CN104838102A - 内燃机的排气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，在具备氧化催化剂和被配置于与氧化催化剂相比靠下游的SCR催化剂的内燃机的排气净化系统中，提高SCR催化剂处于未活化状态时的NOX净化率。为了解决该课题，本发明采用如下的方式，即，在具备被配置于内燃机的排气通道中的氧化催化剂、被配置于与氧化催化剂相比靠下游的排气通道中的SCR催化剂以及在SCR催化剂未活化时向氧化催化剂供给未燃烧燃料的供给装置的内燃机的排气系统中，通过在内燃机进行低负荷运行时减少未燃烧燃料的供给量，从而使流向SCR催化剂的NO2的量增加。

Description

内燃机的排气净化系统
技术领域
本发明涉及一种具备被配置于内燃机的排气通道中的氧化催化剂、被配置于与氧化催化剂相比靠下游的排气通道中的选择还原型催化剂(在下文中有时也记为SCR(Selective Catalytic Reduction)催化剂)的排气净化系统。
背景技术
一直以来，已知一种将氧化催化剂与SCR催化剂配置于内燃机的排气通道中的排气净化系统。作为这种排气净化系统，提出了一种以提高氧化催化剂和SCR催化剂的温度为目的而向氧化催化剂供给未燃烧燃料(碳氢化合物(HC))的技术(参照专利文献1)。
在专利文献2中对如下技术进行了记载，即，在具备氧化催化剂、SCR催化剂以及绕过氧化催化剂的旁通通道的排气净化系统中，在因氧化催化剂而过量地生成二氧化氮(NO2)时，使穿过旁通通道的排气的量增加的技术。
在专利文献3中对如下技术进行了记载，即，在从氧化催化剂中流出的NOX中的NO2所占的比例即NO2比率为50％时，通过向氧化催化剂供给未燃烧燃料，从而使SCR的温度上升至预定温度的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-295277号公报
专利文献2：日本特开2005-023921号公报
专利文献3：日本特开2012-007557号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，当在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，继续供给未燃烧燃料时，有可能使SCR催化剂中的NOX净化率降低。例如，当在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，内燃机进行低负荷运行时，SCR催化剂的温度上升量相对于未燃烧燃料的供给量而变少，因此有可能使直到SCR催化剂活化为止的NOX净化率减少。
本发明为鉴于上述事实而完成的发明，本发明的目的在于，提供一种能够在具备氧化催化剂、被配置于与氧化催化剂相比靠下游的SCR催化剂的内燃机的排气净化系统中，提高SCR催化剂处于未活化状态时的NOX净化率的技术。
用于解决课题的方法
本发明为了解决上述的课题，而采用如下方式，即，在内燃机的排气净化系统中，通过在内燃机进行低负荷运行时，对未燃烧燃料的供给量进行减量，从而使流向SCR催化剂的NO2的量增加，其中，所述内燃机的排气净化系统具备被配置于内燃机的排气通道中的氧化催化剂、被配置于与氧化催化剂相比靠下游的排气通道中的选择还原型催化剂(SCR催化剂)、在SCR催化剂未活化时向氧化催化剂供给未燃烧燃料的供给装置。
详细而言，本发明的内燃机的排气净化系统采用如下方式，即，具备：氧化催化剂，其被配置于内燃机的排气通道中；选择还原型催化剂(SCR催化剂)，其被配置于与所述氧化催化剂相比靠下游的排气通道中；升温单元，其在所述氧化催化剂活化且所述选择还原型催化剂(SCR催化剂)未活化时,通过向所述氧化催化剂供给未燃烧燃料，从而使从所述氧化催化剂流出的排气的温度上升；控制单元，其在通过所述升温单元而向所述氧化催化剂供给未燃烧燃料的期间内，在内燃机进行低负荷运行时，使通过所述升温单元而被供给的未燃烧燃料的量减少。
