内燃机的排气净化装置及其排气净化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机的排气净化装置及其排气净化方法，特别涉及采用利用作为还原剂的氨气选择性地净化排气中的NOx(氮气氧化物)的选择还原型催化剂(SCR:Selective Catalytic Reduct1n)的内燃机的排气净化装置及其排气净化方法。
【背景技术】
[0002]近年来，为了明确柴油发动机的排气规定(Ν0χ、ΡΜ规定)，利用发动机的硬件、运转和温度控制等各种控制，通过后处理装置净化排气来减少NOdP PM。后处理装置通常使用捕获颗粒物即 PM (Particulate Matter)的 DPF(Diesel Particulate Filter:柴油机颗粒过滤器)、净化NOj^J SCR催化剂。
[0003]SCR催化剂例如以下所述那样净化NOx。
[0004](I)根据SCR上游的N0x量(利用传感器测量或者预测)、SCR催化剂温度、排气流量等，在SCR催化剂上游喷射尿素。
[0005](2)喷射的尿素分解为氨气(NH3)，并被SCR催化剂吸附。
[0006](3)排气中的NOx在通过SCR催化剂时，被吸附的NH 3净化。
[0007]另外，在SCR催化剂能够吸附的NH3量超过SCR催化剂能够吸附的NH 3吸附量的情况下，会引起NH3排出到排气中的现象(順3减少)。在NH3吸附量少时，NOx净化率降低。因此，监视NH3吸附量在把握NO ,的净化率方面很重要。
[0008]但是，由于NH3吸附量难以实际测量，通常，通过设置在排气管上的NOx传感器的测量值等推定NH3K附量。
[0009]但是，在推定NH3K附量时，难免由于各种原因而产生误差。例如各种传感器的精度低等、各种参数的测量误差、计算误差等。如果利用该有误差的数据进行之后的处理，其误差累积，不能进行高精度的尿素喷射量控制、适当的NOx净化，而需要使NH 3吸附量初始化。
[0010]在专利文献I所公开的内燃机的排气净化装置中，使NH3K附量初始化。
[0011]即，在专利文献I中，作为使NH3吸附量初始化的方法，基于伴随还原剂添加机构进行还原剂添加的向化剂的还原剂供给和利用该NOJf化剂进行还原反应的还原剂消费的收支的时间上的一系列数据来计算NOx催化剂的还原剂吸附量，并且，计算导入NO x催化剂的NOx量或者与之相关的参数。然后，基于该计算结果，在确定的时机进行初始化。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:(日本)特开2009-281350号公报
【发明内容】
[0015]发明要解决的课题
[0016]这样，在上述专利文献I中，初始化的工序繁杂，并且，伴随复杂的运算。
[0017]本发明是为了克服以上所述的缺陷而提出，其目的在于，提供一种内燃机的排气净化装置及其排气净化方法，在内燃机的排气净化装置中，不需要伴随繁杂的工序和复杂的运算，并通过在规定条件下使SCR催化剂温度上升，来进行SCR催化剂初始化。
[0018]用于解决课题的手段
[0019]为了解决上述课题，在本发明的第一方面中，一种内燃机的排气净化装置，其具有配设在内燃机的排气通路来净化内燃机的排气中的SCR催化剂，其特征在于，具有排气净化控制部，该排气净化控制部具有=NH3吸附量推定值计算部，其从SCR催化剂的上游侧向排气通路喷射尿素水，并根据由该尿素水产生的NH3的喷射量和用于净化SCR催化剂上游的NH 3量计算被所述SCR催化剂吸附的NH 3吸附量推定值；N0 x量推定值导出部，其根据来自该順3吸附量推定值计算部的NH 3吸附量推定值和所述SCR催化剂温度导出所述SCR催化剂下游的^,量推定值；SCR催化剂升温指令部，其基于来自该NO x量推定值导出部的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NO x量测量值之间的误差，使SCR催化剂升温而进行SCR催化剂的NH3吸附量的初始化。
[0020]在本发明中，在SCR催化剂的初始化时，着眼于通过提高SCR催化剂温度，使NH3的吸附量下降。即，通过提高SCR催化剂温度，使册13的吸附量下降是几乎保持不变地排出NH3。此为SCR催化剂的初始化。
[0021]由于順3吸附量难以实际测量，因此如下式那样根据尿素(NH3)喷射量和用于净化SCR上游的NOjJ:的NH 3喷射量推定。
[0022]NH3吸附量推定值(g) = J (尿素喷射量-净化用NH 3喷射量)…(I)
[0023]并且，根据例如表示順3吸附量推定值和SCR催化剂温度的关系的图，导出NOj^净化率，并运算该NOJf化率和SCR催化剂上游的NO ,量来推定SCR催化剂下游的NO x量。
