專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)的排氣中含有NOx等的有害物質(zhì)。為了降低這些有害物質(zhì)的 排出，已知有在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中設(shè)置凈化排氣中的NOx的NOx催化 劑。在該技術(shù)中，在設(shè)置了例如吸藏還原型NOx催化劑的情況下，當(dāng)吸藏 的NOx量增加時(shí)，凈化能力下降，所以，通過進(jìn)行燃料過量供給控制，向 吸藏還原型NOx催化劑供給還原劑，將吸藏在該催化劑中的NOx還原釋放 出來(以下稱為"NOx還原處理，，)。
另外，在內(nèi)燃機(jī)的排氣中含有以碳為主要成分的微粒物質(zhì)(PM: Particulate Matter )。為了防止這些微粒物質(zhì)釋放到大氣中，已知有在內(nèi)燃 機(jī)的排氣系統(tǒng)中設(shè)置捕集微粒物質(zhì)的微粒過濾器(以下稱為"過濾器")的 技術(shù)。
在該過濾器中，若捕集的樹:粒物質(zhì)的堆積量增加，則由于過濾器的堵 塞而導(dǎo)致排氣中的背壓上升、內(nèi)燃機(jī)性能降低，因此，使過濾器的溫度上 升來氧化去除捕集的微粒物質(zhì)(以下稱為"PM再生處理")。在此情況下， 為了使過濾器的溫度上升，有時(shí)也向過濾器供給作為還原劑的燃料。
在此，提出了如下技術(shù)，即，在進(jìn)行對(duì)NOx催化劑的NOx還原處理、 對(duì)過濾器(尤其是擔(dān)載著NOx催化劑的過濾器)的PM再生處理之際，在 進(jìn)行供給還原劑的同時(shí)使排氣的一部分繞過NOx催化劑、過濾器等的排氣 凈化裝置，降低通過排氣凈化裝置的排氣的流量。由此，抑制在還原劑到 達(dá)排氣凈化裝置之前被大量的排氣氧化的問題，并且，能夠充分確保還原 劑在排氣凈化裝置內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間，能夠提高排氣凈化裝置的凈化能力的再生效率。
關(guān)于這樣的排氣凈化系統(tǒng)的技術(shù)，存在例如日本特開2002-349236號(hào) 公報(bào)所公開的技術(shù)。也就是說，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管上設(shè)置NOx吸藏還原催 化劑，將可噴射還原劑的液體噴射噴嘴設(shè)置在NO,吸藏還原催化劑的排氣 上游側(cè)的排氣管上。另外，將起到氧化催化劑作用的孩i粒過濾器設(shè)置在NOx 吸藏還原催化劑的排氣下游側(cè)的排氣管上。而且，以繞過NOx吸藏還原催 化劑的方式將旁通管連接在排氣管上，排氣調(diào)節(jié)閥進(jìn)行切換使得排氣流向 NOx吸藏還原催化劑或旁通管的任一方?；跈z測(cè)NOJ及藏還原催化劑的 排氣上游側(cè)的排氣管內(nèi)的排氣溫度的溫度傳感器的檢測(cè)輸出，分別控制還 原劑的噴射和排氣調(diào)節(jié)閥的開度。
在該技術(shù)中，在排氣溫度不足預(yù)定值時(shí)，關(guān)閉還原劑的噴射，調(diào)節(jié)排 氣調(diào)節(jié)閥使排氣流入NOx吸藏還原催化劑且不流入旁通管。由此，排氣中 的NOx被吸藏到催化劑中，排氣中的HC在催化劑所擔(dān)載的貴金屬的氧化 作用下被氧化。在排氣溫度為預(yù)定值以上時(shí)，調(diào)節(jié)排氣調(diào)節(jié)閥使大部分的 排氣流過旁通管而一部分的排氣流過催化劑，并且從液體噴射噴嘴噴射還 原劑。由此，催化劑入口的排氣的過量空氣系數(shù)降低，并且被吸藏到催化 劑的NOx與上述HC等反應(yīng)、成為&、 C02、 H20，從催化劑中釋放。另 外，由還原劑的噴射而成生的HC等的一部分通過催化劑、被過濾器所捕 集。在噴射還原劑時(shí)，大部分的排氣流過旁通管，過量空氣系數(shù)高的排氣 流入過濾器，因此，該被過濾器所捕集的HC等在過濾器所擔(dān)載的活性金 屬的氧化作用下氧化、燃燒。
由此，能夠高效地降^f氐排氣中所含的NOx和賴t粒的排出量，并且能夠 防止從液體噴射噴嘴噴射到排氣管中的還原劑在氣化的狀態(tài)下排出到大氣 中。
另外，日本特開2000-265827號(hào)公報(bào)所公開的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化裝置 具有配置在排氣歧管緊下方的排氣凈化用催化劑、繞過排氣凈化用催化 劑的旁通通道、檢測(cè)排氣溫度的傳感器、以及限制排氣流入排氣凈化用催 化劑的排氣控制閥。在應(yīng)升溫排氣凈化用催化劑的條件成立的情況下，控制器減弱排氣控制岡的限制，使流入排氣凈化催化劑的排氣量增加。由此， 不使運(yùn)轉(zhuǎn)性、燃料利用率惡化地上升催化劑溫度。
但是，在NOx還原處理、PM再生處理等的凈化能力再生處理中，在 使排氣繞過排氣凈化裝置的情況下，能夠如上述那樣提高排氣凈化裝置的 凈化能力的再生效率、期待凈化率的提高，但是卻存在繞過的排氣中的凈 化物質(zhì)不通過排氣凈化裝置就被排出的情況，從而可能導(dǎo)致排放惡化。
本發(fā)明的目的在于提供一項(xiàng)技術(shù)，在排氣凈化裝置的凈化能力的再生 處理中，向排氣凈化裝置供給還原劑，并使排氣的一部分繞過排氣凈化裝 置，由此更切實(shí)地提高排氣的排放。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的的本發(fā)明以在排氣凈化裝置的凈化能力的再生處理 時(shí)，供給還原劑，并進(jìn)行使通過排氣通道的排氣中的通過旁通通道的排氣 的量增加而使通過排氣凈化裝置的排氣的量減少的再生時(shí)排氣流量控制作 為前提。并且，其最大的特征在于，基于在進(jìn)行了再生時(shí)排氣流量控制的 情況下的、由上述排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述 排氣凈化裝置排出的排出減少量、和由通過上述旁通通道的排氣的增加而 導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通通道排出的排出增加量，決定是否執(zhí)行上述再 生時(shí)排氣流量控制。
更詳細(xì)地說，本發(fā)明的特征在于，具有
排氣凈化裝置，其設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，凈化通過上述排氣通 道的排氣；
旁通通道，其在上述排氣凈化裝置的上游側(cè)從上述排氣通道分支，并 在上述排氣凈化裝置的下游側(cè)與上述排氣通道合流，使通過上述排氣通道 的排氣繞過上述排氣凈化裝置；
還原劑供給機(jī)構(gòu)，其在上述排氣凈化裝置的上游側(cè)將還原劑供給于通 過上述排氣通道的排氣；
再生機(jī)構(gòu)，其在積蓄在上述排氣凈化裝置中的凈化物質(zhì)的量為預(yù)定量 以上時(shí)，進(jìn)行再生處理，該再生處理中通過從上述還原劑供給才幾構(gòu)向排氣供給還原劑并將該還原劑導(dǎo)入上述排氣凈化裝置，使上述排氣凈化裝置的
凈化能力得以再生；以及
再生時(shí)排氣流量控制機(jī)構(gòu)，其在上述再生機(jī)構(gòu)進(jìn)行上述再生處理時(shí)， 進(jìn)行再生時(shí)排氣流量控制，該再生時(shí)排氣流量控制中使通過上述排氣通道 的排氣中的通過上迷旁通通道的排氣的量增加，而使通過上述排氣凈化裝 置的排氣的量減少；
基于如下兩個(gè)量來決定是否執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制，即，在執(zhí) 行上述再生處理時(shí)進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由上述排 氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排出的 排出減少量、和由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上 述旁通通道排出的排出增加量。
