此无论使用哪个种类的DPF，输出降低警告阈值P2均为恒定值，关于灰尘清洗要求阈值Pl，能够根据DPF的容量等分别设定，但也可以如图6所示的Pl那样设为同一值。需要说明的是，图6的虚线表示反复进行强制再生的状态。(第二实施方式)接下来，参照6，说明第二实施方式的再生控制装置70。该第二实施方式相对于第一实施方式，其特征在于，如图4所示，设有手动再生报告单元72及手动强制再生单元74。关于其他的结构，与第一实施方式相同。设有手动再生报告单元72，该手动再生报告单元72在达到灰尘清洗要求阈值Pl时，在对灰尘清洗要求进行报告之前，促使DPF7的手动强制再生。并且，通过由该手动再生报告单元72进行的报告，操作者对执行强制再生的开关76进行ON (接通)操作时，手动强制再生单元74工作，而执行DPF7的强制再生。强制再生的控制概要是在开始强制再生时，执行用于使D0C5活化的DOC升温控制。该DOC升温控制通过对供气节流阀17进行节流或对设置在DPF7的下游侧的排气阀进行节流，并在向燃烧室内的主喷射后实施提前后期喷射等来进行，在D0C5充分活性之后，在对燃烧不起作用的曲柄转角(TDC (上止点)后约ISOdeg)下，进行延迟后期喷射，通过向活化后的D0C5流入的滞后喷射的燃料在D0C5中反应而产生的氧化热，来使废气温度进一步上升，在DPF7内升温至煤烟(烟尘)燃烧的约600°C的温度，将煤烟燃烧除去。参照图5，说明具有以上的结构的第二实施方式的再生控制装置70的控制流程。首先在开始时，在步骤S12中，判定DPF校正差压是否为灰尘清洗要求阈值Pl以上。在不为灰尘清洗要求阈值Pl以上时，向步骤S24前进而结束，在为灰尘清洗要求阈值Pl以上时，向步骤S13前进而使灰尘清洗要求计时器进行计数。在步骤S14中，判定灰尘清洗要求计时器是否超过了阈值，在超过时，在步骤S15中使灰尘清洗要求的报告输出为0N。如此，即使判定DPF校正差压为灰尘清洗要求阈值Pl以上，为了防止误检测，也不立即使灰尘清洗要求的报告输出为0N,而是设定规定时间后进行报告的输出。接下来，在灰尘清洗要求计时器未超过阈值时，向步骤S16前进，判定超过了灰尘清洗要求阈值Pl的情况是否为最初，若为最初，则向步骤S19前进， 通过手动再生报告单元72使手动再生灯(报告警报部57)闪烁而促使手动再生。而且，在步骤S16中，判定为超过了灰尘清洗要求阈值Pl的情况不是最初时，在步骤S17中，判定灰尘清洗要求解除禁止计时器是否为警告解除禁止阈值Tl以下。该灰尘清洗要求解除禁止计时器是如步骤S23所示在DPF7的强制再生完成后开始计数的计时器。若在步骤S17中为警告解除禁止阈值Tl以下，则在步骤S18中禁止警告解除而维持灰尘清洗要求的警告形成为0N。在步骤S17中超过警告解除禁止阈值Tl时，将灰尘清洗要求的警告解除而使手动再生灯闪烁，从而促使手动再生。参照图6，进一步说明该步骤S16 S19的部分。当最初超过灰尘清洗要求阈值Pl时，如步骤S19那样促使操作者进行手动再生。而且，在步骤S17为否时，即超过了灰尘清洗要求阈值Pl之后进行手动再生，在完成而经过了 Tl时间以上之后，当再次超过了灰尘清洗要求阈值Pl时促使进行手动再生。然而，在警告解除禁止阈值Tl以内的T2再次超过了灰尘清洗要求阈值Pl时，通过执行强制再生时使用的燃料，产生发动机油被稀释的所谓油稀释，因此禁止强制再生，向步骤S18前进而使灰尘清洗要求的输出为0N。