内燃机的排气净化系统的制作方法_3

文档序号:8515871阅读:来源:国知局
进行后喷射的方法。
[0057]然而,当在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内,内燃机I进行低负荷运行时,从该内燃机I被排出时的排气的温度会变低。因此,即使在氧化催化剂中产生未燃烧燃料的氧化反应热,从排气向SCR催化剂传递的热量也会减少。此外,在向氧化催化剂供给大量的未燃烧燃料的情况下,排气中的一氧化碳(NO)在氧化催化剂中几乎不会被氧化,从而流向SCR催化剂的量也随之变为极少。而且,当SCR催化剂的温度低于下限值时,还存在NOx净化率的上升量与该SCR催化剂的温度上升量相比而变少的情况。因此,当在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内,在内燃机I进行低负荷运行时向氧化催化剂被供给的未燃烧燃料的量增多时,有可能使SCR催化剂的NOx净化率降低。
[0058]相对于此,还考虑到如下方法,即,在内燃机I进行低负荷运行时,通过将排气的一部分作为EGR气体而向内燃机I的气缸内进行供给,从而使NOx产生量减少的方法。然而,由于在SCR催化剂未活化时,内燃机I处于冷态的可能性较高,因此难以供给可使NO/^生量减少的足够量的EGR气体。
[0059]因此,在本实施例的升温处理中,E⑶10在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内,在SCR催化剂的温度在下限值以上,并且内燃机I进行低负荷运行时,停止相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。在此所说的“下限值”为,例如,以在排气中存在NO2为条件,SCR催化剂能够对NOx进行净化的最低的温度。
[0060]详细而言,ECUlO按照图2所示的映射而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换。图2为将内燃机I的负荷与旋转速度作为参数的映射的模式图,并为通过利用了预先实验等的适当处理而被确定的映射。如图2所示,在排气温度降低的低负荷运行区域中,不向氧化催化剂供给未燃烧燃料。另一方面,在排气温度升高的高负荷运行区域中,向氧化催化剂供给未燃烧燃料。在此所说的“低负荷运行区域”是指,在假定向氧化催化剂供给了未燃烧燃料的情况下,通过未燃烧燃料的反应热而产生的氧化催化剂的温度上升效果与通过从氧化催化剂向排气传递的热量而产生的氧化催化剂的温度降低效果互相抵消的运行区域。具体而言,如图3所示,“低负荷运行区域”为,在通过未燃烧燃料的供给而使氧化催化剂的温度上升了的情况下,该氧化催化剂的温度超过排气温度的运行区域。另一方面,“高负荷运行区域”为,在假定向氧化催化剂供给了未燃烧燃料的情况下,可获得通过未燃烧燃料的反应热而产生的氧化催化剂的温度上升效果与通过从排气向氧化催化剂传递的热量而产生的氧化催化剂的温度上升效果的相乘效果的运行区域。具体而言,如图4所示,“高负荷运行区域”为,在通过未燃烧燃料的供给而使氧化催化剂的温度上升了的情况下,排气温度与该氧化催化剂的温度相比变得较高的运行区域。另外,图3、4中的“X”为,从未燃烧燃料的供给开始到未燃烧燃料的反应热被反映在氧化催化剂的温度上所需要的期间。
[0061]图5为表示在根据图2的映射而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换的情况下,向氧化催化剂供给的未燃烧燃料的量、SCR催化剂的温度、从氧化催化剂排出的排气的NO2比率以及SCR催化剂的NOx净化率的随时间的变化的时序图。图5中的实线为表示根据内燃机I的运行状态而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换时的随时间的变化,图5中的单点划线为表示无论内燃机I的运行状态如何均供给未燃烧燃料时的随时间的变化。
[0062]在图5中,在SCR催化剂的温度在下限值TsO以上并且内燃机I进行低负荷运行的期间(图5中从tl至t2的期间)内,未燃烧燃料的供给被停止的情况与未被停止的情况相比,在氧化催化剂中被氧化的NO的量增加。其结果为,虽然未燃烧燃料的供给被停止的情况与未被停止的情况相比,SCR催化剂的温度上升速度减小,但排气中的NO2比率升高。其结果为,未供给未燃烧燃料的情况与供给未燃烧燃料的情况相比,SCR催化剂的N0x净化率变得较高。另外,对未燃烧燃料的供给与停止进行切换的处理一直执行到SCR催化剂的温度达到活化温度为止。在此所说的“活化温度”是指,相当于本发明所涉及的“预定温度”的温度,并为通过提高排气中的NO2比率而从使SCR催化剂的NO為化率升高的最低的温度。
