CN101300410A - 废气净化系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种废气净化系统的控制方法，在内燃机(11)的排气通路(12)上从上游侧按顺序设置DPF装置(13)、选择接触还原型催化剂装置(SCR催化剂装置)(14)的废气净化系统(1)中，在通常运转时，根据通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，在DPF装置(13)的强制再生时，根据强制再生时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液(S)的供给量，以该计算出的供给量向选择接触还原型催化剂装置(14)上游侧的废气(G)中供给上述氨系水溶液(S)。由此，不仅在通常运转时，还在DPF装置(13)的强制再生时，都能够供给适当量的还原剂，而可抑制向选择接触还原型催化剂装置(14)下游侧排出NOx和氨。

Description

废气净化系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种废气净化系统的控制方法，从柴油机等内燃机的排气管上游侧按顺序具有柴油微粒过滤器装置、选择接触还原型催化剂装置。
背景技术
存在一种废气净化系统，为了减少从柴油机等内燃机排出的粒子状物质(PM)和NOx(氮氧化物)，而具有：柴油微粒过滤器装置(DPF装置)；和NOx还原催化剂装置(SCR催化剂装置)，载持有被称为SCR催化剂的选择接触还原型催化剂。
作为这种废气净化系统的例子，例如日本特开2002-250220号公报记载的那样，提出一种柴油机用废气净化装置，其目的在于，提高NOx净化率，并且还防止氨损失，在排气系统的粒子状物质减少装置(DPF装置)的后级配置NOx催化剂(SCR催化剂装置)，根据粒子状物质减少装置的出口温度，计算NO/NO2的比例，并根据该值控制供给到NOx催化剂的尿素量。
并且，例如日本特开2004-218475号公报记载的那样，提出一种内燃机的废气处理系统，在内燃机的排气通路从上游侧开始具有DPF装置、选择还原型催化剂(SCR催化剂装置)和NOx吸藏还原型催化剂，能够在废气的高温侧通过选择还原型催化剂净化NOx，在低温侧通过NOx吸藏还原型催化剂净化NOx，并在发动机的较大运转区域中以较高的NOx净化率来净化废气中的NOx。
并且，例如日本特开2004-353523号公报记载的那样，提出一种发动机用废气处理装置，将通过废气的热量和加热器的热量使尿素水气化而生成的氨，与废气回转混合，并导入脱硝催化剂反应器而净化NOx，由此在发动机的整个运转区域中得到良好的NOx除去效果。
在这些装置或系统中，根据以下量来调整控制尿素水供给量：根据以发动机转速和转矩为基础的NOx排出量映像得到的NOx排出量，根据由DPF装置下游侧的NOx传感器测定的NOx浓度和排气量所计算的废气中的NOx量，废气温度，废气流量，或者氮氧化物传感器的一部分或全部的输出。
但是，在具有该DPF装置和SCR催化剂装置的废气净化系统中，对于PM的堆积导致的DPF装置的堵塞，需要进行燃烧除去堆积的PM的DPF强制再生控制。在该DPF强制再生控制中，为了促进PM的燃烧，一般采用停止EGR或者解除吸入空气的节流等方法。
在通常运转中，通过EGR抑制NOx的排出。但是，在DPF的强制再生时，为了提高氧浓度而促进堆积在DPF上的PM(煤)的燃烧，停止EGR。通过该EGR的停止所具有的效果为，促进NO2(二氧化氮)的产生，而促进比O2(氧)和PM更容易在较低温区域反应的NO2和PM的反应，高效地进行DPF再生，并且减少从发动机产生的PM。
在该DPF强制再生控制中，成为与通常运转状态不同的发动机运转状态，并排出与根据预先设定为通常运转用NOx排出量映像计算出的NOx排出量不同的、多量的NOx。例如，在实际的发动机的试验台试验的试验结果中存在如下例子，即在DPF强制再生时，计测到接近通常运转时2倍的NOx排出量。
因此，在DPF强制再生控制中，以在通常运转状态下假定的NOx排出量为基础计算尿素水喷射量(供给量)并喷射时，存在的问题为，可能从发动机排出的NOx不能充分还原，DPF强制再生时的NOx净化率大幅度降低，超过通常运转时排出水平的NOx被排出到SCR催化剂装置的下游侧。
并且，相反、以基于在DPF强制再生时假定的NOx重量的映像为基础，统一计算尿素水喷射量并喷射时，存在的问题为，可能在通常运转时，没有消耗的剩余的氨被排出到SCR催化剂装置的下游侧，氨损失的量增大。
专利文献1：日本特开2002-250220号公报
专利文献2：日本特开2004-218475号公报
