內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，作為被設(shè)置于內(nèi)燃機的排氣通道上的排氣凈化裝置而正在開發(fā)一種使選擇還原型NOx催化劑(以下，稱為SCR催化劑)負載于過濾器中的排氣凈化裝置(例如，參照專利文獻I)。過濾器對排氣中的顆粒狀物質(zhì)(以下，稱為PM)進行捕集。SCR催化劑將氨(NH3)作為還原劑而對排氣中的NOx進行還原。以下，有時也將負載了這樣的SCR催化劑的過濾器稱為SCRF。
[0003]通過采用SCRF作為排氣凈化裝置，從而與將過濾器與SCR催化劑分別設(shè)置于排氣通道上的情況相比，能夠?qū)⑴艢鈨艋b置的大小進一步縮小。因此，能夠提高排氣凈化裝置的安裝性。此外，通過采用SCRF而能夠?qū)CR催化劑配置于排氣通道中靠上游側(cè)。排氣通道中的SCR催化劑的配置越靠上游側(cè)，該SCR催化劑越容易通過排氣的熱量而被加熱。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)SCR催化劑的預(yù)熱性的提高與SCR催化劑中的Ncyf化率的提高。
[0004]在此，在SCRF中會堆積有被捕集到的PM。因此，在具備SCRF的排氣凈化系統(tǒng)中執(zhí)行過濾器再生處理。過濾器再生處理為，使堆積在SCRF中的PM氧化并去除的處理。過濾器再生處理通過向被設(shè)置于與SCRF相比靠上游側(cè)的排氣通道上的具有氧化作用的前段催化劑供給燃料而被實現(xiàn)。當(dāng)在前段催化劑中燃料被氧化時，向SCRF中流入的排氣通過氧化熱而被加熱。因此，能夠使SCRF的溫度上升至可促進PM的氧化的過濾器再生溫度。
[0005]在先技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特表2007-501353號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]SCRF中供給有氨或者氨的前驅(qū)體。而且，在SCRF所負載的SCR催化劑中，將氨作為還原劑來對排氣中的NOx進行還原。在此，當(dāng)氨被氧化時有時會生成NO x。由于需要對這樣的NOx的生成進行抑制，因此使氧化能力較高的催化劑負載于SCRF中較為困難。因此，SCRF所負載的SCR催化劑的氧化能力非常低。
[0010]在如上所述的過濾器再生處理被執(zhí)行時，存在如下情況，S卩，被供給至前段催化劑的燃料中所含有的碳氫化合物(He)與一氧化碳(CO)的一部分在該前段催化劑中未被氧化而從該前段催化劑經(jīng)過。經(jīng)過了前段催化劑的HC與CO流入SCRF中。然而，如上所述，SCRF所負載的SCR催化劑的氧化能力非常低。因此，當(dāng)HC與CO從前段催化劑經(jīng)過時，該HC與CO也從SCRF經(jīng)過。
[0011]此外，當(dāng)通過執(zhí)行過濾器再生處理而使堆積于SCRF中的PM被氧化時，會生成CO。在SCRF中，該CO也難以被氧化。因此，在執(zhí)行過濾器再生處理時，通過燃料中所含有的HC與CO以及PM的氧化而生成的CO有可能從SCRF流出。
[0012]本發(fā)明為鑒于上述那樣的問題而被完成的發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種在具備SCRF的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)中對執(zhí)行過濾器再生處理時HC與CO向外部被排出的情況進行抑制并且能夠以較高效率來執(zhí)行過濾器再生處理的技術(shù)。
[0013]用于解決課題的方法
[0014]在本發(fā)明中，在與SCRF相比靠下流側(cè)的排氣通道上設(shè)置后段催化劑。后段催化劑具有氧化作用。而且，在要求執(zhí)行過濾器再生處理時，在后段催化劑的溫度低于預(yù)定活性溫度時，在執(zhí)行過濾器再生處理之前，通過執(zhí)行使從內(nèi)燃機排出的排氣的溫度上升的控制與使排氣的流量增加的控制，從而使后段催化劑的溫度上升。
