專利名稱：內(nèi)燃機的排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的排氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
公知有如下的內(nèi)燃機在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)，配置有當(dāng)流入的廢氣的空燃比為稀時吸留廢氣中包含的N0X，而當(dāng)流入的廢氣的空燃比為濃時放出所吸留的NOx的NOx吸留催化劑，在NOx吸留催化劑上游的內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置有具有吸附功能的氧化催化劑，當(dāng)要從NOx吸留催化劑放出NOx時，向氧化催化劑上游的內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)供給烴，從而使流入NOx吸留催化劑的廢氣的空燃比為濃(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
在該內(nèi)燃機中，應(yīng)當(dāng)從NOx吸留催化劑放出NOx時供給的烴在氧化催化劑中成為氣體狀的烴，氣體狀的烴被送入NOx吸留催化劑。結(jié)果，從NOx吸留催化劑放出來的NOx被良好地還原。專利文獻(xiàn)I :日本特許第3969450號但是，存在當(dāng)NOx吸留催化劑為高溫時NOx凈化率降低這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，即使排氣凈化催化劑的溫度為高溫也能夠得到高的NOx凈化率、且能夠推定NOx凈化率的降低。根據(jù)本發(fā)明，在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置有用于供給烴的烴供給閥，在烴供給閥下游的內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置有用于使廢氣中所含的NOx和經(jīng)重整的烴反應(yīng)的排氣凈化催化齊U，在排氣凈化催化劑的廢氣流通表面上擔(dān)載有貴金屬催化劑，并且在貴金屬催化劑周圍形成有堿性的廢氣流通表面部分，排氣凈化催化劑具有若從烴供給閥以預(yù)先決定的供給周期噴射預(yù)先決定的量的烴則對廢氣中所含的NOx進(jìn)行還原的性質(zhì)，并且具有若烴的供給周期比預(yù)先決定的供給周期長則廢氣中所含的NOx的吸留量增大的性質(zhì)，具備檢測烴供給閥的噴嘴口的阻塞程度的阻塞程度檢測單元，當(dāng)內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時，上述內(nèi)燃機的排氣凈化裝置從烴供給閥以預(yù)先決定的供給周期噴射預(yù)先決定的量的烴，此時根據(jù)由阻塞程度檢測單元檢測出的烴供給閥的噴嘴口的阻塞程度來推定NOx凈化率。即使排氣凈化催化劑為高溫也能夠得到高的NOx凈化率、且能夠通過檢測烴供給閥的噴嘴口的阻塞程度來推定NOx凈化率的降低。


圖I是壓燃式內(nèi)燃機的整體圖。圖2是示意性地示出催化劑載體的表面部分的圖。圖3是用于說明排氣凈化催化劑中的氧化反應(yīng)的圖。圖4是示出流入排氣凈化催化劑的廢氣的空燃比的變化的圖。圖5是示出NOx凈化率的圖。
圖6A和圖6B是用于說明排氣凈化催化劑中的氧化還原反應(yīng)的圖。圖7A和圖7B是用于說明排氣凈化催化劑中的氧化還原反應(yīng)的圖。圖8是示出流入排氣凈化催化劑的廢氣的空燃比的變化等的圖。圖9是示出NOx量NOXA的映射的圖。圖10是示出燃料噴射正時的圖。圖11是示出NOx凈化率的圖。圖12是示出流入排氣凈化催化劑的廢氣的空燃比的變化的時序圖。圖13是示出流入排氣凈化催化劑的廢氣的空燃比的變化的時序圖。 圖14是示出排氣凈化催化劑的氧化能力和要求最小空燃比X之間的關(guān)系的圖。圖15是示出能夠得到同一 NOx凈化率的、廢氣中的氧濃度和烴濃度的振幅AH之間的關(guān)系的圖。圖16是示出烴濃度的振幅A H和NOx凈化率之間的關(guān)系的圖。圖17是示出烴濃度的振動周期A T和NOx凈化率之間的關(guān)系的圖。圖18是示出流入排氣凈化催化劑的廢氣的空燃比等的變化的時序圖。圖19是示出烴的噴射時間W的映射的圖。圖20是示出烴的實際的噴射時間WT的變化等的圖。圖21是示出烴的噴射時間WH的映射的圖。圖22是示出排氣凈化催化劑的推定溫度TCtl的變化的圖。圖23是示出阻塞率與增量系數(shù)K之間的關(guān)系的圖。圖24A和圖24B是示出烴的噴射的樣子的圖。圖25是示出流入排氣凈化催化劑的廢氣的空燃比的變化等的時序圖。圖26是示出增量系數(shù)K與NOx凈化率之間的關(guān)系的圖。圖27是示出吸入空氣量與極限增量系數(shù)KX之間的關(guān)系的圖。圖28和圖29是用于算出增量系數(shù)K的流程圖。圖30是用于進(jìn)行烴的噴射控制的流程圖。
具體實施例方式圖I中示出壓燃式內(nèi)燃機的整體圖。參照圖I, I表不內(nèi)燃機主體、2表不各氣缸的燃燒室、3表不用于向各燃燒室2內(nèi)分別噴射燃料的電子控制式燃料噴射閥、4表示進(jìn)氣岐管、5表示排氣岐管。進(jìn)氣岐管4經(jīng)由進(jìn)氣導(dǎo)管6連結(jié)于排氣渦輪增壓器7的壓縮機7a的出口，壓縮機7a的入口經(jīng)由吸入空氣量檢測器8連結(jié)于濾清器9。在進(jìn)氣導(dǎo)管6內(nèi)配置有由步進(jìn)電動機驅(qū)動的節(jié)流閥10，此夕卜，在進(jìn)氣導(dǎo)管6周圍配置有用于對在進(jìn)氣導(dǎo)管6內(nèi)流動的吸入空氣進(jìn)行冷卻的冷卻裝置
