專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)的內(nèi)燃機(jī)由于燃燒的改善而大幅度減少了內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的PM(顆粒狀 物質(zhì))，但是PM的排出基準(zhǔn)也變得更為嚴(yán)格，需要降低所排出的50納米以上的大小的PM顆 粒數(shù)。在這種情況下，在內(nèi)燃機(jī)的廢氣通路上設(shè)置等，但是根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，僅通 過(guò)DPF的設(shè)置，會(huì)發(fā)生不能達(dá)到PM的排出基準(zhǔn)的情況。另一方面，已知在內(nèi)燃機(jī)的PM的生成中，被供給到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的流體，即 吸入空氣、燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)油等中包含的微粒子成為核，會(huì)促進(jìn)PM生成。即，即使被供給到燃 燒室內(nèi)的流體中的微粒子為小于50納米的微粒子，在燃燒室內(nèi)其也會(huì)成為核，成長(zhǎng)為比50 納米大的大小的PM顆粒，因此與PM微粒數(shù)的排出基準(zhǔn)相抵觸。從而，為了進(jìn)行進(jìn)一步的PM排出降低，需要降低被供給到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的流 體中包含的小于50納米的微粒子。但是，作為現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的PM排出降低機(jī)構(gòu)，以內(nèi)燃機(jī)的 燃燒的改善以及廢氣的處理為對(duì)象，不存在防止成為PM的核的比59納米還小的微粒子向 燃燒室內(nèi)侵入而降低PM排出數(shù)的事例。例如日本特開(kāi)2004-301121號(hào)公報(bào)、日本專利第3249051號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的過(guò)濾器 是用于保護(hù)內(nèi)燃機(jī)而過(guò)濾吸氣中比較大的(微米級(jí)的大小的)固體物質(zhì)的與現(xiàn)有的空氣過(guò) 濾器相關(guān)的過(guò)濾器，日本特開(kāi)平10-238330號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的過(guò)濾器是用于除去從曲軸箱放 出的排氣中的污染物質(zhì)的過(guò)濾器，雖然均被記載為高效率過(guò)濾器，但是并不是連成為PM的 核的小于50納米的微粒子也除去的過(guò)濾器。

發(fā)明內(nèi)容
在日本特開(kāi)平5-126993號(hào)公報(bào)的排氣裝置中，介紹的是在核燃料處理設(shè)施中使 用的HRPA過(guò)濾器(High Efficiency Particulate Air Filter 高效微粒空氣過(guò)濾器)，其 為對(duì)小至幾微米的顆粒進(jìn)行捕集的過(guò)濾器，而且是以除去核燃料設(shè)施的排氣中所包含的固 體顆粒狀放射性物質(zhì)為目的的，并不是通過(guò)除去向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)侵入的成為PM的核 的小于50納米的微粒子而降低排出的PM顆粒數(shù)的過(guò)濾器。本發(fā)明的目的在于，通過(guò)除去成為PM的核的小于50納米的微粒子而降低排出的 PM顆粒數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其在被供給到燃燒室內(nèi)的流體的 向燃燒室的供給通路上具備高效率過(guò)濾器，該高效率過(guò)濾器除去成為PM生成的核的50納 米以下的微粒子，其中，通過(guò)除去50納米以下的微粒子，降低從內(nèi)燃機(jī)排出的PM顆粒數(shù)。S卩，在本發(fā)明中，通過(guò)在被供給到燃燒室內(nèi)的流體的向燃燒室的供給通路上配置除去小于50納米的微粒子的高效率過(guò)濾器，而除去成為PM的核的小于50納米的微粒子， 能夠防止其成為核，在排出氣體中生成50納米以上大小的PM，能夠降低排出的PM顆粒數(shù)。以上中，優(yōu)選被供給到燃燒室內(nèi)且在供給通路上具備高效率過(guò)濾器的流體為吸入
空氣。
S卩，通過(guò)在被供給到燃燒室內(nèi)的吸入空氣的向燃燒室的供給通路上配置除去小于 50納米的微粒子的高效率過(guò)濾器，而除去成為PM的核的小于50納米的微粒子，能夠降低排 出的PM顆粒數(shù)?；蛘?，優(yōu)選被供給到燃燒室內(nèi)且在供給通路上具備高效率過(guò)濾器的流體為在燃燒 室內(nèi)燃燒的燃料。S卩，通過(guò)在被供給到燃燒室內(nèi)的燃料的向燃燒室的供給通路上配置除去小于50 納米的微粒子的高效率過(guò)濾器，而除去成為PM的核的小于50納米的微粒子，能夠降低排出 的PM顆粒數(shù)。或者，優(yōu)選被供給到燃燒室內(nèi)且在供給通路上具備高效率過(guò)濾器的流體為發(fā)動(dòng)機(jī) 油。S卩，通過(guò)在被供給到燃燒室內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)油的向燃燒室的供給通路上配置除去小于 50納米的微粒子的高效率過(guò)濾器，而除去成為PM的核的小于50納米的微粒子，能夠降低排 出的PM顆粒數(shù)。