CN105473839A - 内燃机的废气净化系统及内燃机的废气净化方法 - Google Patents

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Abstract

在内燃机(10)的排气通路(15)中设置从上游侧起依次具有氧化催化剂(31a)和DPF(31b)的废气后处理装置(31)，在内燃机(10)的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示氧化催化剂(31a)的温度催化剂指标温度T处于预先设定的下限设定温度Ta和上限设定温度Tb之间的设定温度区域Rab、并且DPF(31b)的推测PM堆积量V低于预先设定的再生开始阈值Vc的情况下，将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为比内燃机(10)的通常运转时的第1EGR率E1高的第2EGR率E2来进行EGR控制。由此，在车辆的行驶后的怠速运转状态下，减少排气通路(15)的废气后处理装置(31)中具备的氧化催化剂(31a)所生成的NO2，抑制NO2向大气的排出。

Description

内燃机的废气净化系统及内燃机的废气净化方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机的废气净化系统及内燃机的废气净化方法，在车辆的行驶后的怠速运转状态下，在由排气通路中设置的废气的后处理装置所具备的氧化催化剂产生的NO2生成量变多的温度区，能够抑制向大气的NO2排出量。
背景技术
一般而言，车辆通过将燃料在内燃机内燃烧所产生的动力经由变速器等传递至车轮来进行行驶，该燃烧所产生的废气中含有NOx(氮氧化物)、PM(ParticulateMatter：微粒状物质)等，因此，在内燃机的排气通路中设置废气的后处理装置，在该后处理装置担载催化剂装置，通过该催化剂装置，对废气中含有的NOx、PM等进行净化处理。
作为该催化剂装置，例如使用NOx吸附还原型催化剂(LNT：LeanNOxTrap)、选择还原型NOx催化剂(SCR：SelectiveCatalyticReduction)、柴油机微粒过滤器(DPF：DieselParticulateFilter)。该净化处理后的废气经由消音器等排放到大气中。
例如，如日本申请的特开2007-255345号公报所记载，该DPF是用过滤器捕集废气中的PM来进行净化，为了防止过滤器的堵塞，需要在达到捕集极限量之前使PM燃烧而将其除去。在废气的温度为500℃以上等高温时，PM会自然燃烧，但是，在废气的温度为低温时，向废气中供给燃料的未燃HC等，通过在DPF的前段等配置的氧化催化剂(DOC)使其燃烧，利用氧化反应热将流入DPF的废气升温到600℃左右，由此，强制使PM燃烧。
在此，通过该氧化催化剂的氧化反应功能，使废气中含有的NO被氧化为NO2，但是根据该NO→NO2活性和废气中含有的NOx的NO/NO2平衡状态，如图5所示，由氧化催化剂生成的NO2生成量在特定的温度区变多(以下将该温度区称作“氧化催化剂活性温度区”)。一般而言，该氧化催化剂活性温度区约为200℃～500℃。
在氧化催化剂的温度处于比氧化催化剂活性温度区高的温度区的情况下，根据废气中的NO/NO2平衡状态，NO2的比例降低，并且，在氧化催化剂的温度处于比氧化催化剂活性温度区低的温度区的情况下，氧化催化剂的NO→NO2活性降低，NOx内的NO2的比例降低。
因此，在车辆行驶完高速公路之后在服务区等中使车辆以怠速运转状态停止的情况下，由于是车辆行驶后，因此，氧化催化剂的温度多数情况下处于氧化催化剂活性温度区，由氧化催化剂生成的NO2生成量较多，因此，存在NO2未耗尽而向大气排出的可能性(参照图4、图6、图7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本申请的特开2007-255345号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明提供一种内燃机的废气净化系统及内燃机的废气净化方法，在车辆行驶后的怠速运转状态下，能够减少由排气通路的废气后处理装置所具备的氧化催化剂生成的NO2，能够抑制NO2向大气的排出。
解决课题所采用的技术手段
用于实现上述目的的本发明的内燃机的废气净化系统为，在具备EGR系统的内燃机的排气通路中设置有废气后处理装置，该废气后处理装置从上游侧起依次具备氧化催化剂和DPF，其中，控制所述EGR系统的控制装置构成为，在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度处于与氧化催化剂活性温度相关地预先设定的下限设定温度和上限设定温度之间的设定温度区域、并且所述DPF的推测PM堆积量低于预先设定的再生开始阈值的情况下，将EGR控制中的EGR率的目标值设为比所述内燃机的通常运转时的第1EGR率高的第2EGR率来进行EGR控制。
在此，在作为催化剂指标温度而使用氧化催化剂的测定温度的情况下，一般而言，由氧化催化剂生成的NO2生成量变多的氧化催化剂活性温度区为约200℃～约500℃，因此，相对于该催化剂指标温度的下限设定温度被设定为该温度的约200℃，上限设定温度被设定为该温度的约500℃。另外，一般很难直接测定催化剂温度，因此，作为催化剂指标温度，多数情况下代替催化剂温度而使用废气温度，该情况下，考虑废气温度的测定位置，在废气温度(催化剂指标温度)处于设定温度区域的情况下，通过使催化剂的温度成为氧化催化剂活性温度区的废气温度，来设定下限设定温度和上限设定温度。
