CN101316993A - 废气净化系统的控制方法以及废气净化系统 - Google Patents

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Abstract

一种废气净化系统,在内燃机的排气通路上具有废气净化装置,并且在该废气净化装置的上游侧具有供给还原剂的还原剂供给装置,在该废气净化系统中,在由废气温度检测单元所检测的废气温度为预定判断用温度以上时,在向流入废气净化装置的废气中供给还原剂时,使用由废气成分浓度检测单元检测的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度中的2个以上,作为还原剂供给控制时的控制参数。由此,可使还原剂的供给时期以及供给量适当化,并实现降低燃料消耗率的恶化,和抑制向大气中流出的废气的成分恶化。

Description

废气净化系统的控制方法以及废气净化系统
技术领域
本发明涉及一种废气净化系统的控制方法以及废气净化系统,该废气净化系统为了净化内燃机的废气,具备废气净化装置及在其上游侧向废气中供给还原剂的还原剂供给单元。
背景技术
对于用于净化柴油机或一部分汽油机等内燃机的废气的废气净化装置,进行了多种研究或提案。其中,使用配置了DPF(柴油机微粒过滤器)或净化NOx(氮氧化物)的NOx净化催化剂的废气净化装置。使用三元催化剂、NOx吸藏还原型催化剂、添加尿素的SCR催化剂(选择性接触催化剂)、NOx直接还原型催化剂等,作为该NOx净化催化剂。
而且,在柴油机的废气净化装置中,氧化催化剂配置在这些DPF或NOx净化催化剂的上游侧。而且,在废气温度低的情况下,通过后喷射或排气管喷射向废气中供给HC等还原剂,并通过氧化催化剂氧化该还原剂,由此使氧化催化剂以及氧化催化剂下游侧的废气升温。通过该升温,将该氧化催化剂保持在活性温度以上,并且促进下游侧的DPF的PM燃烧。而且,将下游侧的NOx净化催化剂保持在活性温度以上。
而且,在SCR催化剂的上游侧配置了氧化催化剂的废气净化装置中,通过该氧化催化剂促进从NO向NO2的反应。由此,促进与SCR催化剂上的NH3(氨)的反应。
该氧化催化剂除了废气的升温以外还发挥使CO、HC、NO氧化等作用效果,还具有用于促进下游侧DPF的PM基于NO2的燃烧、或确保NOx净化催化剂的性能的作用。该氧化催化剂对于其每个用途而选择适当的结构、成分以及载持量。
而且,也可以例如日本特开2004-44515号公报所记载的那样,不设置上游侧的氧化催化剂,而使PDF载持NOx吸藏还原型催化剂。在该系统中,在废气温度低的情况下,通过后喷射或排气管喷射向废气中供给HC等还原剂。通过NOx吸藏还原型催化剂氧化该还原剂,由此将带催化剂的DPF升温,而促进DPF的PM燃烧。
而且,将废气净化装置所载持的氧化催化剂等催化剂的活性化温度作为参考值,来控制这些装置中的还原剂供给。即,在流入该催化剂的废气温度或者催化剂温度,为活性化温度以下时停止还原剂的供给,在成为超过活性化温度的状态时开始还原剂的供给。
但是,在现有技术中,该还原剂的供给时期或供给量,仅被掌握为氧化催化剂等催化剂的温度或废气温度的函数,而与对还原剂的氧化产生较大影响的废气中的氧浓度、CO浓度、HC浓度无关。因此,不能在适当时期供给适当量的还原剂。结果,存在的问题为,不能使催化剂的升温性能充分发挥,或者供给多余量的还原剂导致的燃料消耗率的恶化或产生废气成分恶化。
