CN104583550B - 内燃机的排气净化装置及其排气净化方法 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机的排气净化装置及其排气净化方法，其不需要伴随繁杂的工序，并且，不需要进行复杂的运算，而能够通过在规定条件下提高SCR催化剂温度，来进行SCR催化剂初始化，该内燃机的排气净化装置具有配设在内燃机的排气通路来净化内燃机的排气中的NOx的SCR催化剂，其中，进行：从SCR催化剂的上游侧向所述排气通路喷射尿素水，并根据由该尿素水产生的NH3的喷射量和用于净化SCR催化剂上游的NOx的NH3喷出量计算并累积被SCR催化剂吸附的NH3吸附量推定值的工序；通过使SCR催化剂升温而初始化NH3吸附量推定值来进行SCR催化剂的初始化的工序。

Description

内燃机的排气净化装置及其排气净化方法
技术领域
本发明涉及内燃机的排气净化装置及其排气净化方法，特别涉及采用利用作为还原剂的氨气选择性地净化排气中的NOx(氮气氧化物)的选择还原型催化剂(SCR：SelectiveCatalytic Reduction)的内燃机的排气净化装置及其排气净化方法。
背景技术
近年来，为了明确柴油发动机的排气规定(NOx、PM规定)，利用发动机的硬件、运转和温度控制等各种控制，通过后处理装置净化排气来减少NOx和PM。后处理装置通常使用捕获颗粒物即PM(Particulate Matter)的DPF(Diesel Particulate Filter：柴油机颗粒过滤器)、净化NOx的SCR催化剂。
SCR催化剂例如以下所述那样净化NOx。
(1)根据SCR上游的NOx量(利用传感器测量或者预测)、SCR催化剂温度、排气流量等，在SCR催化剂上游喷射尿素。
(2)喷射的尿素分解为氨气(NH3)，并被SCR催化剂吸附。
(3)排气中的NOx在通过SCR催化剂时，被吸附的NH3净化。
另外，在SCR催化剂能够吸附的NH3量超过SCR催化剂能够吸附的NH3吸附量的情况下，会引起NH3排出到排气中的现象(NH3减少)。在NH3吸附量少时，NOx净化率降低。因此，监视NH3吸附量在把握NOx的净化率方面很重要。
但是，由于NH3吸附量难以实际测量，通常，通过设置在排气管上的NOx传感器的测量值等推定NH3吸附量。
但是，在推定NH3吸附量时，难免由于各种原因而产生误差。例如各种传感器的精度低等、各种参数的测量误差、计算误差等。如果利用该有误差的数据进行之后的处理，其误差累积，不能进行高精度的尿素喷射量控制、适当的NOx净化，而需要使NH3吸附量初始化。
在专利文献1所公开的内燃机的排气净化装置中，使NH3吸附量初始化。
即，在专利文献1中，作为使NH3吸附量初始化的方法，基于伴随还原剂添加机构进行还原剂添加的向NOx催化剂的还原剂供给和利用该NOx催化剂进行还原反应的还原剂消费的收支的时间上的一系列数据来计算NOx催化剂的还原剂吸附量，并且，计算导入NOx催化剂的NOx量或者与之相关的参数。然后，基于该计算结果，在确定的时机进行初始化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2009-281350号公报
发明内容
发明要解决的课题
这样，在上述专利文献1中，初始化的工序繁杂，并且，伴随复杂的运算。
本发明是为了克服以上所述的缺陷而提出，其目的在于，提供一种内燃机的排气净化装置及其排气净化方法，在内燃机的排气净化装置中，不需要伴随繁杂的工序和复杂的运算，并通过在规定条件下使SCR催化剂温度上升，来进行SCR催化剂初始化。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，在本发明的第一方面中，一种内燃机的排气净化装置，其具有配设在内燃机的排气通路来净化内燃机的排气中的NOx的SCR催化剂，其特征在于，具有排气净化控制部，该排气净化控制部具有：NH3吸附量推定值计算部，其从SCR催化剂的上游侧向排气通路喷射尿素水，并根据由该尿素水产生的NH3的喷射量和用于净化SCR催化剂上游的NOx的NH3量计算被所述SCR催化剂吸附的NH3吸附量推定值；NOx量推定值导出部，其根据来自该NH3吸附量推定值计算部的NH3吸附量推定值和所述SCR催化剂温度导出所述SCR催化剂下游的NOx量推定值；SCR催化剂升温指令部，其基于来自该NOx量推定值导出部的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差，使SCR催化剂升温而进行SCR催化剂的NH3吸附量的初始化。