進(jìn)一步，在本發(fā)明中，優(yōu)選包括繞過(guò)高效率過(guò)濾器的旁通通路；和閥機(jī)構(gòu)，對(duì)流 體向高效率過(guò)濾器的流動(dòng)和流體向旁通通路的流動(dòng)進(jìn)行切換控制，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條 件，對(duì)排出的PM顆粒數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算出的PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的情況下，進(jìn)行控制使 得流體通過(guò)高效率過(guò)濾器，在計(jì)算出的PM顆粒數(shù)在一定值以下的情況下，進(jìn)行控制使得流 體通過(guò)旁通通路。S卩，其具備高效率過(guò)濾器和繞過(guò)該高效率過(guò)濾器的旁通通路，通過(guò)利用閥機(jī)構(gòu)來(lái) 切換，能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，僅在必要的情況下，進(jìn)行通過(guò)高效率過(guò)濾器的運(yùn)轉(zhuǎn)，相 對(duì)于全部運(yùn)轉(zhuǎn)期間，能夠進(jìn)行流體壓損少且發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高的運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，在本發(fā)明中，優(yōu)選構(gòu)成為包括繞過(guò)高效率過(guò)濾器的旁通通路；和閥機(jī) 構(gòu)，對(duì)流體向高效率過(guò)濾器的流動(dòng)、流體向旁通通路的流動(dòng)和向高效率過(guò)濾器逆流的流體 的流動(dòng)進(jìn)行切換控制，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，對(duì)排出的PM顆粒數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算出的 PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的情況下，進(jìn)行控制使得流體通過(guò)高效率過(guò)濾器，在計(jì)算出的PM顆粒 數(shù)在一定值以下的情況下，進(jìn)一步判定是否為生成PM的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，在會(huì)生成PM的情況下， 進(jìn)行控制使得流體通過(guò)旁通通路，在不會(huì)生成PM的情況下，進(jìn)行控制使得流體在高效率過(guò) 濾器中逆流，清洗高效率過(guò)濾器。S卩，構(gòu)成為能夠使流體向高效率過(guò)濾器逆流，進(jìn)行高效率過(guò)濾器的清洗運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠 長(zhǎng)期維持高效率過(guò)濾器的過(guò)濾性能。以上中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件對(duì)排出的PM顆粒數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算出的PM顆粒 數(shù)超過(guò)一定值的情況下，進(jìn)行控制使得流體通過(guò)高效率過(guò)濾器，但是也可以預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn) 等，求出運(yùn)轉(zhuǎn)條件和排出的PM顆粒數(shù)的相關(guān)關(guān)系，并將其保存為例如運(yùn)轉(zhuǎn)映射，在由運(yùn)轉(zhuǎn) 映射推定為排出的PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的情況下，進(jìn)行控制使得流體通過(guò)高 效率過(guò)濾器。即，例如運(yùn)轉(zhuǎn)條件為輕負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件的情況則屬于這種條件，在這種情況下，進(jìn)行控制使得流體通過(guò)高效率過(guò)濾器是較有利的。進(jìn)一步，優(yōu)選高效率過(guò)濾器配置在通常的過(guò)濾器的下游側(cè)。S卩，作為使流體通過(guò)對(duì)小于50納米的微粒子進(jìn)行除去的高效率過(guò)濾器的前階段， 首先通過(guò)通常的過(guò)濾器預(yù)先除去比較大的顆粒，從而能夠防止高效率過(guò)濾器的早期網(wǎng)孔堵 塞、壓損增加等，能夠不對(duì)高效率過(guò)濾器的過(guò)濾性能造成阻礙。如以上所述記載，根據(jù)本 發(fā)明，通過(guò)除去成為PM的核的小于50納米的微粒子，能 夠起到降低排出的PM顆粒數(shù)的效果。


圖1是對(duì)將本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的情況下的一個(gè)實(shí)施方式的概 略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖2是對(duì)將本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的情況下的另一實(shí)施方式的概 略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖3是對(duì)將本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的情況下的再另一實(shí)施方式的 概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖4是對(duì)圖3的實(shí)施方式的控制進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。