Dpf再生控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种DPF再生控制装置，该DPF再生控制装置用于由配置于排气通路DOC(柴油机氧化催化剂)和配置于该DOC的下游的DPF(柴油机颗粒过滤器)构成的柴油发动机的排气处理装置。
【背景技术】
[0002]在柴油发动机中，安装有由配置于排气通路的DOC(柴油机氧化催化剂)和配置于该DOC的下游的DPF(柴油机颗粒过滤器)构成的排气处理装置。DPF(柴油机颗粒过滤器)是用于对从柴油发动机排出的排气中所包含的PM(颗粒物)进行捕获的装置。一般来说，该DPF构成为，将陶瓷等成形为蜂窝状单片(monolith)，使相邻的通气孔在入口侧与出口侧交替封堵，进而使排气通过过滤壁，且该DPF通过该过滤壁去除PM。也存在承载催化剂的部件。若PM堆积于DPF，则不久就会产生堵塞，不仅导致DPF的PM捕获能力降低，还会导致排气压力上升，也给燃料消耗性能带来负面影响。因此，每当PM堆积量达到规定量或者发动机运行时间经过规定时间，就需要进行将堆积于DPF的PM去除的强制再生。
[0003]通过对DPF的入口温度进行强制升温来进行DPF的强制再生。一般来说，DPF入口温度的强制升温通过如下方式进行:通过晚于主燃烧喷射时期地喷射燃料的后期喷射向排气处理装置供给未燃燃料，并利用DOC(柴油机氧化催化剂)使该未燃燃料氧化发热。此外，有时也通过向发动机下游侧的排气通路的排气管喷射来供给燃烧。DOC与上述DPF相同，一般通过将陶瓷等成形为蜂窝状单片而构成，并在其内侧表面承载有氧化催化剂。
[0004]在这种排气后处理装置中，若运行负荷较低、排气温度较低的状态持续，则DOC的上游侧端面会被未燃燃料等的SOF部分、煤烟等附着，DOC的封堵逐渐加重。若DOC封堵，则排气压力上升，燃料消耗性能降低，并且在强制再生时，未燃燃料不会通过DOC充分氧化而是漏过(si ip)。因此，为了使DPF的入口温度升高至规定温度，将更多的未燃燃料供给到DOC，导致燃料消耗性能恶化。此外，漏过的燃料通过承载有催化剂的DPF氧化发热，因此促进了PM的异常燃烧，存在致使DPF烧损的风险。另外，在通过延迟后期喷射升温的情况下，后期喷射量增加，导致油冲淡的危险性也增大。
[0005]作为防止这种DOC的封堵的技术，在专利文献I中公开了如下技术:在柴油发动机的排气净化装置中，计算附着于DOC的表面的未燃燃料的附着量，如果计算出的未燃燃料的附着量比规定值大，则减小进气节流阀的开度，通过空气过剩率的降低使排气温度上升，从而促进附着于DOC的表面的HC的氧化去除。
[0006]另外，在专利文献2中公开了如下技术:在柴油发动机中，在DPF的再生处理结束之后，通过排气温度保持部件将排气温度保持为规定的温度，从而将附着于DOC的表面的未燃燃料燃烧并去除。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2011 —69323号公报
[0010]专利文献2:日本特开2012 —127297号公报
【发明内容】
[0011]然而，在上述专利文献I中，关于将附着于DOC的表面的未燃燃料去除的处理和通常的DPF的强制再生之间的关系没有任何记载。原本，附着于DOC的表面的未燃燃料大部分出自于DPF强制再生时的后期喷射、排气管喷射。由此，为了高效地去除附着于DOC的表面的未燃燃料，需要一体地考虑附着于DOC的表面的未燃燃料的去除与DPF的强制再生来控制。
[0012]另外，关于上述专利文献2的技术，无论DOC的封堵状况如何，在强制再生的结束后都必然将排气温度保持为规定的温度，并去除附着于DOC的表面的未燃燃料。在这种技术中，即使在几乎没有DOC封堵的危险性的状态下也将排气温度保持为规定温度，因此存在消耗不必要的能量这样的问题。另外，在该专利文献2中，关于DOC实际封堵时的应对策略也没有任何记载。
[0013]本发明的至少一个实施方式是鉴于上述那种以往的课题而完成的，其目的在于，提供一种与以往相比更高效地防止DOC的封堵、并且即使在DOC实际封堵的情况下也能够可靠地从封堵状态恢复的DPF再生控制装置。
[0014]本发明的至少一个实施方式为，
[0015]一种DPF再生控制装置，其用于控制强制再生的执行，该强制再生为，通过使由配置于排气通路的DOC以及配置于该DOC的下游的DPF构成的柴油发动机的排气处理装置中的所述DPF升温，从而将堆积于所述DPF的PM去除，
[0016]所述强制再生包括:通过满足规定的强制再生执行条件而自动地执行的自动再生、以及相比于该自动再生使所述DPF升高至更高温且通过手动操作执行的手动再生，
