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]作为被设置在内燃机的排气通道上的排气净化装置，开发有使选择还原型NO5^f化剂(以下称作SCR催化剂-Selective Catalytic Reduct1n)负载于过滤器中的装置(例如，参照专利文献I)。过滤器对排气中的粒状物质(以下称为PM !Particulate Matter)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，也有时将负载有这种SCR催化剂的过滤器称为SCRF。
[0003]通过采用SCRF来作为排气净化装置，从而与将过滤器和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设定得较小。因此，能够提高排气净化装置的搭载性。此外，通过采用SCRF，从而能够在排气通道中的较上游侧配置SCR催化剂。排气通道上的SCR催化剂的配置越靠上游侧，则该SCR催化剂越易于通过排气的热量而被加热。因此，能够实现SCR催化剂的暖机性的提高及SCR催化剂中的NOx净化率的提高。
[0004]在此，在SCRF中堆积有捕集到的PM(颗粒物)。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。过滤器再生处理能够通过向被设置于与SCRF相比而靠上游侧的排气通道上的、具有氧化作用的催化剂即前段催化剂供给燃料(HC)来实现。当在前段催化剂中燃料被氧化时，流入SCRF中的排气将通过氧化热量而被加热。因此，能够使SCRF的温度上升至促进了 PM的氧化的过滤器再生温度。
[0005]另外，已知一种如下的技术，即，在与SCR催化剂相比靠上游的排气通道上具有添加HC的HC添加阀和添加尿素水的尿素添加阀，并且在由SCR催化剂实施的净化所需的尿素水量超过预定的上限量的情况下，追加尿素水的供给而供给HC(例如，参照专利文献2) ο
[0006]然而，在具备SCRF的排气净化系统中，在实施过滤器再生处理时在前段催化剂中供给有较多的HC。在与过滤器相比靠下游侧处设置有SCR催化剂的现有的排气净化系统中，由于在过滤器再生处理时在前段催化剂及过滤器中HC几乎全部被氧化，因此流入SCR催化剂中的HC的量变得比较少。但是，由于在SCRF的上游不存在前段催化剂，因此未被前段催化剂氧化的HC有可能流入SCRF中。而且，当HC流入SCRF中时，该HC的一部分将使NOx还原。因此，当根据流入SCRF中的NO )(量来供给氨时，与被HC还原的NO x相对应地，氨会变得过剩。即，将会供给与为了还原叫所需要的氨相比而较多的氨。并且，由于多余的氨会从SCRF中流出，从而有可能会导致氨的浪费。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特表2007-501353号公报
[0010]专利文献2:日本特开2008-157188号公报
【发明内容】
[0011]发明所要解决的课题
[0012]本发明为鉴于上述这样的问题点而完成的发明，其目的在于，抑制负载有SCR催化剂的过滤器的再生处理时氨流出的情况。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]为了完成上述课题，以本发明为依据的内燃机的排气净化系统具备:前段催化剂，其被设置于内燃机的排气通道上，并具有氧化功能；燃料供给装置，其向所述前段催化剂供给燃料；过滤器，其为被设置于与所述前段催化剂相比靠下游侧的排气通道上并对排气中的粒状物质进行捕集的过滤器，并且负载有以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氨的前驱体；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，从而使所述过滤器的温度上升至促进粒状物质的氧化的预定的过滤器再生温度，并由此而执行将堆积于所述过滤器中的粒状物质氧化并去除的过滤器再生处理；控制部，其在未执行所述过滤器再生处理的情况下，由所述氨供给装置供给与从所述内燃机排出的NOx量相对应的量的氨或氨的前驱体，而在正在执行所述过滤器再生处理的情况下，由所述氨供给装置供给与如下的NOx量相对应的量的氨或氨的前驱体，该NOx量为，从所述内燃机所排出的NO )(量中减去被由所述燃料供给装置所供给的燃料即穿过所述前段催化剂的燃料还原的NOx量而得到的NO )(量。
