內(nèi)燃機的排氣凈化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在排氣通道中設(shè)置有氧化催化劑和選擇還原型催化劑的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—直以來，已知一種如下的排氣凈化裝置，所述排氣凈化裝置在內(nèi)燃機的排氣通道中具備:具有氧化能力的氧化催化劑、以及與該氧化催化劑相比靠下游側(cè)處對排氣內(nèi)的氮氧化物(NOx)進行選擇還原的選擇還原型催化劑(SCR催化劑)。氧化催化劑能夠?qū)膬?nèi)燃機被排出的未燃燒的燃料或一氧化碳進行凈化，并且能夠?qū)墓┙o裝置供給的燃料進行氧化從而使排氣溫度上升。另外，氧化催化劑能夠?qū)⑴艢鈨?nèi)的燃料作為還原劑來使用從而對排氣內(nèi)所包含的NOx進行某種程度的選擇還原。因此，已知一種如下技術(shù)，S卩，當(dāng)在排氣通道中流通的排氣的溫度處于第一溫度區(qū)域時，為了通過氧化催化劑而實施NOxS化從而供給燃料，并且當(dāng)排氣溫度處于高于第一溫度區(qū)域的第二溫度區(qū)域時，為了通過SCR催化劑來實施NOx凈化從而供給尿素水(例如，參照專利文獻I)。
[0003]在先技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2009-41454號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2004-60515號公報
[0007]專利文獻3:日本特許第3482874號公報
[0008]專利文獻4:日本特開2003-343241號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]然而，氧化催化劑及SCR催化劑的NOx凈化能力實際上依存于催化劑溫度(床溫)。由于排氣溫度的變化未必總是與催化劑的床溫變化一致，因此，在基于排氣溫度而區(qū)分使用向氧化催化劑的燃料供給和向SCR催化劑的尿素水供給的專利文獻I所記載的技術(shù)中，根據(jù)各催化劑的床溫而適當(dāng)?shù)貙嵤┻€原劑的供給是困難的。其結(jié)果為，有可能在各催化劑中不能有效地發(fā)揮化能力。
[0011]本發(fā)明為鑒于這樣的實情而完成的發(fā)明，其目的在于，在排氣通道中設(shè)置有氧化催化劑和SCR催化劑的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置中，使排氣凈化裝置整體的NOx凈化率上升。
[0012]用于解決課題的方法
[0013]為了解決上述的課題，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置具備:氧化催化劑，其被設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣通道中，并具有氧化能力，并且，在催化劑溫度屬于其活化溫度以上的預(yù)定的溫度范圍時，通過將經(jīng)由排氣而被供給的燃料作為還原劑來使用從而對排氣中的NOx進行還原；燃料供給部，其經(jīng)由向所述氧化催化劑流入的排氣而向該氧化催化劑供給燃料；選擇還原型催化劑，其被設(shè)置在所述排氣通道中的與所述氧化催化劑相比靠下游側(cè)處，并通過將氨作為還原劑來使用從而對排氣中的^^^進行還原；還原劑供給部，其經(jīng)由向所述選擇還原型催化劑流入的排氣而向該選擇還原型催化劑供給氨或氨的前驅(qū)體；控制部，其對由所述燃料供給部供給的燃料供給量進行控制，在所述內(nèi)燃機的排氣凈化裝置中，所述控