專利名稱：內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)，特別是涉及具備接受氨的供給而對排氣中的氮氧化物(NOx)進行還原的催化劑的排氣凈化系統(tǒng)。
背景技術：
公知有如下的SCR (SCR :Selective Catalytic Reduction,選擇還原型催化劑)系統(tǒng)該SCR系統(tǒng)具備配置于內(nèi)燃機的排氣通路的選擇還原型催化劑、和配置在相比選擇還原型催化劑靠上游的排氣通路的還原劑添加閥，從上述還原劑添加閥添加源自氨的化合物、組合物。近年來，伴隨著對排放的限制的強化，產(chǎn)生了在SCR系統(tǒng)追加氧化催化劑、顆粒過濾器的必要性。因此，提出有從排氣通路的上游側(cè)起依次配置燃料添加閥、氧化催化劑、顆粒過濾器、尿素添加閥、選擇還原型催化劑、以及氨氧化催化劑的系統(tǒng)(例如參照專利文獻 I)。在專利文獻2中記載了從排氣通路的上游側(cè)起依次配置尿素添加閥、氧化催化齊U、顆粒過濾器、以及選擇還原型催化劑的結構。在專利文獻3中記載了從排氣通路的上游側(cè)起依次配置顆粒過濾器和選擇還原型催化劑，并朝顆粒過濾器與選擇還原型催化劑之間添加尿素以及燃料的結構。在專利文獻4中記載了具備氧化能和選擇還原能的排氣凈化用催化劑。專利文獻I :日本特開2009 - 013931號公報專利文獻2 日本特開2008 - 545085號公報專利文獻3 :日本特開2008 - 157188號公報專利文獻4 :日本特開2008 - 031970號公報然而，在選擇還原型催化劑具備貴金屬催化劑的情況下、或者是在相比還原劑添加閥靠下游且相比選擇還原型催化劑靠上游的排氣通路配置有貴金屬催化劑的情況下，存在從還原劑添加閥添加的源自氨的還原劑由貴金屬催化劑氧化而成為氮氧化物(NOx)的可能性。在該情況下，在選擇還原型催化劑被還原的氮氧化物(NOx)的量減少，并且在選擇還原型催化劑生成氮氧化物(N0X)。針對這種情況，考慮采用如上述專利文獻I所公開的結構的方法，但是排氣凈化系統(tǒng)的布局的自由度降低，因此存在招致車輛搭載性的降低、制造成本的上升的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述各種實際情況而完成的，其目的在于，在包含SCR系統(tǒng)的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)中，不使氮氧化物(NOx)的凈化性能降低，并且提高排氣凈化系統(tǒng)的布局的自由度。為了解決上述的課題，本發(fā)明的發(fā)明人著眼于通過對具備貴金屬催化劑的選擇還原型催化劑同時供給源自氨的還原劑和烴(燃料)來抑制選擇還原型催化劑中的NOx凈化率的降低。在朝具備貴金屬催化劑的選擇還原型催化劑僅供給源自氨的還原劑的情況下，從選擇還原型催化劑流出的氮氧化物(NOx)的量增加。認為這是因為還原劑在與氮氧化物(NOx)反應之前被貴金屬催化劑氧化。當還原劑被貴金屬催化劑氧化時，在選擇還原型催化劑中被還原的氮氧化物(NOx)的量減少。此外，當還原劑被貴金屬氧化時，會生成新的氮氧化物(N0X)。結果，從選擇還原型催化劑流出的氮氧化物(NOx)的量增加。該現(xiàn)象在選擇還原型催化劑的溫度(選擇還原型催化劑的床溫或者通過選擇還原型催化劑的氣體的溫度)高時(例如200°C乃至300°C以上時)顯著。針對這種情況，本發(fā)明的發(fā)明人通過進行銳意的實驗以及驗證，結果發(fā)現(xiàn)通過對 具備貴金屬催化劑的選擇還原型催化劑同時供給源自氨的還原劑和烴，從選擇還原型催化劑流出的氮氧化物(NOx)的量降低。此外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即便是在具備貴金屬催化劑的選擇還原型催化劑的溫度高時，若同時供給源自氨的還原劑和烴，則從選擇還原型催化劑流出的氮氧化物(NOx)的量降低。