在本发明中，在SCR催化剂的初始化时，着眼于通过提高SCR催化剂温度，使NH3的吸附量下降。即，通过提高SCR催化剂温度，使NH3的吸附量下降是几乎保持不变地排出NH3。此为SCR催化剂的初始化。
由于NH3吸附量难以实际测量，因此如下式那样根据尿素(NH3)喷射量和用于净化SCR上游的NOx量的NH3喷射量推定。
NH3吸附量推定值(g)＝∫(尿素喷射量-净化用NH3喷射量)…(1)
并且，根据例如表示NH3吸附量推定值和SCR催化剂温度的关系的图，导出NOx的净化率，并运算该NOx净化率和SCR催化剂上游的NOx量来推定SCR催化剂下游的NOx量。
然后，SCR催化剂下游的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量的实际测量值比较，如果所产生的误差增大，在利用该有误差的数据继续进行后续处理时，该误差累计，难以高精度地判断尿素喷射量的控制，难以进行适当的NOx的净化，而提高SCR催化剂温度来进行SCR催化剂的初始化。
根据第一方面所述的本发明，根据来自NH3吸附量推定值计算部的NH3吸附量推定值和SCR催化剂温度导出SCR催化剂下游的NOx量推定值。通过基于该SCR催化剂下游的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差提高SCR催化剂温度来使NH3的吸附量下降。
由此，从SCR催化剂上游被喷射的NH3不被SCR催化剂吸附，SCR催化剂处于完全不能净化NOx的状态，而达成SCR催化剂的初始化。
另外，在第二方面的发明中，排气净化控制部具有SCR催化剂初始化必要性判定部，该SCR催化剂初始化必要性判定部基于NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量计测值之间的误差判定SCR催化剂的初始化的必要性。
另外，在第三方面的本发明中，SCR催化剂初始化必要性判定部基于SCR催化剂升温完成后的经过规定时间时，判定SCR催化剂的初始化的必要性。
根据第二、三方面所述的发明，能够仅在需要进行SCR催化剂的初始化的情况下，输出使SCR催化剂升温的SCR催化剂升温指令。
另外，在第四方面的本发明中，排气净化控制部具有SCR催化剂能够升温判定部，该SCR催化剂能够升温判定部在能够升温的运转区域内运转，并且不需要排气中的颗粒物的除去用过滤器的强制再生时，判定SCR催化剂为能够升温。
由此，在能够升温的运转区域运转，并且不需要用于颗粒物的除去用过滤器的强制再生的升温时，能够判定SCR催化剂为能够升温。由此，不进行不需要的SCR催化剂的升温。
另外，在第五方面的本发明中，一种内燃机的排气净化方法，其特征在于，利用配设在内燃机的排气通路的SCR催化剂净化内燃机的排气中的NOx，该内燃机的排气净化方法进行：从SCR催化剂的上游侧向排气通路喷射尿素水，并根据由该尿素水产生的NH3的喷射量和用于净化SCR催化剂上游的NOx的NH3量计算被SCR催化剂吸附的NH3吸附量推定值的工序；根据该NH3吸附量推定值和SCR催化剂温度导出SCR催化剂下游的NOx量推定值，并基于该NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量计测值之间的误差，判定SCR催化剂的初始化的必要性的SCR催化剂初始化必要性判定工序；使SCR催化剂升温而进行SCR催化剂的NH3吸附量的初始化的SCR催化剂升温工序。
由此，在计算NH3吸附量推定值后，能够根据该NH3吸附量推定值和SCR催化剂温度导出SCR催化剂下游的NOx量推定值。
并且，求得该SCR催化剂下游的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差，能够根据该误差判定SCR催化剂的初始化的必要性。
在判定为需要SCR催化剂的初始化时，通过提高SCR催化剂温度使NH3的吸附量下降。
由此，从SCR催化剂上游被喷射的NH3不被SCR催化剂吸附，而使SCR催化剂处于完全不净化NOx的状态，而达成SCR催化剂的初始化。
另外，在第六方面的本发明中，在SCR催化剂升温工序之前，在能够升温的运转区域运转，并且不需要排气中的颗粒物的除去用过滤器的强制再生时，进行判定SCR催化剂为能够升温的SCR催化剂能够升温判定工序。