专利文献3：日本特开2004-353523号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种废气净化系统的控制方法，在内燃机的排气通路上从上游侧按顺序设置DPF装置和选择接触还原型催化剂装置(SCR催化剂装置)的废气净化系统中，不仅在通常运转时、在DPF装置的强制再生时，也能够供给适当量的还原剂，并能够抑制向选择接触还原型催化剂装置的下游侧排出NOx和氨。
为实现上述目的，本发明的废气净化系统的控制方法为，在内燃机的排气通路上从上游侧按顺序设置用于净化废气中的粒子状物质的柴油微粒过滤器装置、和用于净化NOx的选择接触还原型催化剂装置，并将对上述选择接触还原型催化剂装置供给氨系水溶液的水溶液供给装置，配置在上述柴油微粒过滤器装置的下游侧、且在上述选择接触还原型催化剂装置的上游侧，并且具有调整上述氨系水溶液供给量的水溶液供给量调整机构，该废气净化系统的控制方法具有以下特征。
上述废气净化系统的控制方法的特征为，预先测定通常运转时的NOx排出量和上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时的NOx排出量，并根据该测定结果，准备通常运转时用NOx排出量映像和上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时用NOx排出量映像，并且在通常运转时根据上述通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液；在上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时，根据上述强制再生时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液。
此处所谓的氨系水溶液是尿素水、氨、氨水等产生氨的水溶液。另外，NOx排出量映像为，不仅将NOx排出量、还将NOx浓度等与NOx排出量的计算直接相关的量映像化。通常，将以表示发动机运转状态的参数、即发动机转速、发动机负载(或转矩、燃料流量、油门开度等)为基础的NOx排出量、或NOx浓度的数据映像化。将该被映像化的数据预先储存在废气净化系统的控制装置中。
而且，在该控制方法中，在通常运转时用NOx排出量映像的基础上，还预先准备强制再生时用NOx排出量映像。NOx排出量根据情况从通常运转时用NOx排出量映像和强制再生时用NOx排出量映像中选择使用NOx排出量映像。
通常运转时使用通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量。但是，在DPF的强制再生时，使用强制再生时用NOx排出量映像计算NOx排出量。根据该计算结果计算氨系水溶液喷射量(供给量)。并且，根据该计算结果喷射(供给)氨系水溶液。
由此，在比通常运转时排出更多NOx的DPF装置的强制再生时，也能够以与该多量的NOx排出量对应的喷射量喷射氨系水溶液，由此能够确保充分的NOx还原性能。
因此，根据该控制方法能够解决如下问题。第一个问题为，NOx传感器本身作为柴油机用没有被量产，耐久可靠性不足够。第二个问题为，在DPF再生时煤燃烧，根据温度条件而产生新的NOx，即使由NOx传感器测定从发动机流出的NOx，也不能正确计算流入选择接触还原型催化剂装置的NOx。第三个问题为，在NOx传感器的测定中，只能得到NOx的总量，不能得到NO和NO2的比率，并且，在DPF的强制再生时从发动机排出的NO2的一部分与煤反应而成为NO，所以不能设定考虑了NOx中的NO和NO2的比率的尿素水喷射量。
或者，上述废气净化系统的控制方法的特征为，预先测定通常运转时的NOx排出量，并根据该测定结果，准备通常运转时用NOx排出量映像，并且在通常运转时，根据上述通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液；在上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时，根据由设置在上述选择接触还原型催化剂装置上游侧的NOx浓度传感器测定的NOx浓度和废气排出量，计算上述NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液。
在该控制方法中，采用在通常运转时使用通常运转时的NOx排出量映像的映像方式，在DPF强制再生时代替映像方式，而使用由设置在选择接触还原型催化剂装置上游侧的NOx浓度传感器检测的NOx浓度。
由此，不需要准备需要PM的堆积、且需要长时间实验的DPF强制再生时的NOx排出量映像。由此，对于只具有通常运转时的NOx排出量映像的发动机，也能够通过追加设置NOx浓度传感器和变更一部分控制程序来应对。而且，能够精度更高地计算DPF强制再生时的NOx排出量。