雖然上述機理尚不明確，但推測是源自氨的還原劑和烴在流入選擇還原型催化劑之前物理地或者化學地結合或反映，由此生成難以被貴金屬催化劑氧化的重質(zhì)的還原劑。因此，本發(fā)明形成為在對具備貴金屬催化劑的選擇還原型催化劑供給源自氨的還原劑時，也同時供給烴。詳細地說，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)具備選擇還原型催化劑，該選擇還原型催化劑配置于內(nèi)燃機的排氣通路，且具備貴金屬催化劑；添加裝置，該添加裝置配置于比上述選擇還原型催化劑靠上游的排氣通路，并將源自氨的還原劑添加到排氣中；燃料供給裝置，該燃料供給裝置在比上述選擇還原型催化劑靠上游的位置將燃料供給到排氣中；以及控制部，當從上述添加裝置朝排氣中添加還原劑時，該控制部使得從上述燃料供給裝置供給燃料。根據(jù)上述發(fā)明，當對具備貴金屬催化劑的選擇還原型催化劑供給源自氨的還原劑時，能夠抑制由貴金屬催化劑造成的還原劑的氧化。因此，選擇還原型催化劑中的NOx凈化率的降低被抑制。因而，能夠?qū)①F金屬催化劑和選擇還原型催化劑擔載于一個基材或者載體。并且，當選擇還原型催化劑配置在貴金屬催化劑的下游的情況下，能夠?qū)⑻砑友b置配置在相比貴金屬催化劑靠上游的位置。這樣，排氣凈化系統(tǒng)的布局的自由度提高，能夠提高排氣凈化系統(tǒng)的車輛搭載性，并且能夠降低制造成本。另外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當選擇還原型催化劑的溫度低時，與溫度高時相比，源自氨的還原劑多且烴少的情況下氮氧化物(NOx)的凈化率高。換言之，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當選擇還原型催化劑的溫度高時，與溫度低時相比，源自氨的還原劑少且烴多的情況下氮氧化物(NOx)的凈化率高。因此，本發(fā)明的控制部也可以根據(jù)選擇還原型催化劑的溫度來調(diào)整源自氨的還原劑的添加量和烴的供給量。例如，當選擇還原型催化劑的溫度低時，與溫度高時相比，控制部可以使還原劑的添加量多且使烴的供給量少。當這樣對還原劑的添加量以及烴的供給量進行調(diào)整時，無論選擇還原型催化劑的溫度如何，均能夠提高氮氧化物(NOx)的凈化率。并且，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)也可以還具備調(diào)溫裝置，該調(diào)溫裝置配置在相比選擇還原型催化劑靠上游的排氣通路，并調(diào)整排氣的溫度。根據(jù)上述結構，能夠利用調(diào)溫裝置調(diào)整選擇還原型催化劑的溫度。因此，能夠?qū)ε艢鉁囟冗M行調(diào)整，使得源自氨的催化劑的量和烴的量之間的比率成為期望的比率。此處所說的“期望的比率”，可以根據(jù)內(nèi)燃機、搭載內(nèi)燃機的車輛的特性適當決定，或者也可以根據(jù)源自氨的還原劑的殘量、烴的殘量適當變更。例如，在源自氨的還原劑的殘量少時，與源自氨的還原劑的殘量多時相比，提高排氣溫度，由此，能夠?qū)⒃醋园钡倪€原劑 的添加量抑制得較少，并且能夠?qū)⒌趸?NOx)的凈化率維持得較高。并且，在烴的殘量少時，與烴的殘量多時相比，降低排氣溫度，由此，能夠?qū)N的供給量抑制得較少，并且將氮氧化物(NOx)的凈化率維持得較高。作為調(diào)溫裝置，能夠使用使燃料和二次空氣燃燒的燃燒器。能夠利用燃燒器點火而燃料和二次空氣燃燒時產(chǎn)生的熱提高排氣的溫度。當不使燃燒器點火而供給二次空氣時，能夠利用二次空氣降低排氣的溫度。另外，在不使燃燒器點火而供給燃料的情況下、或者在燃料過濃的狀態(tài)下燃燒器點火的情況下，能夠從該燃燒器朝排氣中供給烴。結果，能夠使燃燒器作為燃料供給裝置發(fā)揮功能。對于本發(fā)明，在包括SCR系統(tǒng)的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)中，不會使氮氧化物(NOx)的凈化性能降低，且能夠提高排氣凈化系統(tǒng)的布局的自由度。


