CN107461248A - 内燃机的排气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机的排气净化系统。其中,排气净化装置除了具有SCR催化剂之外,还具有排气净化要素。而且,通过升温处理部来执行如下的升温处理,所述升温处理为,使向排气净化装置流入的排气的温度上升,以使排气净化要素升温至预定的目标温度的处理。此时,在并未通过升温处理部执行升温处理时内燃机的运转被停止的情况下,在该内燃机的运转停止后,执行从添加阀向SCR催化剂进行的添加剂的添加。另一方面,在通过升温处理部执行升温处理的过程中内燃机的运转被停止的情况下,在该内燃机的运转停止后,不执行从添加阀向SCR催化剂进行的添加剂的添加。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机的排气净化系统。
背景技术
一直以来,已知有如下结构的排气净化系统,即,在内燃机的排气通道中设置有选择还原型NOx催化剂(以下,有时也称为“SCR催化剂”),所述选择还原型NOx催化剂具有以氨为还原剂而选择性地对排气中的NOx进行还原的功能。在这样的排气净化系统中,从设置于排气通道上的添加阀添加作为氨或氨的前驱体的添加剂。由此,将氨供给至SCR催化剂,并以该氨为还原剂而在该SCR催化剂中对排气中的NOx进行还原。
另外,在日本特开2013-113267中公开了如下技术,即,在与SCR催化剂相比靠上游侧的排气通道上具备添加尿素水(即,作为氨的前驱体的尿素的水溶液)的添加阀的结构的排气净化系统中,在内燃机的运转停止后从添加阀添加尿素水的技术。
发明内容
在具备SCR催化剂的排气净化系统中存在如下的情况,即,在排气通道上,添加作为氨或氨的前驱体的添加剂的添加阀被设置为,朝向SCR催化剂添加添加剂。而且,在这种结构的排气净化系统中存在如下的情况,即,在内燃机的运转停止后从添加阀添加添加剂。
在如上所述的结构的情况下,即使在内燃机的运转停止后(即,在排气通道内未有排气流动的状态下),若从添加阀添加添加剂,也会使氨被供给至SCR催化剂。因此,在内燃机的运转停止后,氨被吸附于SCR催化剂上。而且,在内燃机刚重新起动后(在于SCR催化剂处于未激活的状态下内燃机被起动的情况下,该内燃机起动后的SCR催化剂刚激活后),该吸附于SCR催化剂上的氨会被用于对该SCR催化剂中的NOx进行还原。因此,能够提高内燃机刚重新起动后的SCR催化剂中的NOx净化率(在该SCR催化剂中被还原的NOx量相对于向SCR催化剂流入的NOx量的比率)。
但是,在排气通道上,有时除了SCR催化剂之外,还设置具有与该SCR催化剂不同的排气净化功能的排气净化要素。而且,在排气通道上设置有这样的排气净化要素的结构中,有时会以该排气净化要素的排气净化功能的恢复等为目的而执行使该排气净化要素升温的升温处理。此时,伴随着该升温处理的执行,有时不仅排气净化要素的温度上升,SCR催化剂的温度也会上升。在这样的情况下,当在内燃机刚重新起动后执行升温处理时,伴随于此,SCR催化剂的温度会急剧上升。而且,此时若氨被吸附于SCR催化剂上,则存在该氨未被用于NOx的还原而从该SCR催化剂脱离并被排出到大气中的可能。
本发明在实现内燃机刚起动后的SCR催化剂中的NOx净化率的提高的同时减少氨向大气中的排出量。
本实施例所涉及的内燃机的排气净化系统具备:排气净化装置,其被设置于内燃机的排气通道上,并具有选择还原型NOx催化剂和排气净化要素,所述选择还原型NOx催化剂具有将氨作为还原剂而选择性地对排气中的NOx进行还原的功能,所述排气净化要素具有与所述选择还原型NOx催化剂不同的排气净化功能;添加阀,其被设置于所述排气通道上,并向所述选择还原型NOx催化剂添加作为氨或氨的前驱体的添加剂;添加控制部,其对从所述添加阀进行的添加剂的添加进行控制;升温处理部,其在预定的升温执行条件成立时,执行如下的升温处理,所述升温处理为,使流入所述排气净化装置中的排气的温度上升,以使所述排气净化要素升温至预定的目标温度的处理,并且所述升温处理部在所述升温处理的执行过程中所述内燃机的运转被停止时,中断所述升温处理,此后,在所述内燃机被重新起动时,重新开始所述升温处理,在并未通过所述升温处理部执行所述升温处理时所述内燃机的运转被停止的情况下,所述添加控制部在所述内燃机的运转停止后执行从所述添加阀进行的所述添加剂的添加,在通过所述升温处理部执行所述升温处理的过程中所述内燃机的运转被停止的情况下,所述升温处理部中断所述升温处理,且所述添加控制部在所述内燃机的运转停止后不执行从所述添加阀进行的所述添加剂的添加。
也可以如下对本实施例进行定义。
内燃机的排气净化系统包括:
排气净化装置,其被设置于所述内燃机的排气通道上,并具有选择还原型NOx催化剂和排气净化要素,所述选择还原型NOx催化剂具有将氨作为还原剂而选择性地对排气中的NOx进行还原的功能,所述排气净化要素具有与所述选择还原型NOx催化剂不同的排气净化功能;
添加阀,其被设置于所述排气通道上,并向所述选择还原型NOx催化剂添加作为氨或氨的前驱体的添加剂;
电子控制单元,其被构成为:
i)在预定的升温执行条件成立时执行如下的升温处理,所述升温处理为,使流入所述排气净化装置中的排气的温度上升,以使所述排气净化要素升温至预定的目标温度的处理,
ii)当在所述升温处理的执行过程中所述内燃机的运转被停止时,中断所述升温处理,而后,当所述内燃机被重新起动时,重新开始所述升温处理,
ii i)在所述升温处理未处于执行中时所述内燃机的运转被停止的情况下,在所述内燃机的运转停止后,执行从所述添加阀进行的所述添加剂的添加,
iv)在所述升温处理的执行过程中所述内燃机的运转被停止的情况下,在所述内燃机的运转停止后,不执行从所述添加阀进行的所述添加剂的添加。
在本发明中,排气净化装置除了具有SCR催化剂之外还具有排气净化要素。并且,也可以通过在排气净化要素上承载SCR催化剂从而构成排气净化装置。而且,在预定的升温执行条件成立的情况下,通过升温处理部执行用于使排气净化要素升温的升温处理。并且,升温执行条件根据排气净化要素的种类而被预先规定。在此,当通过升温处理部而执行升温处理时,流入排气净化装置中的排气的温度上升。因此,不仅排气净化要素,而且SCR催化剂的温度也必然上升。另外,在由升温处理部执行升温处理的过程中内燃机的运转被停止的情况下,该升温处理被中断,但当内燃机被重新起动时,该升温处理也被重新开始。在该情况下,从内燃机刚起动后起,SCR催化剂的温度可能会急剧上升,从而使该SCR催化剂的温度高于通常时(即,未执行升温处理时)的温度。因此,在这样的情况下,当内燃机停止后通过执行从添加阀进行的添加剂的添加而使氨吸附于SCR催化剂上时,伴随着在内燃机的重新起动后重新开始升温处理,该氨将会不被用于NOx的还原而从SCR催化剂中脱离,从而易于被排出到大气中。
