[发明专利]用于内燃发动机的排气净化设备和还原剂分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的排气控制设备和还原剂分配方法。

背景技术

与本发明相关的现有技术是尿素SCR系统，在尿素SCR系统中，在内燃发动机的排气通道中设置有选择性催化还原型NOx催化剂(下文称为“SCR催化剂”)，SCR催化剂通过吸附NH₃(氨)而从排气中去除NOx，并且在尿素SCR系统中，还原剂分配部向SCR催化剂供给还原剂。在日本专利申请公报No.2003-293737(JP-A-2003-293737)中公开的尿素SCR系统中，吸附于SCR催化剂的NH₃的消耗量基于从内燃发动机排出的NOx的量和由去除率导出部导出的SCR催化剂的NOx去除率求得。吸附在SCR催化剂上的NH₃的吸附量根据如上所述求得的NH₃的消耗量和供给至SCR催化剂的还原剂的分配量求得。随后，基于由此求得的NH₃的吸附量和稍低于SCR催化剂上的NH₃饱和吸附量的NH₃预定目标吸附量，对还原剂的分配进行控制。

然而，本发明人已经发现：NH₃在SCR催化剂上的吸附状态包括弱吸附状态和强吸附状态。弱吸附状态是吸附在SCR催化剂上的NH₃能够用于NOx的还原反应的状态。另一方面，强吸附状态是如下状态：除非状态变为弱吸附状态，否则吸附在SCR催化剂上的NH₃不能够用于NOx的还原反应。因此，已经了解到，如在日本专利申请公报No.2003-293737(JP-A-2003-293737)中公开的尿素SCR系统中那样，在基于吸附在SCR催化剂上的NH₃的量对还原剂的分配进行控制的情况下，如果不考虑NH₃在SCR催化剂上的吸附状态，而是仅考虑SCR催化剂上的NH₃的总吸附量，则不能够增大NOx去除率。因而，为了增大NOx去除率，需要按照适于NOx的去除的NH₃吸附状态执行还原剂分配控制。

发明内容

本发明提供一种通过考虑NH₃在选择还原型NOx催化剂上的吸附状态来执行用于内燃发动机的排气控制设备中的还原剂的最优分配控制的技术。

本发明的第一方面涉及一种内燃发动机的排气控制设备，该排气控制设备包括：选择还原型NOx催化剂，所述选择还原型NOx催化剂设置在内燃发动机的排气通道中，其中，NH₃在所述选择还原型NOx催化剂上的吸附状态包括弱吸附状态和强吸附状态，在所述弱吸附状态下，吸附在所述NOx催化剂上的NH₃能够用于NOx的还原反应，在所述强吸附状态下，除非NH₃的吸附状态变为所述弱吸附状态，否则吸附在所述NOx催化剂上的NH₃不能够用于NOx的还原反应；还原剂分配部，所述还原剂分配部设置在所述选择还原型NOx催化剂上游的所述排气通道中并且分配用于向所述选择还原型NOx催化剂供给NH₃的还原剂；实际弱吸附量计算部，所述实际弱吸附量计算部计算以所述弱吸附状态吸附在所述选择还原型NOx催化剂上的NH₃的实际弱吸附量；以及分配控制部，所述分配控制部根据由所述实际弱吸附量计算部计算出的所述实际弱吸附量执行由所述还原剂分配部分配的还原剂的分配控制。

根据上述构造，排气控制设备计算实际弱吸附量，并且根据计算出的实际弱吸附量执行还原剂的分配控制。因此，还原剂的分配控制仅根据实际弱吸附量执行，而不考虑实际强吸附量，使得可以执行如下控制：在吸附在选择还原型NOx催化剂上的NH₃的吸附量中，仅仅使用对NOx的去除起作用的NH₃的吸附量。因此，还原剂的分配控制中由于考虑对NOx的去除不起作用的NH₃吸附量而导致的缺点消失了，并且能够进行关于选择还原型NOx催化剂的还原剂的最优分配控制。

根据本发明的此方面的排气控制设备还可以包括目标弱吸附量计算部，所述目标弱吸附量计算部计算将以所述弱吸附状态吸附在所述选择还原型NOx催化剂上的NH₃的目标弱吸附量，并且所述分配控制部可以执行由所述还原剂分配部分配的还原剂的分配控制，使得由所述实际弱吸附量计算部计算出的所述实际弱吸附量变为等于由所述目标弱吸附量计算部计算出的所述目标弱吸附量。