發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具備：排氣通道，其使發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣通過；尿素噴射閥，其向所述排氣通道噴射尿素；催化劑，其被設(shè)置于與所述尿素噴射閥相比靠下游側(cè)的所述排氣通道中，并將被噴射的所述尿素進(jìn)行水解而生成的氨作為還原劑來對(duì)NOx選擇性地進(jìn)行還原；加熱部，其能夠?qū)λ龃呋瘎┮约氨粐娚涞乃瞿蛩剡M(jìn)行加熱；控制部，其根據(jù)被所述催化劑吸附的氨的量來執(zhí)行第一控制或第二控制，所述第一控制為，從所述尿素噴射閥噴射所述尿素并通過所述加熱部來對(duì)被噴射的所述尿素進(jìn)行加熱而生成氨且使所述催化劑進(jìn)行吸附的控制，所述第二控制為，通過所述加熱部而將所述催化劑升溫至能夠?qū)Ox進(jìn)行還原的溫度的控制。
【專利說明】
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)1、2中，公開了一種與將尿素進(jìn)行水解而生成的氨作為還原劑來對(duì)NOx進(jìn)行還原的SCR催化劑有關(guān)的技術(shù)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-265862號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-344597號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，通過加熱器而對(duì)SCR催化劑的溫度進(jìn)行控制，以使SCR催化劑的溫度成為尿素進(jìn)行水解的溫度以上。因此，會(huì)使加熱器的電力消耗增大從而有可能使耗油率惡化。
[0009]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種改善了耗油率的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
[0010]用于解決課題的方法
[0011]為了解決上述課題，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠通過如下的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具備:排氣通道，其使發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣通過；尿素噴射閥，其向所述排氣通道噴射尿素；催化劑，其被設(shè)置于與所述尿素噴射閥相比靠下游側(cè)的所述排氣通道中，并將被噴射的所述尿素進(jìn)行水解而生成的氨作為還原劑來對(duì)NOx選擇性地進(jìn)行還原；加熱部，其能夠?qū)λ龃呋瘎┮约氨粐娚涞乃瞿蛩剡M(jìn)行加熱；控制部，其根據(jù)被所述催化劑吸附的氨的量來執(zhí)行第一控制或第二控制，所述第一控制為，從所述尿素噴射閥噴射所述尿素并通過所述加熱部來對(duì)被噴射的所述尿素進(jìn)行加熱而生成氨且使所述催化劑進(jìn)行吸附的控制，所述第二控制為，通過所述加熱部而將所述催化劑升溫至能夠?qū)Ox進(jìn)行還原的溫度的控制。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種改善了耗油率的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的說明圖。
[0015]圖2A、2B為表示SCR催化劑的特性的曲線圖。
[0016]圖3為表示EOT所執(zhí)行的控制的一個(gè)示例的流程圖。
[0017]圖4為時(shí)序圖。
[0018]圖5為時(shí)序圖。
[0019]圖6為第一改變例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的說明圖。
[0020]圖7為表示EOT所執(zhí)行的控制的一個(gè)示例的流程圖。
[0021]圖8為第二改變例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的說明圖。
[0022]圖9為第三改變例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的說明圖。
