内燃机的排气净化系统转让专利

申请号 : CN201080066707.2

文献号 : CN102892984B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 利冈俊祐广田信也伊藤和浩福田光一朗见上晃

申请人 : 丰田自动车株式会社

摘要 :

本发明涉及内燃机的排气净化系统。本发明的课题在于:在具备配置于内燃机的排气通路的选择还原型催化剂;以及朝选择还原型催化剂供给源自氨的还原剂的添加装置中,不降低氮氧化物的还原能力,提高排气净化系统的布局的自由度。为了解决该课题,本发明的内燃机的排气净化系统在朝选择还原型催化剂供给源自氨的还原剂时同时供给烃,由此来生成不易由贵金属催化剂氧化的还原剂。

权利要求 :

1.一种内燃机的排气净化系统,其中,

上述内燃机的排气净化系统具备:

选择还原型催化剂,该选择还原型催化剂配置于内燃机的排气通路,且具备贵金属催化剂;

添加装置,该添加装置配置于比上述选择还原型催化剂靠上游的排气通路,并将源自氨的还原剂添加到排气中;

燃料供给装置,该燃料供给装置在比上述选择还原型催化剂靠上游的位置将燃料供给到排气中;

控制部,当从上述添加装置朝排气中添加还原剂时,该控制部使得从上述燃料供给装置供给燃料;以及测定部,该测定部测定与上述选择还原型催化剂的温度相关的温度,上述控制部根据由上述测定部测定到的温度来变更从上述添加装置添加的还原剂的量和从上述燃料供给装置供给的燃料的量。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统,其中,上述控制部具有规定了上述选择还原型催化剂的温度、尿素水溶液的需求量以及燃料的需求量之间的关系的映射,基于利用上述测定部测定到的温度和上述映射,来决定还原剂的添加量和燃料的添加之间的比率。

3.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统,其中,上述控制部对上述添加装置以及上述燃料供给装置进行控制,使得在由上述测定部测定到的温度高时,与测定到的温度低时相比,还原剂的量变少并且燃料的量变多。

4.根据权利要求1或者3所述的内燃机的排气净化系统,其中,上述内燃机的排气净化系统还具备调温装置,该调温装置配置在比上述选择还原型催化剂靠上游的排气通路,并调整排气的温度。

5.根据权利要求4所述的内燃机的排气净化系统,其中,上述调温装置是使燃料与二次空气燃烧的燃烧器。

说明书 :

内燃机的排气净化系统

技术领域

[0001] 本发明涉及内燃机的排气净化系统,特别是涉及具备接受氨的供给而对排气中的氮氧化物(NOx)进行还原的催化剂的排气净化系统。

背景技术

[0002] 公知有如下的SCR(SCR:Selective Catalytic Reduction,选择还原型催化剂)系统:该SCR系统具备配置于内燃机的排气通路的选择还原型催化剂、和配置在相比选择还原型催化剂靠上游的排气通路的还原剂添加阀,从上述还原剂添加阀添加源自氨的化合物、组合物。
[0003] 近年来,伴随着对排放的限制的强化,产生了在SCR系统追加氧化催化剂、颗粒过滤器的必要性。因此,提出有从排气通路的上游侧起依次配置燃料添加阀、氧化催化剂、颗粒过滤器、尿素添加阀、选择还原型催化剂、以及氨氧化催化剂的系统(例如参照专利文献1)。
[0004] 在专利文献2中记载了从排气通路的上游侧起依次配置尿素添加阀、氧化催化剂、颗粒过滤器、以及选择还原型催化剂的结构。在专利文献3中记载了从排气通路的上游侧起依次配置颗粒过滤器和选择还原型催化剂,并朝颗粒过滤器与选择还原型催化剂之间添加尿素以及燃料的结构。在专利文献4中记载了具备氧化能和选择还原能的排气净化用催化剂。
[0005] 专利文献1:日本特开2009-013931号公报
[0006] 专利文献2:日本特开2008-545085号公报
[0007] 专利文献3:日本特开2008-157188号公报
[0008] 专利文献4:日本特开2008-031970号公报
[0009] 然而,在选择还原型催化剂具备贵金属催化剂的情况下、或者是在相比还原剂添加阀靠下游且相比选择还原型催化剂靠上游的排气通路 配置有贵金属催化剂的情况下,存在从还原剂添加阀添加的源自氨的还原剂由贵金属催化剂氧化而成为氮氧化物(NOx)的可能性。
[0010] 在该情况下,在选择还原型催化剂被还原的氮氧化物(NOx)的量减少,并且在选择还原型催化剂生成氮氧化物(NOx)。针对这种情况,考虑采用如上述专利文献1所公开的结构的方法,但是排气净化系统的布局的自由度降低,因此存在招致车辆搭载性的降低、制造成本的上升的可能性。