[0015]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上从上游侧起依次设置有前段催化剂以及SCRF。而且，从氨供给装置向SCRF中供给氨或氨的前躯体。在被负载于SCRF上的SCR催化剂中，被供给的氨或由被供给的氨的前躯体所生成的氨作为还原剂而对排气中的NOx进行还原。此外，通过从燃料供给装置向前段催化剂供给燃料，从而执行用于去除堆积在SCRF中的PM的过滤器再生处理。
[0016]在执行过滤器再生处理时，在前段催化剂中未被氧化而穿过了该前段催化剂的HC将流入SCRF中。以这种方式流入SCRF中的HC成为对N0X?行还原的还原剂。
[0017]而且，在本发明中，在正在执行过滤器再生处理的情况下，与被HC还原的叫的量相对应地，而使从氨供给装置所供给的氨或氨的前躯体的量减少。在此，在未执行过滤器再生处理的情况下，由于几乎不存在由HC进行的NOx的还原，因此，若根据从内燃机排出的NOx量来供给氨，则能够抑制在还原剂量上产生过量或不足的情况。另一方面，在正在执行过滤器再生处理的情况下，从内燃机排出的勵^皮HC及氨还原。因此，若从由内燃机排出的NO x量中减去与被HC还原的部分相对应的勵)(量，并根据剩余的NO x量来供给氨，则能够抑制在还原剂量中产生过量或不足的情况。如此，由于在SCRF中没有在还原剂量上产生过量或不足，因此能够抑制氨从SCRF中流出的情况。
[0018]在本发明中，所述控制部在正在执行所述过滤器再生处理的情况下，能够根据所述过滤器的温度而对由所述氨供给装置所供给的氨或氨的前躯体的量进行变更。
[0019]在此，由于根据过滤器的温度而使在SCR催化剂中进行反应的氨量发生变化，因此若根据该过滤器的温度而使供给的氨量发生变化，则能够抑制在还原剂量中产生过量或不足的情况。
[0020]在本发明中，在正在执行所述过滤器再生处理的情况下，所述控制部根据流入到所述过滤器中的排气中的水分量而对由所述氨供给装置所供给的氨或氨的前驱体的量进行变更。
[0021]由于在SCR催化剂中发生反应的氨量根据流入过滤器中的排气中的水分量而发生变化，因此若根据流入到该过滤器中的排气中的水分量而使供给的氨量发生变化，则能够抑制在还原剂量中产生过量或不足的情况。
[0022]发明的效果
[0023]根据本发明，能够抑制在负载有SCR催化剂的过滤器的再生处理时氨流出的情况。
【附图说明】
[0024]图1为表示实施例所涉及的内燃机的进排气系统的概要结构的图。
[0025]图2为表示从执行过滤器再生处理之前起至过滤器再生处理结束之后为止的SCR催化剂的温度、流入SCRF中的HC量(HC流入量)、流入或流出SCRF的勵)(量、从氨添加阀供给的氨供给量、从SCRF流出的氨量(氨流出量)的推移的时序图。
[0026]图3为分别表示在排气中包含水分和排气中未包含水分的情况下SCR催化剂的温度与通过HC而得到的NOx净化率之间的关系的图。
[0027]图4为对过滤器再生处理的执行时从氨添加阀供给的氨供给量Qred进行决定时的框图。
[0028]图5为表示Gegr/(Ga+Gf)、与内燃机的气缸内的燃烧前已经包含的水分量Qh2oi之间的关系的图。
[0029]图6为表示空燃比(Ga/Gf)、与内燃机的气缸内的通过燃烧而产生的水分量Qh2oc之间的关系的图。
[0030]图7为表示燃料量Gf、与内燃机的气缸内的通过燃烧而产生的水分量Qh2oc之间的关系的图。
[0031]图8为表示从燃料添加阀供给的燃料供给量Qadd与在前段催化剂中产生的水分量Qh2oe之间的关系的图。
[0032]图9为表示前段催化剂温度Tdoc与在前段催化剂中产生的水分量Qheoe之间的关系的图。
[0033]图10为表示实施例涉及的过滤器再生处理的流程的流程图。
【具体实施方式】
[0034]以下参照附图并基于实施例而对用于该实施该发明的方式例示性地进行详细说明。然而，该实施例中所记载的结构部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等只要没有进行特别记载，则不表示将该发明的范围仅限定于此的含义。
[0035]<实施例1>
[0036]在此，对将本发明所涉及的内燃机的排气净化系统应用到车辆驱动用的柴油发动机中的情况进行说明。然而，本发明所涉及的内燃机并不限定于柴油发动机，也可以是汽油发动机等。
[003