内燃机的排气气体净化系统和内燃机的排气气体净化方法与流程

文档序号:11111135阅读:684来源:国知局
内燃机的排气气体净化系统和内燃机的排气气体净化方法与制造工艺

本发明涉及利用带有催化剂的微粒子捕获过滤器的碳氢化合物吸附功能来降低从内燃机排出的NOx的内燃机的排气气体净化系统以及内燃机的排气气体净化方法。



背景技术:

在柴油引擎和稀薄燃烧汽油引擎等内燃机中,为了降低排气气体中的NOx,在排气通道中设置排气气体净化装置来净化排气气体,该排气气体净化装置包括NOx吸收还原型催化剂或选择还原型催化剂(SCR催化剂)等NOx降低催化剂,并且包括用于捕获排气气体中的PM(微粒子状物质)的微粒子捕获过滤器。

关于该NOx的净化,存在由于从低速低负载状态的加速使得NOx量临时增加的问题。换言之,搭载了内燃机的车辆在内燃机为低速低负载的运转状态下持续行驶,排气气体净化系统的NOx降低催化剂成为活性化温度以下的状态,若从该状态起车辆被加速,则由于该加速而使得燃料喷射量增多、气缸内的燃烧温度上升,因此来自气缸的NOx排放量随着加速而临时增加。但是,由于这些NOx降低催化剂没有活性化,因此产生的NOx很多会没有被净化地直接从NOx降低催化剂通过。

在市区行驶的卡车等,由于怠速等排气气体的温度低、NOx降低催化剂难以活性化的低速低负载运转持续的情况较多,因此该问题的解决成为尤其重要的课题。

但是,在这样的后文也称作后处理系统的排气气体净化系统中,若想要通过NOx降低催化剂侧的结构的改进或催化剂性能的提高来提高NOx净化率,则会产生用于还原NOx的还原剂喷射装置和催化剂结构复杂化的问题,而且由于对NOx进行还原的催化剂使用昂贵的贵金属,因此若想通过增加贵金属的使用量来提高NOx净化率,则会存在成本上升的问题。

另一方面,在内燃机的排气气体的净化处理中,例如,在日本申请特开2009-2179号公报以及日本申请特开2001-241321号公报所记载的这样,已知一种利用沸石类吸附催化剂在低温时对排气气体中的碳氢化合物(HC)进行物理吸附,在高温时将吸附的碳氢化合物释放的碳氢化合物吸附催化剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本申请特开2009-2179号公报

专利文献2:日本申请特开2001-241321号公报



技术实现要素:

本发明人针对搭载了内燃机的车辆,在从排气气体的温度低的低速低负载运转状态下的稳定行驶开始加速车辆而使NOx生成量临时增加时的对策研究中,得到以下见解:在现有技术的排气气体净化系统中,通过改进设计或控制,使微粒子捕获过滤器承载强化了HC吸附功能的催化剂组分(例如,多使用铈土、沸石等具有HC吸附功能的吸附材料)的催化剂,能够利用其在微粒子捕获过滤器中将在排气气体净化系统的后方排放的NOx的量降低20%程度;并且通过实验,根据带有催化剂的微粒子捕获过滤器前后的排气气体的成分测定结果,得到了该见解正确的验证。

此外,同时也得到了如下的见解:关于此时的控制中的碳氢化合物的添加所引起的燃料消耗量的恶化,由于该控制中的碳氢化合物的添加仅限于车辆加速时,所以燃料消耗量的恶化也仅被略微抑制。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种在搭载了内燃机的车辆中,在从排气气体的温度低的低速低负载运转状态下的稳定行驶开始加速车辆,NOx产生量临时增加时,能够降低从内燃机排出的NOx的内燃机的排气气体净化系统以及内燃机的排气气体净化方法。

用于解决课题的手段

用于达到上述目的的本发明的内燃机的排气气体净化系统是如下的内燃机的排气气体净化系统,内燃机在内燃机的排气通道中具有由氧化催化剂或NOx降低催化剂构成的上游侧催化剂单元、以及该上游侧催化剂单元下游的带有催化剂的微粒子捕获过滤器,并且具有对流入所述上游侧催化剂单元的排气气体供应碳氢化合物的碳氢化合物供应部件、以及控制该碳氢化合物供应部件的控制装置;在该内燃机的排气气体净化系统,使所述带有催化剂的微粒子捕获过滤器具有碳氢化合物吸附功能,在所述带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度小于碳氢化合物释放温度时,吸附碳氢化合物,在碳氢化合物释放温度以上时,释放所吸附的碳氢化合物;所述控制装置控制所述碳氢化合物供应部件,使得在搭载了该内燃机的车辆在排气气体温度为预先设定的设定排气气体温度以下的状态下持续行驶了预先设定的设定时间后进行加速的情况下,在排气气体温度变成预先设定的第1设定温度以上时,开始对排气气体中供应碳氢化合物,并在成为预先设定的结束条件时,结束碳氢化合物的供应。