因此,在本实施例中,在并未通过升温处理部执行升温处理时内燃机的运转被停止的情况下,添加控制部在内燃机的运转停止后执行从添加阀进行的添加剂的添加。由此,能够实现内燃机刚起动后的SCR催化剂中的NOx净化率的提高。另一方面,在通过升温处理部执行的升温处理的过程中内燃机的运转被停止的情况下,添加控制部在内燃机的运转停止后不执行从添加阀进行的添加剂的添加。在该情况下,在内燃机的运转停止后,氨不会被吸附于SCR催化剂中。因此,通过在内燃机刚起动后重新开始由升温处理部实施的升温处理从而使SCR催化剂的温度急剧上升时,能够减少从该SCR催化剂脱离的氨的量。因此,能够减少内燃机刚起动后的氨向大气中排出的排出量。
另外,在本实施例中,只要在内燃机的运转被停止的时间点,有足够量的氨被吸附于SCR催化剂中,则无需在内燃机的运转停止后从添加阀中添加添加剂。因此,在本实施例中,在并未通过升温处理部执行升温处理时内燃机的运转被停止的情况下,也可以根据内燃机的运转被停止的时间点处的SCR催化剂中的氨的吸附量,而决定是否在该内燃机的运转停止后执行从添加阀进行的添加剂的添加。也就是说,当内燃机的运转被停止的时间点处的SCR催化剂中的氨的吸附量少于预定的目标吸附量时,添加控制部也可以在该内燃机的运转停止后执行从添加阀进行的添加剂的添加。而且,当内燃机的运转被停止的时间点处的SCR催化剂中的氨的吸附量在目标吸附量以上时,添加控制部也可以在内燃机的运转停止后不执行从添加阀进行的添加剂的添加。在此,目标吸附量也可以为,被认为在内燃机刚重新起动后为了在SCR催化剂中充分地对NOx进行还原而需要的氨的吸附量。根据这样的控制,能够抑制从添加阀进行的不必要的添加剂的添加。
并且,在本实施例中,排气净化要素也可以为具有对排气中的颗粒状物质进行捕集的功能的过滤器。在该情况下,升温处理部所执行的升温处理也可以为将堆积于过滤器中的颗粒状物质氧化并去除的过滤器再生处理。另外,升温执行条件也可以为过滤器再生处理的执行条件。
另外,在本实施例中,排气净化要素也可以为吸留还原型NOx催化剂。在该情况下,升温处理部所执行的升温处理也可以为使吸留还原型NOx催化剂从SOx中毒恢复的SOx中毒恢复处理。另外,升温执行条件也可以为SOx中毒恢复处理的执行条件。
根据本发明,能够在实现内燃机刚起动后的SCR催化剂中的NOx净化率的提高的同时减少氨向大气中排出的氨的排出量。
附图说明
以下,参照附图而对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行描述,其中,类似的符号代表类似的元件:
图1为表示实施例1所涉及的内燃机与其进排气系统的概要结构的图。
图2为表示实施例1所涉及的过滤器再生处理的流程的流程图。
图3为表示实施例1所涉及的内燃机的运转停止后的尿素水添加控制的流程的流程图。
图4为表示进行了现有的尿素水添加控制的情况下的、内燃机运转停止以及重新起动时的、过滤器再生标记、点火开关、SCR温度、来自尿素水添加阀的尿素水添加量、SCR催化剂中的NOx净化率、SCR催化剂中的氨吸附量、以及向大气中排出的氨排出量的时间推移的图。
图5为表示进行了实施例1所涉及的尿素水添加控制的情况下的、内燃机运转停止以及重新起动时的、过滤器再生标记、点火开关、SCR温度、来自尿素水添加阀的尿素水添加量、SCR催化剂中的NOx净化率、SCR催化剂中的氨吸附量、以及向大气中排出的氨排出量的时间推移的图。
图6为表示实施例1的改变例所涉及的内燃机的运转停止后的尿素水添加控制的流程的流程图。
图7为表示实施例2所涉及的内燃机与其进排气系统的概要结构的图。
图8为表示实施例2所涉及的SOx中毒恢复处理的流程的流程图。
图9为表示实施例2所涉及的内燃机的运转停止后的尿素水添加控制的流程的流程图。
具体实施方式
以下,根据附图,对本发明的具体的实施方式进行说明。本实施例所记载的结构零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等,只要未特别地记载,则不表示将发明的技术范围仅限定于此的含义。
<实施例1>
图1为表示本实施例所涉及的内燃机和其进排气系统的概要结构的图。图1所示的内燃机1为以轻油为燃料的压燃式的内燃机(柴油发动机)。但是,本发明也可应用于以汽油等为燃料的火花点火式的内燃机中。
内燃机1具备向气缸2内喷射燃料的燃料喷射阀3。并且,在内燃机1为火花点火式的内燃机的情况下,燃料喷射阀3也可以被构成为,向进气端口喷射燃料。
内燃机1与进气通道4连接。在进气通道4上,设置有空气流量计40以及节气门41。空气流量计40输出与在进气通道4内流动的进气(空气)的量(质量)相应的电信号。节气门41被配置于进气通道4中的与空气流量计40相比靠下游侧。节气门41通过变更进气通道4内的通道截面积从而对内燃机1的吸入空气量进行调节。
内燃机1与排气通道5连接。在排气通道5上,设置有氧化催化剂50、过滤器51、SCR催化剂52、燃料添加阀53、以及尿素水添加阀54。过滤器51为由多孔质的基材形成的壁流式的过滤器,并具有对排气中的PM(Particulate Matter,颗粒状物质)进行捕集的功能。SCR催化剂52具有以氨为还原剂而对排气中的NOx进行还原的功能。氧化催化剂50被设置于与过滤器51相比靠上游侧的排气通道5上。并且,以下,有时将过滤器51以及SCR催化剂52统称为一个排气净化装置60。
在本实施例中,过滤器51相当于“排气净化要素”,SCR催化剂52相当于“选择还原型NOx催化剂”。而且,在本实施例中,由过滤器51以及SCR催化剂52构成的排气净化装置60相当于“排气净化装置”。另外,在本实施例中,也可以采用在过滤器51中承载有SCR催化剂52的结构。
燃料添加阀53被设置于与氧化催化剂50相比更靠上游侧的排气通道5上。燃料添加阀53向在排气通道5内流动的排气中添加燃料。尿素水添加阀54被设置于SCR催化剂52的正上游的排气通道5上。尿素水添加阀54向SCR催化剂52添加尿素水。也就是说,尿素水添加阀54被设置为,即使在没有排气在排气通道5内流动的状态下,所添加的尿素水也会到达SCR催化剂52。当从尿素水添加阀54添加尿素水时,尿素会加水分解从而生成氨。其结果为,氨被供给至SCR催化剂52。在SCR催化剂52中,以该氨为还原剂,而对排气中的NOx进行还原。
并且,在本实施例中,尿素水添加阀54相当于“添加阀”。另外,在本实施例中,也可以代替尿素水添加阀54,而设置向SCR催化剂52添加氨气的氨添加阀。在该情况下,氨添加阀相当于“添加阀”。
