內燃機的排氣凈化系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種內燃機的排氣凈化系統。
【背景技術】
[0002]—直以來，作為被設置在內燃機的排氣通道中的排氣凈化裝置，而開發有使對排氣中的NOx進行選擇還原的選擇還原型NOx催化劑(以下，有時也稱為“SCR催化劑”)負載在過濾器中的裝置(例如，參照專利文獻I)。過濾器對排氣中的顆粒狀物質(以下，稱為“PM”)進行捕集。SCR催化劑將氨(NH3)作為還原劑來對排氣中的NOx進行還原。以下，將負載了這種SCR催化劑的過濾器稱為“SCRF”。在專利文獻I所示的排氣凈化裝置中，在SCRF的上游側配置有氧化催化劑以及用于NOx凈化的尿素添加閥。如此，由于通過作為排氣凈化裝置而采用SCRF，從而能夠在排氣通道中在更上游側處配置SCR催化劑，因此該SCR催化劑易于被排氣的熱量所加熱，由此能夠使SCR催化劑的預熱性提高、使SCR催化劑的NOx凈化率提高。
[0003]此外，即使是在內燃機的排氣通道中單獨配置過濾器與SCR催化劑的構成中，也配置有供給用于對NOx進行還原凈化的還原劑的供給閥。在此，不管是采用SCRF結構，還是采用單獨配置SCR催化劑與過濾器的結構，通過使氨吸附在SCR催化劑的預定的位置處，均將發揮由氨的還原作用實現的NOx凈化。但是，在內燃機中，還存在為了排氣升溫等目的而向排氣中供給燃料成分的情況，如果此時該燃料成分被吸附在SCR催化劑的該預定位置處時，則由SCR催化劑進行的NOx凈化將難以有效地實施。因此，公開了一種在吸附于SCR催化劑上的燃料成分成為預定量以上時，強制性地使SCR催化劑升溫從而去除所吸附的燃料成分的技術(例如，參照專利文獻2)。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特表2007-501353號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2009-41437號公報
【發明內容】
[0008]發明所要解決的課題
[0009]在內燃機的排氣凈化系統中，在具備對排氣中的PM進行捕集的過濾器、和對排氣中的NOx進行選擇還原的選擇還原型NO ^崔化劑的情況下，實施用于使流入到過濾器或選擇還原型勵^崔化劑中的排氣溫度上升的燃料成分的供給、和用于NOx*化的氨或氨的前驅體(以下，稱為“氨等”)的供給。被供給到排氣中的燃料成分，一般情況下會在被配置于過濾器的上游側的氧化催化劑中被氧化從而使排氣溫度上升，由此能夠實現預定的目的，例如氧化去除被下游側的過濾器所捕集的PM或實現選擇還原型勵^崔化劑的溫度維持等。另一方面，被供給到排氣中的氨等，通過以氨的形式被吸附在選擇還原型NOJf化劑的預定的位置處，從而能夠實施NOx的還原凈化。
[0010]在此，還存在以下情況，即，在被供給到排氣中的燃料成分未被氧化催化劑氧化而鉆出至其下游側的情況下，燃料成分到達被配置在下游側的選擇還原型化劑，并被吸附在本來應該吸附氨的預定的位置處。在該情況下，由于在選擇還原型NOx催化劑中阻礙了氨的吸附，因此如果該狀態持續存在，則有可能使選擇還原型勵^崔化劑的NO ^爭化率降低。在本說明書中，將像這樣的燃料成分未被氧化催化劑氧化而流出到其下游側的情況表現為“燃料成分的鉆出”，并且有時將該鉆出的燃料成分僅稱為“鉆出燃料成分”。
[0011]本發明為鑒于上述問題而完成的發明，其目的在于，在具有過濾器與選擇還原型NOJf化劑的內燃機的排氣凈化系統中，盡可能地抑制由向排氣供給的燃料成分造成的對選擇還原型勵^崔化劑的NO x凈化能力的影響。
[0012]用于解決課題的方法
[0013]在本發明中，為了解決上述課題而著眼于，在具備排氣凈化部的內燃機的排氣凈化系統中的、用于NOx選擇還原的氨到達排氣凈化部與燃料成分到達排氣凈化部的相關關系，其中，所述排氣凈化部具有選擇還原型NOx催化劑與過濾器。即，本申請發明人發現，通過對被包含在排氣凈化部的選擇還原型化劑中的氨的吸附時刻及其吸附量進行控制，從而能夠減輕由鉆出燃料成分造成的對選擇還原型NOJf化劑的NO x凈化能力的影響。