另一方面,也提出了在供给还原剂时考虑废气中的氧浓度的排气净化装置。例如日本特开2002-195074号公报所记载的那样,提出了一种发动机的排气净化装置,通过后喷射向废气中供给由HC等构成的还原剂,使该还原剂和NOx在NOx净化催化剂装置中反应而净化NOx。在该装置中,根据催化剂温度等来判断NOx净化催化剂是否处于活性状态。根据该判断结果来改变后喷射的喷射量以及喷射时期,在不活性状态时减少向废气中的NOx释放量。而且,在活性状态时设定后喷射的喷射量以及喷射时期,以便充分确保供给到NOx净化催化剂的还原剂量。由此,能够有效地抑制向大气中释放NOx,而净化废气。
而且,例如日本特开平10-252544号公报所记载的那样,提出一种内燃机的排气净化装置。在该装置中,在通过后喷射向废气中供给HC的情况下,根据废气中的氧浓度,推测实际向废气中供给的HC供给量。控制后喷射,以使实际的HC供给量与该应供给的HC供给量的目标值一致。
但是,在这些排气净化装置中,没有提到氧浓度和催化剂的活性温度特性(起燃特性)的关系,只是单纯地为了推测实际向废气中供给的HC供给量而使用氧浓度。
专利文献1:日本特开2004-44515号公报
专利文献2:日本特开2002-195074号公报
专利文献3:日本特开平10-252544号公报
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的,其目的是提供一种废气净化系统的控制方法以及废气净化系统,该废气净化系统为了净化内燃机的废气,具有废气净化装置及在其上游侧向废气中供给还原剂的还原剂供给单元,在该废气净化系统中,可使还原剂的供给时期以及供给量适当化,而实现降低燃料消耗率的恶化,和抑制向大气中流出的废气成分的恶化。
为了达到上述目的的废气净化系统的控制方法为,该废气净化系统在内燃机的排气通路上具有废气净化装置,并且具有:还原剂供给单元,一边调整还原剂的供给量以及供给时期,一边向流入上述废气净化装置的废气中供给还原剂;废气温度检测单元,检测废气温度;以及废气成分浓度检测单元,检测废气中的氧浓度、CO浓度、HC浓度;上述还原剂供给单元具有控制装置,该控制装置在由上述废气温度检测单元检测的废气温度为预定判断用温度以上时,进行向流入上述废气净化装置的废气中供给还原剂的控制,在该废气净化系统的废气净化方法中,在供给还原剂时,使用由上述废气成分浓度检测单元检测的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度中的2个以上,作为还原剂供给控制时的控制参数。
通过该结构,可使还原剂的供给量或供给时期适当化,而充分发挥氧化催化剂的性能。由此,使燃料消耗率的恶化降低,并且可实现抑制还原剂喷射时的废气成分的恶化。
另外,作为具有上游侧氧化催化剂的废气净化装置,存在如下的装置,在各个装置的再生时或脱硫时向废气中供给还原剂。
在具有上游侧氧化催化剂和下游侧DPF的废气净化装置中,在燃烧除去堆积于DPF的PM时供给还原剂。而且,在具有上游侧氧化催化剂和下游侧NOx吸藏还原型催化剂的废气净化装置中,在用于恢复NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制时供给还原剂。而且,还有一种废气净化装置,相对于上游侧氧化催化剂,在下游侧配置DPF和NOx吸藏还原型催化剂,或者进一步增加最下游侧氧化催化剂。
而且,还原剂有时也使用HC(烃)等未燃燃料,而且,在SCR催化剂中有时也使用尿素水等氨系水溶液。根据催化剂以及还原剂的供给目的,适当地使用与其相适合的还原剂。而且,关于其供给方法,存在设置向排气管喷射还原剂的喷射阀而从该喷射阀向废气中进行供给的情况,或在缸内燃料喷射中通过后喷射向废气中供给未燃燃料的情况。