11。在圖I所示的實施例中，將內(nèi)燃機冷卻水導(dǎo)入到冷卻裝置11內(nèi)，利用內(nèi)燃機冷卻水來冷卻吸入空氣。另一方面，排氣岐管5連結(jié)于排氣渦輪增壓器7的排氣渦輪機7b的入口。排氣渦輪機7b的出口經(jīng)由排氣管12與排氣凈化催化劑13的入口連結(jié)，排氣凈化催化劑13的出口與用于捕集廢氣中所含的微粒的顆粒過濾器14連結(jié)。在排氣凈化催化劑13上游的排氣管12內(nèi)配置有烴供給閥15，該烴供給閥15用于供給由用作壓燃式內(nèi)燃機的燃料的輕油或/和其他燃料構(gòu)成的烴。在圖I所示的實施例中，作為從烴供給閥15供給的烴使用輕油。另外，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于以稀空燃比進(jìn)行燃燒的火花點火式內(nèi)燃機。在該情況下，從烴供給閥15供給由用作火花點火式內(nèi)燃機的燃料的汽油或/和其他燃料構(gòu)成的烴。另一方面，排氣歧管5和進(jìn)氣歧管4經(jīng)由廢氣再循環(huán)(以下稱為EGR)通路16互相連結(jié)，在EGR通路16內(nèi)配置有電子控制式EGR控制閥17。并且，在EGR通路16周圍配置有用于對在EGR通路16內(nèi)流動的EGR氣體進(jìn)行冷卻的冷卻裝置18。在圖I所示的實施例中，將內(nèi)燃機冷卻水導(dǎo)入到冷卻裝置18內(nèi)，利用內(nèi)燃機冷卻水對EGR氣體進(jìn)行冷卻。另一方面，各燃料噴射閥3經(jīng)由燃料供給管19連結(jié)于共軌20，該共軌20經(jīng)由電子控制式的噴出量可變的燃料泵21與燃料罐22連結(jié)。貯存在燃料罐22內(nèi)的燃料由燃料泵21供給至共軌20內(nèi)，供給至共軌20內(nèi)的燃料經(jīng)由各燃料供給管19供給至燃料噴射閥3。電子控制單元30包含數(shù)字計算機，具備通過雙向性總線31互相連結(jié)的ROM(只讀存儲器)32、RAM(隨機讀寫存儲器)33、CPU(微處理器)34、輸入端口 35及輸出端口 36。在排氣凈化催化劑13的上游和下游分別安裝有用于檢測廢氣溫度的溫度傳感器23和24，在顆粒過濾器14安裝有用于檢測顆粒過濾器14前后的壓差的壓差傳感器25。這些溫度傳感 器23、24、壓差傳感器25以及吸入空氣量檢測器8的輸出信號分別經(jīng)由對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37輸入到輸入端口 35。并且，在油門踏板40連接有產(chǎn)生與油門踏板40的踩踏量L成比例的輸出電壓的負(fù)載傳感器41，負(fù)載傳感器41的輸出電壓經(jīng)由對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37輸入到輸入端口 35。此外，在輸入端口 35連接有曲軸每旋轉(zhuǎn)例如15°就產(chǎn)生輸出脈沖的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42。另一方面，輸出端口 36經(jīng)由對應(yīng)的驅(qū)動電路38與燃料噴射閥3、節(jié)流閥10的驅(qū)動用步進(jìn)電動機、烴供給閥15、EGR控制閥17及燃料泵21連接。圖2示意性地示出擔(dān)載于排氣凈化催化劑13的基體上的催化劑載體的表面部分。在該排氣凈化催化劑13中，如圖2所示，在例如由氧化鋁形成的催化劑載體50上擔(dān)載有貴金屬催化劑51、52，此外，在該催化劑載體50上形成有堿性層53，該堿性層53包含選自鉀K、鈉Na、銫Cs這樣的堿金屬；鋇Ba、鈣Ca這樣的堿土類金屬；鑭系這樣的稀土類；以及銀Ag、銅Cu、鐵Te、銥Ir這樣的可向NOx供給電子的金屬中的至少一個。由于廢氣沿著催化劑載體50上流動，所以可以說貴金屬催化劑51、52被擔(dān)載在排氣凈化催化劑13的廢氣流通表面上。并且，由于堿性層53的表面呈堿性，所以堿性層53的表面被稱作堿性的廢氣流通表面部分54。另一方面，在圖2中，貴金屬催化劑51由鉬Pt形成，貴金屬催化劑52由銠Rh形成。即，擔(dān)載于催化劑載體50的貴金屬催化劑51、52由鉬Pt以及銠Rh形成。另外，在排氣凈化催化劑13的催化劑載體50上，能夠在擔(dān)載鉬Pt以及銠Rh的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擔(dān)載鈀Pd，或者能夠代替銠Rh而擔(dān)載鈀Pd。即，擔(dān)載于催化劑載體50的貴金屬催化劑51、52由銠Rh和鈀Pd中的至少一方與鉬Pt構(gòu)成。當(dāng)從烴供給閥15向廢氣中噴射烴時，該烴在排氣凈化催化劑13中被重整。在本發(fā)明中，使用此時經(jīng)重整的烴在排氣凈化催化劑13中凈化N0X。圖3示意性地示出此時在排氣凈化催化劑13中進(jìn)行的重整作用。如圖3所示，從烴供給閥15噴射的烴HC由催化劑15形成為碳數(shù)少的自由基狀的烴HC。圖4示出從烴供給閥15供給的烴的供給時刻和流入排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比(A/F)in的變化。另外，由于該空燃比(A/F) in的變化依存于流入排氣凈化催化劑13的廢氣中的烴的濃度變化，所以圖4所示的空燃比(A/F)in的變化也可以說是表示烴的濃度變化。不過，由于當(dāng)烴濃度變高時空燃比(A/F) in變小，所以在圖4中空燃比(A/F) in越趨向濃側(cè)則烴濃度越高。圖5相對于排氣凈化催化劑13的各催化劑溫度TC示出通過使流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度周期性變化而如圖4所示那樣使流入排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比(A/F) in變化時的、基于排氣凈化催化劑13的NOx凈化率。本發(fā)明人長時間反復(fù)進(jìn)行與NOx凈化相關(guān)的研究，在該研究課程中，發(fā)現(xiàn)如果使流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度以預(yù)先決定的范圍內(nèi)的振幅和預(yù)先決定的范圍內(nèi)的周期振動，則如圖5所示即使在400°C以上的高溫區(qū)域也能夠得到極高的NOx凈化率。此外，發(fā)現(xiàn)此時包含氮和烴的大量還原性中間體被持續(xù)保持或者吸附在堿性層53的表面上、即排氣凈化催化劑13的堿性廢氣流通表面部分54上，該還原性中間體在得到高NOx凈化率的方面起到核心作用。接著，參照圖6A和6B對上述情況進(jìn)行說明。