[0023]圖10為第四改變例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的說明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1為實(shí)施例所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的說明圖。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(以下，稱為發(fā)動(dòng)機(jī))11具備:進(jìn)氣歧管12、排氣歧管13。進(jìn)氣歧管12經(jīng)由進(jìn)氣通道14而被連結(jié)于渦輪增壓器15的壓縮機(jī)16的出口。在進(jìn)氣通道14中設(shè)置有對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行冷卻的內(nèi)部冷卻器1C，并配置有對(duì)朝向發(fā)動(dòng)機(jī)11的進(jìn)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)的閥V。排氣歧管13經(jīng)由排氣通道17而被連接于渦輪增壓器15的排氣汽輪機(jī)18的入口。排氣汽輪機(jī)18的出口被連接于排氣通道19。來自發(fā)動(dòng)機(jī)11的廢氣通過排氣汽輪機(jī)18而向排氣通道19被排出。發(fā)動(dòng)機(jī)11具備:四個(gè)氣缸C、向四個(gè)氣缸C中的每個(gè)氣缸C直接噴射燃料的四個(gè)燃料噴射閥F。在進(jìn)氣通道14與排氣通道17之間連接有EGR通道14a。在EGR通道14a中設(shè)置有EGR閥Va。
[0025]在排氣通道19中，按照從上游側(cè)至下游側(cè)的順序而設(shè)置有D0C(氧化催化劑)20、DPF (柴油機(jī)微粒過濾器)21、SCR催化劑(選擇還原催化劑)22。D0C20使廢氣中所含的HC、N0進(jìn)行氧化。DPF21對(duì)廢氣中所含的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕捉。
[0026]SCR催化劑22將氨作為還原劑來對(duì)廢氣中的NOx進(jìn)行還原。作為SCR催化劑22，例如使用了在低溫下具有較高的NOx凈化率的氨吸附類型的Fe沸石。在SCR催化劑22上設(shè)置有對(duì)SCR催化劑22的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器S。
[0027]在DPF21與SCR催化劑22之間的排氣通道19內(nèi)配置有尿素噴射閥25。尿素噴射閥25經(jīng)由供給管26、泵27而與罐28連結(jié)。在罐28內(nèi)儲(chǔ)存有尿素水。尿素水通過泵27而被汲取上來，并從尿素噴射閥25被噴射到排氣通道19內(nèi)所流動(dòng)的廢氣中。利用尿素的被水解生成的氨并通過SCR催化劑22而使廢氣中的NOx被選擇還原。
[0028]在SCR催化劑22的上游側(cè)的頂端部處設(shè)置有加熱器H。加熱器Η詳細(xì)而言為EHC (Electrically Heated Catalyst:電加熱催化器)。加熱器Η能夠?qū)CR催化劑22進(jìn)行加熱。此外，加熱器Η還能夠?qū)哪蛩貒娚溟y25被噴射的尿素進(jìn)行加熱而使之水解以生成氨，詳細(xì)內(nèi)容在后文中進(jìn)行敘述。加熱器Η為加熱部的一個(gè)示例。
[0029]在DPF21與SCR催化劑22之間的排氣通道19上，在上游側(cè)設(shè)置有NOx傳感器24，在下游側(cè)設(shè)置有溫度傳感器29。此外，在與SCR催化劑22相比靠下游側(cè)的排氣通道19上，設(shè)置有NOx傳感器33。
[0030]E⑶30實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的整體控制。E⑶30為由未圖示的ROM (Read OnlyMemory:只讀存儲(chǔ)器)、RAM (Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、CPU (CentralProcessing Unit:中央處理器)等構(gòu)成的計(jì)算機(jī)。E⑶30與尿素噴射閥25、泵27、加熱器H、閥V、EGR閥Va等電連接。E⑶30對(duì)從尿素噴射閥25向排氣通道19內(nèi)被噴射的尿素的噴射量進(jìn)行控制。ECU30為能夠執(zhí)行后文敘述的第一以及第二控制的控制部的一個(gè)示例。