发明内容

[0011] 本发明就是鉴于上述各种实际情况而完成的,其目的在于,在包含SCR系统的内燃机的排气净化系统中,不使氮氧化物(NOx)的净化性能降低,并且提高排气净化系统的布局的自由度。
[0012] 为了解决上述的课题,本发明的发明人着眼于通过对具备贵金属催化剂的选择还原型催化剂同时供给源自氨的还原剂和烃(燃料)来抑制选择还原型催化剂中的NOx净化率的降低。
[0013] 在朝具备贵金属催化剂的选择还原型催化剂仅供给源自氨的还原剂的情况下,从选择还原型催化剂流出的氮氧化物(NOx)的量增加。认为这是因为还原剂在与氮氧化物(NOx)反应之前被贵金属催化剂氧化。
[0014] 当还原剂被贵金属催化剂氧化时,在选择还原型催化剂中被还原的氮氧化物(NOx)的量减少。此外,当还原剂被贵金属氧化时,会生成新的氮氧化物(NOx)。结果,从选择还原型催化剂流出的氮氧化物(NOx)的量增加。该现象在选择还原型催化剂的温度(选择还原型催化剂的床温或者通过选择还原型催化剂的气体的温度)高时(例如200℃乃至300℃以上时)显著。
[0015] 针对这种情况,本发明的发明人通过进行锐意的实验以及验证,结果发现:通过对具备贵金属催化剂的选择还原型催化剂同时供给源自氨的还原剂和烃,从选择还原型催化剂流出的氮氧化物(NOx)的量降低。
[0016] 此外,本发明的发明人发现:即便是在具备贵金属催化剂的选择还 原型催化剂的温度高时,若同时供给源自氨的还原剂和烃,则从选择还原型催化剂流出的氮氧化物(NOx)的量降低。
[0017] 虽然上述机理尚不明确,但推测是:源自氨的还原剂和烃在流入选择还原型催化剂之前物理地或者化学地结合或反映,由此生成难以被贵金属催化剂氧化的重质的还原剂。
[0018] 因此,本发明形成为:在对具备贵金属催化剂的选择还原型催化剂供给源自氨的还原剂时,也同时供给烃。
[0019] 详细地说,本发明的内燃机的排气净化系统具备:
[0020] 选择还原型催化剂,该选择还原型催化剂配置于内燃机的排气通路,且具备贵金属催化剂;
[0021] 添加装置,该添加装置配置于比上述选择还原型催化剂靠上游的排气通路,并将源自氨的还原剂添加到排气中;
[0022] 燃料供给装置,该燃料供给装置在比上述选择还原型催化剂靠上游的位置将燃料供给到排气中;以及
[0023] 控制部,当从上述添加装置朝排气中添加还原剂时,该控制部使得从上述燃料供给装置供给燃料。
[0024] 根据上述发明,当对具备贵金属催化剂的选择还原型催化剂供给源自氨的还原剂时,能够抑制由贵金属催化剂造成的还原剂的氧化。因此,选择还原型催化剂中的NOx净化率的降低被抑制。