作为使氧化催化剂及SCR催化剂活化的方法，一般的方法为，在氧化催化剂活化前，向氧化催化剂供给少量的未燃烧燃料，而在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，向氧化催化剂供给与氧化催化剂的活化前相比量较多的未燃烧燃料。
然而，在内燃机进行低负荷运行时，从该内燃机被排出时的排气的温度会降低。因此，即使在氧化催化剂中未燃烧燃料的氧化反应热施加给排气，从排气向SCR催化剂被传递的热量也会减少。此外，在大量的未燃烧燃料被供给至氧化催化剂的情况下，排气中的一氧化氮(NO)在氧化催化剂中几乎不会被氧化，从而流向SCR催化剂的NO2的量也随之减少。而且，也存在如下情况，即，在SCR催化剂活化前，NOX净化率的上升量与该SCR催化剂的温度上升量相比变少的情况。由此，在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，当在内燃机进行低负荷运行时向氧化催化剂被供给的未燃烧燃料的量增多时，有可能使SCR催化剂的NOX净化率降低。
在此，还可考虑到如下方法，即，在内燃机进行低负荷运行时，通过将排气的一部分作为EGR(Exhaust Gas Recirculation：排气再循环)气体而向内燃机的气缸内进行供给，从而使在气缸内燃料燃烧时所产生的NOX量减少的方法。然而，由于在SCR催化剂未活化时，内燃机有可能处于冷态，因此难以供给可使NOX产生量减少的足够量的EGR气体。
与此相对，本发明的内燃机的排气净化系统在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，在内燃机进行低负荷运行时(期间)，对向氧化催化剂供给的未燃烧燃料的量进行减量。在这种情况下，由于在氧化催化剂中被氧化的未燃烧燃料的量减少，因此在氧化催化剂中被氧化的NO的量增加。其结果为，流向SCR催化剂的排气中所含有的NO2的量(NO2比率)增加。在NO2比率较高的排气流入到SCR催化剂中的情况下，与几乎不含有NO2的排气被导入至SCR催化剂中的情况相比，SCR催化剂的NOX净化率提高。
因此，根据本发明的内燃机的排气净化系统，能够在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，在内燃机进行低负荷运行时，提高SCR催化剂的NOX净化率。换言之，根据本发明的内燃机的排气净化系统，在难以供给足够量的EGR气体的情况下，能够尽可能地提高SCR催化剂的NOX净化率。
另外，在此所说的“使未燃烧燃料减量”是指，除了使未燃烧燃料的量减少到与零相比较大的范围内的方式以外，还包括将未燃烧燃料的量减少至零(停止未燃烧燃料的供给)的方式。
在本发明的内燃机的排气净化系统中，也可采用如下方式，即，控制单元在SCR催化剂的温度达到了预定温度以上时，执行使内燃机的吸入空气量增加的增量处理或使吸入空气量减少的减量处理之中的使SCR催化剂的NOX净化率提高的处理。另外，在此所说的“预定温度”是指，例如，随着NO2比率的上升，SCR催化剂的NOX净化率也上升的最低的温度。
当在SCR催化剂的温度在预定温度以上时实施吸入空气量的减量处理时，流向SCR催化剂的排气的NO2比率将提高。其结果为，SCR催化剂的净化率将上升。
然而，在排气的温度较高时，存在实施了吸入空气量的增量处理的情况与实施了吸入空气量的减量处理的情况相比，会提高SCR催化剂的NOX净化率的可能。即，当在排气温度较高时实施吸入空气量的增量处理时，由于SCR催化剂的温度上升速度加快，因此NOX净化率的增加速度也随之提高。
与此相对，当执行使内燃机的吸入空气量增量的增量处理或者使吸入空气量减量的减量处理之中的使SCR催化剂的NOX净化率提高的处理时，有可能进一步提高SCR催化剂的NOX净化率。
另外，当在SCR催化剂的温度足够高时实施吸入空气量的增量处理时，有可能使SCR催化剂的温度过度地提高。因此，也可以采用如下方式，即，在SCR催化剂的温度足够高时，优先于吸入空气量的增量处理而实施减量处理。
