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]—直以来，作为被设置在内燃机的排气通道中的排气净化装置，而开发有使对排气中的NOx进行选择还原的选择还原型NOx催化剂(以下，有时也称为“SCR催化剂”)负载在过滤器中的装置(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)作为还原剂来对排气中的NOx进行还原。以下，将负载了这种SCR催化剂的过滤器称为“SCRF”。在专利文献I所示的排气净化装置中，在SCRF的上游侧配置有氧化催化剂以及用于NOx净化的尿素添加阀。如此，由于通过作为排气净化装置而采用SCRF，从而能够在排气通道中在更上游侧处配置SCR催化剂，因此该SCR催化剂易于被排气的热量所加热，由此能够使SCR催化剂的预热性提高、使SCR催化剂的NOx净化率提高。
[0003]此外，即使是在内燃机的排气通道中单独配置过滤器与SCR催化剂的构成中，也配置有供给用于对NOx进行还原净化的还原剂的供给阀。在此，不管是采用SCRF结构，还是采用单独配置SCR催化剂与过滤器的结构，通过使氨吸附在SCR催化剂的预定的位置处，均将发挥由氨的还原作用实现的NOx净化。但是，在内燃机中，还存在为了排气升温等目的而向排气中供给燃料成分的情况，如果此时该燃料成分被吸附在SCR催化剂的该预定位置处时，则由SCR催化剂进行的NOx净化将难以有效地实施。因此，公开了一种在吸附于SCR催化剂上的燃料成分成为预定量以上时，强制性地使SCR催化剂升温从而去除所吸附的燃料成分的技术(例如，参照专利文献2)。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特表2007-501353号公报
[0007]专利文献2:日本特开2009-41437号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在内燃机的排气净化系统中，在具备对排气中的PM进行捕集的过滤器、和对排气中的NOx进行选择还原的选择还原型NO ^崔化剂的情况下，实施用于使流入到过滤器或选择还原型勵^崔化剂中的排气温度上升的燃料成分的供给、和用于NOx*化的氨或氨的前驱体(以下，称为“氨等”)的供给。被供给到排气中的燃料成分，一般情况下会在被配置于过滤器的上游侧的氧化催化剂中被氧化从而使排气温度上升，由此能够实现预定的目的，例如氧化去除被下游侧的过滤器所捕集的PM或实现选择还原型勵^崔化剂的温度维持等。另一方面，被供给到排气中的氨等，通过以氨的形式被吸附在选择还原型NOJf化剂的预定的位置处，从而能够实施NOx的还原净化。
[0010]在此，还存在以下情况，即，在被供给到排气中的燃料成分未被氧化催化剂氧化而钻出至其下游侧的情况下，燃料成分到达被配置在下游侧的选择还原型化剂，并被吸附在本来应该吸附氨的预定的位置处。在该情况下，由于在选择还原型NOx催化剂中阻碍了氨的吸附，因此如果该状态持续存在，则有可能使选择还原型勵^崔化剂的NO ^争化率降低。在本说明书中，将像这样的燃料成分未被氧化催化剂氧化而流出到其下游侧的情况表现为“燃料成分的钻出”，并且有时将该钻出的燃料成分仅称为“钻出燃料成分”。
[0011]本发明为鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于，在具有过滤器与选择还原型NOJf化剂的内燃机的排气净化系统中，尽可能地抑制由向排气供给的燃料成分造成的对选择还原型勵^崔化剂的NO x净化能力的影响。
[0012]用于解决课题的方法
[0013]在本发明中，为了解决上述课题而着眼于，在具备排气净化部的内燃机的排气净化系统中的、用于NOx选择还原的氨到达排气净化部与燃料成分到达排气净化部的相关关系，其中，所述排气净化部具有选择还原型NOx催化剂与过滤器。即，本申请发明人发现，通过对被包含在排气净化部的选择还原型化剂中的氨的吸附时刻及其吸附量进行控制，从而能够减轻由钻出燃料成分造成的对选择还原型NOJf化剂的NO x净化能力的影响。