圖I是示出第一實施例的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的簡要結構的圖。圖2是示出相對于選擇還原型催化劑的溫度變化的還原劑的要求量的變化的圖。圖3是示出選擇還原型催化劑的溫度與NOx凈化率之間的關系的圖。圖4是示出還原劑的添加處理程序的流程圖。圖5是示出第二實施例的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的簡要結構的圖。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明。本實施方式所記載的構成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、相對配置等，只要沒有特別記載，則并不意味著發(fā)明的技術范圍僅限定于此。<實施例1>首先，基于圖I至圖4對本發(fā)明的第一實施例進行說明。圖I是示出應用本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的簡要結構的圖。圖I所示的內(nèi)燃機是壓燃式的內(nèi)燃機(柴油機)，但也可以是火花點火式的內(nèi)燃機(汽油機)。圖I中，在內(nèi)燃機I連接有排氣通路2。排氣通路2是供從內(nèi)燃機I的氣缸內(nèi)流出的氣體(排氣)流動的通路。在排氣通路2的中途配置有離心增壓器(渦輪增壓器)的渦輪3。在相比渦輪3靠下游的排氣通路2配置有排氣凈化裝置4。排氣凈化裝置4在筒狀的殼體內(nèi)收納選擇還原型催化劑。選擇還原型催化劑例如在由堇青石、Fe-Cr-Al系的耐熱鋼構成的具有蜂窩形狀的橫截面的整體式(monolithtype )的基材上涂覆氧化鋁系或沸石系的活性成分(載體)。此外，在上述的載體擔載有具有氧化能的貴金屬催化劑(例如鉬(Pt))。在相比上述的排氣凈化裝置4靠下游的排氣通路2配置有顆粒過濾器5。顆粒過濾器5捕集排氣中所含的顆粒狀物質(zhì)(PM)。在位于上述渦輪3與排氣凈化裝置4之間的排氣通路2配置有燃料添加閥6和還 原劑添加閥7。燃料添加閥6經(jīng)由第一泵60與燃料箱61連接。第一泵60吸引貯存在燃料箱61中的燃料，并將所吸引的燃料朝燃料添加閥6壓力供給。燃料添加閥6將從第一泵60輸送來的燃料朝排氣通路2內(nèi)的排氣添加。燃料添加閥6、第一泵60、以及燃料箱61是本發(fā)明所涉及的燃料供給裝置的一個實施方式。上述的還原劑添加閥7經(jīng)由第二泵70與還原劑箱71連接。第二泵70吸引貯存在還原劑箱71中的燃料，并將所吸引的燃料朝還原劑添加閥7壓力供給。還原劑添加閥7將從第二泵70輸送來的還原劑朝排氣通路2內(nèi)添加。還原劑添加閥7、第二泵70、以及還原劑箱71是本發(fā)明所涉及的添加裝置的一個實施方式。另外，貯存在還原劑箱71中的還原劑是源自氨的還原劑。作為源自氨的還原劑，能夠使用尿素、氨基甲酸銨等的水溶液。在本實施例中，作為源自氨的還原劑使用尿素水溶液。上述的燃料添加閥6、還原劑添加閥7、第一泵60、以及第二泵70由E⑶8電氣控制。E⑶8是由CPU、ROM、RAM、備用RAM等構成的電子控制單元。E⑶8以曲軸位置傳感器
