[發明專利]內燃機的排氣氣體凈化系統、內燃機及內燃機的排氣氣體凈化方法

有效

• 申請號: 201680008748.3
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107208521B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 長岡大治;中田輝男;坂本隆行
• 申請（專利權）人: 五十鈴自動車株式會社
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/08;F01N3/28
• 代理公司: 北京天達共和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11586
• 代理人: 張嵩;薛侖

發明內容

本發明涉及在對內燃機的排氣氣體凈化裝置所具有的各催化劑裝置進行再生處理時，能夠避免各催化劑裝置的升溫不足、升溫時的過沖(overshoot)、催化劑的熱劣化、催化劑的熔損，從而能夠可靠地進行再生處理的內燃機的排氣氣體凈化系統、內燃機及內燃機的排氣氣體凈化方法。

背景技術

通常，為了對柴油引擎等內燃機的排氣氣體中所含有的烴(HC)、一氧化碳(CO)、微顆粒狀物質(PM)、及氮氧化物(NOx)等凈化對象成分進行凈化，使用了包括排氣氣體凈化裝置的排氣氣體凈化系統，該排氣氣體凈化裝置具有氧化催化劑裝置(DOC)、微顆粒捕集裝置(CSF、SCRF等)、選擇還原型催化劑裝置(SCR)、稀燃NOx捕集催化劑裝置(LNT)等各催化劑裝置。

在該排氣氣體凈化系統中，出于稀燃NOx捕集催化劑裝置中儲藏的NOx的放出及還原(NOx再生)、微顆粒捕集裝置中捕集的微顆粒狀物質的燃燒除去(PM再生)、蓄積在氧化催化劑裝置、或稀燃NOx捕集催化劑裝置等各種催化劑裝置中的硫磺成分的除去(硫磺凈化)等目的，定期地進行排氣氣體的升溫控制。

在該排氣氣體的升溫控制時，在現有技術中，將由在各催化劑裝置之中的任何一個催化劑裝置的附近設置的排氣氣體溫度傳感器得到的檢測溫度、或用某種方法求出的任何一個催化劑裝置的推定溫度作為升溫控制中的對排氣氣體的目標溫度進行的反饋控制的控制值即控制溫度，在存在幾個催化劑裝置的情況下，通常從響應性的觀點出發，將與為了升溫而供給的未燃的烴(HC)的燃燒所產生的熱產生量最大的催化劑裝置有關系的溫度固定地作為該控制溫度。

與此相關聯地，例如，如日本申請的特開2013－174203號公報所記載那樣，提出了一種凈化引擎的排氣的排氣凈化裝置，該排氣凈化裝置包括：選擇還原型催化劑；顆粒過濾器，其被配置在比選擇還原型催化劑靠排氣上游側的位置，形成有氧化催化劑層且能夠捕集排氣中的顆粒；液體噴射噴嘴，其能夠向顆粒過濾器噴射烴類液體；以及液體供給部件，其向液體噴射噴嘴供給液體，該排氣凈化裝置用溫度傳感器來檢測與顆粒過濾器有關系的排氣的溫度，并基于該溫度傳感器的檢測輸出來控制液體供給部件。

但是，由于多個催化劑裝置、或將催化劑層按部位來區分涂布的區域涂布等的不同，有的情況下，根據引擎的運轉條件的不同，在排氣通道中熱產生量最大的部位(催化劑裝置)不同。例如，在包括氧化催化劑裝置－稀燃NOx捕集催化劑裝置―微顆粒捕集裝置的系統的情況下，在排氣氣體中的空氣過剩率λ較高而氧濃度較高的情況下，在上游側的氧化催化劑裝置中幾乎所有的烴燃燒而產生熱量。因此，在下游側的稀燃NOx捕集催化劑裝置、或微顆粒捕集裝置中，并非因發生烴的燃燒熱，而是因來自由氧化催化劑裝置升溫后的排氣氣體的導熱而使各催化劑裝置內的溫度上升。

另一方面，在硫磺凈化(S凈化：硫凈化)控制、或NOx再生的濃燃燃燒等排氣氣體中的空氣過剩率較低而氧濃度較低的情況下，有時由于使用吸附在稀燃NOx捕集催化劑裝置上的氧、或在NOx還原中產生的氧來引起烴的燃燒，所以與氧化催化劑裝置相比，稀燃NOx捕集催化劑裝置的烴的燃燒熱的產生量變大。

這樣，在組合有多個催化劑裝置的排氣氣體凈化系統的情況下，根據引擎的運轉條件的不同，有時燃料熱的發生量最大的部位會變化，因此，如現有技術那樣，若將升溫控制時的控制溫度固定為與烴的燃燒所產生的熱產生量最大的催化劑裝置等特定的催化劑裝置有關系的溫度，則根據引擎的運轉條件的不同，在該催化劑裝置之外的其它催化劑裝置中，有可能產生升溫不良、升溫時的過沖、熔損等。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本申請的特開2013－174203號公報

發明內容

發明要解決的課題

本發明人在試驗上查明了引擎的運轉狀態變化時在排氣通道中熱產生量最大且升溫的程度高的催化劑裝置的變化與排氣氣體的氧濃度之間存在相關。例如，知道了存在如下現象：在排氣氣體中的空氣過剩率較高且氧濃度較高的PM再生處理時、或引擎的高負荷時，氧化催化劑裝置的熱產生量變大，另一方面，在排氣氣體中的空氣過剩率較低且氧濃度較低的硫磺凈化控制時、或引擎的低負荷時，稀燃NOx捕集催化劑裝置的熱產生量較大。