在与氧化催化剂50相比靠下游侧且与过滤器51相比靠上游侧的排气通道5上,设置有O2传感器55。O2传感器55输出与排气的O2浓度相对应的电信号。另外,在与过滤器51相比靠下游侧且与尿素水添加阀54相比靠上游侧的排气通道5上,设置有上游侧温度传感器56以及上游侧NOx传感器57。在与SCR催化剂52相比靠下游侧的排气通道5上,设置有下游侧温度传感器58以及下游侧NOx传感器59。上游侧温度传感器56以及下游侧温度传感器58输出与排气的温度相对应的电信号。上游侧NOx传感器57以及下游侧NOx传感器59输出与排气的NOx浓度相对应的电信号。
而且,在内燃机1中同时设置有电子控制单元(ECU)10。ECU10为具有对内燃机1的运转状态等进行控制的处理器的单元。在ECU10上,除了电连接有上述的空气流量计40、O2传感器55、上游侧温度传感器56、上游侧NOx传感器57、下游侧温度传感器58、以及下游侧NOx传感器59之外,还电连接有点火开关6、加速器位置传感器7以及曲轴位置传感器8等各种传感器。加速器位置传感器7为,输出与搭载有内燃机1的车辆的加速踏板的操作量(加速器开度)相对应的电信号的传感器。曲轴位置传感器8为,输出与内燃机1的内燃机输出轴(曲轴)的旋转位置相对应的电信号的传感器。而且,这些传感器的输出信号被输入至ECU10中。
ECU10根据空气流量计40的输出值,而对流经排气通道5的排气的流量(以下,有时也仅称为“排气流量”)进行推测。另外,ECU10根据上游侧温度传感器56的输出值而对过滤器51的温度(以下,有时也称为“过滤器温度”)进行推测。另外,ECU10根据下游侧温度传感器58的输出值而对SCR催化剂52的温度(以下有时也称为“SCR温度”)进行推测。
另外,在ECU10上,电连接有上述的燃料喷射阀3、节气门41、燃料添加阀53以及尿素水添加阀54等各种设备。ECU10根据如上所述的各个传感器的输出信号而对各种设备进行控制。
(过滤器再生处理)
在本实施例中,在内燃机1的运转过程中,通过ECU10以预定的周期对过滤器51中的PM堆积量(以下,有时也称为“过滤器PM堆积量”)进行反复运算。在该运算中,通过对由过滤器51捕集的PM量即PM捕集量、和在过滤器51中被氧化的PM的量即PM氧化量进行累积,从而计算出当前的过滤器PM堆积量。PM捕集量能够通过在根据内燃机1的运转状态而推测出的来自该内燃机1的PM排出量上乘以预定的PM捕集率(被过滤器51捕集的PM量相对于向过滤器51流入的PM量的比例)来进行计算。另外,PM氧化量能够根据过滤器温度以及由O2传感器55检测出的排气的O2浓度(即,向过滤器51流入的排气的O2浓度)和通过上次运算而计算出的过滤器PM堆积量(以下,有时也称为“堆积量上次值”)来进行计算。而且,通过对于堆积量上次值加上作为增加量的PM捕集量并且减去作为减少量的PM氧化量,从而计算出本次的过滤器PM堆积量(当前的过滤器PM堆积量)。
在本实施例中,当如上所述计算出的过滤器PM堆积量达到了第一预定堆积量时,通过ECU10而执行过滤器再生处理。过滤器再生处理通过从燃料添加阀53添加燃料而被实现。当从燃料添加阀53添加燃料时,该燃料在氧化催化剂50中被氧化。通过此时产生的氧化热量,而使向排气净化装置60流入的排气、即向过滤器51流入的排气的温度上升。伴随着该排气温度的上升,过滤器温度上升。此时,对来自燃料添加阀53的燃料添加量进行调节,以使过滤器温度成为预定的过滤器再生温度。在此,过滤器再生温度为,能够使堆积于过滤器51中的PM氧化的温度,且为能够对过滤器51的过度升温进行抑制的范围内的温度。该过滤器再生温度根据实验等而被预先规定,并被存储于ECU10中。通过使过滤器51被升温至过滤器再生温度,从而堆积于该过滤器51中的PM被氧化从而被去除。
而且,在开始执行过滤器再生处理之后,当过滤器PM堆积量减少至第二预定堆积量时,通过ECU10停止过滤器再生处理。在此,第二预定堆积量为少于第一预定堆积量的量,且为可判断为过滤器PM堆积量已充分减少的量。并且,第一预定堆积量以及第二预定堆积量根据实验等而被预先规定,并被存储于ECU10中。另外,也可以代替从燃料添加阀53添加燃料,而在内燃机1中通过燃料喷射阀3在与主燃料喷射相比靠后的时机实施副燃料喷射(后喷射),由此向氧化催化剂50供给燃料,从而实现过滤器再生处理。
在此,有时在过滤器再生处理的执行过程中内燃机1的运转会被停止。在这样的情况下,通过ECU10中断过滤器再生处理。也就是说,在过滤器PM堆积量减少至第二预定堆积量之前,过滤器再生处理被停止。而且,在这样的情况下,当内燃机1被重新起动时,通过ECU10重新开始滤器再生处理。也就是说,即使在过滤器PM堆积量少于第一预定堆积量的状态下,过滤器再生处理也会被执行。此时,如果过滤器PM堆积量减少至第二预定堆积量,则过滤器再生处理也会被停止。
在此,利用图2所示的流程图,对本实施例所涉及的过滤器再生处理的流程进行说明。本流程被预先存储于ECU10中,并在内燃机1的运转过程中(包括内燃机1的起动时以及停止时)通过ECU10而被执行。
在本流程中,首先,在S101中,对被存储于ECU10中的过滤器再生标记是否成为关闭进行辨别。在此,过滤器再生标记为,在应该执行过滤器再生处理的条件成立时成为开启,在应该执行过滤器再生处理的条件不成立时成为关闭的标记。而且,如上所述,在过滤器再生处理的执行过程中内燃机1的运转被停止的情况下,该过滤器再生处理被中断。但是,在该情况下,存储于ECU10中的过滤器再生标记被维持于开启。因此,当在内燃机1起动时本流程开始被执行时,在S101中作出肯定判断的情况下,也就是说,存储于ECU10中的过滤器再生标记成为关闭的情况下,能够判断为,当内燃机1的运转在上次被停止时,并未执行过滤器再生处理。在该情况下,接下来,执行S102的处理。
在此,如上所述,在本实施例中,在内燃机1的运转过程中,通过ECU10而周期性地对过滤器PM堆积量进行运算。而且,存储于ECU10中的过滤器PM堆积量在每次运算时会被更新。在S102中,对该存储于ECU10中的过滤器PM堆积量Qpm、即当前的过滤器PM堆积量Qpm进行读取。
接下来,在S103中,对在S102中所读取的过滤器PM堆积量Qpm是否在作为开始执行过滤器再生处理的阈值的第一预定堆积量Qpm1以上进行辨别。在S103中作出肯定判断的情况下,接下来,在S104中,存储于ECU10中的过滤器再生标记被设为开启。而且,在S105中,执行过滤器再生处理。也就是说,执行来自燃料添加阀53的燃料添加,过滤器温度被控制为过滤器再生温度。
另一方面,当在内燃机1起动时本流程开始被执行时,在S101中作出否定判断的情况下,也就是说,存储于ECU10中的过滤器再生标记成为开启的情况下,能够判断为,当内燃机1的运转在上次被停止时过滤器再生处理被中断。在该情况下,不经过从S102至S104的处理,便执行S105的处理。也就是说,即使在当前时间点的过滤器PM堆积量Qpm少于第一预定堆积量Qpm1的状态下,也重新开始过滤器再生处理。