由此，在能够升温运转区域运转中，并且不进行用于颗粒物的除去用过滤器的强制再生的升温时，能够判定为SCR催化剂能够升温。由此，不进行不需要的SCR催化剂的升温。
另外，在第七方面的本发明中，在SCR催化剂初始化的必要性判定工序中，在误差下限值＞NOx误差的累计值时，或者误差上限值＜NOx误差的累计值时，判定SCR催化剂的必要性。
由此，在NOx误差的累计值比误差下限值小时，或者比误差上限值大时，能够判定为需要SCR催化剂初始化。
另外，在第八方面的本发明中，在SCR催化剂初始化必要性判定工序中，在SCR催化剂升温完成判定后，在经过规定时间时，判定SCR催化剂的必要性。
由此，在SCR催化剂升温完成判定后，在经过规定时间时，视为进行了相当程度的SCR催化剂的净化而使NOx误差累计，而能够判定为需要SCR催化剂初始化。
另外，在第九方面的本发明中，SCR催化剂升温工序使捕获SCR催化剂上游侧的、排气中的PM(颗粒物)的PM除去用过滤器的入口温度控制通过该PM除去用过滤器的强制再生时的控制进行。
由此，能够使PM除去用过滤器的入口温度控制简单化。
另外，在第十方面的本发明中，在进行PM除去用过滤器的入口温度控制时，基于与PM除去用过滤器的强制再生时不同的入口目标温度进行。
由此，能够将PM除去用过滤器的入口温度抑制为低，并能够减轻油稀释。
另外，在第十一方面的本发明中，入口目标温度从升温开始以规定的上升率升温。
由此，能够抑制NH3减少。
另外，在第十二方面的本发明中，入口目标温度的上升从升温开始设定为多个阶段。
由此，能够减轻NH3减少和油稀释。
另外，在第十三方面的本发明中，入口目标温度利用SCR催化剂温度或者SCR催化剂上游温度修正。
另外，在第十四方面的本发明中，在进行PM除去用过滤器的入口温度控制时，基于PM除去用过滤器的出口温度进行。
另外，在第十五方面的本发明中，在进行PM除去用过滤器的入口温度控制时，基于SCR催化剂上游的温度进行。
进一步地，在第十六方面的本发明中，在进行PM除去用过滤器的入口温度控制时，基于SCR催化剂的温度进行。
以上，根据第十二～第十六方面的发明，即便在寒冷地区也能够可靠地进行SCR催化剂的升温。
发明效果
根据本发明，计算NH3吸附量推定值，并导出SCR催化剂下游的NOx量推定值，根据该SCR催化剂下游的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差判定SCR催化剂初始化的必要性，而能够通过提高SCR催化剂温度来达成SCR催化剂的初始化，因此不需要进行迄今为止繁杂的初始化的工序，并且，不需要进行复杂的运算。
附图说明
图1是用于实施本发明的内燃机的排气净化方法的内燃机的第一实施方式的示意系统图。
图2是图1所示内燃机的排气净化装置的示意要部结构图。
图3是表示第一实施方式的SCR催化剂初始化处理的流程图。
图4是表示相对于SCR催化剂温度的能够吸附的NH3量的曲线图。
图5是表示NH3吸附量推定值与实际的NH3吸附量比较的时间的推移与其随时的SCR催化剂温度的变化的曲线图。
图6是表示第二实施方式的在SCR催化剂升温时，进行DPF入口温度控制时的从DPF入口温度到目标温度以规定速率升温时的一例的曲线图。
图7是表示从DPF入口温度到目标温度以两阶段升温时的一例的曲线图。
图8是表示从DPF入口温度到目标温度以多阶段升温时的一例的曲线图。
图9是表示第三实施方式的修正DPF入口目标温度时的示意曲线图。
图10是表示修正如图9所示DPF入口目标温度时的具体修正工序的流程的框图。
具体实施方式
以下，例举各种实施方式，并参照附图具体说明本发明的内燃机的排气净化装置及其排气净化方法。
(第一实施方式)
图1表示第一实施方式的设置有排气净化装置的内燃机1的进排气系统和电气系统的一例。
内燃机1具有在发动机主体2连接有进气管3、排气管4、EGR配管5的进排气系统。在进气管3上游侧和发动机出口附近的排气管4的流路中安装有增压器6的压缩器、涡轮机，在进气管3上设置有内冷却器7。并且，在进气管3上设置有进气节流阀8，在EGR配管5上设置有EGR阀9。并且，在排气管4上连通连接有作为排气的后处理装置的排气净化装置10。
