內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，對從內(nèi)燃機延伸的第一以及第二排氣路徑(20A、20B)的廢氣進行凈化，該廢氣凈化裝置具備：合流路徑(22)，其從上述第一以及第二排氣路徑的合流部延伸；第一副NOx催化劑(25A)，其設(shè)置于上述第一排氣路徑；第二副NOx催化劑(25B)，其設(shè)置于上述第二排氣路徑；主NOx催化劑(26)，其設(shè)置于上述合流路徑；第一添加部(30A)，為了向第一副NOx催化劑供給尿素水，該第一添加部(30A)在上述第一副NOx催化劑的上游以第一添加量添加氨源；第二添加部(30B)，為了向第二副NOx催化劑供給尿素水，該第二添加部(30B)在第二副NOx催化劑的上游以第二添加量添加氨源。
【專利說明】內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對從內(nèi)燃機延伸的第一排氣路徑以及第二排氣路徑的廢氣進行凈化的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往利用如下的廢氣凈化裝置，即:通過配置于發(fā)動機的排氣路徑的催化劑進行廢氣中的氮氧化物(NOx)的去除(廢氣的凈化)的。專利文獻I中公開了直列四缸的發(fā)動機，在該發(fā)動機的排氣路徑上串聯(lián)地配設(shè)有一對NOx催化劑，即、第一選擇還原型NOx催化劑以及第二選擇還原型NOx催化劑。在比第二選擇還原型NOx催化劑位于上游的第一選擇還原型NOx催化劑的上游配置有第一氨氣供給系統(tǒng)，從第一氨氣供給系統(tǒng)向第一選擇還原型NOx催化劑供給氨氣。對第一選擇還原型NOx催化劑與第二選擇還原型NOx催化劑之間的排氣路徑供給來自第二氨氣供給系統(tǒng)的氨氣。
[0003]在專利文獻2中，公開如下技術(shù)思想，即、通過使第一選擇還原型NOx催化劑的容量小于第二選擇還原型NOx催化劑的容量，從而使選擇還原型NOx催化劑的溫度提前升溫至預(yù)期的溫度來提高低溫行駛時的NOx凈化率。
[0004]在V型發(fā)動機等的局部，采用具備并列配置的一對排氣路徑的結(jié)構(gòu)。在該情況下，在各個排氣路徑上設(shè)置有催化劑。
[0005]專利文獻1:日本特開2009-517210號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2010-121521號公報
[0007]然而，在第一排氣路徑上串聯(lián)地設(shè)置一對選擇還原型NOx催化劑，并且在第二排氣路徑上串聯(lián)地設(shè)置另外一對選擇還原型NOx催化劑的情況下，必要的選擇還原型NOx催化劑、供給氨氣的裝置、以及它們的控制所必需的傳感器類等的數(shù)量增多。這不利于控制成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個目的在于實現(xiàn)對從內(nèi)燃機分別延伸的第一排氣路徑以及第二排氣路徑的廢氣進行凈化的廢氣凈化裝置的成本的降低。本發(fā)明的其他目的在于在對從內(nèi)燃機延伸的第一排氣路徑以及第二排氣路徑的廢氣進行凈化的廢氣凈化裝置中，高效地凈化NOx。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方式提供一種內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，對從內(nèi)燃機延伸的第一排氣路徑以及第二排氣路徑的廢氣進行凈化。該廢氣凈化裝置具備:合流路徑，其從所述第一排氣路徑與所述第二排氣路徑的合流部延伸；第一副NOx催化劑，其設(shè)置于所述第一排氣路徑；第二副NOx催化劑，其設(shè)置于所述第二排氣路徑；主NOx催化劑，其設(shè)置于所述合流路徑；第一添加部，為了向第一副NOx催化劑供給尿素水，該第一添加部在所述第一副NOx催化劑的上游以第一添加量添加氨源；以及第二添加部，為了向第二副NOx催化劑供給尿素水，該第二添加部在第二副NOx催化劑的上游以第二添加量添加氨源?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的廢氣凈化裝置的示意圖。
[0011]圖2是表示第一實施方式的添加控制程序的流程圖。
[0012]圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式的廢氣凈化裝置的示意圖。