此外，在本发明的内燃机的排气净化系统中，也可采用如下方式，即，控制单元在SCR催化剂的温度从所述预定温度以上下降到了小于该预定温度时，使通过升温单元而向氧化催化剂被供给的未燃烧燃料的量减少。
当在SCR催化剂在预定温度以上时继续进行内燃机的低负荷运行(例如怠速运行)时，有可能使SCR催化剂的温度下降到小于预定温度。在SCR催化剂的温度从预定温度以上下降到了小于预定温度的情况下，使升温单元向氧化催化剂供给未燃烧燃料。然而，如上所述，在继续进行内燃机的低负荷运行时，即使向氧化催化剂供给未燃烧燃料，SCR催化剂的温度上升速度也不会变得足够快，并且SCR催化剂的NOX净化率下降。
与此相对，当在SCR催化剂的温度从所述预定温度以上下降到了小于该预定温度时，使通过升温单元而向氧化催化剂被供给的未燃烧燃料的量减少时，能够将SCR催化剂的NOX净化率的下降量抑制为较少。
发明的效果
根据本发明，能够在具备氧化催化剂和被配置于与氧化催化剂相比靠下游的SCR催化剂的内燃机的排气净化系统中，尽可能地提高SCR催化剂处于未活化状态时的NOX净化率。
附图说明
图1为表示应用本发明的内燃机及其进排气系统的概要结构的图。
图2为模式化地表示确定了供给未燃烧燃料的运行区域与停止未燃烧燃料的供给的运行区域的映射的图。
图3为用于对停止未燃烧燃料的供给的低负荷运行区域进行说明的图。
图4为用于对供给未燃烧燃料的高负荷运行区域进行说明的图。
图5为表示在实施了升温处理的情况下，向氧化催化剂供给的未燃烧燃料的量、SCR催化剂的温度、从氧化催化剂被排出的排气的NO2比率和SCR催化剂的NOX净化率的随时间的变化的时序图。
图6为表示SCR催化剂的温度从下限值上升至活化温度的期间内的NOX净化率的变化的图。
图7为表示在升温处理被实施时ECU所执行的处理程序的流程图。
图8为表示在SCR催化剂的温度上升至活化温度以上时ECU所执行的处理程序的流程图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的具体实施方式进行说明。本实施方式所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、相对配置等，只要未特别地记载，则并不将本发明的技术范围仅限定于此。
<实施例1>
首先，根据图1至图7对本发明的第一实施例进行说明。图1为表示应用了本发明的内燃机及其进排气系统的概要结构的图。图1所示的内燃机1为具有多个气缸的压燃式的内燃机(柴油发动机)。另外，应用本发明的内燃机并不局限于压燃式的内燃机，也可以是进行稀燃运行的火花点火式的内燃机(汽油发动机)。
内燃机1具备向气缸内喷射燃料的燃料喷射阀1a。此外，内燃机1与进气通道2和排气通道3连接。进气通道2为将从大气中抽吸进来的新鲜气体(空气)向内燃机1的气缸中进行引导的通道。排气通道3为用于使从内燃机1的气缸内被排出的已燃气体(排气)流通的通道。
在进气通道2的中途配置有进气节流阀(节流阀)4。节流阀4为，通过对进气通道2的通道截面面积进行变更，从而对被吸入至内燃机1的气缸内的空气量进行调节的阀机构。另外，节流阀4具备阀体和用于对该阀体进行开闭驱动的电动机，电动机由后文叙述的ECU10控制。
在排气通道3的中途，从上游侧起以串联的方式而配置有第一催化剂壳体5和第二催化剂壳体6。第一催化剂壳体5在筒状的壳体内内置了氧化催化剂和颗粒过滤器。此时，氧化催化剂可以负载于被配置在颗粒过滤器的上游的催化剂载体上，或者也可以负载于颗粒过滤器上。此外，氧化催化剂与颗粒过滤器也可以被收纳在互相独立的壳体中。
第二催化剂壳体6为，在筒状的壳体内对负载有选择还原型催化剂(SCR催化剂)的催化剂载体进行收纳的壳体。催化剂载体为，例如将氧化铝类或沸石类的活化成分(载体)涂覆在由堇青石或Fe-Cr-Al类的耐热钢构成的具有蜂窝状的横截面的整体式基材上的载体。而且，在催化剂载体上负载有具有氧化能力的贵金属催化剂(例如铂(Pt)或钯(Pd)等)。
另外，也可以在第二催化剂壳体6的内部，于与SCR催化剂相比靠下游处配置负载了氧化催化剂的催化剂载体。此时的氧化催化剂为，用于对向SCR催化剂供给的还原剂之中的穿过了SCR催化剂的还原剂进行氧化的催化剂。