另外，上述圖6A和6B示意性地示出排氣凈化催化劑13的催化劑載體50的表面部分，在上述圖6A和6B中示出推測在使流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度以預(yù)先決定的范圍內(nèi)的振幅和預(yù)先 決定的范圍內(nèi)的周期振動時會產(chǎn)生的反應(yīng)。圖6A示出流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度低時，圖6B示出從烴供給閥15供給烴而使流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度變高時。另外，從圖4可知，由于流入排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比除一瞬間之外都被維持在稀空燃比，所以流入排氣凈化催化劑13的廢氣通常處于氧過剩的狀態(tài)。因而，廢氣中所含的NO如圖6A所示那樣在鉬51上被氧化而成為NO2,接著，該NO2被從鉬51供給電子而成為NO2。因而，在鉬51上生成大量的NO2。該NO2活性強，將以上的該NO2稱作活性NO/。另一方面，當(dāng)從烴供給閥15供給烴時，如圖3所示，該烴在排氣凈化催化劑13內(nèi)被重整而成為自由基。結(jié)果，如圖6B所示，活性NO/周圍的烴濃度變高。然而，在生成活性NO；后，如果活性NO/周圍的氧濃度高的狀態(tài)持續(xù)一定時間以上，則活性NO/被氧化而以硝酸根離子N03_的形式被吸收入堿性層53內(nèi)。但是，如果在經(jīng)過該一定時間之前活性NO/周圍的烴濃度變高，則如圖6B所示活性NO/在鉬51上與自由基狀的烴HC反應(yīng)，由此生成還原性中間體。該還原性中間體附著或者吸附在堿性層53的表面上。另外，認(rèn)為此時最初生成的還原性中間體是硝基化合物R_N02。如果生成該硝基化合物R-NO2,則會成為腈基化合物R-CN，但該腈基化合物R-CN在該狀態(tài)下只能存在瞬間，因此立即成為異氰酸酯化合物R-NC0。如果該異氰酸酯化合物R-NCO水解則成為胺化合物R_NH2。不過，在該情況下，認(rèn)為水解的是一部分異氰酸酯化合物R-NCO。因而，如圖6B所示，認(rèn)為被保持或者吸附在堿性層53的表面上的還原性中間體的大部分是異氰酸酯化合物R-NCO以及胺化合物R-NH2。另一方面，如圖6B所示，如果烴HC包圍所生成的還原性中間體的周圍，則還原性中間體被烴HC阻止而無法繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。在該情況下，如果降低流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度而氧濃度變高，則還原性中間體周圍的烴被氧化。結(jié)果，如圖6A所示，還原性中間體與活性NO/反應(yīng)。此時，活性NO/與還原性中間體R-NCO、R-NH2反應(yīng)而成為N2、CO2、H2O,這樣NOx得到凈化。
這樣，在排氣凈化催化劑13中，通過增高流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度來生成還原性中間體，通過降低流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度并提高氧濃度，活性NO/與還原性中間體反應(yīng)，NOx得到凈化。即，為了利用排氣凈化催化劑13凈化NOx，需要使流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度周期性地變化。當(dāng)然，在該情況下，為了生成還原性中間體需要提高烴的濃度直至達(dá)到充分高的濃度，為了使所生成的還原性中間體與活性NO/反應(yīng)需要降低烴的濃度直至達(dá)到充分低的濃度。即，需要使流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度以預(yù)先決定的范圍內(nèi)的振幅振動。另夕卜，在該情況下，直到所生成的還原性中間體與活性NO/反應(yīng)為止，都必須在堿性層53上、即堿性廢氣流通表面部分24上保持有充分量的還原性中間體R-NCO、R-NH2,為此設(shè)置有堿性的廢氣流通表面部分24。另一方面，如果增長烴的供給周期，則在供給烴之后到下一次供給烴為止的期間，氧濃度變高的期間增長，因而，活性NO/不生成還原性中間體而以硝酸鹽的形式被吸收到堿性層53內(nèi)。為了避免上述情況，需要使流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度以預(yù)先決定的范圍內(nèi)的周期振動。 因此，在基于本發(fā)明的實施例中，為了使廢氣中所含的NOx與經(jīng)重整的烴反應(yīng)而生成包含氮和烴的還原性中間體R-NCO、R-NH2，在排氣凈化催化劑13的廢氣流通表面上擔(dān)載有貴金屬催化劑51、52，為了將所生成的還原性中間體R-NCO、R-NH2保持在排氣凈化催化劑13內(nèi)，在貴金屬催化劑51、52的周圍形成有堿性的廢氣流通表面部分54，借助被保持在堿性的廢氣流通表面部分54上的還原性中間體R-NCO、R-NH2的還原作用來還原NOx，將烴濃度的振動周期設(shè)成為了持續(xù)生成還原性中間體R-NCO、R-NH2所需要的振動周期。因此，在圖4所不的例子中將噴射間隔設(shè)為3秒。如果使烴的振動周期、即烴HC的供給周期比上述預(yù)先決定的范圍內(nèi)的周期長，則還原性中間體R-NCO、R-NH2從堿性層53的表面上消失，此時在鉬Pt53上生成的活性NO/如圖7A所示那樣以硝酸根離子NO3-的形式在堿性層53內(nèi)擴散，成為硝酸鹽。即，此時廢氣中的NOx以硝酸鹽的形式被吸收到堿性層53內(nèi)。另一方面，圖7B示出當(dāng)像這樣NOx以硝酸鹽的形式被吸收到堿性層53內(nèi)時流入排氣凈化催化劑13內(nèi)的廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比的情況。