接着S105,而执行S106的处理。在S106中读取被存储于ECU10中的当前的过滤器PM堆积量Qpm。由ECU10所实施的周期性的过滤器PM堆积量的运算即使在过滤器再生处理的执行过程中也会被执行。在S106中,对过滤器再生处理的执行过程中的当前的过滤器PM堆积量Qpm进行读取。
接下来,在S107中,对在S106中所读取的过滤器PM堆积量Qpm是否在作为停止执行过滤器再生处理的阈值的第二预定堆积量Qpm2以下进行辨别。也就是说,对是否通过执行过滤器再生处理而使过滤器PM堆积量Qpm减少至第二预定堆积量Qpm2以下进行辨别。在S107中作出肯定判断的情况下,接下来,在S108中,被存储于ECU10中的过滤器再生标记被设为关闭。而且,在S109中,过滤器再生处理被停止。也就是说,来自燃料添加阀53的燃料添加被停止。此后,本流程的执行暂时结束。
另一方面,在S107中作出否定判断的情况下,也就是说,在过滤器PM堆积量Qpm未减少至第二预定堆积量Qpm2的情况下,接下来,执行S110的处理。在S110中,对点火开关6是否被设为关闭(IG关闭)进行辨别,也就是说,对内燃机1的运转是否被停止进行辨别。在S110中作出否定判断的情况下,也就是说,在内燃机1运转仍在继续的情况下,接下来,再次执行S105至S107的处理。也就是说,继续执行过滤器再生处理。另一方面,在S110中作出肯定判断的情况下,接下来,执行S109的处理。也就是说,在过滤器PM堆积量Qpm多于第二预定堆积量Qpm2的状态下,中断过滤器再生处理。而且,在该情况下,如上所述,存储于ECU10中的过滤器再生标记仍保持被设为开启的状态。此后,本流程的执行结束。
另外,在S103中作出否定判断的情况下,也就是说,在内燃机1的运转过程中过滤器PM堆积量还未达到第一预定堆积量Qpm1的情况下,接下来,在S111中,存储于ECU10中的过滤器再生标记被维持为关闭。此后,本流程的执行暂时结束。并且,在该情况下,在下一次执行本流程时,在S101中作出肯定判断。
根据图2所示的流程,在过滤器再生处理的执行过程中内燃机1的运转被停止的情况下,该过滤器再生处理被中断,此后,当内燃机1被重新起动时,重新开始过滤器再生处理。
并且,在本实施例中,过滤器再生处理相当于“升温处理”。而且,在本实施例中,通过ECU10执行图2所示的流程,从而实现了“升温处理部”。
(尿素水添加控制)
接下来,对本实施例所涉及的尿素水添加控制进行说明。如上所述,在本实施例中,通过从尿素水添加阀54添加尿素水,从而向SCR催化剂52供给氨。而且,该氨吸附于SCR催化剂52中。在本实施例中,在内燃机1的运转过程中,通过ECU10以预定的周期对吸附于SCR催化剂52中的氨的量(以下,有时也仅称为“氨吸附量”)进行反复运算。在该运算中,通过对向SCR催化剂52供给的氨量即氨供给量、SCR催化剂52中的被NOx的还原消耗的氨量即氨消耗量、以及从SCR催化剂52脱离的氨量即氨脱离量进行累积,从而计算出当前的氨吸附量。氨供给量能够根据从尿素水添加阀54添加的尿素水量而进行计算。另外,氨消耗量能够根据由上游侧NOx传感器57检测出的排气的NOx浓度(即,向SCR催化剂52流入的排气的NOx浓度)、排气流量以及SCR温度、和通过上次的运算而计算出的SCR催化剂52中的氨吸附量(以下,有时也称为“吸附量上次值”)来进行计算。也就是说,能够根据排气流量以及SCR温度、和吸附量上次值,对当前时间点下的SCR催化剂52中的NOx净化率进行推测。而且,能够根据向SCR催化剂52流入的排气的NOx浓度以及排气流量,对向SCR催化剂52流入的NOx量进行推测。而且,能够根据这些推测值而对氨消耗量进行计算。另外,氨脱离量能够根据SCR温度以及吸附量上次值而进行计算。而且,通过对于吸附量上次值加上作为增加量的氨供给量,并且减去作为减少量的氨消耗量以及氨脱离量,从而对本次的氨吸附量(当前的氨吸附量)进行计算。
在本实施例中,在内燃机1的运转过程中,通常,ECU10对来自尿素水添加阀54的尿素水添加量进行控制,以将如上所述计算的氨吸附量维持或调节为预定的目标吸附量。在此,预定的目标吸附量为,作为在SCR催化剂52中能够确保所期望的NOx净化率且能够将从SCR催化剂52脱离并排除至大气中的氨的量抑制在容许范围内的值,而根据实验等预先规定的值。
但是,在内燃机1刚起动后(在SCR催化剂52处于未激活的状态下内燃机1被起动的情况下,该内燃机1起动后的SCR催化剂刚激活后),在SCR催化剂52中的氨吸附量达到目标吸附量之前,有时要花费一定程度的时间。在这样的情况下,在内燃机1刚起动后,有可能难以在SCR催化剂52中确保所期望的NOx净化率。因此,在本实施例中,在内燃机1的运转停止后,执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。
如上所述,在本实施例中,尿素水添加阀54被设置为,即使在没有排气在排气通道5内流动的状态下,所添加的尿素水也会到达SCR催化剂52。因此,在内燃机1停止运转后执行了从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加的情况下,也能够向SCR催化剂52供给氨。其结果为,在内燃机1停止运转后,氨被吸附于SCR催化剂52中。而且,在内燃机1的刚重新起动后,该吸附于SCR催化剂52上的氨被用于对该SCR催化剂52中的NOx进行还原。因此,能够提高内燃机刚重新起动后的SCR催化剂52中的NOx净化率。
但是,如上所述,在本实施例中,当在过滤器再生处理的执行过程中内燃机1的运转被停止时,该过滤器再生处理被中断。而且,此后,当内燃机1被重新起动时,重新开始过滤器再生处理。在此,当执行过滤器再生处理时,向排气净化装置60流入的排气的温度上升。因此,不仅过滤器51,而且SCR催化剂52的温度也必然上升。因此,在伴随着内燃机1的重新起动而重新开始过滤器再生处理的情况下,在内燃机1刚起动后,SCR催化剂52的温度可能会急剧上升,从而使该SCR催化剂52的温度高于通常时(即,未执行过滤器再生处理时)的温度。
而且,当SCR催化剂52的温度较高时,与其温度较低时相比,可吸附于该SCR催化剂52中的氨的最大量(饱和吸附量)变少。因此,在氨吸附于SCR催化剂52的状态下,该SCR催化剂52的温度上升,由此使饱和吸附量低于该SCR催化剂52中的氨吸附量时,所吸附的氨的一部分会从SCR催化剂52脱离。