[0031]圖2A為表示SCR催化劑22的溫度與NOx凈化率之間的關(guān)系的曲線圖。線段CL表示在SCR催化劑22的各個(gè)溫度下向SCR催化劑22供給了尿素水的情況下的、SCR催化劑22的NOx的凈化率。在SCR催化劑22的溫度Tc小于溫度?；的情況下，被SCR催化劑22所吸附的氨的吸附量較多，NOx的凈化率較低。在SCR催化劑22的溫度在溫度?；以上的情況下，成為能夠通過SCR催化劑22而使NOx還原的溫度，NOx的凈化率為中等程度。在SCR催化劑22的溫度為高于溫度I的溫度?\以上的情況下，通過SCR催化劑22而使尿素被水解而生成氨并且使NOx被還原，從而NOx凈化率較高。
[0032]一直以來，是通過加熱器而使SCR催化劑22的溫度升溫至溫度?\以上之后，從尿素噴射閥25噴射尿素,并使被噴射的尿素在SCR催化劑22上水解而生成氨,從而實(shí)施NOx的還原。
[0033]圖2A所示的線段PL表示在預(yù)先使SCR催化劑22充分地吸附了氨的狀態(tài)下，在SCR催化劑22的各個(gè)溫度下的NOx的凈化率。在SCR催化劑22中已充分地吸附了氨的情況下、并且SCR催化劑22的溫度Tc為溫度?；的情況下，能夠使氨與NOx進(jìn)行還原而充分地對(duì)NOx進(jìn)行凈化。
[0034]圖2B為表示SCR催化劑22的溫度與被SCR催化劑22所吸附的氨的吸附量之間的關(guān)系的曲線圖。如圖2B所示，可知在SCR催化劑22的溫度Tc小于溫度I時(shí)氨的吸附量較多。在本實(shí)施例中，通過在使SCR催化劑22對(duì)氨進(jìn)行吸附之后使SCR催化劑22的溫度Tc升溫至溫度?；，從而對(duì)NOx進(jìn)行凈化。
[0035]圖3為表示E⑶30所執(zhí)行的控制的一個(gè)示例的流程圖。E⑶30對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)(步驟S1)。具體而言，根據(jù)來自曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、空氣流量計(jì)等的輸出值，來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載等進(jìn)行檢測(cè)。
[0036]E⑶30根據(jù)來自溫度傳感器S的輸出值而對(duì)SCR催化劑22的溫度Tc進(jìn)行檢測(cè)(步驟S2)。ECU30對(duì)SCR催化劑22的溫度Tc是否小于溫度?\進(jìn)行判斷(步驟S3)。即，ECU30對(duì)SCR催化劑22的溫度Tc是否小于對(duì)尿素水進(jìn)行水解而生成氨的溫度?\進(jìn)行判斷。
[0037]在做出否定判斷的情況下，ECU30將加熱器關(guān)閉(off)(步驟S4)，并對(duì)來自尿素噴射閥25的尿素噴射量進(jìn)行計(jì)算(步驟S11)，并且噴射尿素(步驟S12)。由此，從被噴射的尿素水中通過SCR催化劑22而生成氨，從而使NOx被還原。另外，之后，E⑶30將加熱器Η設(shè)定為關(guān)閉(步驟S13)，而在步驟S4中加熱器Η已經(jīng)被設(shè)定為關(guān)閉。因此，在加熱器Η保持關(guān)閉的狀態(tài)下噴射尿素水而進(jìn)行NOx的還原。
[0038]在步驟S3中SCR催化劑22的溫度Tc小于溫度?\的情況下，ECU30對(duì)SCR催化劑22的氨的吸附量是否小于預(yù)定值進(jìn)行判斷(步驟S5)。另外，關(guān)于SCR催化劑22上的氨的吸附量的計(jì)算方法在后文中進(jìn)行敘述。在做出肯定判斷的情況下，即，在氨吸附量較少的情況下，ECU30將加熱器Η設(shè)為開啟(on)(步驟S6)，并對(duì)加熱器Η的溫度是否超過了溫度?\進(jìn)行判斷(步驟S7)。ECU30將加熱器Η持續(xù)設(shè)為開啟直至加熱器Η的溫度超過溫度?\為止。即，ECU30將加熱器Η設(shè)為開啟直至加熱器Η的溫度達(dá)到尿素水進(jìn)行水解而生成氨的溫度為止。當(dāng)加熱器Η的溫度超過溫度?\時(shí)，ECU30對(duì)來自尿素噴射閥25的尿素噴射量進(jìn)行計(jì)算(步驟S11)，并噴射尿素(步驟S12)。之后，ECU30將加熱器Η置于關(guān)閉(步驟S13)。