在該情況下，廢氣中的氧濃度降低，因此反應(yīng)向相反方向(N03_ — NO2)進(jìn)行，這樣，被吸收到堿性層53內(nèi)的硝酸鹽依次成為硝酸根離子N03_而后如圖7B所示那樣以NO2的形式從堿性層53放出。接下來，放出的NO2由廢氣中所含的烴HC和CO還原。另外，此時也存在堿性層53暫時吸附NOx的情況，因而，當(dāng)作為包含吸收和吸附這兩者的術(shù)語而使用吸留這樣的術(shù)語時，此時堿性層53起到用于暫時吸留NOx的NOx吸留劑的作用。即，在該情況下，如果將供給至內(nèi)燃機進(jìn)氣通路、燃燒室2以及排氣凈化催化劑13上游的排氣通路內(nèi)的空氣以及燃料(烴)的比稱作廢氣的空燃比，則排氣凈化催化劑13作為當(dāng)廢氣的空燃比為稀時吸留N0X，當(dāng)廢氣中的氧濃度降低時放出所吸留的NOx的NOx吸留催化劑發(fā)揮功能。圖8示出利用了這種NOx的吸留還原作用的NOx凈化方法。即，在該NOx凈化方法中，如圖8所示，當(dāng)吸留到堿性層53的吸留NOx量E NOX超過預(yù)先決定的容許量MAX時，使流入排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比(A/F)in暫時為濃。如果使廢氣的空燃比(A/F)in為濃，則當(dāng)廢氣的空燃比(A/F) in為稀時吸收到堿性層53內(nèi)的NOx被從堿性層53 —口氣放出并被還原。由此來凈化N0X。例如根據(jù)從內(nèi)燃機排出的NOx量來算出吸留NOx量E N0X。在基于本發(fā)明的實施例中，每單位時間從內(nèi)燃機排出的排出NOx量NOXA作為內(nèi)燃機負(fù)荷L和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速N的函數(shù)而以圖9所示的映射的形式預(yù)先存儲于ROM 32內(nèi)，根據(jù)該排出NOx量NOXA算出吸留NOx量E N0X。廢氣的空燃比(A/F) in為濃的周期如圖4所示那樣明顯比使廢氣的空燃比(A/F)in降低的周期長，廢氣的空燃比(A/F)in為濃的周期通常在一分鐘以上。并且，在該NOx凈化方法中，如圖10所示，在從燃料噴射閥3向燃燒室2內(nèi)噴射燃燒用燃料M的基礎(chǔ)上還噴射追加的燃料W，由此使流入排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比(A/F)in變濃。另外，圖10的橫軸表示曲軸轉(zhuǎn)角。該追加的燃料W在雖然燃燒但不會作為內(nèi)燃機輸出而顯現(xiàn)的正時、即在比壓縮上死點后ATDC 90°稍靠前的時刻噴射。當(dāng)然，在該情況下也能夠通過增大從烴供給閥15供給的烴的供給量而使廢氣的空燃?xì)?A/F)in為濃。圖11示出當(dāng)使排氣凈化催化劑13像這樣作為NOx吸留催化劑發(fā)揮功能時的NOx凈化率。另外，圖11的橫軸示出排氣凈化催化劑13的催化劑溫度TC。在使排氣凈化催化劑13作為NOx吸留催化劑發(fā)揮功能的情況下，如圖11所示，雖然當(dāng)催化劑溫度TC為300°C到400°C時能夠得到極高的NOx凈化率，但如果催化劑溫度TC變?yōu)?00°C以上的高溫則NOx凈化率降低。之所以像這樣如果催化劑溫度TC變?yōu)?00°C以上的高溫則NOx凈化率降低，是因為如果催化劑溫度TC變?yōu)?00°C以上的高溫則硝酸鹽熱分解而以NO2的形式被從排氣凈化裝置13放出。即，只要以硝酸鹽的形式吸留N0X，當(dāng)催化劑溫度TC高時就難以得到高NOx凈化率。但是,在從圖4到圖6A、6B所示的新的NOx凈化方法中，從圖6A、6B可知，不生成硝酸鹽、或者即使生成硝酸鹽也極其微量，這樣，如圖5所示，即使當(dāng)催化劑溫度TC高時也能夠得到高NOx凈化率。因此，在本發(fā)明中，在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置有用于供給烴的烴供給閥15，在該烴供給閥15下游的內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置有用于使廢氣中所含的NOx與經(jīng)重整的烴反應(yīng)的排氣凈化催化劑13，在排氣凈化催化劑13的廢氣流通表面上擔(dān)載有貴金屬催化劑51、52，并且在貴金屬催化劑51、52的周圍形成有堿性的廢氣流通表面部分54，排氣凈化催化劑13具有當(dāng)從烴供給閥15以預(yù)先決定的供給周期噴射預(yù)先決定的量的烴時對廢氣中所含的NOx 進(jìn)行還原的性質(zhì)，并且具有當(dāng)使烴的供給周期比預(yù)先決定的供給周期長時對廢氣中所含的NOx的吸留量增大的性質(zhì)，當(dāng)內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時，通常從烴供給閥15以上述的預(yù)先決定的供給周期噴射上述的預(yù)先決定的量的烴，由此在排氣凈化催化劑13中對廢氣中所含的NOx進(jìn)行還原。S卩，對于從圖4到圖6A、6B所示的NOx凈化方法，在使用形成有擔(dān)載貴金屬催化劑且能夠吸收堿性層的排氣凈化催化劑的情況下，幾乎不形成硝酸鹽就能夠?qū)Ox進(jìn)行凈化，這可以說是新的NOx凈化方法。實際上，在使用該新的NOx凈化方法的情況下，與使排氣凈化催化劑13作為NOx吸留催化劑發(fā)揮功能的情況相比較，從堿性層53檢測出的硝酸
鹽極其微量。接著，參照圖12至圖17對圖4至圖6A、圖6B所示的新的NOx凈化方法進(jìn)行稍微詳細(xì)的說明。