制部執(zhí)行第一控制和第二控制，所述第一控制為，在所述氧化催化劑的溫度屬于所述預(yù)定的溫度范圍的情況下，于所述選擇還原型催化劑成為非活化狀態(tài)時，以使通過該氧化催化劑而進行的NOx的還原被執(zhí)行的方式，對由所述燃料供給部供給的燃料供給量進行控制，所述第二控制為，在所述氧化催化劑的溫度超過所述預(yù)定的溫度范圍的情況下，于所述選擇還原型催化劑成為非活化狀態(tài)時，無論由所述選擇還原型催化劑實現(xiàn)的NOx凈化率如何，均以通過由該氧化催化劑所實施的燃料的氧化而使流入該選擇還原型催化劑的排氣溫度上升的方式，對由所述燃料供給部供給的燃料供給量進行控制。
[0014]當(dāng)催化劑溫度成為預(yù)定的活化溫度以上時，氧化催化劑能夠發(fā)揮足夠的氧化能力從而對排氣內(nèi)的燃料及一氧化碳進行氧化。另外，當(dāng)催化劑溫度屬于該活化溫度以上的預(yù)定的溫度范圍時，氧化催化劑能夠進一步將經(jīng)由排氣而被供給的燃料作為還原劑來使用從而對排氣中的^^^進行某種程度的還原。
[0015]另一方面，選擇還原型催化劑(SCR催化劑)通過將氨作為還原劑來使用從而對排氣內(nèi)的NOx進行還原。一般情況下，在內(nèi)燃機的排氣凈化裝置中，通過還原而實現(xiàn)的NO^凈化主要通過SCR催化劑來實施。在催化劑溫度成為高溫側(cè)的預(yù)定的閾值溫度以上時，SCR催化劑成為NOx凈化率較高的活化狀態(tài)。另一方面，在催化劑溫度成為低溫側(cè)的預(yù)定的閾值溫度以下時，SCR催化劑成為NOx凈化率較低的非活化狀態(tài)。
[0016]因此，本發(fā)明的控制部執(zhí)行第一控制，所述第一控制為，在氧化催化劑的溫度屬于其活化溫度以上的預(yù)定的溫度范圍的情況下，于SCR催化劑成為非活化狀態(tài)時，以使通過該氧化催化劑而進行的還原被執(zhí)行的方式，對由燃料供給部供給的燃料供給量進行控制。由此，即使在SCR催化劑的勵^爭化能力較低時，也會通過向處于NO x凈化能力被發(fā)揮的狀態(tài)的氧化催化劑供給燃料，從而促進通過氧化催化劑而進行的還原。其結(jié)果為，能夠盡可能地確保排氣凈化裝置的NOx凈化能力。
[0017]此外，本發(fā)明的控制部執(zhí)行第二控制，所述第二控制為，在氧化催化劑的溫度超過該預(yù)定的溫度范圍的情況下，于SCR催化劑成為非活化狀態(tài)時，無論由SCR催化劑實現(xiàn)的NOx凈化率如何，均以通過該氧化催化劑所實現(xiàn)的燃料的氧化而使流入該選擇還原型催化劑的排氣溫度上升的方式，對由燃料供給部供給的燃料供給量進行控制。此時，雖然由于氧化催化劑的催化劑溫度較高，而無法期待通過氧化催化劑而進行的NOx的還原，但通過氧化催化劑而實現(xiàn)的燃料的氧化能力變得足夠高。因此，無論由SCR催化劑所實現(xiàn)的NOx凈化率如何，均以通過由該氧化催化劑所實現(xiàn)的燃料的氧化而使流入該選擇還原型催化劑的排氣溫度上升的方式供給燃料，從而能夠?qū)嵤ｉT為了 SCR催化劑的升溫而進行的燃料供給。其結(jié)果為，由于能夠使SCR催化劑更迅速地向活化狀態(tài)轉(zhuǎn)變，因此能夠使NOx凈化能力較高的SCR催化劑的NOx凈化率提前上升，從而盡可能地確保排氣凈化裝置的NO ^爭化能力。
[0018]如上文所述，根據(jù)本發(fā)明，在氧化催化劑的溫度為其活化溫度以上的情況下，于SCR催化劑成為非活化狀態(tài)時，以根據(jù)氧化催化劑的溫度而使更能發(fā)揮NOx*化能力的催化劑的NOx凈化率上升的方式，對由燃料供給部供給的燃料供給量進行控制。因此，能夠使排氣凈化裝置整體的NOx凈化率上升。