9、加速器位置傳感器10、排氣溫度傳感器11等各種傳感器的輸出信號作為參數(shù)來對上述的各設備進行控制。上述的曲軸位置傳感器9是輸出與內(nèi)燃機I的輸出軸(曲軸)的旋轉(zhuǎn)位置相應的電信號的傳感器。加速度位置傳感器10是輸出與加速踏板的操作量(加速器開度)相應的電信號的傳感器。排氣溫度傳感器11安裝于排氣凈化裝置4與顆粒過濾器5之間的排氣通路2，是示出與從排氣凈化裝置4流出的排氣的溫度相應的電信號的傳感器。此處，對還原劑添加閥7 (以及第二泵70)的控制方法進行說明。從還原劑添加閥7朝排氣中添加的尿素水溶液在排氣中或者排氣凈化裝置4中熱分解以及水解而生成氨(NH3)。這樣生成的氨(NH3)由排氣凈化裝置4的選擇還原型催化劑吸附或吸留。由選擇還原型催化劑吸附或吸留的氨(NH3)與排氣中所含的氮氧化物(NOx)反應而生成氮(N2)、水(H2O)0即，氨(NH3)作為氮氧化物(NOx)的還原劑發(fā)揮作用。另外，當從還原劑添加閥7朝排氣中添加的尿素水溶液過少時，由選擇還原型催化劑吸附的氨(NH3)的量(氨吸附量)變少。因此，產(chǎn)生排氣中所含的氮氧化物(NOx)的一部分未被還原的情況。另一方面，當從還原劑添加閥7朝排氣中添加的尿素水溶液過多時，產(chǎn)生氨(NH3)的一部分未被選擇還原型催化劑吸附的情況。
因而，優(yōu)選對尿素水溶液的添加量進行控制，以使得選擇還原型催化劑的氨吸附量成為合適的量(目標量)。上述目標量是從選擇還原型催化劑所能夠吸附的最大的氨量(氨飽和量)減去規(guī)定的余量后的值。氨飽和量根據(jù)選擇還原型催化劑的溫度(床溫)而變化。例如，當選擇還原型催化劑的溫度高時，與溫度低時相比，氨飽和量變少。因此，優(yōu)選上述目標量根據(jù)選擇還原型催化劑的溫度而變更。因此，E⑶8以選擇還原型催化劑的溫度作為參數(shù)來運算目標量。此時，E⑶8可以利用確定選擇還原型催化劑的溫度與目標量之間的關系的映射。另外，作為選擇還原型催化劑的溫度，可以使用由專用的溫度傳感器測定出的值，但在本實施例中使用排氣溫度傳感器11的輸出信號作為代替值。在該情況下，排氣溫度傳感器11相當于本發(fā)明的測定部。

當利用上述的方法確定目標量后，E⑶8對還原劑添加閥7進行控制，以使得實際 的氨吸附量與上述的目標量一致。詳細地說，ECU 8首先運算每單位時間從內(nèi)燃機I排出的氮氧化物(NOx)的量(NOx排出量)。NOx排出量可以使用以加速器位置傳感器10的輸出信號(加速器開度)和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速作為因數(shù)的映射計算。接著，E⑶8運算選擇還原型催化劑中的氮氧化物(NOx)的凈化率(NOx凈化率)。此處所說的“N0X凈化率”是與在選擇還原型催化劑中被還原的氮氧化物(NOx)的量相對于流入選擇還原型催化劑的氮氧化物(NOx)的量的比例相當?shù)闹?。NOx凈化率以選擇還原型催化劑的溫度和排球流量作為參數(shù)計算。此時，可以預先將NOx凈化率、選擇還原型催化劑的溫度、排氣流量之間的關系映射化。E⑶8以NOx排出量和NOx凈化率作為參數(shù)來運算為了還原氮氧化物(NOx)而每單位時間消耗的氨(NH3)的量(氨消耗量)。ECU 8從每單位時間朝選擇還原型催化劑供給的氨(NH3)的量減去氨消耗量，由此來運算每單位時間被選擇還原型催化劑吸附的氨(NH3)的量。E⑶8通過對每單位時間被選擇還原型催化劑吸附的氨(NH3)的量進行累計來計算實際的氨吸附量。當實際的氨吸附量少于目標量時，E⑶8以二者之差作為參數(shù)來計算氨(NH3)的目標添加量(以下稱作“基準添加量”)，并根據(jù)基準添加量來進行尿素水溶液的添加。另一方面，當實際的氨吸附量在目標量以上時，ECU 8停止尿素水溶液的添加。然而，本實施例的排氣凈化裝置4包括選擇還原型催化劑和貴金屬催化劑。因此，存在朝排氣凈化催化裝置4供給的氨(NH3)的一部分在被選擇還原型催化劑吸附或吸留之前而由貴金屬催化劑氧化的可能性。在該情況下，選擇還原型催化劑中的NOx凈化率降低。此外，當氨(NH3)被氧化時，會生成新的氮氧化物(N0X)。結果，存在從選擇還原型催化劑流出量比較多的氮氧化物(NOx)的可能性。因此，在本實施例中，在從還原劑添加閥7添加尿素水溶液時，從燃料添加閥6添加燃料。即，在進行尿素水溶液的添加時，與此同時也進行燃料的添加。本發(fā)明的發(fā)明人通過銳意的實驗以及驗證，結果發(fā)現(xiàn)當同時添加尿素水溶液和燃料時，NOx凈化率的降低被抑制。