圖5是對(duì)將本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的情況下的再另一實(shí)施方式的 概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖6是對(duì)將本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的情況下的再另一實(shí)施方式的 概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖7是對(duì)將本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的情況下的再另一實(shí)施方式的 概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖8是對(duì)在將本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的情況下使用運(yùn)轉(zhuǎn)映射進(jìn)行 控制的情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)映射的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖9是對(duì)在將本發(fā)明適用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的情況下使用運(yùn)轉(zhuǎn)映射進(jìn)行 控制的情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)映射的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。
具體實(shí)施例方式以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，在多個(gè)附圖中，對(duì)于相同或 者相當(dāng)?shù)牟考郊恿讼嗤姆?hào)。圖2表示本發(fā)明的基本的實(shí)施方式，在對(duì)吸入空氣進(jìn)行過(guò)濾的通常的空氣過(guò)濾器 2的下游，配置有作為除去小于50納米的微粒子(以下稱為“納米級(jí)的微粒子”)的高效率 過(guò)濾器的HEPA過(guò)濾器3 (High Efficiency Particulate Air Filter 高效微?？諝膺^(guò)濾 器)。S卩，為了降低在內(nèi)燃機(jī)1的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的PM，利用HEPA過(guò)濾器3除去吸入空氣中 的成為PM的核的納米級(jí)的微粒子。在這種情況下，優(yōu)選構(gòu)成為在吸入空氣流入HEPA過(guò)濾 器3之前，由通常的空氣過(guò)濾器2過(guò)濾成為內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械性運(yùn)動(dòng)障礙的比較大的固體物質(zhì)， 在HEPA過(guò)濾器3中僅除去作為目標(biāo)的納米級(jí)的顆粒，而使得HEPA過(guò)濾器3的過(guò)濾性能不 會(huì)受到阻礙。圖1是表示對(duì)圖2的實(shí)施方式設(shè)置繞過(guò)HEPA過(guò)濾器3的旁通通路，并且具備有對(duì)吸入空氣向HEPA過(guò)濾器3的流動(dòng)和吸入空氣向旁通通路的流動(dòng)進(jìn)行切換控制的閥機(jī)構(gòu)的 實(shí)施方式。即，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，在不需要通過(guò)HEPA過(guò)濾器3的情況下，不通過(guò)HEPA 過(guò)濾器3，而將吸入空氣導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1，僅僅在需要通過(guò)HEPA過(guò)濾器3的情況下，通過(guò)HEPA 過(guò)濾器3，將吸入空氣導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1。通過(guò)這樣進(jìn)行切換控制，能夠防止由于HEPA過(guò)濾器3 中的吸氣壓損增大而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低。在這種情況下，由于相對(duì)于全部運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 間，使吸氣通過(guò)旁通通路的情況比通過(guò)HEPA過(guò)濾器3的情況多，因此優(yōu)選如圖1所示，使旁 通通路與通常的空氣過(guò)濾器2的下游的彎曲較少的部分連接，構(gòu)成為使得旁路運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的壓 損變少。圖3是表示對(duì)圖1的實(shí)施方式進(jìn)一步按照能夠?qū)ξ肟諝膺M(jìn)行切換控制使得其從 HEPA過(guò)濾器3的下游向HEPA過(guò)濾器3的上游逆流的方式將吸氣通路、HEPA過(guò)濾器和閥機(jī) 構(gòu)組合而構(gòu)成的HEPA過(guò)濾器切換通路3’的實(shí)施方式。即，構(gòu)成為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件， 在不會(huì)生成PM的情況下，使HEPA過(guò)濾器3中的空氣流動(dòng)逆流，吹走附著在HEPA過(guò)濾器3 上的納米級(jí)的微粒子，而防止HEPA過(guò)濾器3的性能降低。S卩，圖3(a)是表示在即使吸入空 氣不通過(guò)HEPA過(guò)濾器3，廢氣中的PM顆粒數(shù)也在基準(zhǔn)值以內(nèi)的情況下，通過(guò)了通常的空氣 過(guò)濾器2的吸入空氣繞過(guò)HEPA過(guò)濾 器3流動(dòng)的狀態(tài)。