[0025] 因而,能够将贵金属催化剂和选择还原型催化剂担载于一个基材或者载体。并且,当选择还原型催化剂配置在贵金属催化剂的下游的情况下,能够将添加装置配置在相比贵金属催化剂靠上游的位置。这样,排气净化系统的布局的自由度提高,能够提高排气净化系统的车辆搭载性,并且能够降低制造成本。
[0026] 另外,本发明的发明人发现:当选择还原型催化剂的温度低时,与温度高时相比,源自氨的还原剂多且烃少的情况下氮氧化物(NOx)的净化率高。换言之,本发明的发明人发现:当选择还原型催化剂的温度 高时,与温度低时相比,源自氨的还原剂少且烃多的情况下氮氧化物(NOx)的净化率高。
[0027] 因此,本发明的控制部也可以根据选择还原型催化剂的温度来调整源自氨的还原剂的添加量和烃的供给量。例如,当选择还原型催化剂的温度低时,与温度高时相比,控制部可以使还原剂的添加量多且使烃的供给量少。当这样对还原剂的添加量以及烃的供给量进行调整时,无论选择还原型催化剂的温度如何,均能够提高氮氧化物(NOx)的净化率。
[0028] 并且,本发明所涉及的内燃机的排气净化系统也可以还具备调温装置,该调温装置配置在相比选择还原型催化剂靠上游的排气通路,并调整排气的温度。根据上述结构,能够利用调温装置调整选择还原型催化剂的温度。因此,能够对排气温度进行调整,使得源自氨的催化剂的量和烃的量之间的比率成为期望的比率。
[0029] 此处所说的“期望的比率”,可以根据内燃机、搭载内燃机的车辆的特性适当决定,或者也可以根据源自氨的还原剂的残量、烃的残量适当变更。例如,在源自氨的还原剂的残量少时,与源自氨的还原剂的残量多时相比,提高排气温度,由此,能够将源自氨的还原剂的添加量抑制得较少,并且能够将氮氧化物(NOx)的净化率维持得较高。并且,在烃的残量少时,与烃的残量多时相比,降低排气温度,由此,能够将烃的供给量抑制得较少,并且将氮氧化物(NOx)的净化率维持得较高。
[0030] 作为调温装置,能够使用使燃料和二次空气燃烧的燃烧器。能够利用燃烧器点火而燃料和二次空气燃烧时产生的热提高排气的温度。当不使燃烧器点火而供给二次空气时,能够利用二次空气降低排气的温度。
[0031] 另外,在不使燃烧器点火而供给燃料的情况下、或者在燃料过浓的状态下燃烧器点火的情况下,能够从该燃烧器朝排气中供给烃。结果,能够使燃烧器作为燃料供给装置发挥功能。
[0032] 对于本发明,在包括SCR系统的内燃机的排气净化系统中,不会使氮氧化物(NOx)的净化性能降低,且能够提高排气净化系统的布局的自由度。