在第一催化剂壳体5与第二催化剂壳体6之间的排气通道3上，安装有用于向排气中添加(喷射)NH3或作为NH3的前躯体的添加剂的添加阀7。添加阀7为，具有通过针的移动而被开闭的喷孔的阀装置。添加阀7经由泵70而与罐71连接。泵70对储存在罐71中的添加剂进行抽吸并且将所抽吸的添加剂向添加阀7进行压送。添加阀7将从泵70压送来的添加剂向排气通道3内进行喷射。另外，添加阀7和泵70为本发明所涉及的还原剂供给装置的一个实施方式。
在此，作为被储存在罐71中的添加剂，能够使用尿素或氨基甲酸铵等的水溶液、NH3气体。在本实施例中，对使用尿素水溶液以作为添加剂的示例进行叙述。
当从添加阀7喷射尿素水溶液时，尿素水溶液与排气一起流向第二催化剂壳体6。此时，尿素水溶液受到排气和第二催化剂壳体6的热量而被热分解或被加水分解。当尿素水溶液被热分解或被加水分解时，将生成氨(NH3)。以此种方式所生成的氨(NH3)被吸附(或吸藏)在SCR催化剂中。被吸附在SCR催化剂中的氨(NH3)与排气中所含有的氮氧化物(NOX)反应而生成氮(N2)和水(H2O)。即，氨(NH3)作为氮氧化物(NOX)的还原剂而发挥作用。
此外，内燃机1具备EGR装置，所述EGR装置包括将吸气通道2与排气通道3连通的EGR通道100和对该EGR通道100的通道截面面积进行变更的EGR阀101。EGR通道100为，将排气通道3内的排气的一部分作为EGR气体而向进气通道2中的与节流阀4相比靠下游进行引导的通道。EGR阀101为，通过对所述EGR通道100的通道截面面积进行变更，从而对从排气通道3向进气通道2被供给的EGR气体量进行调节的阀机构。另外，EGR阀101具备阀体和用于对该阀体进行开闭驱动的电动机，电动机由后文叙述的ECU10控制。
在以此种方式而构成的内燃机1中，一并设置有ECU10。ECU10为具备CUP(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、备份RAM等的电子控制单元。ECU10与第一排气温度传感器8、第二排气温度传感器9、曲轴位置传感器11、加速器位置传感器12、空气流量计13以及A/F(Air FuelRatio：空燃比)传感器14等各种传感器电连接。
第一排气温度传感器8被配置在第一催化剂壳体5与第二催化剂壳体6之间的排气通道3上，并且输出与从第一催化剂壳体5流出的排气的温度，换言之，被收纳在第一催化剂壳体5中的氧化催化剂的温度相关的电信号。第二排气温度传感器9被配置在与第二催化剂壳体6相比靠下游的排气通道3上，并且输出与从第二催化剂壳体6流出的排气的温度，换言之，被收纳在第二催化剂壳体6中的SCR催化剂的温度相关的电信号。曲轴位置传感器11输出与内燃机1的输出轴(曲轴)的旋转位置相关的电信号。加速器位置传感器12输出与加速踏板的操作量(加速器开度)相关的电信号。空气流量计13输出与被抽吸至内燃机1中的空气量(吸入空气量)相关的电信号。A/F传感器14被配置在与第一催化剂壳体5相比靠上游的排气通道3上，并且输出与排气的空燃比相关的电信号。
ECU10与燃料喷射阀1a、节流阀4、添加阀7、泵70以及EGR阀101等各种设备电连接。ECU10根据所述的各种传感器的输出信号来对所述各种设备进行电控制。例如，ECU10执行内燃机1的燃料喷射控制、从添加阀7间歇性地使添加剂喷射的添加控制等已知的控制，除此以外，还执行在被收纳于第一催化剂壳体5中的氧化催化剂和被收纳于第二催化剂壳体6中的SCR催化剂的温度较低时，用于使这些氧化催化剂和SCR催化剂的温度上升的升温处理。以下，对本实施例中的升温处理的执行方法进行叙述。
当内燃机1被冷启动时，氧化催化剂以及选择还原型催化剂成为未活化的状态，即，氧化催化剂无法对排气中的未燃烧燃料成分(HC和CO等)进行氧化，并且选择还原型催化剂无法对排气中的氮氧化物(NOX)进行还原的状态。因此，需要尽早地使氧化催化剂以及选择还原型催化剂活化。