另外,该碳氢化合物释放温度例如为200℃~300℃的范围的温度,设定排气气体温度是上游侧催化剂单元的催化剂未活性化的状态的温度,例如,是上游侧催化剂单元的催化剂的HC点火温度(例如,200℃)以下的温度。此外,用于判断持续低温行驶的时间的设定时间例如为600秒(sec)~1200秒程度。此外,第1设定温度是上游侧催化剂单元的催化剂成为HC点火温度的温度,也可以设定为与设定排气气体温度相同的温度,但设定排气气体温度被设定为该第1设定温度以下的温度。

根据该结构,由于车辆加速,排气气体的温度开始上升,在排气气体的温度刚到第1设定温度以上时,上游侧催化剂单元的催化剂温度没有完全达到HC点火温度以上,没有充分活性化,因此向排气气体中供应的碳氢化合物会从上游侧催化剂单元通过而流入带有催化剂的微粒子捕获过滤器。在该排气气体的温度上升时,带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度例如为100℃程度,还未上升到HC释放温度,因此会吸附流入的碳氢化合物。

另一方面,气缸内燃烧温度因车辆加速而上升,排气气体中的NOx逐渐增加,但带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度也随之上升,在NOx最为增加时,带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度上升到碳氢化合物释放温度以上,吸附的碳氢化合物被释放。通过利用该释放的碳氢化合物,再进一步调整吸入空气量或追加供应碳氢化合物,使通过带有催化剂的微粒子捕获过滤器的排气气体成为理想配比(ストイキ)状态,从而成为还原气氛,通过带有催化剂的微粒子捕获过滤器中承载的氧化催化剂的三元催化剂功能,NOx被还原为氮和水,所以能够降低该排气气体净化系统下游侧的NOx排出量。

即,利用带有催化剂的微粒子捕获过滤器(CSF)的温度晚于上游侧催化剂单元的前级氧化催化剂(前级DOC)和NOx降低催化剂(deNOx催化剂)的温度上升而上升的情况,在带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度上升到碳氢化合物释放温度为止的期间吸附碳氢化合物,并与NOx因车辆加速而增加的时期相一致地释放所吸附的碳氢化合物,从而将排气气体中的NOx还原净化而得到NOx降低效果。

另外,在使用NOx吸收还原型催化剂等稀燃NOx捕获催化剂(LNT)作为NOx降低催化剂的情况下,通过对该排气气体中供应的碳氢化合物,从稀燃NOx捕获催化剂的NOx吸收材料排放NOx,因此,在用于恢复稀燃NOx捕获催化剂中的NOx吸收能力的再生控制的浓燃(リッチ)还原时排放的NOx量降低,所以得到NOx漏失量也减少的效果。

在上述内燃机的排气气体净化系统中,若所述控制装置被构成为控制所述碳氢化合物供应部件,使得以多次脉冲喷射向排气气体中供应碳氢化合物,则会在脉冲喷射时短时间内供应大量的碳氢化合物,所以使上游侧催化剂单元的催化剂以及带有催化剂的微粒子捕获过滤器的催化剂的环境成为理想配比状态,能通过这些催化剂的三元催化剂作用促进NOx的还原。

另外,在该脉冲喷射中,根据内燃机的种类和排气气体净化系统的各要素的配置的不同,例如,喷射0.5秒(秒)~2.0秒期间,停止喷射10秒~60秒期间。此外,从开始对排气气体中供应碳氢化合物到结束为止的时间例如也在70秒~200秒程度。

在上述内燃机的排气气体净化系统中,所述控制装置被构成为使所述结束条件设为在所述带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度成为碳氢化合物释放温度时。该“带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度成为碳氢化合物释放温度时”,在对催化剂温度进行计量时,设为该计量温度超过碳氢化合物释放温度时,但在催化剂温度的计量困难时,推定为从通过了带有催化剂的微粒子捕获过滤器之后的排气气体温度起、带有催化剂的微粒子捕获过滤器超过碳氢化合物释放温度时,例如,将通过了带有催化剂的微粒子捕获过滤器之后的排气气体温度超过了碳氢化合物释放温度时设为“带有催化剂的微粒子捕获过滤器超过了碳氢化合物释放温度时”。