附图说明

[0033] 图1是示出第一实施例的内燃机的排气系统的简要结构的图。
[0034] 图2是示出相对于选择还原型催化剂的温度变化的还原剂的要求量的变化的图。
[0035] 图3是示出选择还原型催化剂的温度与NOx净化率之间的关系的图。
[0036] 图4是示出还原剂的添加处理程序的流程图。
[0037] 图5是示出第二实施例的内燃机的排气系统的简要结构的图。

具体实施方式

[0038] 以下,基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。本实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等,只要没有特别记载,则并不意味着发明的技术范围仅限定于此。
[0039] <实施例1>
[0040] 首先,基于图1至图4对本发明的第一实施例进行说明。图1是示出应用本发明的内燃机的排气系统的简要结构的图。图1所示的内燃机是压燃式的内燃机(柴油机),但也可以是火花点火式的内燃机(汽油机)。
[0041] 图1中,在内燃机1连接有排气通路2。排气通路2是供从内燃机1的气缸内流出的气体(排气)流动的通路。在排气通路2的中途配置有离心增压器(涡轮增压器)的涡轮3。在相比涡轮3靠下游的排气通路2配置有排气净化装置4。
[0042] 排气净化装置4在筒状的壳体内收纳选择还原型催化剂。选择还原型催化剂例如在由堇青石、Fe-Cr-Al系的耐热钢构成的具有蜂窝形状的横截面的整体式(monolith type)的基材上涂覆氧化铝系或沸石系的活性成分(载体)。此外,在上述的载体担载有具有氧化能的贵金属催化剂(例如铂(Pt))。
[0043] 在相比上述的排气净化装置4靠下游的排气通路2配置有颗粒过滤器5。颗粒过滤器5捕集排气中所含的颗粒状物质(PM)。
[0044] 在位于上述涡轮3与排气净化装置4之间的排气通路2配置有燃料添加阀6和还原剂添加阀7。燃料添加阀6经由第一泵60与燃料箱61连接。第一泵60吸引贮存在燃料箱61中的燃料,并将所吸引的燃料朝燃料添加阀6压力供给。燃料添加阀6将从第一泵60输送来的燃料朝排气通路2内的排气添加。燃料添加阀6、第一泵60、以及燃料箱61是本发明所涉及的燃料供给装置的一个实施方式。
[0045] 上述的还原剂添加阀7经由第二泵70与还原剂箱71连接。第二泵70吸引贮存在还原剂箱71中的燃料,并将所吸引的燃料朝还原剂添加阀7压力供给。还原剂添加阀7将从第二泵70输送来的还原剂朝排气通路2内添加。还原剂添加阀7、第二泵70、以及还原剂箱71是本发明所涉及的添加装置的一个实施方式。
[0046] 另外,贮存在还原剂箱71中的还原剂是源自氨的还原剂。作为源自氨的还原剂,能够使用尿素、氨基甲酸铵等的水溶液。在本实施例中,作为源自氨的还原剂使用尿素水溶液。
[0047] 上述的燃料添加阀6、还原剂添加阀7、第一泵60、以及第二泵70由ECU 8电气控制。ECU 8是由CPU、ROM、RAM、备用RAM等构成的电子控制单元。ECU 8以曲轴位置传感器9、加速器位置传感器10、排气温度传感器11等各种传感器的输出信号作为参数来对上述的各设备进行控制。
[0048] 上述的曲轴位置传感器9是输出与内燃机1的输出轴(曲轴)的旋转位置相应的电信号的传感器。加速度位置传感器10是输出与加速踏板的操作量(加速器开度)相应的电信号的传感器。排气温度传感器11安装于排气净化装置4与颗粒过滤器5之间的排气通路2,是示出与从排气净化装置4流出的排气的温度相应的电信号的传感器。
[0049] 此处,对还原剂添加阀7(以及第二泵70)的控制方法进行说明。从还原剂添加阀7朝排气中添加的尿素水溶液在排气中或者排气净化装置4中热分解以及水解而生成氨(NH3)。这样生成的氨(NH3)由排气 净化装置4的选择还原型催化剂吸附或吸留。由选择还原型催化剂吸附或吸留的氨(NH3)与排气中所含的氮氧化物(NOx)反应而生成氮(N2)、水(H2O)。即,氨(NH3)作为氮氧化物(NOx)的还原剂发挥作用。