[0063]因此,根据内燃机I的运行状态而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换了的情况与无论内燃机I的运行状态如何均供给未燃烧燃料的情况相比,在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间(SCR催化剂的温度从下限值上升至活化温度的期间)内的SCR催化剂的NOx净化率升高(参照图6)。另外,图6中的实线表示根据内燃机I的运行状态而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换时的NOx净化率,单点划线表示无论内燃机I的运行状态如何均供给未燃烧燃料时的NCy.化率。此外,图6中的TsO表示所述下限值,Tsl表示SCR催化剂的活化温度。
[0064]以下,按照图7对本实施例中的升温处理的执行步骤进行说明。图7为表示在升温处理被实施时ECUlO所执行的处理程序的流程图。图7的处理程序被预先存储在ECUlO的ROM等中,并且由E⑶10 (CPU)周期性地执行。
[0065]在图7的处理程序中,E⑶10首先在SlOl的处理中对氧化催化剂的温度是否在活化温度Tdoc以上进行判断。在此所说的“活化温度Tdoc”是指,氧化催化剂的氧化功能显现的最低的温度。此外,作为氧化催化剂的温度,设定为利用第一排气温度传感器8的输出信号而得到的温度。
[0066]在所述SlOl的处理中作出了否定判断的情况下,E⑶10再次执行该SlOl的处理。另一方面,在所述SlOl的处理中作出了肯定判断的情况下,E⑶10前进至S102的处理。
[0067]在S102的处理中,E⑶10向氧化催化剂供给未燃烧燃料。此时,E⑶10通过使燃料从膨胀行程或排气行程的气缸的燃料喷射阀Ia被喷射(后喷射),从而向氧化催化剂供给未燃烧燃料。另外,通过E⑶10执行S102的处理,从而本发明所涉及的升温单元被实现。
[0068]在S103中,E⑶10对SCR催化剂的温度是否在下限值TsO以上进行判断。此时,作为SCR催化剂的温度,设定为利用第二排气温度传感器9的输出信号而得到的温度。在S103的处理中作出了否定判断的情况下,E⑶10返回至SlOl的处理。另一方面,在S103的处理中作出了肯定判断的情况下,E⑶10前进至S104的处理。
[0069]在S104的处理中,E⑶10对内燃机I是否处于低负荷运行状态进行判断。即,E⑶10对由内燃机负荷与内燃机转速所确定的内燃机I的运行状态是否属于图2中的“未燃烧燃料供给停止”区域进行判断。此时,ECUlO将利用加速器位置传感器12的输出信号(加速器开度)而得到的参数作为内燃机负荷。
[0070]在所述S104的处理中作出了肯定判断的情况下,E⑶10前进至S105。在S105的处理中,ECUlO停止相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。在这种情况下,由于从氧化催化剂流出的排气的NO2比率提高,因此SCR催化剂的NO ^争化率也随之被提高。另外,通过ECUlO执行S105的处理,从而本发明所涉及的控制单元被实现。
[0071]另一方面,在所述S104的处理中作出了否定判断的情况下,E⑶前进至S106的处理。在S106的处理中,E⑶10继续相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。在这种情况下,由于从氧化催化剂流出的排气中所含有的热量变得较多,因此SCR催化剂的温度会迅速地上升。当SCR催化剂的温度迅速地上升时,SCR催化剂的NCVf化率也会随之上升。
[0072]ECUlO在执行了所述S105或所述S106的处理之后,执行S107的处理。SP,在S107的处理中,E⑶10对SCR催化剂的温度是否上升到了活化温度Tsl以上进行判断。
[0073]在S107的处理中作出了否定判断的情况下,E⑶10返回至S104的处理。另一方面,在S107的处理中作出了肯定判断的情况下,ECUlO前进至S108的处理而结束相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。
[0074]如上所述,通过E⑶10按照图7的处理程序执行升温处理,从而能够在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内,尽可能地提高SCR催化剂的NCVf化率。
[0075]<实施例2>
[0076]接下来,对本发明的第二实施例进行说明。在此,对与所述的第一实施例不同的结构
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