或者,在上述内燃机的排气气体净化系统中,所述控制装置被构成为将所述结束条件设为在所述供应量达到预先设定的供应量时。该预先设定的供应量设为在从排气气体的温度成为第1设定温度以上起直到带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度成为碳氢化合物释放温度为止、带有催化剂的微粒子捕获过滤器所能够吸附的量,该能够吸附的量、即预先设定的供应量可以通过实验等预先求出。

在上述内燃机的排气气体净化系统中,调整所述上游侧催化剂单元和所述带有催化剂的微粒子捕获过滤器之间的排气通道的形状、长度和散热量,以及所述带有催化剂的微粒子捕获过滤器的材质和形状,使得在将流入所述上游侧催化剂单元的排气气体的温度维持在所述第1设定温度时,直到所述带有催化剂的微粒子捕获过滤器超过碳氢化合物释放温度为止的时间为50秒~150秒。

通过将该时间设为50秒~150秒,优选设为90秒~110秒,可以使由车辆加速所产生的大量的NOx到达带有催化剂的微粒子捕获过滤器的定时与带有催化剂的微粒子捕获过滤器中吸附的NOx被排放的定时相同,能够不进行复杂的碳氢化合物供应操作地增大NOx降低效果。

而且,用于达到上述目的的内燃机的排气气体净化方法是如下的内燃机的排气气体净化方法,所述内燃机在内燃机的排气通道中具有由氧化催化剂或NOx降低催化剂构成的上游侧催化剂单元、以及该上游侧催化剂单元的下游侧的带有催化剂的微粒子捕获过滤器,并且具有对流入所述上游侧催化剂单元的排气气体供应碳氢化合物的碳氢化合物供应部件、以及控制该碳氢化合物供应部件的控制装置;所述排气气体净化方法的特征在于,使所述带有催化剂的微粒子捕获过滤器具有碳氢化合物吸附功能,即在所述带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度小于碳氢化合物释放温度时,吸附碳氢化合物,在碳氢化合物释放温度以上时,释放所吸附的碳氢化合物;在搭载了该内燃机的车辆在排气气体温度为预先设定的设定排气气体温度以下的状态下持续行驶了预先设定的设定时间期间之后进行加速的情况下,在排气气体温度成为预先设定的第1设定温度以上时,开始对排气气体中供应碳氢化合物,并在成为预先设定的结束条件时,结束碳氢化合物的供应,可以起到与上述内燃机的排气气体净化系统同样的效果。

发明的效果

根据本发明的内燃机的排气气体净化系统以及内燃机的排气气体净化方法,无需追加有效的NOx后处理装置,对捕获微粒子状物质并使其再燃烧的带有催化剂的微粒子捕获过滤器赋予碳氢化合物吸附功能,利用由前级氧化催化剂或NOx降低催化剂形成的上游侧催化剂单元的温度上升定时、与带有催化剂的微粒子捕获过滤器的温度上升定时的偏差,在适当的定时向排气气体中供应碳氢化合物,从而使带有催化剂的微粒子捕获过滤器吸附碳氢化合物,在车辆加速引起的NOx增加时释放碳氢化合物,能够发挥基于该碳氢化合物的NOx降低效果,能够降低从内燃机排出的NOx。

附图说明

图1是示意表示本发明的实施方式的内燃机的排气气体净化系统的结构的图。

图2是用于说明带有催化剂的微粒子捕获过滤器中的NOx降低效果的图。

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明的实施方式的排气气体净化系统以及排气气体净化方法。如图1所示,本发明的实施方式的内燃机的排气气体净化系统30设置在包括引擎主体11、吸气通道13和排气通道15的引擎(内燃机)10中。

在该引擎主体11的吸气岐管12上连接的吸气通道13中,从上游侧起依次设有空气滤清器16、涡轮增压器17的压缩机17a、中冷器18。此外,在引擎主体11的排气岐管14上连接的排气通道15中,从上游侧起依次设有涡轮增压器17的涡轮17b、碳氢化合物喷射装置32、排气气体净化装置31。

进而,设有将吸气岐管12和排气岐管14连接的EGR通道21,在该EGR通道21中,从上游侧起依次包括EGR冷却器22和EGR阀23,进行EGR气体Ge的冷却和流量调整。