而且,在上述废气净化系统的控制方法中,在供给还原剂时,根据流入上述废气净化装置的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度与预定判断用温度的关系,并根据由上述废气成分浓度检测单元检测的、流入上述废气净化装置的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度,来设定上述预定判断用温度。换言之,增加氧浓度、CO浓度、HC浓度与起燃的关系,作为还原剂供给控制的控制用参数。由此,能够使预定判断用温度更适当,并可实现还原剂的供给开始时期的适当化。
而且,在上述废气净化系统的控制方法中,在供给还原剂时,根据流入上述废气净化装置的废气的温度、氧浓度、CO浓度与可消耗的HC量的关系,并根据流入上述废气净化装置的废气的温度、氧浓度、CO浓度、HC浓度,算出并设定向废气中供给的还原剂的供给量,并以该供给量向废气中供给还原剂。由此,可减少流出的废气中的还原剂的量,并可容易地实现降低燃料消耗率的恶化和抑制废气成分的恶化。
而且,作为上述废气挣化装置,存在具备氧化催化剂、带催化剂的柴油机微粒过滤器、NOx吸藏还原型催化剂、直接还原型NOx催化剂、选择性接触催化剂(SCR催化剂)中的1个以上而形成的废气净化装置。在这些装置中可适用上述废气净化系统的控制方法。
而且,为了达到上述目的的废气净化系统为,在内燃机的排气通路上具有废气净化装置,并且具有:还原剂供给单元,一边调整还原剂的供给量以及供给时期,一边向流入上述废气净化装置的废气中供给还原剂;废气温度检测单元,检测废气温度;废气成分浓度检测单元,检测废气中的氧浓度、CO浓度、HC浓度,上述还原剂供给单元具有控制装置,该控制装置在由上述废气温度检测单元检测的废气温度为预定判断用温度以上时,进行向流入上述废气净化装置的废气中供给还原剂的控制,在该废气净化系统中构成为,在还原剂的供给时,上述控制装置使用由上述废气成分浓度检测单元检测的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度中的2个以上,作为还原剂供给控制时的控制参数。
而且,在上述废气净化系统中构成为,在还原剂的供给时,上述控制装置根据流入上述废气净化装置的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度与预定判断用温度的关系,并根据由上述废气成分浓度检测单元检测的、流入上述氧化催化剂的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度,来设定上述预定判断用温度。
而且,在上述废气净化系统中构成为,在还原剂的供给时,上述控制装置根据流入上述废气净化装置的废气的温度、氧浓度、CO浓度与可消耗的HC量的关系,并根据流入上述废气净化装置的废气的温度、氧浓度、CO浓度、HC浓度,来算出并设定向废气中供给的还原剂的供给量,并以该供给量向废气中供给还原剂。
而且,作为该废气净化系统的废气净化装置,存在具备氧化催化剂、带催化剂的柴油机微粒过滤器、NOx吸藏还原型催化剂、直接还原型NOx催化剂、选择性接触催化剂之中的1个以上而形成的废气净化装置。
根据这些废气净化系统,能够实施上述废气净化系统的控制方法,并能够发挥同样的作用效果。
发明效果:
根据本发明的废气净化系统的控制方法以及废气净化系统,关注废气净化装置的催化剂的活性化温度与废气中的氧浓度、CO浓度、HC浓度的关系,并使用这些氧浓度、CO浓度、HC浓度中的2个以上作为还原剂供给控制时的控制用参数,由此能够使还原剂的供给时期以及供给量适当化,而充分发挥催化剂的性能。由此,可降低燃料消耗率的恶化,而且可抑制HC喷射时的废气成分的恶化。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的废气净化系统的构成的图。