圖3(b)是表示吸入空氣通過(guò)HEPA 過(guò)濾器3，除去吸入空氣中的成為PM的核的納米級(jí)的微粒子的狀態(tài)。圖3(c)是表示在廢氣 中PM不被排出的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，使HEPA過(guò)濾器3的空氣的流動(dòng)逆流，進(jìn)行HEPA過(guò)濾器3的 清洗運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即，如果是到圖3(a)和(b)為止的運(yùn)轉(zhuǎn)，則與圖1的實(shí)施方式相同，但在 在本實(shí)施方式中，還構(gòu)成為進(jìn)行(c)所示的逆清洗運(yùn)轉(zhuǎn)，以能夠長(zhǎng)期維持HEPA過(guò)濾器3的 過(guò)濾性能。圖4是在如圖3所示構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，對(duì)圖3(a)、(b)、(c)的運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行切換控制的流程圖。在本控制裝置中，內(nèi)置有表示內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與從內(nèi)燃 機(jī)排出的PM顆粒數(shù)和DPF中的PM捕集效率的關(guān)系的映射，當(dāng)開(kāi)始本控制時(shí)，首先，在步驟 100中，從當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)求出從內(nèi)燃機(jī)排出的PM顆粒數(shù)和DPF中的PM捕集效 率，計(jì)算排出到外氣的PM顆粒數(shù)(PNotut)。接著，在步驟200中，對(duì)該P(yáng)M顆粒數(shù)(PNout) 和預(yù)先設(shè)定的PM顆粒數(shù)基準(zhǔn)值(N)進(jìn)行比較，在PNout超過(guò)N的情況下，進(jìn)入到步驟300， 進(jìn)行圖3(b)的通過(guò)HEPA過(guò)濾器3的運(yùn)轉(zhuǎn)。另一方面，在PNout為N以下的情況下，進(jìn)入到 步驟400，但因?yàn)楦鶕?jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件存在完全不會(huì)生成PM的情況，所以在映射上對(duì)是不會(huì)生成 PM的運(yùn)轉(zhuǎn)條件還是會(huì)生成PM的運(yùn)轉(zhuǎn)條件進(jìn)行判定。在是不會(huì)生成PM的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的情況 下，進(jìn)入步驟500，進(jìn)行圖3 (c)所示的HEPA過(guò)濾器3的逆清洗運(yùn)轉(zhuǎn)，吹走HEPA過(guò)濾器3上 捕集的PM顆粒。另一方面，在雖然排出外氣的PM顆粒數(shù)(PNout)為PM顆粒數(shù)基準(zhǔn)值(N) 以下，但是為會(huì)生成PM的條件的情況下，進(jìn)入到步驟600，如圖3 (a)所示，進(jìn)行不通過(guò)HEPA 過(guò)濾器3的運(yùn)轉(zhuǎn)。以上，在圖4的步驟100中，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件計(jì)算排出的PM顆粒數(shù)，在所計(jì)算出的PM 顆粒數(shù)超過(guò)一定值的情況下，在步驟200，進(jìn)行控制使得流體通過(guò)高效率過(guò)濾器，但是也可 以預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)等，求出運(yùn)轉(zhuǎn)條件和排出的PM顆粒數(shù)的相關(guān)關(guān)系，保存為例如運(yùn)轉(zhuǎn)映射， 在步驟100，由該運(yùn)轉(zhuǎn)映射求出排出的PM顆粒數(shù)，在排出的PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的運(yùn)轉(zhuǎn)條 件的情況下，在步驟200，進(jìn)行控制使得流體通過(guò)高效率過(guò)濾器。作為這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，例如 包括輕負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件，在為輕負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件的情況下，若控制使得流體通過(guò)高效率過(guò)濾器，則較為有利。圖8是對(duì)在上述的步驟100中用于求出PM顆粒數(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)映射的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明的圖，是表示每秒排出的PM顆粒數(shù)的分布的圖。橫軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘的轉(zhuǎn)速，縱軸以 立方米表示每沖程的燃料噴射量。通過(guò)利用這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)映射，能夠從當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)推定排出到外氣的PM顆粒數(shù)(PNout)。