相对于该发动机主体2的进排气系统，作为构成电气系统的部件，配设有ECU11(电子控制部，即发动机控制单元)，该ECU11除了接收来自配设于发动机体主体2以及进气管3、排气管4、EGR配管5和排气净化装置10上的各种传感器(后述)的传感器输出以外，还接收催化剂输入信号、来自后述DCU的信号，并进行规定的信号处理、运算处理、进一步进行本发明要旨即SCR催化剂初始化判定工序、SCR催化剂能够升温判定、SCR催化剂升温(后述)。
在ECU11上通过按键开关Sw电连接有车载电池13。另外，在车载电池13上通过按键开关Sw电连接有启动马达Mst。
在发动机主体2上，作为进行与ECU11的信号授受的部件，例如配设有喷射器、共轨系统压传感器、燃温传感器、曲轴传感器、凸轮传感器、水温传感器、液压开关(均省略图示)。
在进气管3的上游侧配设有气流计mef、进气温度传感器Sint，在进气管3的下游侧，即发动机主体2的入口侧配设有进气节流阀8、进气绝对压力传感器Sap、进气温度传感器Sint。
在EGR配管5上配设有EGR阀9。
并且，具体后述，在排气管4的下游侧的排气净化装置10上从上游侧依次配设有：DOC入口温度传感器Sdoint、DPF入口温度传感器Sdpint、DPF压差传感器Sdp、DPF出口温度传感器Sdpout、NOx传感器Sn1、排温传感器(图示省略)、NOx传感器Sn2。
另外，NOx传感器Sn1、排温传感器St、NOx传感器Sn2安装在ECU11，另外，增压器6和进气节流阀8利用ECU11驱动。
接下来，在以上所述的内燃机1中，如图2所示，关于排气净化装置10，具体说明本发明的要部结构。另外，在此，发动机主体2周围的结构如上所述，在此省略其说明。
排气净化装置10具有与发动机主体2连接的构成排气通路的排气管4的，首先配设于上游侧的氧化催化剂20(在此，DOC：Diesel Oxidation Catalyst)。另外，排气净化装置10具有：配设在该氧化催化剂20的下游侧，并净化发动机主体2的排气中的NOx的SCR催化剂21；配设在该SCR催化剂21的下游侧，并用于除去从SCR催化剂21排出的剩余的氨气的氧化催化剂22。并且，在氧化催化剂20与氧化催化剂20的下游侧的SCR催化剂21之间，能够配设作为捕获排气中的PM(颗粒物)的PM除去用过滤器的DPF23(Diesel Particulate Filter)。另外，在图1中，表示DPF23与DOC20一体地被收容。
并且，在DPF23的下游侧，并且SCR催化剂21的上游侧设置有喷射尿素水的尿素喷射部24。尿素喷射部24省略具体图示，但具有喷嘴朝向排气管4内的电磁式喷射阀24v、存留尿素水的箱部24t。
即在尿素喷射部24中，在尿素水通过电磁式喷射阀24v喷射到排气管4内时，从利用排气热蒸发到水解化学反应而直接生成作为还原剂的氨气NH3。排气中的NH3和NOx通过在穿过SCR催化剂21间反应，而变化为氮气N2和水H2O的反应来净化NOx。
另外，在这种情况下，来自分别配设在SCR催化剂21的上游、下游的NOx传感器Sn1、Sn2的检测信号通过CAN而被ECU11接收，并与动作温度、发动机转速等重要的发动机参数配合地控制尿素水溶液的喷射量。
在ECU11中，在如上所述的内燃机1中，除了来自配设在发动机体主体2以及进气管3、排气管4、EGR配管5和排气净化装置10上的各种传感器的传感器输出以外，利用催化剂输入信号，进行规定的信号处理、运算处理、进而进行排气净化装置10的NOx净化处理的工序。
并且，在ECU11中，具有用于进行NOx净化处理的工序的排气净化控制部11C。
排气净化控制部11C具有：NH3吸附量推定值计算部A、NOx量推定值导出部B、SCR催化剂升温指令部C、SCR催化剂初始化必要性判定部D、SCR催化剂能够升温判定部E、SCR催化剂的升温完成判定部F。
NH3吸附量推定值计算部A从SCR催化剂的上游侧向排气通路4喷射尿素水，根据从尿素水产生的NH3的喷射量和用于净化SCR催化剂上游的NOx的NH3喷出量计算被SCR催化剂的NH3吸附量推定值。
另外，NOx量推定值导出部B根据来自NH3吸附量推定值计算部的NH3吸附量推定值和SCR催化剂温度导出SCR催化剂下游的NOx量推定值。
另外，SCR催化剂升温指令部C基于来自NOx量推定值导出部的NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差，使SCR催化剂温度升温并通过使NH3吸附量推定值初始化来进行SCR催化剂的初始化。