因此,如上所述,在内燃机1重新起动后重新开始过滤器再生处理的情况下,如果在内燃机1停止后通过执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加而使氨吸附于SCR催化剂52中,则在伴随着过滤器再生处理的重新开始而使SCR催化剂52的温度急剧上升时,该氨有可能不被用于NOx的还原,而从该SCR催化剂52脱离并排出至大气中。因此,在本实施例中,在过滤器再生处理的执行过程中停止了内燃机1的运转的情况下,也就是说,在伴随着内燃机1运转停止而使过滤器再生处理被中断的情况下,在该内燃机1的运转停止后,不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。
在此,根据图3,对本实施例所涉及的内燃机1的运转停止后的尿素水添加控制的流程进行说明。图3为表示在内燃机1的运转停止时所执行的流程的流程图。该流程被预先存储于ECU10中,并通过ECU10而被执行。
在本流程的S201中,对点火开关6是否被设为关闭(IG关闭)进行辨别,也就是说,对内燃机1的运转是否停止进行辨别。在S201中作出否定判断的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在S201中作出肯定判断的情况下,接下来,在S202中,对存储于ECU10中的过滤器再生标记是否成为开启进行辨别。在S202中作出否定判断的情况下,也就是说,在存储于ECU10中的过滤器再生标记成为关闭的情况下,能够判断为,在未执行过滤器再生处理时停止了内燃机1的运转。在该情况下,接下来,在S203中,执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。并且,此时的从尿素水添加阀54进行的尿素水添加(即,内燃机1的运转停止后的尿素水添加)在SCR催化剂52的温度处于如下的温度范围内时被执行,即,所述温度范围为,在能够实施尿素的加水分解且通过该加水分解而生成的氨能够吸附于该SCR催化剂52中的温度范围。此后,本流程的执行结束。另一方面,在S202中作出肯定判断的情况下,能够判断为,在过滤器再生处理的执行过程中内燃机1的运转被停止,伴随着该内燃机1的运转停止,该过滤器再生处理被中断。在该情况下,不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加,而结束本流程的执行。
根据图3所示的流程,在未执行过滤器再生处理时停止了内燃机1的运转的情况下,在该内燃机1的运转停止后,执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。由此,在内燃机1的运转停止后,氨会吸附于SCR催化剂52中。因此,能够提高内燃机1刚起动后的SCR催化剂52中的NOx净化率。另一方面,在过滤器再生处理的执行过程中停止了内燃机1的运转的情况下,在该内燃机1的运转停止后,不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。在该情况下,在内燃机1的运转停止后,氨不会被吸附于SCR催化剂52中。因此,当在内燃机1刚起动后因重新开始过滤器再生处理而使SCR催化剂52的温度急剧上升时,能够减少从该SCR催化剂52脱离的氨的量。因此,能够减少内燃机1刚起动后的氨向大气中的排出量。
并且,在本实施例中,通过ECU10执行图3所示的流程,从而实现了“添加控制部”。
(时序图)
图4和图5为表示内燃机1的运转停止以及重新起动时的、过滤器再生标记、点火开关6、SCR温度、来自尿素水添加阀54的尿素水添加量、SCR催化剂52中的NOx净化率、SCR催化剂52中的氨吸附量、以及向大气中排出的氨排出量的时间推移的图。图4为表示进行了现有的尿素水添加控制的情况下的各值的推移的图。而且,图5为表示进行了本实施例所涉及的尿素水添加控制的情况下各值的推移的图。
在图4和图5中,在时间t1处,过滤器再生标记成为开启,开始执行过滤器再生处理。伴随着该过滤器再生处理的执行,SCR温度上升。而且,在时间t2处,点火开关6成为关闭,内燃机1的运转被停止。此时,虽然过滤器再生处理被停止,但过滤器再生标记仍被维持于开启的状态。在时间t2处,内燃机1的运转被停止后,SCR温度逐渐下降。而且,在时间t3处,点火开关6成为开启,内燃机1被重新起动。此时,过滤器再生标记成为开启,因此,过滤器再生处理也被重新开始。伴随着该内燃机1的重新起动以及过滤器再生处理的重新开始,SCR温度上升。并且,如图4所示,即使在内燃机1重新起动的时间点(时间t3)处氨被吸附于SCR催化剂52中,在SCR温度达到激活温度之前,在SCR催化剂52中NOx也并不会被还原。而且,在时间t4处,过滤器再生标记成为关闭,过滤器再生处理被停止。伴随着该过滤器再生处理的停止,SCR温度降低。
另外,即使在图4和图5中的任意一个图中,内燃机1的运转过程中的从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加均被同样地控制。在此,由于在过滤器再生处理的执行过程中SCR温度变高,因此,氨难以被吸附于SCR催化剂52中。因此,在过滤器再生处理的执行过程中,对来自尿素水添加阀54的尿素水的添加量进行控制,以使通过将尿素加水分解而生成的氨量成为与向SCR催化剂52流入的NOx的量对应的量。
而且,如图4所示,在进行了现有的尿素水添加控制的情况下,在内燃机1的运转被停止之后(时间t2之后),在该内燃机1运转停止过程中,执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。由此,在内燃机1的运转停止过程中,SCR催化剂52中的氨吸附量增加。但是,当在时间t3处内燃机1被重新起动时,过滤器再生处理也被重新开始,从而使SCR温度急剧上升。其结果为,被吸附于SCR催化剂52中的氨脱离。因此,如图4中由单点划线包围的部分所示,内燃机1刚起动后向大气中排出的氨的排出量增加。
另一方面,如图5所示,在进行了本实施例所涉及的尿素水添加控制的情况下,在内燃机1的运转被停止之后(时间t2之后),在该内燃机1的运转停止过程中,不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。因此,在内燃机1的运转停止过程中,没有新的氨吸附于SCR催化剂52中。因此,即使随着内燃机1的重新起动而重新开始过滤器再生处理从而使SCR温度急剧上升,也能够对氨从SCR催化剂52脱离的脱离量进行抑制。因此,如图5中由单点划线所包围的部分所示,能够减少在内燃机1刚起动后氨向大气中排出的排出量。
(改变例)
在此,根据图6,对实施例1的改变例所涉及的内燃机1的运转停止后的尿素水添加控制的流程进行说明。图6为表示在内燃机1运转停止时所执行的流程的流程图。该流程被预先存储于ECU10中,并通过ECU10而被执行。并且,本流程中的S201至S203的处理与图3所示的流程中的S201至S203的处理相同。因此,省略对这些步骤中实施的处理的说明。
