BR102016018312A2

BR102016018312A2 - sistema de controle de emissão e método de controle de emissão para motor de combustão interna

Info

Publication number: BR102016018312A2
Application number: BR102016018312A
Authority: BR
Inventors: Kurisaka Itsuya; Iida Masahide
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2017-03-01
Also published as: US20170051647A1; EP3133259A1; RU2645101C1; CN106468205A; JP2017040247A; JP6369421B2; CN106468205B; MY182863A; KR101784871B1; KR20170022911A; EP3133259B1; US10132219B2

Abstract

sistema de controle de emissão e método de controle de emissão para motor de combustão interna. a presente invenção refere-se a um sistema de controle de emissão que executa um controle de regeneração de modo que um dispositivo catalisador (30) se recupere de envenenamento, em um primeiro modo de controle em que uma operação de elevação de temperatura e uma operação de liberação são alternadamente repetidas e em um segundo modo de controle em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas. no primeiro modo de controle, a operação de elevação de temperatura é realizada por injeção posterior a partir de um injetor (19). no segundo modo de controle, a operação de elevação de temperatura é realizada adicionando-se combustível ao gás de escape a partir de uma válvula de adição (29) de modo que a concentração de hc no gás de escape oscile com uma amplitude dentro de uma primeira faixa especificada e um ciclo dentro de uma segunda faixa especificada. o modo de controle é comutado a partir do primeiro modo de controle para o segundo modo de controle durante o controle de regeneração.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE CONTROLE DE EMISSÃO E MÉTODO DE CONTROLE DE EMISSÃO PARA MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA”.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de controle de emissão e a um método de controle de emissão para um motor de combustão interna.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[0002] Um sistema de controle de emissão para um motor de combustão interna que inclui um dispositivo catalisador de um tipo de redução de armazenamento de NOx é conhecido. Esse tipo de dispositivo catalisador armazena os óxidos de nitrogênio (NOx) no gás de escape quando o gás queimado que foi queimado em uma razão ar-combustível fraca flui para dentro do dispositivo, e libera o NOx armazenado quando o gás queimado que foi queimado em uma razão ar-combustível intensa, que é mais intensa que a razão ar-combustível estequiométrica, flui para dentro do dispositivo. Adicionalmente, quando o hidrocarboneto (HC) é fornecido a esse tipo de dispositivo catalisador quando o NOx é liberado, o dispositivo catalisador reduz e remove o NOx liberado com o uso do hidrocarboneto como um redutor. Portanto, no sistema de controle de emissão que inclui o dispositivo catalisador do tipo de redução de armazenamento de NOx, o armazenamento de NOx sob razões ar-combustível fracas, e a liberação e a redução de NOx sob razões ar-combustível intensas são alternada-mente repetidas, de modo que a emissão de NOx para o ar ambiente seja restringida.

[0003] Na Patente Japonesa N2. 4893876, é revelado um sistema de controle de emissão para um motor de combustão interna que per- mite que o NOx seja submetido a pós-tratamento contínuo sob razões ar-combustível fracas, adicionando-se de modo intermitente combustível ao gás de escape para pós-tratamento contínuo, de modo que a concentração de HC no gás de escape que flui para dentro de um dispositivo catalisador de um tipo de redução de armazenamento de NOx oscile com uma amplitude dentro de uma faixa especificada e um ciclo dentro de uma faixa especificada.

[0004] No dispositivo catalisador do tipo de redução de armazenamento de NOx, o enxofre no gás de escape é armazenado junto com o NOx. Uma vez que o enxofre armazenado no dispositivo catalisador não pode ser liberado sob uma condição de temperatura sob a qual o NOx é normalmente liberado, a quantidade de enxofre armazenado no dispositivo catalisador (quantidade de armazenamento de enxofre) aumenta gradualmente, quando o pós-tratamento de NOx é simplesmente continuado repetindo-se o armazenamento e a libera-ção/redução do NOx conforme descrito acima. Então, o enxofre assim armazenado afeta a capacidade de armazenamento de NOx do dispositivo catalisador e induz à deterioração do desempenho de pós-tratamento de NOx. Portanto, no sistema de controle de emissão que inclui o dispositivo catalisador conforme descrito acima, quando a quantidade de armazenamento de enxofre aumenta até certo ponto, um controle de regeneração é realizado de modo a liberar o enxofre armazenado e regenerar o dispositivo catalisador. O controle de regeneração é efetuado realizando-se alternadamente uma operação de elevação de temperatura para elevar a temperatura do dispositivo catalisador para uma temperatura em que o enxofre pode ser liberado, queimando-se o combustível não queimado fornecido ao gás de escape através de injeção posterior, ou similar, no dispositivo catalisador, e uma operação de liberação para liberar o enxofre intensificando-se a razão ar-combustível.

[0005] Visto que a temperatura em que o enxofre pode ser liberado é maior que uma região de temperatura em que o NOx pode ser armazenado, o NOx não pode ser armazenado durante a operação de elevação de temperatura do controle de regeneração. Por outro lado, o pós-tratamento contínuo do NOx sob razões ar-combustível fracas através da adição de combustível conforme descrito acima, pode ser conduzido em uma região de temperatura elevada; portanto, quando a operação de elevação de temperatura é realizada através da adição de combustível para pós-tratamento contínuo, o pós-tratamento de NOx pode ser continuado mesmo durante a operação de elevação de temperatura.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] Entretanto, é necessário realizar a adição de combustível em intervalos bastante longos, de modo a realizar o pós-tratamento contínuo do NOx sob razões ar-combustível fracas, e uma porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador em que o gás de escape sopra diretamente é refrigerada, em um período entre adição e adição. Portanto, na operação de elevação de temperatura através da adição de combustível para o pós-tratamento contínuo, a temperatura da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador pode ser insuficientemente elevada, o que pode resultar em uma regeneração insuficiente.

[0007] Essa invenção fornece um sistema de controle de emissão e um método de controle de emissão para um motor de combustão interna que pode recuperar de modo favorável a capacidade do dispositivo catalisador de converter e remover os óxidos de nitrogênio, cuja capacidade foi reduzida por envenenamento por enxofre, enquanto restringe a emissão de óxidos de nitrogênio durante o controle de regeneração.

[0008] Um aspecto da invenção fornece um sistema de controle de emissão para um motor de combustão interna. O motor de combustão interna inclui um cilindro e uma passagem de escape. O gás de escape emitido a partir do cilindro flui na passagem de escape. O sistema de controle de emissão compreende: uma válvula de injeção de combustível configurada para realizar injeção posterior, em que a injeção posterior é uma injeção de combustível no cilindro após um curso de combustão no motor de combustão interna; uma válvula de adição de combustível fornecida na passagem de escape, em que a válvula de adição de combustível é configurada para adicionar combustível não queimado ao gás de escape; um dispositivo catalisador fornecido a jusante da válvula de adição de combustível na passagem de escape, sendo que o dispositivo catalisador é configurado para reduzir os óxi-dos de nitrogênio no gás de escape através da reação dos óxidos de nitrogênio com o hidrocarboneto reformado, em que o dispositivo catalisador inclui um catalisador de metal nobre sustentado em uma superfície de contato que entra em contato com o gás de escape, e o dispositivo catalisador incluindo uma superfície de contato de gás de escape ao redor do catalisador de metal nobre, em que a superfície de contato de gás de escape (44) é uma superfície básica, o dispositivo catalisador tendo uma propriedade de reduzir os óxidos de nitrogênio no gás de escape, oscilando-se uma concentração de hidrocarboneto no gás de escape que flui no dispositivo catalisador, com uma amplitude dentro de uma primeira faixa especificada, e um ciclo dentro de uma segunda faixa especificada que é mais longo que um ciclo de ingresso do gás de escape na passagem de escape durante inatividade do motor de combustão interna, e uma propriedade de aumentar uma quantidade de armazenamento dos óxidos de nitrogênio criando-se um ciclo de oscilação da concentração de hidrocarboneto do gás de escape mais longo que a segunda faixa especificada; e uma unidade de controle eletrônica. A unidade de controle eletrônica é configurada para: executar um controle de regeneração de modo que o dispositivo catalisador se recupere de envenenamento, quando uma quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador for igual a ou maior que um valor de determinação inicial especificado; no controle de regeneração, realizar alternada e repetidamente uma operação de elevação de temperatura e uma operação de liberação, em que a operação de elevação de temperatura é uma operação em que uma temperatura do dispositivo catalisador é elevada para uma temperatura exigida para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador, e em que a operação de liberação é uma operação em que uma razão ar-combustível de uma mistura ar-combustível queimada no cilindro é controlada para um valor exigido para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador; realizar o controle de regeneração através de um controle em um primeiro modo de controle e um controle em um segundo modo de controle, em que o primeiro modo de controle é um modo em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada através da execução da injeção posterior pela válvula de injeção de combustível, em que o segundo modo de controle é um modo em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada executando-se a adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível, de modo que a concentração de hidrocarbone-to no gás de escape que flui no dispositivo catalisador (30) oscile com a amplitude dentro da primeira faixa especificada e o ciclo dentro da segunda faixa especificada; e realizar o controle no segundo modo de controle após o controle no primeiro modo de controle ser realizado, em um período a partir de um início até um fim do controle de regeneração.

[0009] No controle no primeiro modo de controle, a operação de elevação de temperatura é realizada executando-se injeção posterior pela válvula de injeção de combustível. Nesse momento, o gás de escape que contém componentes de combustível não queimado é descarregado na passagem de escape cada vez que cada cilindro do motor de combustão interna entra no curso de escape; portanto, os componentes de combustível não queimado fluem para o dispositivo catalisador com um ciclo relativamente curto ou em intervalos relativamente curtos, e a temperatura de uma porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador em que o gás de escape sopra diretamente é propensa a ser aumentada. Entretanto, uma vez que é necessário, para a liberação do enxofre, aumentar a temperatura de catalisador para que seja mais elevada que uma faixa de temperatura em que os óxidos de nitrogênio podem ser armazenados, os óxidos de nitrogênio (NOx) não podem ser armazenados durante a operação de elevação de temperatura, sob o controle no primeiro modo de controle, e a emissão de NOx para o ar ambiente não pode ser restringida. Durante o controle no primeiro modo de controle, o enxofre liberado a partir da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador é transportado pelo gás de escape para uma porção de lado a jusante do dispositivo catalisador. Portanto, a regeneração do envenenamento por enxofre inicia a partir do lado de extremidade frontal do dispositivo catalisador e prossegue enquanto é transferida em direção à extremidade traseira com um lapso de tempo.

[0010] Por outro lado, sob o controle no segundo modo de controle, a operação de elevação de temperatura é realizada enquanto o NOx no gás de escape é mantido em uma condição em que o mesmo pode ser reduzido, executando-se a adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível, de modo que a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador osci- le com a amplitude dentro da faixa especificada e o ciclo dentro da faixa especificada. Uma vez que a redução de NOx nesse momento pode ser conduzida mesmo em uma região de temperatura elevada, a emissão de NOx para o ar ambiente pode ser também restrita durante a operação de elevação de temperatura. Entretanto, é necessário adicionar combustível não queimado em alguns intervalos, de modo a manter o NOx em uma condição em que o mesmo possa ser reduzido, e a porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador em que o gás de escape sopra diretamente é refrigerada em um período entre adição e adição, o que torna difícil, portanto, elevar a temperatura. Portanto, no controle no segundo modo de controle, a porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador pode não ser suficientemente regenerada do envenenamento por enxofre, e a capacidade de conversão/remoção de NOx do dispositivo catalisador pode ser insuficientemente recuperada sob o controle de regeneração. Consequentemente, quando o controle de regeneração é realizado apenas através de controle no segundo modo de controle, a quantidade de emissão de NOx durante o controle de regeneração pode ser reduzida, porém, a quantidade de emissão de NOx após o controle de regeneração pode ser aumentada, conforme comparado com o caso em que o controle de regeneração é realizado apenas através de controle no primeiro modo de controle.