图2是表示本发明实施方法的控制流程的一例的图。
图3是表示氧浓度5%的CO浓度、HC浓度与HC的80%净化率的温度的关系的图。
图4是表示氧浓度10%的CO浓度、HC浓度与HC的80%净化率的温度的关系的图。
图5是表示氧浓度15%的CO浓度、HC浓度与HC的80%净化率的温度的关系的图。
图6是表示实施例和比较例的HC喷射时期和废气温度的变化的图。
图7是使比较例为100而表示实施例和比较例的氧化催化剂下游侧的HC浓度和CO浓度的图。
图8是使比较例为100而表示实施例和比较例的HC喷射量的图。
具体实施方式
下面参照附图,以在上游侧配置氧化催化剂、在下游侧配置带催化剂过滤器(DPF)的情况为例,说明本发明的实施方式的废气净化系统的控制方法以及废气净化系统。
另外,本发明不限于该实施例,废气净化系统的废气净化装置也可适用于具有氧化催化剂、带催化剂的柴油机微粒过滤器、NOx吸藏还原型催化剂、直接还原型NOx催化剂、选择性接触催化剂、直接还原型NOx催化剂、稀薄混合气发动机用三元催化剂之中的1个以上而形成的废气净化装置。
图1表示本发明实施方式的废气净化系统1的构成。在该废气净化系统1中,在柴油内燃机(发动机)E的排气通路4上配置有涡轮增压器3的涡轮3b、HC供给装置13和废气净化装置10。该废气净化装置10是连续再生型DPF(柴油微粒过滤器)装置的一种,构成为,在上游侧具有氧化催化剂12、在下游侧具有带催化剂的过滤器11。
该氧化催化剂12形成为,将载持了白金的氧化铝催化剂涂在堇青石蜂窝等多孔质陶瓷蜂窝构造等的载持体上。带催化剂的过滤器11,由交替地封闭多孔质陶瓷蜂窝的通道的入口和出口的整体蜂窝型壁流式的过滤器等形成。通过多孔质陶瓷壁来捕集(捕捉)废气G中的PM(粒子状物质)。在该过滤器的一部分上载持有白金或氧化铈等催化剂。
HC供给装置13是还原剂供给单元。在带催化剂的过滤器11的PM再生控制时,在废气温度低的情况下,通过HC供给装置13向废气中供给燃料等未燃HC。通过氧化催化剂12使该未燃HC氧化。通过该氧化热使废气温度上升。使高温的废气流入带催化剂的过滤器11而燃烧除去所捕集的PM。另外,在通过缸内燃料喷射中的后喷射向废气中供给未燃HC的情况下,也可不设置该HC供给装置13。
在进气通路2上设置有空气质量流量传感器(MAF传感器)14、涡轮增压器3的压缩机3a和进气节流阀9等。该进气节流阀9调整进入进气歧管2a的进气A的量。而且,设置有EGR通路5,该EGR通路5使作为废气一部分的EGR气体Ge从排气歧管4a侧向进气歧管2a再循环。在该EGR通路5上设置有EGR冷却器7和EGR阀6。
而且,为了推测带催化剂的过滤器11的PM堆积量,在与废气净化装置10的前后相连接的导通管上设置有压差传感器21。而且,分别在氧化催化剂12的上游侧设置氧化催化剂入口排气温度传感器22,在氧化催化剂12和带催化剂的过滤器11之间设置催化剂出口排气温度传感器23,用于带催化剂的过滤器11的再生控制。而且,在带催化剂的过滤器11的下游侧设置过滤器出口排气温度传感器24。这些温度传感器22、23、24构成废气温度检测单元。
该氧化催化剂入口排气温度传感器22检测流入氧化催化剂12的废气温度即第1测定废气温度T1m。而且,催化剂出口排气温度传感器23检测从氧化催化剂12流出的废气温度即第2测定废气温度T2m。该第2测定废气温度T2m成为流入带催化剂的过滤器11的废气温度。过滤器出口排气温度传感器24监视带催化剂的过滤器11中的PM燃烧状态,以便在万一发生PM失控燃烧的情况下能够处理。
