內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]作為被設置在內(nèi)燃機的排氣通道上的排氣凈化裝置，開發(fā)有使選擇還原型NO5^f化劑(以下稱作SCR催化劑-Selective Catalytic Reduct1n)負載于過濾器中的裝置(例如，參照專利文獻I)。過濾器對排氣中的粒狀物質(以下稱為PM !Particulate Matter)進行捕集。SCR催化劑將氨(NH3)作為還原劑而對排氣中的NOx進行還原。以下，也有時將負載有這種SCR催化劑的過濾器稱為SCRF。
[0003]通過采用SCRF來作為排氣凈化裝置，從而與將過濾器和SCR催化劑分別設置于排氣通道上的情況相比，能夠將排氣凈化裝置的大小設定得較小。因此，能夠提高排氣凈化裝置的搭載性。此外，通過采用SCRF，從而能夠在排氣通道中的較上游側配置SCR催化劑。排氣通道上的SCR催化劑的配置越靠上游側，則該SCR催化劑越易于通過排氣的熱量而被加熱。因此，能夠實現(xiàn)SCR催化劑的暖機性的提高及SCR催化劑中的NOx凈化率的提高。
[0004]在此，在SCRF中堆積有捕集到的PM(顆粒物)。因此，在具備SCRF的排氣凈化系統(tǒng)中執(zhí)行過濾器再生處理。過濾器再生處理為，使堆積在SCRF中的PM氧化并去除的處理。過濾器再生處理能夠通過向被設置于與SCRF相比而靠上游側的排氣通道上的、具有氧化作用的催化劑即前段催化劑供給燃料(HC)來實現(xiàn)。當在前段催化劑中燃料被氧化時，流入SCRF中的排氣將通過氧化熱量而被加熱。因此，能夠使SCRF的溫度上升至促進了 PM的氧化的過濾器再生溫度。
[0005]另外，已知一種如下的技術，即，在與SCR催化劑相比靠上游的排氣通道上具有添加HC的HC添加閥和添加尿素水的尿素添加閥，并且在由SCR催化劑實施的凈化所需的尿素水量超過預定的上限量的情況下，追加尿素水的供給而供給HC(例如，參照專利文獻2) ο
[0006]然而，在具備SCRF的排氣凈化系統(tǒng)中，在實施過濾器再生處理時在前段催化劑中供給有較多的HC。在與過濾器相比靠下游側處設置有SCR催化劑的現(xiàn)有的排氣凈化系統(tǒng)中，由于在過濾器再生處理時在前段催化劑及過濾器中HC幾乎全部被氧化，因此流入SCR催化劑中的HC的量變得比較少。但是，由于在SCRF的上游不存在前段催化劑，因此未被前段催化劑氧化的HC有可能流入SCRF中。而且，當HC流入SCRF中時，該HC的一部分將使NOx還原。因此，當根據(jù)流入SCRF中的NO )(量來供給氨時，與被HC還原的NO x相對應地，氨會變得過剩。即，將會供給與為了還原叫所需要的氨相比而較多的氨。并且，由于多余的氨會從SCRF中流出，從而有可能會導致氨的浪費。
[0007]在先技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特表2007-501353號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2008-157188號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]本發(fā)明為鑒于上述這樣的問題點而完成的發(fā)明，其目的在于，抑制負載有SCR催化劑的過濾器的再生處理時氨流出的情況。
[0013]用于解決課題的方法
[0014]為了完成上述課題，以本發(fā)明為依據(jù)的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)具備:前段催化劑，其被設置于內(nèi)燃機的排氣通道上，并具有氧化功能；燃料供給裝置，其向所述前段催化劑供給燃料；過濾器，其為被設置于與所述前段催化劑相比靠下游側的排氣通道上并對排氣中的粒狀物質進行捕集的過濾器，并且負載有以氨作為還原劑而對排氣中的NOx進行還原的選擇還原型NOx催化劑；氨供給裝置，其向所述過濾器供給氨或氨的前驅體；過濾器再生處理執(zhí)行部，其通過從所述燃料供給裝置向所述前段催化劑供給燃料，從而使所述過濾器的溫度上升至促進粒狀物質的氧化的預定的過濾器再生溫度，并由此而執(zhí)行將堆積于所述過濾器中的粒狀物質氧化并去除的過濾器再生處理；控制部，其在未執(zhí)行所述過濾器再生處理的情況下，由所述氨供給裝置供給與從所述內(nèi)燃機排出的NOx量相對應的量的氨或氨的前驅體，而在正在執(zhí)行所述過濾器再生處理的情況下，由所述氨供給裝置供給與如下的NOx量相對應的量的氨或氨的前驅體，該NOx量為，從所述內(nèi)燃機所排出的NO )(量中減去被由所述燃料供給裝置所供給的燃料即穿過所述前段催化劑的燃料還原的NOx量而得到的NO )(量。
[0015]在本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)中，在內(nèi)燃機的排氣通道上從上游側起依次設置有前段催化劑以及SCRF。而且，從氨供給裝置向SCRF中供給氨或氨的前軀體。在被負載于SCRF上的SCR催化劑中，被供給的氨或由被供給的氨的前軀體所生成的氨作為還原劑而對排氣中的NOx進行還原。此外，通過從燃料供給裝置向前段催化劑供給燃料，從而執(zhí)行用于去除堆積在SCRF中的PM的過濾器再生處理。