由此，能夠在考慮了在進(jìn)行了再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由上 述排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排 出的排出減少量、和由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì) 從上述旁通通道排出的排出增加量這兩方面的1^出上，決定是否執(zhí)^f亍再生 時(shí)排氣流量控制。更具體地說，能夠僅在判斷為較之不執(zhí)行再生時(shí)排氣流 量控制時(shí)，排出到排氣通道和旁通通道的合流部的下游側(cè)的凈化物質(zhì)的量 變少的情況下，才執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制。因此，能夠利用再生時(shí)排氣 流量控制更切實(shí)地提高排氣排放。
上述中，凈化物質(zhì)是NOx、微粒物質(zhì)等包含在內(nèi)燃機(jī)的排氣中、應(yīng)由 排氣凈化裝置凈化的物質(zhì)的總稱。另外，在凈化物質(zhì)的量為預(yù)定量以上的 情況下使排氣凈化裝置的凈化能力再生指的是，在NOx過度地吸藏在吸藏 還原型NOx催化劑中而導(dǎo)致吸藏還原型NOx催化劑的NO,吸藏能力顯著 下降的情況下、在微粒物質(zhì)過度地堆積在過濾器中而導(dǎo)致過濾器的背壓顯 著上升的情況下，進(jìn)行NOx還原處理、PM再生處理等。
另外，本發(fā)明以在排氣凈化裝置的凈化能力的再生處理時(shí)，供給還原 劑，并進(jìn)行使通過排氣通道的排氣中的通過旁通通道的排氣的量增加而使 通過排氣凈化裝置的排氣的量減少的再生時(shí)排氣流量控制作為前提。
本發(fā)明的特征在于，判斷在進(jìn)行了再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從排氣凈化裝置排出的 排出減少量、和由通過旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從旁通通 道排出的排出增加量的多少，在判斷為由排氣凈化裝置的凈化率的上升而 獲得的凈化物質(zhì)從排氣凈化裝置排出的排出減少量多于由通過旁通通道的 排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從旁通通道排出的排出增加量的情況下，執(zhí) 行再生時(shí)排氣流量控制。
更詳細(xì)地說，其特征在于，還具有凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)，該凈化物質(zhì) 量判斷機(jī)構(gòu)判斷在執(zhí)行上述再生處理時(shí)進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流量控制的 情況下的、由上述排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述 排氣凈化裝置排出的排出減少量、和由通過上述旁通通道的排氣的增加而
導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通通道排出的排出增加量的多少；
在利用上述凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)判斷為由上述排氣凈化裝置的凈化率
的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量多于由通
過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通通道排出的排
出增加量的情況下，執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制。 也就是說，是一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，具有 排氣凈化裝置，其設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，凈化通過上述排氣通
道的排氣；
旁通通道，其在上述排氣凈化裝置的上游側(cè)從上述排氣通道分支，并 在上述排氣凈化裝置的下游側(cè)與上述排氣通道合流，使通過上述排氣通道 的排氣繞過上述排氣凈化裝置；
還原劑供給機(jī)構(gòu)，其在上述排氣通道的向上述旁通通道分支的分支部 的上游側(cè)將還原劑供給于通過上述排氣通道的排氣；
再生機(jī)構(gòu)，其在積蓄在上述排氣凈化裝置中的凈化物質(zhì)的量為預(yù)定量 以上時(shí)，進(jìn)行再生處理，該再生處理中通過從上述還原劑供給機(jī)構(gòu)向排氣 供給還原劑并將該還原劑導(dǎo)入上述排氣凈化裝置，使上述排氣凈化裝置的 凈化能力得以再生；
再生時(shí)排氣流量控制機(jī)構(gòu)，其在上述再生才幾構(gòu)進(jìn)行上述再生處理時(shí)， 進(jìn)行再生時(shí)排氣流量控制，該再生時(shí)排氣流量控制中使通過上述排氣通道的排氣中的通過上述旁通通道的排氣的量增加，而使通過上述排氣凈化裝
置的排氣的量減少；以及
凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)，該凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)判斷在執(zhí)行上述再生處 理時(shí)進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由上述排氣凈化裝置的 凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量、 和由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通通道排 出的湘^出增加量的多少；
在利用上述凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)判斷為由上述排氣凈化裝置的凈化率 的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量多于由通 過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通通道排出的排 出增加量的情況下，執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制。
由此，僅在較之不執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制時(shí)，在執(zhí)行了再生時(shí)排氣 流量控制時(shí)，排出到排氣通道和旁通通道的合流部的下游側(cè)的凈化物質(zhì)的 總量(由上述排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣 凈化裝置排出的排出減少量和由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的 凈化物質(zhì)從上述旁通通道排出的排出增加量之差)變少的情況下，才能夠 執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制。因此，能夠利用再生時(shí)排氣流量控制更切實(shí)地 提高排氣排放。
