CN104769244A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机的排气净化装置，其目的在于，降低向大气中排放的NOX的量。通过从内燃机的启动时SCR催化剂中所吸附的氨量中减去在SCR催化剂中所生成的硝酸铵的量，从而对SCR催化剂所吸附的氨量进行计算，并且在根据SCR催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，与所述NOX净化率在阈值以上的情况相比而使流入SCR催化剂中的NO2的量减少。

Description

内燃机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的排气净化装置。
背景技术
已知一种如下的技术，即，通过在内燃机的排气的温度较低时，将氨与NOX进行反应而生成的硝酸铵保持在选择还原型NOX催化剂(以下，也称为SCR(Selective Catalytic Reduction)催化剂)中，从而对NOX向大气中被排出的情况进行抑制。(例如，参照专利文献1)。
然而，在SCR催化剂的温度或排气的温度较低时，也存在难以向SCR催化剂供给氨的情况。在该情况下，无法使SCR催化剂所吸附的氨量增加。另一方面，由于在硝酸铵被生成时氨被消耗，因此SCR催化剂所吸附的氨量会减少。而且，在SCR催化剂的温度充分上升而活化之时，若SCR催化剂所吸附的氨量较少，则用于对NOX进行还原的氨有可能会不足。此外，当硝酸铵的生成量较多时，即使SCR催化剂的温度上升，到该硝酸铵被去除为止也会花费很多时间。而且，即使将SCR催化剂的温度上升至对NO X进行还原所需的足够的温度，但在存在硝酸铵的各处也将变得无法对氨进行吸附。因此，对NOX进行净化会变得困难。故此，虽然在生成硝酸铵时能够对NOX的流出进行抑制，但是有可能在此后SCR催化剂的温度充分上升了的情况下因氨的不充足而使NOX流出，从而作为整体而使NOX的流出量增多。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-320854号公报
专利文献2:日本特开2012-031787号公报
专利文献3:日本特开2004-346794号公报
专利文献4:日本特开2011-102573号公报
专利文献5:日本特开2010-101237号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明为鉴于上述问题点而完成的发明，其目的在于，降低向大气中排放的NOX量。
用于解決课题的方法
为了达成上述课题，本发明的内燃机的排气净化装置具备：选择还原型NOX催化剂，其被设置于内燃机的排气通道中，并将氨作为还原剂而对NOX进行还原；供给装置，其向所述选择还原型NOX催化剂供给氨；温度检测装置，其对所述选择还原型NOX催化剂的温度进行测定或推断；硝酸铵量检测装置，其对在所述选择还原型NOX催化剂中所生成的硝酸铵的量进行测定或推断，在所述内燃机的排气净化装置中还具备控制装置，所述控制装置通过从所述内燃机的启动时所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量中减去所述选择还原型NOX催化剂中所生成的硝酸铵的量，从而对当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量进行计算，并且在根据当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，与所述NOX净化率在阈值以上的情况相比而使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量减少。
当SCR催化剂的温度以某种程度而升高时，氨与NO2进行反应而生成硝酸铵。由于该硝酸铵停留在SCR催化剂中，因此能够通过将NO2转化为硝酸铵并预先贮藏于SCR催化剂中，从而抑制NOX向大气中的排出。此外，由于氨与NO2开始进行反应的温度低于NO被还原的温度，因此即使在较低的温度下也能够抑制NOX向大气中的排出。
但是，虽然能够在生成硝酸铵时对NOX的流出进行抑制，但是在此后SCR催化剂的温度充分升高时会有氨不充足的情况。对此，由于在NOX净化率成为小于阈值之前氨的吸附量减少了的情况下，只需对硝酸铵的生成进行抑制，就能够在SCR催化剂的温度变为足够高时迅速地对NOX进行净化，因此能够提高作为整体而言的NOX净化率。另外，阈值能够设为，成为容许范围的下限值的NOX净化率或有可能成为容许范围的下限值的NOX净化率。
另外，在减少流入SCR催化剂中的NO2的量的方法中，包括通过控制单元而不使NO2量增多的方法或虽然通过控制单元而使NO2量增多但是使其程度减小的方法。而且，也可以通过使NOX中的NO2的比例降低，从而使NO2的量减少。
所述控制装置也可以通过从所述内燃机的启动时所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量中减去所述选择还原型NOX催化剂中为了生成硝酸铵所消耗的氨的量，从而对当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量进行计算。
在本发明中，所述控制装置能够通过使流入所述选择还原型NOX催化剂的NOX中的NO2的比例提高，从而使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量增多，并通过使流入所述选择还原型NOX催化剂的NOX中的NO2的比例降低，从而使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量减少。
在此，NOX主要由NO和NO2组成。即，通过使NOX中的NO2的比例提高，从而使NOX中的NO的比例降低。此外，即便使NO与NO2的比例变化，NOX的量本身也不会变化。而且，SCR催化剂中NO被还原的温度高于由NO2生成硝酸铵的温度。因此，能够通过在SCR催化剂的温度较低时，使NO2的比例提高，从而抑制NOX从SCR催化剂中流出。另一方面，在根据SCR催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，能够通过使NO2的比例降低，从而抑制硝酸铵的生成。由此，能够抑制NOX净化率的降低。
在本发明中，所述控制装置在根据当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，与所述NOX净化率在阈值以上的情况相比而在所述选择还原型NOX催化剂的温度在氨与NO2进行反应的预定温度以上的情况下，实施使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量的减少。
