[发明专利]用于内燃机的排气净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于净化内燃机排气的排气净化系统。

背景技术

已知通过设于内燃机的排气通路内的被称为NOx吸存还原催化剂(在下文中称为“NOx催化剂”)的装置除去内燃机排气中包含的NOx从而净化排气的技术。但是，当排气中包含的SOx被所述NOx催化剂吸存而导致NOx催化剂的SOx中毒时，所述NOx催化剂劣化，除去NOx并且净化排气的能力下降。

作为这个问题的解决方案，日本专利申请未审定公报No.2001-20781公开了一种技术，其中当由于SOx中毒等原因使得NOx催化剂劣化时，采用一种与NOx催化剂未中毒时使用的方法不同的、控制排气空燃比来除去NOx的方法。在所述技术中，除去NOx时，首先将排气的空燃比调整为预定的浓空燃比，随后再调整为接近理论空燃比的空燃比。另外，保持理论空燃比的时间取决于NOx催化剂是否劣化而变化，以控制NOx向大气的排放。

日本专利申请未审定公报No.2003-201888公开了一种考虑催化剂的劣化程度来修正浓峰(rich spike)模式的技术。

日本专利申请未审定公报No.2002-115536公开了一种涉及基于对SOx累积量的估算来判定催化剂劣化程度的技术。

发明内容

在装备有NOx催化剂的内燃机中，令排气的空燃比浓以便还原吸存于NOx催化剂中的NOx。这样做使得所吸存的NOx与排气中包含的还原剂(如燃料)反应，从而除去NOx。然而，排气中包含的SOx也与NOx一起吸存于NOx催化剂中，这会使NOx催化剂的催化性能恶化。

便于除去(即还原)所吸存的SOx的内燃机运转条件成立的机会，比便于还原所吸存的NOx的运转条件成立的机会要小。因此，当NOx催化剂处于SOx中毒状态时，即使以与NOx催化剂处于非SOx中毒状态下还原与除去由NOx催化剂所吸存的NOx相同的方式使得排气的空燃比浓，NOx催化剂的除去作用也不能令人满意地实现。这会导致还原剂(如燃料)的无谓消耗。在由除SOx以外的因素引起NOx催化剂的劣化从而导致NOx催化剂的NOx除去性能降低时，也会出现上述情况。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种用于设有NOx催化剂(即NOx吸存还原催化剂)的内燃机的排气净化系统，所述排气净化系统即使在NOx催化剂劣化时，也能够在控制用于还原NOx的还原剂(如燃料)的消耗的同时除去NOx。

为了解决上述问题，本发明通过关注NOx催化剂的NOx除去特性根据NOx催化剂是否劣化而不同这一事实而作出。因此，当NOx催化剂劣化时，以与NOx催化剂没有劣化时不同的NOx催化剂的NOx除去特性相应的方式供给还原剂，由此使得能够在控制还原剂消耗量的同时有效地除去NOx。

鉴于前述事实，根据本发明的用于内燃机的排气净化系统包括：NOx吸存还原催化剂，其设置在内燃机的排气通路内并包含铂和吸存剂；还原剂供给装置，其用于向流入所述NOx吸存还原催化剂的排气供给还原剂；劣化判定装置，其用于判定所述NOx吸存还原催化剂的劣化程度；常态NOx除去装置，其用于在所述劣化判定装置判定所述NOx吸存还原催化剂的劣化程度低于或等于特定的劣化程度时，通过由所述还原剂供给装置向流入所述NOx吸存还原催化剂的所述排气供给还原剂，将所述排气的空燃比调整为理论空燃比或浓于理论空燃比的特定的浓空燃比；以及催化剂劣化时NOx除去装置，其用于在所述劣化判定装置判定所述NOx吸存还原催化剂的劣化程度高于所述特定的劣化程度时，通过由所述还原剂供给装置向流入所述NOx吸存还原催化剂的所述排气供给还原剂，将所述排气的空燃比调整为稀于理论空燃比的特定的稀空燃比。

在上述用于内燃机的排气净化系统中，排气中包含的NOx通过NOx催化剂(NOx吸存还原催化剂)的催化作用而被除去。NOx催化剂包含铂和吸存剂，排气中包含的NOx被吸存于该吸存剂中。NOx催化剂的催化性能并非总是恒定的，而是在有些时候由于诸如在构成NOx催化剂的吸存剂中除NOx外的物质的吸存之类的某些原因，使得NOx催化剂对NOx的吸存变得不够充分。因此，NOx催化剂逐步劣化。这种劣化的程度由劣化判定装置判定。所以，所述特定的劣化程度是用于判定NOx不能够充分地吸存于NOx催化剂中且NOx催化剂不能够令人满意地实现作为吸存还原催化剂的催化作用的劣化程度的阈值。