而且,该内燃机的排气气体净化系统30为了对引擎主体11中的燃烧反应所产生的排气气体G中含有的NOx(氮氧化物)、PM(微粒子状物质)等进行净化处理,在排气通道15中配置排气气体净化装置31而构成,排气气体净化装置31从上游起依次配置了上游侧催化剂单元31a和带有催化剂的微粒子捕获过滤器(CSF)31b。而且,将对流入上游侧催化剂单元31a的排气气体G供应碳氢化合物(HC)的碳氢化合物喷射装置(碳氢化合物供应部件)32设置在上游侧催化剂单元31a的上游侧的排气通道15中,并具有控制该碳氢化合物喷射装置32的控制装置41。

另外,这里例示了将燃料等碳氢化合物直接喷射到排气通道15内的排气气体G中的排气管内直接喷射系统,但也可以通过气缸内燃料喷射控制中的远后(post)喷射将燃料供应给流出到排气通道15的排气气体G中。

上游侧催化剂单元31a由前级氧化催化剂装置(前级DOC)或NOx降低催化剂构成。作为该NOx降低催化剂装置,有NOx吸收还原型催化剂等稀燃NOx捕获催化剂(LNT催化剂)装置,或碳氢化合物-选择还原型催化剂(HC-SCR)催化剂等。

此外,带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b是在被称作柴油微粒过滤器的微粒子捕获过滤器中承载氧化催化剂以及碳氢化合物吸附催化剂而构成的。

该微粒子捕获过滤器由堇青石材料或碳化硅(SiC)材料等形成,通过将蜂窝陶瓷的单元两端交替堵塞,从而将陶瓷的薄壁用作过滤器。该微粒子捕获过滤器由于耐热性优良,因此通过在PM再生时进行加热而能将捕获的PM燃烧后除去,并且通过该PM再生处理能够维持捕获性能。另外,通过承载氧化催化剂从而更容易引起PM的燃烧。

氧化催化剂是具有通过白金或钯等贵金属将碳氢化合物等氧化的功能的催化剂。此外,碳氢化合物吸附催化剂是用于使带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b具有碳氢化合物吸附功能的催化剂,碳氢化合物吸附功能是在低温即小于碳氢化合物释放温度T2时吸附碳氢化合物,在碳氢化合物释放温度T2以上时释放吸附的碳氢化合物的功能。

该碳氢化合物吸附催化剂可以由沸石成分形成,作为该沸石成分,例如,丝光沸石、ZSM-5、USY、MFI型沸石或β-沸石等是公知的,可以将他们单独或任意组合使用。由此,可以在低温时吸附碳氢化合物,并在碳氢化合物释放温度(例如,200℃~300℃之间的温度)以上时释放该吸附的碳氢化合物。

而且,用于测定流入上游侧催化剂单元31a的排气气体G的温度Tg1的第1排气气体温度传感器33被配置在上游侧催化剂单元31a的上游侧,用于测定从带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b流出的排气气体G的温度Tg2的第2排气气体温度传感器34被配置在带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的下游侧。

而且,控制装置41被构成为实施如下的控制。即,该控制装置41在搭载了引擎10的车辆在由第1排气气体温度传感器33检测出的排气气体G的温度Tg1在预先设定的设定排气气体温度T0以下的状态下持续行驶了预先设定的设定时间ta期间之后判定车辆是否被加速,并在车辆被加速的情况下,控制碳氢化合物喷射装置32,使得在排气气体温度Tg1为预先设定的第1设定温度T1以上时,开始对排气气体G中供应碳氢化合物,并在达到预先设定的结束条件时,结束碳氢化合物的供应。

该控制装置41通常被组装到进行引擎10的整体控制或搭载引擎10的车辆的整体控制的整体系统控制装置40中。

另外,该设定排气气体温度T0是上游侧催化剂单元31a的催化剂未活性化的温度,例如,是上游侧催化剂单元31a的催化剂的HC点火温度(例如,200℃)以下的温度。此外,用于判定引擎10在低速低负载运转状态下、排气气体G的温度Tg1保持低温状态而持续行驶的时间的设定时间ta例如为600秒~1200秒程度。此外,第1设定温度T1是与上游侧催化剂单元31a的催化剂的HC点火温度相当的温度,是设定排气气体温度T0以上的温度,也可以设定为与设定排气气体温度T0相同的温度。

作为该结束条件,可以采用带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的温度Tb成为碳氢化合物释放温度T2时,或者采用碳氢化合物的供应量达到预先设定的供应量时。