[0039]圖4為，表示加熱器Η的通電狀態(tài)、加熱器Η的表面溫度、尿素噴射閥25的控制狀態(tài)、SCR催化劑22的溫度之間的關(guān)系的時(shí)序圖。圖4為表示在SCR催化劑22的氨吸附量較少的情況下Ε⑶30所執(zhí)行的控制的時(shí)序圖。圖4的時(shí)序圖對(duì)應(yīng)于步驟S5?S7、S11?13的處理。這些處理為第一控制的一個(gè)示例。
[0040]如圖4所示，以使加熱器Η的表面溫度Th以預(yù)定期間而被維持在能夠使尿素水解的溫度?\的方式，對(duì)加熱器Η的通電進(jìn)行控制(步驟S6)。在加熱器Η的表面溫度Th成為溫度?\的前后，尿素從尿素噴射閥25被噴射。尿素利用從加熱器Η接收到的熱量而進(jìn)行水解并生成氨。該氨通過SCR催化劑22而被吸附。在此，雖然SCR催化劑22從加熱器Η接收到熱量而升溫，但在SCR催化劑22的溫度Tc超過溫度?；之前加熱器Η的通電成為關(guān)閉。由于SCR催化劑22的溫度Tc不會(huì)超過溫度?；，因此如圖2B所示氨會(huì)被SCR催化劑22充分地吸附。
[0041]返回至圖3，E⑶30再次執(zhí)行步驟S1?S3的處理。在步驟S3中做出肯定判斷的情況下，在步驟S5中對(duì)SCR催化劑22的氨的吸附量是否超過了預(yù)定值進(jìn)行判斷。在通過步驟S5?S7、S11?13的處理而使氨已經(jīng)被SCR催化劑22充分地吸附了的情況下，E⑶30對(duì)SCR催化劑22的溫度Tc是否超過了溫度L進(jìn)行判斷(步驟S8)。E⑶30將加熱器Η持續(xù)設(shè)為開啟直至SCR催化劑22的溫度Tc超過溫度?；為止。當(dāng)SCR催化劑22的溫度Tc超過溫度L時(shí)，E⑶30將加熱器Η設(shè)為關(guān)閉(步驟S13)。
[0042]圖5的時(shí)序圖對(duì)應(yīng)于步驟S8、S9、S13的處理。這些處理為第二控制的一個(gè)示例。如圖5所示，以使SCR催化劑22的溫度Tc以預(yù)定期間而被維持在溫度?；的方式，對(duì)加熱器Η的通電進(jìn)行控制(步驟S9)。如圖4所示，加熱器Η的表面溫度Th超過了溫度1\。S卩，上述的步驟S6中的加熱器Η的通電的控制與步驟S9中的加熱器Η的通電的控制不同。在步驟S9中加熱器Η所使用的電力大于在步驟S6中加熱器Η所使用的電力。詳細(xì)而言，步驟S9中的加熱器Η的通電期間長(zhǎng)于步驟S6中的加熱器Η的通電期間。
[0043]在前文所述的第一控制中在SCR催化劑22上已經(jīng)吸附有氨。因此，通過在第二控制中使SCR催化劑22的溫度Tc升溫至能夠?qū)Ox進(jìn)行還原的溫度T。，從而使廢氣中的NOx被還原。以此方式，在第一控制中加熱器Η的表面溫度Th被設(shè)為控制對(duì)象，在第二控制中SCR催化劑22的溫度Tc被設(shè)為控制對(duì)象。以此方式E⑶30根據(jù)被SCR催化劑22所吸附的氨量而執(zhí)行第一控制或第二控制。
[0044]如現(xiàn)有技術(shù)那樣，當(dāng)無論向SCR催化劑22吸附的氨的吸附量如何，均通過加熱器而使SCR催化劑22的溫度Tc升溫至尿素被進(jìn)行水解的溫度?\為止時(shí)，電力消耗量將會(huì)增大。由此，交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電量將增大。交流發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)11的動(dòng)力的一部分轉(zhuǎn)換為電能而進(jìn)行發(fā)電。因此，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電量增大時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)11的負(fù)載也會(huì)增大。由此，耗油率會(huì)惡化。在本實(shí)施例中，加熱器Η使SCR催化劑22的溫度Tc升溫至低于溫度?\的溫度?；而對(duì)NOx進(jìn)行還原。因此，加熱器Η的電力消耗被抑制并且也改善了耗油率。
