[發明專利]內燃機的排氣凈化系統

有效

• 申請號: 200980117145.7
• 申請日: 2009-10-06
• 公開（公告）號: CN102089506A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 櫻井健治
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F02D41/14;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;趙曦

技術領域

本發明涉及一種內燃機的排氣凈化系統，特別涉及為了將由NOx吸留還原催化劑吸留的NOx凈化而進行使空燃比暫時為濃的燃料過量供給(rich?spike)控制的內燃機的排氣凈化系統。

背景技術

以往，已知例如像日本特開2001-271679號公報中所公開的那樣在內燃機的排氣通道中具備NOx吸留還原催化劑(以下稱作“NSR催化劑”)的系統。NSR催化劑是具備將從內燃機中排出的燃燒氣體中所含的氮氧化物(NOx)吸留在催化劑內部的吸留功能、以及對NOx及烴(HC)等進行凈化處理的催化功能的催化劑。在內燃機以稀空燃比運轉的情況下，會排出大量地含有NOx的廢氣。由此，上述的NSR催化劑將該NOx吸留在其內部，抑制該NOx向催化劑下游放出的情況。

這里，NSR催化劑中所吸留的NOx在規定的時刻被凈化處理。更具體來說，上述以往的系統中，執行從內燃機中暫時地排出未燃成分的燃料過量供給。這樣，就會使該催化劑內的NOx與未燃成分在該催化劑內反應。

當因燃料過量供給的開始而從內燃機中排出大量的未燃成分時，向NSR催化劑的下游放出的廢氣在該催化劑中殘存有應當由未燃成分還原的NOx期間就變為理論空燃比氣氛。其后，由于當吸附于催化劑內的NOx的還原結束時，向催化劑下游放出未燃成分，因此廢氣變化為濃氣氛。上述以往的系統中，根據氧濃度、氮氧化物濃度檢測出此種催化劑下游的廢氣向濃氣氛的變化，在該檢測出的時刻結束燃料過量供給。這樣，就可以防止過度執行燃料過量供給，從而可以抑制油耗惡化。

專利文獻1：日本特開2001-271679號公報

專利文獻2：日本特開2000-356125號公報

發明內容

上述以往的系統中，利用燃料過量供給來處理由NSR催化劑吸留的NOx。但是，在執行燃料過量供給時，有時會有所吸留的NOx的一部分被向該催化劑下游放出的情況。即，當執行燃料過量供給而向NSR催化劑內導入作為還原劑的未燃成分時，所吸留的NOx即脫離而在催化劑上反應。但是，在脫離的NOx當中，存在未在催化劑上被凈化而流竄至該催化劑下游的NOx。作為抑制該流竄NOx的方法，可以考慮擴大催化劑容量而增加反應場所。但是，催化劑的容量擴大會導致由貴金屬的增加造成的大幅度的成本上升。由此，希望有可以不擴大催化劑容量而抑制由流竄NOx造成的排放惡化的系統。

本發明是為了解決如上所述的問題而完成的，其目的在于，提供一種內燃機的排氣凈化系統，在具備NSR催化劑的內燃機中，可以抑制由NOx的流竄造成的排放惡化。

第一發明為了達成上述的目的，提供一種能夠實現稀燃運轉的內燃機的排氣凈化系統，其特征在于，具備：

配置于上述內燃機的排氣通道的NOx吸留還原催化劑(以下稱作NSR催化劑)、

配置于上述NSR催化劑的下游的NOx選擇還原催化劑(以下稱作SCR)、

配置于上述SCR的下游、并產生與NH₃濃度對應的輸出的廢氣傳感器、以及

執行燃料過量供給的燃料過量供給機構，

上述燃料過量供給機構在上述稀燃運轉中的規定時刻開始上述燃料過量供給，在上述廢氣傳感器產生表示NH₃濃度上升的規定輸出特性的時刻結束上述燃料過量供給。

另外，第二發明在第一發明中具有如下的特征，即，還具備：

配置于上述NSR催化劑的上游的三元催化劑、以及

配置于上述NSR催化劑的上游且在上述三元催化劑的下游、并產生與氧濃度對應的輸出的第二廢氣傳感器，

上述燃料過量供給機構包括：

第一燃料過量供給機構，其以規定的空燃比進行燃料過量供給；

第二燃料過量供給機構，其以比上述規定的空燃比稀的空燃比進行燃料過量供給；以及

切換機構，其在上述內燃機低負載運轉時，在上述第二廢氣傳感器產生表示氧濃度降低的規定輸出特性的時刻，進行從上述第一燃料過量供給機構向上述第二燃料過量供給機構的切換。

另外，第三發明在第一發明中具有如下的特征，即，還具備配置于上述NSR催化劑的下游且在上述SCR催化劑的上游、并產生與氧濃度對應的輸出的第三廢氣傳感器，

上述燃料過量供給機構包括：

第一燃料過量供給機構，其以規定的空燃比進行燃料過量供給；

第二燃料過量供給機構，其以比上述規定的空燃比稀的空燃比進行燃料過量供給；以及

第二切換機構，其在上述內燃機的高負載運轉時，在上述第三廢氣傳感器產生表示氧濃度降低的規定輸出特性的時刻，進行從上述第一燃料過量供給機構向上述第二燃料過量供給機構的切換。