或者，上述废气净化系统的控制方法的特征为，预先测定通常运转时的NOx排出量，根据该测定结果，准备通常运转时用NOx排出量映像，并且在通常运转时，根据上述通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液；在上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时，供给上述氨系水溶液，以便由设置在上述选择接触还原型催化剂装置下游侧的NOx浓度传感器测定的NOx浓度、成为规定的第1设定值以下。
在该控制方法中，采用在通常运转时使用通常运转时的NOx排出量映像的映像方式，在DPF强制再生时代替映像方式，而使用由设置在选择接触还原型催化剂装置下游侧的NOx浓度传感器检测的NOx浓度。而且，供给氨系水溶液，以便该下游侧的NOx浓度成为规定的第1设定值以下、优选成为第1设定值。
即，在DPF强制再生时，即使NOx排出量增加，也追踪该NOx排出量地供给氨系水溶液，以便下游侧的NOx浓度成为规定的第1设定值以下、优选成为第1设定值，而抑制向选择接触还原型催化剂装置下游侧流出的NOx量。该供给控制能够通过反馈控制等容易地进行。
由此，在准备DPF强制再生时的NOx排出量映像时需要PM的堆积，所以需要长时间的实验，但不需要该准备。由此，对于只具有通常运转时的NOx排出量映像的发动机，也能够通过追加设置NOx浓度传感器和变更一部分控制程序来应对。而且，能够高精度地抑制DPF强制再生时向选择接触还原型催化剂装置下游侧流出的NOx量、即NOx损失。
或者，上述废气净化系统的控制方法的特征为，预先测定通常运转时的NOx排出量，根据该测定结果，准备通常运转时用NOx排出量映像，并且在通常运转时，根据上述通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液；在上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时，供给上述氨系水溶液，以便由设置在上述选择接触还原型催化剂装置下游侧的氨浓度传感器测定的氨浓度成为规定的第2设定值以上、规定的第3设定值以下。
在该控制方法中，采用在通常运转时使用通常运转时的NOx排出量映像的映像方式，在DPF强制再生时代替映像方式，而使用由设置在选择接触还原型催化剂装置下游侧的氨浓度传感器检测的氨浓度。而且，供给氨系水溶液，以便该下游侧的氨浓度成为规定的第2设定值以上、规定的第3设定值以下。
即，在DPF强制再生时，即使NOx排出量增加，也能追踪选择接触还原型催化剂装置下游侧的氨排出量地供给氨系水溶液，以便下游侧的氨浓度成为规定的第2设定值以上、规定的第3设定值以下。通过使该氨浓度为规定的第2设定值以上，确认在NOx的还原中供给有足够量的氨系水溶液，而抑制向选择接触还原型催化剂装置下游侧流出的NOx量。并且，以成为比规定的第2设定值大的值、且成为规定的第3设定值以下的方式供给氨系水溶液，由此抑制向选择接触还原型催化剂装置下游侧流出的氨量。
即，能够边确认供给的还原剂量为足够这一情况边供给还原剂，因此能够更高精度地抑制NOx损失。该供给控制能够通过反馈控制等更容易地进行。
由此，由于在准备DPF强制再生时的NOx排出量映像时需要PM的堆积，所以需要长时间的实验，但不需要该准备。由此，对于只具有通常运转时的NOx排出量映像的发动机，也能够通过追加设置氨浓度传感器和变更一部分控制程序来应对。而且，能够更高精度地在DPF强制再生时的NOx的还原中供给足够量的氨系水溶液。
根据上述各控制方法，即使在DPF装置的强制再生时排出比通常运转时更多量的NOx的情况下，也能够以与此对应的喷射量喷射氨系水溶液，并能够确保实用上充分的NOx还原性能。
并且，作为上述DPF装置可以采用只有过滤器的DPF装置、使过滤器载持氧化催化剂的连续再生型DPF装置、在过滤器上游侧设置氧化催化剂的连续再生型DPF装置、使过滤器载持催化剂并且在该过滤器上游侧设置氧化催化剂的连续再生型DPF装置中的任意一个或其组合。
根据本发明的废气净化系统的控制方法，在内燃机的排气通路上从上游侧按顺序设置DPF装置、选择接触还原型催化剂装置(SCR催化剂装置)的废气净化系统中，在DPF装置的强制再生时，即使排出比通常运转时更多的NOx，也能够喷射与此对应的氨系水溶液，并能够确保充分的NOx还原性能。因此，能够抑制DPF装置的强制再生时的选择接触还原型催化剂装置的NOx净化性能的降低。
附图说明
图1是本发明第1实施方式的废气净化系统的系统构成图。
图2是表示本发明第1实施方式的废气净化系统的控制方法的控制流程图。
图3是通常运转时的控制的控制流程图。
图4是本发明第2实施方式的废气净化系统的系统构成图。
图5是表示本发明第2实施方式的废气净化系统的控制方法的控制流程图。
图6是本发明第3实施方式的废气净化系统的系统构成图。
图7是表示本发明第3实施方式的废气净化系统的控制方法的控制流程图。