圖12放大示出圖4所示的空燃比(A/F)in的變化。另外，如上所述，流入該排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比(A/F) in的變化同時表示流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度變化。另外，在圖12中，AH表示流入排氣凈化催化劑13的烴HC的濃度變化的振幅，AT表示流入排氣凈化催化劑13的烴濃度的振動周期。此外，在圖12中，(A/F)b代表表示用于產(chǎn)生內(nèi)燃機輸出的燃燒氣體的空燃比的基礎(chǔ)空燃比。換言之，該基礎(chǔ)空燃比(A/F)b表示當(dāng)停止烴的供給時流入排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比。另一方面，在圖12中，X表示用于使所生成的活性NO/不以硝酸鹽的形式被吸留到堿性層53內(nèi)而是生成還原性中間體所使用的空燃比(A/F) in的上限，為了使活性NO/與經(jīng)重整的烴反應(yīng)而生成還原性中間體，需要將空燃比(A/F) in設(shè)定得比該空燃比的上限X低。換言之，圖12的X表示為了使活性NO/與經(jīng)重整的烴反應(yīng)而生成還原性中間體所 需要的烴的濃度的下限，為了生成還原性中間體而需要將烴的濃度設(shè)定得比該下限X高。在該情況下，是否生成還原性中間體取決于活性NO/周圍的氧濃度和烴濃度的比率、即空燃比(A/F) in，以下將生成還原性中間體所需要的上述的空燃比的上限X稱作要求最小空燃比。在圖12所示的例子中，要求最小空燃比X為濃，因而，在該情況下，為了生成還原性中間體而使空燃比(A/F) in瞬間在要求最小空燃比X以下、即為濃。相對于此，在圖13所示的例子中，要求最小空燃比X為稀。在該情況下，通過在將空燃比(A/F)in維持在為稀的同時使空燃比(A/F) in周期性降低來生成還原性中間體。在該情況下，要求最小空燃比X為濃還是為稀取決于排氣凈化催化劑13的氧化能力。在該情況下，例如如果增大貴金屬51的擔(dān)載量，則排氣凈化催化劑13的氧化能力增強，如果酸性增強則氧化能力增強。因而，排氣凈化催化劑13的氧化能力根據(jù)貴金屬51的擔(dān)載量、酸性的強度而變化。另外，在使用氧化能力強的排氣凈化催化劑13的情況下，如圖13所示，如果在將空燃比(A/F) in維持為稀的同時使空燃比(A/F) in周期性降低，則當(dāng)空燃比(A/F) in降低時烴被完全氧化，結(jié)果無法生成還原性中間體。相對于此，在使用氧化能力強的排氣凈化催化劑13的情況下，如圖12所示，如果使空燃比(A/F) in周期性為濃，則當(dāng)空燃比(A/F)in為濃時烴不是被完全氧化而是被部分氧化，即烴被重整，這樣，生成還原性中間體。因而，在使用氧化能力強的排氣凈化催化劑13的情況下，需要使要求最小空燃比X為濃。另一方面，在使用氧化能力弱的排氣凈化催化劑13的情況下，如圖13所示，如果在將空燃比(A/F) in維持為稀的同時使空燃比(A/F) in周期性降低，則烴不是被完全氧化而是被部分氧化，即烴被重整，這樣，生成還原性中間體。相對于此，在使用氧化能力弱的排氣凈化催化劑13的情況下，如果如圖12所示使空燃比(A/F) in周期性為濃，則大量的烴不被氧化而僅僅從排氣凈化催化劑13排出，這樣，無用消耗的烴量增大。因而，在使用氧化能力弱的排氣凈化催化劑13的情況下，需要使要求最小空燃比X為稀。S卩，可知需要如圖14所示那樣排氣凈化催化劑13的氧化能力越強則越降低要求最小空燃比X。這樣根據(jù)排氣凈化催化劑13的氧化能力使要求最小空燃比X變?yōu)橄』蛘咦優(yōu)闈?，但以下以要求最小空燃比X為濃的情況為例，對流入排氣凈化催化劑13的烴的濃度變化的振幅、流入排氣凈化催化劑13的烴濃度的振動周期進(jìn)行說明。
另外，如果基礎(chǔ)空燃比(A/F)b變大、S卩如果供給烴前的廢氣中的氧濃度變高，則為了使空燃比(A/F) in在要求最小空燃比X以下而需要的烴的供給量增大，伴隨于此，不對還原性中間體的生成做出貢獻(xiàn)的多余的烴量也增大。在該情況下，為了良好地凈化N0X，需要如上述那樣使該多余的烴氧化，因而，為了良好地凈化N0X，多余的烴量越多，則越需要大
量的氧。在該情況下，如果增高廢氣中的氧濃度則能夠增大氧量。因而，為了良好地凈化NOx，在供給烴前的廢氣中的氧濃度高時，需要增高供給烴后的廢氣中的氧濃度。即，供給烴前的廢氣中的氧濃度越高則越需要增大烴濃度的振幅。圖15示出能夠得到同一 NOx凈化率時的、供給烴前的廢氣中的氧濃度和烴濃度的振幅AH之間的關(guān)系。從圖15可知，為了得到同一 NOx凈化率，供給烴前的廢氣中的氧濃度越高，則越需要增大烴濃度的振幅AH。即，為了得到同一 NOj爭化率，基礎(chǔ)空燃比(A/F)b越高則越需要增大烴濃度的振幅AT。換言之，為了良好地凈化NOx，基礎(chǔ)空燃比(A/F)b 越低則越能夠減少烴濃度的振幅AT。然而，基礎(chǔ)空燃比(A/F)b最低的情況發(fā)生在加速運轉(zhuǎn)時，此時，如果烴濃度的振幅AH為200ppm左右，則能夠良好地凈化N0X?；A(chǔ)空燃比(A/F)b通常比加速運轉(zhuǎn)時的基礎(chǔ)空燃比大，因而，如圖16所示，只要烴濃度的振幅A H為200ppm以上，就能夠得到良好的NOjt化率。另一方面，可知當(dāng)基礎(chǔ)空燃比(A/F)b最高時，只要烴濃度的振幅AH為IOOOOppm左右，就能夠得到良好的NOx凈化率。并且，如果烴濃度的振幅A H超過lOOOOppm，則存在空燃比(A/F) in變?yōu)闈獾奈ｋU性，因此存在無法進(jìn)行圖4到圖6A、6B所示的新的NOx凈化方法的危險性。因而，在本發(fā)明中，烴濃度的振幅的預(yù)先決定的范圍為從200ppm到lOOOOppm。并且，如果烴濃度的振動周期A T變長，則在供給烴之后到下一次供給烴的期間，活性NO/周圍的氧濃度變高。在該情況下，如果烴濃度的振動周期AT比5秒左右長，則活性NO/開始以硝酸鹽的形式被吸收到堿性層53內(nèi)，因而，如圖17所示，如果烴濃度的振動周期A T比5秒左右長，則NOx凈化率降低。因而，需要將烴濃度的振動周期A T設(shè)為5秒以下。另一方面，如果烴濃度的振動周期AT為大致0. 3秒以下，則所供給的烴開始在排氣凈化催化劑13的廢氣流通表面上堆積，因而，如圖17所示，如果烴濃度的振動周期AT為大致0. 3秒以下，則NOx凈化率降低。因此，在本發(fā)明中，烴濃度的振動周期設(shè)為從0. 3秒到5秒之間。另外，在本發(fā)明中，以通過使來自烴供給閥15的烴的噴射量和噴射正時變化而使烴濃度的振幅AH和振動周期AT成為與內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的最佳值的方式、即能夠進(jìn)行基于新的NOx凈化方法的良好的NOx凈化作用的方式進(jìn)行控制。在這種情況下，在基于本發(fā)明的實施例中，通過控制烴供給閥15的烴的噴射時間來控制烴的噴射量。