另外，SCR催化剂初始化必要性判定部D基于NOx量推定值与SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差，或者SCR催化剂升温完成后经过规定时间时，或者SCR催化剂下游的NOx量测量值来判定SCR催化剂的初始化的必要性。
另外，SCR催化剂能够升温判定部E在能够升温的运转区域内运转中，并且所述排气中的颗粒物的除去用过滤器不需要强制再生时，判定能够使SCR催化剂升温。
进一步地，排气净化控制部具有SCR催化剂的升温完成判定部F。
本发明的实施内燃机的排气净化方法的排气净化装置的第一实施方式如上所述，接下来，说明该内燃机1的一系列的动作并且说明排气净化装置10的NOx净化处理的工序。内燃机1的一系列的动作并非本发明的要旨，因此示意说明。
通过使按键开关Sw开启，从车载电池13使ECU11通电，并通过驱动启动马达Mst，使发动机主体2的曲轴旋转。由此，利用来自ECU11的指令通过喷射器向缸体内喷射燃料，而使发动机启动。此时，通过进气管3而进气的燃烧用空气利用增压器6的压缩器而成为高压高温的空气，并利用内冷却器7冷却，而送入发动机主体2内的缸体内，并且高压的燃料通过共轨系统Cr、燃料喷射阀Vf而喷射到缸体内，而开始燃烧。
燃烧气体一边使增压器6的涡轮机旋转，一边通过排气管4向排气净化装置10排气。另外，排气的一部分通过EGR配管5向发动机主体2的缸体内再循环，用于再次燃烧。
通过排气管4输送到排气净化装置10的排气依次通过作为氧化催化剂的DOC20、DPF23，分别使排气中的PM中的未燃部分燃烧，而除去PM并通过SCR催化剂21来净化排气中的NOx，利用SCR催化剂21的下游侧的氧化催化剂22，除去从SCR催化剂21排出的剩余的氨气，进而排出。在通过SCR催化剂21时，在尿素喷射部24，尿素水通过电磁式喷射阀24v而喷射到排气管4内，通过从利用排气热蒸发到水解化学反应而直接生成作为还原剂的氨气NH3。排气中的NH3和NOx通过在穿过SCR催化剂21间反应，而变化为氮气N2和水H2O的反应而能够净化NOx。
在排气通过排气净化装置10的DOC20、DPF23时，利用DOC入口温度传感器Sdoint、DPF入口温度传感器Sdpint、DPF压差传感器Sdp、DPF出口温度传感器Sdpout检测排气的温度，并依次输送到ECU11。然后，在排气通过SCR催化剂21时，来自NOx传感器Sn1、排温传感器、NOx传感器Sn2的检测信号输入到ECU11。
ECU11的排气净化控制部11C基于输入的各检测信号，进行如图3所示的处理工序，即(1)SCR催化剂初始化判定工序、(2)SCR催化剂能够升温判定、(3)SCR催化剂升温、(4)SCR催化剂升温完成判定工序。
首先，在NH3吸附量推定值计算部A，计算NH3吸附量(工序S1)。另外，如前所述，SCR催化剂能够吸附的NH3量根据SCR催化剂温度发生变化。例如在图4中，表示并说明SCR催化剂温度和能够吸附的NH3量之间的关系。即，能够吸附的NH3量在以规定温度(约200℃)为峰值并超过规定温度时，吸附量降低，在此以上的高温下吸附量接近于0，而成为几乎不吸附的状态。NH3吸附量通过
NH3吸附量推定值(g)＝∫(尿素喷射量-净化用NH3喷射量)
获得。在此，尿素喷射量为从SCR催化剂21的上游侧的尿素喷射部24喷射的NH3量，净化用NH3喷射量为净化所需要的NH3量。利用规定的运算求得。
同时，NOx量推定值导出部B根据来自NH3吸附量推定值计算部A的NH3吸附量推定值和SCR催化剂温度导出SCR催化剂下游的NOx量推定值。
该NOx量推定值为与NH3吸附量推定值对应的值，例如图5的虚线所示，能够以NH3吸附量推定值的曲线表示。
另一方面，SCR催化剂下游的NOx量测量值作为实际的NH3吸附量，利用实线所示那样假设。另外，在图5中，表示SCR催化剂温度。
在以上所示图5中，表示NH3吸附量推定值(SCR催化剂下游的NOx量推定值)与实际的NH3吸附量(SCR催化剂下游的NOx量测量值)之间的差增大。
接下来，ECU11的排气净化控制部11C在工序S2中，进行判定SCR催化剂初始化的必要性的工序。
另外，在满足以下任一条件(1)～(3)的情况下，判定需要SCR催化剂初始化。即，在SCR催化剂初始化必要性判定部D中，
(1)在SCR催化剂出口的NOx的误差大时
这表示，如图5所示，进行排气净化的结果，累计NH3吸附量推定值(SCR催化剂下游的NOx量推定值)与实际的NH3吸附量(SCR催化剂下游的NOx量测量值)之间的差，在SCR催化剂出口的NOx的误差超过某阈值。即，