根据该构成，在搭载有内燃机的车辆的行驶后的怠速运转状态中，在氧化催化剂的催化剂温度处于NO2生成量变多的氧化催化剂活性温度区、并且无需进行DPF的再生处理、NO2向大气中流出的可能性变高的情况下，按照比通常的运转状态的第1EGR率高的第2EGR率来进行运转，由此，能够减少气缸内产生的NOx的量，能够抑制氧化催化剂中的NO2的生成量，能够防止NO2向大气的排出。此外，根据该构成，无需另外设置NOx减少催化剂(deNOx催化剂)等，因此能够抑制成本。优选为，该第1EGR率为20％～30％，第2EGR率为30％～50％。
另外，虽然提高EGR率的目标值会使从气缸排出的废气内含有的HC、CO的量增加，但是，由于氧化催化剂的温度处于氧化催化剂活性温度区，处于能够对HC、CO进行净化处理的温度区，因此，能够抑制HC、CO向大气中的排出量。
此外，在上述的内燃机的废气净化系统中，控制所述EGR系统的控制装置构成为，在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度为预先设定的第1设定温度以上、并且所述DPF的推测PM堆积量为所述再生开始阈值以上的情况下，在将EGR控制中的EGR率的目标值设为维持所述第1EGR率的状态或者比所述第1EGR率低的状态下，进行所述DPF的再生控制，在之后所述催化剂指标温度变得比预先设定的所述第1设定温度低的情况下，将EGR控制中的EGR率的目标值设为比所述第1EGR率高来进行所述DPF的再生控制。
在此，第1设定温度针对利用NO2时的DPF的可再生处理的温度区域而设定。一般而言，若DPF的温度未达到500℃～600℃以上，则DPF上堆积的PM不开始燃烧，但是由于NO2对PM具有氧化能力，因此，若将NO2利用于DPF的再生处理，则通过NO2和PM的氧化还原反应(NO2被还原，PM被氧化)产生的热而使DPF的温度成为约280℃以上的话，就能够使PM开始燃烧。因此，第1设定温度例如设定为300℃。
通过设为这样的构成，在车辆的行驶后的怠速运转状态下，在氧化催化剂的催化剂温度处于氧化催化剂活性温度区、并且需要进行DPF的再生处理的情况下，使NOx排出量维持或者增加，从而能够使由氧化催化剂生成的NO2生成量维持或者增加，通过将该NO2利用于下游侧(后段)的DPF的再生处理，能够使DPF上堆积的PM燃烧而减少，此外，通过NO2的还原还能够使NO2减少。
此外，在催化剂指标温度变得比第1设定温度低的情况下，控制为第2EGR率，由此，能够减少气缸内产生的NOx的量，能够抑制氧化催化剂生成NO2的生成量，因此，能够抑制NO2向大气的排出。
此外，在上述的内燃机的废气净化系统中，所述控制装置构成为，在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度变得比所述下限设定温度低的情况下，进行使EGR控制中的EGR率的目标值返回为所述第1EGR率的控制，这样，能够起到下述效果。
根据该构成，在从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在催化剂指标温度变得比下限设定温度低的情况下，以通常运转的第1EGR率为目标来进行EGR控制，由此，使气缸内的EGR气体的量返回为通常运转的量，能够抑制气缸内的HC、CO的产生量的增加，能够防止HC、CO的恶化。
此外，在上述的内燃机的废气净化系统中，在所述氧化催化剂使用了三元催化剂的情况下，所述控制装置构成为，在以使EGR控制中的EGR率的目标值成为我所述第2EGR率的方式进行控制时，进行将所述第2EGR率设为使废气的空燃比状态成为理论空燃比状态的值的控制，这样，将废气的空燃比设为理论空燃比状态，通过三元催化剂的三元功能，提高对NOx，HC、CO的净化性能，因此能够实现NOx、HC、CO的同时减少。
此外，用于实现上述目的的本发明的内燃机的废气净化方法为，通过废气后处理装置对废气进行净化，该废气后处理装置设置于具备EGR系统的内燃机的排气通路中，从上游侧起依次具备氧化催化剂和DPF，其中，在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度处于与氧化催化剂活性温度相关地预先设定的下限设定温度和上限设定温度之间的设定温度区域、并且所述DPF的推测PM堆积量低于预先设定的再生开始阈值的情况下，将EGR控制中的EGR率的目标值设为比所述内燃机的通常运转时的第1EGR率高的第2EGR率来进行EGR控制。
此外，在上述的内燃机的废气净化方法中，在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度为预先设定的第1设定温度以上、并且所述DPF的推测PM堆积量为所述再生开始阈值以上的情况下，在将EGR控制中的EGR率的目标值设为维持所述第1EGR率的状态或者比所述第1EGR率低的状态下，进行所述DPF的再生控制，在之后所述催化剂指标温度变得比预先设定的所述第1设定温度低的情况下，将EGR控制中的EGR率的目标值设为比所述第1EGR率高来进行所述DPF的再生控制。
此外，在上述的内燃机的废气净化方法中，在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度变得比所述下限设定温度低的情况下，进行使EGR控制中的EGR率的目标值返回为所述第1EGR率的控制。