相对于此，考虑到如下的方法，即，在氧化催化剂以及选择还原型催化剂活化前向氧化催化剂供给少量的未燃烧燃料，并且在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内向氧化催化剂供给与氧化催化剂活化前相比量较多的未燃烧燃料的方法。另外，作为向氧化催化剂供给未燃烧燃料的方法，能够使用向与氧化催化剂相比靠上游的排气通道3中添加燃料，或者由燃料喷射阀向膨胀行程或排气行程的气缸内进行后喷射的方法。
然而，当在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，内燃机1进行低负荷运行时，从该内燃机1被排出时的排气的温度会变低。因此，即使在氧化催化剂中产生未燃烧燃料的氧化反应热，从排气向SCR催化剂传递的热量也会减少。此外，在向氧化催化剂供给大量的未燃烧燃料的情况下，排气中的一氧化碳(NO)在氧化催化剂中几乎不会被氧化，从而流向SCR催化剂的NO2的量也随之变为极少。而且，当SCR催化剂的温度低于下限值时，还存在NOX净化率的上升量与该SCR催化剂的温度上升量相比而变少的情况。因此，当在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，在内燃机1进行低负荷运行时向氧化催化剂被供给的未燃烧燃料的量增多时，有可能使SCR催化剂的NOX净化率降低。
相对于此，还考虑到如下方法，即，在内燃机1进行低负荷运行时，通过将排气的一部分作为EGR气体而向内燃机1的气缸内进行供给，从而使NOX产生量减少的方法。然而，由于在SCR催化剂未活化时，内燃机1处于冷态的可能性较高，因此难以供给可使NOX产生量减少的足够量的EGR气体。
因此，在本实施例的升温处理中,ECU10在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内,在SCR催化剂的温度在下限值以上,并且内燃机1进行低负荷运行时,停止相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。在此所说的“下限值”为，例如，以在排气中存在NO2为条件，SCR催化剂能够对NOX进行净化的最低的温度。
详细而言，ECU10按照图2所示的映射而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换。图2为将内燃机1的负荷与旋转速度作为参数的映射的模式图，并为通过利用了预先实验等的适当处理而被确定的映射。如图2所示，在排气温度降低的低负荷运行区域中，不向氧化催化剂供给未燃烧燃料。另一方面，在排气温度升高的高负荷运行区域中，向氧化催化剂供给未燃烧燃料。在此所说的“低负荷运行区域”是指，在假定向氧化催化剂供给了未燃烧燃料的情况下，通过未燃烧燃料的反应热而产生的氧化催化剂的温度上升效果与通过从氧化催化剂向排气传递的热量而产生的氧化催化剂的温度降低效果互相抵消的运行区域。具体而言，如图3所示，“低负荷运行区域”为，在通过未燃烧燃料的供给而使氧化催化剂的温度上升了的情况下，该氧化催化剂的温度超过排气温度的运行区域。另一方面，“高负荷运行区域”为，在假定向氧化催化剂供给了未燃烧燃料的情况下，可获得通过未燃烧燃料的反应热而产生的氧化催化剂的温度上升效果与通过从排气向氧化催化剂传递的热量而产生的氧化催化剂的温度上升效果的相乘效果的运行区域。具体而言，如图4所示，“高负荷运行区域”为，在通过未燃烧燃料的供给而使氧化催化剂的温度上升了的情况下，排气温度与该氧化催化剂的温度相比变得较高的运行区域。另外，图3、4中的“X”为，从未燃烧燃料的供给开始到未燃烧燃料的反应热被反映在氧化催化剂的温度上所需要的期间。
图5为表示在根据图2的映射而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换的情况下，向氧化催化剂供给的未燃烧燃料的量、SCR催化剂的温度、从氧化催化剂排出的排气的NO2比率以及SCR催化剂的NOX净化率的随时间的变化的时序图。图5中的实线为表示根据内燃机1的运行状态而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换时的随时间的变化，图5中的单点划线为表示无论内燃机1的运行状态如何均供给未燃烧燃料时的随时间的变化。