圖18示出某一代表性的內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的、向排氣凈化催化劑13流入的烴的濃度變化、即流入排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比(A/F)in的變化和烴的噴射時間WT，能夠確?；谛碌腘Ox凈化方法的良好的NOx凈化作用的烴的噴射正時WT根據(jù)內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化。在基于本發(fā)明的實施例中，該烴的噴射時間W作為內(nèi)燃機的要求扭矩TQ以及內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速N的函數(shù)而以如圖19所示那樣的映射的形式被預(yù)先存儲在R0M32內(nèi)，從烴供給閥15噴射烴的噴射時間WT通常設(shè)為根據(jù)圖19的映射算出的噴射時間W。另外，在基于本發(fā)明的實施例中，當(dāng)為了暖機和/或其他目的而使排氣凈化催化劑13或者其他催化劑、或者顆粒過濾器14升溫時，通過使從烴供給閥15噴射的烴的噴射量增加來進(jìn)行。圖20作為一例示出當(dāng)要再生顆粒過濾器14時使顆粒過濾器14的溫度升溫至600°C左右的目標(biāo)溫度時的升溫控制。此時，從圖20可知，當(dāng)開始升溫控制時，烴的噴射時間WT增大。另一方面，如果像這樣烴的噴射時間WT增大，則借助烴的氧化反應(yīng)熱的增大，顆粒過濾器14的溫度上升，此時如圖20所示排氣凈化催化劑13的溫度TC也上升。然而，為了使顆粒過濾器14的溫度上升至600°C左右的目標(biāo)溫度且維持在目標(biāo)溫度所需要的烴的噴射量是廢氣量即吸入空氣量與廢氣溫度的函數(shù)，在基于本發(fā)明的實施例中，為了使顆粒過濾器14的溫度上升至600°C左右的目標(biāo)溫度且維持在目標(biāo)溫度所需要的烴的基準(zhǔn)噴射時間WH作為吸入空氣量GA與廢氣溫度TE的函數(shù)而以圖21所示的映射的形式預(yù)先存儲在ROM 32內(nèi)。 當(dāng)從烴供給閥15正常地噴射烴時，如果使烴的噴射時間為根據(jù)圖21的映射算出的噴射時間WH，則顆粒過濾器14的溫度上升至目標(biāo)溫度且維持在目標(biāo)溫度。圖22所示的實線表示此時的排氣凈化催化劑13的溫度TCtl的變化，在從烴供給閥15正常地噴射烴的情況下，不論開始升溫控制時的排氣凈化催化劑13的溫度如何，排氣凈化催化劑13的溫度TC0都沿著圖22所示的實線上升。即，不論是在排氣凈化催化劑13的溫度TCtl為200°C時開始升溫控制，還是在排氣凈化催化劑13的溫度TCtl為300°C時開始升溫控制，排氣凈化催化劑13的溫度TCtl都沿著圖22所示的實線上升。因而，推定為當(dāng)從烴供給閥15正常地噴射烴時排氣凈化催化劑13的溫度TCtl從升溫控制開始時的溫度沿著圖22所示的實線上升，因而，在基于本發(fā)明的實施例中，將圖22中的TCtl稱作推定溫度。預(yù)先存儲在圖22中以實線示出的溫度TCtl的變化。另外，現(xiàn)在設(shè)為當(dāng)排氣凈化催化劑13的實際溫度為300°C時開始升溫控制。此時將烴的噴射時間WT設(shè)為根據(jù)圖21所示的映射算出的基準(zhǔn)噴射時間WH，當(dāng)從烴供給閥15正常地噴射烴時，排氣凈化催化劑13的實際溫度TC沿著圖22中以實線示出的推定溫度TCtl上升。此時顆粒過濾器14的溫度上升至目標(biāo)溫度并被維持在目標(biāo)溫度。相對于此，當(dāng)開始升溫控制且烴的噴射時間WT為根據(jù)圖21所示的映射算出的基準(zhǔn)噴射時間WH時，如果烴噴射閥15的噴嘴口發(fā)生阻塞，則烴的噴射量比正常時的噴射量少。結(jié)果，排氣凈化催化劑13的實際溫度TC如圖22中以虛線所示那樣未上升至推定溫度T00此時顆粒過濾器14的溫度未上升至目標(biāo)溫度。因此,在基于本發(fā)明的實施例中,此時增大烴的噴射時間，以使排氣凈化催化劑13的實際溫度TC沿著圖22中以實線示出的推定溫度TCtl上升。具體而言，對根據(jù)圖21所示的映射算出的基準(zhǔn)噴射時間WH乘以增量系數(shù)K( >1.0),以使此時烴的噴射量與正常時的烴的噴射量相等。因而，此時顆粒過濾器14的溫度上升至目標(biāo)溫度，并被維持在目標(biāo)溫度。另外，烴供給閥15的噴嘴口的有效面積越減少、即烴供給閥15的噴嘴口的阻塞率越增大，則對基準(zhǔn)噴射時間WH相乘的增量系數(shù)K的值越大。圖23示出增量系數(shù)K與阻塞率之間的關(guān)系，從圖23可知阻塞率越增大則增量系數(shù)K的值越增大。如上所述，當(dāng)烴供給閥15的噴嘴口發(fā)生了阻塞時，烴的噴射量減少，因此導(dǎo)致無法進(jìn)行良好的升溫作用。但是，此時通過增大烴的噴射時間能夠得到良好的升溫作用。另一方面，當(dāng)烴供給閥15的噴嘴口發(fā)生阻塞時NOx凈化率降低。但是，即使此時增大烴的噴射時間，NOx凈化率也幾乎不會增大。參照圖24A、圖24B以及圖25對這種情況進(jìn)行說明。圖24A示出烴供給閥15的噴嘴口 15a沒有發(fā)生阻塞的情況，圖24B示出噴嘴口15a發(fā)生阻塞的情況。當(dāng)噴嘴口 15a發(fā)生阻塞時，噴嘴口 15a的有效面積減少。結(jié)果，噴射量減少并且如圖24B所示那樣噴霧F的擴張角增大。如果像這樣噴射量減少并且噴霧F的擴張角增大，則所噴射的烴的濃度降低，因此如圖25所示會導(dǎo)致空燃比(A/F) in無法變?yōu)橐笞钚】杖急萖以下。結(jié)果，NOx凈化率降低。然而，在基于本發(fā)明的實施例中，當(dāng)噴嘴口 15a發(fā)生阻塞時增大烴的噴射時間，以使烴的噴射量與正常時的噴射量相等。但是，當(dāng)噴嘴口 15a發(fā)生阻塞時，即使增大烴的噴射時間，噴霧F也如圖24B所示那樣擴張。因此，即使在該情況下所噴射的烴的濃度也會降低，因此如圖25所示空燃比(A/F) in無法變?yōu)橐笞钚】杖急萖以下。結(jié)果，NOj爭化率降低。S卩，在使用基于本發(fā)明的新的NOx凈化方法的情況下，噴嘴15a的阻塞率越高，則 所噴射的烴的濃度越是降低、NOx凈化率越是降低。