[0011] Nesse aspecto, no sistema de controle de emissão do motor de combustão interna conforme descrito acima, durante o controle de regeneração, o controle no segundo modo de controle é efetuado, após o controle ser realizado no primeiro modo de controle, durante o controle de regeneração. Nesse caso, após o enxofre armazenado na porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador, cuja porção é menos propensa ou não é propensa a ser regenerada sob controle no segundo modo de controle, ser liberado sob controle no primeiro modo de controle, o enxofre na porção de lado a jusante remanescente do dispositivo catalisador é liberado sob o controle no segundo modo de controle, de modo que o dispositivo catalisador como um todo possa ser favoravelmente recuperado do envenenamento por enxofre. Além disso, uma vez que o NOx pode ser reduzido e removido durante o controle no segundo modo de controle, a quantidade de emissão de NOx durante o controle de regeneração pode ser reduzida, conforme comparado com o caso em que o controle é realizado apenas no primeiro modo de controle. Consequentemente, no sistema de controle de emissão do motor de combustão interna conforme descrito acima, é possível recuperar de modo favorável a capacidade de conversão/remoção de NOx do dispositivo catalisador, que foi reduzida por envenenamento por enxofre, enquanto se restringe a emissão de NOx durante o controle de regeneração.

[0012] Uma vez que é difícil regenerar a porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador do envenenamento por enxofre, sob controle no segundo modo de controle conforme descrito acima, é desejável comutar para o controle no segundo modo de controle, no momento em que a liberação de envenenamento na porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador tenha prosseguido suficientemente sob controle no primeiro modo de controle. Nesse meio tempo, o progresso da regeneração pode ser obtido a partir da quantidade de redução da quantidade de armazenamento de enxofre conforme medida a partir do início do controle de regeneração. No sistema de controle de emissão, a unidade de controle eletrônico (37) pode ser configurada para realizar comutação a partir do controle no primeiro modo de controle para o controle no segundo modo de controle, quando a quantidade de armazenamento de enxofre for reduzida para um valor de determinação de comutação especificado, durante o controle de regeneração, em que o valor de determinação de comutação especificado é um valor menor que o valor de determinação inicial.

[0013] Outro aspecto da invenção proporciona um método de controle de emissão para um motor de combustão interna. O motor de combustão interna inclui um sistema de controle de emissão, um cilindro e uma passagem de escape. O gás de escape emitido a partir do cilindro flui na passagem de escape. O sistema de controle de emissão inclui uma válvula de injeção de combustível (19) configurada para realizar injeção posterior, em que a injeção posterior é uma injeção de combustível no cilindro após um curso de combustão no motor de combustão interna, uma válvula de adição de combustível fornecida na passagem de escape, a válvula de adição de combustível sendo configurada para adicionar combustível não queimado ao gás de escape, um dispositivo catalisador fornecido a jusante da válvula de adição de combustível na passagem de escape (14), em que o dispositivo catalisador é configurado para reduzir os óxidos de nitrogênio no gás de escape através da reação dos óxidos de nitrogênio com o hidrocarboneto reformado, em que o dispositivo catalisador inclui um catalisador de metal nobre sustentado em uma superfície de contato que entra em contato com o gás de escape, e em que o dispositivo catalisador inclui uma superfície de contato de gás de escape ao redor do catalisador de metal nobre, em que a superfície de contato de gás de escape é uma superfície básica, em que o dispositivo catalisador tem uma propriedade de reduzir os óxidos de nitrogênio no gás de escape, oscilando-se uma concentração de hidrocarboneto no gás de escape que flui no dispositivo catalisador, com uma amplitude dentro de uma primeira faixa especificada, e um ciclo dentro de uma segunda faixa especificada que é mais longo que um ciclo de ingresso do gás de escape na passagem de escape durante inatividade do motor de combustão interna, e uma propriedade de aumentar uma quantidade de armazenamento dos óxidos de nitrogênio criando-se um ciclo de oscilação da concentração de hidrocarboneto do gás de escape mais longo que a segunda faixa especificada. O método de controle de escape inclui: executar o controle de regeneração de modo que o dispositivo catalisador se recupere de envenenamento, quando uma quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador for igual a ou maior que um valor de determinação inicial especificado; no controle de regeneração, realizar alternada e repetidamente uma operação de elevação de temperatura e uma operação de liberação, em que a operação de elevação de temperatura é uma operação em que a temperatura do dispositivo catalisador é elevada para uma temperatura exigida para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador, e em que a operação de liberação é uma operação em que uma razão ar-combustível de uma mistura ar-combustível queimada no cilindro é controlada para um valor exigido para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador; realizar o controle de regeneração através de um controle em um primeiro modo de controle e um controle em um segundo modo de controle, em que o primeiro modo de controle é um modo em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada através da execução da injeção posterior pela válvula de injeção de combustível, em que o segundo modo de controle é um modo em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada executando-se a adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível, de modo que a concentração de hidrocarboneto no gás de escape que flui no dispositivo catalisador oscile com a amplitude dentro da primeira faixa especificada e o ciclo dentro da segunda faixa especificada; e realizar o controle no segundo modo de controle após o controle no primeiro modo de controle ser realizado, em um período a partir de um início até um fim do controle de regeneração.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] Os recursos, as vantagens e a significância técnica e industrial das modalidades exemplificativas da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos anexos, em que numerais semelhantes denotam elementos semelhantes, e em que: [0015] a Figura 1 é uma vista esquemática que mostra esquemati-camente a configuração de uma modalidade de um sistema de controle de emissão de um motor de combustão interna;

[0016] a Figura 2 é uma vista em corte transversal que mostra, em ampliação, uma estrutura em corte transversal ao redor de uma superfície de um canal de escape em um substrato de um dispositivo catalisador fornecido no sistema de controle de emissão da modalidade;

[0017] a Figura 3 é um cronograma que mostra um padrão de adição de combustível não queimado ao gás de escape por uma válvula de adição de combustível durante o pós-tratamento de NOx por um primeiro método de pós-tratamento de NOx, e as alterações na razão de escape de ar-combustível causadas pela adição;

[0018] a Figura 4 é um gráfico que indica a relação entre a taxa de conversão de NOx durante o pós-tratamento de NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx e a temperatura de catalisador;

[0019] a Figura 5 é uma vista esquemática que mostra esquemati-camente uma condição de uma porção de superfície de uma sustentação de catalisador quando a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador é baixa;

[0020] a Figura 6 é uma vista esquemática que mostra esquemati-camente o mecanismo de reforma de HC no dispositivo catalisador;

[0021] a Figura 7 é uma vista esquemática que mostra esquemati- camente uma condição da porção de superfície da sustentação de catalisador quando a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador é alta;

[0022] a Figura 8 é um cronograma que mostra um exemplo de um padrão de alteração da razão de escape de ar-combustível durante o pós-tratamento de NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx;

[0023] a Figura 9 é um gráfico que indica a relação entre a potência de oxidação do dispositivo catalisador e a razão ar-combustível mínima exigida;

[0024] a Figura 10 é um cronograma que mostra um exemplo de um padrão de alteração da razão de escape de ar-combustível durante o pós-tratamento de NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx, no caso em que a razão ar-combustível mínima exigida é mais fraca que a razão ar-combustível estequiométrica;

[0025] a Figura 11 é um gráfico que indica a relação entre a concentração de oxigênio do gás de escape antes do combustível não queimado ser adicionado pela válvula de adição de combustível e a amplitude de oscilação da concentração de HC com a qual a taxa de conversão de NOx especificada é obtida;

[0026] a Figura 12 é um gráfico que indica a relação entre a amplitude de oscilação da concentração de HC no momento em que a razão ar-combustível base é a menor razão, e o momento em que a razão ar-combustível base é a maior razão, e a taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador;

[0027] a Figura 13 é um gráfico que indica a relação entre o ciclo de oscilação da concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador e a taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador;

[0028] a Figura 14 é uma vista esquemática que mostra esquema- ticamente uma condição da porção de superfície da sustentação de catalisador quando o ciclo de oscilação da concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador é feito mais longo que a faixa especificada;

[0029] a Figura 15 é uma vista esquemática que mostra esquema-ticamente uma condição da porção de superfície da sustentação de catalisador quando a razão de escape de ar-combustível é intensificada em uma condição em que o NOx é absorvido, na forma de nitrato, em uma camada básica;

[0030] a Figura 16 é um cronograma que mostra um exemplo de um padrão de alteração da razão de escape de ar-combustível quando o NOx é convertido e removido por um segundo método de pós-tratamento de NOx;

[0031] a Figura 17 é um gráfico que indica a relação entre a temperatura de catalisador e a taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador quando o NOx é convertido e removido pelo segundo método de pós-tratamento de NOx;

[0032] a Figura 18 é um cronograma que indica um exemplo de um padrão em que um combustível é injetado por uma válvula de injeção de combustível quando uma operação de elevação de temperatura é realizada por um primeiro método de elevação de temperatura;

[0033] a Figura 19 é um cronograma que indica um padrão de adição da válvula de adição de combustível durante o pós-tratamento de NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx e as alterações na razão de escape de ar-combustível de acordo com o padrão;

[0034] a Figura 20 é um cronograma que indica um padrão de adição da válvula de adição de combustível durante a operação de elevação de temperatura pelo segundo método de elevação de temperatura e as alterações na razão de escape de ar-combustível de acordo com o padrão;

[0035] a Figura 21 é um cronograma que indica as alterações na quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador e a taxa de conversão de NOx com o tempo, em que cada um dentre o caso em que o controle de regeneração é realizado apenas em um primeiro modo de controle, o caso em que o controle de regeneração é realizado apenas em um segundo modo de controle e o caso dessa modalidade;

[0036] a Figura 22 é um fluxograma de uma rotina de determinação executada no sistema de controle de emissão da modalidade;

[0037] a Figura 23 é um gráfico que indica a relação entre a quantidade de injeção de combustível e a velocidade do motor e a quantidade de unidade de envenenamento;

[0038] a Figura 24 é um gráfico que indica a relação entre a quantidade de armazenamento de enxofre e a quantidade de unidade de liberação;

[0039] a Figura 25 é um fluxograma de uma rotina de controle de regeneração executada no sistema de controle de emissão da modalidade;

[0040] a Figura 26 é um cronograma que indica as alterações na quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador e a taxa de conversão de NOx com o tempo, durante a execução do controle de regeneração no sistema de controle de emissão da modalidade; e [0041] a Figura 27 é um gráfico que indica a quantidade de armazenamento de enxofre de cada porção do dispositivo catalisador, em cada ponto no tempo do tempo de início do controle de regeneração, do tempo de comutação do modo de controle e do tempo de conclusão do controle de regeneração.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0042] A seguir, uma modalidade de um sistema de controle de emissão de um motor de combustão interna será descrita detalhadamente com referência à Figura 1 à Figura 27. Inicialmente, a configuração do sistema de controle de emissão do motor de combustão interna dessa modalidade será descrita. O sistema de controle de emissão dessa modalidade é usado em um motor a diesel montado em veículo que inclui um superalimentador do tipo de turbina de escape de gás.

[0043] Conforme mostrado na Figura 1, o motor a diesel em que o sistema de controle de emissão dessa modalidade é usado tem uma pluralidade de cilindros 11 em que misturas de ar-combustível são queimadas. Embora o motor a diesel que tem quatro cilindros 11 seja mostrado na Figura 1, o número de cilindros 11 não se limita a esse exemplo. O motor a diesel inclui um corpo de motor 12 em que os respectivos cilindros 11 são formados, uma passagem de ingresso 13 através da qual o ar de ingresso 13 a ser extraído em cada cilindro 11 flui, uma passagem de escape 14 através da qual o gás de escape emitido a partir de cada cilindro 11 flui, e uma passagem de gás de escape recirculado (passagem de EGR 15) através da qual o gás de escape é recirculado a partir da passagem de escape 14 para a passagem de ingresso 13. O motor a diesel inclui adicionalmente um superalimentador do tipo de turbina de escape de gás 18 que tem um compressor 16 fornecido na passagem de ingresso 13 e uma turbina 17 fornecida na passagem de escape 14. A turbina 17 é girada pelo avanço do gás de escape que flui na passagem de escape 14 e que aciona o compressor 16. Então, o compressor 16 comprime e descarrega o ar de ingresso 13 de acordo com o acionamento.

[0044] Cada um dos cilindros 11 do corpo de motor 12 é dotado de uma válvula de injeção de combustível 19 que injeta combustível no cilindro 11. A válvula de injeção de combustível 19 de cada cilindro 11 é conectada a um duto comum 20. O duto comum 20 é conectado a um tanque de combustível 22, através de uma bomba de combustível controlada eletronicamente 21 que tem a capacidade de alterar a quantidade de descarga. A bomba de combustível 21 suga e pressuriza o combustível no tanque de combustível 22 e fornece o combustível ao duto comum 20. Então, o combustível fornecido a partir do duto comum 20 é distribuído e fornecido às respectivas válvulas de injeção de combustível 19.