此外，圖9是對(duì)用于在上述的步驟400中判定是不會(huì)生成PM的運(yùn)轉(zhuǎn)條件還是會(huì)生 成PM的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的運(yùn)轉(zhuǎn)映射的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明的圖，是表示吸入空氣中的納米顆粒的 PM顆粒生成影響靈敏度的分布的圖。橫軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘的轉(zhuǎn)速，縱軸以立方米表示每 沖程的燃料噴射量。通過(guò)利用這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)映射，能夠判定是進(jìn)入到步驟500還是進(jìn)入到步 驟 600。圖5是表示將圖2的實(shí)施方式適用于具備有LPL_EGR(低壓回路廢氣循環(huán)裝置) 的內(nèi)燃機(jī)的實(shí)施方式。在與LPL-EGR并用的情況下，由于EGR中的PM顆粒數(shù)也減少，所以 能夠大幅度降低進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣中的微粒子。圖6表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式，在向內(nèi)燃機(jī)1的燃料供給通路上配置有對(duì)納米 級(jí)的顆粒進(jìn)行除去的高效率過(guò)濾器8。即，為了降低在內(nèi)燃機(jī)1的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的PM，利用 高效率過(guò)濾器8除去燃料中的成為PM生成的核的納米級(jí)的微粒子。在這種情況下，優(yōu)選構(gòu) 成為在燃料流入高效率過(guò)濾器8之前，由通常的燃料過(guò)濾器10 (參照?qǐng)D7)過(guò)濾成為內(nèi)燃機(jī) 的機(jī)械性運(yùn)動(dòng)障礙的比較大的固體物質(zhì)，在高效率過(guò)濾器8中僅除去作為目標(biāo)的納米級(jí)的 顆粒，而使得高效率過(guò)濾器8的過(guò)濾性能不會(huì)受到阻礙。圖7是表示對(duì)圖6的實(shí)施方式設(shè)置繞過(guò)高效率過(guò)濾器8的旁通通路，并且具備有 對(duì)燃料向高效率過(guò)濾器8的流動(dòng)和燃料向旁通通路的流動(dòng)進(jìn)行切換控制的閥機(jī)構(gòu)的實(shí)施 方式。即，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，在不需要通過(guò)高效率過(guò)濾器8的情況下，不通過(guò)高效率 過(guò)濾器8，而將燃料導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1，僅僅在需要通過(guò)高效率過(guò)濾器8的情況下，通過(guò)高效率過(guò) 濾器8，將燃料導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1。通過(guò)這樣進(jìn)行切換控制，能夠防止全部運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)的流體壓 損增大，能夠防止內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低。在這種情況下，由于相對(duì)于全部運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，使燃 料通過(guò)旁通通路的情況比通過(guò)高效率過(guò)濾器8的情況多，因此優(yōu)選如圖1所示，使旁通通路 與通常的燃料過(guò)濾器10的下游的彎曲較少的部分連接，構(gòu)成為使得旁路運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的壓損變 少。即，燃料系統(tǒng)中的高效率過(guò)濾器8的設(shè)置，作為基本結(jié)構(gòu)，與吸入空氣的HEPA過(guò)濾 器3的設(shè)置相同。從而，在燃料系統(tǒng)中的高效率過(guò)濾器8中，也與上述的HEPA過(guò)濾器3的 情況相同，能夠如圖3所示，將燃料通路、高效率過(guò)濾器和閥機(jī)構(gòu)組合構(gòu)成，對(duì)燃料的流動(dòng) 進(jìn)行切換控制，以進(jìn)行逆清洗。用于此的控制流程圖也能夠與圖4中同樣地構(gòu)成。對(duì)于向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室供給的流體，全部能夠適用以上說(shuō)明的利用高效率過(guò)濾器 的裝置結(jié)構(gòu)以及控制，它們?nèi)堪诒景l(fā)明的范圍中。作為向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室供給的其 他流體例如包括發(fā)動(dòng)機(jī)油。附圖標(biāo)記的說(shuō)明1內(nèi)燃機(jī)2通常的空氣過(guò)濾器3高效率過(guò)濾器
3’高效率過(guò)濾器切換通路4節(jié)流閥5DPF6EGR冷氣裝置7EGR 閥8高效率過(guò)濾器 9燃料罐10通常的燃料過(guò)濾器