关于该带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的温度Tb成为碳氢化合物释放温度T2时的判断,可以在计量带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的催化剂温度时定为该温度超过碳氢化合物释放温度时。但是,通常,由于催化剂温度的计量较困难,因而此时将通过了带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b后的排气气体温度Tg2超过碳氢化合物释放温度T2时,作为带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b超过碳氢化合物释放温度T2时,来进行控制。

此外,该预先设定的供应量设为从排气气体G的温度Tg1成为第1设定温度T1以上起、至带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的温度Tb成为碳氢化合物释放温度T2为止,带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b所能够吸附的量,该能够吸附的量即预先设定的供应量,可以通过实验等预先求出。

而且,优选通过多次脉冲喷射向排气气体G中供应碳氢化合物。通过采用该脉冲喷射,从而在喷射时会在短时间内供应大量的碳氢化合物,所以将上游侧催化剂单元31a的催化剂以及带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的催化剂的环境设为理想配比状态,从而能够通过这些催化剂的三元催化剂作用而显著促进NOx的还原。

另外,根据引擎10的种类或上游侧催化剂单元31a和带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b等的配置的不同,例如通过在0.5秒~2.0秒期间进行喷射并在10秒~60秒期间停止喷射来进行该脉冲喷射。此外,开始向排气气体G中供应碳氢化合物到结束为止的时间例如设为70秒~200秒程度。

进而,优选调整上游侧催化剂单元31a和带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b之间的排气气体的通道31c的形状、长度和散热量,以及带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的材质和形状,使得在将流入上游侧催化剂单元31a的排气气体G的温度Tg1维持在第1设定温度T1时,至带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b超过碳氢化合物释放温度T2为止的时间为50秒~150秒。

通过将该时间设为50秒~150秒,优选设为90秒~110秒,可以使车辆加速所产生的大量的NOx到达带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的定时(timing)与带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b中吸附的NOx被排放的定时相同,并且无需进行复杂的碳氢化合物供应操作就能够提高NOx降低效果。

一般来说,堇青石制的微粒子捕获过滤器与碳化硅制的相比,比重较轻、热容量小、升温性好,适于连续再生,但在这里,优选使用热容量大升温性差的碳化硅制的微粒子捕获过滤器,在使该微粒子捕获过滤器承载氧化催化剂以及碳氢化合物吸附催化剂而形成了带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的情况下,能够延长碳氢化合物吸附的期间,从而吸附更多的碳氢化合物,换言之,相对于上游侧催化剂单元31a的温度上升,能够充分得到碳氢化合物被吸附到带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的时间,因此较理想。

而且,本发明的实施方式的内燃机的排气气体净化方法是如下的内燃机中的排气气体净化方法,所述内燃机在引擎(内燃机)10的排气通道15中具有由氧化催化剂或NOx降低催化剂构成的上游侧催化剂单元31a和该上游侧催化剂单元31a的下游侧的带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b,并且具有对流入上游侧催化剂单元31a的排气气体G供应碳氢化合物的碳氢化合物喷射装置(碳氢化合物供应部件)32、以及控制该碳氢化合物供应部件32的控制装置41,该排气气体净化方法是如下的方法。

使带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b具有碳氢化合物吸附功能,碳氢化合物吸附功能是在带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的温度Tb小于碳氢化合物释放温度T2时吸附碳氢化合物,并在碳氢化合物释放温度T2以上时释放吸附的碳氢化合物的功能。

并且,是如下的方法:当搭载了该引擎10的车辆在排气气体G的温度Tg1低于或等于预先设定的设定排气气体温度T0的状态下持续行驶了预先设定的设定时间ta期间后,车辆被加速的情况下,在排气气体的温度Tg1变为预先设定的第1设定温度T1以上时,开始向排气气体G中供应碳氢化合物,在达到预先设定的结束条件时,结束碳氢化合物的供应。

根据该实施方式的内燃机的排气气体净化系统30以及内燃机的排气气体净化方法,通过车辆加速,排气气体G的温度Tg1开始上升,在排气气体G的温度Tg1刚变成第1设定温度T1以上之后,上游侧催化剂单元31a的催化剂温度Tb尚未完全成为HC点火温度以上,没有充分活性化,因此对排气气体G中供应的碳氢化合物会从上游侧催化剂单元31a通过而流入带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b。在该排气气体G的温度Tg1上升时,带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的温度Tb为100℃程度,尚未上升到HC释放温度T2,因此会吸附流入进来的碳氢化合物。