这种情况下，在执行灰尘清洗之前，禁止灰尘清洗要求解除。接下来，在步骤S20中，判定在步骤S19中进行了警报的结果是否为操作者操作开关76而执行手动再生。在判定为手动再生中时，在步骤S21中将灰尘清洗要求解除禁止计时器设置为零。在步骤S22中判定DPF7的强制再生是否完成，若未完成则在步骤S24中结束，若完成则在步骤S23中开始灰尘清洗要求解除禁止计时器的计数，然后，在步骤S24中结束。需要说明的是，图5所示的流程以规定的周期反复进行。根据第二实施方式，设置手动强制报告单元72，该手动强制报告单元72在对清洗要求进行报告之前促使进行DPF7的手动强制再生，因此，能够通过手动使DPF7强制再生而将煤烟部分燃烧除去，从而暂时使DPF差压下降，当DPF差压再次到达清洗要求阈值时进行手艮告。因此，能够提高DPF7的清洗要求报告的可靠性。而且，通过手动强制再生，能够调整向服务工厂搬运的DPF清洗工作的时机。然而，随着多次执行手动强制再生，从手动强制再生完成到促使清洗要求的报告的间隔变窄。这种情况下，在手动强制再生完成之后再次达到了所述清洗要求阈值时，在距手动强制再生的完成为规定时间(警告解除禁止阈值Tl)以内的情况下，促进手动强制再生的手动再生灯不闪烁，而进行清洗要求的报告。在规定时间以内变窄时，由于真正需要灰尘清洗，因此不执行手动强制再生，而对清洗要求进行报告，从而能够提高清洗要求的报告的可靠性。而且，在频繁执行强制再生时，由于执行强制再生时使用的燃料而产生发动机油被稀释的所谓油稀释，因此能够将其防止。(第三实施方式)接下来，参照图T图10，说明第三实施方式的再生控制装置80。该第三实施方式相对于第一实施方式，如图7所示，设有灰尘堆积量推定单元84。即，其特征在于，还具备差压堆积量推定单元82及灰尘堆积量推定单元84，该差压堆积量推定单元82包括第一实施方式中说明的DPF差压校正单元49、DPF差压设定单元51、清洗要求报告单元53、输出降低警报单元55，该灰尘堆积量推定单元84通过与发动机油的消耗量具有相关关系的指标来 推定DPF的灰尘堆积量。关于其他的结构，与第一实施方式相同。灰尘堆积量推定单元84由图9所示的整体结构构成。具备算出规定转速以上的发动机转速的累计值的发动机转速累计部86 ;对规定转速以上的发动机转速下的燃料消耗量进行累计的燃料消耗量累计部88 ;对规定转速以上的发动机转速下的运转时间进行累计的运转时间累计部90。而且，设置第一油消耗量推定部92，该第一油消耗量推定部92通过以基于发动机转速累计部86的发动机转速的累计值为参数的规定的I次函数式Y=F1 (X)来算出油消耗量。同样地，设置第二油消耗量推定部94，该第二油消耗量推定部94通过以基于燃料消耗量累计部88的燃料消耗量的累计值为参数的规定的I次函数式Y=F2 (X)而算出油消耗量，而且，设置第三油消耗量推定部96，该第三油消耗量推定部96通过以基于运转时间累计部90的运转时间的累计值为参数的规定的I次函数式Y=F3 (X)来算出油消耗量。而且，具备灰尘堆积量计算部100，该灰尘堆积量计算部100通过图9的最大值选择部98来选择根据各个参数而算出的油消耗量中的最大的油消耗量，且通过根据油消耗量算出灰尘堆积量的算出式Y=F4 (X)，来算出灰尘堆积量推定值。发动机转速与活塞的上下运动的次数存在相关，且与向燃烧室的油供给量存在相关。而且，当负载高时，燃料喷射量增多，燃烧温度上升，从而灰尘的产生量增加。