在此，如果SCR催化剂的温度在预定温度以上，则氨会与NO2进行反应而生成硝酸铵。由于在处于该温度的情况下，且NOX净化率小于阈值的情况下，如果减少流入SCR催化剂中的NO2的量，则能够使硝酸铵的生成量减少，因此能够抑制NOX净化率降低。另一方面，如果SCR催化剂的温度小于预定值，则由于氨与NO2不进行反应，因此也不会生成硝酸铵，故此，无需使流入SCR催化剂中NO2的量减少。另外，预定温度可以设为氨与NO2进行反应而开始生成硝酸铵的最低温度，也可以设为所生成的硝酸铵量相对于流入SCR催化剂中的NO2量之比成为最高时的温度。此外，也可以设为，根据SCR催化剂的温度上升而所生成的硝酸铵量相对于流入SCR催化剂中NO2量之比进行变化的范围之中的任意的温度。
在本发明中，所述控制装置在根据当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，与所述NOX净化率在阈值以上的情况相比而在所述选择还原型NOX催化剂的温度小于能够对NO进行还原的温度的情况下，能够实施使流入所述选择还原型NOX催化剂中NO2的量的减少。
在此，只要SCR催化剂的温度升高至能够对NO进行还原的温度，则即使不生成硝酸铵也能够对NO以及NO2进行还原。因此，无需生成硝酸铵。此外，由于当SCR催化剂的温度升高时将会变得无法生成硝酸铵，因此无需使流入SCR催化剂中的NO2的量增多。而且，由于通过使流入SCR催化剂中的NO2的量降低而使NO的量增加，从而能够促进NO和NO2与氨进行反应，因此能够使NOX净化率提高。
在本发明中还具备催化剂，所述催化剂在与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游处具有氧化功能，所述控制装置能够通过使流入具有所述氧化功能的催化剂中的未燃烧燃料量增多，从而使流入所述选择还原型NOX催化剂中NO2的量减少。
在NO穿过具有氧化功能的催化剂时，NO通过排气中所含有的氧而被氧化从而成为NO2。但是，如果此时排气中含有未燃烧燃料，则排气中的氧会因未燃烧燃料的氧化而被消耗。而且，即使以NO的状态流入SCR催化剂中，也不会与氨进行反应而穿过SCR催化剂。因此，通过使排气中的未燃烧燃料量降低，从而能够抑制排气中的氧被未燃烧燃料消耗的情况。即，由于能够促进NO的氧化，因此能够使流入SCR催化剂中的NO2的量增加。另一方面，在根据SCR催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，能够通过减少NO2的量从而抑制硝酸铵的生成。即，由于通过使流入具有氧化功能的催化剂中的未燃烧燃料量增多而抑制NO的氧化，因此能够减少NO2的量。
在本发明中还具备催化剂和氧供给装置，所述催化剂在与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游处具有氧化功能，所述氧供给装置向与具有所述氧化功能的催化剂相比靠上游的排气中供给氧，所述控制装置能够通过使由所述氧供给装置向与具有所述氧化功能的催化剂相比靠上游的排气中所供给的氧的量减少，从而使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量减少。
由于当向具有氧化功能的催化剂供给氧时，NO在具有氧化功能的催化剂中较容易被氧化，因此能够使流入SCR催化剂中的NO2的量增加。另一方面，能够通过在根据SCR催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下使NO2的量减少，从而对硝酸铵的生成进行抑制。即，由于通过使流入具有氧化功能的催化剂中的氧的量减少而抑制NO的氧化，因此能够减少NO2的量。
在本发明中还可具备催化剂和热量供给单元，所述催化剂在与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游处具有氧化功能，所述热量供给单元向具有所述氧化功能的催化剂供给热量，所述控制装置通过所述热量供给单元向具有所述氧化功能的催化剂供给热量，直至所述选择还原型NOX催化剂的温度成为所述预定温度以上为止。
由于通过使具有氧化功能的催化剂的温度迅速上升而能够迅速地对NO进行氧化，因此能够提前地使流入SCR催化剂中的NO2的量增加。
发明效果
根据本发明，能够降低向大气中排放的NOX量。
附图说明
图1为表示实施例1所涉及的内燃机的概要结构的图。
图2为表示一般情况下的SCR催化剂的温度与NOX净化率的关系的图。
图3为表示SCR催化剂的温度与NO以及NO2的净化率的关系图。
图4为表示NO净化率、NO2净化率、NO2比例的推移的时序图。
图5为表示SCR催化剂的温度、从内燃机被排出的HC量、CO量、与SCR催化剂相比靠下游侧的NOX浓度(也可以作为NOX量)、与SCR催化剂相比靠下游侧的NO浓度(也可以作为NO量)的推移的时序图。
图6为表示对硝酸铵生成量进行计算的流程的流程图。
图7为表示SCR催化剂的温度与硝酸铵生成率的关系的图。
图8为表示SCR催化剂的温度与硝酸铵的分解量的关系的图。
图9为表示对硝酸铵生成量进行计算的另外的流程的流程图。
图10为表示SCR催化剂6的温度与硝酸铵可生成量GPGNA的关系的图。
图11为表示氨吸附量(NH3吸附量)与SCR催化剂中的NOX净化率的关系的图。
图12为表示SCR催化剂的温度、从内燃机1被排出的HC量、CO量、与SCR催化剂相比靠下游侧的NOX浓度(也可以作为NOX量)、与SCR催化剂相比靠下游侧的NO浓度(也可以作为NO量)、SCR催化剂所吸附的硝酸铵的量(硝酸铵堆积量)、氨吸附量的推移的时序图。
图13为表示实施例1所涉及的SCR催化剂处于低温时的控制流程的流程图。
图14为表示实施例1所涉及的SCR催化剂处于低温时的控制流程即考虑了SCR催化剂的温度的流程的流程图。
图15为表示实施例2所涉及的内燃机的概要结构的图。
图16为表示实施例2所涉及的内燃机的概要结构的另外的图。
具体实施方式
以下，参照附图并基于实施例对用于实施本发明的方式例示性地进行详细说明。但是，该实施例所述的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别记载，则并不表示将该发明的范围仅限定于此的含义。
(实施例1)
图1为表示本实施例所涉及的内燃机的概要结构的图。图1所示的内燃机1为柴油内燃机。
内燃机1与排气通道2连接。在该排气通道2的中途，从上游侧起依次设置有氧化催化剂3、过滤器4、还原剂喷射阀5、选择还原型NOX催化剂6(以下，称为SCR催化剂6)。
氧化催化剂3只需为具有氧化功能的催化剂即可，例如可以为三元催化剂或吸留还原型NOX催化剂。