[0013]圖4是表示第二實施方式的添加控制程序的流程圖。
[0014]圖5是表示本發(fā)明的第三實施方式的廢氣凈化裝置的示意圖。
[0015]圖6是表示其他實施方式的廢氣凈化裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下，基于圖1以及圖2對將本發(fā)明具體化為柴油發(fā)動機的第一實施方式進行說明。
[0017]如圖1所示，搭載于車輛的內(nèi)燃機10具備多個汽缸12A、12B,多個汽缸12A、12B被分為兩組。在與第一組汽缸12A對應(yīng)的汽缸蓋13A上對每個汽缸12A安裝有燃料噴射噴嘴14A，在與第二組汽缸12B對應(yīng)的汽缸蓋13B上對每個汽缸12B安裝有燃料噴射噴嘴14B。燃料噴射噴嘴14A、14B向?qū)?yīng)的汽缸12A、12B內(nèi)噴射燃料。
[0018]在汽缸蓋13A、13B連接有進氣歧管15。進氣歧管15與分支進氣通路16A、16B連接。在分支進氣通路16A的中途設(shè)置有增壓器19A的壓縮機部191A，在分支進氣通路16B的中途設(shè)置有增壓器19B的壓縮機部191B。增壓器19A、19B是通過廢氣流進行動作的公知的可變噴嘴式渦輪增壓器。
[0019]分支進氣通路16A、16B與主干進氣通路21連接。主干進氣通路21與空氣濾清器11連接。在增壓器19A、19B與進氣歧管15之間的分支進氣通路16A、16B的中途設(shè)置有節(jié)氣門17A、17B。節(jié)氣門17A、17B經(jīng)由空氣濾清器11以及主干進氣通路21而對被吸入分支進氣通路16A、16B的進氣流量進行調(diào)整。
[0020]油門開度(油門踏板的踏入量)由油門開度檢測器31檢測。未圖示的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度(曲軸轉(zhuǎn)角)由曲軸角度檢測器32檢測。由油門開度檢測器31檢測出的油門開度檢測信息、以及由曲軸角度檢測器32檢測出的曲軸角度檢測信息被送至作為控制器的控制單元C?？刂茊卧狢基于油門開度檢測信息以及曲軸角度檢測信息，計算出燃料噴射噴嘴14A、14B的燃料噴射期間(噴射開始時期以及噴射結(jié)束時期)，且基于計算出的燃料噴射期間，控制燃料噴射噴嘴14A、14B的燃料噴射。控制單元C基于通過曲軸角度檢測器32得到的曲軸角度檢測信息計算出發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0021]被吸入主干進氣通路21的空氣分別流入分支進氣通路16A、16B，并在進氣歧管15內(nèi)合流。即，從增壓器19A、19B的壓縮機部191AU91B送出的進氣在進氣歧管15內(nèi)合流并供給至汽缸12A、12B。
[0022]在汽缸蓋13A上連接有排氣歧管18A，在汽缸蓋13B上連接有排氣歧管18B。由汽缸12A、12B產(chǎn)生的廢氣朝向排氣歧管18A、18B排出。第一排氣路徑20A經(jīng)由增壓器19A的渦輪部192A而與排氣歧管18A連接。第二排氣路徑20B經(jīng)由增壓器19B的渦輪部192B而與排氣歧管18B連接。第一排氣路徑20A與第二排氣路徑20B從內(nèi)燃機分別延伸，且在合流部220與合流路徑22連接。[0023]在第一排氣路徑20A上將第一氧化催化劑23A、第一 DPR(Diesel ParticulateReactor柴油微粒反應(yīng)器)催化劑24A、以及作為第一副NOx催化劑的第一副選擇還原型NOx催化劑25A按該順序從上游向下游串聯(lián)地設(shè)置。在第二排氣路徑20B上將第二氧化催化劑23B、第二 DPR催化劑24B、以及作為第二副NOx催化劑的第二副選擇還原型NOx催化劑25B按該順序串聯(lián)地設(shè)置。氧化催化劑23A、23B發(fā)揮通過使廢氣中的未燃燒成分〔例如烴(HC)〕氧化來凈化廢氣的功能。DPR催化劑24A、24B發(fā)揮通過捕集并燃燒廢氣中的微粒狀物質(zhì)(Particulate.Matter ;PM)而將它們從廢氣中除去的功能。副選擇還原型NOx催化劑25A、25B發(fā)揮通過還原廢氣中的NOx來凈化廢氣的功能。第一副選擇還原型NOx催化劑25A的容量與第二副選擇還原型NOx催化劑25B的容量相同。