而且,在氧化催化剂12上游侧和带催化剂的过滤器11下游侧配置气体成分浓度传感器(检测氧浓度、CO浓度、HC浓度的传感器)25、26。通过这些传感器25、26构成废气成分浓度检测单元。该上游侧的气体成分浓度传感器25用于向废气中供给HC时的控制。下游侧的气体成分浓度传感器26用于监视向废气净化装置10下游侧流出的废气的气体成分,并防止废气的恶化。
这些传感器的输出值被输入进行发动机10的运转的全面控制、并且还进行废气净化装置10的再生控制的控制装置(ECU:发动机控制单元)20中。通过从该控制装置20输出的控制信号,控制进气节流阀9、燃料喷射装置(喷嘴)8或EGR阀6等。
在该废气净化系统1中,空气A通过空气过滤器(未图示)、进气通路2的空气质量流量传感器14和涡轮增压器3的压缩机3a。之后,空气A由进气节流阀9调整其量,并通过进气歧管2a进入气缸内。接着,在气缸内产生的废气G从排气歧管4a排出到排气通路4,而驱动涡轮增压器3的涡轮3b。之后,废气G通过废气净化装置10而成为被净化的废气Gc,通过未图示的消音器排放到大气中。而且,废气G的一部分作为EGR气体Ge,通过EGR通路5的EGR冷却器7。该EGR气体Ge由EGR阀6调整其量,而再循环到进气歧管2a。
而且,废气净化系统1的控制装置构成为,组装在发动机E的控制装置20内。该废气净化系统1的控制装置,在发动机E的运转控制的同时,进行包括带催化剂的过滤器11的PM再生控制等的废气净化系统的控制。
下面,对本发明的向废气中的还原剂的供给控制进行说明。
在该控制中,预先准备图3~图5所示的氧化催化剂12的起燃用数据并存储在控制装置20中。该起燃用数据如下地求得。
在劣化前、换言之新品的催化剂中,通过改变发动机的运转状态或废气温度,而使流入氧化催化剂12的废气的温度Tgi、氧浓度Co2、CO浓度Cco、HC浓度Chc变化,而测定氧化催化剂12的表示催化剂活性化程度的HC净化率ηhc。
如图3~图5所示那样,在将氧浓度Co2、CO浓度Cco、HC浓度Chc作为参数时,根据该测定结果求出成为预定的HC净化率ηhc的废气温度Tgi。将该温度Tgi作为预定判断用温度,并制作映像数据等的数据库。例如,在使氧化催化剂12的活性化的判断基准为80%净化率的情况下,使成为该80%净化率的废气温度为预定判断用温度T80。将这些数据映像数据化,并预先存储在控制装置20中。
在图3~图5中,将CO浓度Cco和HC浓度Chc(另外、在图3~图5中将C3H6用作HC的代表值)作为参数,表示氧浓度Co2为5%、10%、15%时的预定判断用温度T80。
另外,在现有技术中,该预定判断用温度T80是仅使柴油机的代表性废气成分的废气的温度Tgi变化而求出的,预定判断用温度与HC的净化率单纯地1对1对应。而且,根据该数据只能求出1个开始向氧化催化剂12供给还原剂时的预定判断用温度。
而且,根据测定结果,求出与图3~图5类似的将废气温度Tgi、氧浓度Co2、CO浓度Cco和HC浓度Chc作为参数时的HC净化率ηhc。将这些数据重新整理,而对于废气温度Tgi、氧浓度Co2、CO浓度Cco与能够以预定的目标净化率ηphc消耗HC的HC浓度Cthc的关系,以映像数据等形式制作数据库。将该数据库预先存储在控制装置20中。
而且,可通过图2例示的控制流程进行向该氧化催化剂12的还原剂供给。另外,该图2的控制流程,表示在发动机E运转时与发动机E的其他控制流程同时执行的废气净化系统1的控制流程的一部分。该图2的控制流程是在需要供给还原剂时,从该废气净化系统1的主控制流程中调出执行并返回,并反复执行。
在带催化剂的过滤器11中的PM堆积量增加,而由压差传感器21检测的压差值为再生开始判断用的预定的判断用压差以上时,需要进行燃烧除去PM的再生控制。在该再生控制时,为了使流入带催化剂的过滤器11的废气温度上升,而使从发动机E排出的废气温度上升,或者向氧化催化剂12供给还原剂而使废气温度上升。作为该废气升温的一部分控制而调出图2的控制流程。