[0050] 另外,当从还原剂添加阀7朝排气中添加的尿素水溶液过少时,由选择还原型催化剂吸附的氨(NH3)的量(氨吸附量)变少。因此,产生排气中所含的氮氧化物(NOx)的一部分未被还原的情况。另一方面,当从还原剂添加阀7朝排气中添加的尿素水溶液过多时,产生氨(NH3)的一部分未被选择还原型催化剂吸附的情况。
[0051] 因而,优选对尿素水溶液的添加量进行控制,以使得选择还原型催化剂的氨吸附量成为合适的量(目标量)。上述目标量是从选择还原型催化剂所能够吸附的最大的氨量(氨饱和量)减去规定的余量后的值。
[0052] 氨饱和量根据选择还原型催化剂的温度(床温)而变化。例如,当选择还原型催化剂的温度高时,与温度低时相比,氨饱和量变少。因此,优选上述目标量根据选择还原型催化剂的温度而变更。
[0053] 因此,ECU 8以选择还原型催化剂的温度作为参数来运算目标量。此时,ECU 8可以利用确定选择还原型催化剂的温度与目标量之间的关系的映射。另外,作为选择还原型催化剂的温度,可以使用由专用的温度传感器测定出的值,但在本实施例中使用排气温度传感器11的输出信号作为代替值。在该情况下,排气温度传感器11相当于本发明的测定部。
[0054] 当利用上述的方法确定目标量后,ECU 8对还原剂添加阀7进行控制,以使得实际的氨吸附量与上述的目标量一致。详细地说,ECU 8首先运算每单位时间从内燃机1排出的氮氧化物(NOx)的量(NOx排出量)。NOx排出量可以使用以加速器位置传感器10的输出信号(加速器开度)和内燃机转速作为因数的映射计算。
[0055] 接着,ECU 8运算选择还原型催化剂中的氮氧化物(NOx)的净化率(NOx净化率)。此处所说的“NOx净化率”是与在选择还原型催化剂中被还原的氮氧化物(NOx)的量相对于流入选择还原型催化剂的氮氧化物(NOx)的量的比例相当的值。NOx净化率以选择还原型催化剂 的温度和排气流量作为参数计算。此时,可以预先将NOx净化率、选择还原型催化剂的温度、排气流量之间的关系映射化。
[0056] ECU 8以NOx排出量和NOx净化率作为参数来运算为了还原氮氧化物(NOx)而每单位时间消耗的氨(NH3)的量(氨消耗量)。
[0057] ECU 8从每单位时间朝选择还原型催化剂供给的氨(NH3)的量减去氨消耗量,由此来运算每单位时间被选择还原型催化剂吸附的氨(NH3)的量。ECU 8通过对每单位时间被选择还原型催化剂吸附的氨(NH3)的量进行累计来计算实际的氨吸附量。
[0058] 当实际的氨吸附量少于目标量时,ECU 8以二者之差作为参数来计算氨(NH3)的目标添加量(以下称作“基准添加量”),并根据基准添加量来进行尿素水溶液的添加。另一方面,当实际的氨吸附量在目标量以上时,ECU 8停止尿素水溶液的添加。
[0059] 然而,本实施例的排气净化装置4包括选择还原型催化剂和贵金属催化剂。因此,存在朝排气净化催化装置4供给的氨(NH3)的一部分在被选择还原型催化剂吸附或吸留之前而由贵金属催化剂氧化的可能性。在该情况下,选择还原型催化剂中的NOx净化率降低。此外,当氨(NH3)被氧化时,会生成新的氮氧化物(NOx)。结果,存在从选择还原型催化剂流出量比较多的氮氧化物(NOx)的可能性。
[0060] 因此,在本实施例中,在从还原剂添加阀7添加尿素水溶液时,从燃料添加阀6添加燃料。即,在进行尿素水溶液的添加时,与此同时也进行燃料的添加。
[0061] 本发明的发明人通过锐意的实验以及验证,结果发现:当同时添加尿素水溶液和燃料时,NOx净化率的降低被抑制。此外,本发明的发明人还发现:净化氮氧化物(NOx)时所需要的氨(NH3)以及烃(HC)的量(比率)根据选择还原型催化剂的温度而不同。
[0062] 图2是示出相对于选择还原型催化剂的温度变化的还原剂的需求量的变化的图。图2所示的需求量是净化一定量的氮氧化物(NOx)时所需要的氨(NH3)以及烃(HC)的量。
图2中,实线表示氨(NH3)的需求量,点划线表示烃(HC)的需求量,虚线表示氨(NH3)的添加 量。
[0063] 如图2所示,当选择还原型催化剂的温度高时,与温度低时相比,氨(NH3)的需求量变少且烃(HC)的需求量变多。相反,当选择还原型催化剂的温度低时,与温度高时相比,氨(NH3)的需求量变多且烃(HC)的需求量变少。