而且，关于运转时间，作为对基于发动机转速的计算及基于燃料消耗量的计算进行弥补而算出。发动机转速的累计值、燃料消耗量的累计值、运转时间的累计值与油消耗量存在相关，灰尘如已经说明那样，主要包含由发动机油中的金属系添加剂产生的成分，因此与发动机油量相关，所以使用基于这些参数的I次函数式来推定发动机油量，从而推定灰尘堆积量。需要说明的是，关于I次函数式Y=F1 (X)、Y=F2 (X)、Y=F3 (X)及Y=F4 (X)，预先通过试验或计算来算出关系式。图10以通过灰尘堆积量推定单元84算出的灰尘堆积量为基础，表示灰尘清洗要求阈值Al与灰尘堆积警告阈值A2之间的关系。当灰尘堆积量达到灰尘清洗要求阈值Al时，进行灰尘清洗要求，对处于灰尘维护时期的情况进行通知。然而，即使超过灰尘清洗要求操作者也不进行灰尘维护，而超过了灰尘堆积警告阈值A2时，成为灰尘堆积警告的失效保险。即，进行输出降低。参照图8，说明具有以上的结构的第三实施方式的再生控制装置80的控制流程。首先在开始时，在步骤S32中，判定通过灰尘堆积量推定单元84算出的灰尘堆积值是否为灰尘清洗要求阈值Al以上，在为灰尘清洗要求阈值Al以上时，在步骤S34中对灰尘清洗要求进行报告。在步骤S32为否时，在步骤S33中，判定通过DPF差压校正单元49算出的DPF校正差压是否为灰尘清洗要求阈值Pl以上，在为灰尘清洗要求阈值Pl以上时，在步骤S34中对灰尘清洗要求进行报告。而且，在步骤S33为否时，向步骤S35前进，判定通过灰尘堆积量推定单元84算出的灰尘堆积值是否为灰尘堆积警告阈值A2以上，在为灰尘堆积警告阈值A2以上时，在步骤S36中发出灰尘堆积警告。在步骤S35为否时，向步骤S37前进，判定DPF校正差压是否为输出降低警告阈值P2以上，在为输出降低警告阈值P2以上时，在步骤S38中进行输出降低 警告。并且，在步骤S37为否时，向步骤S39前进而结束。需要说明的是，图8所示的流程以规定的周期反复进行。根据第三实施方式，由于同时具备通过与发动机油的消耗量具有相关关系的指标来推定灰尘堆积量的灰尘堆积量推定单元84和根据DPF的差压来推定灰尘堆积量的差压堆积量推定单元82，因此能够提高灰尘堆积量的推定精度。在同时使用时，由于灰尘主要包含由发动机油中的金属系添加剂产生的成分，因此当使用的发动机油的种类改变时，高精度的灰尘堆积量的推定可能变得困难，但通过优先输出基于差压堆积量推定单元82的、根据DPF差压而推定的清洗要求阈值的判定，在发动机油的变更时也能够维持灰尘清洗要求的报告精度。S卩，根据将基于DPF差压的灰尘堆积量的推定到达了灰尘清洗要求阈值Pl时的判定优先而输出清洗要求，并最终将基于DPF差压的灰尘堆积量的推定到达了输出降低警告阈值P2时的判定作为最终的判定也可明白这一点。(第四实施方式)接下来，参照图11，说明第四实施方式的DPF的再生支持系统。如图11所示，该第四实施方式具备在第一实施方式 第三实施方式中说明的再生控制装置19 (70、80)，在该再生控制装置19能够连接能够与灰尘管理服务器103通信的车载终端器105。通过将该车载终端器105与再生控制装置19连接，而从车载终端器105经由通信网络104而与灰尘管理服务器103连接。而且，该灰尘管理服务器103经由通信网络106，而与设置有能够进行灰尘清洗的设备的各服务工厂(F1, F2,…Fn)连接。