[0045]接下來，對(duì)通過在不使用加熱器的條件下對(duì)廢氣進(jìn)行升溫控制，從而使SCR催化劑22對(duì)催化劑進(jìn)行吸附而對(duì)NOx進(jìn)行還原的方法進(jìn)行說明。圖6為第一改變例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10a的說明圖。另外，對(duì)于與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10相同的部分標(biāo)記相同的符號(hào)而省略其說明。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10a與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10不同，未設(shè)置有加熱器H。圖7為表不ECU30a所執(zhí)行的控制的一個(gè)示例的流程圖。
[0046]如圖7所示，E⑶30a執(zhí)行廢氣的升溫控制，以取代對(duì)加熱器Η的通電進(jìn)行控制(步驟S4a、S6a、S9a、13a)。此外，在SCR催化劑22上未吸附有氨的情況下，執(zhí)行廢氣升溫控制直至廢氣的溫度Tg到達(dá)尿素水解的溫度?\為止(步驟S6a、7a)。廢氣的溫度Tg根據(jù)溫度傳感器29的輸出值而被檢測(cè)出。
[0047]在第一改變例中，E⑶30a通過以預(yù)定期間執(zhí)行從燃料噴射閥F進(jìn)行的后噴射或延遲噴射從而執(zhí)行廢氣升溫控制。由此使廢氣的溫度上升。后噴射、延遲噴射是指，在作為主要的燃料噴射的主噴射之后被實(shí)施的副噴射。燃料噴射閥F為使廢氣的溫度上升的加熱部的一個(gè)示例。
[0048]通過在步驟S6a中執(zhí)行廢氣升溫控制，從而通過廢氣而使尿素被加熱并進(jìn)行水解而生成氨，所生成的氨被SCR催化劑22所吸附。詳細(xì)而言，以廢氣使尿素水解并使SCR催化劑22的溫度Tc成為小于溫度?；的方式，對(duì)廢氣的溫度進(jìn)行控制。
[0049]此外，在步驟S9a中，以SCR催化劑22的溫度Tc以預(yù)定期間而被維持在溫度TQ的方式，對(duì)廢氣的溫度進(jìn)行控制。在此，在步驟S9a中的廢氣升溫控制中被消耗的燃料噴射量，多于在步驟S6a中的廢氣升溫控制中被消耗的燃料噴射量。例如，在步驟S9a中執(zhí)行后噴射或延遲噴射的期間，長(zhǎng)于在步驟S6a中執(zhí)行后噴射或延遲噴射的期間。
[0050]如上文所述，與通過后噴射或者延遲噴射而使SCR催化劑22的溫度Tc始終上升至溫度?\的情況相比，抑制了第一改變例中的后噴射或延遲噴射所使用的燃料消耗量。因此，能夠防止耗油率的惡化。
[0051 ] 另外，在第一改變例中，也可以在延遲噴射或后噴射的執(zhí)行的同時(shí)使進(jìn)氣量減少。具體而言，也可以通過在廢氣的升溫控制時(shí)由ECU30a對(duì)進(jìn)氣閥V的開度進(jìn)行控制從而使進(jìn)氣量減少。
[0052]此外，在第一改變例中，也可以不進(jìn)行延遲噴射或后噴射而通過執(zhí)行燃料噴射閥F的燃料噴射正時(shí)的滯后控制，從而執(zhí)行廢氣升溫控制。通過執(zhí)行燃料噴射的滯后控制，從而盡管發(fā)動(dòng)機(jī)11的輸出降低且耗油率惡化，但廢氣的溫度將上升。因此，與通過燃料噴射的滯后控制而使SCR催化劑22的溫度Tc升溫至溫度?\的情況相比，在使SCR催化劑22預(yù)先對(duì)氨進(jìn)行吸附之后使SCR催化劑22的溫度Tc升溫至溫度I為止的情況下，能夠防止耗油率的惡化。
[0053]圖8為第二改變例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10b的說明圖。另外，使用圖7而對(duì)E⑶30b所執(zhí)行的控制進(jìn)行說明。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10b具備二次空氣供給裝置80。二次空氣供給裝置80將從外部被導(dǎo)入的空氣供給至發(fā)動(dòng)機(jī)11的各氣缸C的排氣口內(nèi)。在供給通道81上，從上游側(cè)起配置有空氣壓縮機(jī)82、空氣轉(zhuǎn)換閥83、作為單向閥的簧片閥84。在空氣壓縮機(jī)82與空氣轉(zhuǎn)換閥83之間設(shè)置有壓力傳感器85。在空氣轉(zhuǎn)換閥83上連接有從進(jìn)氣通道14的節(jié)氣閥V的下游起延伸的負(fù)壓通道86。在負(fù)壓通道86上設(shè)置有電磁閥87。供給通道81的下游側(cè)被連接于各氣缸C的排氣口。
