内燃机的排气净化装置的制造方法_3

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化催化剂5的床温与NOx净化率之间的关系的图。如图2所示,在氧化催化剂5的床温低于温度Tdl时,由于氧化催化剂5的氧化能力下降而使NOx净化率变低。另一方面,在床温变得高于温度Td2(例如,约280°C )时,虽然氧化催化剂5的氧化能力变得足够高,但由于燃料被氧化的氧化反应I支配性地发生,因此勵2的还原反应被抑制从而NOx净化率变低。S卩,氧化催化剂5在其催化剂温度处于从温度Tdl至温度Td2的温度范围内时,即,在催化剂温度属于其活化温度Tdl以上的预定的温度范围时,能够有效地对排气中的NOx进行还原。因此,为了有效地发挥氧化催化剂5的NOx*化能力,从而只要在氧化催化剂5的床温处于该温度范围时,实施供给适当量的燃料的控制即可。
[0053]接下来,利用图3对本实施例所涉及的SCR催化剂10的催化剂功能进行说明。另夕卜,图3为表示SCR催化剂10的^^净化率与床温之间的关系的图。此外,在图3中,虚线表示排气内的NO2比率(NO 2的物质量相对于NO与NO 2的总计的物质量的比率)为50%时的NOxS化率,实线及单点划线分别表示NO 2比率为40%时及30%时的NO ^争化率。
[0054]如图3所示,在SCR催化剂10的床温为温度Tsl (例如,大约150°C )以下时,SCR催化剂10处于非活化状态,NOx净化率较低。另一方面,床温为温度Ts2(例如,约200°C )以上时,SCR催化剂10处于活化状态,NOJ#化率较高。另外,无论在非活化状态与活化状态中的哪一种状态下,排气内的NO2比率对SCR催化剂10的NO x净化率造成的影响基本比较小。另外,该温度Ts2相当于SCR催化剂10的活化温度。而且,在SCR催化剂10在其床温处于从温度Tsl至温度Ts2的温度范围时,处于活化状态与非活化状态之间的过渡状态。处于过渡状态的SCR催化剂10的NOxS化率处于随着升温而变高的倾向,此外,根据NO 2比率而变动。
[0055]详细而言,如图3所示,处于过渡状态的SCR催化剂10的NOr^化率在NO2比率越接近50 %时越高。这是由于处于过渡状态的SCR催化剂10中,由NO与NO2以1:1的比率进行反应的反应式(4)所表示的还原反应4支配性地发生。
[0056]N0+N02+2NH3— 2N 2+3H20 (4)
[0057]所以,由于SCR催化剂10内的NO与NO2的比率为1:1、即NO 2的比率越接近50%,则越促进还原反应4,因此SCR催化剂10的NOx净化率变得越高。因此,在SCR催化剂10处于过渡状态时,通过使流入SCR催化剂10的排气的NO2比率接近于促进还原反应4的预定的比率,从而能够使SCR催化剂10的NOr^化率上升至NO 2比率为50%时的预定的净化率。因此,只要适当地对向氧化催化剂5供给的燃料的量进行控制而使从氧化催化剂5流出的排气(即,流入SCR催化剂10的排气)的NO2比率接近于该预定的比率,则能够在使流入处于过渡状态的SCR催化剂10的排气的NOx净化率上升至预定的净化率的同时,实现SCR催化剂10的升温。
[0058]接下来,利用图4对为了使本实施例所涉及的排气净化装置的NOx净化率上升而由ECU20所执行的燃料供给控制进行说明。另外,燃料供给控制是指,通过作为本实施例中的控制部的ECU20而被执行的、从燃料喷射阀2或燃料添加阀4被供给的燃料的量的控制。此外,图4为对在氧化催化剂5的床温为作为其活化温度的温度Tdl以上的情况下,于SCR催化剂10的床温为作为其活化温度的温度Ts2以下时,通过ECU20而被执行的燃料供给控制的控制模式进行说明的图。另外,如图4所示,由于在氧化催化剂5的床温低于温度Tdl的情况下,被供给的燃料有可能未被充分氧化而流出,因此通过E⑶20而使燃料供给被禁止。
[0059]在氧化催化剂5的床温属于从温度Tdl至温度Td2的温度范围的情况下,于SCR催化剂10的床温为温度Tsl以下时,氧化催化剂5处于能够发挥NOx*化能力的状态,相对于此SCR催化剂10处于非活化状态。此时,如图4所示,通过E⑶20而执行“HC-SCR模式”。该控制模式为,如以上所述,为以使通过氧化催化剂5而进行的还原被实施的方式对燃料供给量进行控制的模式。由此,由于即使在SCR催化剂10的NOx净化能力较低时,也会促进由处于更能发挥叫净化能力的状态的氧化催化剂5而进行的还原,因此,排气净化装置的NOx净化率将会上升。在此,在该控制模式执行时被供给的燃料的量为基于氧化催化剂5的床温等而被确定的量,只要通过实验等而被预先求出即可。另外,该控制模式相当于本发明中的第一控制。
