[發明專利]內燃機的排氣凈化裝置

有效

• 申請號: 201180004854.1
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN103228883A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 梅本壽丈;吉田耕平;井上三樹男
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉;王軼

技術領域

本發明涉及內燃機的排氣凈化裝置。

背景技術

在柴油發動機、汽油發動機等內燃機的排氣中，例如含有一氧化碳(CO)、未燃燃料(HC)、氮氧化物(NO_X)或者顆粒狀物質(PM：Particulate?Matter)等成分。在內燃機中，為了凈化這些成分而安裝有排氣凈化裝置。

在日本特開2007－154794號公報中，公開了一種具備多個分支通路、配置于各分支通路的排氣凈化催化劑、和配置于排氣凈化催化劑的上游側的燃料添加閥的內燃機的排氣凈化系統。該排氣凈化系統在多個分支通路中的一部分分支通路的排氣凈化催化劑的上游側具備帶加熱器的催化劑，在對排氣凈化催化劑進行預熱時，使具備帶加熱器的催化劑的分支通路的排氣流量減少。而且，公開了使排氣集中通過其他分支通路，對其他分支通路的排氣凈化催化劑進行預熱的內容。對于減少了排氣流量的分支通路，對帶加熱器的催化劑進行通電來實現排氣凈化催化劑的預熱。另外，在該公報中公開了當帶加熱器的催化劑達到活性化溫度時，停止通電并從燃料添加閥噴射燃料，由此利用在帶加熱器的催化劑中發生的燃料的氧化反應來使排氣升溫。

專利文獻1:日本特開2007－154794號公報

作為將排氣中含有的氮氧化物除去的方法，已知有一種在內燃機排氣通路中配置NO_X吸留催化劑的處理。NO_X吸留催化劑具有在流入的排氣的空燃比為稀空燃比時吸留排氣中含有的NO_X，當流入的排氣的空燃比達到濃空燃比時釋放吸留的NO_X并且還原NO_X的功能。

作為在上述的公報中用于進行升溫的排氣凈化催化劑，公開了配置NO_X吸留催化劑的方案。公開了上述的公報所公開的排氣凈化系統通過使在NO_X吸留催化劑的上游側配置的帶加熱器的催化劑成為高溫，來使流入到NO_X吸留催化劑的排氣的溫度上升，使得NO_X吸留催化劑在短時間內活性化。能夠在起動時等以短時間使NO_X吸留催化劑升溫到活性化溫度以上，可以凈化NO_X。另外，雖然NO_X吸留催化劑通過升溫到活性化溫度以上能夠增大NO_X的凈化率，但若溫度過高則存在NO_X的凈化率下降的情況。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種氮氧化物的凈化能力出色的內燃機的排氣凈化裝置。

本發明的內燃機的排氣凈化裝置在內燃機排氣通路內具備用于使排氣所含的NO_X與烴發生反應的排氣凈化催化劑。排氣凈化催化劑包含上游側催化劑和下游側催化劑。上游側催化劑具有氧化能力，下游側催化劑在排氣流通表面上擔載有貴金屬的催化劑顆粒，并且在催化劑顆粒的周圍形成有堿性的排氣流通表面部分。排氣凈化催化劑具有當使流入到排氣凈化催化劑的烴的濃度以預先規定的范圍內的振幅和預先規定的范圍內的周期振動時，對排氣中所含的NO_X進行還原的性質，并且具有當使烴濃度的振動周期比預先規定的范圍長時排氣中所含的NO_X的吸留量增大的性質。該排氣凈化裝置被形成為進行如下控制：在內燃機運轉時使流入到排氣凈化催化劑的烴的濃度以預先規定的范圍內的振幅和預先規定的范圍內的周期振動，在排氣凈化催化劑中對排氣中所含的NO_X進行還原。排氣凈化裝置還具備對上游側催化劑的溫度進行調整的溫度控制裝置。排氣凈化催化劑通過使烴的濃度以預先規定的范圍內的振幅和預先規定的范圍內的周期振動，在上游側催化劑中對至少一部分的烴進行部分氧化。上游側催化劑具有在對烴進行部分氧化時能夠以預先規定的效率進行部分氧化的高效率溫度。溫度控制裝置對上游側催化劑的溫度進行調整，以使得在供給烴期間上游側催化劑的溫度小于高效率溫度，在供給了烴后上游側催化劑的溫度為高效率溫度以上。

在上述發明中，溫度控制裝置可以在向排氣凈化催化劑供給了烴而在上游側催化劑中吸附了烴之后，使上游側催化劑的溫度上升。

在上述發明中，基于上游側催化劑的高效率溫度的上游側催化劑的判定溫度被預先規定，溫度控制裝置對上游側催化劑的溫度進行檢測，在上游側催化劑的溫度小于判定溫度的情況下，根據判定溫度與上游側催化劑的溫度的差值來使上游側催化劑的溫度上升。

在上述發明中，上游側催化劑由電加熱式催化劑構成，溫度控制裝置能夠通過對上游側催化劑進行通電來使上游側催化劑的溫度上升。