此外，过滤器4对排气中的粒状物质(PM)进行捕集。另外，也可以在过滤器4上负载催化剂。在这种情况下，氧化催化剂3并非必需。通过由过滤器4对PM进行捕集，从而使PM逐渐堆积在该过滤器4上。然后，通过执行强制性地使过滤器4的温度上升的所谓过滤器4的再生处理，从而能够使堆积在该过滤器4上的PM氧化而去除。例如，通过向氧化催化剂3供给未燃烧燃料(HC或CO)从而能够使过滤器4的温度上升。
还原剂喷射阀5在对还原剂进行喷射时打开而在对还原剂的喷射停止时关闭。在还原剂中可使用氨(NH3)。另外，还原剂喷射阀5可以喷射氨，也可以喷射尿素。从还原剂喷射阀5被喷射出的尿素通过排气的热量或来自SCR催化剂6的热量而被加水分解并成为氨，且吸附于SCR催化剂6中。该氨在SCR催化剂6中作为还原剂而被利用。即，从还原剂喷射阀5供给变化成氨的物质或氨。氨或尿素也可以以气体、液体(水溶液)、固体的任何的状态进行供给。另外，在本实施例中，还原剂喷射阀5相当于本发明的供给装置。此外，在本实施例中，作为从还原剂喷射阀5对尿素水进行喷射的装置而进行说明。
SCR催化剂6具有对还原剂进行吸附且在NOX穿过时通过所吸附的还原剂而对NOX进行选择还原的功能。因此，如果作为还原剂而将氨预先吸附在SCR催化剂6中，则能够通过氨而使SCR催化剂6中的NOX还原。
此外，在与过滤器4相比靠下游且与SCR催化剂6相比靠上游的排气通道2中，安装有对排气的温度进行检测的温度传感器11和对排气中的NOX浓度进行检测的上游侧NOX传感器12。另外，能够通过温度传感器11而对过滤器4的温度或SCR催化剂6的温度进行检测。此外，能够通过上游侧NOX传感器12而对向SCR催化剂6流入的排气中的NOX浓度进行检测。此外，在与SCR催化剂6相比靠下游的排气通道2中，安装有对排气中的NOX浓度进行检测的下游侧NOX传感器13。
另外，也可以采用如下方式，即，在与SCR催化剂6相比靠下游侧安装温度传感器，并通过该温度传感器而对SCR催化剂6的温度进行检测。此外，也可根据内燃机1的运转状态而对SCR催化剂6的温度进行推断。例如，由于内燃机转速、燃料喷射量以及吸入空气量与SCR催化剂6的温度存在相关关系，因此也可以通过预先实验等而求出这些关系并进行映射化。而且，在本实施例中，温度传感器11相当于本发明的温度检测装置。
在内燃机1中设置有向气缸内喷射燃料的燃料喷射阀7。此外，内燃机1与进气通道8连接。在进气通道8中途设置有对内燃机1的吸入空气量进行调节的节气门9。此外，在与节气门9相比靠上游的进气通道8中安装有对内燃机1的吸入空气量进行检测的空气流量计15。
此外，在内燃机1中具备使排气通道2内流通的排气的一部分向进气通道8进行再循环的EGR装置30。该EGR装置30具备EGR通道31和对EGR通道31的通道截面积进行调节的EGR阀32，所述EGR通道31对与氧化催化剂3相比靠上游的排气通道2和与节气门9相比靠下游的进气通道8进行连接。
在以上述方式构成的内燃机1中，还设置有用于对该内燃机1进行控制的电子控制单元、即ECU10。该ECU10根据内燃机1的运转条件或驾驶员的要求而对内燃机1进行控制。
此外，除了上述传感器以外，输出与驾驶员对加速踏板16进行踩踏的量相对应的电信号并对发动机负载进行检测的加速器开度传感器17以及对内燃机转速进行检测的曲轴位置传感器18经由电子配线而与ECU10连接，且这些各种传感器的输出信号向ECU10被输入。
另一方面，还原剂喷射阀5、燃料喷射阀7、节气门9、EGR阀32经由电子配线而与ECU10连接，并通过该ECU10而对还原剂喷射阀5以及燃料喷射阀7的开闭时刻、节气门9以及EGR阀32的开度进行控制。
而且，ECU10根据SCR催化剂6的温度而对NO2的量相对于流入该SCR催化剂6的全部的NOX量之比进行调节。另外，由于NOX主要由NO与NO2组成，因此也可以对NO与NO2的比例进行调节。
在此，在SCR催化剂6的温度未升高到某种程度时，将无法对NOX进行还原。即，SCR催化剂6在温度达到能够对NOX进行净化的温度之前，无法对NOX进行净化。而且，在SCR催化剂6吸附着氨的情况下，SCR催化剂6在温度上升的过程中，首先NO2与氨进行反应，而在温度进一步升高时，NO以及NO2与氨进行反应。即，在SCR催化剂6中NO和NO2与氨进行反应的最低温度有所不同。
图2为表示一般情况下的SCR催化剂6的温度与NOX净化率的关系的图。NOX包括NO以及NO2。可以看出，在一般情况下，SCR催化剂6的温度例如在180℃以上，则能够将该SCR催化剂6中的NOX净化能力维持在较高的状态。但是，即使小于180℃，也可使NO2与氨进行反应而生成硝酸铵。
图3为表示SCR催化剂6的温度与NO以及NO2的净化率的关系的图。在图3中，由A表示的温度为NO2的净化率升高时的温度。由B表示的温度为，在NO2的净化率升高之后并且在NO的净化率升高的中途的温度。由C表示的温度为NO的净化率升高时的温度。
在SCR催化剂6的温度处于A至B之间的情况下，主要进行如下的反应。
2NO2+2NH3→NH4NO3+N2+H2O···(1)
此外，在SCR催化剂6的温度处于B至C之间的情况下，主要进行如下的反应。
2NO2+2NH3→NH4NO3+N2+H2O
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O···(2)
此外，在SCR催化剂6的温度高于C的情况下，主要进行如下的反应。
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O···(3)
6NO2+8NH3→7N2+12H2O···(4)
即，在A至B之间的温度下，虽然氨与NO2会进行反应，但是氨与NO几乎不进行反应。因此，如果在SCR催化剂6的温度为A至B之间的温度时NO流入SCR催化剂6中，则在SCR催化剂6中NO将不被还原而从SCR催化剂6中流出。另一方面，如果在SCR催化剂6的温度为A至B之间的温度时NO2流入SCR催化剂6中，则在SCR催化剂6中硝酸铵(NH4NO3)将被生成且该硝酸铵被吸附在SCR催化剂6中，因此能够对NO2从SCR催化剂6中流出的情况进行抑制。
即，在SCR催化剂6的温度为A至B之间的温度的情况下，通过提高向SCR催化剂6流入的NOX中的NO2之比，从而能够抑制NOX从该SCR催化剂6流出的情况。在此，在SCR催化剂6的温度为A至B之间的温度的情况下，ECU10使向SCR催化剂6流入的NOX中的NO2的比例提高(使NO2量增加)。而且，在本实施例中，通过使从内燃机1被排出的未燃烧燃料(HC、CO)量降低从而使NO2量增加，而通过使从内燃机1被排出的未燃烧燃料(HC、CO)量增加从而使NO2量减少。