[0060]在氧化催化剂5的床温高于温度Td2的情况下,于SCR催化剂10的床温为温度Tsl以下时,氧化催化剂5处于不能有效地对排气内的NOx进行净化的状态,而且,SCR催化剂10也处于非活化状态。然而,在此时,氧化催化剂5由于床温较高从而氧化能力较高。因此,此时,如图4所示,通过E⑶20而执行“无NO2保护的SCR升温模式”。该控制模式为,无论由SCR催化剂10实现的^^(净化率如何,均以通过由氧化催化剂5所实现的燃料的氧化而使流入SCR催化剂10的排气温度上升的方式对燃料供给量进行控制的模式。由此,能够实施专门为了 SCR催化剂10的升温而进行的燃料供给。其结果为,由于SCR催化剂10提前被升温,因此能够使NOxS化能力较高的SCR催化剂10的NOx净化率有效地上升。在此,在该控制模式执行时被供给的燃料的量为,基于通过空气流量计13而被检测出的空气量、和SCR催化剂10的床温等而确定的量,只要通过实验等而被预先求出即可。另外,该控制模式相当于本发明中的第二控制。
[0061]在氧化催化剂5的床温为温度Tdl以上的情况下,于SCR催化剂10的床温处于温度Tsl至温度Ts2的范围时,氧化催化剂5处于能够发挥NOx*化能力的状态,相对于此SCR催化剂10处于过渡状态。此时,如图4所示,通过E⑶20而执行“有NO2保护的SCR升温模式”。该控制模式为,以在将流入SCR催化剂10的排气中的NO和勵2的比率设为预定的比率的同时通过由氧化催化剂5所实施的燃料的氧化而使流入SCR催化剂10的排气温度上升的方式对燃料供给量进行控制的模式,其中,所述预定的比率为将处于过渡状态的SCR催化剂10的NOx净化率设为预定净化率的比率。由此,能够在使处于过渡状态的SCR催化剂10的NOx净化率接近于预定净化率的同时,使SCR催化剂10升温从而使NOx净化率上升。在此,在该控制模式执行时被供给的燃料的量为,基于通过空气流量计13而检测出的空气量、和通过燃料喷射阀2而被喷射的燃料喷射量等来确定的量,只要通过实验等而被预先求出即可。另外,该控制模式相当于本发明中的第三控制。
[0062]接下来,利用图5对本实施例中的燃料供给控制的执行顺序进行说明。图5为图示了 ECU20所执行的控制流程的流程图。该控制流程在内燃机I运行时被周期性地执行。
[0063]在本控制流程开始时,ECU20在步骤SlOl中取得执行此次的控制流程时的氧化催化剂5的床温与SCR催化剂10的床温。如上所述,氧化催化剂5的床温以及SCR催化剂10的床温分别根据由第一排气温度传感器6及第二排气温度传感器12所检测出的排气温度而被推断出。
[0064]接下来,E⑶20在步骤S102中对氧化催化剂5的床温是否为温度Tdl以上进行判断。在本步骤中作出了否定判断的情况下,ECU20转移至步骤S103并禁止燃料供给,且结束本程序。
[0065]在步骤S102中作出了肯定判断的情况下,E⑶20转移至步骤S104,并对SCR催化剂10的床温是否为温度Ts2以下进行判断。在本步骤中作出了否定判断的情况下,认为SCR催化剂10已经处于活化状态,并且NOr^化率足够高。因此,E⑶20不执行以使排气净化装置的NOx净化率上升为目的的燃料供给并结束本流程。
[0066]另一方面,在步骤S104中作出了肯定判断的情况下,E⑶20转移至步骤S105,并对SCR催化剂10的床温是否为温度Tsl以上进行判断。在本步骤中作出了否定判断的情况下,ECU20转移至步骤S106并对氧化催化剂5的床温是否为温度Td2以下进行判断。
[0067]在通过步骤S106而作出了肯定判断的情况下,结合以前的判断结果,认为氧化催化剂5的床温属于温度Tdl与温度Td2之间的温度范围,并且,SCR催化剂10的床温低于温度Tsl。因此,E⑶20转移至步骤S107,从而执行HC-SCR模式而使氧化催化剂5的NOr^化率上升。当步骤S107被执行时,结束本流程。
[0068]另一方面,在通过步骤S106而作出了否定判断的情况下,结合以前的判断结果,而认为氧化催化剂5的床温高于温度Td2,并且SCR催化剂10的床温低于温度Tsl。因此,E⑶20转移至步骤S108,从而执行无NO2保护的SCR升温模式。由此,SCR催化剂10的NO x净化率上升。当步骤S108被执行时,本流程结束。
[0069]另外,在步骤S105中作出了肯定判断的情况下,结合以前的判断结果,认为氧化催化剂5的床温为温度Tdl以上,并且,SCR催化剂10的床温处于温度Tsl与温度Ts2之间的温度范围。即,SCR催化剂10处于过渡状态。因此,E⑶20转移至步骤S109并执行有NO2保护的SCR
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