在图5中，在SCR催化剂的温度在下限值Ts0以上并且内燃机1进行低负荷运行的期间(图5中从t1至t2的期间)内，未燃烧燃料的供给被停止的情况与未被停止的情况相比，在氧化催化剂中被氧化的NO的量增加。其结果为，虽然未燃烧燃料的供给被停止的情况与未被停止的情况相比，SCR催化剂的温度上升速度减小，但排气中的NO2比率升高。其结果为，未供给未燃烧燃料的情况与供给未燃烧燃料的情况相比，SCR催化剂的NOX净化率变得较高。另外，对未燃烧燃料的供给与停止进行切换的处理一直执行到SCR催化剂的温度达到活化温度为止。在此所说的“活化温度”是指，相当于本发明所涉及的“预定温度”的温度，并为通过提高排气中的NO2比率而从使SCR催化剂的NOX净化率升高的最低的温度。
因此，根据内燃机1的运行状态而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换了的情况与无论内燃机1的运行状态如何均供给未燃烧燃料的情况相比，在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间(SCR催化剂的温度从下限值上升至活化温度的期间)内的SCR催化剂的NOX净化率升高(参照图6)。另外，图6中的实线表示根据内燃机1的运行状态而对未燃烧燃料的供给与停止进行切换时的NOX净化率，单点划线表示无论内燃机1的运行状态如何均供给未燃烧燃料时的NOX净化率。此外，图6中的Ts0表示所述下限值，Ts1表示SCR催化剂的活化温度。
以下，按照图7对本实施例中的升温处理的执行步骤进行说明。图7为表示在升温处理被实施时ECU10所执行的处理程序的流程图。图7的处理程序被预先存储在ECU10的ROM等中，并且由ECU10(CPU)周期性地执行。
在图7的处理程序中，ECU10首先在S101的处理中对氧化催化剂的温度是否在活化温度Tdoc以上进行判断。在此所说的“活化温度Tdoc”是指，氧化催化剂的氧化功能显现的最低的温度。此外，作为氧化催化剂的温度，设定为利用第一排气温度传感器8的输出信号而得到的温度。
在所述S101的处理中作出了否定判断的情况下，ECU10再次执行该S101的处理。另一方面，在所述S101的处理中作出了肯定判断的情况下，ECU10前进至S102的处理。
在S102的处理中，ECU10向氧化催化剂供给未燃烧燃料。此时，ECU10通过使燃料从膨胀行程或排气行程的气缸的燃料喷射阀1a被喷射(后喷射)，从而向氧化催化剂供给未燃烧燃料。另外，通过ECU10执行S102的处理，从而本发明所涉及的升温单元被实现。
在S103中，ECU10对SCR催化剂的温度是否在下限值Ts0以上进行判断。此时，作为SCR催化剂的温度，设定为利用第二排气温度传感器9的输出信号而得到的温度。在S103的处理中作出了否定判断的情况下，ECU10返回至S101的处理。另一方面，在S103的处理中作出了肯定判断的情况下，ECU10前进至S104的处理。
在S104的处理中，ECU10对内燃机1是否处于低负荷运行状态进行判断。即，ECU10对由内燃机负荷与内燃机转速所确定的内燃机1的运行状态是否属于图2中的“未燃烧燃料供给停止”区域进行判断。此时，ECU10将利用加速器位置传感器12的输出信号(加速器开度)而得到的参数作为内燃机负荷。
在所述S104的处理中作出了肯定判断的情况下，ECU10前进至S105。在S105的处理中，ECU10停止相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。在这种情况下，由于从氧化催化剂流出的排气的NO2比率提高，因此SCR催化剂的NOX净化率也随之被提高。另外，通过ECU10执行S105的处理，从而本发明所涉及的控制单元被实现。