另外，在本發(fā)明中，上述凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)可以進(jìn)^f亍如下的判斷， 即，判斷在從上述再生處理中開始供給還原劑到下一再生處理中開始供給 還原劑的期間中的、由上述排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物 質(zhì)的排出減少量、和由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì) 的排出增加量的多少。
在此，在再生處理中執(zhí)行了再生時(shí)排氣流量控制的情況下，在從還原 劑供給機(jī)構(gòu)供給還原劑的期間進(jìn)行再生時(shí)排氣流量控制。這樣，通過旁通 通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)的排出增加在執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控 制期間產(chǎn)生。另一方面，由于在執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制期間中、排氣凈 化裝置的凈化能力得以再生，所以，之后在直至凈化物質(zhì)積蓄在排氣凈化 裝置的期間，由于凈化率的提高，凈化物質(zhì)的排出減少。并且，以在下一再生處理中供給還原劑為起點(diǎn)，反復(fù)進(jìn)行同樣的變化。
因此，在各再生處理中是否執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制，基于如下兩個(gè) 量的大小關(guān)系是恰當(dāng)?shù)?，即，在從再生處理中開始供給還原劑到下一再生 處理中開始供給還原劑的期間的、由排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得 的凈化物質(zhì)的排出的減少量、和由通過旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈 化物質(zhì)的排出的增加量。
因此，在本發(fā)明中，判斷在從再生處理中開始供給還原劑到下一再生 處理中開始供給還原劑的期間中的、由排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲 得的凈化物質(zhì)的排出的減少量、和由通過旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的 凈化物質(zhì)的排出的增加量的多少。
據(jù)此，能夠以各再生處理的整個(gè)期間的凈化物質(zhì)的總排出量為基準(zhǔn)、 進(jìn)行再生時(shí)排氣流量控制的執(zhí)行判斷，所以，能夠更切實(shí)地利用再生時(shí)排 氣流量控制來提高排氣排放。
另外，在本發(fā)明中，上述排氣凈化裝置是吸藏還原型NOx催化劑；
還具有氧化催化劑，該氧化催化劑設(shè)置于上述排氣通道中的、上述排 氣通道和上述旁通通道的合流部的下游側(cè)，具有氧化能力；
基于如下三個(gè)量來決定是否執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制，即，在執(zhí) 行上述再生處理時(shí)進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由上述排 氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排 出減少量、由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通 道排出的排出增加量、和從上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧^f匕催化 劑氧化而產(chǎn)生的NOx的增加量。
在此，考慮內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置是吸藏還原型NOx催化劑的情況。 在此情況下，在再生處理時(shí)，吸藏(包括吸收、吸著)在吸藏還原型NOx 催化劑中的NOx和在再生處理中從內(nèi)燃機(jī)新排出的NOx中的大部分被還 原，而其中一部分成為NH3、從吸藏還原型NOx催化劑排出。于是，存在 該NH3的一部分在下游的氧化催化劑中被氧化而恢復(fù)到NOx的情況。這 樣，存在由此產(chǎn)生的NOx導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)排氣系統(tǒng)的NOx凈化率的降低 的情況。而與之相對(duì)地，在本發(fā)明中，能夠考慮到如下三個(gè)量來決定是否執(zhí)行 再生時(shí)排氣流量控制，即，在進(jìn)行了再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由
上述排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排 出的排出減少量、由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述 旁通通道排出的排出增加量、和從上述排氣凈化裝置排出的NBb由上述氧 化催化劑氧化而產(chǎn)生的NOx的增加量。更具體地說，僅在能夠判斷較之不 執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制時(shí)，排出到氧化催化劑的下游側(cè)的N(X的量減少 的情況下才能夠執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制。因此，能夠利用再生時(shí)湘，氣流 量控制更切實(shí)地提高排氣排放。
另外，在本發(fā)明中，還具有NOx量判斷機(jī)構(gòu)，其判斷在執(zhí)行上述再生 處理時(shí)進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由上述排氣凈化裝置 的凈化率的上升而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量、與 由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出的 排出增加量和從上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧化催化劑氧化而 產(chǎn)生的NOx的增加量的總量的多少；
在利用上述NOx量判斷機(jī)構(gòu)判斷為由上述排氣凈化裝置的凈化率的 上升而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量多于由通過上 述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出的排出增加 量和從上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧化催化劑氧化而產(chǎn)生的NOx 的增加量的總量的情況下，執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制。
由此，僅在較之不執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制時(shí)，執(zhí)行了再生時(shí)排氣流 量控制時(shí)，排出到氧化催化劑的下游側(cè)的NOx的總量(由上述排氣凈化裝 置的凈化率的上升而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量 與由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出 的排出增加量和從上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧化催化劑氧化 而產(chǎn)生的NOx的增加量的總量之差)變少的情況下，才能夠執(zhí)行再生時(shí)排 氣流量控制。因此，能夠利用再生時(shí)排氣流量控制更切實(shí)地提高排氣排放。
