内燃机的排气净化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种内燃机的排气净化系统，其目的在于，在具备SCR过滤器的排气净化系统中，尽可能地将负载在SCR过滤器上的SCR催化剂中的氨吸附量调节为目标吸附量。在本发明专利技术中，在通过氨供给装置而供给氨时的差压变化率小于预定的阈值的情况下，与该差压变化率在该预定的阈值以上的情况相比，将由氨供给装置所供给的氨供给量设为较少的量，并且，在该差压变化率小于该预定的阈值的情况下，将相对于过滤器PM堆积量的变化量的、由氨供给装置所供给的氨供给量的变化量设为零。

Exhaust gas purification system for internal combustion engine

The present invention relates to an exhaust purification system for internal combustion engine, its purpose is, in the exhaust purification system with SCR filter, as far as possible the load of ammonia adsorption capacity of SCR catalyst in the SCR filter in the regulation for adsorption. In the invention, through the ammonia supply device and pressure change of the supply rate of ammonia is less than a predetermined threshold, compared with the rate of change in the pressure above a predetermined threshold value, ammonia supply by ammonia supply device supplied for less, and the change in pressure the rate is less than the predetermined threshold, the change of ammonia supply relative to the filter PM accumulation amount of change, from ammonia supply device supply quantity is set to zero.