[0024]在第一副選擇還原型NOx催化劑25A的上游并且比第一 DPR催化劑24A靠下游的第一排氣路徑20A上連接有第一添加閥28A，第一添加閥28A與第一泵29A連接。第一泵29A對第一添加閥28A供給尿素水(氨源)。在第二副選擇還原型NOx催化劑25B的上游并且比第二 DPR催化劑24B靠下游的第二排氣路徑20B上連接有第二添加閥28B，第二添加閥28B與第二泵29B連接。第二泵29B對第二添加閥28B供給尿素水(氨源)。
[0025]控制單元C控制添加閥28A、28B以及泵29A、29B的動作。第一泵29A以及第一添加閥28A形成第一添加單元30A，該第一添加單元30A作為向第一副選擇還原型NOx催化劑25A供給尿素水(氨源)的第一添加部。第二泵29B以及第二添加閥28B形成第二添加單元30B，該第二添加單元30B作為向第二副選擇還原型NOx催化劑25B供給尿素水(氨源)的第二添加部。
[0026]在第一 DPR催化劑24A與第一添加閥28A之間的第一排氣路徑20A上設(shè)置有第一NOx傳感器33。第一 NOx傳感器33對第一 DPR催化劑24A與第一添加閥28A之間的第一排氣路徑20A內(nèi)的廢氣中的NOx濃度進行檢測。在第二 DPR催化劑24B與第二添加閥28B之間的第二排氣路徑20B設(shè)置有第二 NOx傳感器34。第二 NOx傳感器34對第二 DPR催化劑24B與第二添加閥28B之間的第二排氣路徑20B內(nèi)的廢氣中的NOx濃度進行檢測。
[0027]在比第一排氣路徑20A與第二排氣路徑20B的合流部220靠下游的合流路徑22上，將主選擇還原型NOx催化劑26以及氨氣催化劑27按該順序從上游向下游串聯(lián)地設(shè)置。主選擇還原型NOx催化劑26發(fā)揮通過還原廢氣中的NOx來凈化廢氣的功能。主選擇還原型NOx催化劑26的容量大于各副選擇還原型NOx催化劑25A、25B的容量。氨氣催化劑27發(fā)揮通過使氨氣氧化來凈化廢氣的功能。
[0028]在本實施方式中，將具有較高的高溫凈化率的選擇還原型NOx催化劑作為副選擇還原型NOx催化劑25A、25B使用，將具有較高的低溫凈化率的選擇還原型NOx催化劑作為主選擇還原型NOx催化劑26使用。
[0029]在氨氣催化劑27的下游設(shè)置有第三NOx傳感器35。第三NOx傳感器35對氨氣催化劑27的下游的合流路徑22內(nèi)的廢氣中的NOx濃度進行檢測。
[0030]在第一副選擇還原型NOx催化劑25A的下游的第一排氣路徑20A上設(shè)置有溫度檢測器36A。溫度檢測器36A是第一溫度檢測器，其通過檢測第一副選擇還原型NOx催化劑25A的下游的第一排氣路徑20A內(nèi)的排氣溫度，來檢測第一副選擇還原型NOx催化劑25A的溫度。
[0031]在氨氣催化劑27的下游設(shè)置有溫度檢測器37。溫度檢測器37是第三溫度檢測器，其通過檢測氨氣催化劑27的下游的合流路徑22內(nèi)的排氣溫度，來檢測主選擇還原型NOx催化劑26的溫度。
[0032]將由溫度檢測器36A、37檢測出的排氣溫度的信息、以及由NOx傳感器33、34、35檢測出的NOx濃度的信息向控制單元C傳送。控制單元C基于從第一 NOx傳感器33得到的檢測NOx濃度、以及從空氣流量計38A得到的檢測進氣流量，計算出作為第一添加量的第一添加閥28A的尿素水添加量(以下，也只稱為添加量)。然后，為了向第一副選擇還原型NOx催化劑25A供給尿素水，控制單元C向第一添加閥28A發(fā)送指令以便添加該計算出的添加量的尿素水。添加該計算出的添加量的尿素水的控制是第一添加閥28A的常規(guī)添加控制。另外，控制單元C基于從第二 NOx傳感器34得到的檢測NOx濃度、以及從空氣流量計38B得到的檢測進氣流量，計算出作為第二添加量的第二添加閥28B的尿素水添加量。然后，為了向第二副選擇還原型NOx催化劑25B供給尿素水，控制單元C對第二添加閥28B發(fā)送指令以便添加該計算出的添加量的尿素水。添加該計算出的添加量的尿素水的控制是第二添加閥28B的常規(guī)添加控制。
[0033]即，常規(guī)添加控制是指添加與根據(jù)NOx的濃度、進氣流量等所能夠把握的NOx的流量對應(yīng)的添加量的尿素水的控制。
[0034]控制單元C基于圖2用流程圖表示的添加控制程序來控制尿素水的添加。
[0035]接下來，基于圖2的流程圖對第一實施方式的作用以及添加控制進行說明。
[0036]若發(fā)動機啟動，則控制單元C進行由溫度檢測器36A得到的檢測溫度Ts與預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)溫度Ta之間的大小比較(步驟SI)。在本實施方式中，第一基準(zhǔn)溫度Ta是尿素的分解溫度。若尿素分解，則產(chǎn)生氨氣。在檢測溫度Ts未達到第一基準(zhǔn)溫度Ta的情況下(步驟SI中為否)，控制單元C選擇不進行從添加閥28A、28B添加尿素水的不添加控制(步驟S2)。