[0024]然后，SCR催化剂下游的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NO x量的实际测量值比较，如果所产生的误差增大，在利用该有误差的数据继续进行后续处理时，该误差累计，难以高精度地判断尿素喷射量的控制，难以进行适当的NOx的净化，而提高SCR催化剂温度来进行SCR催化剂的初始化。
[0025]根据第一方面所述的本发明，根据来自顯3吸附量推定值计算部的NH3吸附量推定值和SCR催化剂温度导出SCR催化剂下游的NOx量推定值。通过基于该SCR催化剂下游的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NO x量测量值之间的误差提高SCR催化剂温度来使NH 3的吸附量下降。
[0026]由此，从SCR催化剂上游被喷射的见13不被SCR催化剂吸附，SCR催化剂处于完全不能净化状态，而达成SCR催化剂的初始化。
[0027]另外，在第二方面的发明中，排气净化控制部具有SCR催化剂初始化必要性判定部，该SCR催化剂初始化必要性判定部基于NOx量推定值与SCR催化剂下游的NO ,量计测值之间的误差判定SCR催化剂的初始化的必要性。
[0028]另外，在第三方面的本发明中，SCR催化剂初始化必要性判定部基于SCR催化剂升温完成后的经过规定时间时，判定SCR催化剂的初始化的必要性。
[0029]根据第二、三方面所述的发明，能够仅在需要进行SCR催化剂的初始化的情况下，输出使SCR催化剂升温的SCR催化剂升温指令。
[0030]另外，在第四方面的本发明中，排气净化控制部具有SCR催化剂能够升温判定部，该SCR催化剂能够升温判定部在能够升温的运转区域内运转，并且不需要排气中的颗粒物的除去用过滤器的强制再生时，判定SCR催化剂为能够升温。
[0031]由此，在能够升温的运转区域运转，并且不需要用于颗粒物的除去用过滤器的强制再生的升温时，能够判定SCR催化剂为能够升温。由此，不进行不需要的SCR催化剂的升温。
[0032]另外，在第五方面的本发明中，一种内燃机的排气净化方法，其特征在于，利用配设在内燃机的排气通路的SCR催化剂净化内燃机的排气中的NOx，该内燃机的排气净化方法进行:从SCR催化剂的上游侧向排气通路喷射尿素水，并根据由该尿素水产生的NH3的喷射量和用于净化SCR催化剂上游的NH 3量计算被SCR催化剂吸附的NH 3吸附量推定值的工序；根据该順3吸附量推定值和SCR催化剂温度导出SCR催化剂下游的NO x量推定值，并基于该NOx量推定值与SCR催化剂下游的NO x量计测值之间的误差，判定SCR催化剂的初始化的必要性的SCR催化剂初始化必要性判定工序；使SCR催化剂升温而进行SCR催化剂的NH3吸附量的初始化的SCR催化剂升温工序。
[0033]由此，在计算順3吸附量推定值后，能够根据该NH 3吸附量推定值和SCR催化剂温度导出SCR催化剂下游的NOx量推定值。
[0034]并且，求得该SCR催化剂下游的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NO x量测量值之间的误差，能够根据该误差判定SCR催化剂的初始化的必要性。
[0035]在判定为需要SCR催化剂的初始化时，通过提高SCR催化剂温度使册13的吸附量下降。
[0036]由此，从SCR催化剂上游被喷射的见13不被SCR催化剂吸附，而使SCR催化剂处于完全不净化状态，而达成SCR催化剂的初始化。
[0037]另外，在第六方面的本发明中，在SCR催化剂升温工序之前，在能够升温的运转区域运转，并且不需要排气中的颗粒物的除去用过滤器的强制再生时，进行判定SCR催化剂为能够升温的SCR催化剂能够升温判定工序。
[0038]由此，在能够升温运转区域运转中，并且不进行用于颗粒物的除去用过滤器的强制再生的升温时，能够判定为SCR催化剂能够升温。由此，不进行不需要的SCR催化剂的升温。
[0039]另外，在第七方面的本发明中，在SCR催化剂初始化的必要性判定工序中，在误差下限值> ^,误差的累计值时，或者误差上限值< NO ,误差的累计值时，判定SCR催化剂的必要性。
[0040]由此，在NOx误差的累计值比误差下限值小时，或者比误差上限值大时，能够判定为需要SCR催化剂初始化。
[0041]另外，在第八方面的本发明中，在SCR催化剂初始化必要性判定工序中，在SCR催化剂升温完成判定后，在经过规定时间时，判定SCR催化剂的必要性。
[0042]由此，在SCR催化剂升温完成判定后，在经过规定时间时，视为进行了相当程度的SCR催化剂的净化而使N0x误差累计，而能够判定为需要SCR催化剂初始化。
[0043]另外，在第九方面的本发明中，SCR催化剂升温工序使捕获SCR催化剂上游侧的、排气中的PM(颗粒物)的PM除去用过滤器的入口温度控制通过该PM除去用过滤器的强制再生时的控制进行。