内燃机的排气净化装置制造方法及图纸

将排气处理催化剂提早预热。一种内燃机的排气净化装置，具备配置于内燃机排气通路内的排气处理催化剂(13)和为将该催化剂(13)预热而能向该催化剂(13)仅供给热、或供给热和氢的热和氢生成装置(50)。在热和氢生成装置(50)的预热运转完了变得能发挥重整催化剂(54)的重整作用时，排气处理催化剂(13)的温度为预先设定的活化温度以上时，在热和氢生成装置(50)中进行部分氧化反应，生成的热和氢被供给至排气处理催化剂(50)，在热和氢生成装置(50)的预热运转完了变得能发挥重整催化剂(54)的重整作用时，排气处理催化剂(13)的温度低于预先设定的活化温度时，持续进行稀空燃比下的完全氧化反应，仅热被供给至排气处理催化剂(13)。

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气净化装置
本专利技术涉及内燃机的排气净化装置。
技术介绍
众所周知下述内燃机，其具备燃料重整装置、用于向燃料重整装置供给空气的空气供给装置、和用于向燃料重整装置供给燃料的燃料供给装置，在内燃机起动时，从燃料供给装置和空气供给装置向燃料重整装置分别供给燃料以及空气来产生放热反应，将拥有由该放热反应产生的热量的重整气体向配置于内燃机排气通路中的三元催化剂供给，由此，促进三元催化剂的预热(例如参照专利文献1)。在先技术文献专利文献1：日本特开2008－298000号公报
技术实现思路
然而，在将在这样的燃料重整装置中生成的热或氢、或者热和氢向如三元催化剂之类的排气处理催化剂供给来促进排气处理催化剂的预热的情况下，在排气处理催化剂的温度比活化温度高时，向排气处理催化剂供给氢、或者热和氢的情形与仅供给热的情形相比，能够用较少的燃料将排气处理催化剂提早地预热。与此相对，在排气处理催化剂的温度比活化温度低时，即使向排气处理催化剂供给氢也不能促进排气处理催化剂的预热，通过向排气处理催化剂仅供给热，能够用较少的燃料将排气处理催化剂提早地预热。这样，为了用较少的燃料将排气处理催化剂提早地预热，需要根据排气处理催化剂的温度来向排气处理催化剂供给氢、或热和氢、或者仅供给热。但是，就上述的内燃机而言，对此情况完全没有考虑过。根据本专利技术，提供一种内燃机的排气净化装置，其具备：配置于内燃机排气通路内的排气处理催化剂；和为了对排气处理催化剂进行预热而能够向排气处理催化剂仅供给热、或供给热和氢的热和氢生成装置，热和氢生成装置具备被送入燃料与空气的燃烧气体的重整用催化剂，热和氢生成装置，在热和氢生成装置起动后，在稀空燃比下进行热和氢生成装置的预热运转，直到变得能够发挥重整用催化剂的重整作用为止，当变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，进行部分氧化反应，来生成热和氢，其中，在热和氢生成装置的预热运转完了从而变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，排气处理催化剂的温度为预先设定的活化温度以上时，在热和氢生成装置中进行部分氧化反应，所生成的热和氢被供给至排气处理催化剂，在热和氢生成装置的预热运转完了从而变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，排气处理催化剂的温度低于预先设定的活化温度时，持续进行稀空燃比下的完全氧化反应，仅热被供给至该排气处理催化剂。通过在排气处理催化剂的温度为预先设定的活化温度以上时，向排气处理催化剂供给热和氢，在排气处理催化剂的温度低于预先设定的活化温度时，向排气处理催化剂仅供给热，由此能够用较少的燃料将排气处理催化剂提早地预热。附图说明图1是内燃机的总体图。图2是热和氢生成装置的总体图。图3是用于说明轻油的重整反应的图。图4是表示反应平衡温度TB与O2/C摩尔比的关系的图。图5是表示每个碳原子的生成分子个数与O2/C摩尔比的关系的图。图6是表示重整用催化剂内的温度分布的图。图7是表示在被供给的空气的温度TA发生了变化时的反应平衡温度TB与O2/C摩尔比的关系的图。图8A和图8B是表示排气处理催化剂的温度TD的变化的图。图9是表示热和氢生成控制的时序图(timechart)。图10A和图10B是表示进行二次预热的运转(运行：operation)区域的图。图11是表示热和氢生成控制的时序图。图12是用于进行热和氢生成控制的流程图。图13是用于进行热和氢生成控制的流程图。图14是用于进行热和氢生成控制的流程图。图15是用于进行热和氢生成控制的流程图。图16是用于进行限制催化剂温度上升的控制的流程图。附图标记说明1：内燃机主体12：排气管13：排气处理催化剂14：颗粒过滤器50：热和氢生成装置51：供给导管53：燃烧器燃烧室54：重整用催化剂57：燃烧器(burner)25a、25b、25c、71、72、73：温度传感器具体实施方式图1示出压缩着火式内燃机的总体图。参照图1，1表示内燃机主体，2表示各气缸的燃烧室，3表示用于向各燃烧室2内分别喷射燃料的电子控制式燃料喷射阀，4表示进气歧管，5表示排气歧管。进气歧管4经由进气导管6与排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口连结，压缩机7a的入口经由吸入空气量检测器8与空气滤清器9连结。在进气导管6内配置有由促动器驱动的节流阀10，在进气导管6周围配置有用于冷却在进气导管6内流动的吸入的空气的冷却装置11。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被导入到冷却装置11内，通过内燃机冷却水来冷却吸入的空气。另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气涡轮7b的入口连结，排气涡轮7b的出口经由排气管12与排气处理催化剂13的入口连结。