[0037]在檢測溫度Ts為第一基準(zhǔn)溫度Ta以上的情況下(步驟SI中為是)，控制單元C進行由溫度檢測器37得到的檢測溫度Tm與預(yù)先設(shè)定的第二基準(zhǔn)溫度Tb (在本實施方式中主選擇還原型NOx催化劑26的活化溫度)之間的大小比較(步驟S3)。在檢測溫度Tm未達到第二基準(zhǔn)溫度Tb的情況下(步驟S3中為否)，控制單元C選擇非常規(guī)添加控制(步驟S4)。
[0038]在非常規(guī)添加控制中，增加來自第一添加閥28A的添加量并且減少來自第二添加閥28B的添加量。在本實施方式中，非常規(guī)添加控制中的來自第一添加閥28A的添加量(第一變更后的添加量)是第一添加閥28A的常規(guī)添加量(S卩，常規(guī)添加控制的尿素水添加量)與第二添加閥28B的常規(guī)添加量之和。非常規(guī)添加控制中的來自第二添加閥28B的添加量(第二變更后的添加量)為零。
[0039]在發(fā)動機啟動時等排氣溫度低的情況下選擇(執(zhí)行)非常規(guī)添加控制。將來自第二添加閥28B的添加量變更為零的控制，使第二副選擇還原型NOx催化劑25B的溫度升溫，進而第二副選擇還原型NOx催化劑25B的升溫使主選擇還原型NOx催化劑26的溫度提前升溫。由此提高主選擇還原型NOx催化劑26的NOx凈化率。
[0040]從第一添加閥28A添加的尿素水在第一副選擇還原型NOx催化劑25A內(nèi)以及第一副選擇還原型NOx催化劑25A的下游的第一排氣路徑20A內(nèi)被轉(zhuǎn)換為氨氣。在排氣溫度較低時，利用主選擇還原型NOx催化劑26的氨氣進行的NOx凈化率，高于利用尿素水的NOx凈化率。即，與對主選擇還原型NOx催化劑26與第一副選擇還原型NOx催化劑25A之間添加尿素水的(即，在第一副選擇還原型NOx催化劑25A的下游添加尿素水)方法相比，在第一副選擇還原型NOx催化劑25A的上游添加NOx還原所必需的量的尿素水的方法(使來自第一添加閥28A的添加量增加的控制)有利于主選擇還原型NOx催化劑26的NOx凈化率提聞。
[0041]在檢測溫度Tm為第二基準(zhǔn)溫度Tb以上的情況下(步驟S3中為是)，控制單元C選擇上述的常規(guī)添加控制(步驟S5)。
[0042]第一實施方式得到以下的優(yōu)點。
[0043](I)第一排氣路徑20A以及第二排氣路徑20B從內(nèi)燃機10分別延伸，且它們的末端在合流部220與合流路徑22連接。因此與設(shè)置于第一排氣路徑20A的第一副選擇還原型NOx催化劑25A以及設(shè)置于第二排氣路徑20B的第二副選擇還原型NOx催化劑25B對應(yīng)地設(shè)置在它們的下游的主選擇還原型NOx催化劑26為一個即可。其結(jié)果，使第一排氣路徑20A以及第二排氣路徑20B分別從內(nèi)燃機10延伸的情況下的廢氣凈化裝置的成本降低。
[0044](2)若進行非常規(guī)添加控制，則增加對第一副選擇還原型NOx催化劑25A的尿素水添加量，且對第二副選擇還原型NOx催化劑25B的尿素水添加量為零。由此使尿素水供給量為零的第二副選擇還原型NOx催化劑25B的升溫以及主選擇還原型NOx催化劑26的升溫提前。其結(jié)果，提高排氣溫度低時的主選擇還原型NOx催化劑26的NOx凈化率。
[0045](3)低溫時的氨氣的NOx凈化效率比尿素水的NOx凈化效率更高。因此在啟動時等冷感過渡運轉(zhuǎn)時，未反應(yīng)而保持原樣通過副選擇還原型NOx催化劑25A的氨氣，在主選擇還原型NOx催化劑26中顯示較高的NOx凈化性能。副選擇還原型NOx催化劑25B與主選擇還原型NOx催化劑26之間的距離越大，即，從副選擇還原型NOx催化劑25B到主選擇還原型NOx催化劑26的排氣路徑越長，越促進從尿素水向氨氣的轉(zhuǎn)換。這有助于主選擇還原型NOx催化劑26的NOx凈化效率的提高。此外，由于將具有較高的低溫凈化率的選擇還原型NOx催化劑作為主選擇還原型NOx催化劑26使用，所以在不添加控制時以及非常規(guī)添加控制時等低溫時，能夠使通過副選擇還原型NOx催化劑25A、25B后的NOx在主選擇還原型NOx催化劑26中高效地凈化。此外，配置于上游的副選擇還原型催化劑25A、25B具有較高的高溫凈化率，配置在排氣溫度降低的下游的主選擇還原催化劑26具有較高的低溫凈化率，因此即使在排氣溫度高的運轉(zhuǎn)條件下也能夠高效地凈化NOx。