另外，在本發(fā)明中，上述NOx量判斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行如下的判斷，即，判斷 在從上述再生處理(在此為NOx還原處理)中開始供給還原劑到下一再生處理中開始供給還原劑的期間中的、由上述排氣凈化裝置的凈化率的上升
而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量、與由通過上述旁通 通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出的排出增加量和從 上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧化催化劑氧化而產(chǎn)生的NOx的增 加量的總量的多少。
在此，如上所述，在各再生處理中是否執(zhí)行再生時(shí)排氣流量控制，基 于如下兩個(gè)量的大小關(guān)系是恰當(dāng)?shù)?，即，在從再生處理中開始供給還原劑 到下一再生處理中開始供給還原劑的期間中的，由排氣凈化裝置的凈化率 的上升而獲得的NOx的排出的減少量、與由通過旁通通道的排氣的增加而 導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出的排出增加量和從上述排氣凈化裝置排 出的NH3由上述氧化催化劑氧化而產(chǎn)生的NOx的增加量的總量。
因此，在本發(fā)明中，判斷在從再生處理中開始供給還原劑到下一再生 處理中開始供給還原劑的期間中的、由上述排氣凈化裝置的凈化率的上升 而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量、與由通過上述旁通 通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出的排出增加量和從 上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧化催化劑氧化而產(chǎn)生的NOx的增 加量的總量的多少。
據(jù)此，也能夠以各再生處理的整個(gè)期間的NOx的總排出量為基準(zhǔn)、進(jìn) 行再生時(shí)排氣流量控制的執(zhí)行判斷，所以，能夠更切實(shí)地利用再生時(shí)排氣 流量控制來提高排氣排放。
本發(fā)明的為了解決問題的機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行有限的組合而使用。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的內(nèi)燃機(jī)及其排氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的概 略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例的燃料添加和切換閥的開閉定時(shí)的時(shí)序圖 的例子。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程(例 行程序)的流程圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的內(nèi)燃機(jī)及其排氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的概 略結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程2的 流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行例示地詳細(xì)說明。
圖。圖l所示的內(nèi)燃機(jī)l是柴油機(jī)。在圖1中，省略內(nèi)燃機(jī)l的內(nèi)部及其 進(jìn)氣系統(tǒng)。
在圖1中，在內(nèi)燃機(jī)l上連接著作為從內(nèi)燃機(jī)l排出的排氣流通的排 氣通道的排氣管5，該排氣管5在下游連接于未圖示的消聲器。另外，在 排氣管5的中途，配置著凈化排氣中的NOx的吸藏還原型NOx催化劑(以 下簡(jiǎn)稱為"NSR")IO。在排氣管5的NSR10的下游側(cè)配置著捕集排氣中 的微:粒物質(zhì)的過濾器11。也可以構(gòu)成為在NSR10中附加具有氧化能力的 氧化催化劑CCo。
另外，在NSR10的上游的分支部5a處，從排氣管5分支出作為旁通 通道的旁通管6。在旁通管6上具有切換使來自內(nèi)燃機(jī)1的排氣通過旁通 管6或切斷該排氣的通過的切換閥15。另外，旁通管6在NSR10和過濾 器11之間的部分處與排氣管5合流。
在此，使切換閥15動(dòng)作，使來自內(nèi)燃機(jī)l的排氣保持原樣地通過排氣 管5，由此，能夠使排氣通過NSRIO和過濾器11雙方。同樣地，通過使 來自內(nèi)燃機(jī)1的排氣通過旁通管6，能夠使排氣繞過NSRIO而僅通過過濾 器ll。
在排氣管5的NSR10上游側(cè)配置燃料添加閥14,在NSR10的NOx 還原處理或SOx催化劑中毒再生處理時(shí)、過濾器11的PM再生處理時(shí)， 向排氣中添加作為還原劑的燃料。在上述中，NSR10在本實(shí)施例中相當(dāng)于排氣凈化裝置。另外，燃料添加閥14相當(dāng)于還原劑供給機(jī)構(gòu)。
在上述構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)1及其排氣系統(tǒng)中并設(shè)有用于控制該內(nèi)燃機(jī)1及 排氣系統(tǒng)的電子控制單元(ECU: Electronic Control Unit) 20。該ECU20 是除了根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)條件、駕駛者的要求控制內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 等以外，進(jìn)行包括內(nèi)燃機(jī)1的NSRIO、過濾器11在內(nèi)的排氣凈化系統(tǒng)的 控制的單元。
在ECU20，通過電配線連接著未圖示的空氣流量計(jì)、曲柄位置傳感器、 加速踏板位置傳感器等的與內(nèi)燃機(jī)l的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制相關(guān)的傳感器類， 并且將輸出信號(hào)輸入到ECU20中。另一方面，ECU20上通過電配線連接 著內(nèi)燃機(jī)l內(nèi)的未圖示的燃料噴射閥等，此外，通過電配線還連接著本實(shí) 施例的切換閥15、燃料添加閥14等，利用ECU20進(jìn)行控制。
另夕卜，在ECU20中具有CUP、 ROM、 RAM等，ROM中存儲(chǔ)著用 于進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)1的各種控制的程序、收容(寄存)數(shù)據(jù)的圖表(映射)。在 以下說明的本實(shí)施例的添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程也是存儲(chǔ)在 ECU20內(nèi)的ROM中的程序之一。
在此，在上述結(jié)構(gòu)中，考慮進(jìn)行NSR10的NOx還原處理的情形。此 時(shí)，從燃料添加閥14添加作為還原劑的燃料，并且，在添加燃料期間打開 切換閥15， 4吏排氣的一部分通過旁通管6。由此，減少流入NSR10的排氣 的量(低SV ( Space Velocity,空間速度)化)，能夠抑制從燃料添加閥14 添加的燃料在到達(dá)NSR10之前就被氧化消耗掉的問題。另夕卜，能夠確保到 達(dá)了 NSR10的燃料在NSR10內(nèi)充分完成還原反應(yīng)的時(shí)間，能夠提高NOx 的還原效率(以下將該控制稱為"添加同步旁通控制，，)。在圖2中表示了 NOx還原處理中的來自燃料添加閥14的燃料添加和切換閥15的開閉的時(shí) 序圖。添加同步旁通控制相當(dāng)于再生時(shí)排氣流量控制，執(zhí)行添加同步旁通 控制的ECU20和切換閥15構(gòu)成再生時(shí)流量控制才幾構(gòu)。另夕卜，ECU20在本 實(shí)施例中也是再生機(jī)構(gòu)。
