用于内燃机的排气净化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的排气净化装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中已知一种内燃机，其在排气通道中布置用于捕集包含在排气中的颗粒物质的颗粒过滤器。结果，抑制排放到大气中的颗粒物质的量。在这点上，如果颗粒过滤器上的颗粒物质的量变得更大，那么颗粒过滤器的压力损失将逐渐变得更大。结果，发动机输出趋于下降。由此，现有技术中已知的是一种内燃机:其执行用于去除PM的控制，所述控制从颗粒过滤器去除颗粒物质。如果这样做，那么会抑制颗粒过滤器的压力损失由于颗粒物质而增加。
[0003]在这点上，排气包含称作“灰焊”的非燃烧组成部分。所述灰烬连同颗粒物质被捕集在颗粒过滤器处。在这点上，即便执行用于去除PM的控制，灰烬也将不会燃烧或蒸发，而是将保留在颗粒过滤器上。出于这个原因，随着发动机工作时间变得越长，捕集在颗粒过滤器上的灰烬的量将逐渐增加并且颗粒过滤器上的压力损失将逐渐变得更大。结果，即便重复地执行用于去除PM的控制，发动机输出也趋于下降。
[0004]由此，现有技术中已知的是一种如下的内燃机:其导致排气脉动来产生在颗粒过滤器内部逆流的排气流，并由此使得灰烬从颗粒过滤器分离(参见PLTl)。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]PLTl:日本专利公开第11-324647A号
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]然而，在PLTl中，从颗粒过滤器分离的灰烬由于排气的脉动而仅仅返回到颗粒过滤器上游的排气通道内。出于这个原因，灰烬被再次捕集在颗粒过滤器上。由此，在PLTI中，不可能抑制颗粒过滤器的压力损失由于灰烬而增加。
[0010]解决问题的方案
[0011]根据本发明，提供了一种用于内燃机的排气净化装置，其在发动机排气通道中布置用于捕集包含在排气中的颗粒物质的颗粒过滤器，其中所述颗粒过滤器设置有交替布置的排气流入通道和排气流出通道以及将这些排气流入通道和排气流出通道彼此隔离的多孔的隔离壁，细孔区被界定在所述隔离壁的上游侧，粗孔区被界定在所述隔离壁的下游侧，所述隔离壁的在所述细孔区中的孔径大小设定成便于所述颗粒物质和灰烬能够在所述细孔区处由所述隔离壁捕集，并且所述隔离壁的在所述粗孔区中的孔径大小设定成便于灰烬能够在所述粗孔区处穿过所述隔离壁，其特征在于，当所述颗粒过滤器上被捕集颗粒物质的量小于预定的界限量时，执行用于增加气体的控制，该用于增加气体的控制暂时地增加流入所述颗粒过滤器的气体的流量以便从所述颗粒过滤器去除所述灰烬。
[0012]本发明的有益效果
[0013]能够抑制颗粒过滤器的压力损失由于灰烬而增加。
【附图说明】
[0014]图1是根据本发明的一个实施例的内燃机的整体视图。
[0015]图2A是颗粒过滤器的前视图。
[0016]图2B是颗粒过滤器的侧视截面图。
[0017]图3是隔离壁的局部放大截面图。
[0018]图4是涂层的局部放大截面图。
[0019]图5是阐释用于去除PM的控制的时间表。
[0020]图6A是用于阐释根据本发明的实施例的隔离壁的示意性放大图。
[0021]图6B是用于阐释根据本发明的实施例的隔离壁的示意性放大图。
[0022]图6C是用于阐释根据本发明的实施例的隔离壁的示意性放大图。
[0023]图7是示出根据本发明的第一实施例的用于去除灰烬的控制的例程的流程图。
[0024]图8是阐释根据本发明的第二实施例的时间表。
[0025]图9是阐释根据本发明的第二实施例的时间表。
[0026]图10是示出根据本发明的第二实施例的用于去除灰烬的控制的例程的流程图。
[0027]图11是根据本发明的第三实施例的内燃机的整体视图。
[0028]图12是阐释根据本发明的第三实施例的时间表。
[0029]图13是阐释根据本发明的第三实施例的时间表。
[0030]图14是示出根据本发明的第三实施例的用于去除灰烬的控制的例程的流程图。
[0031]图15是示出根据本发明的第三实施例的用于在停止时的控制的例程的流程图。
[0032]图16是阐释根据本发明的第四实施例的时间表。
[0033]图17是示出根据本发明的第四实施例的用于在停止时的控制的例程的流程图。
[0034]图18是示出根据本发明的第四实施例的用于在启动时的控制的例程的流程图。
[0035]图19是阐释根据本发明的第五实施例的时间表。
[0036]图20是示出根据本发明的第五实施例的用于在加速时的控制的例程的流程图。
【具体实施方式】