[0045] Na porção da passagem de ingresso 13 situada a montante do compressor 16, um purificador de ar 23 que filtra objetos estranhos no ar de ingresso, e um medidor de fluxo de ar 24 para detectar a taxa de fluxo (quantidade de ar de ingresso GA) do ar de ingresso que flui na passagem de ingresso 13 são fornecidos. Além disso, em uma porção da passagem de ingresso 13 situada a jusante do compressor 16, um refrigerador intermediário 25 que refrigera o ar de ingresso cuja temperatura foi elevada devido à compressão pelo compressor 16 e uma válvula de regulagem 26 como uma válvula para ajustar a quantidade de ar de ingresso GA são fornecidos. A passagem de ingresso 13 se ramifica nos respectivos cilindros 11, em uma tubulação de ingresso 27 conectada ao corpo de motor 12.

[0046] A passagem de escape 14 inclui uma tubulação de escape 28 conectada ao corpo de motor 12, e os gases de escape emitidos a partir dos respectivos cilindros 11 se juntam na tubulação de escape 28. A turbina 17 mencionada acima é fornecida na porção da passagem de escape 14 situada a jusante da tubulação de escape 28.

[0047] O sistema de controle de emissão do motor a diesel conforme descrito acima inclui uma válvula de adição de combustível 29 que adiciona combustível não queimado ao gás de escape que flui na passagem de escape 14, um dispositivo catalisador 30 para converter e remover os óxidos de nitrogênio (NOx) no gás de escape e um filtro de PM 31 que aprisiona material particulado (PM) no gás de escape. A válvula de adição de combustível 29 é instalada na porção da passagem de escape 14 situada a jusante da turbina 17, e o dispositivo catalisador 30 é instalado na porção da passagem de escape 14 situada a jusante da válvula de adição de combustível 29. O filtro de PM 31 é instalado na porção da passagem de escape 14 situada a jusante do dispositivo catalisador 30. Adicionalmente, um sensor de temperatura de gás de escape 32 para detectar a temperatura (temperatura de gás de escape posterior ao catalisador T1) do gás de escape imediatamente após o mesmo passar através do dispositivo catalisador 30, e um sensor de pressão diferencial 33 para detectar uma diferença de pressão do gás de escape antes e após sua passagem através do filtro de PM 31 são instalados na passagem de escape 14. Além disso, um sensor de razão ar-combustível 34 para detectar a razão ar-combustível das misturas de ar-combustível queimadas nos respectivos cilindros 11 é montado na tubulação de escape 28 da passagem de escape 14.

[0048] Nesse motor a diesel, uma passagem de EGR 15 é fornecida para conectar a tubulação de escape 28 com a tubulação de ingresso 27. Na passagem de EGR 15, um refrigerador de EGR 35 que refrigera o gás de escape (gás de EGR) recirculado através da passagem de EGR 15 a partir da passagem de escape 14 para dentro da passagem de ingresso 13 e uma válvula de EGR 36 que ajusta a taxa de fluxo do gás de EGR, são fornecidos.

[0049] Adicionalmente, o sistema de controle de emissão dessa modalidade inclui uma unidade de controle eletrônico 37. A unidade de controle eletrônico 37 inclui uma unidade de processamento central que executa várias computações para o controle do sistema de controle de emissão, uma memória só de leitura em que programas e dados usados para o controle são armazenados, uma memória gravável e legível em que os resultados de computação da unidade de proces- sarnento central e os resultados de detecção dos sensores são temporariamente armazenados, uma porta de entrada, e uma porta de saída. A porta de entrada da unidade de controle eletrônico 37 recebe sinais de emissão do medidor de fluxo de ar acima descrito 24, do sensor de temperatura de gás de escape 32, do sensor de pressão diferencial 33 e do sensor de razão ar-combustível 34. Além disso, a porta de entrada da unidade de controle eletrônico 37 recebe sinais de emissão de um sensor de posição de pedal de acelerador 38 para detectar a quantidade de depressão de um pedal de acelerador por um motorista e um sensor de ângulo de manivela 39 que emite um sinal de pulso de acordo com a rotação de um virabrequim como um eixo de saída do motor a diesel. Por outro lado, os circuitos de acionamento das válvulas de injeção de combustível 19, da bomba de combustível 21, da válvula de regulagem 26, da válvula de adição de combustível 29 e da válvula de EGR 36 são conectados à porta de saída da unidade de controle eletrônico 37. A unidade de controle eletrônico 37 obtém por computação a velocidade do motor NE a partir do sinal de emissão do sensor de ângulo de manivela 39 e o fator de carga de motor KL a partir do sinal de emissão do sensor de posição de pedal de acelerador 38, etc.

[0050] Além disso, a unidade de controle eletrônico 37 obtém a temperatura (temperatura de catalisador TC) do dispositivo catalisador 30 a partir da temperatura de gás de escape posterior a catalisador T1 detectada pelo sensor de temperatura de gás de escape 32. Mais especificamente, a quantidade de redução da temperatura de gás de escape a partir do momento em que o gás de escape passa através do dispositivo catalisador 30 ao momento em que o mesmo atinge o local onde o sensor de temperatura de gás de escape 32 é instalado é obtida, com base na temperatura do ar exterior e na velocidade de percurso do veículo em que o motor a diesel é instalado, e a temperatura de catalisador TC é calculada como um valor obtido adicionando-se a quantidade de redução a partir da temperatura de gás de escape posterior a catalisador T1.

[0051] A seguir, o dispositivo catalisador 30 fornecido no sistema de controle de emissão acima descrito será descrito detalhadamente. O dispositivo catalisador 30 inclui um substrato que inclui um canal de gás de escape através do qual o gás de escape flui, e uma sustentação de catalisador é sustentada em uma superfície do canal de gás de escape.

[0052] A Figura 2 mostra uma estrutura em corte transversal ampliada do substrato do dispositivo catalisador 30 nas adjacências da superfície do canal de gás de escape. Conforme mostrado na Figura 2, as partículas de catalisador 41, 42 de metais nobres são sustentadas na sustentação de catalisador 40 sustentada na superfície do canal de gás de escape. Nessa modalidade, assim como as partículas de catalisador de metal nobre 41, 42, as partículas de catalisador 41 de platina (Pt) e as partículas de catalisador 42 de ródio (Rh) são sustentadas na sustentação de catalisador 40. Nessa conexão, as partículas de catalisador de paládio (Pd) podem ser usadas conforme as partículas de catalisador de metal nobre sustentadas na sustentação de catalisador 40, e as partículas de catalisador de paládio podem ser adicionalmente sustentadas em adição às partículas de catalisador 41, 42 de platina e de ródio, ou as partículas de catalisador de paládio podem ser sustentadas no lugar das partículas de catalisador 42 de ródio.

[0053] Por outro lado, a sustentação de catalisador 40 é formada de alumina, por exemplo, e uma camada básica 43 é formada na sua superfície. A camada básica 43 contém pelo menos um elemento selecionado a partir dos metais alcalinos, tais como potássio (K), sódio (Na), e césio (Cs), metais alcalinoterrosos, tais como bário (Ba) e cálcio (Ca), terras raras, tais como lantanoide e metais, tais como prata (Ag), cobre (Cu), ferro (Fe), e irídio (Ir), que podem fornecer elétrons ao NOx.

[0054] No dispositivo catalisador 30, o gás de escape flui ao longo da superfície da sustentação de catalisador 40 sustentada na superfície do canal de gás de escape; portanto, as partículas de catalisador 41, 42 são sustentadas em uma superfície de fluxo de gás de escape do dispositivo catalisador 30. Além disso, uma superfície da camada básica 43 que mostra uma propriedade como uma base fornece uma porção de superfície de contato de gás de escape 44. A porção de superfície de contato de gás de escape 44 é uma superfície básica.

[0055] O dispositivo catalisador 30 conforme descrito acima tem a capacidade de converter o NOx no gás de escape, através dos dois métodos seguintes. Em um primeiro método de pós-tratamento de NOx, o NOx no gás de escape é convertido e removido, oscilando-se a concentração de hidrocarboneto (HC) do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30, com uma amplitude dentro de uma faixa especificada e um ciclo dentro de uma faixa especificada, através da adição de combustível não queimado ao gás de escape pela válvula de adição de combustível 29. Em um segundo método de pós-tratamento de NOx, o NOx é convertido e removido usando-se o dispositivo catalisador 30 como um dispositivo catalisador do tipo de armazenamento de NOx.

[0056] Na descrição seguinte, dois valores de índice, isto é, uma razão ar-combustível base AFB e uma razão de escape de ar-combustível AFI, são usados. A razão ar-combustível base AFB representa a razão de massa de ar para combustível nas misturas de ar-combustível queimadas nos cilindros 11. Por outro lado, a razão de escape de ar-combustível AFI representa a razão (a massa total de ar fornecido / a massa total de combustível fornecido) das massas totais de ar e de combustível fornecidas à passagem de ingresso 13, aos cilindros 11 e à porção da passagem de escape 14 a montante do dispositivo catalisador 30, até que o gás de escape atinja o dispositivo catalisador 30. A saber, a razão de escape de ar-combustível AFI representa a razão da massa do ar contido antes da combustão nos cilindros 11 para a massa total do combustível adicionado nos cilindros 11, através da injeção de combustível pelas válvulas de injeção de combustível 19, e o combustível adicionado na passagem de escape 14 através da adição de combustível pela válvula de adição de combustível 29 no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30. Consequentemente, em uma condição em que nenhum combustível não queimado é adicionado ao gás de escape pela válvula de adição de combustível 29, o valor da razão ar-combustível base AFB coincide com o valor da razão de escape de ar-combustível AFI. O valor da razão de escape de ar-combustível AFI se altera de acordo com as alterações na concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30.

[0057] Inicialmente, o primeiro método de pós-tratamento de NOx que pode ser implantado no dispositivo catalisador 30 será descrito. A Figura 3 mostra um padrão de adição de combustível não queimado ao gás de escape pela válvula de adição de combustível 29 quando o NOx é convertido e removido pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx e as alterações na razão de escape de ar-combustível AFI causadas pela adição. Conforme mostrado na Figura 3, nesse momento, uma quantidade constante de combustível não queimado é adicionada a intervalos constantes pela válvula de adição de combustível 29, de modo que a razão de escape de ar-combustível AFI e a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 oscilem com uma amplitude constante e um ciclo constante. É confirmado que, quando a concentração de HC do gás de escape é oscilada com uma amplitude dentro de uma faixa especificada e um ciclo dentro de uma faixa especificada, uma taxa de conversão de NOx extremamente elevada pode ser obtida mesmo em uma região de temperatura elevada igual ou mais elevada que 400°C, conforme mostrado na Figura 4.

[0058] Durante o pós-tratamento do NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx conforme descrito acima, uma grande quantidade de intermediários de redução que contém nitrogênio (N) e hidro-carboneto (HC) continuam a ser mantidos ou adsorvidos na superfície da camada básica 43, a saber, na porção de superfície de contato de gás de escape 44 com basicidade no dispositivo catalisador 30. É confirmado que os intermediários de redução contribuem grandemente para o pós-tratamento de NOx.

[0059] A Figura 5 mostra esquematicamente uma condição de uma porção de superfície da sustentação de catalisador 40 quando a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é baixa. Conforme descrito acima, durante o pós-tratamento do NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx, a razão de escape de ar-combustível AFI é fraca, exceto por um momento imediatamente após a adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29, e o gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 está em um estado de oxigênio excessivo. No dispositivo catalisador 30, nesse momento, o NO contido no gás de escape é oxidado nas partículas de catalisador 41 de platina e convertido em N02, e o N02 é abastecido com elétrons a partir das partículas de catalisador 41 de platina e adicionalmente convertido em N02'. Uma grande quantidade de N02^ produzida nas partículas de catalisador 41 dessa maneira tem uma forte atividade. Na descrição seguinte, o N02“ será indicado como N02* ativo.

[0060] Quando a concentração de oxigênio ao redor do N02* ativo é mantida em um nível elevado por um tempo determinado ou por um tempo mais longo após o N02* ativo ser produzido, o N02* ativo é oxidado e absorvido na camada básica 43 na forma de íons de nitrato de N03”. Entretanto, nesse exemplo, o combustível não queimado é adicionado pela válvula de adição de combustível 29 antes de o tempo determinado decorrer, de modo que a concentração de hidrocarboneto ao redor do N02* ativo seja aumentada.