而且，在上述的内燃机的废气净化方法中，在所述氧化催化剂使用了三元催化剂的情况下，在控制为使得EGR控制中的EGR率的目标值成为所述第2EGR率时，进行将所述第2EGR率设为使废气的空燃比状态成为理论空燃比状态的值的控制。
根据这些方法，能够获得与上述的内燃机的废气净化系统同样的效果。
发明的效果：
根据本发明的内燃机的废气净化系统以及内燃机的废气净化方法，在车辆的行驶后的怠速运转状态下，在氧化催化剂的催化剂温度处于氧化催化剂活性温度区、并且无需进行DPF的再生处理、NO2向大气中流出的可能性变高的情况下，按照比通常的运转状态的第1EGR率高的第2EGR率来进行运转，由此，能够减少气缸内产生的NOx的量，因此，能够抑制氧化催化剂中的NO2的生成量，能够防止NO2向大气的排出。此外，根据该构成，无需另外设置NOx减少催化剂(deNOx催化剂)等，因此能够抑制成本。
因此，在车辆的行驶后的怠速运转状态下，能够减少排气通路的废气后处理装置中具备的氧化催化剂生成的NO2，能够抑制NO2向大气的排出。
也就是说，通过进行将催化剂温度和推测PM捕集量用作判定基准来使EGR率变化的EGR控制，能够利用NO2使PM燃烧，促进PM和NO2的同时减少，在除此以外的条件下，抑制发动机出口的NOx的排出量，抑制氧化催化剂生成的NO2。
此外，在未捕集到足够将NO2消耗的PM、或者催化剂温度低而不适于PM燃烧的情况下，也能够期待NO2使PM燃烧的效果，能够抑制发动机出口的NOx的排出量，抑制氧化催化剂导致的NO2的生成。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的内燃机的废气净化系统的构成的图。
图2是表示本发明的实施方式的内燃机的废气净化方法的控制流程的一例的图。
图3是表示在本发明的实施例中从行驶运转状态转变到怠速运转状态时的催化剂指标温度、NO2生成量、推测PM堆积量及EGR率的时序的图。
图4是表示在现有技术中从行驶运转状态转变到怠速运转状态时的以往例中的催化剂指标温度、NO2生成量的时序的图。
图5是表示氧化催化剂的NO2的生成率的图。
图6是表示行驶运转状态和怠速运转状态下的、氧化催化剂的NO生成量的推移的图。
图7是表示行驶运转状态和怠速运转状态下的、氧化催化剂的NO2生成量的推移的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的内燃机的废气净化系统及内燃机的废气净化方法进行说明。
如图1所示，本发明的实施方式的内燃机的废气净化系统30配设于发动机(内燃机)10中，该发动机10具备发动机主体11、吸气通路13和排气通路15。
在与该发动机主体11的吸气歧管12连接的吸气通路13中，从上游侧依次设置有涡轮增压器(turbocharger)16的压缩机16b和进气节流阀17。此外，在与发动机主体11的排气歧管14连接的排气通路15中，设置有涡轮增压器16的涡轮16a。
此外，设置有将吸气歧管12和排气歧管14连接的EGR通路21，在该EGR通路21中，从上游侧起依次设置有EGR制冷器22和EGR阀23。由该EGR通路21、EGR制冷器22、EGR阀23、以及控制该EGR阀的控制装置41构成EGR系统20。
并且，废气净化系统30为了对发动机10所产生的废气G中含有的NOx(氮氧化物)、PM(ParticulateMatter：微粒状物质)等进行净化处理，具有设置于排气通路15的废气后处理装置31。在该废气后处理装置31中，从上游侧起依次设置有氧化催化剂(DOC)31a和DPF31b，而且，根据需要还设置担载有贫NOx减少催化剂(LNT)或选择还原型催化剂(SCR催化剂)等的废气净化装置。
对该发动机10、EGR系统20、以及废气净化系统30的吸排气的流动进行说明。从大气导入至吸气通路13的新气A，根据需要而伴有从EGR通路21流入至吸气通路13的EGR气体Ge，经由压缩机16b、进气节流阀17被送至吸气歧管12，与喷射至气缸(cylinder)内的燃料混合压缩，燃料燃烧而产生动力。
然后，燃烧所产生的废气G向排气通路15流出，经由涡轮16a，一部分作为EGR气体Ge向EGR通路21流动，剩余的废气Go(＝G－Ge)被废气后处理装置31净化后，作为废气Gc经由消音器等排放到大气中。
此外，设置用于控制EGR系统20的控制装置41。该控制装置41通常组装在进行发动机10的整体控制或搭载有发动机10的车辆的整体控制的整体系统控制装置40中。
并且，在本发明中，控制该EGR系统20的控制装置41如下述那样构成。也就是说，进行EGR控制，使得在发动机10的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，当表示氧化催化剂31a的温度的催化剂指标温度T处于与氧化催化剂活性温度Tca相关地预先设定的下限设定温度Ta与上限设定温度Tb之间的设定温度区域R中、并且DPF31b的推测PM堆积量V低于预先设定的再生开始阈值Vc的情况下，将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为比发动机10的通常运转时的第1EGR率E1高的第2EGR率E2。该第1EGR率E1和第2EGR率E2是基于发动机10的运转状态、例如发动机转速Ne或负荷Qn，参照EGR控制用映射图来推算的。