即使在未执行过滤器再生处理时内燃机1的运转被停止的情况下,在该内燃机1的运转被停止的时间点处,只要有足够量的氨被吸附于SCR催化剂52中,则在该内燃机1的运转停止后,无需使新的氨吸附于该SCR催化剂52中。也就是说,在内燃机1的运转停止后,无需从尿素水添加阀54中添加尿素水。
因此,在本流程中,在S202中作出否定判断的情况下,也就是说,在未执行过滤器再生处理时内燃机1的运转被停止的情况下,接下来,执行S303的处理。如上所述,在本实施例中,在内燃机1的运转过程中,通过ECU10周期性地对SCR催化剂52中的氨吸附量进行运算。而且,在每次运算时对存储于ECU10中的SCR催化剂52中的氨吸附量进行更新。在S303中,对该存储于ECU10中的氨吸附量Qu、即内燃机1的运转被停止的时间点的氨吸附量Qu进行读取。
接下来,在S304中,对在S303中所读取的氨吸附量Qu是否少于预定的目标吸附量Qut进行辨别。在此,目标吸附量Qut为,被认为在内燃机1刚重新起动之后为了在SCR催化剂52中充分对NOx进行还原而需要的氨的吸附量。这样的目标吸附量Qut根据实验等而被预先规定,并被存储于ECU10中。而且,在S304中作出肯定判断的情况下,接下来,执行S203的处理。此时,也可以根据在S303中所读取的氨吸附量Qu与目标吸附量Qut之间的差分,来决定来自尿素水添加阀54的尿素水的总添加量。也就是说,也可以使SCR催化剂52中的氨吸附量成为目标吸附量Qut的方式来决定来自尿素水添加阀54的尿素水的总添加量。另一方面,在S304中作出否定判断的情况下,即,在S303中所读取的氨吸附量Qu在目标吸附量Qut以上的情况下,能够判断为已经有足够量的氨被吸附于SCR催化剂52中。因此,在该情况下,不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加,而结束本流程的执行。
根据如图6所示的流程所示的尿素水添加控制,在未执行过滤器再生处理时内燃机1的运转被停止的情况下,仅在该内燃机1的运转被停止的时间点的氨吸附量Qu少于目标吸附量Qut时,在该内燃机1的运转停止后执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。因此,能够抑制从尿素水添加阀54进行的不必要的尿素水的添加。并且,在本改变例中,通过ECU10执行图6所示的流程,从而实现了“添加控制部”。
<实施例2>
图7为表示本实施例所涉及的内燃机与其进排气系统的概要结构的图。在本实施例中,在排气通道5中的与氧化催化剂50相比靠下游侧且与上游侧温度传感器56相比靠上游侧,设置有吸留还原型NOx催化剂71(以下,有时也称为“NSR催化剂71”),来代替上述的实施例1中的过滤器51。NSR催化剂71具有在周围气氛的空燃比为过稀空燃比时对排气中的NOx进行吸留,在周围气氛的空燃比为过浓空燃比时对所吸留的NOx进行还原的功能。并且,此处所说的“吸留”这个用词还包括NOx在NSR催化剂71中的暂时的“吸附”的含义。另外,以下,有时也会将NSR催化剂71以及SCR催化剂52统称为一个排气净化装置70。另外,在本实施例中,ECU10根据上游侧温度传感器56的输出值而对NSR催化剂71的温度(以下,有时也称为“NSR温度”)进行推测。除这些结构之外的结构与图1所示的实施例1的结构相同。
并且,在本实施例中,NSR催化剂71相当于“排气净化要素”,SCR催化剂52相当于“选择还原型NOx催化剂”。而且,在本实施例中,由NSR催化剂71以及SCR催化剂52构成的排气净化装置70相当于“排气净化装置”。
(SOx中毒恢复控制)
在NSR催化剂71中,除了吸留有排气中的NOx之外,还吸留有排气中的SOx。而且,当NSR催化剂71中的SOx的吸留量(以下,有时也仅称为“SOx吸留量”)增加时,该NSR催化剂71的NOx吸留能力降低。因此,在本实施例中,在内燃机1的运转过程中,通过ECU10以预定的周期对NSR催化剂71中的SOx吸留量进行反复运算。在该运算中,通过对来自内燃机1的SOx排出量进行累积,从而计算出当前的SOx吸留量。自内燃机1的SOx排出量能够根据内燃机1中的燃料喷射量等而进行计算。
而且,在本实施例中,当如上所述计算出的NSR催化剂71中的SOx吸留量达到了预定吸留量时,通过ECU10执行SOx中毒恢复处理。SOx中毒恢复处理通过从燃料添加阀53间歇地添加燃料从而被实现。当燃料从燃料添加阀53中被间歇地添加时,向NSR催化剂71流入的排气的温度会上升,从而使NSR温度上升,并且,NSR催化剂71的周围气氛的空燃比间歇地降低。此时,对来自燃料添加阀53燃料添加量进行调节,以使NSR温度成为预定的SOx中毒恢复温度,并且在NSR催化剂71的周围气氛的空燃比降低时,使该空燃比成为作为过浓空燃比的预定的SOx中毒恢复空燃比。在此,SOx中毒恢复温度为,能够对吸留于NSR催化剂71中的SOx进行还原的温度,且为能够对NSR催化剂71的过度升温进行抑制的范围内的温度。另外,SOx中毒恢复空燃比为,能够对吸留于NSR催化剂71中的SOx进行还原的空燃比。这样的SOx中毒恢复温度以及SOx中毒恢复空燃比根据实验等而被预先规定,并被存储于ECU10中。通过使NSR催化剂71被升温至SOx中毒恢复温度,且NSR催化剂71的周围气氛的空燃比降低至SOx中毒恢复空燃比,从而对吸留于该NSR催化剂71中的SOx进行还原。
而且,当开始执行SOx中毒恢复处理后经过预定的恢复处理期间时,通过ECU10而使SOx中毒恢复处理被停止。在此,恢复处理期间为,能够对吸留于NSR催化剂71中的SOx充分地进行还原的期间(即,能够使NSR催化剂71的NOx吸留功能充分恢复的期间)。这样的恢复处理期间根据实验等而被预先规定,并被存储于ECU10中。另外,也可以代替从燃料添加阀53添加燃料,而在内燃机1中通过燃料喷射阀3在与主燃料喷射相比靠后的时机实施副燃料喷射(后喷射),从而实现SOx中毒恢复处理。
在此,在SOx中毒恢复处理的执行过程中,有时内燃机1的运转会被停止。在这样的情况下,通过ECU10而使SOx中毒恢复处理被中断。也就是说,在开始执行SOx中毒恢复处理之后经过恢复处理期间之前,SOx中毒恢复处理被停止。而且,在这样的情况下,当内燃机1被重新起动时,通过ECU10而重新开始SOx中毒恢复处理。也就是说,即使在NSR催化剂71中的SOx吸留量少于预定吸留量的状态下,也会执行SOx中毒恢复处理。而且,在这样的情况下,当SOx中毒恢复处理的执行期间的累积值(即,内燃机1的运转停止前的SOx中毒恢复处理的执行期间与内燃机1重新起动后的SOx中毒恢复处理的执行期间的合计值)达到恢复处理期间时,SOx中毒恢复处理被停止。
在此,根据图8所示的流程图,对本实施例所涉及的SOx中毒恢复处理的流程进行说明。本流程被预先存储于ECU10中,并在内燃机1的运转过程中(包括内燃机1的起动时以及停止时)由ECU10执行。