图8是本发明第4实施方式的废气净化系统的系统构成图。
图9是表示本发明第4实施方式的废气净化系统的控制方法的控制流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的废气净化系统的控制方法。
图1表示用于实施第1实施方式的废气净化系统的控制方法的废气净化系统1的结构。该废气净化系统1构成为，在发动机(柴油内燃机)11的排气通路12上从上游侧开始设置柴油微粒过滤器装置(以下称为DPF装置)13、选择接触还原型催化剂装置(以下称为SCR催化剂装置)14、和氧化催化剂装置15。
在该废气净化系统1中，通过上游侧的DPF装置13捕集(捕获)废气中的PM(微粒物质：粒子状物质)。该DPF装置13由交替地封闭多孔质陶瓷的蜂窝通道的入口和出口的、壁流式整体蜂窝过滤器等形成。在壁流式过滤器中，废气中的PM被多孔质陶瓷的壁捕集。另外，为了促进PM的燃烧，有时还在该过滤器的一部分上载持白金或氧化铈等催化剂。并且，为了推测该DPF装置13的PM堆积量，在DPF装置13前后连接的导通管上设置有差压传感器13a。
而且，SCR催化剂装置14为，在蜂窝状构造的载持体(催化剂构造体)上载持二氧化钛-钒、沸石、氧化铬、氧化锰、氧化钼、氧化钛、氧化钨等而形成。该载持体由堇青石、氧化铝或氧化钛等形成。
在该SCR催化剂装置14上游侧，在DPF装置13下游侧的排气通路12上设置作为水溶液供给装置的尿素水喷射阀21。而且，在SCR催化剂装置14的入口侧设置入口废气温度传感器31，在出口侧设置出口废气温度传感器32。
在该SCR催化剂装置14中，在氧过剩的环境中向排气通路12内喷射尿素水、氨、氨水等氨系水溶液S，将从氨系水溶液产生的氨供给到SCR催化剂装置14。使废气G中的NOx与氨选择性地接触并反应，由此将NOx还原成氮而进行净化。
在该实施方式中，使用氨系水溶液中安全性较高的尿素水作为NOx还原剂。该尿素水S从尿素水喷射阀21供给到废气中。该尿素水S中的尿素通过水解而分解成氨。利用该氨并通过SCR催化剂的催化剂作用，将废气中的NOx还原成氮。该尿素水S从尿素水箱22被供给。通过作为水溶液供给量调整机构的尿素水喷射控制装置(控制单元)23，进行尿素水S的供给量调整和向排气通路12内的尿素水S的喷射。
氧化催化剂装置15是在多孔质陶瓷的蜂窝构造等载持体上载持白金等氧化催化剂而形成的。该氧化催化剂装置15起到的作用为，在尿素水S供给量比在SCR催化剂装置14中消耗的量多的情况下，氧化未被消耗而从SCR催化剂装置14流出的氨，而大幅度减少被排放到大气中的氨。由此，抑制向大气中排放氨(氨损失)。通过该废气净化系统1净化废气G，并将净化的废气Gc排放到大气中。
下面，说明上述构成的废气净化系统1的控制。该废气净化系统1构成为，具有进行发动机11的运转控制的控制装置(发动机控制单元：ECU)30和尿素水喷射控制装置23。
在控制装置30中设置有控制DPF装置13的再生控制的DPF再生控制机构。在通常运转控制中，通过DPF装置13捕集PM。在该通常运转控制中，通过由差压传感器13a检测DPF装置13的堵塞状态而得到DPF前后差压，监视是否是再生时期，当判断为是再生时期时，进行DPF强制再生控制。并且，当判断为是再生时期时，从控制装置30向尿素水喷射控制装置23发送DPF装置13的强制再生控制的控制信号。
在该DPF强制再生控制中，一般进行发动机11的后补喷射等缸内喷射控制导致的排气温度上升、EGR停止、或吸入空气节流的解除等。通过这些控制，提高氧浓度而促进DPF装置13中的PM燃烧，或通过产生NO2(二氧化氮)，促进比O2(氧)和PM容易在较低温区域反应的NO2和PM的反应，或减少从发动机11产生的PM，而高效地进行DPF装置13的再生。而且，在该DPF强制再生控制之后，再返回通常运转。边重复该通常运转和DPF装置13的强制再生控制，边进行车辆的运转。
另一方面，设置有尿素水喷射控制装置(尿素水喷射控制机构)23。该尿素水喷射控制装置23包括：进行尿素水S的供给量Qt的计算和调整的供给量调整装置(水溶液供给量调整机构：ECU：Electric Control Unit)23A；和控制尿素水喷射阀21而进行尿素水喷射的喷射阀控制装置(喷射阀控制机构：DCU)23B。
该尿素水喷射控制装置23输入来自控制装置30的发动机运转状况的数据(发动机转速、燃料流量等)、或DPF装置13的强制再生控制的控制信号，而进行尿素水供给量Qt的计算和尿素水喷射。
关于该尿素水喷射量的计算，预先测定通常运转时的NOx排出量和DPF装置13的强制再生时的NOx排出量。根据该测定结果，准备通常运转时用NOx排出量映像和DPF装置13的强制再生时用NOx排出量映像。这些映像被预先存储在供给量调整装置23A中。