在此，关于发动机10的运转状态是否从行驶运转状态转变到了怠速运转状态，能够基于油门踏板板(未图示)的踏入量、制动器的位置、变速器的变速杆的位置、发动机转速Ne、负荷Q(燃料喷射量q)等来判定。
关于该催化剂指标温度T的判定，如图1所示，作为催化剂指标温度T，能够由配设于氧化催化剂31a内的温度传感器32直接检测担载有催化剂的部分的温度，使用该氧化催化剂31a的测定温度Tm(该情况下为催化剂温度Tc＝Tm)。该情况下，一般而言，由氧化催化剂31a生成的NO2生成量变多的氧化催化剂活性温度区Ra为约200℃～约500℃，因此，相对于该催化剂指标温度T而言的下限设定温度Ta被设定为该温度的约200℃，上限设定温度Tb被设定为该温度的约500℃。也就是说，成为设定温度区域R＝氧化催化剂活性温度区Ra。
另外，通常来讲，一般很难直接测定催化剂温度Tc，因此，多数情况下为，作为催化剂指标温度T，代替催化剂温度Tc，而使用由配设在氧化催化剂31a的上游侧的后处理装置31中的温度传感器33检测的废气Go的温度、由配设在氧化催化剂31a的下游侧的废气后处理装置31中的温度传感器34检测的废气Go的温度。该情况下，考虑废气温度Tg的测定位置，在成为催化剂指标温度T的废气温度Tg处于设定温度区域Rb中的情况下，通过使催化剂温度Tc成为氧化催化剂活性温度区Ra那样的废气温度Tg，来设定下限设定温度Ta和上限设定温度Tb。因此，未必是设定温度区域R＝氧化催化剂活性温度区Ra。
此外，关于DPF31b的推测PM堆积量V的判定，如图1所示，DPF31b的推测PM堆积量V是基于由计测废气后处理装置31的入口与出口之间的压差的压差传感器35检测到的压差ΔP，根据预先装入控制装置41中的推测PM堆积量计算用映射图来计算，或者对根据发动机10的运转状态计算出的每个时间的PM堆积量ΔV进行累积来计算。并且，再生开始阈值Vc预先通过实验等而设定，被设定到控制装置41中。
此外，关于第1EGR率E1、第2EGR率E2，将预先通过实验等计算出的值设定到控制装置41中。该EGR率(吸入空气量中废气所占的比例)E设为使发动机10的出口的NOx排出量成为例如20ppm以下那样的极低值的EGR率E，通常运转的第1EGR率E1为20％～30％，第2EGR率E2比其高，为30％～50％。
此外，将控制装置41构成为，在发动机10的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示氧化催化剂31a的温度的催化剂指标温度T为预先设定的第1设定温度T1以上、并且DPF31b的推测PM堆积量V为再生开始阈值Vc以上的情况下，在将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为维持第1EGR率E1的状态或者比第1EGR率E1低的状态下，进行DPF31b的再生控制，在之后催化剂指标温度T变得比预先设定的第1设定温度T1低的情况下，使EGR控制中的EGR率E的目标值Et比第1EGR率E1高，进行DPF31b的再生控制。
在此，第1设定温度T1与NO2利用时的DPF31b的可再生处理温度相关联地设定。一般而言，如果DPF31b的温度未达到500℃～600℃以上，则DPF31b中堆积的PM不开始燃烧，但如果将NO2利用于DPF31b的再生处理，则通过NO2和PM的氧化还原反应而使DPF31b的温度达到约280℃以上，PM就能够开始燃烧，因此，将该第1设定温度T1例如设为300℃。
而且，将控制装置41构成为，在发动机10的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示氧化催化剂31a的温度的催化剂指标温度T变得比下限设定温度Ta低的情况下，将EGR控制中的EGR率E的目标值Et返回为第1EGR率E1。
另外，在氧化催化剂31a使用三元催化剂的情况下，将控制装置41构成为，在控制为使得EGR控制中的EGR率E的目标值Et成为第2EGR率E2时，将第2EGR率E2设为使废气G的空燃比状态成为理论空燃比状态的值。
接下来，参照图2的控制流程对上述的内燃机的废气净化系统30中的内燃机的废气净化方法进行说明。图2的控制流程为，在感测到发动机10从行驶运转状态转变到怠速运转状态时，该控制流程被上级的控制流程调用而开始，进行EGR系统20的EGR率E的控制，若怠速运转状态结束而成为行驶运转状态或者发动机10停止运转，则通过中断而返回至上级的控制流程，并且，每当从行驶运转状态转变到怠速运转状态，被上级的控制流程调用，在车辆的怠速运转状态中反复实施。并且，该图2的控制流程在发动机10停止运转时，与上级的控制流程一起结束。
该图2的控制流程被上级的控制流程调用而开始后，在步骤S11中，判定表示氧化催化剂31a的温度的催化剂指标温度T是否处于与氧化催化剂活性温度Tca相关地预先设定的下限设定温度Ta与上限设定温度Tb之间的设定温度区域R(Ta≤T≤Tb)。
在该步骤S11的判定结果为催化剂指标温度T比下限设定温度Ta低的情况下、以及催化剂指标温度T比上限设定温度Tb高的情况下，进入步骤S12。在该步骤S12中，进行将EGR率E的目标值Et设为通常运转的第1EGR率E1本身的第1EGR控制。在预先设定的控制时间的期间内进行该第1EGR控制，然后，返回步骤S11。
此外，在该步骤S11的判定结果为催化剂指标温度T是下限设定温度Ta以上且上限设定温度Tb以下的情况下，进入步骤S13。在该步骤S13中，判定DPF31b的推测PM堆积量V是否低于预先设定的再生开始阈值Vc。也就是说，在发动机10的运转中始终推测并计算向DPF31b的推测PM捕集量V，判定是否捕集到了高速行驶后的怠速停止时足够将NO2消耗的PM(例如为1g/L程度以上)。