在此，如果在排气中存在有氧，则NO能够被氧化成为NO2。但是，由于氧与NO相比而更易于与HC、CO进行反应，因此当排气中存在HC、CO时，NO的氧化会受阻。因此，通过使排气中的HC、CO的量降低从而能够促进NO的氧化。
而且，ECU10为了使从内燃机1被排出的未燃烧燃料降低而使燃料喷射阀7的主喷射的时刻提前或者使主喷射之后的副喷射(后喷射)的量减少。另外，也可以停止后喷射。
在此，在各个催化剂处于低温时，用于使该催化剂的温度上升的燃烧模式即升温燃烧模式被实施。升温燃烧模式为，通过使燃料喷射阀7的主喷射的时刻滞后、或者在主喷射之后实施后喷射、或者使该后喷射的量增加，从而使未燃烧燃料从内燃机1排出或者使温度较高的气体从内燃机1排出的燃烧模式。通过使未燃烧燃料从内燃机1排出，从而能够使该未燃烧燃料在催化剂上氧化，进而使该催化剂的温度上升。该升温燃烧模式被实施到氧化催化剂3以及SCR催化剂6的温度变得足够高为止。
而且，在氧化催化剂3以及SCR催化剂6的温度变得足够高且NOX净化率成为容许范围内之后，根据内燃机1的运转状态(内燃机转速、内燃机负载)来决定主喷射时刻和后喷射量。以下将这种燃烧模式称为通常燃烧模式。
另一方面，通过在SCR催化剂6的温度为所述A至B之间的温度的情况下与实施升温燃烧模式的情况相比而降低未燃烧燃料的排出量，从而促进了NO的氧化。此时的未燃烧燃料的排出量为通常燃烧模式以上且少于升温燃烧模式。以下，将这种燃烧模式称为硝酸铵生成燃烧模式。
在现有方式中，在SCR催化剂6的温度成为NOX净化率变得足够高的、由所述C所表示的温度(例如，180℃)之前，实施升温燃烧模式，而在由C所表示的温度以上的情况下，实施通常燃烧模式。另一方面，虽然在本实施例中，在SCR催化剂6的温度上升的过程中，首先实施升温燃烧模式，但是当SCR催化剂6的温度达到由所述A所表示的温度时，实施硝酸铵生成燃烧模式，而且，当SCR催化剂6的温度成为由所述B所表示的温度以上时，实施升温燃烧模式直到达到由所述C所表示的温度(例如，180℃)为止，在SCR催化剂6的温度为由C所表示的温度以上时，实施通常燃烧模式。
如此，在SCR催化剂6的温度为所述A至B之间的温度的情况下，通过使流入氧化催化剂3或SCR催化剂6中的未燃烧燃料(HC、CO)的量降低，从而能够促进NO的氧化，进而提高NOX中的NO2的比例。由此，由于能够在SCR催化剂6中更多地生成硝酸铵，因此能够对NOX穿过SCR催化剂的情况进行抑制。即，能够使SCR催化剂6中的NOX净化率提高。
另外，虽然在本实施例中，将NO2的净化率变得足够高时的温度设为A，且从该A的温度起开始实施硝酸铵生成燃烧模式，但是取而代之，也可以在从NO2的净化率开始上升时的温度起开始实施硝酸铵生成燃烧模式。此外，也可以在NO2的净化率的上升中途开始实施硝酸铵生成燃烧模式。只需在从开始生成硝酸铵的温度起至硝酸铵的生成量成为最大的温度之间，开始实施硝酸铵生成燃烧模式即可。
例如，越使开始实施硝酸铵生成燃烧模式的温度向NO2的净化率开始上升时的温度靠近，则HC、CO的排出越会被限制在更低的温度，从而硝酸铵的生成量会增加。但是，由于氧化催化剂3以及SCR催化剂6的温度上升较缓慢，因此到SCR催化剂6活化而转移至通常燃烧模式为止会花费较多时间。因此，有可能使耗油率恶化。
相反，虽然越将开始实施硝酸铵生成燃烧模式的温度提高，越能够促进氧化催化剂3以及SCR催化剂6的温度上升，但是硝酸铵的生成量会降低。因此，有可能向大气中排出的NOX量会增多。开始实施硝酸铵生成燃烧模式的温度的最佳值例如可以考虑向大气中的NOX的排出量和耗油率而预先通过实验或模拟等而求出并存储于ECU10中。例如，也可以使从SCR催化剂6流出的NOX量作为整体而降低的方式来决定开始实施硝酸铵生成燃烧模式的温度。此外，也可以使该温度根据运转条件而变化。
此外，虽然在本实施例中，将NO2的净化率升高之后且NO的净化率升高的中途的温度设为B，而在达到该B的温度之后实施升温燃烧模式，但是取而代之，也可以在NO的净化率的上升开始的温度起至NO的净化率成为足够高的温度(C的温度)为止之间的温度开始实施升温燃烧模式。开始实施升温燃烧模式的温度的最佳值例如可以考虑向大气中的NOX的排出量和耗油率而预先通过实验或模拟等而求出并存储于ECU10中。例如也可以使从SCR催化剂6流出的NOX量作为整体而降低的方式来决定开始实施升温燃烧模式的温度。此外，也可以使该温度根据运转条件而变化。
图4为表示NO净化率、NO2净化率、NO2比例的推移的时序图。NO2比例为NO与NO2的比例，且NO2相对于NO越多则值越大。虚线为表示SCR催化剂6的温度。
在图4中，TA为所述(1)的反应进行的期间，即在SCR催化剂6中生成硝酸铵的期间。TB为SCR催化剂6的温度例如成为180℃以上的期间，即所述(2)的反应进行的期间。TC为SCR催化剂6的温度例如成为220℃以上的期间，即所述(3)的反应进行的期间。TD为SCR催化剂6的温度例如成为280℃以上的期间，即所述(4)的反应进行的期间。
以此方式，根据SCR催化剂6的温度从而NO以及NO2的反应有所不同，且与NO相比而NO2从较低的温度起净化率升高。
图5为表示SCR催化剂6的温度、从内燃机1被排出的HC量、CO量、与SCR催化剂6相比靠下游侧的NOX浓度(也可以作为NOX的量)、与SCR催化剂6相比靠下游侧的NO浓度(也可以作为NO的量)的推移的时序图。
在TA1的时间点处，SCR催化剂6的温度达到所述A的温度。在TB1的时间点处，SCR催化剂6的温度达到所述B的温度。在TC1的时间点处，SCR催化剂6的温度达到所述C的温度。实线为表示在TA1至TB1的期间内实施了硝酸铵生成燃烧模式的情况，虚线为表示在TA1至TB1的期间内代替硝酸铵生成燃烧模式而实施了升温燃烧模式的情况。
在图5的实线的情况下，在TA1至TB1的期间内实施硝酸铵生成燃烧模式，在TB1至TC1的期间内实施升温燃烧模式，在与TC1相比靠后的期间内实施通常燃烧模式。另一方面，在图5的虚线的情况下，在TA1至TC1的期间内实施升温燃烧模式，在与TC1相比靠后的期间内实施通常燃烧模式。
如此，在现有技术中(虚线)，通过在TA1的时间点以后使从内燃机1被排出的HC量以及CO量增加，从而实现了SCR催化剂6的温度上升。由于在这种情况下，在氧化催化剂3以及SCR催化剂6中HC、CO被氧化，因此使排气中的氧量减少。故此，NO的氧化被抑制。而且，由于此时在SCR催化剂6中NO与氨不进行反应，因此NO将穿过SCR催化剂6。即，与SCR催化剂6相比靠下游的NOX浓度以及NO浓度变得较高。
另一方面，由于在本实施例(实线)中，在TA1至TB1的期间内，HC、CO的排出量被降低，因此在氧化催化剂3以及SCR催化剂6中氧与NO进行反应而生成NO2。即，在此时的温度下，能够使穿过SCR催化剂6的NO量减少，且使SCR催化剂6中与氨进行反应而生成硝酸铵的NO2量增加。由此，与SCR催化剂6相比靠下游的NOX浓度以及NO浓度变得较低。