此外，本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)凈化氮氧化物(NOx)時所需要的氨(NH3)以及烴(HC)的量(比率)根據(jù)選擇還原型催化劑的溫度而不同。圖2是示出相對于選擇還原型催化劑的溫度變化的還原劑的需求量的變化的圖。圖2所示的需求量是凈化一定量的氮氧化物(NOx)時所需要的氨(NH3)以及烴(HC)的量。圖2中，實線表示氨(NH3)的需求量,點劃線表示烴(HC)的需求量,虛線表示氨(NH3)的添加量。如圖2所示，當選擇還原型催化劑的溫度高時，與溫度低時相比，氨(NH3)的需求量變少且烴(HC)的需求量變多。相反，當選擇還原型催化劑的溫度低時，與溫度高時相比，氨(NH3)的需求量變多且烴(HC)的需求量變少。如圖2所示的氨(NH3)的需求量與烴(HC)的需求量之間的比率(以下稱作“添加比率”)通過利用實驗等的匹配作業(yè)預先映射化。進而，E⑶8基于選擇還原型催化劑的溫度和圖2所示的映射決定氨(NH3)的添加量和烴(HC)的添加量。具體地說，E⑶8通過對上述的基準添加量乘以添加比率來計算氨(NH3)的添加量和烴(HC)的添加量。圖3是示出選擇還原型催化劑的溫度與NOx凈化率之間的關系的圖。圖3中的實線表示根據(jù)在上述圖2中確定的添加比率添加氨(NH3)和烴(HC)的情況下的NOx凈化率。 并且，圖3中的虛線表示根據(jù)基準添加量僅添加氨(NH3)的情況下的NOx凈化率。圖3中，在僅添加氨(NH3)的情況下，選擇還原型催化劑的溫度越高則(NOx凈化率越降低，與此相對，在添加氨(NH3)和烴(HC)的情況下，無論選擇還原型催化劑的溫度如何，NOx凈化率均維持較高。因此，能夠?qū)①F金屬催化劑和選擇還原型催化劑搭載于一個載體或者基材。結果，能夠提高包括添加裝置以及選擇還原型催化劑的排氣凈化系統(tǒng)的布局的自由度。例如，能夠?qū)⑦x擇還原型催化劑和氧化催化劑擔載于一個基材或者載體，或者將選擇還原型催化劑和氧化催化劑擔載于顆粒過濾器的基材。并且，如上述的圖2所示，氨(NH3)的需求量少于基準添加量，因此能夠較尿素水溶液的消耗量抑制得較少。因此，能夠減小還原劑箱71的容量。結果，能夠提高還原劑箱71的車載性。以下，根據(jù)圖4對本實施例中的還原劑的添加步驟進行說明。圖4是示出還原劑的添加處理程序的流程圖。該添加處理程序是預先存儲于ECU 8的ROM的程序，并由ECU 8周期性地執(zhí)行。在添加處理程序中，E⑶8首先在步驟SlOl中辨別添加條件是否成立。例如，E⑶8在實際的氨吸附量少于目標量時判定為添加條件成立。當在上述SlOl中做出了否定判定的情況下，E⑶8前進至S107，使還原劑添加閥7以及燃料添加閥6的動作停止。S卩，E⑶8停止尿素水溶液的添加以及燃料的添加。當在上述SlOl中做出了肯定判定的情況下，E⑶8前進至S102。在S102中，E⑶8讀取選擇還原型催化劑的溫度。此處，作為選擇還原型催化劑的溫度，使用排氣溫度傳感器11的輸出信號。在S103中，E⑶8根據(jù)在上述S102中讀取的排氣溫度和圖2所示的映射運算氨(NH3)的需求量與烴(HC)的需求量之間的比率(添加比率)。接著，E⑶8在S104中通過從被選擇還原型催化劑吸附的氨(NH3)的目標量減去實際的氨吸附量來求出基準添加量。在S105中，E⑶8以在上述S103中計算出的添加比率和在上述S104中求出的基準添加量作為參數(shù)來運算氨(NH3)的需求量和烴(HC)的需求量。ECU 8將氨(NH3)的需求量轉(zhuǎn)換成尿素水溶液的量，并且將烴(HC)的量轉(zhuǎn)換成燃料的量。
