内燃机的排气净化系统的制作方法_4

文档序号:9354672阅读:来源:国知局
]而且,之后,SCRF4在为了排气中的勵夂的还原净化而使被吸附的氨被消耗了对应于箭头标记c4所表示的量的状态下,迎来钻出燃料成分的到达。以此方式,在本申请发明所涉及的NOx净化控制中,在钻出燃料成分到达SCRF4之前,供给与未产生燃料成分的钻出的情况下的尿素水的供给量、即用于实现相当于箭头标记a3的吸附量的增加的尿素水供给量相比而被增量的尿素水。另外,关于该尿素水的增量的量的详细内容将在后文中进行叙述。此外,在本申请说明书中,以下将该被增量而被供给的尿素水所生成的、可以说是被增量的氨称为“增量氨”(例如,箭头标记a4所表示的氨),并且将除此以外的由未被增量而被供给的尿素水所生成的氨称为“通常氨”(例如,箭头标记a3所表示的氨)。因此,增量氨被吸附在SCR催化剂的预定位置处,经过了该状态,燃料成分被吸附向预定位置。在此,由于当燃料成分到达SCRF4时其被吸附在SCR催化剂的预定位置处,因此即使之后实施了供给阀6的尿素水供给,由该尿素水生成的氨也无法有效地被吸附在SCR催化剂的预定位置处,其结果为,以与图2(b)相同的方式,仅产生图2(c)的箭头标记a5所表示的程度的吸附量的增加,即受到所吸附的燃料成分的影响而仅产生少于箭头标记a3所表示的吸附量的增加的、箭头标记a5所表示的吸附量的增加。
[0055]但是,在本申请发明的NOxS化中,由于在钻出燃料成分到达SCRF4之前,对SCRF4的氨吸附量进行增量,因此即使氨吸附量如上述那样受到所吸附的燃料成分的影响而减少,钻出燃料成分到达后的氨吸附量也能够被维持在与到达前的氨吸附量的水平相同程度的水平(Lvl所表示的水平)上。其结果为,即使再次重复实施箭头标记c5所表示的吸附氨的消耗和由周期性的尿素水供给实现的吸附量的增加,平衡性的氨吸附量也大致被维持在Lvl所表示的水平上,因此能够避免因钻出燃料成分所引起的SCRF4的NOx净化率的降低。
[0056]如此,根据本申请发明的NOx净化,能够减轻钻出燃料成分的影响。另一方面,为了适当地发挥该效果,而需要如上述那样使增量氨在钻出燃料成分到达SCRF4之前到达SCRF4。因此,根据图3来对用于使这样的向SCRF4的氨供给成为可能的尿素水供给进行说明。图3为以使横轴的时间轴一致的方式排列表不如下内容的图,其中,(a)表不从ECU20向供给阀7发出的尿素水供给指令、(b)表示SCRF4内的氨浓度推移、(c)表示SCRF4中的氨吸附量的推移、(d)表示SCRF4内的燃料成分浓度的推移、(e)表示从ECU20向燃料供给阀6发出的燃料成分供给指令。另外,图3中的(b)、(c)、(d)的记载内容与图2(c)所表示的记载内容实质上相同。
[0057]在此,在本申请发明的NOx净化中重要的部分为,使增量氨在钻出燃料成分到达SCRF4之前到达SCRF4。另外,在图3中,钻出燃料成分到达SCRF4的到达时刻以tl2来表示,增量氨到达SCRF4的到达时刻以t22来表示。此外,在实施周期性的尿素水的供给过程中,在增量氨之后到达SCRF4的通常氨的到达时刻以t23来表示。
[0058]而且,在本实施例中,以使钻出燃料成分的到达时刻tl2成为增量氨的到达时刻t22与通常氨的到达时刻t23的大致中间的方式,来对从供给阀7的尿素水的供给时刻(SP,从ECU20向供给阀7发出的供给指令的开始时刻)与从燃料供给阀6的燃料成分的供给时刻(即,从ECU20向燃料供给阀6发出的供给指令的开始时刻)之间的相关关系实施调节。而且,在该调节中,还考虑了从燃料供给阀6被供给的燃料成分的一部分作为钻出燃料成分而到达SCRF4所需的时间(以下,称为“燃料成分到达时间”)Δ tl和从供给阀7被供给的尿素水作为氨而到达SCRF4所需的时间(以下,称为“氨到达时间”)At2。
[0059]例如,燃料成分到达时间Δ tl能够根据以下的算式2来进行计算。
[0060]Atl =(从燃料供给阀6至SCRF4为止的容积)/ ((空气流量计16的检测值+单位时间的燃料喷射量)X气体密度)…(算式2)
[0061]此外,氨到达时间Δ t2能够根据以下算式3来进行计算。
[0062]Δ t2 =(从供给阀6至SCRF4为止的容积)/ ((空气流量计16的检测值+单位时间的燃料喷射量)X气体密度)…(算式3)
[0063]在上述算式2以及算式3中,(空气流量计16的检测值+单位时间的燃料喷射量)X气体密度)的含义为,每单位时间的排气量。