[0061] Quando o combustível não queimado é adicionado ao gás de escape pela válvula de adição de combustível 29, o hidrocarboneto (HC) no combustível não queimado assim adicionado é reformado no dispositivo catalisador 30. A Figura 6 mostra esquematicamente o mecanismo de reforma de HC no dispositivo catalisador 30 nesse momento. Conforme mostrado na Figura 6, o HC no combustível não queimado adicionado pela válvula de adição de combustível 29 é convertido, pelas partículas de catalisador 41, no hidrocarboneto de radical que tem um número de carbono reduzido. Como um resultado, a concentração de HC ao redor do N02* ativo é aumentada.

[0062] A Figura 7 mostra esquematicamente uma condição de uma porção de superfície da sustentação de catalisador 40 quando a concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é elevada. Conforme mostrado na Figura 7, quando a concentração de HC ao redor do N02* ativo é aumentada, o N02* ativo reage com o hidrocarboneto de radical nas partículas de catalisador 41 de platina, de modo que um intermediário de redução seja produzido. Esse intermediário de redução é depositado ou adsorvido na superfície da camada básica 43.

[0063] O intermediário de redução produzido inicialmente nesse momento é considerado como sendo um composto nitroso R-N02. Quando o composto nitroso R-N02 é produzido, o mesmo se torna um composto nitrílico R-CN. Entretanto, o composto nitrílico R-CN pode existir apenas por um momento nesse estado, e o mesmo imediata- mente se torna um composto de isocianato R-NCO. Quando o composto de isocianato R-NCO é hidrolisado, o mesmo se torna um composto de amina R-NH2. Nesse caso, entretanto, é considerado que uma parte do composto de isocianato R-NCO é hidrolisada. Consequentemente, a maior parte dos intermediários de redução mantidos ou adsorvidos na superfície da camada básica 43 é considerada como sendo o composto de isocianato R-NCO e o composto de amina R-NH2.

[0064] Quando os intermediários de redução produzidos, portanto, são rodeados por hidrocarboneto, conforme mostrado na Figura 7, as reações dos intermediários de redução são bloqueadas pelo hidrocarboneto e não prosseguem adicionalmente. Nessa condição, quando a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é reduzida e a concentração de oxigênio do gás de escape é aumentada, o hidrocarboneto ao redor dos intermediários de redução é oxidado. Como um resultado, conforme mostrado na Figura 5, o N02‘ ativo reage com o composto de isocianato R-NCO e o composto de amina R-NH2 conforme os intermediários de redução, e se torna N2, C02 e H20, de modo que o NOx seja convertido e removido.

[0065] No primeiro método de pós-tratamento de NOx conforme descrito acima, os intermediários de redução produzidos quando a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é aumentada são induzidos a reagir com o N02* ativo quando a concentração de HC do gás de escape é reduzida e a concentração de oxigênio é aumentada, de modo que o NOx seja convertido e removido. A saber, no primeiro método de pós-tratamento de NOx, o NOx no gás de escape é convertido e removido, alterando-se periodicamente a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30.

[0066] É necessário aumentar suficientemente a concentração de HC no gás de escape, de modo a produzir os intermediários de redução, e é necessário reduzir suficientemente a concentração de HC no gás de escape, de modo a induzir os intermediários de redução produzidos a reagir com o N02* ativo. A saber, é necessário oscilar a concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 com uma amplitude dentro de uma faixa predeterminada. Além disso, é necessário reter uma quantidade suficiente de intermediários de redução (R-NCO, R-NH2) na camada básica 43 até que os intermediários de redução produzidos reajam com o N02* ativo, de modo a assegurar uma taxa de conversão de NOx elevada. A porção de superfície de contato de gás de escape 44 com basicidade no dispositivo catalisador 30 é fornecida para manter os intermediários de redução conforme descrito acima.

[0067] Por outro lado, quando o ciclo de adição do combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29 é prolongado, um período em que a concentração de oxigênio é elevada, a partir do momento em que a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é aumentada até o momento em que a concentração de HC é aumentada uma próxima vez, é também prolongado. Quando o período em que a concentração de oxigênio está elevada é prolongado além de uma determinada extensão, o N02* ativo é absorvido na forma de nitrato na camada básica 43, sem produzir qualquer intermediário de redução. Para evitar essa situação, é necessário oscilar a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 com um ciclo dentro de uma faixa predeterminada.

[0068] A Figura 8 mostra um exemplo de um padrão de alteração da razão de escape de ar-combustível AFI durante o pós-tratamento do NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx. Na Figura 8, “ΔΗ” indica a amplitude de oscilação da razão de escape de ar- combustível AFI, e “ΔΤ” indica o ciclo de oscilação da razão de escape de ar-combustível AFI. Conforme descrito acima, o valor da razão de escape de ar-combustível AFI se altera de acordo com as alterações na concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30. Consequentemente, a amplitude de oscilação ΔΗ da razão de escape de ar-combustível AFI corresponde à amplitude de oscilação da concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30, e o ciclo de oscilação ΔΤ da razão de escape de ar-combustível AFI corresponde ao ciclo de oscilação da concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30.

[0069] Conforme descrito acima, os intermediários de redução são produzidos quando a concentração de HC é aumentada. Entretanto, quando a concentração de oxigênio ao redor do N02* ativo, nesse momento, é maior que um determinado nível, o hidrocarboneto é completamente oxidado antes de reagir com o N02* ativo, e os intermediários de redução não serão produzidos. Portanto, é necessário fazer com que a razão de escape de ar-combustível AFI seja menor que um valor determinado para produção dos intermediários de redução. Na Figura 8, “X” representa o valor de limite superior da razão de escape de ar-combustível AFI exigido para produzir os intermediários de redução. Na descrição seguinte, ο “X” será referido como “razão ar-combustível mínima exigida”.

[0070] Conforme mostrado na Figura 9, o valor da razão ar-combustível mínima exigida X se altera dependendo da potência de oxidação do dispositivo catalisador 30, e se torna um valor mais intenso conforme a potência de oxidação do dispositivo catalisador 30 é mais forte. Portanto, o valor da razão ar-combustível mínima exigida X pode ser um valor mais intenso que a razão ar-combustível estequio-métrica, ou pode ser um valor mais fraco que a razão ar-combustível estequiométrica. No exemplo da Figura 8, a razão ar-combustível mí- nima exigida X é um valor mais intenso que a razão ar-combustível estequiométrica. Nesse caso, é necessário oscilar a concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30, de modo que a razão de escape de ar-combustível AFI se torne momentaneamente mais intensa que a razão ar-combustível estequiométrica de modo a produzir os intermediários de redução.

[0071] A Figura 10 mostra um exemplo de um padrão de alteração da razão de escape de ar-combustível AFI durante o pós-tratamento do NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx, quando a razão ar-combustível mínima exigida X é um valor mais fraco que a razão ar-combustível estequiométrica. Nesse caso, os intermediários de redução podem ser produzidos oscilando-se a concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 dentro de uma faixa em que a razão de escape de ar-combustível AFI é mantida mais fraca que a razão ar-combustível estequiométrica.

[0072] Nessa conexão, quando a amplitude de oscilação da concentração de HC é excessivamente grande, o HC se torna redundante e é descarregado como está a partir do dispositivo catalisador 30 sem que seja oxidado, o que resulta em uma deterioração indesejada do consumo de combustível. Consequentemente, é desejável fazer com que a amplitude de oscilação da concentração de HC seja a menor possível, dentro de uma faixa em que a razão de escape de ar-combustível AFI se torna momentaneamente menor que a razão ar-combustível mínima exigida X.

[0073] Quando a razão ar-combustível base AFB se torna mais elevada, é necessário oscilar a razão de escape de ar-combustível AFI com uma maior amplitude, de modo a fazer com que a razão de escape de ar-combustível AFI seja momentaneamente menor que a razão ar-combustível mínima exigida X. A saber, como a razão ar-combustível base AFB é mais elevada, é necessário aumentar a ampli- tude de oscilação da concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30.

[0074] A Figura 11 mostra a relação entre a concentração de oxigênio no gás de escape antes de adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29 e a amplitude de oscilação da concentração de HC com a qual uma taxa de conversão de NOx especificada é obtida. Conforme mostrado na Figura 11, a fim de obter a taxa de conversão de NOx especificada, é necessário aumentar a amplitude de oscilação da concentração de HC conforme a concentração de oxigênio no gás de escape antes da adição de combustível não queimado ser mais elevada. Em outras palavras, quando a razão ar-combustível base AFB é baixa, a amplitude de oscilação da concentração de HC pode ser reduzida. Nessa conexão, como a amplitude de oscilação da concentração de HC é maior, a quantidade do combustível não queimado adicionada pela válvula de adição de combustível 29 precisa ser aumentada e o consumo de combustível é aumentado. Portanto, é desejável ajustar a amplitude de oscilação da concentração de HC de acordo com a razão ar-combustível base AFB, dentro de uma faixa em que os intermediários de redução podem ser produzidos.

[0075] A Figura 12 mostra a relação entre a amplitude de oscilação da concentração de HC e a taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador 30, quando a razão ar-combustível base AFB é a mais baixa (no tempo da razão ar-combustível base mínima), e quando a razão ar-combustível base AFB é a mais elevada (no tempo da razão ar-combustível base máxima), no motor a diesel em que o sistema de controle de emissão dessa modalidade é usado. A razão ar-combustível base AFB é minimizada quando o motor a diesel é acelerado. Nesse momento, quando a amplitude de oscilação da concentração de HC se torna maior que 200 ppm, o NOx pode ser, de modo favorável, convertido e removido. Por outro lado, quando a razão ar- combustível base AFB é maximizada, é necessário fazer com que a amplitude de oscilação da concentração de HC esteja em torno de 10.000 ppm, de modo a obter uma taxa de conversão de NOx elevada. Entretanto, quando a amplitude de oscilação da concentração de HC excede 10.000 ppm, a razão de escape de ar-combustível AFI se torna excessivamente intensa, e o NOx não pode ser apropriadamente convertido e removido pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx. Portanto, no sistema de controle de emissão dessa modalidade, durante o pós-tratamento de NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx, a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é oscilada com uma amplitude dentro da faixa de 200 ppm a 10.000 ppm.

[0076] A Figura 13 mostra a relação entre o ciclo de oscilação da concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30, e a taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador 30. Quando o ciclo de oscilação da concentração de HC é prolongado, a concentração de oxigênio ao redor do N02* ativo se torna elevada, durante um período entre o momento em que o combustível não queimado é adicionado pela válvula de adição de combustível 29 e o momento em que a adição é realizada na próxima vez. Nesse caso, quando o ciclo de oscilação da concentração de HC se torna mais longo que cerca de 5 segundos, o N02* ativo começa a ser absorvido na forma de nitrato na camada básica 43. Consequentemente, quando o ciclo de oscilação da concentração de HC se torna mais longo que cerca de 5 segundos, a taxa de conversão de NOx é reduzida. Por outro lado, quando o ciclo de oscilação da concentração de HC se torna igual ou mais curto que cerca de 0,3 segundo, o HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 começa a ser depositado na porção de superfície de contato de gás de escape 44 do dispositivo catalisador 30. Consequentemente, quando o ciclo de oscilação da concentração de HC é igual ou mais curto que 0,3 segundo, também, a taxa de conversão de NOx é reduzida. Portanto, no sistema de controle de emissão dessa modalidade, durante o pós-tratamento de NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx, a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é oscilada com um ciclo dentro da faixa de 0,3 s a 5 s.

[0077] Subsequentemente, um segundo método de pós-tratamento de NOx que pode ser implantado no dispositivo catalisador 30 será descrito. A Figura 14 mostra esquematicamente uma condição de uma porção de superfície da sustentação de catalisador 40 quando o ciclo de oscilação da concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30, a saber, o ciclo de adição do combustível não queimado ao gás de escape pela válvula de adição de combustível 29, é feito mais longo que a faixa especificada acima descrita (a faixa de 0,3 s a 5 s.). Conforme mostrado na Figura 14, nesse caso, R-NCO e R-NH2 como intermediários de redução desaparecem da superfície da camada básica 43 do dispositivo catalisador 30. Por outro lado, o N02* ativo produzido nas partículas de catalisador 41 se difunde nesse momento, na forma de íons de nitrato N03^, para a camada básica 43 e se torna um nitrato. A saber, o NOx no gás de escape é absorvido nesse momento na forma de nitrato na camada básica 43.