在该图2的控制流程中,当被从主控制流程调出并开始时,在步骤S11中,读入从发动机(内燃机)E流入氧化催化剂12的废气的温度Tgi、氧浓度Co2、CO浓度Cco和HC浓度Chc的各个检测值Tgim、Co2m、Ccom、Chcm。
在步骤S12中,参照相当于图3~图5的映像数据。根据需要使用插补,而算出与这些检测值Co2m、Ccom、Chcm相对应的预定判断用温度T80。
在步骤S13中,将检测的废气温度Tgim与该预定判断用温度T80比较。在废气温度Tgim比该预定判断用温度T80低的情况下,不供给还原剂,并返回。而且,在废气温度Tgim为该预定判断用温度T80以上的情况下,供给还原剂,并前进到步骤S14。
在步骤S14中,读入流入氧化催化剂12的废气的温度Tgim、氧浓度Co2m、CO浓度Ccom、HC浓度Chcm。
在步骤S15中,供给还原剂。算出在氧化催化剂12中可消耗的HC量Thc。考虑废气中的CH浓度Chcn,算出应供给的HC量Ahc。并以该算出的HC量Ahc供给还原剂。
该应供给的HC量Ahc的计算与图3~图5类似。在该计算中,根据表示流入氧化催化剂12的废气的温度Tgi、氧浓度Co2、CO浓度Cco、HC浓度Chc与目标HC净化率ηphc的关系的数据,在流入氧化催化剂12的废气为温度Tgim、氧浓度Co2m、CO浓度Ccom的情况下,算出对应于目标CH净化率ηphc的HC浓度。该HC浓度是在氧化催化剂12中可消耗的HC浓度Cthc。
然后,对表示在该氧化催化剂12中可消耗的HC量的HC浓度Cthc乘以废气量Wg,而算出可消耗的HC供给量Thc。该废气量Wg可通过将由空气质量流量传感器14检测的吸气量Wa与向发动机E的气缸供给的燃料量Wq相加而算出。而且,将废气的HC浓度Chcm乘以废气量Wg,而算出废气中包含的HC量Ghc。
而且,通过从可消耗的HC量Thc减去废气中的HC量Ghc的值、即Ahc=Thc-Ghc,来算出通过HC供给装置13应供给的HC量Ahc。以该应供给的HC量Ahc,在预定时间的期间进行还原剂的供给,并返回。
而且,在主控制流程中,如果需要供给还原剂,则再次调出图2的控制流程,重复上述步骤S11~S15。
另一方面,在带催化剂的过滤器11的基于PM燃烧除去的再生发展,而由差压传感器21检测的压差传感器21的压差值为再生结束判断用的预定判断用压差以下时,再生控制结束,因此不需要图2的控制流程。而且,在流入带催化剂的过滤器11的废气温度升高,即使不供给还原剂也可燃烧除去PM的情况下,不需要图2的控制流程。
而且,在不需要图2的控制流程的情况下,在主控制流程中不调出图2的控制流程。
根据该图2的控制流程,在步骤S12中,在供给还原剂时,根据流入氧化催化剂12的废气的氧浓度Co2、CO浓度Cco、HC浓度Chc与预定判断用温度T80的关系,并根据由废气成分浓度检测单元检测的、流入氧化催化剂12的废气的氧浓度Co2m、CO浓度Ccom、HC浓度Chcm,可算出并设定预定判断用温度T80。因此,能够使预定判断用温度更适当,并可实现还原剂的供给开始时期的适当化。
而且,在步骤S15中,在供给还原剂时,根据流入氧化催化剂12的废气的温度Tgi、氧浓度Co2、CO浓度Cco、HC浓度Chc与目标HC净化率ηphc的关系,并根据由废气成分浓度检测单元检测的、流入氧化催化剂12的废气的温度Tgim、氧浓度Co2m、CO浓度Ccom、HC浓度Chcm,可算出并设定应供给的HC量Ahc。