在该判定结果为推测PM堆积量V低于预先设定的再生开始阈值Vc的情况下(是)，进入步骤S14，再次判定催化剂指标温度T是否为下限设定温度Ta以上，如果催化剂指标温度T为下限设定温度Ta以上(是)，即条件适合时，为了进行PM燃烧，在步骤S15中，进行将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为比发动机10的通常运转时的第1EGR率E1高的第2EGR率E2的第2EGR控制。将该第2EGR控制进行预先设定的控制时间之后，返回至步骤S14。在该步骤S14中，如果催化剂指标温度T比下限设定温度Ta低(否)，则进入步骤S18。
也就是说，在怠速停车时、以及NO2的生成变多的催化剂指标温度T处于氧化催化剂活性温度区Ra中这样的特定的条件下，使EGR量增加。该EGR量经过试验确认而设为使发动机出口的NOx排出量尽量低(20ppm以下)的量。此时的EGR率通常为30％～50％。
由此，氧化催化剂31a的催化剂温度Tc处于NO2生成量变多的氧化催化剂活性温度区Ra，并且，推测PM堆积量V低于预先设定的再生开始阈值Vc，因此，在无需进行DPF31b的再生处理、NO2向大气中流出的可能性变高的情况下，按照比通常的运转状态的第1EGR率E1高的第2EGR率E2进行运转，由此，能够减少气缸内产生的NOx的量，所以能够抑制氧化催化剂31a中的NO2的生成量，防止NO2向大气排出。
另外，虽然提高EGR率E的目标值Et会使从气缸排出的废气G内含有的HC、CO的量增加，但由于氧化催化剂31a的催化剂温度Tc处于氧化催化剂活性温度区Ra，处于能够对HC、CO进行净化处理的温度区，因此，能够抑制HC、CO向大气中的排出量。
在步骤S13的判定结果为推测PM堆积量V是再生开始阈值Vc以上的情况下(否)，进入步骤S16，判定催化剂指标温度T是否为第1设定温度T1以上。在该步骤S16的判定结果为催化剂指标温度T是第1设定温度T1以上的情况下(是)，进入步骤S17，在将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为维持第1EGR率的状态或者比第1EGR率低的状态下，积极地利用氧化催化剂31a生成NO2，为了使下游侧(后段)的DPF31b所捕集到的PM燃烧，进行执行DPF31b的再生控制的第3EGR控制。将该第3EGR控制进行了预先设定的控制时间的期间之后，返回至步骤S16。
由此，在车辆的行驶后的怠速运转状态下，在氧化催化剂31a的催化剂温度Tc处于氧化催化剂活性温度区Ra、并且需要进行DPF31b的再生处理的情况下，使NOx排出量维持或者增加，从而能够使由氧化催化剂31a生成的NO2生成量维持或者增加，通过将该NO2利用于下游侧(后段)的DPF31b的再生处理，能够使DPF31b上堆积的PM燃烧而减少，此外，通过NO2的还原也能够使NO2减少。
在步骤S16的判定结果为催化剂指标温度T变得比第1设定温度T1低的情况下(否)，进入步骤S14，再次判定催化剂指标温度T是否为下限设定温度Ta以上，如果催化剂指标温度T是下限设定温度Ta以上(是)，则在步骤S15中，进行将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为比发动机10的通常运转时的第1EGR率E1高的第2EGR率E2的第2EGR控制。将该第2EGR控制进行预先设定的控制时间之后，返回至步骤S14。在步骤S14中，如果催化剂指标温度T比下限设定温度Ta低(否)，则进入步骤S18。
由此，在催化剂指标温度T变得比第1设定温度T1低的情况下(否)，将EGR控制中的EGR率E的目标值Et控制为第2EGR率E2，由此，能够减少气缸内产生的NOx的量，能够抑制由氧化催化剂31a生成的NO2的生成量，能够抑制NO2向大气的排出。
然后，在步骤S14的判定结果为催化剂指标温度T变得比下限设定温度Ta低的情况下(否)，在步骤S18中，进行使EGR率E的目标值Et返回为第1EGR率E1的第4EGR控制。如果催化剂指标温度T降低而变得比下限设定温度Ta低，则氧化催化剂31a生成NO2的能力也降低，因此，返回为通常的第1EGR率E1。这是因为，若使EGR量维持增加后的状态，如果催化剂指标温度T比下限设定温度Ta低，则氧化催化剂31a对HC、CO的氧化活性能力也降低，因此，导致HC、CO的排出量增加，所以作为其对策，需要使EGR量返回。
在将该第4EGR控制进行了预先设定的控制时间的期间之后，返回至步骤S11，反复进行步骤S11～步骤S18。
由此，还在催化剂指标温度T变得比下限设定温度Ta低的情况下将通常运转的第1EGR率E1设为EGR率E的目标Et来进行EGR控制，由此，使气缸内的EGR气体的量返回为通常运转的量，能够抑制气缸内的HC、CO的产生量增加，能够防止HC、CO的恶化。
另外，在氧化催化剂31a使用三元催化剂的情况下，在控制为使得EGR控制中的EGR率E的目标值Et成为第2EGR率E2时，将该第2EGR率E2设为使废气G的空燃比状态成为理论空燃比状态的值。此时的第2EGR率E2为通常50％以上的值。由此，通过三元催化剂的三元功能，能够提高对NOx、HC、CO的净化性能，因此，能够实现NOx、HC、CO的同时减少。