另一方面，在所述S104的处理中作出了否定判断的情况下，ECU前进至S106的处理。在S106的处理中，ECU10继续相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。在这种情况下，由于从氧化催化剂流出的排气中所含有的热量变得较多，因此SCR催化剂的温度会迅速地上升。当SCR催化剂的温度迅速地上升时，SCR催化剂的NOX净化率也会随之上升。
ECU10在执行了所述S105或所述S106的处理之后，执行S107的处理。即，在S107的处理中，ECU10对SCR催化剂的温度是否上升到了活化温度Ts1以上进行判断。
在S107的处理中作出了否定判断的情况下，ECU10返回至S104的处理。另一方面，在S107的处理中作出了肯定判断的情况下，ECU10前进至S108的处理而结束相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。
如上所述，通过ECU10按照图7的处理程序执行升温处理，从而能够在从氧化催化剂活化后到SCR催化剂活化的期间内，尽可能地提高SCR催化剂的NOX净化率。
<实施例2>
接下来，对本发明的第二实施例进行说明。在此，对与所述的第一实施例不同的结构进行说明，对于同样的结构则省略说明。
虽然在所述的第一实施例中，对提高在SCR催化剂的温度从下限值上升至活化温度的期间内的NOX净化率的示例进行了叙述，但在本实施例中，将对提高SCR催化剂的温度在活化温度以上时的NOX净化率的示例进行叙述。
当在SCR催化剂的温度达到了活化温度时，内燃机1的吸入空气量被减少时，流向SCR催化剂的排气的NO2比率将升高。其结果为，SCR催化剂的NOX净化率将上升。
然而，存在如下的可能性，即，在排气的温度变得较高的条件下，吸入空气量被增加的情况与吸入空气量被减少的情况相比，SCR催化剂的NOX净化率升高。即，当在排气温度较高时内燃机1的吸入空气量被增加时，由于SCR催化剂的温度上升速度加快，因此NOX净化率的增加速度也随之加快。
因此，本实施例的内燃机的排气净化系统在SCR催化剂的温度达到了活化温度以上时，执行使内燃机1的吸入空气量增加的处理(增量处理)与使内燃机1的吸入空气量减少的处理(减量处理)之中的使SCR催化剂的NOX净化率提高的处理。
详细而言，ECU10首先将氧化催化剂的温度与吸入空气量的增加量作为参数而对SCR催化剂的温度上升量进行运算。接下来，ECU10将SCR催化剂的温度上升量作为参数而对NOX净化率的上升量(以下称作“第一上升量”)进行运算。此外，ECU10将SCR催化剂的温度和吸入空气量的减少量以及NO2比率作为参数而对NOX净化率的上升量(以下称作“第二上升量”)进行运算。ECU10在第一上升量大于第二上升量时执行增量处理，在第二上升量大于第一上升量时执行减量处理。
若通过这种方法而对吸入空气量的增量处理与减量处理进行切换，则能够尽可能地提高SCR催化剂的温度在活化温度以上时的NOX净化率。
另外，当在SCR催化剂的温度足够高时实施吸入空气量的增量处理时，有可能使SCR催化剂的温度过度升高。因此，也可以在SCR催化剂的温度足够高时，优先于吸入空气量的增量处理而实施减量处理。
此外，由于内燃机1处于高负荷运行状态时排气的热量较多，因此执行了增量处理时的NOX净化率与执行了减量处理时的NOX净化率相比升高。另一方面，由于在内燃机1处于低负荷运行状态时排气的热量较少，因此执行了减量处理时的NOX净化率与执行了增量处理时的NOX净化率相比升高。因此，ECU10也可以在内燃机1处于低负荷运行状态时执行减量处理，在内燃机1处于高负荷运行状态时执行增量处理。
<实施例3>
接下来，基于图8对本发明的第三实施例进行说明。在此，对与所述的第一实施例不同的结构进行说明，对于同样的结构则省略说明。
虽然在所述的第一实施例中对提高SCR催化剂的温度从下限值上升至活化温度的期间内的NOX净化率的示例进行了叙述，但在本实施例中，将对提高SCR催化剂的温度从活化温度以上的温度域下降到了小于活化温度的温度域时的NOX净化率的示例进行叙述。