在本流程中,首先,在S401中,对存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记是否成为关闭进行辨别。在此,SOx中毒恢复标记为,在应该执行SOx中毒恢复处理的条件成立时成为开启,在应该执行SOx中毒恢复处理的条件未成立时成为关闭的标记。而且,如上所述,在SOx中毒恢复处理的执行过程中内燃机1的运转被停止的情况下,该SOx中毒恢复处理被中断。但是,在该情况下,存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记被维持为开启。因此,当在内燃机1起动时本流程开始被执行时,在S101中作出肯定判断的情况下,也就是说,存储于ECU10中的标记成为关闭的情况下,能够判断为,当内燃机1的运转在上次被停止时未执行SOx中毒恢复处理。在该情况下,接下来,执行S402的处理。
在此,如上所述,在本实施例中,在内燃机1的运转过程中,通过ECU10而周期性地对NSR催化剂71中的SOx吸留量进行运算。而且,在每次运算时对存储于ECU10中的SOx吸留量进行更新。在S402中,对该存储于ECU10中的NSR催化剂71中的SOx吸留量Qsox、即当前的SOx吸留量Qsox进行读取。
接下来,在S403中,对在S402中所读取的SOx吸留量Qsox是否在作为开始执行SOx中毒恢复处理的阈值的预定吸留量Qsox0以上进行辨别。在S403中作出肯定判断的情况下,接下来,在S404中,将存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记设为开启。而且,在S405中,执行SOx中毒恢复处理。也就是说,执行来自燃料添加阀53的间歇的燃料添加,且NSR温度被控制为SOx中毒恢复温度。
另一方面,当在内燃机1起动时本流程开始被执行时,在S401中作出否定判断的情况下,也就是说,存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记成为开启的情况下,能够判断为,当内燃机1的运转在上次停止时,SOx中毒恢复处理被中断。在该情况下,不经由S402至S404的处理,而执行S405的处理。也就是说,即使在当前时间点的SOx吸留量Qsox少于预定吸留量Qsox0的状态下,也重新开始SOx中毒恢复处理。
接着S405,而执行S406的处理。在S406中,对在开始执行SOx中毒恢复处理后是否经过了恢复处理期间dt0进行辨别。在此,在S401中作出否定判断从而执行S405的处理的情况下,也就是说,当在内燃机1起动时本流程开始被执行时,由于存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记成为开启从而重新开始SOx中毒恢复处理的情况下,在S406中,对内燃机1的运转停止前的SOx中毒恢复处理的执行期间与内燃机1重新起动后的SOx中毒恢复处理的执行期间的合计值是否达到了恢复处理期间dt0进行辨别。在S406中作出肯定判断的情况下,接下来,在S407中,将存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记设为关闭。而且,在S408中,SOx中毒恢复处理被停止。也就是说,来自燃料添加阀53的间歇的燃料添加被停止。此后,本流程的执行暂时结束。
另一方面,在S406中作出否定判断的情况下,也就是说,在SOx中毒恢复处理的执行期间还未达到恢复处理期间dt0的情况下,接下来,执行S409的处理。在S409中,对点火开关6是否被设为关闭(IG关闭)进行辨别,也就是说,对内燃机1的运转是否被停止进行辨别。在S409中作出否定判断的情况下,也就是说,在内燃机1继续运转的情况下,接下来,再次执行S405以及S406的处理。也就是说,继续执行SOx中毒恢复处理。另一方面,在S409中作出肯定判断的情况下,接下来,执行S408的处理。也就是说,在SOx中毒恢复处理的执行期间短于恢复处理期间dt0的阶段,SOx中毒恢复处理被中断。而且,在该情况下,如上所述,存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记仍保持被设为开启的状态。此后,本流程的执行结束。
另外,在S403中作出否定判断的情况下,也就是说,在内燃机1的运转过程中,在NSR催化剂71中的SOx吸留量Qsox还未达到预定吸留量Qsox0的情况下,接下来,在S410中,存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记被维持为关闭。此后,本流程的执行暂时结束。并且,在该情况下,在下一次执行本流程时,在S401中作出肯定判断。
根据图8所示的流程,在SOx中毒恢复处理的执行过程中内燃机1的运转被停止的情况下,该SOx中毒恢复处理被中断,此后,当内燃机1被重新起动时,重新开始SOx中毒恢复处理。
并且,在本实施例中,SOx中毒恢复处理相当于“升温处理”。而且,在本实施例中,通过ECU10执行图8所示的流程,从而实现了“升温处理部”。
(尿素水添加控制)
接下来,对本实施例所涉及的尿素水添加控制进行说明。在本实施例中,内燃机1的运转过程中的来自尿素水添加阀54的尿素水添加也与实施例1相同地被控制。另外,如上所述,在本实施例中,当在SOx中毒恢复处理的执行过程中内燃机1的运转被停止时,该SOx中毒恢复处理被中断。而且,此后,当内燃机1被重新起动时,重新开始SOx中毒恢复处理。在此,当执行SOx中毒恢复处理时,向排气净化装置70流入的排气的温度上升。因此,不仅NSR催化剂71,而且SCR催化剂52的温度也必然上升。因此,在伴随着内燃机1的重新起动而重新开始SOx中毒恢复处理的情况下,与在实施例1中重新开始过滤器再生处理的情况相同,从内燃机1刚起动后起,SCR催化剂52的温度可能会急剧上升,而使该SCR催化剂52的温度高于通常时(即,未执行SOx中毒恢复处理时)的温度。
因此,在内燃机1重新起动后重新开始SOx中毒恢复处理的情况下,如果在内燃机1停止后通过执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加从而使氨吸附于SCR催化剂52中,则在伴随着SOx中毒恢复处理的重新开始而使SCR催化剂52的温度急剧上升时,该氨有可能会未被用于NOx的还原而从该SCR催化剂52脱离并被排出到大气中。因此,在本实施例中,在SOx中毒恢复处理的执行过程中内燃机1的运转被停止的情况下,也就是说,在伴随着内燃机1的运转停止而使SOx中毒恢复处理被中断的情况下,在该内燃机1的运转停止后,不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。