根据基于上述控制流程的内燃机的废气净化方法，通过废气后处理装置31对废气Go进行净化，该废气后处理装置31设置于具备EGR系统20的发动机10的排气通路15中，从上游侧起依次具备氧化催化剂31a和DPF31b，该废气净化方法中，在发动机10的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示氧化催化剂31a的温度Tc的催化剂指标温度T处于与氧化催化剂活性温度Tca相关地预先设定的下限设定温度Ta和上限设定温度Tb之间的设定温度区域R、并且DPF31b的推测PM堆积量V低于预先设定的再生开始阈值Vc的情况下，能够将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为比发动机10的通常运转时的第1EGR率E1高的第2EGR率E2来进行EGR控制。
此外，在发动机10的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示氧化催化剂31a的温度Tc的催化剂指标温度T处于预先设定的第1设定温度T1以上、并且DPF31b的推测PM堆积量V为再生开始阈值Vc以上的情况下，能够在将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为维持第1EGR率E1的状态或者比第1EGR率E1低的状态下，进行DPF31b的再生控制，在之后催化剂指标温度T变得比预先设定的第1设定温度T1低的情况下，能够将EGR控制中的EGR率E的目标值Et设为比第1EGR率E1高，进行DPF31b的再生控制。
而且，在发动机10的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在表示氧化催化剂31a的温度Tc的催化剂指标温度T变得比下限设定温度Ta低的情况下，能够进行将EGR控制中的EGR率E的目标值Et返回为第1EGR率E1的控制。
接下来，参照图3对本发明的效果的一例进行说明。图3图示了在行驶运转状态后的怠速运转状态中基于催化剂指标温度T(在此设为与催化剂温度Tc相同)和DPF31b的推测PM堆积量V对EGR率E进行了控制的情况下的、氧化催化剂31a的NO2生成量的推移。另外，图3中，将设定温度区域R(＝氧化催化剂活性温度区Ra)设定为200℃～500℃(下限设定温度Ta＝200℃，上限设定温度Tb＝500℃)，将第1设定温度T1(与可再生处理温度相关联)设定为300℃，将第1EGR率E1设定为20％，将第2EGR率E2设定为0％。
如图3所示，在行驶运转状态后的怠速运转状态下，在催化剂指标温度T为第1设定温度T1以上且上限设定温度Tb以下、催化剂指标温度T为温度设定区域R内即催化剂温度Tc为氧化催化剂活性温度区Ra内的情况下，在DPF31b的推测PM堆积量V为再生开始阈值Vc以上时，控制为与发动机10的通常的行驶运转状态下的EGR率E相同的第1EGR率E1，由此，能够使DPF31b上堆积的PM燃烧，能够减少PM。因此，与图4所示的现有技术中的NO2生成量相比，在图3中，由于通过PM燃烧而使NO2被还原，因此还能够减少NO2。
此外，如图3所示，在行驶运转状态后的怠速运转状态下，在催化剂指标温度T虽然处于温度设定区域R内、但是为下限设定温度Ta以上且低于第1设定温度T1的情况下，DPF31b的推测PM堆积量V低于再生开始阈值Vc，因此，控制为比通常的行驶运转状态下的第1EGR率E1高的第2EGR率E2，由此，能够抑制废气G内含有的NOx排出量，所以，与图4所示的现有技术的NO2生成量相比，能够抑制由氧化催化剂31a生成的NO2生成量。
另外，虽然未图示，在行驶运转状态后的怠速运转状态下，在催化剂指标温度T低于下限设定温度Ta的情况下，控制为与行驶运转状态向的EGR率E相同的第1EGR率E1，由此，能够抑制废气G内含有的HC量、CO量的增加。
根据上述构成的内燃机的废气净化系统30及内燃机的废气净化方法，在搭载有发动机10的车辆的行驶后的怠速运转状态下，在氧化催化剂31a的催化剂温度Tc处于NO2生成量变多的氧化催化剂活性温度区Ra中、并且无需进行DPF31b的再生处理、NO2向大气中流出的可能性变高的情况下，按照比通常的运转状态的第1EGR率E1高的第2EGR率E2来进行运转，由此，能够减少气缸内产生的NOx的量，因此，能够抑制氧化催化剂31a中的NO2的生成量，能够防止NO2向大气的排出。此外，根据该构成，无需另外设置NOx减少催化剂(deNOx催化剂)等，因此能够抑制成本。
另外，虽然提高EGR率E的目标值Et会使从气缸排出的废气G内含有的HC、CO的量增加，但是由于氧化催化剂31a的温度Tc处于氧化催化剂活性温度区Ra，处于能够对HC、CO进行净化处理的温度区，因此，能够抑制HC、CO向大气的排出量。
此外，在车辆的行驶后的怠速运转状态下，在氧化催化剂31a的催化剂温度Tc处于氧化催化剂活性温度区Ra、并且需要进行DPF31b的再生处理的情况下，使NOx排出量维持或增加，能够使由氧化催化剂31a生成的NO2生成量维持或者增加，通过将该NO2利用于下游侧(后段)的DPF31b的再生处理，能够使DPF31b上堆积的PM燃烧而减少，此外，通过NO2的还原还能够使NO2减少。
此外，在催化剂指标温度T变得比第1设定温度T1低的情况下，控制为第2EGR率E2，由此，能够减少气缸内产生的NOx的量，能够抑制由氧化催化剂31a生成的NO2的生成量，因此，能够抑制NO2向大气的排出。