[0078] A Figura 15 mostra esquematicamente uma condição de uma porção de superfície da sustentação de catalisador 40 quando a razão de escape de ar-combustível AFI é igualada ou intensificada em relação à razão ar-combustível estequiométrica, em uma condição em que o NOx é absorvido na forma de nitrato na camada básica 43. Nesse momento, uma vez que a concentração de oxigênio no gás de escape é reduzida, as reações prosseguem em uma direção oposta àquela do caso da Figura 14, e o nitrato absorvido na camada básica 43 se torna, sucessivamente, íons de nitrato N03“ e, adicionalmente, se torna N02 que é liberado para o gás de escape. Então, o N02 liberado é reduzido pelo HC e o CO no gás de escape.

[0079] Portanto, no dispositivo catalisador 30, o NOx pode ser também convertido e removido mantendo-se a razão de escape de ar-combustível AFI em um valor que é mais fraco que a razão ar-combustível estequiométrica para um tempo determinado ou mais longo, de modo a armazenar o NOx no gás de escape e, então, fazer com que a razão de escape de ar-combustível AFI seja temporariamente mais intensa que a razão ar-combustível estequiométrica, de modo a reduzir o NOx armazenado. Aqui, o método de pós-tratamento de NOx repetindo-se a absorção de NOx e a liberação e a redução do NOx absorvido é chamado um segundo método de pós-tratamento de NOx.

[0080] Em alguns casos, a camada básica 43 pode adsorver temporariamente o NOx nesse momento. Aqui, “armazenamento” é usado como um termo que abrange tanto a absorção quanto à adsorção. No segundo método de pós-tratamento de NOx, a camada básica 43 do dispositivo catalisador 30 é usada como um agente de armazenamento de NOx que armazena temporariamente o NOx. O dispositivo catalisador 30 funciona nesse momento como um dispositivo catalisador do tipo de armazenamento de NOx que armazena o NOx quando a razão de escape de ar-combustível AFI é mais fraca que a razão ar-combustível estequiométrica, e libera o NOx armazenado quando a concentração de oxigênio do gás de escape é reduzida.

[0081] A Figura 16 mostra um exemplo de um padrão de alteração da razão de escape de ar-combustível AFI quando o NOx é convertido e removido pelo segundo método de pós-tratamento de NOx. Aqui, o NOx é absorvido na camada básica 43 do dispositivo catalisador 30, em uma condição em que a razão de escape de ar-combustível AFI é mantida em um valor que é mais fraco que a razão ar-combustível estequiométrica, e a razão de escape de ar-combustível AFI é igualada temporariamente a um valor que é mais intenso que a razão ar-combustível estequiométrica logo antes da capacidade de armazenamento de NOx da camada básica 43 ser saturada. A razão de escape de ar-combustível AFI se torna mais intensa nesse momento aumentando-se a quantidade de combustível injetado pelas válvulas de injeção de combustível 19. No exemplo da Figura 16, o intervalo de tempo em que a razão de escape de ar-combustível AFI se torna mais intensa é estabelecido para um minuto ou mais.

[0082] A Figura 17 mostra a relação entre a temperatura de catalisador TC no momento em que o NOx é convertido e removido pelo segundo método de pós-tratamento de NOx e a taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador 30. Conforme mostrado na Figura 17, no segundo método de pós-tratamento de NOx, uma taxa de conversão de NOx extremamente elevada pode ser obtida quando a temperatura de catalisador TC está entre 300°C e 400°C. Por outro lado, quando a temperatura de catalisador TC entra em uma região de temperatura elevada de 400°C ou mais elevada, a taxa de conversão de NOx é reduzida. Isso se deve ao fato de que, quando a temperatura de catalisador TC se eleva para ser igual ou mais elevada que 400°C, o nitrato é termicamente decomposto e é liberado na forma de N02 a partir do dispositivo catalisador 30. A saber, uma vez que o NOx é armazenado na forma de nitrato, é difícil atingir uma taxa de conversão de NOx elevada pelo segundo método de pós-tratamento de NOx em uma região de temperatura elevada em que a temperatura de catalisador TC excede 400°C. Por outro lado, no primeiro método de pós-tratamento de NOx conforme descrito acima, substancialmente, nenhum nitrato é produzido, ou uma quantidade ínfima de nitrato é produzida, se for produzida, e não tem influência no processo de converter e de remover o NOx. Portanto, conforme mostrado na Figura 4 acima, no primeiro método de pós-tratamento de NOx, uma taxa de conversão de NOx elevada pode ser obtida, mesmo na região de temperatura elevada em que a temperatura de catalisador TC excede 400°C.

[0083] Portanto, no sistema de controle de emissão dessa modalidade, durante a operação do motor a diesel, o NOx no gás de escape é convertido e removido pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx. Mais especificamente, a unidade de controle eletrônico 37 faz com que a válvula de adição de combustível 29 adicione periodicamente o combustível não queimado ao gás de escape, durante a operação do motor a diesel. A adição do combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29 nesse momento é controlada de modo que a amplitude de oscilação e o ciclo de oscilação da concentração de HC no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 se tornem a amplitude e o ciclo ideais para o pós-tratamento de NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx.

[0084] Em seguida, o controle de regeneração será descrito. Em alguns casos, os óxidos de enxofre (SOx) no gás de escape são armazenados na forma de sulfato na camada básica 43 do dispositivo catalisador 30. O armazenamento de SOx na camada básica 43 se inicia a partir de uma porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30. Então, a basicidade da camada básica 43 é enfraquecida em uma porção em que a quantidade de armazenamento de SOx é aumentada. Portanto, conforme o armazenamento de SOx prossegue, a potência de oxidação das partículas de catalisador 41 aumenta conforme a basicidade da camada básica 43 ao redor das partículas 41 enfraquece na porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30. Ao mesmo tempo, o local onde a redução de NOx é principalmente realizada no dispositivo catalisador 30 se transfere para o lado a jusante. No dispositivo catalisador 30 desse caso, uma vez que uma grande quantidade de hidrocarboneto é oxi- dada na porção de extremidade de lado a montante em que a potência de oxidação das partículas de catalisador 41 é aumentada, a quantidade de hidrocarboneto que alcança o local onde a redução de NOx é principalmente realizada é reduzida. Como um resultado, a redução da potência de redução de NOx do dispositivo catalisador 30 origina o assim chamado envenenamento por enxofre do dispositivo catalisador 30.

[0085] Portanto, quando a quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador 30 aumenta, a unidade de controle eletrônico 37 executa o controle de regeneração para liberar o enxofre armazenado. O controle de regeneração é realizado realizando-se, alternada e repetidamente, uma operação de elevação de temperatura para elevar a temperatura do dispositivo catalisador 30 para uma temperatura exigida para liberar o enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30, e uma operação de liberação para controlar a razão ar-combustível (razão ar-combustível base AFB) das misturas de ar-combustível queimadas nos cilindros 11 para um valor exigido para liberar o enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30. A unidade de controle eletrônico 37 estima a quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador 30 e inicia o controle de regeneração quando a quantidade estimada de armazenamento de enxofre é igual ou maior que um valor de determinação inicial especificado.

[0086] Na operação de elevação de temperatura sob o controle de regeneração, a temperatura do dispositivo catalisador 30 pode ser elevada aumentando-se a quantidade de fluxo de hidrocarboneto no dispositivo catalisador 30 (quantidade de ingresso de HC), e aumentando-se a quantidade de calor gerado pela reação de oxidação do hidrocarboneto. Entretanto, nesse sistema de controle de emissão, a quantidade de ingresso de HC do dispositivo catalisador 30 pode ser aumentada através dos dois métodos seguintes. Especificamente, os dois métodos são um primeiro método de elevação de temperatura pelo qual a quantidade de ingresso de HC do dispositivo catalisador 30 é aumentada através da execução de injeção posterior pelas válvulas de injeção de combustível 19, e um segundo método de elevação de temperatura pelo qual a quantidade de ingresso de HC do dispositivo catalisador 30 é aumentada através da execução da adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29.

[0087] A Figura 18 mostra um exemplo de padrão em que o combustível é injetado pelas válvulas de injeção de combustível 19 quando a operação de elevação de temperatura é realizada pelo primeiro método de elevação de temperatura. No exemplo mostrado na Figura 18, a injeção de combustível para fornecer o combustível a ser queimado em cada cilindro 11 é dividida em três eventos de injeção. Especificamente, os mesmos são injeção de piloto FP executada no período posterior do curso de compressão, a injeção principal FM executada imediatamente após o motor entrar no curso de combustão, e após a injeção FA executada após a injeção principal FM ser realizada no curso de combustão. Adicionalmente, a injeção posterior FPO realizada como injeção de combustível durante o curso de escape de modo a aumentar a quantidade de ingresso de HC do dispositivo catalisador 30 é efetuada separadamente dessas injeções de combustível para fornecer o combustível a ser queimado no cilindro 11.0 combustível injetado pela injeção posterior durante o curso de escape não é queimado no cilindro 11, porém, flui no dispositivo catalisador 30 junto com o gás de escape. Portanto, conduzindo-se a injeção posterior, é possível aumentar a quantidade de ingresso de HC do dispositivo catalisador 30 e elevar a temperatura de catalisador TC.

[0088] A Figura 19 mostra um padrão em que um combustível não queimado é adicionado pela válvula de adição de combustível 29, de modo a converter e remover o NOx pelo primeiro método de pós- tratamento de NOx conforme descrito acima, e as alterações na razão de escape de ar-combustível AFI de acordo com a adição padrão. Nesse momento, o combustível não queimado é adicionado pela válvula de adição de combustível 29, de modo que a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é oscilada com uma amplitude dentro da faixa especificada acima descrita (200 ppm -10.000 ppm), e um ciclo dentro da faixa especificada (0,3 s - 5 s), de modo a produzir intermediários de redução no dispositivo catalisador 30 e obter uma taxa de conversão de NOx elevada.

[0089] Imediatamente após a adição do combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29, nesse momento, a quantidade de ingresso de HC do dispositivo catalisador 30 é aumentada, e a temperatura de catalisador TC é temporariamente aumentada devido ao calor gerado pela reação de oxidação do hidrocarboneto. Entretanto, a temperatura de catalisador TC aumentada nesse momento é reduzida para a temperatura do gás de escape, devido ao fato de que a refrigeração pelo gás de escape que tem uma temperatura relativamente baixa, durante um período até que a quantidade de ingresso de HC seja aumentada novamente através da próxima adição de combustível não queimado. Portanto, a temperatura de catalisador TC nesse momento é mantida em uma temperatura próxima à temperatura do gás de escape. A saber, o ciclo de adição de combustível não queimado nesse momento, isto é, o ciclo de oscilação da concentração de HC, é ajustado para um tempo relativamente longo (por exemplo, cerca de 3 segundos) dentro da faixa especificada indicada acima, de modo que a temperatura de catalisador TC não aumente gradualmente.

[0090] A Figura 20 mostra um padrão em que um combustível não queimado é adicionado pela válvula de adição de combustível 29 quando a operação de elevação de temperatura é realizada pelo se- gundo método de elevação de temperatura, e as alterações na razão de escape de ar-combustível AFI de acordo com a adição padrão. Conforme mostrado na Figura 20, o ciclo de adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29 nesse momento se torna mais curto que aquele no caso da Figura 19. Nesse momento, a próxima adição de combustível não queimado é efetuada antes que a temperatura de catalisador TC, que foi aumentada devido ao aumento da quantidade de ingresso de HC de acordo com a adição de combustível não queimado, seja reduzida para a temperatura do gás de escape. Portanto, a temperatura de catalisador TC é gradualmente aumentada. Apesar do ciclo de adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29 nesse momento ser mais curto que no caso da Figura 19, o ciclo é ainda ajustado para estar dentro da faixa especificada acima descrita. Além disso, a quantidade de combustível não queimado adicionada pela válvula de adição de combustível 29 nesse momento é estabelecida de modo que a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 oscile com uma amplitude dentro da faixa especificada acima descrita. Portanto, nesse momento, também, a produção dos intermediários de redução dentro do dispositivo catalisador 30 é continuada. A quantidade de combustível não queimado adicionada em cada adição se torna menor que aquela no caso da Figura 19, de modo a suprimir o aumento da quantidade total de combustível não queimado adicionada por unidade de tempo.