然而，由于排气中的NO2与被吸附在SCR催化剂6中的氨进行反应而生成硝酸铵，因此对应于硝酸铵生成量的增加从而SCR催化剂6中的氨吸附量减少。此外，由于SCR催化剂6的温度达到所述B的温度，而即使供给尿素水也不会转化为氨，因此无法使氨吸附量增加。而且，虽然硝酸铵在约210℃被分解而从SCR催化剂6中被去除，但是当硝酸铵生成量变多时，到全部的硝酸铵被分解为止会花费较多时间。而且，在SCR催化剂6中硝酸铵所存在的部位处，无法对氨进行吸附。
即，当硝酸铵生成量变多时，存在即使SCR催化剂6的温度达到能够对NOX进行净化的温度，但也因氨不够充足而使NOX的净化变得困难的情况。而且，当因氨的不充足而使得向大气中被排出的NOX量超过因生成硝酸铵而抑制了向大气中的排出的NOX量时，作为整体而可能会使向大气中的NOX的排出量增加。
相对于此，在本实施例中，以能够维持用于将NOX净化率设定在容许范围内所需要的氨吸附量的方式而对硝酸铵的生成量进行限制。ECU10对由SCR催化剂6而被生成的硝酸铵的量(以下，也称为硝酸铵生成量)以及SCR催化剂6所吸附的氨量(以下，也称为氨吸附量)进行推断并以能够维持NOX净化率在容许范围内的氨吸附量的方式而对硝酸铵的生成进行抑制。
具体而言，将从与生成硝酸铵相比之前的氨吸附量中减去硝酸铵生成量而得出的值设为当前时间点的氨吸附量，且在该当前时间点的氨吸附量小于阈值的情况下，结束硝酸铵生成燃烧模式且转移至升温燃烧模式。另外，阈值也可以设为成为NOX净化率的容许范围的下限值的氨吸附量，也可以设为相对于成为该下限值的氨吸附量而具有某种程度的余量的值。此外，也可以在使硝酸铵生成燃烧模式结束之后转移至通常燃烧模式。当前时间点的氨吸附量也可以为，从与生成硝酸铵相比之前的氨吸附量中减去为了生成硝酸铵而被消耗的氨量而得出的值。
此外，在硝酸铵被分解时会进行以下反应。
NH4NO3→NO3+HNO3
NH4NO3→N2O+2H2O
NH4NO3→2N2+O2+4H2O
即，虽然会生成N2O，但是也存在减少该N2O的排出量的需求。相对于此，通过降低硝酸铵生成量，从而能够降低N2O的排出量。在这种情况下，所述阈值也可以为N2O的排出量成为容许范围的上限值的氨吸附量或者相对于成为该上限值的氨吸附量而具有某种程度的余量的值。
另外，虽然硝酸铵生成量也可以作为流入SCR催化剂6中的NO2全部转化为硝酸铵的量来进行推断，但是也可以作为以预定的比例而转化为硝酸铵的量来进行推断。此外，在流入SCR催化剂6中的NO2之中也含有在SCR催化剂6中NO被氧化而生成的NO2。流入SCR催化剂6的NO2量是根据从内燃机1被排出的NO量和NO2量、以及在氧化催化剂3以及SCR催化剂6中由NO被氧化为NO2的量而得出的。此外，在氧化催化剂3以及SCR催化剂6中由NO被氧化为NO2的量是根据SCR催化剂6的温度和通过吸入空气量而求出的排气的流量等而被计算出的。此外，能够根据所推断出的硝酸铵生成量而对为了生成硝酸铵所消耗的氨量进行计算。
图6为表示对硝酸铵生成量GGNA进行计算的流程的流程图。本程序通过ECU10而每隔预定时间被重复实施。另外，在本实施例中，对图6所示的流程进行处理的ECU10相当于本发明中的硝酸铵量检测装置。
在步骤S101中，对流入SCR催化剂6中的NOX量(NOX流入量GNOX)进行计算。例如，根据由上游侧NOX传感器12检测出的向SCR催化剂6流入的排气中的NOX浓度、和由空气流量计15检测出的吸入空气量，从而能够对NOX流入量GNOX进行计算。此外，由于内燃机1的运转状态(内燃机转速、燃料喷射量等)与NOX流入量GNOX存在相关关系，因此也可以预先通过实验或模拟而求出该关系并进行映射化而存储在ECU10中。而且，也可以根据进气中的氧浓度而利用模型来进行计算。
在步骤S102中，对向SCR催化剂6流入的NOX中的NO2的比例(NO2比例RNO2)进行计算。由于从内燃机1被排出的NOX中的NO2的比例与内燃机转速、燃料喷射量、气缸内的温度等存在相关关系，因此能够预先通过实验或模拟而求出这些关系并进行映射化，并且通过将之预先储存在ECU10中从而进行求取。此外，由于在氧化催化剂3以及SCR催化剂6中NO被氧化从而使NO2的比例升高。另一方面，通过由HC、CO对NO2的还原而使NO2的比例降低。如此，将各个催化剂中的NO2的比例的转化量设为补正系数RCNO2来进行计算。补正系数RCNO2是考虑到各个催化剂中的NO的氧化量与由HC、CO对NO2的还原量而决定的。由于补正系数RCNO2与各个催化剂的温度、流入各个催化剂中的HC、CO量、排气的流量等存在相关关系，因此预先通过实验或模拟而求出这些关系并预先进行映射化。通过在从内燃机1被排出的NOX中的NO2的比例上乘以补正系数RCNO2，从而能够求出NO2比例RNO2。
在步骤S103中，对流入SCR催化剂6中的NO2量GNO2进行计算。流入SCR催化剂6中的NO2量GNO2是通过在步骤S101中所计算出的NOX流入量GNOX上乘以步骤S102中所计算出的NO2比例RNO2而被计算出的。
在步骤S104中，对在SCR催化剂6内NO2转化为硝酸铵的比例(硝酸铵生成率RGNA)进行计算。由于硝酸铵生成率RGNA与SCR催化剂6的温度存在相关关系，因此预先通过实验或模拟而求出该关系并进行映射化，且预先存储于ECU10中。
在此，图7为表示SCR催化剂6的温度与硝酸铵生成率RGNA的关系的图。如此，硝酸铵生成率RGNA基于SCR催化剂6的温度而发生变化。另外，由于排气的流量越增多则硝酸铵生成率RGNA越降低，因此也可以考虑排气的流量而设为二维映射。
在步骤S105中，对硝酸铵生成量GGNA进行计算。硝酸铵生成量GGNA是通过在步骤S103中所计算出的流入SCR催化剂6中的NO2量GNO2上，乘以步骤S104所计算出的硝酸铵生成率RGNA而被计算出的。由于硝酸铵生成量GGNA是作为每单位时间的生成量而被计算出的，因此能够通过对该值进行累计而计算出硝酸铵的生成量的总量。此外，在步骤S105中，也可以根据硝酸铵生成量GGNA而对为了生成硝酸铵所消耗的氨量进行计算。
另外，通过从步骤S105中所计算出的硝酸铵生成量GGNA的累计值中减去在SCR催化剂6中被分解的硝酸铵的量GDNA，从而能够对SCR催化剂6所吸附的硝酸铵的量进行计算。由于在SCR催化剂6中被分解的硝酸铵的量GDNA与SCR催化剂6的温度存在相关关系，因此只需预先通过实验或模拟而求出该关系并进行映射化，并且存储在ECU10中即可。
图8为表示SCR催化剂6的温度与硝酸铵的分解量的关系的图。如此，当SCR催化剂6的温度以某种程度而升高时，SCR催化剂6的温度越升高则硝酸铵每单位时间的分解量越增多。另外，由于硝酸铵的残留量越多则每单位时间的分解量越增多，因此也可以考虑硝酸铵的残留量而设为二维映射。此外，由于排气的流量越多则分解量越增多，因此也可以根据排气的流量来进行补正。