[0046](4)在非常規(guī)添加控制中，第一添加閥28A中的尿素水添加量是常規(guī)添加控制的第一添加閥28A的尿素水添加量與第二添加閥28B的尿素水添加量之和。因此確保用于凈化NOx的必需的尿素水添加量。
[0047](5)副選擇還原型NOx催化劑25A、25B的容量小于主選擇還原型NOx催化劑26的容量。這有助于副選擇還原型NOx催化劑25B的預(yù)熱時間的縮短。由此使內(nèi)燃機10啟動后的尿素水的添加開始時間提前，從而使內(nèi)燃機10啟動初期的NOx凈化率提高。
[0048](6)存在氨氣通過主選擇還原型NOx催化劑26的情況。氨氣催化劑27通過使通過主選擇還原型NOx催化劑26的氨氣氧化來凈化廢氣。因此不會導(dǎo)致氨氣向大氣排放。
[0049](7)將通過第三NOx傳感器35得到的檢測信息與通過NOx傳感器33、34得到的檢測信息進行比較。該比較結(jié)果能夠用于把握在主選擇還原型NOx催化劑26的氨氣的通過量。在主選擇還原型NOx催化劑26的氨氣的通過量多的情況下，存在尿素水的添加量與本來的適當(dāng)?shù)奶砑恿肯啾犬惓Ｔ龆嗟目赡苄浴Ｗ鳛槠湓?，可以考慮添加單元30A、30B的故障。即，第三NOx傳感器35能夠用于判定添加單元30A、30B有無故障。
[0050]接下來，基于圖3以及圖4對第二實施方式進行說明。對與第一實施方式相同的結(jié)構(gòu)部分使用相同的附圖標(biāo)記，并省略其詳細說明。
[0051]如圖3所示，在第二副選擇還原型NOx催化劑25B的下游的第二排氣路徑20B上設(shè)置有溫度檢測器36B。溫度檢測器36B是第二溫度檢測器，其通過檢測第二副選擇還原型NOx催化劑25B的下游的第二排氣路徑20B內(nèi)的排氣溫度，來檢測第二副選擇還原型NOx催化劑25B的溫度。
[0052]控制單元C基于圖4用流程圖表示的添加控制程序來控制尿素水的添加。
[0053]接下來，基于圖4的流程圖對第二實施方式的添加控制進行說明。
[0054]若啟動發(fā)動機，則控制單元C進行由溫度檢測器36A得到的檢測溫度Tsl與由溫度檢測器36B得到的檢測溫度Ts2之間的大小比較(步驟Sll)。在檢測溫度Tsl為檢測溫度Ts2以上的情況下(步驟Sll中為是)，控制單元C進行檢測溫度Tsl與預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)溫度Ta之間的大小比較(步驟S12)。在檢測溫度Tsl未達到第一基準(zhǔn)溫度Ta的情況下(步驟S12中為否)，控制單元C選擇不進行來自添加閥28A、28B的尿素水的添加的不添加控制(步驟S13)。
[0055]在檢測溫度Tsl為第一基準(zhǔn)溫度Ta以上的情況下(步驟S12中為是)，控制單元C進行由溫度檢測器37得到的檢測溫度Tm與預(yù)先設(shè)定的第二基準(zhǔn)溫度Tb之間的大小比較(步驟S14)。在檢測溫度Tm未達到第二基準(zhǔn)溫度Tb的情況下(步驟S14中為否)，控制單元C選擇第一非常規(guī)添加控制(步驟S15)。
[0056]在第一非常規(guī)添加控制中，增加來自第一添加閥28A的添加量并且減少來自第二添加閥28B的添加量。在本實施方式中，第一非常規(guī)添加控制中的來自第一添加閥28A的添加量，是第一添加閥28A的常規(guī)添加量與第二添加閥28B的常規(guī)添加量之和。第一非常規(guī)添加控制中的來自第二添加閥28B的添加量為零。
[0057]在檢測溫度Tm為第二基準(zhǔn)溫度Tb以上的情況下(步驟S14中為是)，控制單元C選擇上述的常規(guī)添加控制(步驟S16)。
[0058]在步驟Sll中為否的情況下(檢測溫度Ts2高于檢測溫度Tsl的情況下)，控制單元C進行檢測溫度Ts2與預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)溫度Ta之間的大小比較(步驟S17)。在檢測溫度Ts2未達到第一基準(zhǔn)溫度Ta的情況下(步驟S17中為否)，控制單元C選擇不進行來自添加閥28A、28B的尿素水的添加的不添加控制(步驟S13)。
[0059]在檢測溫度Ts2為第一基準(zhǔn)溫度Ta以上的情況下(步驟S17中為是)，控制單元C進行由溫度檢測器37得到的檢測溫度Tm與預(yù)先設(shè)定的第二基準(zhǔn)溫度Tb之間的大小比較(步驟S18)。在檢測溫度Tm未達到第二基準(zhǔn)溫度Tb的情況下(步驟S18中為否)，控制單元C選擇第二非常規(guī)添加控制(步驟S19)。