[0091] Nesse meio tempo, quando a razão de escape de ar-combustível AFI é reduzida para a razão ar-combustível estequiomé-trica, ou um valor que é mais intenso que a razão ar-combustível este-quiométrica, em uma condição em que a temperatura de catalisador TC é aumentada para ser mais elevada que uma temperatura exigida para a liberação do enxofre através da operação de elevação de tem- peratura, o enxofre armazenado na forma de sulfato na camada básica 43 do dispositivo catalisador 30 é liberado para o gás de escape, através da reação oposta àquela no tempo de armazenamento. Entretanto, quando a razão de escape de ar-combustível AFI é mantida em um estado intenso por um longo tempo, a quantidade de componentes de combustível não queimado (por exemplo, HC, CO) liberados para o ar ambiente é aumentada. Portanto, nessa modalidade, a operação de liberação é realizada efetuando-se periodicamente os picos intensos por um período especificado, aumentando-se temporariamente a quantidade de injeção de combustível pelas válvulas de injeção de combustível 19, de modo a reduzir temporariamente a razão ar-combustível base AFB para que seja menor que a razão ar-combustível estequiométrica.

[0092] Conforme descrito acima, esse sistema de controle de emissão pode realizar o controle de recuperação de envenenamento através de dois modos do controle, a saber, o controle em um primeiro modo de controle em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada pelo primeiro método de elevação de temperatura, e o controle em um segundo modo de controle em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada pelo segundo método de elevação de temperatura. Entretanto, existe um problema da seguinte forma, em cada um dos modos de controle.

[0093] Conforme descrito acima, se torna impossível converter e remover o NOx pelo segundo método de pós-tratamento de NOx quando a temperatura de catalisador TC entra em uma região de temperatura elevada que é igual ou mais elevada que 400°C. Também, durante o controle no primeiro modo de controle, a concentração de HC do gás de escape é aumentada cada vez que a injeção posterior é efetuada em cada cilindro 11 do motor a diesel, e a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 oscila consequentemente. O ciclo de oscilação da concentração de HC nesse momento é mais curto que o ciclo dentro da faixa especificada, com o qual os intermediários de redução acima descritos podem ser produzidos. Portanto, quando o controle de regeneração é realizado no primeiro modo de controle, se torna impossível converter e remover o NOx por meio do dispositivo catalisador 30 no meio da operação de elevação de temperatura.

[0094] Por outro lado, durante o controle no segundo modo de controle, o pós-tratamento de NOx pelo segundo método de pós-tratamento de NOx pode ser continuado mesmo durante a operação de elevação de temperatura. Nesse caso, entretanto, é necessário estabelecer o ciclo de oscilação da concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 dentro da faixa especificada acima descrita, de modo a produzir os intermediários de redução. O ciclo de oscilação da concentração de HC nesse momento é mais longo que o ciclo de oscilação no caso em que a operação de elevação de temperatura é realizada pelo primeiro método de elevação de temperatura. A saber, o intervalo de tempo a partir do momento em que a temperatura de catalisador TC é aumentada devido ao calor gerado pela reação de oxidação do hidrocarboneto de acordo com o aumento da quantidade de ingresso de HC do dispositivo catalisador 30, para o momento em que a quantidade de ingresso de HC é aumentada uma próxima vez, é prolongado. Nesse caso, mesmo que a temperatura de catalisador TC aumente de acordo com o aumento da quantidade de ingresso de HC, uma porção de extremidade de lado a montante da sustentação de catalisador 40 em que o gás de escape sopra diretamente é refrigerada pelo sopro do gás de escape que tem uma tempe- ratura relativamente baixa, durante um período até que a quantidade de ingresso de HC seja aumentada na próxima vez e a temperatura aumentada de catalisador TC seja reduzida. Portanto, durante o controle no segundo modo de controle, a temperatura de catalisador TC da porção de extremidade de lado a montante da sustentação de catalisador 40 não pode ser aumentada para uma temperatura em que o enxofre pode ser liberado, na operação de elevação de temperatura, e a quantidade de armazenamento de enxofre da porção de extremidade de lado a montante da sustentação de catalisador 40 pode não ser suficientemente reduzida. A saber, no segundo modo de controle, após o controle de regeneração é realizado, a quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador 30 pode não ser reduzida até tal ponto como aquele no caso do primeiro modo de controle.

[0095] A Figura 21 mostra as alterações na taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador 30 e a quantidade de armazenamento de enxofre com o tempo, em que cada um dentre o caso em que o motor a diesel é operado enquanto o controle de regeneração é realizado apenas no primeiro modo de controle, e o caso em que o motor a diesel é operado enquanto o controle de regeneração é realizado apenas no segundo modo de controle. No exemplo mostrado na Figura 21, a quantidade de armazenamento de enxofre é estimada com base no pressuposto de que, no caso em que o controle de regeneração é realizado apenas no segundo modo de controle, também, a quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador 30 é reduzida pelo mesmo grau que aquele no caso em que o controle de regeneração é realizado apenas no primeiro modo de controle, e o controle de regeneração é realizado com base no resultado da estimação.

[0096] Conforme mostrado na Figura 21, em ambos os casos, a quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador 30 aumenta conforme o tempo passa, e a taxa de conversão de NOx é reduzida com o aumento da quantidade de armazenamento de enxofre. Então, quando o valor estimado da quantidade de armazenamento de enxofre atinge o valor de determinação inicial, o controle de regeneração é iniciado. Quando o controle de regeneração é realizado apenas no primeiro modo de controle, o NOx não pode ser convertido e removido pelo dispositivo catalisador 30 durante a operação de elevação de temperatura; portanto, a taxa de conversão de NOx é reduzida durante o controle de regeneração. Por outro lado, quando o controle de regeneração é realizado apenas no segundo modo de controle, o pós-tratamento do NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx pode ser continuado durante a operação de elevação de temperatura; portanto, uma taxa de conversão de NOx elevada pode ser obtida mesmo durante o controle de regeneração. Entretanto, quando o controle de regeneração é realizado apenas no segundo modo de controle, a liberação do enxofre armazenado na porção de extremidade de lado a montante da sustentação de catalisador 40 não é suficiente; portanto, a quantidade de enxofre que permanece armazenada no dispositivo catalisador 30 sem ser liberada mesmo após o controle de regeneração será maior que aquela no caso em que o controle de regeneração é realizado apenas no primeiro modo de controle. Portanto, quando o controle de regeneração é realizado apenas no segundo modo de controle, a taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador 30, após o controle de regeneração, é reduzida conforme comparado com o caso em que o controle de regeneração é realizado apenas no primeiro modo de controle. Portanto, cada um dentre os controles de regeneração no primeiro e segundo modos de controle tem vantagens e desvantagens, e existe ainda algum espaço para aprimoramento na redução da quantidade de emissão de NOx total conforme visto em uma base a longo prazo.

[0097] Portanto, nessa modalidade, o controle de regeneração é realizado da seguinte maneira, de modo que o dispositivo catalisador 30 possa ser, de modo favorável, regenerado ou recuperado do envenenamento por enxofre, embora a emissão de NOx durante o controle de regeneração seja restringida, e, consequentemente, a quantidade de emissão de NOx total, conforme visto em uma base a longo prazo, possa ser adicionalmente reduzida.

[0098] A Figura 22 mostra um fluxograma de uma rotina de determinação para fazer várias determinações associadas ao controle de regeneração no sistema de controle de emissão dessa modalidade. O processamento da rotina é executado repetidamente em cada ciclo de controle especificado, pela unidade de controle eletrônico 37, durante a operação do motor a diesel.

[0099] Quando o processamento dessa rotina é iniciado, uma quantidade de unidade de envenenamento SINC é inicialmente calculada na etapa S100. A quantidade de unidade de envenenamento representa a quantidade de enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30 em uma duração de tempo que corresponde ao ciclo de controle acima indicado, a saber, a taxa de armazenamento de enxofre no dispositivo catalisador 30. Nessa modalidade, a quantidade de unidade de envenenamento SINC é calculada com base na quantidade de injeção de combustível Q e na velocidade de motor NE do motor a diesel. Mais especificamente, o valor da quantidade de unidade de envenenamento SINC é calculado como um valor que é proporcional a um valor do produto da quantidade de injeção de combustível Q e à velocidade do motor NE.

[00100] A Figura 23 indica a relação entre a quantidade de unidade de envenenamento SINC calculada nessa rotina, a quantidade de injeção de combustível Q e a velocidade do motor NE. A quantidade de unidade de envenenamento aumenta conforme a quantidade (quantidade de ingresso de enxofre) de enxofre no gás de escape, que flui no dispositivo catalisador 30 durante o tempo que corresponde ao ciclo de controle acima indicado, aumenta, a saber, conforme a quantidade de combustível queimado durante o tempo que corresponde ao ciclo de controle aumenta. Portanto, conforme mostrado na Figura 23, a quantidade de unidade de envenenamento SINC é calculada de modo a ser um valor maior conforme a quantidade de injeção de combustível Q é maior, ou a velocidade do motor NE é mais elevada.

[00101] Subsequentemente, na etapa S101, é determinado se a operação de liberação está sendo efetuada. Aqui, quando a operação de liberação não está sendo efetuada (NÃO), o valor da quantidade de armazenamento de enxofre SX é atualizado para um valor obtido adicionando-se a quantidade de unidade de envenenamento SINC ao último valor da quantidade de armazenamento de enxofre SX na etapa S102 e, então, o controle prossegue para a etapa S105. Por outro lado, quando a operação de liberação está sendo efetuada (SIM), uma quantidade de unidade de liberação SDEC é calculada na etapa S103, e o valor da quantidade de armazenamento de enxofre SX é atualizado para um valor obtido adicionando-se a quantidade de unidade de envenenamento SINC ao último valor da quantidade de armazenamento de enxofre SX, e subtraindo-se adicionalmente a quantidade de unidade de liberação SDEC do resultado da adição. Então, o controle prossegue para a etapa S105. A quantidade de unidade de liberação SDEC representa a quantidade de enxofre liberado no tempo que corresponde ao ciclo de controle na operação de liberação, a saber, a taxa de liberação do enxofre na operação de liberação. Nessa modalidade, o valor da quantidade de unidade de liberação SDEC é calculado com base na quantidade de armazenamento de enxofre SX.

[00102] A Figura 24 indica a relação entre a quantidade de unidade de liberação SDEC calculada nessa rotina, e a quantidade de armazenamento de enxofre SX. Conforme a quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador 30 é maior, a taxa de liberação do enxofre a partir do dispositivo catalisador 30 se torna mais elevada. Portanto, conforme mostrado na Figura 24, o valor da quantidade de unidade de liberação SDEC é calculado de modo a ser um valor maior conforme a quantidade de armazenamento de enxofre SX é maior.

[00103] Quando o controle prossegue para a etapa S105, é determinado na etapa S105 se a quantidade de armazenamento de enxofre SX é menor que um valor de determinação inicial especificado SMAX. Quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX é igual a ou maior que o valor de determinação inicial SMAX (NÃO), uma sinalização de execução é estabelecida na etapa S106 e, então, o controle prossegue para a etapa S107. Por outro lado, quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX é menor que o valor de determinação inicial SMAX (SIM), o controle prossegue diretamente para a etapa S107. A sinalização de execução é estabelecida quando o controle de regeneração inicia e é liberada quando o controle de regeneração termina.

[00104] Quando o controle prossegue para a etapa S107, é determinado na etapa S107 se a sinalização de execução é estabelecida. Quando a sinalização de execução não é estabelecida (NÃO), o processamento do ciclo atual dessa rotina é finalizado. Por outro lado, quando a sinalização de execução é estabelecida (SIM), o controle prossegue para a etapa S108.

[00105] Quando o controle prossegue para a etapa S108, é determinado na etapa S108 se a quantidade de armazenamento de enxofre SX excede um valor de determinação de comutação especificado SMID. O valor de determinação de comutação SMID é estabelecido para um valor que é menor que o valor de determinação inicial acima descrito SMAX. Quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX é igual a ou menor que o valor de determinação de comutação SMID (NÃO), uma sinalização de comutação é estabelecida na etapa S109 e, então, o controle prossegue para a etapa S110. Por outro lado, quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX excede o valor de determinação de comutação SMID (SIM), o controle prossegue diretamente para a etapa S110. A sinalização de comutação é estabelecida quando o controle de regeneração comuta a partir do controle no primeiro modo de controle para o controle no segundo modo de controle, e é liberada quando o controle de regeneração termina.