此外，通过以下方式也能够对硝酸铵生成量GGNA进行计算。在此，图9为表示对硝酸铵生成量GGNA进行计算的另外的流程的流程图。本程序通过ECU10而每隔预定时间被重复实施。另外，对于实施与上述流程相同的处理的步骤而标注相同符号并省略说明。
在本程序中，在步骤S103的处理之后进入步骤S201。在步骤S201中，对在SCR催化剂6中能够生成的硝酸铵的量(硝酸铵可生成量GPGNA)进行计算。硝酸铵可生成量GPGNA为，根据当前时间点的SCR催化剂6的温度而求出的、SCR催化剂6中每单位时间能够最大限度生成的硝酸铵量。在此，超出了硝酸铵可生成量GPGNA而流入SCR催化剂6中的NO2不会转化成硝酸铵而是从SCR催化剂6流出。即，流入SCR催化剂6中的NO2并不是全部转化为硝酸铵。由于硝酸铵可生成量GPGNA与SCR催化剂6的温度存在相关关系，因此只需预先通过实验或模拟而求出该关系并进行映射化，并且存储在ECU10中即可。
图10为表示SCR催化剂6的温度与硝酸铵可生成量GPGNA的关系的图。如此，硝酸铵可生成量GPGNA根据SCR催化剂6的温度而变化。另外，由于排气的流量越多，则硝酸铵可生成量GPGNA越变少，因此也可以根据排气的流量来进行补正。
在步骤S202中，对步骤S201中所计算出的硝酸铵可生成量GPGNA是否在步骤S103中所计算出的流入SCR催化剂6中的NO2量GNO2全部转化为硝酸铵时的量以下进行判断。在步骤S202中做出了肯定判断的情况下进入步骤S203，并将硝酸铵生成量GGNA与硝酸铵可生成量GPGNA设为相等。另一方面，在步骤S202中做出了否定判断的情况下进入步骤S204，并且硝酸铵生成量GNA作为步骤S103中所计算出的流入SCR催化剂6中的NO2量GNO2全部转化为硝酸铵的量而被计算出。
另外，与硝酸铵生成燃烧模式被开始实施相比而靠前的氨吸附量，能够设为通常燃烧模式时的氨吸附量的目标值。即，在通常燃烧模式时，以氨吸附量成为目标值的方式而供给氨。在这种情况下，例如通过从氨的供给量的累计值中减去由NOX净化率而求出的氨的消耗量的累计值，从而对氨吸附量进行计算，并以该氨吸附量成为目标值的方式而供给氨。氨的供给量能够根据还原剂喷射阀5的开阀时间而求出。NOX净化率例如能够根据与SCR催化剂6相比靠上游侧的NOX浓度和与SCR催化剂6相比靠下游侧的NOX浓度而求出。而且，由于即使内燃机1被停止，氨吸附量也不会改变，因此在硝酸铵生成燃烧模式被开始时，使以氨吸附量成为目标值的量来进行处理。另外，氨吸附量能够通过公知的技术而求出。
图11为表示氨吸附量(NH3吸附量)与SCR催化剂6中的NOX净化率的关系的图。氨吸附量越增多则NOX净化率越提高。
在此，例如，ECU10以由图11的H所表示的氨吸附量作为目标值来从还原剂喷射阀5供给还原剂。而且，当硝酸铵被生成时氨吸附量会减少。如上所述，当生成硝酸铵时，例如会成为由图11的E所表示的氨吸附量。另外，在图11中，由F所表示的氨吸附量为，NOX净化率成为容许范围的下限值的氨吸附量。即，优选为，氨吸附量维持在F以上。
在此，在本实施例中，在氨吸附量减少至图11的G的值时，使硝酸铵生成燃烧模式结束。另外，图11中的G值为与F的值相比而较大的值，且为以氨吸附量不会减少至F值的方式而相对于F的值具有余量的值。此外，也可以在氨吸附量减少至图11的F的值时使硝酸铵生成燃烧模式结束。
图12为表示SCR催化剂6的温度、从内燃机1被排出的HC量、CO量、与SCR催化剂6相比靠下游侧的NOX浓度(也可以作为NOX量)、与SCR催化剂6相比靠下游侧的NO浓度(也可以作为NO量)、SCR催化剂6所吸附的硝酸铵的量(硝酸铵堆积量)、氨吸附量的推移的时序图。硝酸铵堆积量作为与硝酸铵生成量相同的量。在TA1的时间点处，SCR催化剂6的温度达到所述A的温度。在TB1的时间点处，SCR催化剂6的温度达到所述B的温度。在TC1的时间点处，SCR催化剂6的温度达到所述C的温度。
实线为表示在氨吸附量小于阈值时使硝酸铵生成燃烧模式结束的情况，虚线为表示在氨吸附量小于阈值时不使硝酸铵生成燃烧模式结束的情况(图5中实线的情况)，虚线为表示代替硝酸铵生成燃烧模式而实施了升温燃烧模式的情况(图5中虚线的情况)。
另外，虽然与图5所示的时序图进行比较而各个值的推移不同，但是这是由于，以根据内燃机1的运转状态等而获得最佳升温效果的方式而对HC、CO的排出量等进行调节的缘故。
在由图12的TA2所表示的时间点处，氨吸附量减少至阈值。因此，在本实施例(实线)中，从由TA2所表示的时间点起，将HC、CO的排出量增加至与现有技术(单点划线)相同。
由于在氨吸附量小于阈值时不使硝酸铵生成燃烧模式结束的情况(虚线)下，氨吸附量与TA2的时间点相比而在之后会进一步减少，因此NOX净化率在TB1的时间点以后会降低，从而NOX以及NO的排出量增多。
另一方面，虽然在本实施例(实线)的情况下，在TA2至TB1的期间内的NOX的排出量与虚线的情况相比而增多，但是TC1以后的NOX的排出量与虚线的情况相比而较少。由此，在本实施例中，能够使作为整体的NOX排出量与虚线的情况相比而减少。
图13为表示本实施例所涉及的SCR催化剂6处于低温时的控制流程的流程图。本程序在硝酸铵生成燃烧模式时通过ECU10而每隔预定时间被实施。
在步骤S301中，对硝酸铵堆积量M1进行计算。硝酸铵堆积量M1为SCR催化剂6所吸附的硝酸铵的量，且作为与硝酸铵的生成量相同的量来进行计算。另外，在步骤S301中，也可以根据硝酸铵生成量而对为了生成硝酸铵所消耗的氨量进行计算。
在步骤S302中，对硝酸铵被生成之前的氨吸附量M2进行计算。该氨吸附量M2可以作为内燃机1的启动时的氨吸附量，也可以作为开始HC、CO的排出量的降低的时间点的氨吸附量。另外，由于在内燃机1被启动之后至SCR催化剂6的温度成为由所述B表示的温度为止的期间内，尿素不会转化为氨，因此无法向SCR催化剂6供给氨。此外，由于当SCR催化剂6的温度低于所述A时，在SCR催化剂6中氨不进行反应，因此氨吸附量不会减少。
在步骤S303中，通过从步骤S302中所计算出的氨吸附量M2中减去步骤S301中所计算出的硝酸铵堆积量M1，来对当前时间点的氨吸附量M进行计算。另外，在步骤S303中，也可以通过从步骤S302中所计算出的氨吸附量M2中减去步骤S301中所计算出的“为了生成硝酸铵所消耗的氨量”，来对当前时间点的氨吸附量M进行计算。
在步骤S304中，对当前时间点的氨吸附量M是否在阈值以上进行判断。阈值可以设为成为NOX净化率的容许范围的下限值的氨吸附量，也可以设为相对于成为该下限值的氨吸附量而具有某种程度的余量的值。即，在本步骤中，也可以取代对当前时间点的氨吸附量M是否在阈值以上进行判断，而对根据在当前时间点SCR催化剂6所吸附的氨量而推断出的NOX净化率是否在阈值以上进行判断。NOX净化率的阈值可以设为NOX净化率的容许范围的下限值，也可以设为具有某种程度的余量的值。