误差下限值＞NOx误差的累计值，或者误差上限值＜NOx误差的累计值
另外，NOx误差＝SCR催化剂下游NOx量(净化用NH3喷射量(传感器测量值))-SCR催化剂下游NOx量推定值(NH3吸附量推定值)
(2)在SCR催化剂升温完成判定后，经过规定时间(例如30Hr～50Hr)后的情况下，另外，进行DPF强制再生的情况下，判定为进行了SCR催化剂升温。
(3)根据SCR催化剂的下游侧的NOx传感器Sn2的值判断产生NH3减少的情况。
进一步地，ECU11的排气净化控制部11C在工序S3中，进行判定能否进行SCR催化剂升温。另外，在满足以下(1)或者(2)的条件的情况下，判定能够进行SCR催化剂升温。即，在SCR催化剂能够升温判定部E中，
(1)根据能够升温判定图，在能够升温的运转区域内运转中的情况
在该情况下，需要预先制作图。
(2)由于DPF强制再生而处于不需要进行强制再生的状态
DPF强制再生通过进行例如利用LatePost喷射等对由PM导致的堵塞进行燃烧再生的操作，而处于需要进行该DPF强制再生的状态下，优先进行DPF强制再生。这是由于如果进行DPF强制再生，SCR催化剂也升温。
接下来，ECU11的排气净化控制部11C在工序S4中，输出SCR催化剂的升温指令。即，在SCR催化剂升温指令部C，
(1)SCR催化剂升温时的DPF入口温度控制为与DPF强制再生时的控制相同的控制方法。由此，能够使控制简单化。
另外，在DOC20一直达到活性温度(约250℃)以上时，缩小节流阀8，并通过EarlyPost喷射来升温。Post喷射是指将主喷射后剩余的燃料喷射到缸体内。
另外，在DOC20为活性温度(约250℃)以上时，通过LatePost喷射控制DPF入口温度。这是由于难以控制SCR催化剂上游温度。预先求得SCR催化剂温度为450℃以上的DPF温度，并将该温度作为目标温度。
(2)在没有DPF23的系统的情况下，SCR催化剂上游温度通过缩小节流阀8，并利用EarlyPost喷射来升温。
然后，ECU11的排气净化控制部11C在工序S5中，进行SCR催化剂升温完成判定。在升温完成判定部F中，
在以SCR催化剂温度＞温度阈值(400～450℃)经过规定时间后，完成升温处理。在这种情况下，预先确定从升温开始到吸附在SCR催化剂上的NH3大致为0的时间t。
通过使SCR催化剂温度升温，如图5所示，NH3吸附量推定值和实际的NH3吸附量成为0，完成NH3吸附量推定值初始化，即完成SCR催化剂的初始化。
如上所述，根据本实施方式，由于SCR催化剂的初始化能够通过提高SCR催化剂温度达成，因此不需要迄今为止那样繁杂的初始化工序，并且，不需要进行复杂的运算。
(第二实施方式)
本发明能够以以下第二实施方式那样实施。
在本实施方式中，在第一实施方式的工序S4中，在SCR催化剂升温时，DPF入口温度控制在DPF强制再生时改变参数来进行。
利用DPF入口温度控制达成的DPF入口目标温度在这里约为500℃。(另外，在DPF强制再生时，约600℃)
在这种情况下，在利用DPF入口温度控制对DPF入口温度进行升温的情况下，从升温开始以一定速率(deg./sec)经过适当时间升温到目标温度。这在从升温开始到目标温度不间断地升温时，通过NH3吸附量急剧减少而成为NH3减少的要因。
在这种情况下，作为升温的方法，能够以任意次、阶段性地升温地设定升温的速率(参照图6、图7、图8)。
图6是表示从DPF入口的初始温度以一阶段达到目标温度(500℃)地升温的情况。
图7是表示从DPF入口的初始温度以两阶段达到目标温度(500℃)地升温的情况。
并且图8是表示分成多阶段地从DPF入口的初始温度以两阶段达到目标温度(500℃)地升温的情况。
这样，通过使DPF入口的目标温度降低，能够减小燃料的一部分附着在缸体壁上而引起发动机油稀释的油稀释的风险。
在DPF入口温度控制中，通过使DPF入口目标温度从升温开始以一定速率上升，能够确保在上升途中的NH3吸附量，能够抑制由于NH3吸附量的急剧减少而产生NH3减少。
另一方面，为了避免油稀释的风险，希望在极短的时间内从初始温度达到目标温度。
在此，在使DPF入口的温度达到目标温度时，通过以一定速率缓慢进行，能够减少油稀释，并且能够抑制NH3减少。
(第三实施方式)
进一步地，本发明能够以以下第三实施方式那样实施。