并且，在灰尘管理服务器103内具有存储有各服务工厂(F1,F2,…Fn)的所在地数据的服务工厂数据库107、存储有各服务工厂的工作日及能够进行灰尘清洗工作的日历信息的日历数据库109。在通过再生控制装置19的清洗要求报告单元53报告了清洗要求时，车载终端器105从灰尘管理服务器103获得能够进行灰尘清洗的最近的服务工厂及可工作日历信息而显示在车载终端器105上。车载终端器105既可以在从再生控制装置19报告清洗要求时与再生控制装置19连接，也可以始终与再生控制装置19连接。另外，在再生控制装置19 (70)设有手动再生报告单元72，该手动再生报告单元72在达到第二实施方式中说明的清洗要求阈值Pl时，在报告灰尘清洗要求之前促使DPF7的手动强制再生。并且，当在该手动再生报告单元72的报告之后执行手动再生时，预测再次达到清洗要求阈值的时期，向操作者报告，并将该再次达到清洗要求阈值的预测结果向灰尘管理服务器103发送，由此更新可工作的工厂及日历信息，显示在车载终端器105上。S卩，通过手动使DPF7强制再生而将煤烟部分燃烧除去，由此能够使DPF差压暂时下降，重新等待DPF差压达到清洗要求阈值时的清洗要求报告，而向服务工厂搬入。该再次的达到清洗要求阈值的时期的预测如下进行在DPF差压设定单元51内，预先通过试验或计算来设定图3所示的因煤烟部分和灰尘部分的总堆积量而产生的DPF差压与运转时间之间的关系，因此基于其特性，利用再生控制装置19 (70)的清洗要求预测部110，运算并预测下一次再次超过清洗要求阈值的时期。并且，将该预测结果经由车载终端器105向灰尘管理服务器103提供，在灰尘管理服务器103中，基于服务工厂数据库107、日历数据库109，更新可工作的日历信息。因此，可以基于预测再次达到清洗要求阈值的时期而更新后的服务工厂及日历信息，来预先调整能够向服务工厂搬入的时间表。此外，可以基于显示在车载终端器105上的服务工厂及可工作日历信息，从车载终端器105输入服务工厂的指定、及工作委托日期时间的指定，可从车载终端器105向灰尘管理服务器103发送工作委托信息。灰尘不是像煤烟那样以碳为主成分，而主要包括由发动机油中的金属系添加剂产生的成分，因此无法通过燃烧而将其烧掉，需要利用压缩空气等进行清洗，因此在清洗时需要具有设备的专用的服务工厂内的工作。因此，基于来自灰尘管理服务器103的信息，能够获得最近的服务工厂及能够进行服务工作的日历信息，而且从车载终端器105向灰尘管理服务器103发送服务工厂及工作委托的日期时间，因此能够在服务工厂高效地进行灰尘清洗。(第五实施方式)接下来，参照图12，说明第五实施方式的DPF的再生支持系统。该第五实施方式如图12所示，具备在第三实施方式中说明的再生控制装置80，该再生控制装置80能够经由车 载终端器105而与灰尘管理服务器120通信。在该灰尘管理服务器120具有第四实施方式的日历数据库109、服务工厂数据库107、以及维护数据库122、学习单元124。在该维护数据库122中分别蓄积有在灰尘清洗时清洗的灰尘量、到清洗时为止的累积运转时间、累积燃料消耗量、及累积发动机转速的数据。关于这些数据，对在清洗时除去的灰尘量进行计测而从车载终端器105输入，然后，将从再生控制装置80读取的到清洗时为止的累积运转时间、累积燃料消耗量、及累积发动机转速的数据从车载终端器105向所述灰尘管理服务器120发送而蓄积在维护数据库122中。