但是，在進(jìn)行添加同步旁通控制時(shí)，在打開切換閥15期間，排氣經(jīng)由 旁通管6而不通過NSR10就流出到下游側(cè)，從而增加了未經(jīng)凈化就排出的NOx的量。可以想到根據(jù)NOx還原處理的間隔(interval)等條件，從旁 通管6排出的排出NOx量的增加量多于由于提高了 NSR10的凈化率而排 出NOx量減少的量，從而排放總量惡化。
也就是說，例如，有時(shí)盡管添加同步旁通控制的切換閥15的打開時(shí)間 一定，可NOx還原處理的間隔卻相應(yīng)于NSRlO中的NOx吸藏量、從內(nèi)燃 機(jī)1排出的NOx量而大幅變化。此時(shí)，由于NSR10的凈化率的提高而產(chǎn) 生的排出NOx量的減少量和來自旁通管6的排出NOx量的增加量之間的大 小關(guān)系可能發(fā)生變化。
另夕卜，也考慮到根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)下的適合性而事先做出上述排出NOx量 的多少的判斷，但在這種方法中，卻存在難以應(yīng)對(duì)在實(shí)際的過渡狀態(tài)下的 間隔變化的問題。
因此，在本實(shí)施例中，對(duì)于NOx還原處理的間隔，比較NSR10的凈 化率的提高而產(chǎn)生的排出NOx量的減少量和來自旁通管6的排出NOx量的 增加量，僅在判斷為NSR10的凈化率的提高而產(chǎn)生的排出NOx量的減少 量比來自旁通管6的排出NOx量的增加量多的情況下，才進(jìn)行添加同步旁 通控制。
圖3表示本實(shí)施例的添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程的流程圖。本例 程是存儲(chǔ)在ECU20內(nèi)的ROM中的程序，是在NOx還原處理的執(zhí)行中由 ECU20每當(dāng)預(yù)定期間執(zhí)行的例程。
當(dāng)執(zhí)行本例程時(shí)，首先，在S101中，由該時(shí)刻的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料 噴射量導(dǎo)出每單位時(shí)間從內(nèi)燃機(jī)l排出的NOxf (g/s)。具體地說，從收 容著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量與每單位時(shí)間從內(nèi)燃機(jī)1排出的N(^量之間 的關(guān)系的圖表中，讀出與該時(shí)刻的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量相對(duì)應(yīng)的每單 位時(shí)間排出的NOx量，由此導(dǎo)出。當(dāng)S101的處理結(jié)束時(shí)，進(jìn)入到S102。
在S102中，基于該時(shí)刻的吸入空氣量，導(dǎo)出由切換閥15控制的排氣 向旁通管6的分流比。具體地說，從收容著吸入空氣量和進(jìn)行添加同步旁 通控制時(shí)成為控制目標(biāo)的分流比之間的關(guān)系的圖表中，讀出與該時(shí)刻的吸 入空氣量相對(duì)應(yīng)的分流比的值，由此導(dǎo)出。當(dāng)S102處理結(jié)束時(shí)，it^到S103。
在S103中，計(jì)算出在打開切換閥15期間、經(jīng)由旁通管6排出的NOx 的增加量。具體地說，通過將切換閥15的打開時(shí)間(s)、與在S101導(dǎo)出 的每單位時(shí)間從內(nèi)燃機(jī)l排出的NOx量(g/s)和在S102導(dǎo)出的分流比相 乘而計(jì)算出來。當(dāng)S103處理結(jié)束時(shí)，進(jìn)入到S104。
在S104中，從該時(shí)刻的NSR10的床溫和吸入空氣量，導(dǎo)出由添加同 步旁通控制(低SV化)而獲得的NOx凈化率的上升量。具體地說，從收 容著NSR10的床溫和吸入空氣量與NOx凈化率上升量之間的關(guān)系的圖表 中，讀出與該時(shí)刻的NSR10的床溫和吸入空氣量相對(duì)應(yīng)的NOx凈化率的 上升量的值，由此導(dǎo)出。當(dāng)S104處理結(jié)束時(shí)，ii^到S105。
在S105中，計(jì)算出由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的 NOx的減少量。具體地說，通過將NOx還原間隔(s)與每單位時(shí)間從內(nèi) 燃機(jī)1排出的NOx量(g/s )和由低SV化而產(chǎn)生的NOx凈化率的上升量相 乘而計(jì)算出來。當(dāng)S105處理結(jié)束時(shí)，進(jìn)入到S106。
在S106中，比較在S103中計(jì)算出的在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通 管6排出的NOx排出量和在S105中計(jì)算出的由添加同步旁通控制而獲得 的從NSR10排出的NOx的減少量。在判斷為由添加同步旁通控制而獲得 的NOx排出的減少量多于在切換閥15的打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx 排出量的情況下，進(jìn)入到S107。而另一方面，當(dāng)判斷為在切換岡15的打 開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx排出量為添加同步旁通控制而獲得的NOx 排出的減少量以上時(shí)，就此一度結(jié)束本例程。
在S107中，執(zhí)行添加同步旁通控制。當(dāng)S107的處理結(jié)束時(shí)， 一度結(jié) 束本例程。
這樣，在本例程中，比較在打開切換閥15期間經(jīng)由旁通管6排出的 NOx量(也稱之為排出NOx量的增加量)和在S105中計(jì)算出的由添加同 步旁通控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量，只在判斷為由添加 同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量多的情況下才執(zhí)行 添加同步旁通控制。因此，能夠僅在判斷為通過執(zhí)行添加同步旁通控制而可提高總排放的情況下，才執(zhí)行添加同步旁通控制，從而能夠更切實(shí)地得 到提高排放的效果。
在上述中，執(zhí)行S101 S106的處理的ECU20相當(dāng)于本實(shí)施例中的凈 化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)。
另外，在上述實(shí)施例中，對(duì)排氣凈化裝置是NSR10的情況進(jìn)行了說明， 但排氣凈化裝置也可以是在過濾器中擔(dān)載著吸藏還原型NOx催化劑的 DPNR，也可以是選擇還原型NOx催化劑。另夕卜，在排氣凈化裝置是DPNR 的情況下，本發(fā)明也可以適用于DPNR的PM再生。而且本發(fā)明也可以適 用于作為還原劑使用燃料以外的液體(例如尿素水)的排氣凈化系統(tǒng)。而 且向排氣凈化裝置供給燃料的方法不限于從燃料添加閥14添加燃料，也可 以通過例如內(nèi)燃機(jī)1的副噴射來實(shí)現(xiàn)。
另外，在上述實(shí)施例中，添加同步旁通控制是通過切換切換閥15的開 閉來進(jìn)行的，但也可以通過連續(xù)地變化切換閥15的開度，適當(dāng)調(diào)整通過排 氣管5的排氣中通過旁通管6的排氣的量和通過NSR10的排氣的量來進(jìn) 行。也可以作為切換閥15的替代，采用配置在分支部5a的三通閥來進(jìn)行 控制。