另外，在上述的圖2所示的例子中，氨(NH3)與烴(HC)之間的添加比率是確定的，但也可以是尿素水溶液的需求量與燃料的需求量之間的比率是確定的。在S106中，E⑶8根據(jù)在上述S105中求出的尿素水溶液的量和燃料的量使還原劑添加閥7以及燃料添加閥6動作。通過這樣E⑶8執(zhí)行添加處理程序，實現(xiàn)本發(fā)明所涉及的控制部。結果，即便在選擇還原型催化劑和貴金屬催化劑被擔載于一個載體或者基材的情況下，也能夠?qū)⑦x擇還原型催化劑的NOx凈化率維持得較高。另外，在本實施例中舉出了選擇還原型催化劑和貴金屬催化劑被擔載于共通的載體或者基材的布局為例，但即便是選擇還原型催化劑配置于相比貴金屬催化劑靠下游的排氣通路、且還原劑添加閥配置于相比貴金屬催化劑靠上游的布局也能夠得到同樣的效果。
要點在于只要在進行尿素水溶液的添加時同時添加燃料(烴(HC))，則無論排氣凈化系統(tǒng)的布局如何均能夠得到同樣的效果。因此，不會使選擇還原型催化劑的NOx凈化率降低，能夠使排氣凈化系統(tǒng)的布局多樣化。結果，能夠提高排氣凈化系統(tǒng)的車載型，并且能夠降低制造成本。在本實施例中，作為本發(fā)明所涉及的燃料供給裝置，舉出了包含燃料添加閥6、第一泵60、以及燃料箱61的裝置為例，但在內(nèi)燃機I具備朝氣缸內(nèi)噴射燃料的燃料噴射閥的情況下，也可以通過從燃料噴射閥朝處于排氣行程中的氣缸(排氣門開閥的氣缸)中噴射燃料來實現(xiàn)燃料供給裝置。并且，能夠?qū)⒂糜谑谷剂虾投慰諝馊紵娜紵髯鳛槿剂瞎┙o裝置使用。<實施例2>其次，基于圖5對本發(fā)明的第二實施例進行說明。此處，對與上述的第一實施例不同的結構進行說明，對于同樣的結構則省略說明。本實施例與上述的第一實施例之間的不同點在于在位于渦輪3和排氣凈化裝置4之間的排氣通路2還追加有燃燒器12。燃燒器12是使從氣泵120供給的二次空氣和從第一泵60供給的燃料燃燒的裝置。燃燒室12具備未圖示的火花塞，通過該火花塞工作而使二次空氣以及燃料燃燒。在燃燒器12中燃燒后的氣體(燃燒氣體)經(jīng)由排出管121被導入排氣通路2內(nèi)。另外，在圖5所示的例子中，燃燒器12和燃料添加閥6共用第一泵60，但也可以針對燃燒器12設置專用的燃料泵。燃燒器12、氣泵120、以及第一泵60相當于本發(fā)明所涉及的調(diào)溫裝置。上述的燃燒器12以及氣泵120由E⑶8電氣控制。例如，在使選擇還原型催化劑升溫的情況下、使顆粒過濾器5升溫的情況下等，E⑶8使燃燒器12 (火花塞)、氣泵120、以及第一泵60工作。在該情況下，在燃燒器12中產(chǎn)生的高溫的燃燒器經(jīng)由排出管121被導入排氣通路2。結果，朝選擇還原型催化劑流入的排氣的溫度上升。因此，選擇還原型催化劑接受燃燒氣體的熱而快速升溫。并且，在需要使處于活性狀態(tài)的選擇還原型催化劑進一步升溫的情況下、需要使被顆粒過濾器5捕集到的顆粒狀物質(zhì)(PM)氧化的情況下等，ECU 8使第一泵60 (以及氣泵120)工作，從而朝選擇還原型催化劑或者顆粒過濾器5供給未燃燒的燃料。在該情況下，未燃燒的燃料在選擇還原型催化劑或者顆粒過濾器5中被氧化。結果，借助未燃燒燃料氧化時產(chǎn)生的反應熱，選擇還原型催化劑或者顆粒過濾器5升溫。此外，在本實施例中，E⑶8對燃燒器12進行控制，以使選擇還原型催化劑的溫度與目標溫度(或者成為目標的溫度范圍)一致。此處所說的“目標溫度”例如是使得選擇還原型催化劑的NOx凈化率在預先確定的基準值以上的溫度，是使得氨(NH3)的需求量與烴(HC)的需求量之間的比率成為期望的目標比率的溫度。此處所說的“基準值”例如相當于使得從選擇還原型催化劑流出的氮氧化物(NOx)的量在限制量以下的NOx凈化率。并且，“期望的比率”可以是根據(jù)內(nèi)燃機I的特性、搭載內(nèi)燃機I的車輛的特性、或者是還原劑箱71、燃料箱61的容量等適當決定的固定值，或者也可以是根據(jù)尿素水溶液的殘量、燃料的殘量而變更的可變值。例如，在尿素水溶液的殘量少時、與殘量多時相比，提高排氣溫度，由此，能夠降低尿素水溶液的添加比率，并將氮氧化物(NOx)的凈化率維持得較高。并且，在燃料的殘量少時、與殘量多時相比，降低排氣溫度，由此，能夠降低燃料的添加比率，并將氮氧化物(NOx)的凈化率維持得較高?！ち硗?