[0037]参照图1，1表示压缩点火型的内燃机的主体，2表示气缸的燃烧室，3表示用于将燃料喷射到燃烧室2中的电子控制型的燃料喷射器，4表示进气歧管，并且5表示排气歧管。进气歧管4通过进气导管6连接至排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口，而压缩机7a的入口通过进气引入管8a连接至空气滤清器9，空气流量计8布置在进气引入管8a中。在进气导管6的内部，布置了电气控制型的节气门10。进一步地，围绕着进气导管6，冷却装置11布置用于冷却流过进气导管6的内部的进气。
[0038]另一方面，排气歧管5连接至排气涡轮增压器7的排气涡轮机7b的入口，而排气涡轮机7b的出口通过排气管12连接至颗粒过滤器13。
[0039]排气歧管5和进气歧管4通过排气再循环通道(此后称作“EGR”)16彼此连接。在EGR通道16内部，布置了电气控制型的EGR控制阀17。进一步地，在EGR通道16周围，冷却装置18布置用于冷却流过EGR通道16内部的EGR气体。另一方面，每个燃料喷射器3通过燃料流道19连接至共轨20。所述共轨20通过电气控制型的可变排放燃料栗21连接至燃料罐22。储存在燃料罐22中的燃料由燃料栗31供给到共轨20的内部。供给至共轨20的燃料通过燃料流道19供给至燃料喷射器3。注意，在未示出的另一实施例中，内燃机I由火花点火型的内燃机组成。
[0040]电子控制单元30由数字计算机组成，其设置有通过双向总线31连接在一起的部件，诸如ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入端口 35和输出端口 36。在颗粒过滤器13处，附接了压差传感器14用于检测颗粒过滤器13之前和之后的压差。空气流量计8和压差传感器14的输出信号通过对应的AD转换器37输入至输入端口 35。进一步地，加速器踏板40连接至载荷传感器41，其产生与加速器踏板40的下压量L成正比的输出电压。载荷传感器41的输出电压通过对应的AD转换器37输入至输入端口 35。而且，输入端口 35连接至曲柄角传感器42，其在曲轴每旋转例如15°时产生输出脉冲。CPU34使用来自曲柄角传感器42的输出脉冲作为基础来计算发动机转速Ne。另一方面，输出口 36通过对应的驱动电路38连接至燃料喷射器3、节流阀10的驱动致动器、EGR控制阀17和燃料栗21。
[0041]图2A和图2B示出了壁流型的颗粒过滤器13的结构。注意，图2A示出了颗粒过滤器13的前视图，而图2B示出了颗粒过滤器13的侧视截面图。如图2A和图2B中所示，颗粒过滤器13形成蜂窝状结构，其设置有彼此平行延伸的多个排气流动通道71i和710，以及将这些排气流动通道71i和71ο彼此隔离的隔离壁72。在图2A中所示的实施例中，排气流动通道71i和71ο由排气流入通道71i和排气流出通道71ο组成，排气流入通道71i的上游端是开口的并且排气流入通道71i的下游端是由阻塞物73d封闭的，排气流出通道71ο的上游端是由阻塞物73u封闭的并且排气流出通道71ο的下游端是开口的。注意，在图2Α中，阴影线部分示出了阻塞物73u。由此，排气流入通道71i和排气流出通道71ο通过薄的隔离壁72交替地布置。换句话说，排气流入通道71 i和排气流出通道71 ο布置成便于每个排气流入通道71 i由四个排气流出通道71ο围绕并且每个排气流出通道71ο由四个排气流入通道71i围绕。隔离壁72具有多孔性。由此，如在图2中由箭头示出的，排气首先流入到排气流入通道71i中，接下来穿过周围的隔离壁72的内部，然后流出到邻近的排气流出通道71ο的内部。在未示出的另一实施例中，排气流动通道由排气流入通道和排气流出通道组成，其中，排气流入通道的上游端和下游端是开口的，并且排气流出通道的上游端是由阻塞物封闭的而排气流出通道的下游端是开口的。同样在所述的另一实施例中，流入排气流入通道的排气穿过隔离壁并且流出到排气流出通道的内部。
[0042]如图2Β中所示，在隔离壁72处，细孔区ZMI限定在上游侧而粗孔区ZMA限定在下游侦U。隔离壁72在细孔区处的孔径大小被设定成使得颗粒物质和灰烬能够被捕集。与此相对，隔离壁72在粗孔区处的孔径大小被设定成使得灰烬能够在粗孔区处穿过隔离壁72。
[0043]细孔区ZMI和粗孔区ZMA例如如下地形成。即，如图3中所示，隔离壁72设置有用于细孔区ZMI和粗孔区ZMA的共用基材72s。在这种情况下，基材72s的孔径大小被设定成便于灰烬能够穿过基材72s。基于此，在细孔区ZMI处，基材72s的表面由涂层75覆盖。如图4中所示，涂层75由大量的颗粒76形成并且在颗粒76之间具有大量的间隙或孔隙。涂层75的孔径大小被设定成小于基材72s的孔径大小并且能够捕集颗粒物质和灰烬。在这种情况下，涂层75的孔径大小表示隔离壁72在细孔区处的孔径大小。与此相对，在粗孔区ZMA中，基材72s的表面未由上述的涂层75覆盖。在这种情况下，基材72的孔径大小表示隔离壁72在粗孔区处的孔径大小。结果，隔离壁72在细孔区处的孔径大小和隔离壁72