在此，第二实施方式进行的DPF入口温度控制用于应对例如在外部气温低时，由于排气管的放热增大等环境变化，产生无法使SCR催化剂升温至必要温度状况的情况。
因此，能够使DPF入口温度通过利用SCR催化剂温度，或者SCR催化剂上游温度修正来使SCR催化剂升温至必要温度(参照图9)。在图9中，DPF入口温度以DPF入口目标温度的时间变化表示，并表示随此变化的SCR催化剂的温度的时间变化。
在此，关于第三实施方式，图10表示DPF入口目标温度的修正工序的流程，以下进行说明。图10是表示达到图9粗线所示修正后的DPF入口目标值的修正工序的具体一工序。即，图10表示利用SCR催化剂温度或者SCR催化剂目标温度修正DPF入口目标温度的工序。
该修正工序在将DPF入口温度与DPF入口目标温度作比较，DPF入口温度比DPF入口目标温度低的情况下进行。
作为一个修正工序，从DPF入口温度以规定的速率限制(升温速率)并且加上规定的限制器而达到修正后的DPF入口目标温度。
作为其他的修正工序，考虑SCR催化剂温度目标(例如450℃)与SCR催化剂温度(SCR催化剂上游温度，例如400℃)之间的偏差而消除该偏差地获得增益，并考虑以规定的速率限制并且加上规定的限制器而达到修正后的DPF入口目标温度的途径。
通过如上所述地利用SCR催化剂温度目标和SCR催化剂温度(SCR催化剂上游温度)经过修正工序，来进行DPF入口目标温度的修正，以该被修正的DPF入口目标温度在寒冷地区也能够可靠地进行SCR催化剂的升温。
此外，在第三实施方式中，为了使SCR催化剂升温至必要的温度，使SCR催化剂升温时的温度控制的对象成为(1)DPF出口温度，或者(2)SCR上游温度，或者(3)SCR催化剂温度。
这表示进行使配置在从发动机主体2到排气管4的各温度传感器的位置配置在(1)DPF出口、(2)SCR上游、(3)SCR催化剂而进行的温度控制。
随着传感器位置从发动机主体2远离，为了使SCR催化剂升温至必要温度，温度控制变得困难。但是，如果将SCR催化剂作为控制对象，能够使SCR催化剂升温至必要温度以上。
以上，在本发明中，由于SCR催化剂的初始化能够通过提高SCR催化剂温度达成，因此不需要迄今为止的繁杂的初始化工序，并且，不需要进行复杂的运算。
工业实用性
在本发明中，不需要复杂并且繁杂的初始化工序而能够达成SCR催化剂的初始化，因此能够抑制装置的制造成本，对于各种发动机适用性高。
附图标记说明
1 内燃机
2 发动机主体
3 进气管
4 排气管
5 EGR配管
6 增压器
7 内冷却器
8 进气节流阀
9 EGR阀
10 排气净化装置
11 ECU
11C 排气净化控制部
13 车载电池
20、22 氧化催化剂(DOC)
21 SCR催化剂
23 DPF
24 尿素喷射部
24v 电磁式喷射阀
24t 箱部
A NH3吸附量推定值计算部
B NOx量推定值导出部
C SCR催化剂升温指令部
D SCR催化剂初始化必要性判定部
E SCR催化剂能够升温判定部
F 升温完成判定部F

Claims (16)

1.一种内燃机的排气净化装置，其具有配设在内燃机的排气通路来净化所述内燃机的排气中的NOx的SCR催化剂，其特征在于，
该内燃机的排气净化装置具有排气净化控制部，该排气净化控制部具有：
NH3吸附量推定值计算部，其从所述SCR催化剂的上游侧向所述排气通路喷射尿素水，并根据由该尿素水产生的NH3的喷射量和用于净化所述SCR催化剂上游的NOx的NH3量计算被所述SCR催化剂吸附的NH3吸附量推定值；
NOx量推定值导出部，其根据来自该NH3吸附量推定值计算部的NH3吸附量推定值和所述SCR催化剂温度导出所述SCR催化剂下游的NOx量推定值；
SCR催化剂升温指令部，其基于来自该NOx量推定值导出部的NOx量推定值与所述SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差，使所述SCR催化剂升温而进行所述SCR催化剂的NH3吸附量的初始化。
2.如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
所述排气净化控制部具有SCR催化剂初始化必要性判定部，该SCR催化剂初始化必要性判定部基于所述NOx量推定值与所述SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差判定所述SCR催化剂的初始化的必要性。