而且，在通常运转时，根据通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量。并计算与该计算出的NOx排出量对应的尿素水S供给量。以该计算的尿素水供给量供给尿素水S。
并且，在DPF装置13的强制再生时，当从发动机11收到DPF装置13的强制再生控制的控制信号时，根据该控制信号，根据强制再生时用NOx排出量映像计算NOx排出量。并计算与该计算出的NOx排出量对应的尿素水S供给量。以该计算的尿素水供给量供给尿素水S。
能够按照图2所示的控制流程图的控制进行该控制。该图2的控制流程为，当被控制主发动机等的上级控制流程反复调用，而该控制开始、被执行并返回时，再次返回该上级控制流程。
当该图2的控制流程被上级控制流程调用并开始时，在步骤S11中，判断是否为DPF装置13的强制再生。在是强制再生的情况下，进入步骤S20的DPF强制再生时的控制，在不是强制再生的情况下，进入步骤S30的通常运转时的控制。是否为该DPF装置13的强制再生，是当从发动机11的控制装置30收到DPF装置13的强制再生控制的控制信号时，被判断为是强制再生。即，根据该控制信号，进入步骤S20的DPF强制再生时的控制。另外，在发动机11的控制装置30中，例如，在由DPF装置13的差压传感器13a检测的差压成为规定的再生开始用差压值以上的情况下，作为强制再生开始，而发出强制再生控制的控制信号。
在步骤S20的DPF强制再生时的控制中，首先，在步骤S21中，根据检测的发动机运转状态的发动机转速Ne或负载(转矩、燃料流量)Ac，从以发动机转速或负载为基础的强制再生时用映像中，读出从发动机排出的废气中的NOx浓度Cnox。
更详细地说，参照将以发动机转速Ne和发动机负载Ac为基础的NOx浓度Cnox映像化的强制再生时用NOx浓度映像，根据表示发动机运转状态的发动机负载Ac和发动机转速Ne计算NOx浓度Cnox。另外，也可以代替发动机负载Ac而使用油门开度Acc。
在之后的步骤S22中，根据升压Pb计算空气流量Wa，并对通过该空气流量Wa与从发动机11的控制装置30(发动机ECU)读入的燃料流量Wf的燃料的燃烧而生成的废气流量进行计算。
该空气流量Wa是，参照将以升压Pb和发动机转速Ne为基础的空气流量Wa映像化的空气流量映像，根据升压Pb和发动机转速Ne计算的。并且，燃料流量Wf是由发动机11的控制装置30计算的。是参照将以发动机转速Ne和发动机负载Ac为基础的燃料流量Wf映像化的燃料流量映像，根据表示发动机运转状态的发动机负载Ac和发动机转速Ne计算的。另外，也可以代替发动机负载Ac而使用油门开度Acc。而且，将废气量(重量)Wg作为空气流量(吸入空气量：重量)Wa和燃料流量(重量)Wf之和进行计算。用该废气量Wg除以废气密度ρg来计算废气流量(体积)Va。
在步骤S23中，将在步骤S22计算的废气流量(体积)Va乘以在步骤S21读入的NOx浓度Cnox，而计算从发动机11排出的NOx排出量(重量)Won。
另外，在该图2的控制流程中，使用了NOx浓度Cnox作为NOx排出量映像。但是，也可以使用NOx排出量(重量)Won作为NOx排出量映像，代替步骤S21～S23而直接在步骤S21中计算NOx排出量(重量)Won。但是，在该情况下，需要使NOx排出量(重量)映像为包含废气流量(体积)Va的变化的映像。
在步骤S24中，根据SCR催化剂装置14的入口废气温度(SCR催化剂入口温度)T14a，计算SCR催化剂装置14的NOx净化率ηnox。在该计算中，根据SCR催化剂入口温度T14a推测SCR催化剂装置14的催化剂温度Tc。根据该催化剂温度Tc和蓄积在催化剂内的氨量，并参照NOx净化率映像，计算NOx净化率ηnox。该NOx净化率映像是将以催化剂温度Tc和蓄积在SCR催化剂装置14内的氨量Wcnh3为基础的NOx净化率ηnox映像化。另外，当根据SCR催化剂入口温度T14a和SCR催化剂出口温度T14b进行推测，例如、使两者的平均温度T14m(＝(T14a+T14b)/2)等而进行计算时，NOx净化率ηnox的推测精度进一步提高。
在步骤S25中，将在步骤S23中计算出的NOx排出量(重量)Won乘以在步骤S24中计算的NOx净化率ηnox，而计算可处理的NOx量Wan。计算还原该NOx量Wan所需的尿素水量、即尿素水S的喷射量Qs。尿素水S的喷射量Qs相当于在SCR催化剂装置14中可消耗的尿素量。
由于该尿素水S的喷射量Qs比进行通常运转时的发动机控制时增加，因此，通过DPF装置13的强制再生能够充分减少比通常运转时多排出的NOx。
在步骤S26中，以在步骤S25中计算的尿素水S的喷射量Qs，进行规定时间(与步骤S27的DPF强制再生结束的判断间隔相关的时间)的尿素水S的喷射。在进行该尿素水S的喷射的同时，在发动机的控制装置30中，进行DPF装置13的强制再生控制。