具有学习单元124，该学习单元124以该蓄积的最新的数据为基础，对设定于灰尘堆积量推定单元84的关系式进行更新，通过该学习单元124更新后的新的关系式经由所述车载终端器105而设定于灰尘堆积量推定单元84。由学习单元124更新的关系式更新在第三实施方式中说明的以第一油消耗量推定部92中的发动机转速的累计值为参数的规定的I次函数式Y=F1 (X)、以第二油消耗量推定部94中的燃料消耗量的累计值为参数的规定的I次函数式Y=F2 (X)、以第三油消耗量推定部96中的运转时间的累计值为参数的规定的I次函数式Y=F3 (X)、及根据油消耗量算出灰尘堆积量的算出式Y=F4 (X)0如此，在执行清洗处理之际，将在灰尘清洗时清洗的灰尘量、到清洗时为止的累积运转时间、累积燃料消耗量及累积发动机转速的数据蓄积在灰尘管理服务器120中，通过学习单元124，基于最新的数据来更新设定于灰尘堆积量推定单元84的关系式，因此能够提高下一次维护时期的预测精度。而且，从灰尘管理服务器120更新后的新的关系式经由车载终端器105向灰尘堆积量推定单元84发送并设定，因此不会使DPF的再生控制装置80大型化而能够以简单的控制逻辑来更新关系式。工业实用性
根据本发明，能够通过简单的方法高精度地推定灰尘堆积量，并且能够将灰尘的清洗要求准确地向操作者报告，在服务工厂高效地进行灰尘清洗，因此适合于向DPF的再生控制装置、再生控制方法及再生支持系统的利用。
权利要求
1.一种DPF的再生控制装置，在排气通路具备捕集排气微粒(PM)的柴油机微粒过滤器(DPF)，且具备对由该DPF捕集的PM进行强制再生的强制再生单元，所述DPF的再生控制装置的特征在于，具备 差压检测单元，检测DPF的前后差压； DPF差压设定单元，预先通过试验或计算来设定因煤烟部分与灰尘部分的总堆积量而产生的DPF差压，将灰尘堆积量为需要清洗的堆积量时的DPF差压设定作为清洗要求阈值，将所述灰尘堆积量为比要求所述清洗的堆积量更多地堆积而需要输出降低的堆积量时的DPF差压设定作为输出降低阈值； 清洗要求报告单元，判定所述DPF差压是否达到了所述清洗要求阈值，并在达到所述清洗要求阈值时输出清洗要求； 输出降低警报单元，判定所述DPF差压是否达到了比所述清洗要求阈值大的所述输出降低阈值，并在达到所述输出降低阈值时对输出降低进行警报。
2.根据权利要求I所述的DPF的再生控制装置，其特征在于， 设有手动再生报告单元，该手动再生报告单元在达到了所述清洗要求阈值时，在报告灰尘清洗要求之前，促使DPF的手动强制再生。
3.根据权利要求2所述的DPF的再生控制装置，其特征在于， 在所述手动强制再生完成之后再次达到了所述清洗要求阈值时，在距手动强制再生的完成为规定时间以内的情况下，不执行手动强制再生而进行清洗要求的报告。
4.根据权利要求I所述的DPF的再生控制装置，其特征在于， 还具备根据与发动机油的消耗量具有相关关系的指标来推定DPF的灰尘堆积量的灰尘堆积量推定单元，即使在通过该灰尘堆积量推定单元算出的堆积量的推定值未达到需要清洗的堆积量的情况下，也在所述DPF差压达到了所述清洗要求阈值时输出清洗要求。
5.根据权利要求I所述的DPF的再生控制装置，其特征在于， 具备将通过所述差压检测单元检测到的差压校正为一定的运转状态的差压的DPF差压校正单元，所述DPF差压使用由所述DPF差压校正单元校正后的校正差压。