[00106] Quando o controle prossegue para a etapa S110, é determinado na etapa S110 se a quantidade de armazenamento de enxofre SX é menor que um valor de determinação final especificado SMIN. O valor de determinação final especificado SMIN é estabelecido para um valor que é adicionalmente menor que o valor de determinação de comutação acima descrito SMID. Quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX é igual a ou maior que o valor de determinação final especificado SMIN (NÃO), o processamento do ciclo atual dessa rotina é finalizado. Por outro lado, quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX é menor que o valor de determinação final especificado SMIN, a sinalização de execução e a sinalização de comutação são respectivamente liberadas na etapa S111 e, então, o processamento do ciclo atual dessa rotina é finalizado.

[00107] A Figura 25 mostra um fluxograma de uma rotina de controle de regeneração associada à implantação do controle de regeneração no sistema de controle de emissão dessa modalidade. O processamento da rotina é executado também repetidamente em cada ciclo de controle especificado, pela unidade de controle eletrônico 37, durante a operação do motor a diesel.

[00108] Quando o processamento dessa rotina é iniciado, é determinado inicialmente na etapa S200 se a sinalização de execução é estabelecida. Quando a sinalização de execução é estabelecida (SIM), o controle prossegue para a etapa S201. Quando a sinalização de execução não é estabelecida (NÃO), o processamento do ciclo atual dessa rotina é imediatamente finalizado.

[00109] Quando o controle prossegue para a etapa S201, é determinado na etapa S201 se uma sinalização de conclusão de liberação é estabelecida. A sinalização de conclusão de liberação é estabelecida cada vez que a operação de liberação realizada alternadamente com a operação de elevação de temperatura termina no controle de regeneração, e é liberada cada vez que a operação de elevação de temperatura termina. Quando a sinalização de conclusão de liberação é estabelecida (SIM), o controle prossegue para a etapa S210, e a operação de elevação de temperatura é realizada no processamento da etapa S210 e etapas subsequentes. Por outro lado, quando a sinalização de conclusão de liberação não é estabelecida (NÃO), o controle prossegue para a etapa S220, e a operação de liberação é realizada no processamento da etapa S220 e nas etapas subsequentes.

[00110] Quando o controle prossegue para a etapa S210, é determinado na etapa S210 se a sinalização de determinação de comutação acima descrita é estabelecida. Quando a sinalização de determinação de comutação não é estabelecida (S210: NÃO), um comando para a execução de injeção posterior pelas válvulas de injeção de combustível 19 é gerado de modo a aumentar a temperatura de catalisador TC pelo primeiro método de elevação de temperatura acima descrito e, então, o controle prossegue para a etapa S213. Por outro lado, quando a sinalização de determinação de comutação é estabelecida (S210: SIM), um comando para a adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29 é gerado na etapa S212 de modo a aumentar a temperatura de catalisador TC pelo segundo método de elevação de temperatura acima descrito e, então, o controle prossegue para a etapa S213.

[00111] Quando o controle prossegue para a etapa S213, é determinado na etapa S213 se a temperatura de catalisador TC é maior que uma temperatura alvo na operação de elevação de temperatura. A temperatura alvo é estabelecida para uma temperatura que é levemente mais elevada que a temperatura exigida para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30. Quando a temperatura de catalisador TC é maior que a temperatura alvo (SIM), a sinalização de conclusão de liberação é liberada na etapa S214, e o processamento do ciclo atual dessa rotina é finalizado. Quando a temperatura de catalisador TC é igual a ou menor que a temperatura alvo (NÃO), o ciclo atual dessa rotina é imediatamente finalizado.

[00112] Por outro lado, quando a sinalização de conclusão de liberação não é estabelecida (S201: NÃO), e o controle prossegue para a etapa S220, um comando para a execução de picos intensos periódicos para liberar o enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30 é gerado inicialmente na etapa S220. Então, na etapa S221, o valor de um tempo de liberação TS como um contador que representa o tempo de execução da operação de liberação nesse ciclo é aumentado.

[00113] Subsequentemente, na etapa S222, é determinado se o tempo de liberação TS se tornou igual ou mais longo que um tempo de liberação de referência especificado. Quando o tempo de liberação TS é igual ou mais longo que o tempo de liberação de referência (SIM), a sinalização de conclusão de liberação é estabelecida, e o valor do tempo de liberação TS é restaurado para “0”, na etapa S223. Então, o processamento do ciclo atual dessa rotina é finalizado. Por outro lado, quando o tempo de liberação TS é mais curto que o tempo de liberação de referência (NÃO), o processamento do ciclo atual dessa rotina é imediatamente finalizado.

[00114] Nessa modalidade, a unidade de controle eletrônico 37 que executa processamento da rotina de determinação acima descrita e da rotina de controle de regeneração é configurada para corresponder ao controlador de regeneração. A seguir, a operação do sistema de controle de emissão do motor de combustão interna dessa modalidade configurada conforme descrito acima será descrita.

[00115] Quando o enxofre no gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 é armazenado na camada básica 43 conforme descrito acima, a basicidade da camada básica 43 enfraquece, e a taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador 30 é reduzida. Nessa modalidade, quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX do dispositivo catalisador 30 se torna igual a ou maior que o valor de determinação inicial especificado SMAX, o controle de regeneração para liberar o enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30 é iniciado.

[00116] Uma vez que o controle de regeneração é iniciado, a operação de elevação de temperatura para elevar a temperatura do dispositivo catalisador 30 para uma temperatura exigida para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30, e a operação de liberação para estabelecer a razão ar-combustível das misturas de ar-combustível queimadas nos cilindros 11 para um valor exigido para liberar o enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30, são alternada e repetidamente efetuadas. Nessa modalidade, até que a quantidade de armazenamento de enxofre SX seja reduzida para ser menor que o valor de determinação de comutação SMID, o controle de regeneração é realizado no primeiro modo de controle em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternada-mente repetidas, enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada pelo primeiro método de elevação de temperatura através da execução de injeção posterior pelas válvulas de injeção de combustível 19. Então, após a quantidade de armazenamento de enxofre SX tornar-se menor que o valor de determinação de comutação SMID, o controle de regeneração é realizado no segundo modo de controle em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas, enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada pelo segundo método de elevação de temperatura. A saber, após a comutação do controle para o segundo modo de controle, a operação de elevação de temperatura é realizada fazendo-se a válvula de adição de combustível 29 adicionar o combustível não queimado, de modo que a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 oscile com a amplitude dentro da faixa especificada e o ciclo dentro da faixa especificada, que permitem os intermediários de redução serem produzidos. Então, quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX se torna menor que o valor de determinação final especificado SMIN, o controle de regeneração é finalizado. A saber, nessa modalidade, o controle é realizado no segundo modo de controle após o controle no primeiro modo de controle ser realizado, em um período a partir do início do controle de regeneração ao final do mesmo.

[00117] A Figura 26 indica as alterações da quantidade de armazenamento de enxofre SX do dispositivo catalisador 30 e a taxa de conversão de NOx com o tempo, durante a execução do controle de regeneração conforme descrito acima. Na Figura 26, o controle de regeneração é iniciado no tempo t1, a comutação a partir do controle no primeiro modo de controle para o controle no segundo modo de controle é conduzida no tempo t2, e o controle de regeneração termina no tempo t3. Na Figura 26, “S1” indica um período em que a operação de elevação de temperatura é realizada pelo primeiro método de elevação de temperatura, e “S2” indica um período em que a operação de elevação de temperatura é realizada pelo segundo método de elevação de temperatura, enquanto Ή” indica um período em que a operação de liberação é realizada.

[00118] Quando a temperatura de catalisador TC se eleva para uma região de temperatura elevada que é igual ou mais elevada que 400°C durante a execução da operação de elevação de temperatura pelo primeiro método de elevação de temperatura, o nitrato armazenado na camada básica 43 é termicamente decomposto e liberado, o que torna possível armazenar o NOx no gás de escape no dispositivo catalisador 30. Portanto, quando a operação de elevação de temperatura é realizada pelo primeiro método de elevação de temperatura, se torna impossível, no curso da operação, manter a taxa de conversão de NOx em níveis elevados.

[00119] Por outro lado, durante a execução da operação de elevação de temperatura pelo segundo método de elevação de temperatura, mesmo se a temperatura de catalisador TC se eleva para a região de temperatura elevada igual ou mais elevada que 400°C, o pós-tratamento do NOx pelo primeiro método de pós-tratamento de NOx pode ser continuado. Portanto, quando a operação de elevação de temperatura é realizada pelo segundo método de elevação de temperatura, a taxa de conversão de NOx é mantida em níveis elevados, a partir do início ao final da operação de elevação de temperatura.

[00120] A Figura 27 indica a quantidade de armazenamento de enxofre de cada parte do dispositivo catalisador 30, em cada ponto do tempo de início (tempo t1) do controle de regeneração, o tempo (tempo t2) de comutação dos modos de controle, e o tempo final (tempo t3) do controle de regeneração.

[00121] Conforme descrito acima, na operação de elevação de temperatura pelo segundo método de elevação de temperatura, o intervalo em que o HC flui no dispositivo catalisador 30 é longo, e a temperatura da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 em que o gás de escape sopra diretamente é menos propensa ou não propensa a ser aumentada. Por outro lado, na operação de elevação de temperatura pelo primeiro método de elevação de temperatura, a temperatura da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 pode ser suficientemente elevada. Quando a operação de liberação é realizada em uma condição em que a temperatura da totalidade do dispositivo catalisador 30 se torna igual ou mais elevada que a temperatura exigida para a liberação do enxofre, a liberação do enxofre é iniciada a partir da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30. Portanto, durante o período em que o controle é realizado no primeiro modo de controle após o início do controle de regeneração, o enxofre é liberado principalmente na porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30. Consequentemente, a quantidade de armazenamento de enxofre na porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 será reduzida, no tempo de comutação a partir do controle no primeiro modo de controle para o controle no segundo modo de controle. Nessa conexão, uma vez que o enxofre liberado a partir da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 se move para uma porção de lado a jusante no dispositivo catalisador 30, junto com o gás de escape, a quantidade de armazenamento de enxofre na porção de extremidade de lado a jusante do dispositivo catalisador 30 nesse momento será aumentada conforme comparado com aquela no início do controle de regeneração.

[00122] Por outro lado, quando o controle é comutado para o segundo modo de controle, a operação de elevação de temperatura é realizada pelo segundo método de elevação de temperatura. Nesse momento, se torna difícil aumentar a temperatura da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30. Entretanto, nesse ponto no tempo, a quantidade de armazenamento de enxofre na porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 foi previamente reduzida e, nesse momento, também, o enxofre pode ser, de modo favorável, liberado na porção de lado a jusante remanescente do dispositivo catalisador 30. Portanto, conforme descrito acima, a quantidade de armazenamento de enxofre será, de modo favorável, reduzida na totalidade do dispositivo catalisador 30, executando-se o controle no segundo modo de controle no período após o controle ser realizado no primeiro modo de controle, no período a partir do início ao final do controle de regeneração.

[00123] A Figura 21 conforme descrito acima também mostra as alterações na taxa de conversão de NOx do dispositivo catalisador e a quantidade de armazenamento de enxofre com o tempo quando o motor a diesel é operado enquanto o controle de regeneração é realizado da maneira dessa modalidade. Nessa modalidade, conforme comparado com o caso em que o controle de regeneração é realizado apenas no segundo modo de controle, o enxofre armazenado no dispositivo catalisador 30 é liberado com mais sucesso sob o controle de regeneração, e o desempenho de pós-tratamento de NOx do dispositivo catalisador 30 é recuperado com mais sucesso. Portanto, conforme mostrado na Figura 21, no sistema de controle de emissão dessa modalidade, a taxa de conversão de NOx após o controle de regeneração é aprimorada, conforme comparado com o caso em que o controle de regeneração é realizado apenas no segundo modo de controle. Além disso, após a comutação a partir do controle no primeiro modo de controle para o controle no segundo modo de controle, a taxa de conversão de NOx pode ser mantida em níveis elevados mesmo durante a operação de elevação de temperatura. Portanto, conforme mostrado na Figura 21, no sistema de controle de emissão dessa modalidade, a taxa de conversão de NOx durante o controle de regeneração é aprimorada, conforme comparado com o caso em que o controle de regeneração é realizado apenas no primeiro modo de controle. Nessa conexão, nessa modalidade, o valor de determinação de comutação acima descrito SMID é estabelecido de modo que o modo de controle é comutado no momento em que a quantidade de armazenamento de enxofre da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 é suficientemente reduzida.