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，在被供給到燃燒室內(nèi)的流體的向燃燒室的供給通路上 具備高效率過(guò)濾器，該高效率過(guò)濾器除去成為PM生成的核的50納米以下的微粒子，通過(guò)除去所述50納米以下的微粒子，降低從內(nèi)燃機(jī)排出的PM顆粒數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中， 所述流體為吸入空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中， 所述流體為在燃燒室內(nèi)燃燒的燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中， 所述流體為發(fā)動(dòng)機(jī)油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其包括 繞過(guò)所述高效率過(guò)濾器的旁通通路；和閥機(jī)構(gòu)，對(duì)所述流體向所述高效率過(guò)濾器的流動(dòng)和所述流體向所述旁通通路的流動(dòng)進(jìn) 行切換控制，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，對(duì)排出的PM顆粒數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算出的PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的情況下，進(jìn)行控制使得所述流體通過(guò)所述高效率 過(guò)濾器，在所述計(jì)算出的PM顆粒數(shù)在一定值以下的情況下，進(jìn)行控制使得所述流體通過(guò)所述 旁通通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其包括 繞過(guò)所述高效率過(guò)濾器的旁通通路；和閥機(jī)構(gòu)，對(duì)所述流體向所述高效率過(guò)濾器的流動(dòng)、所述流體向所述旁通通路的流動(dòng)和 向所述高效率過(guò)濾器逆流的流體的流動(dòng)進(jìn)行切換控制， 根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，對(duì)排出的PM顆粒數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算出的PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的情況下，進(jìn)行控制使得所述流體通過(guò)所述高效率 過(guò)濾器，在所述計(jì)算出的PM顆粒數(shù)在一定值以下的情況下，進(jìn)一步判定是否為生成PM的運(yùn)轉(zhuǎn) 條件，在會(huì)生成PM的情況下，進(jìn)行控制使得所述流體通過(guò)所述旁通通路， 在不會(huì)生成PM的情況下，進(jìn)行控制使得所述流體在所述高效率過(guò)濾器中逆流，清洗所 述高效率過(guò)濾器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其包括 繞過(guò)所述高效率過(guò)濾器的旁通通路；和閥機(jī)構(gòu)，對(duì)所述流體向所述高效率過(guò)濾器的流動(dòng)和所述流體向所述旁通通路的流動(dòng)進(jìn) 行切換控制，在為推定為從內(nèi)燃機(jī)排出的PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的情況下，進(jìn)行控制使 得所述流體通過(guò)所述高效率過(guò)濾器，在為推定為從內(nèi)燃機(jī)排出的PM顆粒數(shù)在一定值以下的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的情況下，進(jìn)行控制 使得所述流體通過(guò)所述旁通通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其包括繞過(guò)所述高效率過(guò)濾器的旁通通路；和閥機(jī)構(gòu)，對(duì)所述流體向所述高效率過(guò)濾器的流動(dòng)、所述流體向所述旁通通路的流動(dòng)和 向所述高效率過(guò)濾器逆流的流體的流動(dòng)進(jìn)行切換控制，在為推定為從內(nèi)燃機(jī)排出的PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的情況下，進(jìn)行控制使 得所述流體通過(guò)所述高效率過(guò)濾器，在為推定為從內(nèi)燃機(jī)排出的PM顆粒數(shù)在一定值以下的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的情況下，進(jìn)一步推 定是否為生成PM的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，在會(huì)生成PM的情況下，進(jìn)行控制使得所述流體通過(guò)所述旁通通路， 在不會(huì)生成PM的情況下，進(jìn)行控制使得所述流體在所述高效率過(guò)濾器中逆流，清洗所 述高效率過(guò)濾器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中， 推定為所述PM顆粒數(shù)超過(guò)一定值的運(yùn)轉(zhuǎn)條件為輕負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中， 將所述高效率過(guò)濾器配置在通常的過(guò)濾器的下游側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。通過(guò)除去從內(nèi)燃機(jī)排出的成為PM(顆粒狀物質(zhì))生成的核的小于50納米的微粒子而降低排出的PM顆粒數(shù)。在向燃燒室內(nèi)供給的流體即吸入空氣、燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)油等的向燃燒室的供給通路上，具備高效率過(guò)濾器，除去成為PM生成的核的小于50納米的微粒子。
文檔編號(hào)F02M37/22GK102105672SQ20098012917
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者山下哲也, 林孝太郎 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社