在步骤S304中做出了肯定判断的情况下进入步骤S305，另一方面，在做出了否定判断的情况下进入步骤S306。
在步骤S305中，使从内燃机1排出的HC、CO的排出量减少，并实施硝酸铵生成燃烧模式。另外，在本实施例中，对步骤S305进行处理的ECU10相当于本发明中的控制装置。
另一方面，在步骤S306中，使从内燃机1排出的HC、CO的排出量增加并实施升温燃烧模式。即，使硝酸铵生成燃烧模式结束并转移至适用于催化剂的温度上升的升温燃烧模式。
另外，虽然在本实施例中，在步骤S304中进行了当前时间点的氨吸附量M是否在阈值以上的判断，但是取而代之，也可以对硝酸铵的生成量的累计值是否在预定值以下进行判断。即，也可以在硝酸铵的生成量的累计值超出预定值的情况下而判断为，因氨吸附量较少而无法将NOX净化率维持在容许范围内。
另外，也可以针对于图13所示的流程而追加根据SCR催化剂6的温度来对各个燃烧模式进行切换的判断。图14为表示本实施例所涉及的SCR催化剂6处于低温时的控制流程即考虑了SCR催化剂6的温度的流程的流程图。在SCR催化剂6处于低温时，本程序通过ECU10而每隔预定时间被实施。另外，针对实施与上述的流程相同的处理的步骤而标注相同的符号并省略说明。
在本流程中，在步骤S303的处理之后执行步骤S401。在步骤S401中，对SCR催化剂6的温度是否在所述A以上进行判断。即，对SCR催化剂6的温度是否达到生成硝酸铵的温度进行判断。
在步骤S401中做出了肯定判断的情况下，进入步骤S304。另一方面，由于在步骤S401中做出了否定判断的情况下，则无法在SCR催化剂6中生成硝酸铵并且无法对NOX进行净化，因此结束本程序。在这种情况下，也可以实施升温燃烧模式。
此外，在本程序中，在步骤S305或步骤S306的处理之后执行步骤S402。在步骤S402中，对SCR催化剂6的温度是否在所述B以上进行判断。即，对SCR催化剂6中是否生成了硝酸铵并且是否达到使NO以及NO2被还原的温度进行判断。
在步骤S402中做出了肯定判断的情况下，进入步骤S403。另一方面，在步骤S402中做出了否定判断的情况下，返回步骤S401。
在步骤S403中，使HC、CO的排出量增加而实施升温燃烧模式。即，使从内燃机1被排出的HC、CO量较多地增加，而使氧化催化剂3等中HC、CO氧化，从而通过此时所产生的热量而使SCR催化剂6的温度上升。此时，由于SCR催化剂6中NO以及NO2被还原，因此无需提高NOX中的NO2的比例。
在步骤S404中，对SCR催化剂6的温度是否在所述C以上进行判断。即，对SCR催化剂6是否完全活化而达到能够发挥原本的净化性能的温度进行判断。在步骤S404中做出了肯定判断的情况下进入步骤S405，另一方面，在做出了否定判断的情况下，返回步骤S402。
在步骤S405中，SCR催化剂6的升温燃烧模式结束，并转移至通常燃烧模式。在通常燃烧模式中，根据内燃机1的运转状态(例如内燃机转速以及内燃机负载)而对主喷射量或主喷射、后喷射时刻、后喷射量等进行调节。这些关系以耗油率和内燃机输出成为最佳状态的方式而通过预先实验等被求出并被图表化。此后，使本程序结束。
另外，虽然在本实施例中具备氧化催化剂3，但是由于在SCR催化剂6中HC、CO也会被氧化，因此即使在不具备氧化催化剂3的情况下，也能够通过降低流入SCR催化剂6中的未燃烧燃料的量来促进NO的氧化。
此外，虽然在本实施例中通过进行燃料喷射时刻的提前或后喷射量的减少而对从内燃机1的HC、CO的排出进行抑制，但是也可以通过其它的方法来降低HC、CO。此外，也可以将多种方法进行组合。
例如，在具备EGR装置30的情况下也可以采用如下方式，即，与升温燃烧模式时相比而在硝酸铵生成燃烧模式时使EGR气体量减少。即，也可以在硝酸铵生成燃烧模式时缩小EGR阀32的开度。此外，也可以在硝酸铵生成燃烧模式时停止EGR气体的供给。以这样的方式，由于燃烧状态更稳定，因此能够降低从内燃机1排出的未燃烧燃料的排出量。由此，能够促进NO的氧化。
此外，也可以在从内燃机1被排出的HC、CO量不发生变化的条件下，降低流入氧化催化剂3以及SCR催化剂6中的HC、CO量。例如，在具备向与氧化催化剂3相比靠上游的排气通道2内添加燃料的燃料添加阀的情况下，也可以采用如下方式，即，与升温燃烧模式时相比而在硝酸铵生成燃烧模式时使来自燃料添加阀的燃料添加量变少。此外，也可以在硝酸铵生成燃烧模式时停止来自燃料添加阀的燃料添加。由此，由于能够抑制在氧化催化剂3以及SCR催化剂6中燃料与氧进行反应，因此能够促进NO的氧化。
如以上所说明的那样，根据本实施例，虽然在SCR催化剂6中无法对NO进行净化，但是在处于NO2与氨进行反应而生成硝酸铵的温度时，能够通过使排气中的HC、CO的量减少，从而使排气中的NO的量减少并且使NO2的量增加。而且，通过使SCR催化剂6中NO2与氨进行反应而生成硝酸铵从而能够对NOX从SCR催化剂6中流出的情况进行抑制。即，能够降低向大气中被排出的NOX量。
而且，根据本实施例，由于以在SCR催化剂6活性化之后的NOX净化率成为在容许范围内的方式而对硝酸铵的生成进行限制，因此能够降低作为整体而向大气中的NOX的排出量。
(实施例2)
在实施例1中，通过使流入氧化催化剂3以及SCR催化剂6中的HC、CO量减少，从而促进了NO的氧化。另一方面，在本实施例中，通过使排气中的氧浓度上升，从而促进了NO的氧化。另外，本实施例能够与所述实施例同时实施。
图15为表示本实施例所涉及的内燃机的概要结构的图。针对与图1相同的装置而标注相同的符号并省略说明。
在本实施例中，具有向与氧化催化剂3相比靠上游的排气通道2供给二次空气的二次空气供给装置40。二次空气供给装置40具备与排气通道2连接的二次空气供给通道41和与二次空气供给通道41连接并喷出空气的泵42。泵42由ECU10控制。
在此，通过使排气中的氧浓度上升，从而能够促进流入氧化催化剂3以及SCR催化剂6中的NO的氧化。由此，由于增加了SCR催化剂6中的硝酸铵生成量，因此能够抑制NOX向大气中排出。另一方面，在根据SCR催化剂6所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，能够通过减少NO2的量而对硝酸铵的生成进行抑制。即，由于通过使流入具有氧化功能的催化剂中的氧的量减少而抑制了NO的氧化，因此能够减少NO2的量。由此，能够抑制NOX净化率的降低。