，在使選擇還原型催化劑的溫度上升的情況下，E⑶8使燃燒器12的火花塞、氣泵120、以及第一泵60工作即可。另一方面，在使選擇還原型催化劑的溫度降低的情況下，E⑶8不使燃燒器12的火花塞工作、僅使氣泵120工作即可。這樣，通過利用燃燒器12調(diào)整選擇還原型催化劑的溫度，能夠使得尿素水溶液的添加量與燃料的添加量之間的比率成為任意的比率。標號說明I :內(nèi)燃機；2 :排氣通路；3 :渦輪；4 :排氣凈化裝置；5 :顆粒過濾器；6 :燃料添加閥；7 :還原劑添加閥；8 :E⑶；9 :曲軸位置傳感器；10 :加速器位置傳感器；11 :排氣溫度傳感器；12 :燃燒器；60 :第一泵；61 :燃料泵；70 :第二泵；71 :還原劑箱；120 :氣泵；121 :排出管。
權利要求
1.一種內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)，其中， 上述內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)具備 選擇還原型催化劑，該選擇還原型催化劑配置于內(nèi)燃機的排氣通路，且具備貴金屬催化劑； 添加裝置，該添加裝置配置于比上述選擇還原型催化劑靠上游的排氣通路，并將源自氨的還原劑添加到排氣中； 燃料供給裝置，該燃料供給裝置在比上述選擇還原型催化劑靠上游的位置將燃料供給到排氣中；以及 控制部，當從上述添加裝置朝排氣中添加還原劑時，該控制部使得從上述燃料供給裝置供給燃料。
2.根據(jù)權利要求I所述的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)，其中， 上述內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)還具備測定部，該測定部測定與上述選擇還原型催化劑的溫度相關的溫度， 上述控制部根據(jù)由上述測定部測定到的溫度來變更從上述添加裝置添加的還原劑的量和從上述燃料供給裝置供給的燃料的量。
3.根據(jù)權利要求2所述的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)，其中， 上述控制部對上述添加裝置以及上述燃料供給裝置進行控制，使得在由上述測定部測定到的溫度高時，與測定到的溫度低時相比，還原劑的量變少并且燃料的量變多。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)，其中， 上述內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)還具備調(diào)溫裝置，該調(diào)溫裝置配置在比上述選擇還原型催化劑靠上游的排氣通路，并調(diào)整排氣的溫度。
5.根據(jù)權利要求4所述的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)，其中， 上述調(diào)溫裝置是使燃料與二次空氣燃燒的燃燒器。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)。本發(fā)明的課題在于在具備配置于內(nèi)燃機的排氣通路的選擇還原型催化劑；以及朝選擇還原型催化劑供給源自氨的還原劑的添加裝置中，不降低氮氧化物的還原能力，提高排氣凈化系統(tǒng)的布局的自由度。為了解決該課題，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)在朝選擇還原型催化劑供給源自氨的還原劑時同時供給烴，由此來生成不易由貴金屬催化劑氧化的還原劑。
文檔編號F01N3/08GK102892984SQ20108006670
公開日2013年1月23日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權日2010年5月12日
發(fā)明者利岡俊祐, 廣田信也, 伊藤和浩, 福田光一朗, 見上晃 申請人:豐田自動車株式會社