[00124] De acordo com o sistema de controle de emissão do motor de combustão interna dessa modalidade conforme descrito acima, os seguintes efeitos podem ser fornecidos. (1) Nessa modalidade, o controle de regeneração é realizado, através de controle no primeiro modo de controle em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas, enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada através da execução de injeção posterior pelas válvulas de injeção de combustível 19, e o controle no segundo modo de controle em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas, enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada executando-se a adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29 de modo que a concentração de HC do gás de escape que flui no dispositivo catalisador 30 oscile com a amplitude dentro da faixa especificada e o ciclo dentro da faixa especificada, que permitem que os intermediários de redução sejam produzidos. Então, o controle no segundo modo de controle é efetuado no período após o controle ser realizado no primeiro modo de controle, no período a partir do início ao final do controle de regeneração. Portanto, é possível recuperar de modo favorável a capacidade de conversão/remoção de NOx do dispositivo catalisador 30, que foi reduzida por envenenamento por enxofre, enquanto se restringe a emissão de NOx durante o controle de regeneração.

[00125] (2) Uma vez que é difícil liberar o enxofre a partir da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 sob controle no segundo modo de controle, conforme descrito acima, é de- sejável conduzir a comutação para controlar no segundo modo de controle, no momento em que a liberação do enxofre a partir da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 prosseguiu suficientemente sob controle do primeiro modo de controle. Entretanto, o progresso da regeneração pode ser compreendido a partir da quantidade de redução da quantidade de armazenamento de enxofre SX conforme medido a partir do início do controle de regeneração. Nesse ponto, nessa modalidade, quando a quantidade de armazenamento de enxofre SX do dispositivo catalisador 30 é reduzida para o valor de determinação de comutação especificado SMID que é estabelecido para um valor menor que o valor de determinação inicial SMAX, durante o controle de regeneração, a comutação a partir do controle no primeiro modo de controle para o controle no segundo modo de controle é conduzida. Portanto, o modo de controle é comutado no momento em que a liberação do enxofre a partir da porção de extremidade de lado a montante do dispositivo catalisador 30 prosseguiu suficientemente, de modo que a quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador 30 como um todo pode ser certamente reduzida.

[00126] (3) Nessa modalidade, a operação de liberação é realizada executando-se periodicamente os picos intensos para fazer com que a razão ar-combustível das misturas de ar-combustível queimadas nos cilindros 11 seja temporariamente intensa, em intervalos de tempo determinados. Portanto, conforme comparado com o caso em que a operação de liberação é realizada mantendo-se a razão de escape de ar-combustível AFI em um valor igual a ou menor que a razão ar-combustível estequiométrica, a emissão de componentes de combustível não queimado para o ar ambiente pode ser restringida durante a operação de liberação.

[00127] A modalidade acima descrita pode ser modificada da se- guinte forma e implantada. Na modalidade acima descrita, a operação de liberação é realizada executando-se repetidamente os picos intensos para aumentar temporariamente a quantidade de combustível injetado pelas válvulas de injeção de combustível 19, em intervalos de tempo determinados. Entretanto, a operação de liberação pode ser realizada reduzindo-se, intermitente ou continuamente, a razão de escape de ar-combustível AFI através da adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29. A operação de liberação pode ser também realizada aumentando-se continuamente a quantidade de combustível injetado pelas válvulas de injeção de combustível 19, e mantendo-se a razão ar-combustível base AFB na razão ar-combustível estequiométrica ou um valor menor que a razão ar-combustível estequiométrica.

[00128] Na modalidade acima descrita, a quantidade de armazenamento de enxofre SX do dispositivo catalisador 30 é estimada, com base nas condições de operação (quantidade de injeção de combustível Q, velocidade de motor NE) do motor a diesel, e o tempo de início do controle de regeneração é determinado com base na quantidade estimada de armazenamento de enxofre SX. O tempo de início do controle de regeneração pode ser determinado com base em outros parâmetros, tal como um valor integrado da quantidade de injeção de combustível Q, por exemplo.

[00129] Na modalidade acima descrita, o tempo de comutação a partir do controle no primeiro modo de controle para o controle no segundo modo de controle durante o controle de regeneração e o tempo de conclusão do controle de regeneração são determinados, com base na quantidade estimada de armazenamento de enxofre SX. Entretanto, esses tempos podem ser determinados com base em outros parâmetros, tal como um tempo decorrido a partir do início do controle de regeneração.

[00130] Na modalidade acima descrita, o controle no segundo modo de controle é realizado imediatamente após o final do controle no primeiro modo de controle, durante o controle de regeneração. Entretanto, o controle em outro modo de controle pode ser realizado entre esses controles. Por exemplo, é considerado realizar o controle intermediário entre o primeiro modo de controle e o segundo modo de controle, entre o controle no primeiro modo de controle e o controle no segundo modo de controle. No controle intermediário, a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas, enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada através tanto da injeção posterior pelas válvulas de injeção de combustível 19 quanto da adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível 29.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sistema de controle de emissão para um motor de combustão interna, sendo que o motor de combustão interna inclui um cilindro (11) e uma passagem de escape (14), em que o gás de escape emitido a partir do cilindro (11) flui na passagem de escape (14), em que o sistema de controle de emissão é caracterizado pelo fato de que compreende: uma válvula de injeção de combustível (19) configurada para realizar injeção posterior, em que a injeção posterior é uma injeção de combustível no cilindro (11) após um curso de combustão no motor de combustão interna; uma válvula de adição de combustível (29) fornecida na passagem de escape (14), em que a válvula de adição de combustível (29) é configurada para adicionar combustível não queimado ao gás de escape; um dispositivo catalisador (30) fornecido a jusante da válvula de adição de combustível (29) na passagem de escape (14), em que o dispositivo catalisador (30) é configurado para reduzir os óxidos de nitrogênio no gás de escape através da reação dos óxidos de nitrogênio com o hidrocarboneto reformado, em que o dispositivo catalisador (30) inclui um catalisador de metal nobre (41, 42) sustentado em uma superfície de contato que entra em contato com o gás de escape, e o dispositivo catalisador (30) inclui uma superfície de contato de gás de escape (44) ao redor do catalisador de metal nobre (41, 42), em que a superfície de contato de gás de escape (44) é uma superfície básica, em que o dispositivo catalisador (30) tem uma propriedade de reduzir os óxidos de nitrogênio no gás de escape, oscilando-se uma concentração de hidrocarboneto no gás de escape que flui no dispositivo catalisador (30), com uma amplitude dentro de uma primeira faixa especificada, e um ciclo dentro de uma segunda faixa especificada que é mais longo que um ciclo de ingresso do gás de escape na passagem de escape (14) durante inatividade do motor de combustão interna, e uma propriedade de aumentar uma quantidade de armazenamento dos óxi-dos de nitrogênio criando-se um ciclo de oscilação da concentração de hidrocarboneto do gás de escape mais longo que a segunda faixa especificada; e uma unidade de controle eletrônica (37) configurada para: executar um controle de regeneração de modo que o dispositivo catalisador (30) se recupere de envenenamento, quando uma quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador (30) for igual a ou maior que um valor de determinação inicial especificado; no controle de regeneração, realizar alternada e repetidamente uma operação de elevação de temperatura e uma operação de liberação, em que a operação de elevação de temperatura é uma operação em que uma temperatura do dispositivo catalisador (30) é elevada para uma temperatura exigida para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador (30), e em que a operação de liberação é uma operação em que uma razão ar-combustível de uma mistura ar-combustível queimada no cilindro (11) é controlada para um valor exigido para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador (30); realizar o controle de regeneração através de um controle em um primeiro modo de controle e um controle em um segundo modo de controle, em que o primeiro modo de controle é um modo em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada através da execução da injeção posterior pela válvula de injeção de combustível (19), em que o segundo modo de controle é um modo em que a operação de elevação de temperatura e a ope- ração de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada executando-se a adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível (29), de modo que a concentração de hidrocarboneto no gás de escape que flui no dispositivo catalisador (30) oscile com a amplitude dentro da primeira faixa especificada e o ciclo dentro da segunda faixa especificada; e realizar o controle no segundo modo de controle após o controle no primeiro modo de controle ser realizado, em um período a partir de um início até um fim do controle de regeneração.

2. Sistema de controle de emissão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (37) é configurada para realizar comutação a partir do controle no primeiro modo de controle para o controle no segundo modo de controle, quando a quantidade de armazenamento de enxofre for reduzida para um valor de determinação de comutação especificado, durante o controle de regeneração, em que o valor de determinação de comutação especificado é um valor menor que o valor de determinação inicial.

3. Método de controle de emissão para um motor de combustão interna, sendo que o motor de combustão interna inclui um sistema de controle de emissão, um cilindro (11) e uma passagem de escape (14), sendo que o gás de escape emitido a partir do cilindro (11) flui na passagem de escape (14), em que o sistema de controle de emissão inclui uma válvula de injeção de combustível (19) configurada para realizar injeção posterior, em que a injeção posterior é uma injeção de combustível no cilindro (11) após um curso de combustão no motor de combustão interna, uma válvula de adição de combustível (29) fornecida na passagem de escape (14), em que a válvula de adição de combustível (29) é configurada para adicionar combustível não queimado ao gás de escape, um dispositivo catalisador (30) fornecido a jusante da válvula de adição de combustível (29) na passagem de escape (14), em que o dispositivo catalisador (30) é configurado para reduzir os óxidos de nitrogênio no gás de escape através da reação dos óxidos de nitrogênio com o hidrocarboneto reformado, em que o dispositivo catalisador (30) inclui um catalisador de metal nobre (41, 42) sustentado em uma superfície de contato que entra em contato com o gás de escape, e em que o dispositivo catalisador (30) inclui uma superfície de contato de gás de escape (44) ao redor do catalisador de metal nobre (41, 42), em que a superfície de contato de gás de escape (44) é uma superfície básica, em que o dispositivo catalisador (30) tem uma propriedade de reduzir os óxidos de nitrogênio no gás de escape, oscilando-se uma concentração de hidrocarboneto no gás de escape que flui no dispositivo catalisador (30), com uma amplitude dentro de uma primeira faixa especificada, e um ciclo dentro de uma segunda faixa especificada que é mais longo que um ciclo de ingresso do gás de escape na passagem de escape (14) durante inatividade do motor de combustão interna, e uma propriedade de aumentar uma quantidade de armazenamento dos óxidos de nitrogênio criando-se um ciclo de oscilação da concentração de hidrocarboneto do gás de escape mais longo que a segunda faixa especificada, em que o método de controle de escape é caracterizado pelo fato de que compreende: executar o controle de regeneração de modo que o dispositivo catalisador (30) se recupere de envenenamento, quando uma quantidade de armazenamento de enxofre do dispositivo catalisador (30) for igual a ou maior que um valor de determinação inicial especifi- cado; no controle de regeneração, realizar alternada e repetidamente uma operação de elevação de temperatura e uma operação de liberação, em que a operação de elevação de temperatura é uma operação em que a temperatura do dispositivo catalisador (30) é elevada para uma temperatura exigida para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador (30), e em que a operação de liberação é uma operação em que uma razão ar-combustível de uma mistura ar-combustível queimada no cilindro (11) é controlada para um valor exigido para a liberação do enxofre armazenado no dispositivo catalisador (30); realizar o controle de regeneração através de um controle em um primeiro modo de controle e um controle em um segundo modo de controle, em que o primeiro modo de controle é um modo em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada através da execução da injeção posterior pela válvula de injeção de combustível (19), em que o segundo modo de controle é um modo em que a operação de elevação de temperatura e a operação de liberação são alternadamente repetidas enquanto a operação de elevação de temperatura é realizada executando-se a adição de combustível não queimado pela válvula de adição de combustível (29), de modo que a concentração de hidrocarboneto no gás de escape que flui no dispositivo catalisador (30) oscile com a amplitude dentro da primeira faixa especificada e o ciclo dentro da segunda faixa especificada; e realizar o controle no segundo modo de controle após o controle no primeiro modo de controle ser realizado, em um período a partir de um início até um fim do controle de regeneração.