[0060]在第二非常規(guī)添加控制中，增加來自第二添加閥28B的添加量并且減少來自第一添加閥28A的添加量。在本實施方式中，第二非常規(guī)添加控制中的來自第二添加閥28B的添加量是第二添加閥28B的常規(guī)添加量與第一添加閥28A的常規(guī)添加量之和。第二非常規(guī)添加控制中的來自第一添加閥28A的添加量為零。
[0061]控制單元C發(fā)揮如下功能，S卩、基于由第一溫度檢測器36A檢測出的溫度Tsl、以及由第二溫度檢測器36B檢測出的溫度Ts2與第一基準(zhǔn)溫度Ta之間的比較，來選擇第一以及第二非常規(guī)添加控制的任一個。
[0062]在檢測溫度Tm為第二基準(zhǔn)溫度Tb以上的情況下(步驟S18中為是)，控制單元C選擇上述的常規(guī)添加控制(步驟S16)。
[0063]第二實施方式除了與第一實施方式相同的優(yōu)點之外，還得到以下的優(yōu)點。
[0064]在第一實施方式中，將兩個副選擇還原型NOx催化劑25A、25B的下游的排氣溫度看作相同，僅對它們中的一方(第一副選擇還原型NOx催化劑25A)的下游的排氣溫度進行檢測。與此相對，在第二實施方式中，看作兩個副選擇還原型NOx催化劑25A、25B的下游的排氣溫度也存在不同的情況，從而分別對它們雙方的下游的排氣溫度進行檢測。作為兩個副選擇還原型NOx催化劑25A、25B的下游的排氣溫度不同的理由，可列舉內(nèi)燃機10的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、兩個副選擇還 原型NOx催化劑25A、25B各自的升溫不同等。
[0065]如第二實施方式那樣，通過分別檢測兩個副選擇還原型NOx催化劑25A、25B的下游的排氣溫度，能夠確定溫度上升較快的副選擇還原型NOx催化劑(25A或25B)。由此使非常規(guī)添加控制較早開始，從而能夠縮短不添加控制時間，作為其結(jié)果，能夠使NOx的凈化提前開始。
[0066]接下來，基于圖5對第三實施方式進行說明。對與第一實施方式相同的結(jié)構(gòu)部分使用相同的附圖標(biāo)記，并省略其詳細說明。
[0067]第三實施方式的添加控制程序與第一實施方式的情況相同，在非常規(guī)添加控制時，增加來自第一添加閥28A的添加量并且使來自第二添加閥28B的添加量為零。從第一副選擇還原型NOx催化劑25A到合流路徑22的第一排氣路徑20A的長度，比從第二副選擇還原型NOx催化劑25B到合流路徑22的第二排氣路徑20B的長度長。即，從非常規(guī)添加控制中的添加量為零的第二副選擇還原型NOx催化劑25B到主選擇還原型NOx催化劑26的排氣路徑，比從非常規(guī)添加控制中的添加量不為零的第一副選擇還原型NOx催化劑25A到主選擇還原型NOx催化劑26的排氣路徑短。
[0068]在第三實施方式中，從非常規(guī)添加控制中的添加量為零的第二副選擇還原型NOx催化劑25B到主選擇還原型NOx催化劑26的排氣路徑較短，因此得到非常規(guī)添加控制時主選擇還原型NOx催化劑26的升溫提前的優(yōu)點。另一方面，從非常規(guī)添加控制中的添加量不為零的第一副選擇還原型NOx催化劑25A到主選擇還原型NOx催化劑26的排氣路徑較長，因此從第一副選擇還原型NOx催化劑25A到主選擇還原型NOx催化劑26的時間較長。因此在從第一副選擇還原型NOx催化劑25A到主選擇還原型NOx催化劑26的中途，從尿素轉(zhuǎn)換的氨氣的量增加。因此能夠提高NOx的凈化效率。
[0069]本發(fā)明也能夠有以下那樣的實施方式。
[0070]〇如圖6所示的其他實施方式那樣，可以代替副選擇還原型NOx催化劑25A、25B，而使用將DPR催化劑39A與選擇還原型NOx催化劑40A —體化的一體型催化劑41A、以及將DPR催化劑39B與選擇還原型NOx催化劑40B —體化的一體型催化劑41B。在該情況下，添加閥28A、28B在比一體型催化劑41A、41B靠上游處添加尿素水即可。采用一體型催化劑41A、41B有利于控制成本。
[0071]〇如圖6所示，也可以將從空氣流量計38A、38B得到的進氣流量信息、進氣歧管15內(nèi)的由壓力檢測器42得到的增壓信息、根據(jù)轉(zhuǎn)速信息等推定出的NOx排出量用于添加控制。NOx排出量的推定例如在日本特開2010-270664號公報、日本特開2005-139983號公報等中公開。另外，控制單元C基于由壓力檢測器42檢測出的增壓壓力信息來控制增壓器19AU9B的渦輪部192AU92B的葉片開度，以使實際增壓與目標(biāo)增壓一致。