即,还原剂供给单元,根据流入氧化催化剂12的废气的温度Tgi、氧浓度Co2、CO浓度Cco与能够以目标HC净化率ηphc消耗的HC浓度Cthc的关系,并根据由废气成分浓度检测单元检测的、流入氧化催化剂12的废气的温度Tgim、氧浓度Co2m、CO浓度Ccom、HC浓度Chcm,算出并设定向废气中供给的还原剂的供给量Ahc,并以该供给量Ahc向废气中供给还原剂。由此,能够使供给的还原剂的量和废气中的还原剂的量的和,为氧化催化剂12可消耗的还原剂的量。因此,可实现降低燃料消耗率的恶化,并且可抑制废气成分的恶化。
另外,在上述说明中,使用了组合上游侧的氧化催化剂12和下游侧的带催化剂的过滤器(DPF)11的废气净化系统1,但本发明也可使用于:组合上游侧的氧化催化剂和下游侧的NOx吸藏还原型催化剂的废气净化系统;组合上游侧的氧化催化剂和下游侧的SCR催化剂的废气净化系统;以及组合氧化催化剂、NOx净化催化剂和DPF的废气净化系统等。
而且,废气温度的判断用温度T80不只是上述示例的PM再生控制,也可以用作NOx吸藏还原型催化剂或NOx直接还原型催化剂等NOx净化催化剂的NOx再生控制、或氧化催化剂、NOx吸藏还原型催化剂、NOx直接还原型催化剂、SCR催化剂等各种催化剂的用于从硫中毒恢复的脱硫控制中的、废气温度的判断用温度。
而且,还原剂的供给量的计算也不只是氧化催化剂,也可适用于组合上游侧的氧化催化剂和下游侧的NOx吸藏还原型催化剂等的废气净化系统。在这种情况下,为了更高精度地进行,根据流入氧化催化剂的废气的温度、氧浓度、CO浓度、HC浓度,算出在氧化催化剂中可消耗的还原剂的第1还原剂量,并且,根据流入NOx吸藏还原型催化剂的废气的温度、氧浓度、CO浓度、HC浓度,算出在NOx吸藏还原型催化剂中可消耗的还原剂的第2还原剂量,并从该第1还原剂量和第2还原剂的和中减去废气中的HC量,而算出应供给的HC量。
接着,对实施例及比较例进行说明。
作为实施例及比较例的废气净化系统,将载持了白金的氧化铝催化剂涂在堇青石蜂窝上的载持体作为氧化催化剂,组装在转换器内,并安装在柴油机的排气管内。
在求得了流入该氧化催化剂的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度与起燃温度的关系时,作为HC的80%净化率的温度T80而得到图3~图5的结果。在实施例中,将该图3~图5的关系作为HC喷射时的温度阈值以及HC、CO的上限值插入控制参数,并进行了HC喷射控制。
接着,在以使用的柴油机的代表性废气成分,求得了起燃温度(活性化温度)时,HC的80%净化率的温度T80为190℃。在比较例中,将该起燃温度T80作为HC喷射时的温度阈值插入控制参数,并进行了HC喷射控制。
图6表示实施例和比较例的喷射时期和废气温度的变化。图6的粗线A表示氧化催化剂入口的废气温度,细线B表示进行了实施例的HC喷射控制(Fa)时的催化剂温度。中等线C表示进行了比较例的HC喷射控制(Fb)时的催化剂温度。可知,与中等线C相比细线B的催化剂温度高效地上升。
并且,图7表示使比较例为100时的、氧化催化剂下游侧的CH浓度和CO浓度的实施例的值。而且,图8表示使比较例为100时的、HC喷射量的实施例的值。
根据这些图6~图8的结果可知,通过实施例的适当的HC喷射控制,可进行有效的废气升温、废气成分抑制、燃料消耗率恶化的降低。
产业上的可利用性
具有上述优良效果的本发明的废气净化系统的控制方法以及废气净化系统,对于在汽车搭载的内燃机等的排气通路上具备废气净化装置,并且在该废气净化装置的上游侧具备供给还原剂的还原剂供给单元的废气净化系统,可极有效地利用。

Claims (8)