在该DPF装置13的强制再生控制中，在发动机11的气缸内(缸内)喷射中，在进行后补喷射(后喷射)、或多级喷射(多级延迟喷射)和后补喷射的同时，进行EGR的停止、排气节流、吸气节流等。
在之后的步骤S27中，判断DPF强制再生是否结束。该DPF装置13的强制再生是否结束如下地判断，当从发动机11的控制装置30收到DPF装置13的强制再生控制结束的控制信号时，判断为强制再生结束。即，根据该控制信号返回。另外，在发动机11的控制装置30中，例如，在由DPF装置13的差压传感器13a检测出的差压成为规定的再生结束用差压值以下的情况下，为强制再生结束，而输出强制再生控制结束的控制信号。
如果DPF强制再生未结束，则返回步骤S21，重复步骤S21～S26而进行尿素水S的喷射，并重复直到在步骤S27的判断中成为DPF强制再生结束。并且，如果DPF强制再生结束，则结束步骤S20的DPF强制再生时的控制，并返回。
另一方面，在步骤S30的通常运转时的控制中，如图3所示，与步骤S21同样，在步骤S31中，根据检测的发动机运转状态的发动机转速Ne或负载(转矩、燃料流量)Ac，从以发动机转速Ne或负载Ac为基础的通常运转时用映像中，读出发动机排出的废气中的NOx浓度Cnox。然后，与步骤S22～S25同样，在步骤S32～S35中计算尿素水S的喷射量Qs。在步骤S36中，以该尿素水S的喷射量Qs进行规定时间(与步骤S11的DPF强制再生的判断间隔相关的时间)的尿素水S的喷射，并返回。
在该步骤S30的通常运转时的控制中，与步骤S20的DPF强制再生时的控制不同的是，使用通常运转时用映像、进行尿素水S的喷射时的运转控制为通常运转控制、以及不进行DPF强制再生结束的判断。
根据上述控制方法，能够如下地进行。在通常运转时，根据通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量(重量)Won。计算对该计算出的NOx排出量Won中的可净化的NOx排出量Wan进行还原所需的尿素水S的喷射量Qs，即与该计算出的NOx排出量Won对应的尿素水S的喷射量Qs。以该计算的尿素水S的喷射量Qs喷射尿素水S。在DPF装置13的强制再生时，当从内燃机的控制装置接收到DPF装置13的强制再生控制的控制信号时，根据该控制信号，根据强制再生时用NOx排出量映像计算NOx排出量Won。计算对该计算出的NOx排出量Won中的可净化的NOx排出量Wan进行还原所需的尿素水S的喷射量Qs，即与该计算出的NOx排出量Won对应的尿素水S的喷射量Qs。以该计算的尿素水S的喷射量Qs喷射尿素水S。
由此，在比通常运转时排出多量的NOx的DPF装置的强制再生时，也能够以与该多量的NOx排出量Won对应的喷射量Qs喷射尿素水S，因此能够确保充分的NOx还原性能。
下面，对第2实施方式的废气净化系统的控制方法进行说明。图4表示用于实施该控制方法的废气净化系统1A的结构。在该废气净化系统1A中，与第1实施方式的废气净化系统1的系统结构的不同点为：在DPF装置13上游侧的排气通路12上配置上游侧NOx浓度传感器33；将由该上游侧NOx浓度传感器33检测的NOx浓度Cnoxa输入尿素水喷射控制装置23；以及不需要DPF强制再生时用NOx排出量映像。其它的系统结构相同。
而且，图5表示第2实施方式的废气净化系统的控制方法的控制流程图。在该控制流程中，不同点仅在于代替步骤S20、S21而使用步骤S20A、S21A，其它与图2所示的控制流程图相同。
在该步骤S21A中，代替根据检测的发动机运转状态的发动机转速Ne或负载(转矩、燃料流量)Ac，从以发动机转速Ne或负载Ac为基础的强制再生时用映像中读入发动机排出的废气中的NOx浓度Cnox，而使用由上游侧NOx浓度传感器33检测的NOx浓度Cnoxa。
因此，根据按照该图5的控制流程的控制方法，能够如下进行。在通常运转时，根据通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量Won。计算与该计算出的NOx排出量Won对应的尿素水S的喷射量Qs。以该计算的尿素水S的喷射量Qs喷射尿素水S。在DPF装置13的强制再生时，当从发动机11的控制装置30接收到DPF装置13的强制再生控制的控制信号时，根据该控制信号，通过由设置在SCR催化剂装置14上游侧的NOx浓度传感器33测定的NOx浓度Cnoxa、和废气流量(体积)Va，计算NOx排出量Won。计算与该计算出的NOx排出量Won对应的尿素水S的喷射量Qs。以该计算的尿素水S的喷射量Qs喷射尿素水S。
由此，不需要准备需要PM堆积的数据而需要长时间实验的DPF强制再生时的NOx排出量映像。由此，对于只具有通常运转时的NOx排出量映像的发动机11，也能够通过追加设置NOx浓度传感器33和变更一部分控制程序来应对。而且，能够更高精度地计算DPF强制再生时的NOx排出量Won。