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气净化系统
本专利技术涉及一种内燃机的排气净化系统，其具有被设置在内燃机的排气通道中的选择性催化还原过滤器(SCR过滤器)。
技术介绍
已知一种在内燃机的排气通道中设置在过滤器中负载有SCR催化剂(选择还原型NOX催化剂)的结构的SCR过滤器的技术。在此，SCR催化剂具有将氨作为还原剂来对排气中的NOX进行还原的功能。此外，过滤器具有对排气中的颗粒状物质(ParticulateMatter：以下，有时也称为“PM”)进行捕集的功能。此外，在专利文献1中公开了一种如下的技术，即，在于内燃机的排气通道中的与过滤器相比靠下游侧处设置有SCR催化剂的结构的排气净化系统中，根据过滤器中的PM堆积量来对向SCR催化剂供给的还原剂的供给量进行补正。在该专利文献1中，对向SCR催化剂供给的还原剂的供给量进行补正的原因在于，排气中的NO2会通过堆积于过滤器中的PM而被还原为NO，由此，为了对NOX进行净化而向SCR催化剂供给的还原剂的适当量会发生变化。此外，在非专利文献1中公开了如下情况，即，当SCR过滤器中的PM堆积量增加时，由被负载在该SCR过滤器中的SCR催化剂所吸附的氨量、即氨吸附量处于变得易于增加的倾向。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-293606号公报专利文献2：日本特开2001-193440号公报非专利文献非专利文献1："Physico-ChemicalModelingofanIntegratedSCRonDPF(SCR/DPF)System,"SAEInternationalJournalofEngines,August2012vol.5no.3,958-974
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如上述的在先技术文献(非专利文献1)所公开的内容所示，在SCR过滤器中，存在因PM的堆积状况的影响而使该SCR过滤器所负载的SCR催化剂中的氨吸附量发生变动的情况。在此，当SCR催化剂中的氨吸附量相对于目标吸附量而过多时，这有可能会成为导致从SCR过滤器流出的氨流出量的增加的主要原因。另一方面，当SCR催化剂中的氨吸附量相对于目标吸附量而过少时，有可能难以在SCR过滤器中获得所需的NOX净化率。本专利技术为鉴于上述问题而完成的专利技术，其目的在于，在具备SCR过滤器的排气净化系统中，通过根据该SCR过滤器中的PM的堆积状况而对向该SCR过滤器供给的氨供给量进行控制，从而尽可能地将负载在该SCR过滤器上的SCR催化剂中的氨吸附量调节为目标吸附量。用于解决课题的方法在SCR过滤器中会捕集到排气中的PM，并且所捕集到的PM会逐渐地堆积。此时，在SCR过滤器中，PM首先会堆积在隔壁内(即，隔壁上所形成的细孔内)。然后，在隔壁内的PM的堆积量达到了上限值之后，PM会堆积在隔壁的表面上。以下，有时也会将PM堆积在SCR过滤器的隔壁内的情况称为“壁内PM堆积”，将壁内PM堆积正在进行的期间称为“壁内PM堆积期间”。此外，有时也会将SCR过滤器的隔壁内的PM的堆积量称为“壁内PM堆积量”。此外，有时也会将PM堆积在SCR过滤器的隔壁的表面上的情况称为“表层PM堆积”，将表层PM堆积正在进行的期间称为“表层PM堆积期间”。此外，有时也会将SCR过滤器的隔壁的表面上的PM的堆积量称为“表层PM堆积量”。如上所述，一直以来，认为当SCR过滤器中的PM堆积量增加时，该SCR过滤器所负载的SCR催化剂中的氨吸附量处于易于增加的倾向。但是，对于SCR过滤器中的PM的堆积状况与SCR催化剂中的氨吸附量的增加倾向的详细的相关关系，至今尚不明了。然而，本专利技术的专利技术者新发现了如下的倾向，即，虽然SCR过滤器中的壁内PM堆积量较多的情况下与该壁内PM堆积量较少的情况相比，SCR催化剂中的氨吸附量变得易于增加，但另一方面，SCR过滤器中的表层PM堆积量的增减几乎不会对SCR催化剂中的氨吸附量的增减造成影响。在此，认为在壁内PM堆积量较多的情况下与该壁内PM堆积量较少的情况相比SCR催化剂中的氨吸附量变得容易增加是因为，当壁内PM堆积量增加时该SCR催化剂中的氨的饱和吸附量会增加，伴随于此从该SCR催化剂脱离的氨量会减少。另一方面，由于即使表层PM堆积量发生变化，该SCR催化剂中的氨的饱和吸附量也几乎不会发生变化，因此从该SCR催化剂脱离的氨量也几乎不会发生变化。因此，认为表层PM堆积量的增减几乎不会对SCR催化剂中的氨吸附量的增减造成影响。本专利技术将如上所述的新的见解反映到了具备SCR过滤器的排气净化系统中的氨供给量的控制中。更详细而言，本专利技术所涉及的内燃机的排气净化系统具备：SCR过滤器，其被设置在内燃机的排气通道中，并具有在过滤器中负载有SCR催化剂的结构，所述SCR催化剂具有将氨作为还原剂而对排气中的NOX进行还原的功能，所述过滤器具有对排气中的颗粒状物质进行捕集的功能；氨供给装置，其向所述SCR过滤器中供给氨；控制部，其为了将所述SCR催化剂中的氨吸附量调节为目标吸附量而对由所述氨供给装置所供给的氨供给量进行控制，将利用排气的流量而将所述SCR过滤器的上游与下游之间的排气压力之差标准化了的变换值设为差压变换值，并将在基于所述差压变换值以外的参数而推断出的所述SCR过滤器中的颗粒状物质的堆积量设为过滤器PM堆积量时的、与所述过滤器PM堆积量的每单位增加量相对应的所述差压变换值的增加量设为差压变化率，在通过所述氨供给装置而供给氨时的所述差压变化率小于预定的阈值的情况下，与该差压变化率在该预定的阈值以上的情况相比，所述控制部将由所述氨供给装置所供给的氨供给量设为较少的量，并且，在该差压变化率小于该预定的阈值的情况下，所述控制部将相对于所述过滤器PM堆积量的变化量的、由所述氨供给装置所供给的氨供给量的变化量设为零。在本专利技术所涉及的排气净化系统中，通过氨供给装置而向SCR过滤器供给作为还原剂的氨。而且，所供给的氨将吸附在负载于SCR过滤器中的SCR催化剂上。另外，氨供给装置既可以将氨作为气体或者液体来进行供给，此外，也可以供给氨的前躯体。根据上述新的见解，即使向SCR过滤器供给的氨量相同，但也存在SCR催化剂中的氨吸附量的增加量根据SCR过滤器中的PM堆积状况而成为不同的量的情况。若更详细地进行说明，则如上文所述，SCR过滤器中的PM堆积在壁内PM堆积达到了上限值之后会向表层PM堆积推移。因此，若处于表层PM堆积期间中，则壁内PM堆积量始终在上限值。即，表层PM堆积期间中处于与壁内PM堆积期间中相比壁内PM堆积量较多的状态。而且，在壁内PM堆积量较多的情况下，与壁内PM堆积量较少的情况相比SCR催化剂中的氨吸附量会变得易于增加。因此，即使向SCR过滤器供给的氨量相同，但在表层PM堆积期间中，与壁内PM堆积期间中相比SCR催化剂中的氨吸附量也易于增加。因此，当将表层PM堆积期间中的向SCR过滤器供给的氨供给量设为与壁内PM堆积期间中的向SCR过滤器供给的氨供给量相同的量时，有可能会造成SCR催化剂中的氨吸附量相对于目标吸附量而变得过多。此外，根据当SCR过滤器中的PM堆积量增加时负载在该SCR过滤器上的SCR催化剂中的氨吸附量会处于易于增加的倾向这种现有的见解，也考虑到在表层PM堆积期间中根据表层PM堆积量的增加而将向SCR过滤器供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的排气净化系统，具备：选择性催化还原过滤器，其被设置在内燃机的排气通道中，并具有在过滤器中负载有选择性催化还原催化剂的结构，所述选择性催化还原催化剂具有将氨作为还原剂而对排气中的NO

【技术特征摘要】
2015.12.17 JP 2015-2464951.一种内燃机的排气净化系统，具备：选择性催化还原过滤器，其被设置在内燃机的排气通道中，并具有在过滤器中负载有选择性催化还原催化剂的结构，所述选择性催化还原催化剂具有将氨作为还原剂而对排气中的NOX进行还原的功能，所述过滤器具有对排气中的颗粒状物质进行捕集的功能；氨供给装置，其向所述选择性催化还原过滤器中供给氨；控制部，其为了将所述选择性催化还原催化剂中的氨吸附量调节为目标吸附量而对由所述氨供给装置所供给的氨供给量进行控制，将利用排气的流量而将所述选择性催化还原过滤器的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩本有里子，白泽健，大野了平，古井宪治，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP