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，尤其涉及一种具备被配置于内燃机的排气通道上的颗粒过滤器和选择还原型催化剂(SCR -Selective Catalytic Reduct1n)的排气净化系统。
【背景技术】
[0002]一直以来，已知一种排气净化系统，所述排气净化系统具备被配置于内燃机的排气通道上的颗粒过滤器、被配置于与颗粒过滤器相比靠下游的排气通道上的SCR、向流入SCR的排气中添加还原剂的还原剂供给单元、和使排气的一部分从排气通道向进气通道回流的废气再循环机构。在这种排气净化系统中，提出了一种当以被颗粒过滤器捕集的粒状物质(PM:Particulate Matter)的氧化为目的而使该颗粒过滤器升温时使废气再循环气体的回流量减少的技术(例如，参照专利文献I)。
[0003]在具备被配置于内燃机的排气通道上的颗粒过滤器、和使排气的一部分(废气再循环气体)从排气通道向进气通道回流的废气再循环装置的排气净化装置中，还提出了一种当内燃机处于中负载运行状态时通过增多废气再循环气体量而使内燃机的出量减少的技术(例如，参照专利文献2)。
[0004]在具备被配置于内燃机的排气通道上的颗粒过滤器、和使排气的一部分(废气再循环气体)从排气通道向进气通道回流的废气再循环装置的排气净化装置中，还提出了一种技术，所述技术为，当颗粒过滤器的温度较高且排气中的氧浓度较高时通过实施使废气再循环气体量增加等的处理，从而使从颗粒过滤器中通过的排气的量减少的技术(例如，参照专利文献3)。
[0005]在具备被配置于内燃机的排气通道上的NOx催化剂、和使排气的一部分(废气再循环气体)从排气通道向进气通道回流的废气再循环装置的排气净化装置中，还提出了一种当NOx催化剂的温度高于活化区域时通过增大废气再循环率从而实现排气温度的降低的技术(例如，参照专利文献4)。
[0006]在具备被配置于内燃机的排气通道上的颗粒过滤器、使排气的一部分(废气再循环气体)从与涡轮相比靠上游的排气通道向与压缩机相比靠下游的排气通道回流的第一废气再循环装置、使排气的一部分(废气再循环气体)从与涡轮相比靠下游的排气通道向与压缩机相比靠上游的排气通道回流的第二废气再循环装置的排气净化装置中，还提出了一种当排气温度高于颗粒过滤器的再生温度时利用第二废气再循环装置从而使废气再循环气体回流的技术(例如，参照专利文献5)。
[0007]在具备被配置于内燃机的排气通道上的颗粒过滤器、和被配置于与颗粒过滤器相比靠下游的排气通道上的NOx催化剂的排气净化装置中，还提出了一种通过对排气中的氧浓度进行调节从而实施颗粒过滤器的再生和NOx的脱硝的技术(例如，参照专利文献6)。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2012-047081号公报
[0011 ]专利文献2:日本特开2007-002668号公报
[0012]专利文献3:日本特开2002-106326号公报
[0013]专利文献4:日本特开2010-007518号公报
[0014]专利文献5:日本特开2004-162674号公报
[0015]专利文献6:日本特开2005-133721号公报
【发明内容】
[0016]发明所要解决的课题
[0017]可是，在具备颗粒过滤器和SCR的排气净化系统中，当废气再循环气体量被减量时，由于从内燃机排出的量增加，因此，未被SCR净化(还原)而排出至大气中的NOx的量有可能变多。
[0018]尤其，在SCR的温度高于NOx净化窗的上限值(大致400°C )时，由于被SCR吸附的还原剂(例如，氨(NH3))的量变少，因此，未被SCR净化(还原)而排出至大气中的NOx的量容易增加。
[0019]本发明是鉴于上述的实际情况而作出的发明，其主要目的在于，在具备颗粒过滤器和SCR的排气净化系统中，提供一种能够适当地减少被排出至大气中的NOx量的技术。
[0020]用于解决问题的方法
[0021]为了解决上述的课题，本发明为一种内燃机的排气净化系统，其具备:颗粒过滤器，其被配置在内燃机的排气通道上；选择还原型催化剂，其被配置在与颗粒过滤器相比靠下游的排气通道上；还原剂供给装置，其向与选择还原型催化剂相比靠上游的排气通道供给作为氨或氨的前驱体的还原剂；废气再循环机构，其将排气的一部分作为废气再循环气体而从内燃机的排气通道向进气通道供给，内燃机的排气净化系统在颗粒过滤器的温度在粒状物质可能氧化的最低温度以上且颗粒过滤器的颗粒物捕集量较少时，使废气再循环气体的量增加，并在颗粒过滤器的温度属于与粒状物质可能氧化的最低温度相比而较低的温度范围且选择还原型催化剂的温度收敛于NOx净化窗内时，使排气中所包含的NOx的量增加。
[0022]详细而言，具备:
[0023]颗粒过滤器，其被配置在内燃机的排气通道上；
[0024]选择还原型催化剂，其被配置在与所述颗粒过滤器相比靠下游的排气通道上；
[0025]还原剂供给装置，其向与所述选择还原型催化剂相比靠上游的排气通道供给作为氨或氨的前驱体的还原剂；
[0026]废气再循环装置，其将流过排气通道的排气的一部分作为废气再循环气体而供给至进气通道；
[0027]第一温度检测单元，其对与所述颗粒过滤器的温度相关的温度进行检测；
[0028]第二温度检测单元，其对与所述选择还原型催化剂的温度相关的温度进行检测；
[0029]检测单元，其对作为被所述颗粒过滤器捕集到的颗粒物的量的颗粒物捕集量进行检测；
[0030]控制单元，其在所述第一温度检测单元的检测值为粒状物质可能氧化的最低温度以上、且与成为颗粒物再生处理的执行条件的颗粒物捕集量相比由所述检测单元检测出的颗粒物捕集量少预定量以上时，以使废气再循环气体量增加的方式对所述废气再循环装置进行控制，而在所述第一温度检测单元的检测值属于与粒状物质可能氧化的最低温度相比而较低的温度范围、且属于对被颗粒过滤器捕集到的粒状物质和作为被包含在排气中的NOx的一部分的二氧化氮之间的氧化还原反应进行促进的温度范围，并且第二温度检测单元的检测值属于所述NOx净化窗时，实施作为使从内燃机排出的NO x增加的处理的NO x增加处理。
[0031]此处所说的“粒状物质可能氧化的最低温度”为，与执行作为对被颗粒过滤器捕集到的粒状物质(颗粒物)进行氧化及去除的处理的颗粒物再生处理时的颗粒过滤器的目标温度(例如，从500°C至600°C)相比而较低的温度，且为被颗粒过滤器捕集到的颗粒物的一部分开始氧化的温度(例如，450°C)。“使废气再循环气体的量增加”为，与颗粒过滤器的温度低于颗粒物可能氧化的最低温度时相比，使废气再循环气体量增多的处理。“对被颗粒过滤器捕集到的粒状物质和作为被包含在排气中的二氧化氮之间的氧化还原反应进行促进的温度范围”为，与“粒状物质可能氧化的最低温度”相比而较低的温度范围(例如，350°C前后的温度范围)。“N0X净化窗”为，选择还原型催化剂(以下，记为“SCR”)的NOx净化率(被SCR净化的NOx量相对于向SCR流入的NO )(量的比率)成为被预先规定的最低的NCVf化率以上的温度范围，其预先通过实验而被求得。
[0032]从还原剂供给装置供给的还原剂(氨(NH3))被SCR吸附。被SCR吸附的氨(NH3)通过与排气中的NOx进行反应而被转化为N2或H2O等。可是，当向SCR流入的量变多时，在SCR中未被还原而向大气中排出的NOx的量有可能变多。另外，当向SCR流入的NO x的量变多时，在SCR中被净化所消耗的还原剂的量也有可能变多。因此，优选为，向SCR流入的NOx的量尽可能被减少。
[0033]对此，考虑到如下方法，即，通过使在内燃机的气缸内燃烧的混合气的燃烧正时延迟，从而使在混合气燃烧时产生的勵^勺量(从内燃机排出的NO x的量)减少。详细而言，考虑到如下方法，即，在压缩点火式的内燃机中使燃料喷射正时延迟，或者在火花点火式的内燃机中使点火正时延迟。混合气的燃烧正时被延迟的情况与未被延迟的情况相比，混合气的燃烧温度降低。其结果为，混合气燃烧时所产生的顯^勺量(从内燃机排出的NO ^勺量)减少。当从内燃机排出的NOx的量减少时，向SCR流入的NO x的量也减少。
[0034]但是，当燃料喷射正时或点火正时被延迟时，混合气的燃烧时所产生的热能中，有助于内燃机的输出的热能的量变少。因此，为了使内燃机的产生转矩与驾驶员的要求转矩相等，需要使燃料喷射量增量，从而燃料消耗量或二氧化碳(CO2)的产生量有可能增加。
[0035]因此，本发明的内燃机的排气净化系统在颗粒过滤器的温度在颗粒物可能氧化的最低温度(以下，称为“颗粒物氧化开始温度”)以上时，使废气再循环气体量增量。当废气再循环气体量被增量时，由于混合气的燃烧温度变低，因此，从内燃机排出的NOx的量减少。其结果为，能够在将燃料喷射正时或点火正时的延迟量抑制得较少的同时，使从内燃机排出的NOx的量减少。因此，能够在抑制燃料消耗量或CO2产生量的增加的同时，减少向SCR流入的NOx的量。
[0036]并且，当废气再循环气体量被增加时，混合气的燃烧时产生的颗粒物的量(从内燃机排出的颗粒物的量)有可能增加。但是，由于从内燃机排出的颗粒物被颗粒过滤器捕集，因此，能够避免排出至大气中的颗粒物的量增