[0019]另外，SCR催化劑在其催化劑溫度處于由上述的高溫側(cè)的預(yù)定的閾值溫度與低溫側(cè)的預(yù)定的閾值溫度所限定的溫度范圍內(nèi)時，成為活化狀態(tài)與非活化狀態(tài)之間的過渡狀態(tài)。在SCR催化劑處于過渡狀態(tài)的情況下，SCR催化劑的NOxS化率與催化劑溫度之間具有相關(guān)關(guān)系，當(dāng)催化劑溫度變高時，SCR催化劑的NOx凈化率變高。然而，此時的NO ^爭化率成為活化狀態(tài)時的NOx凈化率以下。此外，在SCR催化劑處于過渡狀態(tài)的情況下，NOx凈化率與流入SCR催化劑的排氣中的一氧化氮(NO)與二氧化氮(NO2)的比率(勵2比率)之間也具有相關(guān)關(guān)系。具體而言，在SCR催化劑處于過渡狀態(tài)的情況下，SCR催化劑內(nèi)的排氣中的NO2比率越接近50 %，則通過促進特定的NO夂的還原反應(yīng)而使NO x凈化率變得越高。在此，在將SCR催化劑內(nèi)的排氣的NO2比率為特定的比率(例如，50 % )時的SCR催化劑的NO為化率設(shè)為預(yù)定凈化率時，由于SCR催化劑內(nèi)的NO2比率能夠根據(jù)流入SCR催化劑的排氣的NO2比率而發(fā)生變化，因此能夠?qū)CR催化劑的NO x凈化率設(shè)為預(yù)定凈化率，從而能夠?qū)⒘魅隨CR催化劑的排氣的NO2K率作為預(yù)定的比率而決定。
[0020]因此，本發(fā)明的控制部也可以執(zhí)行第三控制，所述第三控制為，在氧化催化劑的溫度為其活化溫度以上的情況下，于SCR催化劑成為過渡狀態(tài)時，以在將流入該SCR催化劑的排氣中的NO2比率設(shè)為預(yù)定的比率的同時通過由該氧化催化劑所實施的燃料的氧化而使流入該SCR催化劑的排氣溫度上升的方式，對由燃料供給部供給的燃料供給量進行控制，其中，所述預(yù)定的比率為，將處于過渡狀態(tài)的SCR催化劑的NOx*化率設(shè)為上述的預(yù)定凈化率的比率。由此，能夠在盡可能地使處于過渡狀態(tài)的SCR催化劑的NOx凈化率提高的同時，使SCR催化劑升溫并快速轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)。其結(jié)果為，能夠使SCR催化劑的NOx凈化率提前上升，從而盡可能地確保排氣凈化裝置的NOx*化能力。
[0021]此外，也可以采用如下的方式，S卩，本發(fā)明的控制部在氧化催化劑的溫度為其活化溫度以上的情況下，于SCR催化劑成為過渡狀態(tài)、并且預(yù)測出執(zhí)行第一控制時的氧化催化劑的NOxS化率高于執(zhí)行第三控制時的選擇還原型催化劑的NOx*化率時，代替第三控制而執(zhí)行第一控制。由此，由于能夠選擇性地執(zhí)行預(yù)測出氧化催化劑的NOx凈化率將會進一步上升的控制，因此能夠切實地使排氣凈化裝置整體的NOx凈化率上升。
[0022]此外，也可以采用如下的方式，S卩，本發(fā)明的控制部除了在氧化催化劑的溫度為其活化溫度以上的情況下于SCR催化劑成為過渡狀態(tài)時執(zhí)行第三控制之外，在SCR催化劑的溫度高于其活化溫度的情況下于通過氧化催化劑的溫度而預(yù)測出SCR催化劑的溫度將會下降從而向過渡狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，也執(zhí)行第三控制。例如，當(dāng)氧化催化劑的溫度與SCR催化劑的溫度相比而足夠低時，從氧化催化劑流出的低溫的排氣有可能流入被配置在下游側(cè)的SCR催化劑中而使SCR催化劑的溫度下降。由此，由于SCR催化劑的溫度下降至成為過