3.如权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
所述SCR催化剂初始化必要性判定部基于所述SCR催化剂升温完成后的经过规定时间时，判定所述SCR催化剂的初始化的必要性。
4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，
所述排气净化控制部具有SCR催化剂能够升温判定部，该SCR催化剂能够升温判定部在能够升温的运转区域内运转，并且在不需要所述排气中的颗粒物的除去用过滤器的强制再生时，判定所述SCR催化剂为能够升温。
5.一种内燃机的排气净化方法，其特征在于，
利用配设在内燃机的排气通路的SCR催化剂净化所述内燃机的排气中的NOx，
该内燃机的排气净化方法进行：
从所述SCR催化剂的上游侧向所述排气通路喷射尿素水，并根据由该尿素水产生的NH3的喷射量和用于净化所述SCR催化剂上游的NOx的NH3量计算被所述SCR催化剂吸附的NH3吸附量推定值的工序；
根据该NH3吸附量推定值和所述SCR催化剂温度导出所述SCR催化剂下游的NOx量推定值，并基于该NOx量推定值与所述SCR催化剂下游的NOx量测量值之间的误差，判定所述SCR催化剂的初始化的必要性的SCR催化剂初始化必要性判定工序；
使所述SCR催化剂升温而进行所述SCR催化剂的NH3吸附量的初始化的SCR催化剂升温工序。
6.如权利要求5所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
在所述SCR催化剂升温工序之前，在能够升温的运转区域运转，并且不需要排气中的颗粒物的除去用过滤器的强制再生时，进行判定所述SCR催化剂为能够升温的所述SCR催化剂能够升温判定工序。
7.如权利要求5所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
在所述SCR催化剂初始化必要性判定工序中，
在误差下限值＞NOx误差的累计值时，或者误差上限值＜NOx误差的累计值时，判定所述SCR催化剂初始化的必要性。
8.如权利要求7所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
在所述SCR催化剂初始化必要性判定工序中，在所述SCR催化剂升温完成判定后，在经过规定时间时，判定所述SCR催化剂初始化的必要性。
9.如权利要求5所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
所述SCR催化剂升温工序使捕获所述SCR催化剂上游侧的，排气中的PM(颗粒物)的PM除去用过滤器的入口温度控制通过该PM除去用过滤器的强制再生时的控制进行。
10.如权利要求9所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
在进行所述PM除去用过滤器的入口温度控制时，基于与所述PM除去用过滤器的强制再生时不同的入口目标温度进行。
11.如权利要求10所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
所述入口目标温度从升温开始以规定的上升率升温。
12.如权利要求11所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
所述入口目标温度的上升从升温开始设定为多个阶段。
13.如权利要求10所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
所述入口目标温度利用SCR催化剂温度或者SCR催化剂上游温度修正。
14.如权利要求10所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
在进行所述PM除去用过滤器的入口温度控制时，基于所述PM除去用过滤器的出口温度进行。
15.如权利要求10所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
在进行所述PM除去用过滤器的入口温度控制时，基于SCR催化剂上游的温度进行。
16.如权利要求10所述的内燃机的排气净化方法，其特征在于，
在进行所述PM除去用过滤器的入口温度控制时，基于SCR催化剂的温度进行。
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