[發明專利]用于內燃機的排氣凈化系統

有效

• 申請號: 200680008007.1
• 申請日: 2006-03-20
• 公開（公告）號: CN101137830A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 仲野泰彰
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D41/02
• 分類號: F02D41/02;B01D53/94;F01N11/00;F01N3/08;F01N3/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 馬江立;吳鵬

技術領域

本發明涉及一種用于凈化內燃機排氣的排氣凈化系統。

背景技術

已知通過設于內燃機的排氣通路內的被稱為NOx吸存還原催化劑(在下文中稱為“NOx催化劑”)的裝置除去內燃機排氣中包含的NOx從而凈化排氣的技術。但是，當排氣中包含的SOx被所述NOx催化劑吸存而導致NOx催化劑的SOx中毒時，所述NOx催化劑劣化，除去NOx并且凈化排氣的能力下降。

作為這個問題的解決方案，日本專利申請未審定公報No.2001-20781公開了一種技術，其中當由于SOx中毒等原因使得NOx催化劑劣化時，采用一種與NOx催化劑未中毒時使用的方法不同的、控制排氣空燃比來除去NOx的方法。在所述技術中，除去NOx時，首先將排氣的空燃比調整為預定的濃空燃比，隨后再調整為接近理論空燃比的空燃比。另外，保持理論空燃比的時間取決于NOx催化劑是否劣化而變化，以控制NOx向大氣的排放。

日本專利申請未審定公報No.2003-201888公開了一種考慮催化劑的劣化程度來修正濃峰(rich?spike)模式的技術。

日本專利申請未審定公報No.2002-115536公開了一種涉及基于對SOx累積量的估算來判定催化劑劣化程度的技術。

發明內容

在裝備有NOx催化劑的內燃機中，令排氣的空燃比濃以便還原吸存于NOx催化劑中的NOx。這樣做使得所吸存的NOx與排氣中包含的還原劑(如燃料)反應，從而除去NOx。然而，排氣中包含的SOx也與NOx一起吸存于NOx催化劑中，這會使NOx催化劑的催化性能惡化。

便于除去(即還原)所吸存的SOx的內燃機運轉條件成立的機會，比便于還原所吸存的NOx的運轉條件成立的機會要小。因此，當NOx催化劑處于SOx中毒狀態時，即使以與NOx催化劑處于非SOx中毒狀態下還原與除去由NOx催化劑所吸存的NOx相同的方式使得排氣的空燃比濃，NOx催化劑的除去作用也不能令人滿意地實現。這會導致還原劑(如燃料)的無謂消耗。在由除SOx以外的因素引起NOx催化劑的劣化從而導致NOx催化劑的NOx除去性能降低時，也會出現上述情況。

本發明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種用于設有NOx催化劑(即NOx吸存還原催化劑)的內燃機的排氣凈化系統，所述排氣凈化系統即使在NOx催化劑劣化時，也能夠在控制用于還原NOx的還原劑(如燃料)的消耗的同時除去NOx。

為了解決上述問題，本發明通過關注NOx催化劑的NOx除去特性根據NOx催化劑是否劣化而不同這一事實而作出。因此，當NOx催化劑劣化時，以與NOx催化劑沒有劣化時不同的NOx催化劑的NOx除去特性相應的方式供給還原劑，由此使得能夠在控制還原劑消耗量的同時有效地除去NOx。

鑒于前述事實，根據本發明的用于內燃機的排氣凈化系統包括：NOx吸存還原催化劑，其設置在內燃機的排氣通路內并包含鉑和吸存劑；還原劑供給裝置，其用于向流入所述NOx吸存還原催化劑的排氣供給還原劑；劣化判定裝置，其用于判定所述NOx吸存還原催化劑的劣化程度；常態NOx除去裝置，其用于在所述劣化判定裝置判定所述NOx吸存還原催化劑的劣化程度低于或等于特定的劣化程度時，通過由所述還原劑供給裝置向流入所述NOx吸存還原催化劑的所述排氣供給還原劑，將所述排氣的空燃比調整為理論空燃比或濃于理論空燃比的特定的濃空燃比；以及催化劑劣化時NOx除去裝置，其用于在所述劣化判定裝置判定所述NOx吸存還原催化劑的劣化程度高于所述特定的劣化程度時，通過由所述還原劑供給裝置向流入所述NOx吸存還原催化劑的所述排氣供給還原劑，將所述排氣的空燃比調整為稀于理論空燃比的特定的稀空燃比。

在上述用于內燃機的排氣凈化系統中，排氣中包含的NOx通過NOx催化劑(NOx吸存還原催化劑)的催化作用而被除去。NOx催化劑包含鉑和吸存劑，排氣中包含的NOx被吸存于該吸存劑中。NOx催化劑的催化性能并非總是恒定的，而是在有些時候由于諸如在構成NOx催化劑的吸存劑中除NOx外的物質的吸存之類的某些原因，使得NOx催化劑對NOx的吸存變得不夠充分。因此，NOx催化劑逐步劣化。這種劣化的程度由劣化判定裝置判定。所以，所述特定的劣化程度是用于判定NOx不能夠充分地吸存于NOx催化劑中且NOx催化劑不能夠令人滿意地實現作為吸存還原催化劑的催化作用的劣化程度的閾值。