内燃机的排气净化系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种内燃机的排气净化系统。
【背景技术】
[0002]一直以来，作为被设置于内燃机的排气通道上的排气净化装置而正在开发一种使选择还原型NOx催化剂(以下，称为SCR催化剂)负载于过滤器中的排气净化装置(例如，参照专利文献I)。过滤器对排气中的颗粒状物质(以下，称为PM)进行捕集。SCR催化剂将氨(NH3)作为还原剂而对排气中的NOx进行还原。以下，有时也将负载了这样的SCR催化剂的过滤器称为SCRF。
[0003]通过采用SCRF作为排气净化装置，从而与将过滤器与SCR催化剂分别设置于排气通道上的情况相比，能够将排气净化装置的大小进一步缩小。因此，能够提高排气净化装置的安装性。此外，通过采用SCRF而能够将SCR催化剂配置于排气通道中靠上游侧。排气通道中的SCR催化剂的配置越靠上游侧，该SCR催化剂越容易通过排气的热量而被加热。因此，能够实现SCR催化剂的预热性的提高与SCR催化剂中的Ncyf化率的提高。
[0004]在此，在SCRF中会堆积有被捕集到的PM。因此，在具备SCRF的排气净化系统中执行过滤器再生处理。过滤器再生处理为，使堆积在SCRF中的PM氧化并去除的处理。过滤器再生处理通过向被设置于与SCRF相比靠上游侧的排气通道上的具有氧化作用的前段催化剂供给燃料而被实现。当在前段催化剂中燃料被氧化时，向SCRF中流入的排气通过氧化热而被加热。因此，能够使SCRF的温度上升至可促进PM的氧化的过滤器再生温度。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特表2007-501353号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]SCRF中供给有氨或者氨的前驱体。而且，在SCRF所负载的SCR催化剂中，将氨作为还原剂来对排气中的NOx进行还原。在此，当氨被氧化时有时会生成NO x。由于需要对这样的NOx的生成进行抑制，因此使氧化能力较高的催化剂负载于SCRF中较为困难。因此，SCRF所负载的SCR催化剂的氧化能力非常低。
[0010]在如上所述的过滤器再生处理被执行时，存在如下情况，S卩，被供给至前段催化剂的燃料中所含有的碳氢化合物(He)与一氧化碳(CO)的一部分在该前段催化剂中未被氧化而从该前段催化剂经过。经过了前段催化剂的HC与CO流入SCRF中。然而，如上所述，SCRF所负载的SCR催化剂的氧化能力非常低。因此，当HC与CO从前段催化剂经过时，该HC与CO也从SCRF经过。
[0011]此外，当通过执行过滤器再生处理而使堆积于SCRF中的PM被氧化时，会生成CO。在SCRF中，该CO也难以被氧化。因此，在执行过滤器再生处理时，通过燃料中所含有的HC与CO以及PM的氧化而生成的CO有可能从SCRF流出。
[0012]本发明为鉴于上述那样的问题而被完成的发明，本发明的目的在于提供一种在具备SCRF的内燃机的排气净化系统中对执行过滤器再生处理时HC与CO向外部被排出的情况进行抑制并且能够以较高效率来执行过滤器再生处理的技术。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]在本发明中，在与SCRF相比靠下流侧的排气通道上设置后段催化剂。后段催化剂具有氧化作用。而且，在要求执行过滤器再生处理时，在后段催化剂的温度低于预定活性温度时，在执行过滤器再生处理之前，通过执行使从内燃机排出的排气的温度上升的控制与使排气的流量增加的控制，从而使后段催化剂的温度上升。