另夕卜，在上述添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程中，對(duì)于再生處理(NOx 還原)間隔，比較了在切換閥15的打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx量 和由提高NSR10的凈化率而獲得的NOx排出的減少量。但是，成為該比 較對(duì)象的期間并不限于NOx還原間隔。例如，在添加同步旁通控制結(jié)束后， NSR10的凈化率隨著NOx的吸藏逐漸地惡化，因此，可以將實(shí)際上能夠顯 著地期待由提高NSR10的凈化率而獲得的NOx排出的減少的期間作為對(duì) 象而進(jìn)行比較。另外，對(duì)于多個(gè)NOx還原間隔，可以比較在切換閥15的 打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx量的平均值和由提高NSR10的凈化率 而獲得的NOx排出的減少量的平均值。
另外，在上述添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程的S101 S105中，計(jì)算 出在切換閥15的打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx量和由添加同步旁通 控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量的方法并不特別局限于本實(shí)施例所示的方法。如果有能夠更精確地計(jì)算的方法，則可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母?變。
此外，在上述實(shí)施例中，在添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程的S106 中，比較在S103中計(jì)算出的在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通管6排出的 NOx排出量和在S105中計(jì)算出的由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10 排出的NOx的減少量。僅在判斷為由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10 排出的NOx的減少量多于在切換閥15的打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx 排出量的情況下，執(zhí)行添加同步旁通控制。
但是，基于在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx排出量和 由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量、決定是否 執(zhí)行添加同步旁通控制的方法并不局限于此。例如，在S103中計(jì)算出的 在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx排出量和在S105中計(jì)算出 的由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量、在計(jì)算 精度上存在差異的情況下，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行對(duì)任一方乘以加權(quán)系數(shù)等的改變。
也就是說，只要是在實(shí)質(zhì)上考慮了在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通管6 排出的NOx量和由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減 少量這兩個(gè)因素之后判斷為總排》文提高的情況下、執(zhí)^f亍添加同步旁通控制 即可。
實(shí)施例2
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例2進(jìn)行說明。在本實(shí)施例中，對(duì)如下例子進(jìn)行 說明在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中設(shè)置NSR和氧化催化劑；在是否進(jìn)行添加同 步旁通控制的判斷中，除了由提高NSR10的凈化率而獲得的排出NOxf 的減少量和來自旁通管6的排出NOx量的增加量以外，還考慮在NOx還原 處理中從NSR排出的NH3被氧化催化劑氧化而獲得的NOx的增加量。
圖4表示本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)及其排氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)。在 本實(shí)施例中，燃料添加閥24配置在排氣管5向旁通管6分支的分支部5a 的下游側(cè)的排氣管5上。另夕卜，在排氣管5的NSR10的下游側(cè)的與旁通管 6合流的合流部的更下游側(cè)，配置著氧化催化劑21。其他結(jié)構(gòu)與圖l所示的相同，下面對(duì)與圖l所示結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)采用相同的符號(hào)，并且其^L明
從略。另夕卜，在本實(shí)施例中，根據(jù)圖2所示的時(shí)序圖來進(jìn)行NOx還原處理。
在該結(jié)構(gòu)中，考慮進(jìn)行添加同步旁通控制、進(jìn)行NSR10的NOx還原 處理的情況。在該情況下，在NSR10中，通過從燃料添加閥24添加燃料， 使得吸藏在NSR10中的NOx和從內(nèi)燃機(jī)1排出的NOx大部分被還原，而 一部分成為NH3，從NSR10排出。
在此，存在從NSR10排出的NH3在氧化催化劑21處4皮氧化、再次成 為NOx的情況。這樣，就存在由此產(chǎn)生的NOx從氧化催化劑21排出，結(jié) 果降低了 NOx的凈化率的情況。
而與之相對(duì)地，在本實(shí)施例中，對(duì)于NOx還原處理的間隔，比較由提 高NSR10的凈化率而獲得的排出NOx量的減少量、與來自旁通管6的排 出NOx量的增加量和從NSR10排出的NH3被氧化催化劑21氧化而獲得的 NOx增加量的總量,僅在判斷為由提高NSR10的凈化率而獲得的排出NOx 量的減少量多于來自旁通管6的排出NOx量的增加量和從NSR10排出的 NHs被氧化催化劑21氧化而獲得的NOx增加量的總量的情況下，才進(jìn)行 添加同步旁通控制。
圖5表示本實(shí)施例的添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程2的流程圖。本 例程是存儲(chǔ)在ECU20內(nèi)的ROM中的程序，是在NOx還原處理的執(zhí)行中 由ECU20每當(dāng)預(yù)定期間執(zhí)行的例程。本例程中的S101-S105的處理與圖3 所示的添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程相同，故而其說明從略。
在本例程的S201中，由在圖2所示的NOx還原(再生處理)間隔中 從內(nèi)燃機(jī)1排出的NOx量和吸藏在NSR10中的NOx量的總和、以及添加 同步旁通控制時(shí)的推定空燃比的值，導(dǎo)出在NOx還原間隔中從NSRlO中 排出的NH3的量。
具體地說，由將在S101中導(dǎo)出的每單位時(shí)間從內(nèi)燃機(jī)1排出的NOx 量(g/s)和NOx還原間隔的時(shí)間相乘得到的值、以及從內(nèi)燃機(jī)l的運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)的經(jīng)歷推定的吸藏在NSR10中的NOx量，導(dǎo)出NOx量的總和。在圖表 中收容有該NOx量的總和、基于從燃料添加閥24向排氣中添加的燃料量和吸入空氣量而推定的空燃比、以及在NOx還原間隔中從NSR10排出的 NH3的量之間的關(guān)系。通過從該圖表中讀出而導(dǎo)出與該時(shí)刻的NOx量的總 和和推定的空燃比相對(duì)應(yīng)的NHs的量。此時(shí)，在NOx還原(再生處理)間 隔中從內(nèi)燃機(jī)1排出的NOx量的一部分通過旁通管6而未導(dǎo)入NSR10中， 但該值在本實(shí)施例中作為誤差而被忽略。當(dāng)S201的處理結(jié)束時(shí)，進(jìn)入S202。
在S202中，從氧化催化劑21的床溫導(dǎo)出從NSR10排出的NH3在氧 化催化劑21中向NOx轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率。具體地說，從收容氧化催化劑21的 床溫和轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系的圖表中，通過讀出而導(dǎo)出相對(duì)于該時(shí)刻的氧化 催化劑21的床溫的轉(zhuǎn)化率的值。氧化催化劑21的床溫可以通過利用未圖 示的排氣溫度傳感器檢測(cè)從氧化催化劑排出的排氣的溫度而獲得。另外， 也可以從內(nèi)燃機(jī)l的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來推定。當(dāng)S202的處理結(jié)束時(shí)，進(jìn)入S203。
在S203中，計(jì)算出從NSR10排出的NH3由氧化催化劑21氧化而產(chǎn) 生的NOx的量。具體地說，通過將在S201中導(dǎo)出的在NOx還原間隔中從 NSR10排出的NH3的量和在S202中導(dǎo)出的向NOx的轉(zhuǎn)化率相乘，計(jì)算出 在NOx還原間隔中從NSR10排出的NBb由氧化催化劑21氧化而產(chǎn)生的 NOx的量。當(dāng)S203的處理結(jié)束時(shí)，進(jìn)入S204。
在S204中，比較在S103中計(jì)算出的在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通 管6排出的NOx排出量和在S203中計(jì)算出的在NOx還原間隔中從NSR10 排出的NEb由氧化催化劑21氧化而產(chǎn)生的NOx的量的總量、與在S105 中計(jì)算出的由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量。 在判斷為由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量多 于在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx排出量和在NOx還原間 隔中從NSR10排出的NH3由氧化催化劑21氧化而產(chǎn)生的NOx的量的總量 時(shí)，進(jìn)入S107。而另一方面，在判斷為該總量為由添加同步旁通控制而獲 得的從NSR10排出的NOx的減少量以上的情況下，就此一度結(jié)束本例程。
這樣，在本例程中，比較在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通管6排出的 NOx排出量和在S203中計(jì)算出的在NOx還原間隔中從NSR10排出的NH3 由氧化催化劑21氧化而產(chǎn)生的NOx的量的總量、與由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量，僅在判斷為由添加同步旁通控 制而獲得的從NSR10排出的NOx的減少量多于該總量的情況下，執(zhí)行添 加同步旁通控制。因此，能夠僅在判斷為通過執(zhí)行添加同步旁通控制而可 提高總排放的情況下，才執(zhí)行添加同步旁通控制，從而能夠更切實(shí)地得到 提高排放的效果。
在本實(shí)施例中，執(zhí)行S101 S204的處理的ECU20相當(dāng)于本實(shí)施例中 的NOx量判斷機(jī)構(gòu)。
另外，在上述添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程2中，對(duì)于NOx還原間 隔，比較了在切換閥15的打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx排出量和在 NOx還原間隔中從NSR10排出的NH3由氧化催化劑21氧化而產(chǎn)生的NOx 的量的總量、與由提高NSR10的凈化率而獲得的NOx排出的減少量。但 是，成為該比較對(duì)象的期間并不限于NOx還原間隔。例如，對(duì)于多個(gè)NOx 還原間隔，也可以比較在切換閥15的打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx 排出量和在NOx還原間隔中從NSRIO排出的NH3由氧化催化劑21氧化而 產(chǎn)生的NOx的量的總量的平均值、與由提高NSRIO的凈化率而獲得的NOx
排出的減少量的平均^i。
另外，在上述添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程2的S201-S203中，計(jì) 算出在NOx還原間隔中從NSR10排出的NH3由氧化催化劑21氧化而產(chǎn)生 的NOx的量的方法并不特別局限于本實(shí)施例所示的方法。如果有能夠更精 確地計(jì)算的方法，則可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭?br> 此外，在添加同步旁通控制執(zhí)行判斷例程2的S204中，比較在S103 中計(jì)算出的NOx排出量和在S203中計(jì)算出的NOx產(chǎn)生量的總量、與在S105 中計(jì)算出的NOx排出的減少量。僅在判斷為在S105中計(jì)算出的NOx排出 的減少量多于在S103中計(jì)算出的NOx排出量和在S203中計(jì)算出的NOx 產(chǎn)生量的總量的情況下，執(zhí)行添加同步旁通控制。
但是，基于在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通管6排出的NOx排出量、 由添加同步旁通控制而獲得的從NSRIO排出的NOx的減少量、和從NSRIO 排出的NH3由氧化催化劑21氧化而產(chǎn)生的NOx的量來決定是否執(zhí)行添加同步旁通控制的方法并不局限于此。例如，在S103中計(jì)算出的NOx排出 量、在S105中計(jì)算出的NOx排出的減少量和在S203中計(jì)算出的NOx產(chǎn) 生量、在計(jì)算精度上存在差異的情況下，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行對(duì)任一方乘以加權(quán) 系數(shù)等的改變。
也就是說，只要是在實(shí)質(zhì)上考慮了在切換閥15打開期間經(jīng)由旁通管6 排出的NOx量、從NSR10排出的NH3由氧化催化劑21氧化而產(chǎn)生的NOx 的量、和由添加同步旁通控制而獲得的從NSR10排出的N(X的減少量這 三個(gè)因素之后判斷為總排放提高的情況下、執(zhí)行添加同步旁通控制即可。
在本發(fā)明中，在排氣凈化裝置的凈化能力的再生處理中，通過向排氣 凈化裝置供給還原劑并使排氣的一部分繞過排氣凈化裝置，能夠更切實(shí)地 提高排氣的排放。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，具有排氣凈化裝置，其設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，凈化通過上述排氣通道的排氣；旁通通道，其在上述排氣凈化裝置的上游側(cè)從上述排氣通道分支，并在上述排氣凈化裝置的下游側(cè)與上述排氣通道合流，使通過上述排氣通道的排氣繞過上述排氣凈化裝置；還原劑供給機(jī)構(gòu)，其在上述排氣凈化裝置的上游側(cè)將還原劑供給于通過上述排氣通道的排氣；再生機(jī)構(gòu)，其在積蓄在上述排氣凈化裝置中的凈化物質(zhì)的量為預(yù)定量以上時(shí)，進(jìn)行再生處理，該再生處理中通過從上述還原劑供給機(jī)構(gòu)向排氣供給還原劑并將該還原劑導(dǎo)入上述排氣凈化裝置，使上述排氣凈化裝置的凈化能力得以再生；以及再生時(shí)排氣流量控制機(jī)構(gòu)，其在上述再生機(jī)構(gòu)進(jìn)行上述再生處理時(shí)，進(jìn)行再生時(shí)排氣流量控制，該再生時(shí)排氣流量控制中使通過上述排氣通道的排氣中的通過上述旁通通道的排氣的量增加，而使通過上述排氣凈化裝置的排氣的量減少；基于如下兩個(gè)量來決定是否執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制，即，在執(zhí)行上述再生處理時(shí)進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由上述排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量、和由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通通道排出的排出增加量。
2. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，還具有 凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)，該凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)判斷在執(zhí)行上述再生處理時(shí) 進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由上述排氣凈化裝置的凈化 率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量、和由 通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通通道排出的 排出增加量的多少；在利用上述凈化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)判斷為由上述排氣凈化裝置的凈化率 的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量多于由通 過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通通道排出的排 出增加量的情況下，執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制。
3. 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述凈 化物質(zhì)量判斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行如下的判斷，即，判斷在從上述再生處理中開始供 給還原劑到下一再生處理中開始供給還原劑的期間中的、由上述排氣凈化 裝置的凈化率的上升而獲得的凈化物質(zhì)從上述排氣凈化裝置排出的排出減 少量、和由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的凈化物質(zhì)從上述旁通 通道排出的排出增加量的多少。
4. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述排 氣凈化裝置是吸藏還原型NOx催化劑；該排氣凈化系統(tǒng)還具有氧化催化劑，該氧化催化劑設(shè)置于上述排氣通 道中的、上述排氣通道和上述旁通通道的合流部的下游側(cè)，具有氧化能力；基于如下三個(gè)量來決定是否執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制，即，在執(zhí) 行上述再生處理時(shí)進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流量控制的情況下的、由上述排 氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排 出減少量、由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通 道排出的排出增加量、和從上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧化催化 劑氧化而產(chǎn)生的NOx的增加量。
5. 如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，還具有 NOx量判斷機(jī)構(gòu)，其判斷在執(zhí)行上述再生處理時(shí)進(jìn)行了上述再生時(shí)排氣流 量控制的情況下的、由上述排氣凈化裝置的凈化率的上升而獲得的NOx從 上述排氣凈化裝置排扭的排出減少量、與由通過上述旁通通道的排氣的增 加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出的排出增加量和從上述排氣凈化裝 置排出的NH3由上述氧化催化劑氧化而產(chǎn)生的NOx的增加量的總量的多少；在利用上述NOx量判斷機(jī)構(gòu)判斷為由上述排氣凈化裝置的凈化率的 上升而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量多于由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出的排出增加 量和從上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧化催化劑氧化而產(chǎn)生的NOx 的增加量的總量的情況下，執(zhí)行上述再生時(shí)排氣流量控制。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，上述 NOx量判斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行如下的判斷，即，判斷在從上述再生處理中開始供給 還原劑到下一再生處理中開始供給還原劑的期間中的、由上述排氣凈化裝 置的凈化率的上升而獲得的NOx從上述排氣凈化裝置排出的排出減少量、 與由通過上述旁通通道的排氣的增加而導(dǎo)致的NOx從上述旁通通道排出 的排出增加量和從上述排氣凈化裝置排出的NH3由上述氧化催化劑氧化 而產(chǎn)生的NOx的增加量的總量的多少。
全文摘要
提供一種技術(shù)，在排氣凈化裝置的凈化能力的再生處理中，在向排氣凈化裝置供給還原劑的同時(shí)使一部分排氣繞過排氣凈化裝置，從而能夠更切實(shí)地提高排氣的排放。在NSR的NO_x還原處理時(shí)，判斷在添加還原劑的同時(shí)進(jìn)行使通過排氣管的排氣中的通過旁通管的排氣的量增加而使通過NSR的排氣的量減少的添加同步旁通控制的情況下，伴隨著進(jìn)行添加同步旁通控制的、由NSR的凈化率的上升而獲得的NO_x排出的減少量(S105)、和由通過旁通管的排氣的增加而導(dǎo)致的NO_x排出的增加量(S103)的多少(S106)，在判斷為由NSR的凈化率的上升而獲得的NO_x排出的減少量多于由通過旁通管的排氣的增加而導(dǎo)致的NO_x排出的增加量的情況下，執(zhí)行添加同步旁通控制(S107)。
文檔編號(hào)F01N3/20GK101583781SQ20088000238
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者井上三樹男, 森島彰紀(jì) 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社