当在SCR催化剂的温度为活化温度以上时继续进行内燃机1的低负荷运行(例如怠速运行)时，SCR催化剂的温度有可能下降到小于活化温度。换言之，在SCR催化剂的温度从活化温度以上下降到了小于活化温度的情况下，能够推断为内燃机1的低负荷运行状态被继续进行。当在内燃机1进行低负荷运行时向氧化催化剂供给未燃烧燃料时，存在SCR催化剂的温度没有充分地上升，并且由于排气中的NO2比率的降低反而使SCR催化剂的NOX净化率下降的可能性。
因此，在本实施例的内燃机的排气净化系统中，ECU10在SCR催化剂的温度从活化温度以上下降到了小于活化温度的情况下，不实施相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。即，ECU10在SCR催化剂的温度从活化温度以上下降到了小于活化温度的情况下，与SCR催化剂的温度在下限值以上且小于活化温度并且内燃机1进行低负荷运行的情况相同，不实施相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。根据这种方法，能够在SCR催化剂的温度从活化温度以上下降到了小于活化温度时，将SCR催化剂的NOX净化率的降低量抑制为较少。
以下，按照图8对本实施例中控制未燃烧燃料的供给的步骤进行说明。图8为表示在SCR催化剂的温度上升到了活化温度以上之后由ECU10所执行的处理程序的流程图。该处理程序被预先存储在ECU10的ROM等中。
在图8的处理程序中，ECU10首先在S201的处理中对SCR催化剂的温度是否下降到了小于活化温度Ts1进行判断。在S201的处理中作出了否定判断的情况下，ECU10再次执行S201的处理。另一方面，在S201的处理中作出了肯定判断的情况下，ECU10前进至S202的处理，而限制相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。即，ECU10禁止相对于氧化催化剂的未燃烧燃料的供给。另外，ECU10也可以在执行了S202的处理之后执行所述第一实施例的处理程序(参照图7)。
根据以上所述的实施例，能够在SCR催化剂的温度从活化温度以上下降到了小于活化温度时，抑制随着未燃烧燃料的供给而导致的燃料消耗量的增加，并且抑制SCR催化剂的NOX净化率的降低。
符号说明
1 内燃机；
1a 燃料喷射阀；
2 进气通道；
3 排气通道；
4 节流阀；
5 第一催化剂壳体；
6 第二催化剂壳体；
7 添加阀；
8 第一排气传感器；
9 第二排气传感器；
10 ECU；
14 A/F传感器；
70 泵；
71 罐。

Claims (4)

1.一种内燃机的排气净化系统，具备：
氧化催化剂，其被配置于内燃机的排气通道中；
选择还原型催化剂，其被配置于与所述氧化催化剂相比靠下游的排气通道中；
升温单元，其在所述氧化催化剂活化且所述选择还原型催化剂未活化时,通过向所述氧化催化剂供给未燃烧燃料，从而使从所述氧化催化剂流出的排气的温度上升；
控制单元，其在通过所述升温单元而向所述氧化催化剂供给未燃烧燃料的期间内，在内燃机进行低负荷运行时，使通过所述升温单元而向所述氧化催化剂被供给的未燃烧燃料的量减少。
2.如权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，其中，
所述控制单元在所述选择还原型催化剂的温度达到了预定温度以上时，执行使内燃机的吸入空气量增加的增量处理或使吸入空气量减少的减量处理之中的使所述选择还原型催化剂的NOX净化率提高的处理。
3.如权利要求2所述的内燃机的排气净化系统，其中，
所述预定温度为，通过使排气中所含有的二氧化氮的量增加从而使所述选择还原型催化剂的NOX净化率上升的最低的温度。
4.如权利要求2或3所述的内燃机的排气净化系统，其中，
所述控制单元在所述选择还原型催化剂的温度从所述预定温度以上下降到了小于该预定温度时，使通过所述升温单元而向所述氧化催化剂被供给的未燃烧燃料的量减少。
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