[0015]具体而言，本发明所涉及的内燃机的排气净化系统具备:前段催化剂，其被设置在内燃机的排气通道上，并具有氧化作用；燃料供给装置，其向所述前段催化剂供给燃料；过滤器，其为被设置在与所述前段催化剂相比而靠下游侧的排气通道上，并对排气中的颗粒状物质进行捕集的过滤器，并且负载有将氨作为还原剂而对排气中的NOx进行还原的选择还原型NOx催化剂；氨供给装置，其向所述过滤器供给氨或者氨的前驱体；后段催化剂，其被设置在与所述过滤器相比而靠下游侧的排气通道上，并具有氧化作用；过滤器再生处理执行部，其通过从所述燃料供给装置向所述前段催化剂供给燃料而使所述过滤器的温度上升至可对颗粒状物质的氧化进行促进的预定的过滤器再生温度，由此来执行使堆积在所述过滤器中的颗粒状物质氧化并去除的过滤器再生处理，在要求执行所述过滤器再生处理之时所述后段催化剂的温度低于预定活性温度时，通过在由所述过滤器再生处理执行部执行所述过滤器再生处理之前，执行使从内燃机所排出的排气的温度上升的控制和使排气的流量增加的控制，从而使所述后段催化剂的温度上升至所述预定活性温度以上。
[0016]在本发明所涉及的内燃机的排气净化系统中，在内燃机的排气通道中从上游侧起依次设置有前段催化剂、SCRF以及后段催化剂。而且，从氨供给装置向SCRF供给氨或者氨的前驱体。在SCRF所负载的SCR催化剂中，将所供给的氨或者由所供给的氨的前驱体生成的氨作为还原剂来对排气中的NOx进行还原。此外，用于去除堆积于SCRF中的PM的过滤器再生处理通过从燃料供给装置向前段催化剂供给燃料而被实现。
[0017]在执行过滤器再生处理时，在前段催化剂中未被氧化而从该前段催化剂以及SCRF经过的HC与CO流入后段催化剂中。此时，只要后段催化剂的氧化作用充分地活性化，则能够在该后段催化剂中使HC与CO氧化。
[0018]因此，在本发明中，在要求执行所述过滤器再生处理之时后段催化剂的温度低于预定活性温度时，在由过滤器再生处理执行部执行过滤器再生处理之前(即，执行从燃料供给装置向前段催化剂供给燃料之前)，通过执行使从内燃机所排出的排气的温度上升的控制和使排气的流量增加的控制，从而使后段催化剂的温度上升至预定活性温度以上。在此，预定活性温度为，可充分地使流入后段催化剂的HC以及CO氧化的温度。
[0019]根据使从内燃机所排出的排气的温度上升的控制，与从燃料供给单元向前段催化剂供给燃料的情况相比，能够抑制排气中的HC与CO的增加，并且使流入后段催化剂的排气的温度上升。而且，通过使流入后段催化剂的排气的温度上升，从而能够通过该排气而使向后段催化剂所供给的热量增加。
[0020]此外，通过使排气的流量增加，从而使排气的热量不易因被设置于与后段催化剂相比而靠上游侧的前段催化剂以及SCRF而消失。因此，能够使通过排气而向后段催化剂供给的热量进一步增加。因此，可进一步促进后段催化剂的升温。
[0021]根据本发明，在后段催化剂的温度在预定活性温度以上时过滤器再生处理被执行。因此，能够对执行过滤器再生处理时HC与CO被排出到外部的情况进行抑制。此外，在后段催化剂的氧化作用的活性不充分时，能够使该后段催化剂的氧化作用迅速地提高至较充分的等级。因此，可进一步提前开始执行过滤器再生处理。因此，能够以较高效率实施过滤器再生处理。
[0022]在本发明中，也可以采用如下方式，S卩，在要求执行过滤器再生处理时的后段催化剂的温度低于预定活性温度时，在过滤器的温度低于预定过滤器温度的情况下，禁止执行使排气的流量增加的控制。此外，在本发明中，也可以采用如下方式，即，在要求执行过滤器再生处理时的后段催化剂的温度低于预定活性温度时，在SCRF所负载的SCR催化剂的NOx净化率低于预定净化率的情况下，禁止执行使排气的流量增加的控制。
[0023]由此，能够在SCRF所负载的SCR催化剂的NOx*化率不充分的状态时对流入SCRF的NOx量增加的情况进行抑制。因此，能够对NO x向外部排出的排出量的增加进行抑制。
[0024]在本发明中，也可以采用如下方式，S卩，在要求执行过滤器再生处理时的后段催化剂的温度低于预定活性温度时，在过滤器的温度低于预定过滤器温度的情况下，将使排气的流量增加时的增加量设为与过滤器的温度在该预定过滤器温度以上时相比而较小。此夕卜，在本发明中，也可以采用如下方式，即，在要求执行过滤器再生处理时的后段催化剂的温度低于预定活性温度时，在SCRF所负载的SCR催化剂的NOx净化率低于预定净化率的情况下，将使排气的流量增加时的增加量设为与SCR催化剂的NOx净化率在该预定净化率以上时相比而较小。
[0025]由此，能够促进后段催化剂的升温，并且