在此,根据图9,对本实施例所涉及的内燃机1的运转停止后的尿素水添加控制的流程进行说明。图9为表示在内燃机1的运转停止时所执行的流程的流程图。该流程被预先存储于ECU10中,并由ECU10执行。
在本流程的S501中,对点火开关6是否被设为关闭(IG关闭)进行辨别,也就是说,对内燃机1的运转是否被停止进行辨别。在S501中作出否定判断的情况下,本流程的执行暂时结束。另一方面,在S501中作出肯定判断的情况下,接下来,在S502中,对存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记是否成为开启进行辨别。在S502中作出否定判断的情况下,也就是说,在存储于ECU10中的SOx中毒恢复标记成为关闭的情况下,能够判断为,当未执行SOx中毒恢复处理时停止了内燃机1的运转。在该情况下,接下来,在S503中,执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。并且,此时的从尿素水添加阀54进行的尿素水添加(即,内燃机1的运转停止后的尿素水添加)在SCR催化剂52的温度处于如下温度范围内时被执行,所述温度范围为能够实施尿素的加水分解且通过该加水分解而生成的氨能够吸附于该SCR催化剂52中的温度范围内。此后,本流程的执行结束。另一方面,在S502中作出肯定判断的情况下,能够判断为,在SOx中毒恢复处理的执行过程中内燃机1的运转被停止,伴随着该内燃机1的运转停止,该SOx中毒恢复处理被中断。在该情况下,不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加,本流程的执行结束。
根据图9所示的流程,在未执行SOx中毒恢复处理时内燃机1的运转被停止的情况下,在该内燃机1的运转停止后,执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。由此,在内燃机1的运转停止后,氨会被吸附于SCR催化剂52中。因此,能够实现内燃机1刚起动后的SCR催化剂52中的NOx净化率的提高。另一方面,在SOx中毒恢复处理的执行过程中内燃机1的运转被停止的情况下,在该内燃机1的运转停止后,不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。在该情况下,在内燃机1的运转停止后,氨未被吸附于SCR催化剂52中。因此,当在内燃机1刚起动后因重新开始SOx中毒恢复处理从而使SCR催化剂52的温度急剧上升时,能够减少从该SCR催化剂52脱离的氨的量。因此,能够减少在内燃机1刚起动后氨向大气中排出的排出量。
并且,在本实施例中,通过ECU10执行图9所示的流程,从而实现了“添加控制部”。
(改变例)
另外,在本实施例中,即使在未执行SOx中毒恢复处理时内燃机1的运转被停止的情况下,只要在该内燃机1的运转被停止的时间点有足够量的氨被吸附于SCR催化剂52中,则在该内燃机1的运转停止后,无需使新的氨吸附于该SCR催化剂52中。也就是说,在内燃机1的运转停止后无需从尿素水添加阀54添加尿素水。
因此,在本实施例中,如实施例1的改变例那样,也可以设为,在未执行SOx中毒恢复处理时内燃机1的运转被停止的情况下,仅在该内燃机1的运转被停止的时间点的氨吸附量Qu少于目标吸附量Qut时,在该内燃机1的运转停止后执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。也就是说,也可以设为,在未执行SOx中毒恢复处理时内燃机1的运转被停止的情况下,只要该内燃机1的运转被停止的时间点的氨吸附量Qu在目标吸附量Qut以上,则在该内燃机1的运转停止后不执行从尿素水添加阀54进行的尿素水的添加。由此,与实施例1的改变例相同,能够抑制从尿素水添加阀54进行的不必要的尿素水的添加。
并且,在上述各个实施例中,对通过将点火开关6设为关闭从而停止内燃机1的运转且通过将点火开关6设为开启从而重新起动内燃机1的情况进行了说明。但是,也可以将排气净化系统应用于实施了如下的所谓自动停止/自动起动控制的内燃机中,即,该自动停止/自动起动控制为,在预定的自动停止条件成立的情况下使内燃机的运转自动停止,此后,在预定的自动起动条件成立的情况下使内燃机自动地重新起动的控制。
Claims (4)
1.一种内燃机的排气净化系统,包括:
排气净化装置,其被设置于所述内燃机的排气通道上,并具有选择还原型NOX催化剂和排气净化要素,所述选择还原型NOX催化剂具有将氨作为还原剂而选择性地对排气中的NOX进行还原的功能,所述排气净化要素具有与所述选择还原型NOX催化剂不同的排气净化功能;
添加阀,其被设置于所述排气通道上,并向所述选择还原型NOX催化剂添加作为氨或氨的前驱体的添加剂;
电子控制单元,其被构成为:
i)在预定的升温执行条件成立时执行如下的升温处理,所述升温处理为,使流入所述排气净化装置中的排气的温度上升,以使所述排气净化要素升温至预定的目标温度的处理,
ii)当在所述升温处理的执行过程中所述内燃机的运转被停止时,中断所述升温处理,而后,当所述内燃机被重新起动时,重新开始所述升温处理,
iii)在所述升温处理未处于执行中时所述内燃机的运转被停止的情况下,在所述内燃机的运转停止后,执行从所述添加阀进行的所述添加剂的添加,
iv)在所述升温处理的执行过程中所述内燃机的运转被停止的情况下,在所述内燃机的运转停止后,不执行从所述添加阀进行的所述添加剂的添加。
2.如权利要求1所述的排气净化系统,其中,
所述电子控制单元被构成为,在所述升温处理未处于执行中时所述内燃机的运转被停止的情况下,
i)当所述内燃机的运转被停止的时间点处的所述选择还原型NOX催化剂中的氨的吸附量少于预定的目标吸附量时,在所述内燃机的运转停止后,执行从所述添加阀进行的所述添加剂的添加,并且,
ii)当所述内燃机的运转被停止的时间点处的所述选择还原型NOX催化剂中的氨的吸附量在所述目标吸附量以上时,在所述内燃机的运转停止后,不执行从所述添加阀进行的所述添加剂的添加。
3.如权利要求1或2所述的排气净化系统,其中,
所述排气净化要素为具有对排气中的颗粒状物质进行捕集的功能的过滤器,
所述升温处理为将堆积于所述过滤器中的颗粒状物质氧化并去除的过滤器再生处理,
所述升温执行条件为所述过滤器再生处理的执行条件。
4.如权利要求1或2所述的排气净化系统,其中,
所述排气净化要素为吸留还原型NOX催化剂,
所述升温处理为使所述吸留还原型NOX催化剂从SOX中毒恢复的SOX中毒恢复处理,
所述升温执行条件为所述SOX中毒恢复处理的执行条件。
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