另一方面,由于车辆加速,气缸内燃烧温度上升,排气气体G中的NOx逐渐增加,但是伴随于此,带有催化剂的微粒子捕获过滤器21b的温度Tb也上升,在NOx最为增加时,带有催化剂的微粒子捕获过滤器21b的温度Tb上升到HC释放温度T2以上,吸附的碳氢化合物被释放。通过该释放的碳氢化合物,从带有催化剂的微粒子捕获过滤器21b通过的排气气体G成为还原气氛,通过作为带有催化剂的微粒子捕获过滤器21b中承载的氧化催化剂的三元催化剂的功能,NOx被还原为氮和水,所以能够降低该排气气体净化系统30下游侧的NOx排出量。该NOx被净化处理后的排气气体Gc经由消音器(未图示)等而被排放到大气中。

即,能够利用带有催化剂的微粒子捕获过滤器(CSF)31b的温度Tb晚于上游侧催化剂单元31a的前级氧化催化剂(前级DOC)或NOx降低催化剂(deNOx催化剂)的温度上升而上升的情况,在带有催化剂的微粒子捕获过滤器21b的温度Tb上升到碳氢化合物释放温度T2之前吸附碳氢化合物,并配合NOx因车辆加速而增加的时期地、带有催化剂的微粒子捕获过滤器21b的温度Tb上升到碳氢化合物释放温度T2,使所吸附的碳氢化合物释放,从而对排气气体G中的NOx进行还原净化,得到NOx降低效果。

因此,根据上述结构的内燃机的排气气体净化系统30以及内燃机的排气气体净化方法,无需追加有效的NOx后处理装置,对将PM(微粒子状物质)捕获而使其再燃烧的带有催化剂的微粒子捕获过滤器(CSF)31b赋予碳氢化合物的吸附功能,从而利用由前级氧化催化剂或NOx降低催化剂形成的上游侧催化剂单元31a的温度上升定时、与带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的温度上升定时的偏差,在适当的定时向排气气体G中供应碳氢化合物,由此使带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b吸附碳氢化合物,并在车辆加速引起NOx增加时释放碳氢化合物,从而能够发挥基于该碳氢化合物的NOx降低效果,并且能够降低从引擎10排出的NOx。

在图2中观看该NOx降低效果,在排气气体G的温度Tg1较低的温度下持续稳定行驶之后,车辆被加速(时刻t1),排气气体G的温度Tg1上升,构成上游侧催化剂单元31a的稀燃NOx捕获催化剂(LNT)的温度Tn随之缓慢升温。另一方面,带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的温度Tb比其延迟地缓慢升温。

在从该排气气体G的温度Tg1上升到第1设定温度T1以上起(时刻t2)、至带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b的温度Tb超过碳氢化合物释放温度T2为止(时刻t4)的期间,多次脉冲喷射碳氢化合物(HC)。通过该喷射供应的碳氢化合物被吸附到带有催化剂的微粒子捕获过滤器31b,其一部分将排气气体中的NOx还原。

进行了该控制的状态下的带有催化剂的微粒子捕获过滤器(CSF)31b的上游侧的NOx量的累计值为A,下游侧的NOx量的累计值为B。若看该上游侧的NOx量的累计值A和下游侧的NOx量的累计值B之差,则可知从时刻t3附近起该差ΔW增大,可知产生了带有催化剂的微粒子捕获过滤器(CSF)31b中的NOx降低效果。另外,由于A、B是累计值,因此时刻t0~时刻t3的差ΔW1表示由图示之前的控制已经产生的差。

因此,可知该图2所示的控制中的带有催化剂的微粒子捕获过滤器(CSF)31b的NOx降低量为ΔW2-ΔW1,本发明的效果可实验得到。

附图标记的说明

10 引擎(内燃机)

11 引擎主体

30 内燃机的排气气体净化系统

31 排气气体净化装置

32 碳氢化合物喷射装置

30 内燃机的排气气体净化系统

31 排气气体净化装置

31a 上游侧催化剂单元

31b 带有催化剂的微粒子捕获过滤器(CSF)

31c 排气气体的通道

32 碳氢化合物喷射装置(碳氢化合物供应部件)

33 第1排气气体温度传感器

34 第2排气气体温度传感器

40 整体系统控制装置

41 控制装置

G 排气气体

Gc NOx被净化处理后的排气气体

Ge EGR气体

Tn 稀燃NOx捕获催化剂(LNT)的温度

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