[发明专利]内燃机的排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化装置。

背景技术

作为捕获从柴油发动机排出的废气中的颗粒状物质(Particulate Matter，以下称为PM)的过滤器，例如已知柴油颗粒过滤器(Diesel Particulate Filter，以下称为DPF)。

此外，作为将废气中的氮化合物(以下称为NOx)净化的NOx催化剂，已知使用通过排气热从尿素水加水分解而生成的氨(NH₃)将废气中的NOx选择性地还原净化的选择性还原催化剂(Selective Catalytic Reduction：以下称为SCR)。在SCR中，特别是在排气温度较低时，废气中的NOx(一氧化氮：NO、二氧化氮：NO₂)按照以下的反应式与氨(NH₃)反应而被净化。

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O···式(1)

因此，为了提高SCR对Nox的净化率，优选为将NO和NO₂的比率维持在1：1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2013-2283号公报

专利文献2：特开2009-243316号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，废气中的NO₂存在与DPF所捕获的PM反应而消耗的倾向。因此，为了将流入到下游侧的SCR的废气中的NO与NO₂的比率维持在1：1，通过高精度地测量上游侧的DPF所捕获的PM堆积量，能够提高SCR的净化率。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，通过高精度地控制流入到SCR的废气中的NO与NO₂的比率，有效地提高Nox的净化率。

解决课题所采用的技术手段

为了达成上述目的，本发明的内燃机的排气净化装置的特征在于，具备：过滤器，设置于内燃机的排气通路，捕获排气中的颗粒状物质；尿素水喷射机构，设置在比所述过滤器更靠下游侧的排气通路，向排气中喷射尿素水；选择性还原催化剂，设置在比所述尿素水喷射机构更靠下游侧的排气通路，使用从尿素水生成的氨来将排气中的氮化合物还原净化；静电电容检测机构，检测所述过滤器的静电电容；堆积量计算机构，基于检测到的所述静电电容，推测由所述过滤器捕获的颗粒状物质的堆积量；消耗量推测机构，基于推测出的所述堆积量，计算由所述过滤器中堆积的颗粒状物质消耗的二氧化氮的消耗量；以及控制机构，基于计算出的所述消耗量，控制所述内燃机的燃烧状态，使流入到所述选择性还原催化剂的排气中的一氧化氮和二氧化氮的比率接近1：1。

此外，也可以是，所述静电电容检测机构具有分别插入到所述过滤器内的隔着至少一个以上的栅格单元而相对的一对栅格单元的一对电极。

此外，也可以是，还具备：旁通通路，从比所述过滤器更靠上游侧的排气通路分支，绕过该过滤器；以及第2过滤器，设置于所述旁通通路，捕获在该旁通通路中流动的排气中的颗粒状物质，所述一对电极分别插入到所述第2过滤器内的隔着至少一个以上的栅格单元而相对的一对栅格单元。

此外，也可以是，在执行所述第2过滤器的强制再生时，使所述一对电极作为加热器起作用。

发明的效果：

根据本发明的内燃机的排气净化装置，通过高精度地控制流入到SCR的废气中的NO与NO₂的比率，能够有效地提高Nox的净化率。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的内燃机的排气净化装置的示意性整体构造图。

图2是表示在本发明的一个实施方式的内燃机的排气净化装置中，从PM堆积量计算NO₂消耗量的映射的一例的图。

图3是表示本发明的其他实施方式的内燃机的排气净化装置的示意性整体构造图。

具体实施方式

以下，基于图1、2说明本发明的一个实施方式的内燃机的排气净化装置。对于同一部件附加同一符号，其名称及功能也相同。因此，不再重复详细的说明。

如图1所示，在柴油发动机(以下简称为发动机)10中设置有吸气歧管10a和排气歧管10b。吸气歧管10a与导入新气的吸气通路11连接，排气歧管10b与将废气向大气排放的排气通路12连接。此外，在排气通路12中，从排气上游侧起依次设置有前段后处理装置14、后段后处理装置20。