[0072]〇也可以代替副選擇還原型NOx催化劑25A、25B而使用NOx吸藏還原催化劑或DPNR催化劑(載持吸藏還原型NOx催化劑而構(gòu)成的減少柴油微粒氮氧化物DieselParticulate NOx Reduction),也可以代替尿素水的添加而添加燃料(柴油)。在該情況下，在主選擇還原型NOx催化劑26的下游配置使通過主選擇還原型NOx催化劑26后的燃料氧化的氧化催化劑來代替氨氣催化劑27。
[0073]〇也可以使用如下組合，即、使用具有較高的低溫凈化率的選擇還原型NOx催化劑作為副選擇還原型NOx催化劑25A、25B、使用具有較高的高溫凈化率的選擇還原型NOx催化劑作為主選擇還原型NOx催化劑26。在該情況下，通過將預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)溫度設(shè)定得較小，就能夠縮短不添加控制的時間，從而能夠提高NOx的凈化效率。
[0074]〇也可以使用如下組合，即、使用具有較高的低溫凈化率的選擇還原型NOx催化劑作為副選擇還原型NOx催化劑25A，使用具有較高的中溫凈化率的選擇還原型NOx催化劑作為副選擇還原型NOx催化劑25B，使用具有較高的高溫凈化率的選擇還原型NOx催化劑作為主選擇還原型NOx催化劑26。在該情況下，通過將預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)溫度設(shè)定得較小，就能夠使不添加控制的時間縮短，并且能夠提高常規(guī)添加控制時副選擇還原型NOx催化劑25B的NOx凈化率，從而能夠減少流入主選擇還原型NOx催化劑的NOx量。
[0075]〇在第一實施方式中，也可以使非常規(guī)添加控制中第二副選擇還原型NOx催化劑25B的添加量減少至零以外的添加量。
[0076]〇在第一實施方式中，也可以減少非常規(guī)添加控制中第一副選擇還原型NOx催化劑25A的尿素水添加量，并增加第二副選擇還原型NOx催化劑25B的尿素水添加量。
[0077]〇在第一實施方式中，也可以設(shè)置檢測第二排氣路徑20B內(nèi)的排氣溫度的溫度檢測器，將從該溫度檢測器得到的檢測溫度與從溫度檢測器36A得到的檢測溫度的平均值作為圖2的流程圖的步驟SI的溫度Ts使用?；蛘邔脑摐囟葯z測器得到的檢測溫度與從溫度檢測器36A得到的檢測溫度中較低的一方的溫度作為溫度Ts使用。
[0078]〇作為第一基準(zhǔn)溫度，也可以采用比尿素分解溫度高且比主選擇還原型NOx催化劑26的活化溫度低的溫度。
[0079]〇作為第二基準(zhǔn)溫度，也可以采用比主選擇還原型NOx催化劑26的活化溫度高的
溫度。
[0080]〇在控制單元C的尿素水的添加控制中，也可以計算出主選擇還原型NOx催化劑26以及副選擇還原型NOx催化劑25A、25B的氨氣的吸附量與由內(nèi)燃機10排出的NOx量，并根據(jù)能夠吸附于各選擇還原型NOx催化劑的氨氣量來停止尿素水的添加。
[0081]〇本發(fā)明也適用于汽油發(fā)動機。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，對從內(nèi)燃機延伸的第一排氣路徑以及第二排氣路徑的廢氣進行凈化，所述內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置的特征在于，具備: 合流路徑，其從所述第一排氣路徑與所述第二排氣路徑的合流部延伸； 第一副NOx催化劑，其設(shè)置于所述第一排氣路徑； 第二副NOx催化劑，其設(shè)置于所述第二排氣路徑； 主NOx催化劑，其設(shè)置于所述合流路徑； 第一添加部，為了向第一副NOx催化劑供給尿素水，該第一添加部在所述第一副NOx催化劑的上游以第一添加量添加氨源；以及 第二添加部，為了向第二副NOx催化劑供給尿素水，該第二添加部在第二副NOx催化劑的上游以第二添加量添加氨源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于，具備: 第一溫度檢測器，其檢測所述第一副NOx催化劑的溫度；和 控制器，其控制所述第一添加量和所述第二添加量， 