此外，例如，在具备EGR装置30的情况下，通过降低EGR气体量而能够使排气中的氧浓度上升，通过增加EGR气体量而能够使排气中的氧浓度下降。也可以在降低EGR气体量时停止EGR气体的供给。而且，也可以扩大节气门9的开度。即，通过使从内燃机1被排出的氧量增加或者向排气中供给氧，从而能够使排气中的氧浓度上升。另外，在本实施例中，EGR装置30或二次空气供给装置40相当于本发明中的氧供给装置。
EGR气体量或二次空气量、节气门9的开度也可以通过实验或模拟等来求出最佳值。此外，也可以根据氧化催化剂3的温度或SCR催化剂6的温度而对EGR气体量或二次空气量、节气门9的开度进行调节。
另外，也可以具备使氧化催化剂3或SCR催化剂6的温度上升的加热装置。在此，只要能够通过加热装置而使氧化催化剂3或SCR催化剂6的温度上升，则能够迅速上升到可对NO进行氧化的温度。由此，能够提前使硝酸铵生成。加热装置由ECU10控制。
图16为表示本实施例所涉及的内燃机的概要结构的另外的图。作为加热装置而具备对氧化催化剂3进行加热的电加热器60。电加热器60由ECU10控制。电加热器60也可以为，通过对氧化催化剂3的载体进行通电，从而利用该载体的电阻来发热的装置。此外，也可以使SCR催化剂6具备电加热器60。
如此，能够通过电加热器60而使氧化催化剂3或SCR催化剂6的温度上升。另外，也可以代替电加热器60而使用燃烧式加热器。此外，在具备涡轮增压器以及对该涡轮增压器的汽轮机进行迂回的通道的情况下，通过使排气在对该汽轮机进行迂回的通道中流通，从而能够抑制该涡轮中的排气的温度降低。即，既可以使氧化催化剂3或SCR催化剂6的温度上升，也可以抑制排气的温度降低。
氧化催化剂3或SCR催化剂6的加热可以实施到达到所述A、B、C中的任意一个温度为止。另外，在本实施例中，电加热器、燃烧式加热器、对汽轮机进行迂回的迂回通道相当于本发明中的热量供给装置。
此外，也可以使穿过氧化催化剂3以及SCR催化剂6的排气的流量降低，从而确保催化剂中的反应时间。例如，可以降低吸入空气量或降低增压。此外，也可以使EGR气体量增加。
符号说明
1  内燃机；
2  排气通道；
3  氧化催化剂；
4  过滤器；
5  还原剂喷射阀；
6  选择还原型NOX催化剂(SCR催化剂)；
7  燃料喷射阀；
8  进气通道；
9  节气门；
10 ECU；
11 温度传感器；
12 上游侧NOX传感器；
13  下游侧NOX传感器；
15  空气流量计；
16  加速踏板；
17  加速器开度传感器；
18  曲轴位置传感器；
30  EGR装置；
31  EGR通道；
32  EGR阀。

Claims (7)

1.一种内燃机的排气净化装置，具备：
选择还原型NOX催化剂，其被设置于内燃机的排气通道中，并将氨作为还原剂而对NOX进行还原；
供给装置，其向所述选择还原型NOX催化剂供给氨；
温度检测装置，其对所述选择还原型NOX催化剂的温度进行测定或推断；
硝酸铵量检测装置，其对在所述选择还原型NOX催化剂中所生成的硝酸铵的量进行测定或推断，
在所述内燃机的排气净化装置中还具备控制装置，所述控制装置通过从所述内燃机的启动时所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量中减去所述选择还原型NOX催化剂中所生成的硝酸铵的量，从而对当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量进行计算，并且在根据当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，与所述NOX净化率在阈值以上的情况相比而使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量减少。
2.如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，
所述控制装置通过使流入所述选择还原型NOX催化剂的NOX中的NO2的比例提高，从而使流入所述选择还原型NOX催化剂的NO2的量增多，并且通过使流入所述选择还原型NOX催化剂的NOX中的NO2的比例降低，从而使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量减少。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，其中，
所述控制装置，在根据当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，与所述NOX净化率在阈值以上的情况相比而在所述选择还原型NOX催化剂的温度在氨与NO2进行反应的预定温度以上的情况下，实施使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量减少。
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，其中，
所述控制装置，在根据当前时间点处所述选择还原型NOX催化剂所吸附的氨量而推断出的NOX净化率小于阈值的情况下，与在阈值以上的情况相比而在所述选择还原型NOX催化剂的温度小于能够对NO进行还原的温度的情况下，实施使流入所述选择还原型NOX催化剂中NO2的量减少。
5.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，
还具备催化剂，所述催化剂在与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游处具有氧化功能，
所述控制装置通过使流入具有所述氧化功能的催化剂中的未燃烧燃料量增多，从而使流入所述选择还原型NOX催化剂中NO2的量减少。
6.如权利要求1至5中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，
还具备催化剂和氧供给装置，
所述催化剂在与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游处具有氧化功能，
所述氧供给装置向与具有所述氧化功能的催化剂相比靠上游的排气中供给氧，
所述控制装置通过使由所述氧供给装置向与具有所述氧化功能的催化剂相比靠上游的排气中所供给的氧的量减少，从而使流入所述选择还原型NOX催化剂中的NO2的量减少。
7.如权利要求3所述的内燃机的排气净化装置，其中，
还具备催化剂和热量供给装置，
所述催化剂在与所述选择还原型NOX催化剂相比靠上游处具有氧化功能，
所述热量供给装置向具有所述氧化功能的催化剂供给热量，
所述控制装置通过所述热量供给装置向具有所述氧化功能的催化剂供给热量，直至所述选择还原型NOX催化剂的温度成为所述预定温度以上为止。
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