6.一种DPF的再生控制方法，在排气通路具备捕集排气微粒(PM)的柴油机微粒过滤器(DPF)，且具备对由该DPF捕集的PM进行强制再生的强制再生单元，所述DPF的再生控制方法的特征在于， 预先通过试验或计算来设定因煤烟部分与灰尘部分的总堆积量而产生的DPF差压， 将灰尘堆积量为需要清洗的堆积量时的DPF差压设定作为清洗要求阈值， 将所述灰尘堆积量为比要求所述清洗的堆积量更多地堆积而需要输出降低的堆积量时的DPF差压设定作为输出降低阈值， 所述DPF的再生控制方法包括 清洗要求报告步骤，判定所述DPF差压是否达到了所述清洗要求阈值，并在达到所述清洗要求阈值时输出清洗要求； 输出降低警报步骤，判定所述DPF差压是否达到了比所述清洗要求阈值大的输出降低阈值，并在达到所述输出降低阈值时对输出降低进行警报。
7.—种DPF的再生支持系统，其特征在于， 具备权利要求I至5中任一项所述的DPF的再生控制装置，该再生控制装置连接于能够与灰尘管理服务器通信的车载终端器，在所述灰尘管理服务器具有存储服务工厂的所在地、各服务工厂的可工作的日历信息的数据库，在通过所述再生控制装置的清洗要求报告单元报告了清洗要求时，所述车载终端器从所述灰尘管理服务器获得能够进行灰尘清洗的最近的服务工厂及可工作日历信息而显示在车载终端器上。
8.根据权利要求7所述的DPF的再生支持系统，其特征在于， 在所述再生控制装置设有手动再生报告单元，该手动再生报告单元在达到了所述清洗要求阈值时，在报告灰尘清洗要求之前，促使DPF的手动强制再生，在该手动再生报告单元的报告之后执行手动再生时，预测之后再次达到清洗要求阈值的时期，更新并显示所述可工作日历信息。
9.根据权利要求7或8所述的DPF的再生支持系统，其特征在于， 基于显示在所述车载终端器上的服务工厂及可工作日历信息，能够向该车载终端器输入服务工厂的指定及工作委托日期时间，从该车载终端器向所述灰尘管理服务器发送工作委托信息。
10.一种DPF的再生支持系统，其特征在于， 具备权利要求4所述的DPF的再生控制装置，该再生控制装置连接于能够与灰尘管理服务器通信的车载终端器，在所述灰尘管理服务器具有蓄积在灰尘清洗时清洗了的灰尘量、到清洗时为止的累积运转时间、累积燃料消耗量及累积发动机转速的数据的维护数据库，将清洗时的灰尘量及从再生控制装置读取的所述累积运转时间、累积燃料消耗量及累积发动机转速的数据从所述车载终端器向所述灰尘管理服务器的维护数据库发送而蓄积，所述DPF的再生支持系统具有学习单元，该学习单元基于该蓄积的最新的数据，对设定于所述灰尘堆积量推定单元的关系式进行更新，该更新后的新的关系式经由所述车载终端器而设定于所述灰尘堆积量推定单元。
全文摘要
本发明提供一种DPF的再生控制装置，其特征在于，具备差压传感器(39)，检测DPF(7)的前后差压；DPF差压设定单元(51)，预先通过试验或计算来设定因煤烟部分与灰尘部分的总堆积量而产生的DPF差压，将灰尘堆积量为需要清洗的堆积量时的DPF差压设定作为清洗要求阈值，将比清洗要求阈值更多地堆积而需要输出降低的DPF差压设定作为输出降低阈值；清洗要求报告单元(53)，判定DPF差压是否达到了清洗要求阈值而输出清洗要求；输出降低警报单元(55)，判定是否达到了输出降低阈值而对输出降低进行警报。
文档编号B01D46/42GK102782267SQ201180011828
公开日2012年11月14日 申请日期2011年1月26日 优先权日2010年3月25日
发明者增田具承, 青木泰道, 高柳恒 申请人:三菱重工业株式会社