所述控制器構(gòu)成為:將由所述第一溫度檢測器檢測出的溫度與預(yù)先設(shè)定的第一基準(zhǔn)溫度進行比較，并基于該比較來執(zhí)行非常規(guī)添加控制，該非常規(guī)添加控制將所述第一添加量和所述第二添加量中的任意一方增加至第一變更后的添加量并且將另一方減少至第二變更后的添加量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 還具備檢測所述第二副NOx催化劑的溫度的第二溫度檢測器， 所述控制器構(gòu)成為:將由所述第一溫度檢測器檢測出的溫度以及由所述第二溫度檢測器檢測出的溫度與所述第一基準(zhǔn)溫度進行比較，并基于該比較來執(zhí)行所述非常規(guī)添加控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 所述控制器構(gòu)成為:在由所述第一溫度檢測器檢測出的溫度和由所述第二溫度檢測器檢測出的溫度中較高的一方的溫度為所述第一基準(zhǔn)溫度以上的情況下，執(zhí)行所述非常規(guī)添加控制，該非常規(guī)添加控制以增加向所述第一副NOx催化劑與所述第二副NOx催化劑中溫度較高的一方的添加量并減少向溫度較低的一方的添加量的方式，變更第一添加量以及第二添加量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2~4中任一項所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 所述非常規(guī)添加控制中的所述第二變更后的添加量為零。
6.根據(jù)權(quán)利要求2~5中任一項所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 所述非常規(guī)添加控制中所述第一變更后的添加量是常規(guī)添加控制中所述第一添加量與所述第二添加量之和。
7.根據(jù)權(quán)利要求3~6中任一項所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 所述控制器構(gòu)成為:在由所述第一溫度檢測器檢測出的溫度以及由所述第二溫度檢測器檢測出的溫度低于所述第一基準(zhǔn)溫度的情況下，執(zhí)行將所述第一添加量和所述第二添加量變更為零的不添加控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 所述控制器構(gòu)成為:在由所述第一溫度檢測器檢測出的溫度為所述第一基準(zhǔn)溫度以上的情況下，執(zhí)行所述非常規(guī)添加控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求2~8中任一項所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 所述控制器構(gòu)成為:在由所述第一溫度檢測器檢測出的溫度低于所述第一基準(zhǔn)溫度的情況下，執(zhí)行將所述第一添加部的添加量和所述第二添加部的添加量變更為零的不添加控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求2~8中任一項所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 還具備檢測所述主NOx催化劑的溫度的第三溫度檢測器， 所述控制器構(gòu)成為:將由所述第三溫度檢測器檢測出的溫度與預(yù)先設(shè)定的第二基準(zhǔn)溫度進行比較，并基于該比較來執(zhí)行將所述第一添加量和所述第二添加量控制為常規(guī)添加量的常規(guī)添加控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 所述主NOx催化劑、所述第一副NOx催化劑以及所述第二副NOx催化劑均為選擇還原型NOx催化劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的廢氣凈化裝置，其特征在于， 第二排氣路徑的長度比第一排氣路徑的長度短，所述控制器在所述非常規(guī)添加控制中使所述第一添加量增加并使所述第二添加量減少。
【文檔編號】B01D53/94GK103946496SQ201280057508
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月28日
【發(fā)明者】利岡俊祐, 福田光一朗, 中山茂樹, 高橋教悅, 城所敦, 星作太郎, 渡部哲 申請人:株式會社豐田自動織機, 豐田自動車株式會社