下面，对第3实施方式的废气净化系统的控制方法进行说明。图6表示用于实施该控制方法的废气净化系统1B的结构。在该废气净化系统1B中，与第1实施方式的废气净化系统1的系统结构的不同点为：在SCR催化剂装置14的下游侧的排气通路12上设置下游侧NOx浓度传感器34；将由该下游侧NOx浓度传感器34检测的NOx浓度Cnoxb输入尿素水喷射控制装置23；以及不需要DPF强制再生时用NOx排出量映像。其它的系统结构相同。
而且，图7表示该控制方法的控制流程图。在该控制流程中，不同点是代替步骤S20、步骤S21～S25而使用步骤S20B、步骤S21B。其它与图2所示的控制流程图相同。
在该步骤S20B中喷射尿素水S，以使在步骤S21B中由设置在SCR催化剂装置14下游侧的下游侧NOx浓度传感器34测定的NOx浓度Cnoxb，成为规定的第1设定值C1以下(在图7中，成为规定的第1设定值C1)。
因此，根据按照该图7的控制流程的控制方法，能够如下进行。在通常运转时，根据通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量Won。计算与该计算出的NOx排出量Won对应的尿素水S的喷射量Qs。以该计算的尿素水S的喷射量Qs喷射尿素水S。在DPF装置13的强制再生时，当从发动机11的控制装置30接收到DPF装置13的强制再生控制的控制信号时，根据该控制信号喷射尿素水S，以使由设置在SCR催化剂装置14下游侧的下游侧NOx浓度传感器34测定的NOx浓度Cnoxb成为规定的第1设定值C1以下。
由此，不需要准备需要PM堆积的数据而需要长时间实验的DPF强制再生时的NOx排出量映像。由此，对于只具有通常运转时的NOx排出量映像的发动机11，也能够通过追加设置NOx浓度传感器34和变更一部分控制程序来应对。而且，能够更高精度地抑制DPF强制再生时向SCR催化剂装置14的下游侧流出的NOx量、即NOx损失。
下面，对第4实施方式的废气净化系统的控制方法进行说明。图8表示用于实施该控制方法的废气净化系统1C的结构。在该废气净化系统1C中，与第1实施方式的废气净化系统1的结构的不同点为：在SCR催化剂装置14下游侧的排气通路12上设置氨浓度传感器35；将由该氨浓度传感器35检测的氨浓度Cnh3输入尿素水喷射控制装置23；以及不需要DPF强制再生时用NOx排出量映像。其它的结构相同。
而且，图9表示该控制方法的控制流程图。在该控制流程中，不同点为代替步骤S20、步骤S21～S25而使用步骤S20C、步骤S21C。其它与图2所示的控制流程图相同。
在该步骤S20C中喷射尿素水S，以使在步骤S21C中由设置在SCR催化剂装置14下游侧的氨浓度传感器35测定的氨浓度Cnh3成为规定的第2设定值C2以上、规定的第3设定值C3以下。
因此，根据按照该图9的控制流程的控制方法，能够如下进行。在通常运转时，根据通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量Won。计算与该计算出的NOx排出量Won对应的尿素水S的喷射量Qs。以该计算的尿素水S的喷射量Qs喷射尿素水S。在DPF装置13的强制再生时，当从发动机11的控制装置30接收到DPF装置13的强制再生控制的控制信号时，根据该控制信号喷射尿素水S，以使由设置在SCR催化剂装置14下游侧的氨浓度传感器35测定的氨浓度Cnh3成为规定的第2设定值C2以上、规定的第3设定值C3以下。
由此，不需要准备需要PM堆积的数据而需要长时间实验的DPF强制再生时的NOx排出量映像。由此，对于只具有通常运转时的NOx排出量映像的发动机11，也能够通过追加设置氨浓度传感器35和变更一部分控制程序来应对。而且，能够更高精度地对DPF强制再生时的NOx还原供给足够量的尿素水S。
根据上述第1～第4实施方式的废气净化系统的控制方法，在发动机11的排气通路12上从上游侧按顺序设置了DPF装置13、SCR催化剂装置14的废气净化系统1、1A、1B、1C中，即使在DPF装置13的强制再生时，排出比通常运转时多的NOx，也能够喷射与其相应的尿素水S，能够确保充分的NOx还原性能。因此，能够抑制DPF装置13的强制再生时的选择接触还原型催化剂装置14的NOx净化性能的降低。
另外，在上述说明中，作为废气净化系统1中的DPF装置13，举例说明了未载持催化剂的、仅有过滤器的DPF装置，但本发明不限于此，还适用于使过滤器载持氧化催化剂的连续再生型DPF装置、在过滤器上游侧设置氧化催化剂的连续再生型DPF装置、以及使过滤器载持催化剂且在该过滤器上游侧设置氧化催化剂的DPF装置等其它类型的DPF。
工业实用性
具有上述优良效果的本发明的废气净化系统的控制方法，能够有效地利用在废气净化系统等中，该废气净化系统为，在汽车搭载的内燃机的排气通路上从上游侧按顺序配置DPF装置、选择接触还原型催化剂装置(SCR催化剂装置)，来净化废气。