在图1所示的例中，该排气处理催化剂13由NOX吸藏催化剂构成。排气处理催化剂13的出口与担载了NOX选择催化剂的颗粒过滤器14连结，在颗粒过滤器14的下游配置有由例如氧化催化剂构成的清洁催化剂(sweepercatalyst)15。在排气处理催化剂13上游的排气管12内配置有用于供给例如轻油的燃料供给阀16，在排气处理催化剂13与颗粒过滤器14之间配置有用于供给尿素水的尿素供给阀17。另一方面，排气歧管5和进气歧管4经由排气再循环(以下称为EGR)通路18互相连结，在EGR通路18内配置有电子控制式EGR控制阀19。另外，在EGR通路18的周围配置有用于冷却在EGR通路18内流动的EGR气体的冷却装置20。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被导入到冷却装置20内，通过内燃机冷却水来冷却EGR气体。各燃料喷射阀3经由燃料供给管21与共轨22连结，该共轨22经由电子控制式的排出量可变的燃料泵23与燃料箱24连结。储存于燃料箱24内的燃料通过燃料泵23被供给至共轨22内，被供给至共轨22内的燃料经由各燃料供给管21供给至燃料喷射阀3。电子控制单元30包括数字计算机，具备通过双向总线31来互相连接的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入端口35以及输出端口36。如图1所示，在排气处理催化剂13的上游侧及排气处理催化剂13的下游侧、以及颗粒过滤器的下游侧分别配置有温度传感器25a、25b、25c，在排气处理催化剂13的上游侧和排气处理催化剂13的下游侧分别配置有NOX传感器26a、26b。而且，在颗粒过滤器14上安装有用于检测颗粒过滤器14的前后压差的压差传感器27，在颗粒过滤器14的下游侧配置有空燃比传感器28。这些温度传感器25a、25b、25c、NOX传感器26a、26b、压差传感器27、空燃比传感器28以及吸入空气量检测器8的输出信号分别经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。另外，在油门踏板40上连接有产生与油门踏板40的踏下量成比例的输出电压的负荷传感器41，负荷传感器41的输出电压经由对应的AD转换器37输入到输入端口35。另外，在输入端口35上连接有曲轴每旋转例如15°就产生输出脉冲的曲轴转角传感器42。而且，向输入端口35输入内燃机的起动器开关(starterswitch)43的动作信号。另一方面，输出端口36经由对应的驱动电路38与燃料喷射阀3、节流阀10的驱动用促动器、燃料供给阀16、尿素供给阀17、EGR控制阀19以及燃料泵23连接。参照图1，设置有能够生成热和氢、或能够仅生成热的热和氢生成装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的排气净化装置，具备：配置在内燃机排气通路内的排气处理催化剂；和为了对该排气处理催化剂进行预热而能够向该排气处理催化剂仅供给热、或供给热和氢的热和氢生成装置，该热和氢生成装置具备被送入燃料与空气的燃烧气体的重整用催化剂，该热和氢生成装置，在热和氢生成装置起动后，在稀空燃比下进行热和氢生成装置的预热运转，直到变得能够发挥重整用催化剂的重整作用为止，当变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，进行部分氧化反应，来生成热和氢，其中，在所述热和氢生成装置的预热运转完了从而变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，该排气处理催化剂的温度为预先设定的活化温度以上时，在该热和氢生成装置中进行部分氧化反应，所生成的热和氢被供给至该排气处理催化剂，在该热和氢生成装置的预热运转完了从而变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，该排气处理催化剂的温度低于预先设定的活化温度时，持续进行稀空燃比下的完全氧化反应，仅热被供给至该排气处理催化剂。

【技术特征摘要】
2016.10.20 JP 2016-2061621.一种内燃机的排气净化装置，具备：配置在内燃机排气通路内的排气处理催化剂；和为了对该排气处理催化剂进行预热而能够向该排气处理催化剂仅供给热、或供给热和氢的热和氢生成装置，该热和氢生成装置具备被送入燃料与空气的燃烧气体的重整用催化剂，该热和氢生成装置，在热和氢生成装置起动后，在稀空燃比下进行热和氢生成装置的预热运转，直到变得能够发挥重整用催化剂的重整作用为止，当变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，进行部分氧化反应，来生成热和氢，其中，在所述热和氢生成装置的预热运转完了从而变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，该排气处理催化剂的温度为预先设定的活化温度以上时，在该热和氢生成装置中进行部分氧化反应，所生成的热和氢被供给至该排气处理催化剂，在该热和氢生成装置的预热运转完了从而变得能够发挥重整用催化剂的重整作用时，该排气处理催化剂的温度低于预先设定的活化温度时，持续进行稀空燃比下的完全氧化反应，仅热被供给至该排气处理催化剂。2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，在该热和氢生成装置的预热运转完了从而变得能够发挥重整用...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹岛伸一，西冈宽真，藤原清，
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