即，在使用基于本發(fā)明的新的NOx凈化方法的情況下，能夠根據(jù)噴嘴15a的阻塞率、即噴嘴15a的阻塞程度來推定NOx凈化率。因此，在本發(fā)明中，具備檢測烴供給閥15的噴嘴口 15a的阻塞程度的阻塞程度檢測單元，在使用基于本發(fā)明的新的NOx凈化方法時，根據(jù)由該阻塞程度檢測單元檢測出的烴供給閥15的噴嘴口 15a的阻塞程度來推定NOx凈化率。另一方面，在基于本發(fā)明的實施例中，如上所述，通過增大從烴供給閥15噴射烴的噴射時間來進(jìn)行使配置在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)的催化劑或者顆粒過濾器14的溫度升溫至目標(biāo)溫度的升溫控制。在該情況下，當(dāng)噴嘴15a發(fā)生阻塞時增大烴的噴射時間，此時如圖23所示根據(jù)增量系數(shù)K的值、即烴的噴射時間的增大量可得知阻塞率、即阻塞程度。因而，在基于本發(fā)明的實施例中，利用上述的阻塞程度檢測單元并根據(jù)進(jìn)行升溫控制時的烴的噴射時間的增大量來檢測阻塞程度。圖26示出增量系數(shù)K和NCU爭化率之間的關(guān)系。另外，在圖26中，三條實線GApGA2、GA3分別表示等吸入空氣量線，關(guān)于吸入空氣量存在GA1 < GA2 < GA3的關(guān)系。并且，在圖26中RX表示容許NOx凈化率，KX1,KX2,KX3表示當(dāng)吸入空氣量為GApGA2AA3時NOx凈化率成為容許NOx凈化率RX時的增量系數(shù)K的極限值、即極限增量系數(shù)。如圖27所示，吸入空氣量GA越增大，則該極限增量系數(shù)KX越降低。在基于本發(fā)明的實施例中，當(dāng)NOx凈化率為容許NOx凈化率以下時、即增量系數(shù)K超過與吸入空氣量相應(yīng)的極限增量系數(shù)KX時，判斷為即使使用新的NOx凈化方法也無法得到良好的NOx凈化作用，此時例如點亮警告燈。并且，在基于本發(fā)明的實施例中，此時從新的NOx凈化方法切換成利用NOx的吸留還原的NOx凈化方法。并且，如上所述，在基于本發(fā)明的實施例中，當(dāng)噴嘴15a的阻塞率、即噴嘴15a的阻塞程度增大時，增量系數(shù)K增大。因而，在基于本發(fā)明的實施例中，換言之，當(dāng)烴供給閥15的噴嘴口 15a的阻塞程度超過預(yù)先決定的程度時，判斷為NOx凈化率為容許NOx凈化率RX以下，此時例如點亮警告燈。在該情況下，吸入空氣量越增大，則該預(yù)先決定的程度越大。另一方面，在基于本發(fā)明的實施例中，當(dāng)烴供給閥15的噴嘴口 15a的阻塞程度超過預(yù)先決定的程度時、即判斷為NOx凈化率為容許NOx凈化率RX以下時，通過以比預(yù)先決定的供給周期長的周期將流入排氣凈化催化劑13的廢氣的空燃比從稀切換成濃，NOx凈化方法被切換成凈化NOx的其他的NOx凈化方法、即利用NOx吸留還原的NOx凈化方法。接著，參照圖28和圖29對增量系數(shù)K的算出程序進(jìn)行說明。該程序通過每一定時間的插入來執(zhí)行。參照圖28，首先最初在步驟60中判斷是否設(shè)置了表示應(yīng)使顆粒過濾器14升溫的升溫標(biāo)記。當(dāng)未設(shè)置升溫標(biāo)記時，前進(jìn)至步驟61并判斷是否發(fā)出應(yīng)使顆粒過濾器14升溫的要求。在未發(fā)出應(yīng)使顆粒過濾器14升溫的要求的情況下結(jié)束處理循環(huán)。相對于此，在發(fā)出應(yīng)使顆粒過濾器14升溫的要求的情況下前進(jìn)至步驟62并設(shè)置升溫標(biāo)記。接著，在步驟63中根據(jù)溫度傳感器23、34來檢測排氣凈化催化劑TC的當(dāng)前的溫度TC、即初始催化劑溫度。接著，在步驟64中將該初始催化劑溫度設(shè)為排氣凈化催化劑13的推定溫度Ttl,接著前進(jìn)至步驟65。另外，該推定溫度Ttl隨著時間的推移而沿著圖22所示的曲線增大。如果在步驟62中設(shè)置了標(biāo)記，則之后從步驟60跳躍到步驟64。
在步驟65中判斷由溫度傳感器23、34檢測出的排氣凈化催化劑13的實際溫度TC是否比從推定溫度TCtl減去小的一定值a而得到的值(TCtl-a )低。當(dāng)TC彡TC0-時前進(jìn)至步驟66并判斷排氣凈化催化劑13的實際溫度是否比對推定溫度TCcJP上小的一定值a而得到的值(TCtl+a )大。當(dāng)TC彡TC0+a時前進(jìn)至步驟69。另一方面，當(dāng)在步驟65中判斷為TC < TC0- a時前進(jìn)至步驟67，并對增量系數(shù)K加上一定值A(chǔ) K。接著前進(jìn)至步驟69。并且，當(dāng)在步驟66中判斷為TC>TC0+a時前進(jìn)至步驟68，并從增量系數(shù)K減去一定值A(chǔ)K。接著前進(jìn)至步驟69。即，使增量系數(shù)K增大或者減小，以使排氣凈化催化劑13的實際溫度TC成為推定溫度TQ。在步驟69中判斷增量系數(shù)K是否超過了圖27所示的極限增量系數(shù)KX。當(dāng)K >KX時前進(jìn)至步驟70并設(shè)置異常標(biāo)記，接著前進(jìn)至步驟71并點亮警告燈。接著在步驟72中判斷升溫控制是否已完畢，當(dāng)升溫控制完畢時前進(jìn)至步驟73并重置升溫標(biāo)記。接著參照圖30對烴的噴射控制程序進(jìn)行說明。參照圖30，首先最初在步驟80中判斷是否設(shè)置了升溫標(biāo)記。當(dāng)未設(shè)置升溫標(biāo)記時前進(jìn)至步驟81并判斷是否設(shè)置了異常標(biāo)記。當(dāng)未設(shè)置異常標(biāo)記時前進(jìn)至步驟82并執(zhí)行新的NOx凈化方法。S卩，首先最初在步驟82中根據(jù)圖19所示的映射算出噴射時間W，接著在步驟83中通過對該噴射時間W乘以增量系數(shù)K來算出最終的噴射時間WT。另外，通常情況下K =