[0014]具體而言，本發明為一種內燃機的排氣凈化系統，具備:氧化催化劑，其被設置在內燃機的排氣通道中，且具有氧化功能；燃料供給部，其經由向該氧化催化劑流入的排氣而對所述氧化催化劑供給燃料成分；排氣凈化部，其以包括過濾器和選擇還原型化劑的方式而被形成，其中，所述過濾器被設置在與所述氧化催化劑相比靠下游側的排氣通道中、且對排氣中的顆粒狀物質進行捕集，所述選擇還原型NOx催化劑將氨作為還原劑而對排氣中的NOx進行選擇還原；還原劑供給部，其經由向該排氣凈化部流入的排氣而對所述排氣凈化部供給氨或氨的前驅體；供給控制部，其在燃料成分通過所述燃料供給部而被供給的情況下，在該被供給的燃料成分的一部分鉆出至所述氧化催化劑的下游側的預定條件成立時，以使由與非鉆出時供給量相比而被增量的氨或氨的前驅體所形成的用于^^^選擇還原的氨先于通過該燃料供給部而被供給的燃料成分而到達所述排氣凈化部的方式，對該被增量了的氨或氨的前驅體的供給與該燃料成分的供給中的至少一方進行控制，其中，所述非鉆出時供給量為，在該預定條件不成立的情況下，應當通過該還原劑供給部來供給的氨或氨的前驅體的供給量。
[0015]本發明所涉及的排氣凈化系統通過具備排氣凈化部，從而實施由選擇還原型NOx催化劑進行的排氣中的NOx凈化、和由過濾器進行的排氣中的PM的捕集。前者，通過利用由還原劑供給部向排氣供給的作為還原劑的氨或其前驅體(以下，稱為“氨等”)而使氨最終吸附在選擇還原型勵^崔化劑上，從而實施與NOx的選擇還原反應。另一方面，后者，通過過濾器來捕集排氣中的PM，從而抑制其向外部的排放。此外，在該排氣凈化系統中，根據用于使排氣溫度上升以實施被過濾器捕集的PM的氧化去除等目的，而實施由燃料供給部進行的燃料成分的供給。以此方式被供給的燃料成分，通過被氧化催化劑氧化，從而實現了排氣溫度的上升。
[0016]此處，根據排氣凈化系統被設置的條件，而存在被供給的燃料成分中的一部分未被氧化催化劑氧化的情況，該未被氧化的燃料成分有可能作為鉆出燃料成分而隨著排氣的流動到達位于其下游側的排氣凈化部。一般情況下，到達排氣凈化部的燃料成分與^^^還原用的氨相比，在選擇還原型NOx催化劑中的吸附作用較強。因此，鉆出燃料成分與氨相比優先被吸附在選擇還原型NOJf化劑中，其結果為，存在阻礙由氨進行的NOx的還原凈化的傾向。因此，如果通過燃料供給部而被供給的燃料成分鉆出氧化催化劑，則有可能使選擇還原型勵^崔化劑的NO x凈化率降低。
[0017]氧化催化劑中燃料成分的鉆出會因與內燃機的運轉狀態相關的排氣流量或向排氣供給的燃料成分的量、或者與氧化催化劑中的氧化反應相關的該氧化催化劑的溫度等各種主要因素而產生。因此，在本發明所涉及的內燃機的排氣凈化系統中，如果鉆出氧化催化劑的燃料成分到達排氣凈化部，則優選為，考慮使該燃料成分被吸附在應該吸附氨的選擇還原型NOJf化劑的預定的位置處，并且以使用于NOx*化的氨在鉆出的該燃料成分到達排氣凈化部之前到達排氣凈化部的方式，通過供給控制部來對氨等的供給與燃料成分的供給中的至少一方實施控制。
[0018]詳細而言，在產生燃料成分的鉆出的預定條件成立時，S卩，假設當實施了由燃料供給部進行的燃料成分的供給時，在能夠判斷出該燃料成分鉆出氧化催化劑的情況下，實施與由供給控制部進行的氨等的供給、燃料成分的供給相關的控制。此時，通過還原劑供給部而被供給的氨等的量，與預定條件不成立時，即，即使實施了由燃料供給部進行的燃料成分的供給也能夠被判斷為被供給于氧化催化劑的氧化反應而未鉆出到下游側的情況下的氨等的供給量相比而被增量。而且，以使因該被增量的氨等原因而到達選擇還原型勵夂催化劑的氨先于通過燃料供給部而被供給的燃料成分而到達排氣凈化部的方式，來執行由供給控制部實施的控制。即，由供給控制部實施控制的控制對象，可以為由還原劑供給部進行的供給，或者也可以為由燃料供給部進行的供給，而且，還可以將這兩個供給作為對象。
[0019]以此方式，當供給控制部的控制被實施時，在能夠判斷出可能發生了燃料成分的鉆出的情況下，由于與鉆出燃料成分相比用于^^^還原的氨先到達排氣凈化部，因此氨優先被吸附在選擇還原型NOx催化劑上。由此，能夠盡可能地抑制由鉆出燃料成分產生的阻礙吸附的影響。而且，如上文所述，由于在預定條件成立的情況下與不成立的情況相比，供給了被增量的氨等，因此能夠使此時被吸附在選擇還原型NOJf化劑中的氨量增加，由此之后能夠盡可能地抑制由遲后到達排氣凈化部的燃料成分的吸附所造成的、阻礙氨吸附的影響。由此，能夠以平衡的方式避免被吸附在選擇還原型NOJf化劑中的氨量降低較大的情況。這可認為是，抑制了由鉆出燃料成分造成的影響，并大大地有助于選擇還原型^^^催化劑的NOxS化率