Claims (4)

1.一种废气净化系统的控制方法，该废气净化系统为，在内燃机的排气通路上从上游侧按顺序设置用于净化废气中的粒子状物质的柴油微粒过滤器装置、和用于净化NOx的选择接触还原型催化剂装置，并将向上述选择接触还原型催化剂装置供给氨系水溶液的水溶液供给装置，配置在上述柴油微粒过滤器装置的下游侧、且在上述选择接触还原型催化剂装置的上游侧，并且具有调整上述氨系水溶液的供给量的水溶液供给量调整机构，该废气净化系统的控制方法特征在于，
预先测定通常运转时的NOx排出量和上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时的NOx排出量，并根据该测定结果，准备通常运转时用NOx排出量映像和上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时用NOx排出量映像，
在通常运转时，根据上述通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算对该计算出的NOx排出量进行还原所需的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液，
在上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时，根据上述强制再生时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液。
2.一种废气净化系统的控制方法，该废气净化系统为，在内燃机的排气通路上从上游侧按顺序设置用于净化废气中的粒子状物质的柴油微粒过滤器装置、和用于净化NOx的选择接触还原型催化剂装置，并将向上述选择接触还原型催化剂装置供给氨系水溶液的水溶液供给装置，配置在上述柴油微粒过滤器装置的下游侧、且在上述选择接触还原型催化剂装置的上游侧，并且具有调整上述氨系水溶液的供给量的水溶液供给量调整机构，该废气净化系统的控制方法特征在于，
预先测定通常运转时的NOx排出量，并根据该测定结果准备通常运转时用NOx排出量映像，
在通常运转时，根据上述通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液，
在上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时，通过由设置在上述选择接触还原型催化剂装置上游侧的NOx浓度传感器测定的NOx浓度和废气排出量，计算上述NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液。
3.一种废气净化系统的控制方法，该废气净化系统为，在内燃机的排气通路上从上游侧按顺序设置用于净化废气中的粒子状物质的柴油微粒过滤器装置、和用于净化NOx的选择接触还原型催化剂装置，并将向上述选择接触还原型催化剂装置供给氨系水溶液的水溶液供给装置，配置在上述柴油微粒过滤器装置的下游侧、且在上述选择接触还原型催化剂装置的上游侧，并且具有调整上述氨系水溶液的供给量的水溶液供给量调整机构，该废气净化系统的控制方法特征在于，
预先测定通常运转时的NOx排出量，并根据该测定结果准备通常运转时用NOx排出量映像，
在通常运转时，根据上述通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液，
在上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时，供给上述氨系水溶液，以使由设置在上述选择接触还原型催化剂装置下游侧的NOx浓度传感器测定的NOx浓度成为规定的第1设定值以下。
4.一种废气净化系统的控制方法，该废气净化系统为，在内燃机的排气通路上从上游侧按顺序设置用于净化废气中的粒子状物质的柴油微粒过滤器装置、和用于净化NOx的选择接触还原型催化剂装置，并将向上述选择接触还原型催化剂装置供给氨系水溶液的水溶液供给装置，配置在上述柴油微粒过滤器装置的下游侧、且在上述选择接触还原型催化剂装置的上游侧，并且具有调整上述氨系水溶液的供给量的水溶液供给量调整机构，该废气净化系统的控制方法特征在于，
预先测定通常运转时的NOx排出量，并根据该测定结果准备通常运转时用NOx排出量映像，
在通常运转时，根据上述通常运转时用NOx排出量映像计算NOx排出量，并计算与该计算出的NOx排出量对应的氨系水溶液的供给量，并以该计算出的供给量供给上述氨系水溶液，
在上述柴油微粒过滤器装置的强制再生时，供给上述氨系水溶液，以使由设置在上述选择接触还原型催化剂装置下游侧的氨浓度传感器测定的氨浓度成为规定的第2设定值以上、规定的第3设定值以下。
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