I.0，因而，通常情況下最終的噴射時間WT為根據(jù)映射算出的噴射時間W。接著，在步驟84中算出與內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的噴射周期AT。接著在步驟85中以噴射周期AT在噴射時間WT的期間從烴供給閥15噴射烴。另一方面，當(dāng)在步驟80中判斷為設(shè)置了升溫標(biāo)記時前進(jìn)至步驟86并進(jìn)行升溫控制。即，首先最初在步驟86中根據(jù)圖21所示的映射算出噴射時間WH，接著在步驟87中通過對該噴射時間WH乘以增量系數(shù)K來算出最終的噴射時間WT。另外，增量系數(shù)K通常為1.0，當(dāng)噴嘴口 15a發(fā)生阻塞時，該增量系數(shù)K增大。接著，在步驟88中算出與內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的噴射周期△ T，接著在步驟89中以噴射周期△ T在噴射時間WT的期間從烴供給閥15噴射烴。另一方面，當(dāng)在步驟82中判斷為設(shè)置了異常標(biāo)記時前進(jìn)至步驟90，并進(jìn)行利用從圖7A、7B到圖11所示的NOx吸留還原作用的NOx凈化方法。另外，作為其他的實施例也能夠在排氣凈化催化劑13上游的內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置用于重整烴的氧化催化劑。符號說明4...進(jìn)氣歧管；5...排氣歧管；7...排氣潤輪增壓器；12...排氣管；13...排 氣凈化催化劑；14...顆粒過濾器；15...烴供給閥。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其中， 在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置有用于供給烴的烴供給閥，在烴供給閥下游的內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置有用于使廢氣中所含的NOx和經(jīng)重整的烴反應(yīng)的排氣凈化催化劑，在該排氣凈化催化劑的廢氣流通表面上擔(dān)載有貴金屬催化劑，并且在該貴金屬催化劑周圍形成有堿性的廢氣流通表面部分，該排氣凈化催化劑具有若從烴供給閥以預(yù)先決定的供給周期噴射預(yù)先決定的量的烴則對廢氣中所含的NOx進(jìn)行還原的性質(zhì)，并且具有若烴的供給周期比該預(yù)先決定的供給周期長則廢氣中所含的NOx的吸留量增大的性質(zhì)，上述內(nèi)燃機的排氣凈化裝置具備檢測烴供給閥的噴嘴口的阻塞程度的阻塞程度檢測單元，當(dāng)內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時，上述內(nèi)燃機的排氣凈化裝置從烴供給閥以該預(yù)先決定的供給周期噴射該預(yù)先決定的量的烴，此時，根據(jù)由該阻塞程度檢測單元檢測出的烴供給閥的噴嘴口的阻塞程度來推定NOx凈化率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其中， 當(dāng)烴供給閥的噴嘴口的阻塞程度超過預(yù)先決定的程度時，判斷為NOx凈化率在容許NOx凈化率以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其中， 當(dāng)判斷為NOx凈化率在上述容許NOx凈化率以下時，以比上述預(yù)先決定的供給周期長的周期將流入排氣凈化催化劑的廢氣的空燃比從稀空燃比切換成濃空燃比，由此將NOx凈化方法切換成凈化NOx的其他的NOx凈化方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其中， 吸入空氣量越增大，則上述預(yù)先決定的程度越小。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其中， 通過增大從上述烴供給閥噴射烴的噴射時間來進(jìn)行使配置在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)的催化劑或者顆粒過濾器的溫度升溫至目標(biāo)溫度的升溫控制，上述阻塞程度檢測單元根據(jù)進(jìn)行該升溫控制時的該烴的噴射時間的增大量來檢測阻塞程度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其中， 利用上述貴金屬催化劑使廢氣中所含的NOx和經(jīng)重整的烴反應(yīng)而生成包含氮和烴的還原性中間體，并且所生成的還原性中間體被保持在上述堿性的廢氣流通表面部分上，NOx借助被保持在該堿性的廢氣流通表面部分上的還原性中間體的還原作用而被還原，上述烴的預(yù)先決定的供給周期是為了持續(xù)生成還原性中間體而需要的供給周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其中， 上述貴金屬催化劑由錯Rh以及鈕Pd中的至少一方與鉬Pt構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機的排氣凈化裝置，其中， 在上述排氣凈化催化劑的廢氣流通表面上，形成有包含堿金屬或者堿土類金屬或者稀土類或者能夠向NOx提供電子的金屬的堿性層，該堿性層的表面形成上述堿性的廢氣流通表面部分。
全文摘要
本發(fā)明提供內(nèi)燃機的排氣凈化裝置。在內(nèi)燃機中，在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)配置有烴供給閥(15)和排氣凈化催化劑(13)。在排氣凈化催化劑(13)上擔(dān)載有鉑Pt(51)，并形成有堿性層(53)。使流入排氣凈化催化劑(13)的烴的濃度以預(yù)先決定的范圍內(nèi)的振幅和預(yù)先決定的范圍內(nèi)的周期振動，由此廢氣中所含的NOx在排氣凈化催化劑(13)中被還原。具備檢測烴供給閥(15)的噴嘴口的阻塞程度的阻塞程度檢測單元，根據(jù)所檢測出的烴供給閥(15)的噴嘴口的阻塞程度來推定NOx凈化率。
文檔編號F01N3/20GK102782274SQ201080019280
公開日2012年11月14日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者井上三樹男, 吉田耕平, 沼田義貴, 美才治悠樹 申請人:豐田自動車株式會社