[0017]所述DPF再生控制装置具备:
[0018]DPF升温部件，其由使所述DPF升高至规定温度的第I升温部件、以及与该第I升温部件协同而使所述DPF升高至比所述规定温度高的第2升温部件构成；
[0019]DOC封堵检测部件，在所述自动再生的执行中检测出的与所述DOC的封堵相关的封堵参数超过预先确定的封堵阈值规定时间时，检测为所述DOC已封堵；以及
[0020]DOC封堵对策部件，在检测为所述DOC已封堵时，该DOC封堵对策部件中止所述自动再生，并且报告催促所述手动再生的执行的信息。
[0021]上述DPF再生控制装置具备在自动再生中检测DOC的封堵的DOC封堵检测部件。而且，在自动再生中，在检测出DOC的封堵时，中止自动再生，并且将催促相比于自动再生使DPF升高至更高温的手动再生的执行的信息报告给柴油发动机的操作者等。因此，即使在DOC封堵的情况下，也能够可靠地从封堵状态恢复。
[0022]在几个实施方式中，上述DPF再生控制装置还具备:D0C封堵初期阶段检测部件，在自动再生的执行中检测出的所述封堵参数为封堵阈值以下且超过比封堵阈值小的第2封堵阈值规定时间时，或者封堵参数为封堵阈值以下且封堵参数的变化量超过预先确定的变化量阈值规定时间时，检测为DOC处于封堵的初期阶段；以及DOC封堵初期阶段对策部件，在检测为DOC处于封堵的初期阶段时，在自动再生结束之后，该DOC封堵初期阶段对策部件使第I升温部件运行规定时间。
[0023]上述DPF再生控制装置具备在自动再生中检测DOC的封堵初期阶段的DOC封堵初期阶段检测部件。而且，当在自动再生中检测出DOC的封堵初期阶段时，在自动再生结束之后，使第I升温部件运行规定时间。
[0024]根据这种DPF再生控制装置，仅在检测出DOC的封堵初期阶段时利用第I升温部件进行DOC的升温，在未检测出DOC的封堵初期阶段时不利用第I升温部件进行DOC的升温。由此，能够比以往更高效地防止DOC的封堵。
[0025]在几个实施方式中，所述DPF再生控制装置还具备:DOC封堵危险状态检测部件，在未执行所述自动再生以及所述手动再生中的任一种强制再生的通常运行时，当所述柴油发动机处于容易引发所述DOC的封堵的运行状态下时，该DOC封堵危险状态检测部件检测为所述DOC处于封堵危险状态；以及DOC封堵危险状态对策部件，在检测为所述DOC处于封堵危险状态时，该DOC封堵危险状态对策部件使所述第I升温部件运行规定时间。
[0026]在上述实施方式中，上述DOC封堵危险状态检测部件在符合以下的一者或者多者时检测为所述DOC处于封堵危险状态:在排气的温度为预先确定的温度以下的状态持续规定时间以上时，所述柴油发动机的发动机转速的变动率在单位时间内超过预先确定的转速阈值的次数持续超过阈值规定时间以上时，以及PM排出量推断值的平均值为预先确定的阈值以上的状态持续规定时间以上时。
[0027]这里，发动机转速的变动率通过(变动后转速一变动前转速)/△t来赋予。另外，在ECU中时刻根据发动机转速、燃料喷射量、空气流量等推断PM排出量，并能够使用该PM排出量推断值的每单位时间的平均值。
[0028]根据这种实施方式，能够从发动机的运行状态检测出DOC的封堵危险状态，在检测为DOC处于封堵危险状态时，利用第I升温部件进行DOC的升温。因此，在通常运行时，能够事先防止DOC的封堵。
[0029]在几个实施方式中，所述第I升温部件由对配置于进气通路的节流阀的开度进行控制的节流阀控制部件、对慢于主燃烧喷射时期地喷射燃料的提前后期喷射的燃料喷射量进行控制的提前后期喷射控制部件、对喷射燃料的油轨压进行控制的油轨压控制部件中的至少一者构成，所述第2升温部件由对在不会有助于所述提前后期喷射后的燃烧室内的燃烧的时刻喷射燃料的延迟后期喷射的燃料喷射量进行控制的延迟后期喷射控制部件、或者对向发动机下游侧的排气通路喷射燃料的排气管喷射的燃料喷射量进行控制的排气管喷射控制部件构成。
[0030]在几个实施方式中，根据DPF的入口温度以及DPF的出口温度的温度差设定上述封堵参数。
[0031 ]若DOC的封堵加重，则强制再生时DOC中的燃料不会充分地氧化，DPF入口温度不会充分地升温。另外，由于漏过DOC的未燃燃料在下游的DPF燃烧，因此DPF出口温度过度升温。由此，在设DPF的入口温度为Tpl、设DPF的出口温度为Tp2来获取温度差的情况下，能够像例如下述式(I)那样设定封堵参数Prl。在该情况下，伴随着DOC的封堵加重，封堵参数Prl变大。
[0032]Prl = (Tp