[0014]具体而言，本发明为一种内燃机的排气净化系统，具备:氧化催化剂，其被设置在内燃机的排气通道中，且具有氧化功能；燃料供给部，其经由向该氧化催化剂流入的排气而对所述氧化催化剂供给燃料成分；排气净化部，其以包括过滤器和选择还原型化剂的方式而被形成，其中，所述过滤器被设置在与所述氧化催化剂相比靠下游侧的排气通道中、且对排气中的颗粒状物质进行捕集，所述选择还原型NOx催化剂将氨作为还原剂而对排气中的NOx进行选择还原；还原剂供给部，其经由向该排气净化部流入的排气而对所述排气净化部供给氨或氨的前驱体；供给控制部，其在燃料成分通过所述燃料供给部而被供给的情况下，在该被供给的燃料成分的一部分钻出至所述氧化催化剂的下游侧的预定条件成立时，以使由与非钻出时供给量相比而被增量的氨或氨的前驱体所形成的用于^^^选择还原的氨先于通过该燃料供给部而被供给的燃料成分而到达所述排气净化部的方式，对该被增量了的氨或氨的前驱体的供给与该燃料成分的供给中的至少一方进行控制，其中，所述非钻出时供给量为，在该预定条件不成立的情况下，应当通过该还原剂供给部来供给的氨或氨的前驱体的供给量。
[0015]本发明所涉及的排气净化系统通过具备排气净化部，从而实施由选择还原型NOx催化剂进行的排气中的NOx净化、和由过滤器进行的排气中的PM的捕集。前者，通过利用由还原剂供给部向排气供给的作为还原剂的氨或其前驱体(以下，称为“氨等”)而使氨最终吸附在选择还原型勵^崔化剂上，从而实施与NOx的选择还原反应。另一方面，后者，通过过滤器来捕集排气中的PM，从而抑制其向外部的排放。此外，在该排气净化系统中，根据用于使排气温度上升以实施被过滤器捕集的PM的氧化去除等目的，而实施由燃料供给部进行的燃料成分的供给。以此方式被供给的燃料成分，通过被氧化催化剂氧化，从而实现了排气温度的上升。
[0016]此处，根据排气净化系统被设置的条件，而存在被供给的燃料成分中的一部分未被氧化催化剂氧化的情况，该未被氧化的燃料成分有可能作为钻出燃料成分而随着排气的流动到达位于其下游侧的排气净化部。一般情况下，到达排气净化部的燃料成分与^^^还原用的氨相比，在选择还原型NOx催化剂中的吸附作用较强。因此，钻出燃料成分与氨相比优先被吸附在选择还原型NOJf化剂中，其结果为，存在阻碍由氨进行的NOx的还原净化的倾向。因此，如果通过燃料供给部而被供给的燃料成分钻出氧化催化剂，则有可能使选择还原型勵^崔化剂的NO x净化率降低。
[0017]氧化催化剂中燃料成分的钻出会因与内燃机的运转状态相关的排气流量或向排气供给的燃料成分的量、或者与氧化催化剂中的氧化反应相关的该氧化催化剂的温度等各种主要因素而产生。因此，在本发明所涉及的内燃机的排气净化系统中，如果钻出氧化催化剂的燃料成分到达排气净化部，则优选为，考虑使该燃料成分被吸附在应该吸附氨的选择还原型NOJf化剂的预定的位置处，并且以使用于NOx*化的氨在钻出的该燃料成分到达排气净化部之前到达排气净化部的方式，通过供给控制部来对氨等的供给与燃料成分的供给中的至少一方实施控制。
[0018]详细而言，在产生燃料成分的钻出的预定条件成立时，S卩，假设当实施了由燃料供给部进行的燃料成分的供给时，在能够判断出该燃料成分钻出氧化催化剂的情况下，实施与由供给控制部进行的氨等的供给、燃料成分的供给相关的控制。此时，通过还原剂供给部而被供给的氨等的量，与预定条件不成立时，即，即使实施了由燃料供给部进行的燃料成分的供给也能够被判断为被供给于氧化催化剂的氧化反应而未钻出到下游侧的情况下的氨等的供给量相比而被增量。而且，以使因该被增量的氨等原因而到达选择还原型勵夂催化剂的氨先于通过燃料供给部而被供给的燃料成分而到达排气净化部的方式，来执行由供给控制部实施的控制。即，由供给控制部实施控制的控制对象，可以为由还原剂供给部进行的供给，或者也可以为由燃料供给部进行的供给，而且，还可以将这两个供给作为对象。
[0019]以此方式，当供给控制部的控制被实施时，在能够判断出可能发生了燃料成分的钻出的情况下，由于与钻出燃料成分相比用于^^^还原的氨先到达排气净化部，因此氨优先被吸附在选择还原型NOx催化剂上。由此，能够尽可能地抑制由钻出燃料成分产生的阻碍吸附的影响。而且，如上文所述，由于在预定条件成立的情况下与不成立的情况相比，供给了被增量的氨等，因此能够使此时被吸附在选择还原型NOJf化剂中的氨量增加，由此之后能够尽可能地抑制由迟后到达排气净化部的燃料成分的吸附所造成的、阻碍氨吸附的影响。由此，能够以平衡的方式避免被吸附在选择还原型NOJf化剂中的氨量降低较大的情况。这可认为是，抑制了由钻出燃料成分造成的影响，并大大地有助于选择还原型^^^催化剂的NOxS化率