而且，在从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，在催化剂指标温度T变得比下限设定温度Ta低的情况下，以通常运转的第1EGR率E1为目标来进行EGR控制，由此，能够将气缸内的EGR气体的量返回为通常运转的量，能够抑制气缸内的HC、CO的产生量的增加，能够防止HC、CO的恶化。
此外，在氧化催化剂31a使用了三元催化剂的情况下，在控制为使得EGR控制中的EGR率E的目标值Et成为第2EGR率E2时，进行将第2EGR率E2设为使废气的空燃比状态成为理论空燃比状态的值的控制，因此，通过三元催化剂的三元功能，能够提高对NOx、HC、CO的净化性能，能够实现NOx、HC、CO的同时减少。
因此，根据上述构成的内燃机的废气净化系统30及内燃机的废气净化方法，在车辆的行驶后的怠速运转状态下，能够减少排气通路15的废气后处理装置31中具备的氧化催化剂31a生成的NO2，能够抑制NO2向大气的排出。
附图标记的说明
10发动机(内燃机)
15排气通路
20EGR系统
21EGR通路
22EGR制冷器
23EGR阀
30废气净化系统
31废气后处理装置
31a氧化催化剂(DOC)
31bDPF
32、33、34温度传感器
35压差传感器
40整体系统控制装置
41控制装置
A新气
EEGR率
E1第1EGR率
E2第2EGR率
EtEGR率的目标值
G废气
Go经过废气后处理装置的废气
Gc净化处理后的废气
GeEGR气体
R设定温度区域
Ra氧化催化剂活性温度区
T催化剂指标温度
T1第1设定温度
Ta下限设定温度
Tb上限设定温度
Tc催化剂温度
Tca氧化催化剂活性温度
Tm氧化催化剂的测定温度
Tg废气的温度
V推测PM堆积量
Vc再生开始阈值

Claims (8)

1.一种内燃机的废气净化系统，该废气净化系统在具备EGR系统的内燃机的排气通路中设置有废气后处理装置，该废气后处理装置从上游侧起依次具备氧化催化剂和DPF，其特征在于，
控制所述EGR系统的控制装置构成为，
在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，
在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度处于与氧化催化剂活性温度相关地预先设定的下限设定温度和上限设定温度之间的设定温度区域、并且所述DPF的推测PM堆积量低于预先设定的再生开始阈值的情况下，
将EGR控制中的EGR率的目标值设为比所述内燃机的通常运转时的第1EGR率高的第2EGR率来进行EGR控制。
2.如权利要求1所述的内燃机的废气净化系统，其特征在于，
控制所述EGR系统的控制装置构成为，
在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，
在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度为预先设定的第1设定温度以上、并且所述DPF的推测PM堆积量为所述再生开始阈值以上的情况下，
在将EGR控制中的EGR率的目标值设为维持所述第1EGR率的状态或者比所述第1EGR率低的状态下，进行所述DPF的再生控制，
在之后所述催化剂指标温度变得比预先设定的所述第1设定温度低的情况下，将EGR控制中的EGR率的目标值设为比所述第1EGR率高来进行所述DPF的再生控制。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的废气净化系统，其特征在于，
所述控制装置构成为，
在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，
在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度变得比所述下限设定温度低的情况下，
进行使EGR控制中的EGR率的目标值返回为所述第1EGR率的控制。
4.如权利要求1～3中任一项所述的内燃机的废气净化系统，其特征在于，
在所述氧化催化剂使用了三元催化剂的情况下，
所述控制装置构成为，
在控制为使得EGR控制中的EGR率的目标值成为所述第2EGR率时，
进行将所述第2EGR率设为使废气的空燃比状态成为理论空燃比状态的值。
5.一种内燃机的废气净化方法，通过废气后处理装置对废气进行净化，该废气后处理装置设置于具备EGR系统的内燃机的排气通路中，从上游侧起依次具备氧化催化剂和DPF，其特征在于，
在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，
在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度处于与氧化催化剂活性温度相关地预先设定的下限设定温度和上限设定温度之间的设定温度区域、并且所述DPF的推测PM堆积量低于预先设定的再生开始阈值的情况下，
将EGR控制中的EGR率的目标值设为比所述内燃机的通常运转时的第1EGR率高的第2EGR率来进行EGR控制。
6.如权利要求5所述的内燃机的废气净化方法，其特征在于，
在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，
在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度为预先设定的第1设定温度以上、并且所述DPF的推测PM堆积量为所述再生开始阈值以上的情况下，