[0064] 如图2所示的氨(NH3)的需求量与烃(HC)的需求量之间的比率(以下称作“添加比率”)通过利用实验等的匹配作业预先映射化。进而,ECU 8基于选择还原型催化剂的温度和图2所示的映射决定氨(NH3)的添加量和烃(HC)的添加量。具体地说,ECU 8通过对上述的基准添加量乘以添加比率来计算氨(NH3)的添加量和烃(HC)的添加量。
[0065] 图3是示出选择还原型催化剂的温度与NOx净化率之间的关系的图。图3中的实线表示根据在上述图2中确定的添加比率添加氨(NH3)和烃(HC)的情况下的NOx净化率。并且,图3中的虚线表示根据基准添加量仅添加氨(NH3)的情况下的NOx净化率。
[0066] 图3中,在仅添加氨(NH3)的情况下,选择还原型催化剂的温度越高则(NOx净化率越降低,与此相对,在添加氨(NH3)和烃(HC)的情况下,无论选择还原型催化剂的温度如何,NOx净化率均维持较高。
[0067] 因此,能够将贵金属催化剂和选择还原型催化剂搭载于一个载体或者基材。结果,能够提高包括添加装置以及选择还原型催化剂的排气净化系统的布局的自由度。例如,能够将选择还原型催化剂和氧化催化剂担载于一个基材或者载体,或者将选择还原型催化剂和氧化催化剂担载于颗粒过滤器的基材。
[0068] 并且,如上述的图2所示,氨(NH3)的需求量少于基准添加量,因此能够较尿素水溶液的消耗量抑制得较少。因此,能够减小还原剂箱71的容量。结果,能够提高还原剂箱71的车载性。
[0069] 以下,根据图4对本实施例中的还原剂的添加步骤进行说明。图4是示出还原剂的添加处理程序的流程图。该添加处理程序是预先存储于ECU 8的ROM的程序,并由ECU 8周期性地执行。
[0070] 在添加处理程序中,ECU 8首先在步骤S101中辨别添加条件是否成立。例如,ECU8在实际的氨吸附量少于目标量时判定为添加条件成立。
[0071] 当在上述S101中做出了否定判定的情况下,ECU 8前进至S107,使还原剂添加阀7以及燃料添加阀6的动作停止。即,ECU 8停止尿素水溶液的添加以及燃料的添加。
[0072] 当在上述S101中做出了肯定判定的情况下,ECU 8前进至S102。在S102中,ECU8读取选择还原型催化剂的温度。此处,作为选择还原型催化剂的温度,使用排气温度传感器11的输出信号。
[0073] 在S103中,ECU 8根据在上述S102中读取的排气温度和图2所示的映射运算氨(NH3)的需求量与烃(HC)的需求量之间的比率(添加比率)。接着,ECU 8在S104中通过从被选择还原型催化剂吸附的氨(NH3)的目标量减去实际的氨吸附量来求出基准添加量。
[0074] 在S105中,ECU 8以在上述S103中计算出的添加比率和在上述S104中求出的基准添加量作为参数来运算氨(NH3)的需求量和烃(HC)的需求量。ECU 8将氨(NH3)的需求量转换成尿素水溶液的量,并且将烃(HC)的量转换成燃料的量。
[0075] 另外,在上述的图2所示的例子中,氨(NH3)与烃(HC)之间的添加比率是确定的,但也可以是尿素水溶液的需求量与燃料的需求量之间的比率是确定的。
[0076] 在S106中,ECU 8根据在上述S105中求出的尿素水溶液的量和燃料的量使还原剂添加阀7以及燃料添加阀6动作。
[0077] 通过这样ECU 8执行添加处理程序,实现本发明所涉及的控制部。结果,即便在选择还原型催化剂和贵金属催化剂被担载于一个载体或者基材的情况下,也能够将选择还原型催化剂的NOx净化率维持得较高。
[0078] 另外,在本实施例中举出了选择还原型催化剂和贵金属催化剂被担载于共通的载体或者基材的布局为例,但即便是选择还原型催化剂配置于相比贵金属催化剂靠下游的排气通路、且还原剂添加阀配置于相比贵 金属催化剂靠上游的布局也能够得到同样的效果。
[0079] 要点在于:只要在进行尿素水溶液的添加时同时添加燃料(烃(HC)),则无论排气净化系统的布局如何均能够得到同样的效果。