[0064]而且,在假定燃料成分钻出的情况下,为了使该钻出燃料成分在时刻tl2到达SCRF4,而只需在与时刻tl2相比早△ tl的时刻til处,以使燃料成分从燃料供给阀6被供给的方式从E⑶20发出供给指令即可。此外,为了使增量氨在时刻t22到达SCRF4,而只需在与时刻t22相比早Δ t2的时刻t21处,以使尿素水从供给阀7被供给的方式从ECU20发出供给指令即可。另外,在图3中,由于与增量氨相对应的尿素水供给指令(具有脉冲宽度W2的指令)和与通常氨相对应的尿素水供给指令(具有脉冲宽度Wl的指令)相比尿素水的供给量较多,因此具有W2 > Wl的关系。在此,图3所示的供给指令的时刻、向SCRF4钻出的钻出燃料成分或氨的到达时刻的相关关系为一个示例,并且能够根据流过排气通道2的排气流量等的各个条件、或用于NOxS化的尿素水供给条件(供给量或供给频率等)而变动。
[0065]接下来,根据图4来对用于实施至上述为止的本申请发明的NOr^化的控制进行说明。图4所示的NOr^化控制,通过执行被存储在ECU20中的控制程序而被实施。首先,在SlOl中,对是否需要进行燃料供给阀6的燃料成分的供给进行判断。例如,也可以在考虑是否为实施在SCRF4中的PM堆积量变多时被实施的上述过滤器再生处理的定时的条件下,实施SlOl的判断处理。在该情况下,如果为实施过滤器再生处理的情况,则将判断为需要进行燃料成分的供给。此外,即使是像实施了过滤器再生处理的情况这样在SCRF4上并未堆积较多的PM,但为了尽可能地防止SCRF4的堵塞而间歇性地使排气温度升温的情况下,通过该判断处理也将被判断为需要进行燃料成分的供给。当在SlOl中作出肯定判断时将进入S102,而当作出否定判断时则将结束本控制。
[0066]接下来,在S102中,在立足于被判断为需要燃料供给的情况下,而实施该燃料供给所需的供给条件的计算。例如,在为了过滤器再生处理而实施燃料成分的供给的情况下,根据堆积在SCRF4上的PM量而对燃料成分的供给量进行计算。此外,根据该被计算出的燃料成分的供给量而对燃料供给阀6的喷射次数(喷射频率)进行调节,以使从燃料供给阀6被喷射的燃料成分适当地分散在排气中。当S102的处理结束时,将进入S103。
[0067]在S103中,对钻出的预定条件是否成立进行判断,所述钻出的预定条件为,在供给了由S102计算出的供给条件下所供给的燃料成分时,该燃料成分的一部分未被氧化催化剂3氧化,而作为钻出燃料成分而向下游侧流出。氧化催化剂5中的燃料成分的氧化反应具有依赖于氧化催化剂3中的燃料成分与氧之间的反应机会的倾向。因此,例如,也可以根据如图5A所示的、向氧化催化剂3流入的排气流量与燃料成分的钻出量之间的相关关系来对该预定条件的成立与否进行判断。在如图5A中用线LI所表示的那样的、排气流量较小的情况下,为了确保氧化催化剂3中的燃料成分的氧化反应的机会,而可以无视钻出量。但是,可以认为,当排气流量增加得超过阈值时,随着其增加钻出量将变多。
[0068]此外,可以认为,燃料成分的供给量也是与上述反应机会相关的参数。因此,例如,也可以根据如图5B所示的、燃料成分的供给量与燃料成分的钻出量的相关关系来对该预定条件的成立与否进行判断。在如图5B中用线L2所表示的、燃料成分的供给量较小的情况下,为了确保氧化催化剂3中的燃料成分的氧化反应的机会,而可以无视钻出量。但是,可以认为,当燃料成分的供给量增加得超过阈值时,未被充分地供给于氧化反应,随着其增加钻出量将变多。另外,关于预定条件的成立的判断,可以综合地考虑上述的排气流量以及燃料成分的供给量,而且,也可以考虑其中任意一方。而且,由于作为能够影响燃料成分的氧化效率的参数也考虑到了氧化催化剂3的温度,因此也可以在考虑了氧化催化剂3的温度的条件下实施与预定条件的成立相关的判断。当在S103中作出肯定判断时将进入S104,而当作出否定判断时则将结束本控制。
[0069]在S104中,对供给阀7的尿素水的供给条件进行计算。例如,以使利用NOx传感器10,11并根据算式I而计算出的NOx*化率收敛于预定的净化率的范围内的方式,对用于供给NOx的还原净化所需的氨的尿素水量进行计算。此时,也对用于生成图2、图3中说明了的增量氨而需要的尿素水的增量的量进行计算。具体而言,在立足于增量氨是用于减轻上文所述的由钻出氧化催化剂3的燃料成分造成的影响的物质的情况下,根
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