[0016]在執(zhí)行過濾器再生處理時，在前段催化劑中未被氧化而穿過了該前段催化劑的HC將流入SCRF中。以這種方式流入SCRF中的HC成為對N0X?行還原的還原劑。
[0017]而且，在本發(fā)明中，在正在執(zhí)行過濾器再生處理的情況下，與被HC還原的叫的量相對應地，而使從氨供給裝置所供給的氨或氨的前軀體的量減少。在此，在未執(zhí)行過濾器再生處理的情況下，由于幾乎不存在由HC進行的NOx的還原，因此，若根據(jù)從內(nèi)燃機排出的NOx量來供給氨，則能夠抑制在還原劑量上產(chǎn)生過量或不足的情況。另一方面，在正在執(zhí)行過濾器再生處理的情況下，從內(nèi)燃機排出的勵^皮HC及氨還原。因此，若從由內(nèi)燃機排出的NO x量中減去與被HC還原的部分相對應的勵)(量，并根據(jù)剩余的NO x量來供給氨，則能夠抑制在還原劑量中產(chǎn)生過量或不足的情況。如此，由于在SCRF中沒有在還原劑量上產(chǎn)生過量或不足，因此能夠抑制氨從SCRF中流出的情況。
[0018]在本發(fā)明中，所述控制部在正在執(zhí)行所述過濾器再生處理的情況下，能夠根據(jù)所述過濾器的溫度而對由所述氨供給裝置所供給的氨或氨的前軀體的量進行變更。
[0019]在此，由于根據(jù)過濾器的溫度而使在SCR催化劑中進行反應的氨量發(fā)生變化，因此若根據(jù)該過濾器的溫度而使供給的氨量發(fā)生變化，則能夠抑制在還原劑量中產(chǎn)生過量或不足的情況。
[0020]在本發(fā)明中，在正在執(zhí)行所述過濾器再生處理的情況下，所述控制部根據(jù)流入到所述過濾器中的排氣中的水分量而對由所述氨供給裝置所供給的氨或氨的前驅體的量進行變更。
[0021]由于在SCR催化劑中發(fā)生反應的氨量根據(jù)流入過濾器中的排氣中的水分量而發(fā)生變化，因此若根據(jù)流入到該過濾器中的排氣中的水分量而使供給的氨量發(fā)生變化，則能夠抑制在還原劑量中產(chǎn)生過量或不足的情況。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制在負載有SCR催化劑的過濾器的再生處理時氨流出的情況。
【附圖說明】
[0024]圖1為表示實施例所涉及的內(nèi)燃機的進排氣系統(tǒng)的概要結構的圖。
[0025]圖2為表示從執(zhí)行過濾器再生處理之前起至過濾器再生處理結束之后為止的SCR催化劑的溫度、流入SCRF中的HC量(HC流入量)、流入或流出SCRF的勵)(量、從氨添加閥供給的氨供給量、從SCRF流出的氨量(氨流出量)的推移的時序圖。
[0026]圖3為分別表示在排氣中包含水分和排氣中未包含水分的情況下SCR催化劑的溫度與通過HC而得到的NOx凈化率之間的關系的圖。
[0027]圖4為對過濾器再生處理的執(zhí)行時從氨添加閥供給的氨供給量Qred進行決定時的框圖。
[0028]圖5為表示Gegr/(Ga+Gf)、與內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)的燃燒前已經(jīng)包含的水分量Qh2oi之間的關系的圖。
[0029]圖6為表示空燃比(Ga/Gf)、與內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)的通過燃燒而產(chǎn)生的水分量Qh2oc之間的關系的圖。
[0030]圖7為表示燃料量Gf、與內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)的通過燃燒而產(chǎn)生的水分量Qh2oc之間的關系的圖。
[0031]圖8為表示從燃料添加閥供給的燃料供給量Qadd與在前段催化劑中產(chǎn)生的水分量Qh2oe之間的關系的圖。
[0032]圖9為表示前段催化劑溫度Tdoc與在前段催化劑中產(chǎn)生的水分量Qheoe之間的關系的圖。
[0033]圖10為表示實施例涉及的過濾器再生處理的流程的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]以下參照附圖并基于實施例而對用于該實施該發(fā)明的方式例示性地進行詳細說明。然而，該實施例中所記載的結構部件的尺寸、材質、形狀及其相對配置等只要沒有進行特別記載，則不表示將該發(fā)明的范圍僅限定于此的含義。
[0035]<實施例1>
[0036]在此，對將本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)應用到車輛驅動用的柴油發(fā)動機中的情況進行說明。然而，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機并不限定于柴油發(fā)動機，也可以是汽油發(fā)動機等。
[003