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具有废气净化装置,并且具有:还原剂供给单元,一边调整还原剂的供给量以及供给时期,一边向流入上述废气净化装置的废气中供给还原剂;废气温度检测单元,检测废气温度;以及废气成分浓度检测单元,检测废气中的氧浓度、CO浓度、HC浓度,上述还原剂供给单元具有控制装置,该控制装置在由上述废气温度检测单元检测的废气温度为预定判断用温度以上时,进行向流入上述废气净化装置的废气中供给还原剂的控制,在该废气净化系统的废气净化方法中,
在供给还原剂时,使用由上述废气成分浓度检测单元检测的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度中的2个以上,作为还原剂供给控制时的控制参数。
2、如权利要求1所述的废气净化系统的控制方法,其特征在于,
在供给还原剂时,根据流入上述废气净化装置的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度与预定判断用温度的关系,并根据由上述废气成分浓度检测单元检测的、流入上述废气净化装置的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度,设定上述预定判断用温度。
3、如权利要求1或2所述的废气净化系统的控制方法,其特征在于,
在供给还原剂时,根据流入上述废气净化装置的废气的温度、氧浓度、CO浓废与可消耗的HC量的关系,并根据流入上述废气净化装置的废气的温度、氧浓度、CO浓度、HC浓度,算出并设定向废气中供给的还原剂的供给量,并以该供给量向废气中供给还原剂。
4、如权利要求1~3中任一项所述的废气净化系统的控制方法,其特征在于,
上述废气净化装置具有氧化催化剂、带催化剂的柴油机微粒过滤器、NOx吸藏还原型催化剂、直接还原型NOx催化剂、选择性接触催化剂中的1个以上。
5、一种废气净化系统,在内燃机的排气通路上具有废气净化装置,并且具有:还原剂供给单元,一边调整还原剂的供给量以及供给时期,一边向流入上述废气净化装置的废气中供给还原剂;废气温度检测单元,检测废气温度;以及废气成分浓度检测单元,检测废气中的氧浓度、CO浓度、HC浓度,上述还原剂供给单元具有控制装置,该控制装置在由上述废气温度检测单元检测的废气温度为预定判断用温度以上时,进行向流入上述废气净化装置的废气中供给还原剂的控制,该废气净化系统的特征在于,
上述控制装置,在供给还原剂时,使用由上述废气成分浓度检测单元检测的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度中的2个以上,作为还原剂供给控制时的控制参数。
6、如权利要求5所述的废气净化系统,其特征在于,
在供给还原剂时,上述控制装置,根据流入上述废气净化装置的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度与预定判断用温度的关系,并根据由上述废气成分浓度检测单元检测的、流入上述氧化催化剂的废气的氧浓度、CO浓度、HC浓度,设定上述预定判断用温度。
7、如权利要求5或6所述的废气净化系统,其特征在于,
在供给还原剂时,上述控制装置,根据流入上述废气净化装置的废气的温度、氧浓度、CO浓度与可消耗的HC量的关系,并根据流入上述废气净化装置的废气的温度、氧浓度、CO浓度、HC浓度,算出并设定向废气中供给的还原剂的供给量,并以该供给量向废气中供给还原剂。
8、如权利要求5~7中任一项所述的废气净化系统,其特征在于,
上述废气净化装置具有氧化催化剂、带催化剂的柴油机微粒过滤器、NOx吸藏还原型催化剂、直接还原型NOx催化剂、选择性接触催化剂中的1个以上。
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