[0015]具體而言，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)具備:前段催化劑，其被設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣通道上，并具有氧化作用；燃料供給裝置，其向所述前段催化劑供給燃料；過濾器，其為被設(shè)置在與所述前段催化劑相比而靠下游側(cè)的排氣通道上，并對排氣中的顆粒狀物質(zhì)進行捕集的過濾器，并且負載有將氨作為還原劑而對排氣中的NOx進行還原的選擇還原型NOx催化劑；氨供給裝置，其向所述過濾器供給氨或者氨的前驅(qū)體；后段催化劑，其被設(shè)置在與所述過濾器相比而靠下游側(cè)的排氣通道上，并具有氧化作用；過濾器再生處理執(zhí)行部，其通過從所述燃料供給裝置向所述前段催化劑供給燃料而使所述過濾器的溫度上升至可對顆粒狀物質(zhì)的氧化進行促進的預(yù)定的過濾器再生溫度，由此來執(zhí)行使堆積在所述過濾器中的顆粒狀物質(zhì)氧化并去除的過濾器再生處理，在要求執(zhí)行所述過濾器再生處理之時所述后段催化劑的溫度低于預(yù)定活性溫度時，通過在由所述過濾器再生處理執(zhí)行部執(zhí)行所述過濾器再生處理之前，執(zhí)行使從內(nèi)燃機所排出的排氣的溫度上升的控制和使排氣的流量增加的控制，從而使所述后段催化劑的溫度上升至所述預(yù)定活性溫度以上。
[0016]在本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的排氣凈化系統(tǒng)中，在內(nèi)燃機的排氣通道中從上游側(cè)起依次設(shè)置有前段催化劑、SCRF以及后段催化劑。而且，從氨供給裝置向SCRF供給氨或者氨的前驅(qū)體。在SCRF所負載的SCR催化劑中，將所供給的氨或者由所供給的氨的前驅(qū)體生成的氨作為還原劑來對排氣中的NOx進行還原。此外，用于去除堆積于SCRF中的PM的過濾器再生處理通過從燃料供給裝置向前段催化劑供給燃料而被實現(xiàn)。
[0017]在執(zhí)行過濾器再生處理時，在前段催化劑中未被氧化而從該前段催化劑以及SCRF經(jīng)過的HC與CO流入后段催化劑中。此時，只要后段催化劑的氧化作用充分地活性化，則能夠在該后段催化劑中使HC與CO氧化。
[0018]因此，在本發(fā)明中，在要求執(zhí)行所述過濾器再生處理之時后段催化劑的溫度低于預(yù)定活性溫度時，在由過濾器再生處理執(zhí)行部執(zhí)行過濾器再生處理之前(即，執(zhí)行從燃料供給裝置向前段催化劑供給燃料之前)，通過執(zhí)行使從內(nèi)燃機所排出的排氣的溫度上升的控制和使排氣的流量增加的控制，從而使后段催化劑的溫度上升至預(yù)定活性溫度以上。在此，預(yù)定活性溫度為，可充分地使流入后段催化劑的HC以及CO氧化的溫度。
[0019]根據(jù)使從內(nèi)燃機所排出的排氣的溫度上升的控制，與從燃料供給單元向前段催化劑供給燃料的情況相比，能夠抑制排氣中的HC與CO的增加，并且使流入后段催化劑的排氣的溫度上升。而且，通過使流入后段催化劑的排氣的溫度上升，從而能夠通過該排氣而使向后段催化劑所供給的熱量增加。
[0020]此外，通過使排氣的流量增加，從而使排氣的熱量不易因被設(shè)置于與后段催化劑相比而靠上游側(cè)的前段催化劑以及SCRF而消失。因此，能夠使通過排氣而向后段催化劑供給的熱量進一步增加。因此，可進一步促進后段催化劑的升溫。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，在后段催化劑的溫度在預(yù)定活性溫度以上時過濾器再生處理被執(zhí)行。因此，能夠?qū)?zhí)行過濾器再生處理時HC與CO被排出到外部的情況進行抑制。此外，在后段催化劑的氧化作用的活性不充分時，能夠使該后段催化劑的氧化作用迅速地提高至較充分的等級。因此，可進一步提前開始執(zhí)行過濾器再生處理。因此，能夠以較高效率實施過濾器再生處理。
[0022]在本發(fā)明中，也可以采用如下方式，S卩，在要求執(zhí)行過濾器再生處理時的后段催化劑的溫度低于預(yù)定活性溫度時，在過濾器的溫度低于預(yù)定過濾器溫度的情況下，禁止執(zhí)行使排氣的流量增加的控制。此外，在本發(fā)明中，也可以采用如下方式，即，在要求執(zhí)行過濾器再生處理時的后段催化劑的溫度低于預(yù)定活性溫度時，在SCRF所負載的SCR催化劑的NOx凈化率低于預(yù)定凈化率的情況下，禁止執(zhí)行使排氣的流量增加的控制。
[0023]由此，能夠在SCRF所負載的SCR催化劑的NOx*化率不充分的狀態(tài)時對流入SCRF的NOx量增加的情況進行抑制。因此，能夠?qū)O x向外部排出的排出量的增加進行抑制。
[0024]在本發(fā)明中，也可以采用如下方式，S卩，在要求執(zhí)行過濾器再生處理時的后段催化劑的溫度低于預(yù)定活性溫度時，在過濾器的溫度低于預(yù)定過濾器溫度的情況下，將使排氣的流量增加時的增加量設(shè)為與過濾器的溫度在該預(yù)定過濾器溫度以上時相比而較小。此夕卜，在本發(fā)明中，也可以采用如下方式，即，在要求執(zhí)行過濾器再生處理時的后段催化劑的溫度低于預(yù)定活性溫度時，在SCRF所負載的SCR催化劑的NOx凈化率低于預(yù)定凈化率的情況下，將使排氣的流量增加時的增加量設(shè)為與SCR催化劑的NOx凈化率在該預(yù)定凈化率以上時相比而較小。
[0025]由此，能夠促進后段催化劑的升溫，并且