[0080] 因此,不会使选择还原型催化剂的NOx净化率降低,能够使排气净化系统的布局多样化。结果,能够提高排气净化系统的车载型,并且能够降低制造成本。
[0081] 在本实施例中,作为本发明所涉及的燃料供给装置,举出了包含燃料添加阀6、第一泵60、以及燃料箱61的装置为例,但在内燃机1具备朝气缸内喷射燃料的燃料喷射阀的情况下,也可以通过从燃料喷射阀朝处于排气行程中的气缸(排气门开阀的气缸)中喷射燃料来实现燃料供给装置。并且,能够将用于使燃料和二次空气燃烧的燃烧器作为燃料供给装置使用。
[0082] <实施例2>
[0083] 其次,基于图5对本发明的第二实施例进行说明。此处,对与上述的第一实施例不同的结构进行说明,对于同样的结构则省略说明。
[0084] 本实施例与上述的第一实施例之间的不同点在于:在位于涡轮3和排气净化装置4之间的排气通路2还追加有燃烧器12。燃烧器12是使从气泵120供给的二次空气和从第一泵60供给的燃料燃烧的装置。
[0085] 燃烧室12具备未图示的火花塞,通过该火花塞工作而使二次空气以及燃料燃烧。在燃烧器12中燃烧后的气体(燃烧气体)经由排出管121被导入排气通路2内。另外,在图
5所示的例子中,燃烧器12和燃料添加阀6共用第一泵60,但也可以针对燃烧器12设置专用的燃料泵。燃烧器12、气泵120、以及第一泵60相当于本发明所涉及的调温装置。
[0086] 上述的燃烧器12以及气泵120由ECU 8电气控制。例如,在使选择还原型催化剂升温的情况下、使颗粒过滤器5升温的情况下等,ECU8使燃烧器12(火花塞)、气泵120、以及第一泵60工作。
[0087] 在该情况下,在燃烧器12中产生的高温的燃烧器经由排出管121被导入排气通路2。结果,朝选择还原型催化剂流入的排气的温度上升。 因此,选择还原型催化剂接受燃烧气体的热而快速升温。
[0088] 并且,在需要使处于活性状态的选择还原型催化剂进一步升温的情况下、需要使被颗粒过滤器5捕集到的颗粒状物质(PM)氧化的情况下等,ECU 8使第一泵60(以及气泵120)工作,从而朝选择还原型催化剂或者颗粒过滤器5供给未燃烧的燃料。
[0089] 在该情况下,未燃烧的燃料在选择还原型催化剂或者颗粒过滤器5中被氧化。结果,借助未燃烧燃料氧化时产生的反应热,选择还原型催化剂或者颗粒过滤器5升温。
[0090] 此外,在本实施例中,ECU 8对燃烧器12进行控制,以使选择还原型催化剂的温度与目标温度(或者成为目标的温度范围)一致。此处所说的“目标温度”例如是使得选择还原型催化剂的NOx净化率在预先确定的基准值以上的温度,是使得氨(NH3)的需求量与烃(HC)的需求量之间的比率成为期望的目标比率的温度。
[0091] 此处所说的“基准值”例如相当于使得从选择还原型催化剂流出的氮氧化物(NOx)的量在限制量以下的NOx净化率。并且,“期望的比率”可以是根据内燃机1的特性、搭载内燃机1的车辆的特性、或者是还原剂箱71、燃料箱61的容量等适当决定的固定值,或者也可以是根据尿素水溶液的残量、燃料的残量而变更的可变值。
[0092] 例如,在尿素水溶液的残量少时、与残量多时相比,提高排气温度,由此,能够降低尿素水溶液的添加比率,并将氮氧化物(NOx)的净化率维持得较高。并且,在燃料的残量少时、与残量多时相比,降低排气温度,由此,能够降低燃料的添加比率,并将氮氧化物(NOx)的净化率维持得较高。
[0093] 另外,在使选择还原型催化剂的温度上升的情况下,ECU 8使燃烧器12的火花塞、气泵120、以及第一泵60工作即可。另一方面,在使选择还原型催化剂的温度降低的情况下,ECU 8不使燃烧器12的火花塞工作、仅使气泵120工作即可。
[0094] 这样,通过利用燃烧器12调整选择还原型催化剂的温度,能够使得尿素水溶液的添加量与燃料的添加量之间的比率成为任意的比率。
[0095] 标号说明
[0096] 1:内燃机;2:排气通路;3:涡轮;4:排气净化装置;5:颗粒过滤器;6:燃料添加阀;7:还原剂添加阀;8:ECU;9:曲轴位置传感器;10:加速器位置传感器;11:排气温度传感器;12:燃烧器;60:第一泵;61:燃料泵;70:第二泵;71:还原剂箱;120:气泵;121:排出管。