在将EGR控制中的EGR率的目标值设为维持所述第1EGR率的状态或者比所述第1EGR率低的状态下，进行所述DPF的再生控制，
在之后所述催化剂指标温度变得比预先设定的所述第1设定温度低的情况下，将EGR控制中的EGR率的目标值设为比所述第1EGR率高来进行所述DPF的再生控制。
7.如权利要求5或6所述的内燃机的废气净化方法，其特征在于，
在所述内燃机的运转状态从行驶运转状态转变到怠速运转状态之后，
在表示所述氧化催化剂的温度的催化剂指标温度变得比所述下限设定温度低的情况下，
进行使EGR控制中的EGR率的目标值返回为所述第1EGR率的控制。
8.如权利要求5～7中任一项所述的内燃机的废气净化方法，其特征在于，
在所述氧化催化剂使用了三元催化剂的情况下，
在控制为使得EGR控制中的EGR率的目标值成为所述第2EGR率时，
进行将所述第2EGR率设为使废气的空燃比状态成为理论空燃比状态的值的控制。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7131171B2 (ja) * 2018-07-26 2022-09-06 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
CN113060733B (zh) * 2021-04-01 2022-08-19 华能洋浦热电有限公司 一种氮掺杂碳化钒及其制备方法和应用
CN114033532B (zh) * 2021-11-08 2022-12-30 凯龙高科技股份有限公司 Dpf主动再生周期确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN114033533B (zh) * 2021-11-08 2022-11-18 凯龙高科技股份有限公司 Dpf主动再生周期确定方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002021623A (ja) * 2000-07-04 2002-01-23 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2010071135A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気循環装置
JP2011153591A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の排気ガス処理方法及び装置
CN102227551A (zh) * 2008-11-07 2011-10-26 丰田自动车株式会社 内燃发动机的排气净化系统
US20110270511A1 (en) * 2011-06-21 2011-11-03 Ford Global Technologies, Llc Method engine starting

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0774054B1 (en) * 1995-06-06 2002-02-20 Johnson Matthey Public Limited Company Combatting air pollution
JP4715581B2 (ja) 2006-03-24 2011-07-06 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP4844467B2 (ja) * 2007-05-07 2011-12-28 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
EP2410144B1 (en) * 2010-07-19 2013-03-27 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Method of Controlling NOx Emissions in an Internal Combustion Engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002021623A (ja) * 2000-07-04 2002-01-23 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2010071135A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気循環装置
JP5120173B2 (ja) * 2008-09-17 2013-01-16 日産自動車株式会社 内燃機関の排気循環装置
CN102227551A (zh) * 2008-11-07 2011-10-26 丰田自动车株式会社 内燃发动机的排气净化系统
JP2011153591A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の排気ガス処理方法及び装置
US20110270511A1 (en) * 2011-06-21 2011-11-03 Ford Global Technologies, Llc Method engine starting

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