[0054]在空氣壓縮機(jī)82的空氣導(dǎo)入口上設(shè)置有空氣濾清器88。當(dāng)打開電磁閥87時(shí)，負(fù)壓通道86內(nèi)的負(fù)壓被引導(dǎo)至空氣轉(zhuǎn)換閥83從而空氣轉(zhuǎn)換閥83將打開。接下來，從空氣壓縮機(jī)82被加壓輸送的空氣經(jīng)由供給通道81而流入各氣缸C的排氣口內(nèi)。由此，廢氣中的氧氣濃度上升，從而促進(jìn)了廢氣中的HC、C0的燃燒。由此，廢氣的溫度將上升。通過溫度上升了的該廢氣也能夠?qū)CR催化劑22以及被噴射的尿素進(jìn)行加熱。二次空氣供給裝置80為使廢氣的溫度上升的加熱部的一個(gè)示例。
[0055]為了通過二次空氣供給裝置80而使廢氣的溫度上升，需要驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)82。當(dāng)空氣壓縮機(jī)82的消耗電力較大時(shí)，與加熱器Η的消耗電力較大的情況同樣地，耗油率會(huì)惡化。
[0056]在第二改變例的情況下，通過在步驟S6a、S9a中，利用二次空氣供給裝置80而將空氣供給至廢氣，從而使廢氣的溫度上升。由此，在步驟S6a中，廢氣能夠使尿素水解而生成氨。在步驟S9a中，能夠使SCR催化劑22的溫度Tc升溫至溫度?；。另外，在步驟S9a中向廢氣供給空氣的供給時(shí)間，與在步驟S6a中向廢氣供給空氣的供給時(shí)間相比而較長(zhǎng)。
[0057]與通過二次空氣供給裝置80而使SCR催化劑22的溫度Tc始終上升至溫度?\為止的情況相比，第二改變例中的二次空氣供給裝置80的空氣壓縮機(jī)82的電力消耗量被抑制。因此，能夠防止耗油率的惡化。
[0058]圖9為第三改變例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10c的說明圖。另外，使用圖7來對(duì)E⑶30c所執(zhí)行的控制進(jìn)行說明。在排氣通道19的排氣汽輪機(jī)18與D0C20之間設(shè)置有燃料噴射閥FA。燃料噴射閥FA經(jīng)由泵而被連接于燃料罐。E⑶30c通過從燃料噴射閥FA向廢氣噴射燃料從而執(zhí)彳丁廢氣升溫控制。在步驟S6a中,廢氣能夠使尿素水解而生成氣。在步驟S9a中，使SCR催化劑22的溫度Tc升溫至溫度?；為止。另外，在步驟S9a中燃料噴射閥FA的燃料噴射量，與在步驟S6a中燃料噴射閥FA的燃料噴射量相比而較大。
[0059]與通過燃料噴射閥FA而使SCR催化劑22的溫度Tc始終升溫至溫度?\為止的情況相比，第三改變例抑制了燃料消耗量。因此，能夠防止耗油率的惡化。另外，設(shè)置有燃料噴射閥FA的位置只要為排氣通道19上且與尿素噴射閥25相比靠上游側(cè)即可。燃料噴射閥FA為使廢氣的溫度上升的加熱部的一個(gè)示例。另外，也可以代替燃料噴射閥FA而在排氣通道19上設(shè)置噴燒器。
[0060]圖10為第四改變例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10d的說明圖。另外，使用圖7來對(duì)ECU3db所執(zhí)行的控制進(jìn)行說明。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10d中設(shè)置有對(duì)內(nèi)部冷卻器1C進(jìn)行旁通的旁通通道B。在旁通通道B中設(shè)置有通過E⑶30d而被控制的開閉閥Vb。在廢氣升溫控制中，通過對(duì)開閉閥Vb進(jìn)行控制從而使內(nèi)部冷卻器1C旁通而向發(fā)動(dòng)機(jī)11導(dǎo)入進(jìn)氣。由此，進(jìn)氣的溫度的降低被抑制，從而廢氣的溫度將上升。另外，當(dāng)進(jìn)氣的溫度的降低被抑制時(shí)，被導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)11的進(jìn)氣的體積將減小而發(fā)動(dòng)機(jī)11的輸出將降低。由此耗油率會(huì)惡化。
[0061]另外，在步驟S9a中進(jìn)氣從內(nèi)部冷卻器1C被旁通的期間，長(zhǎng)于在步驟S6a中進(jìn)氣從內(nèi)部冷卻器1C被旁通的期間。
[0062]與通過使進(jìn)氣從內(nèi)部冷卻器1C旁通從而使SCR催化劑22的溫度Tc始終上升至溫度?\為止的情況相比，第四改變例中發(fā)動(dòng)機(jī)11的輸出的降低較少。因此，能夠防止耗油率的惡化。旁通通道Β以及開閉閥Vb為使廢氣的溫度上升的加熱部的一個(gè)示例。內(nèi)部冷卻器1C為對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行冷卻的冷卻部的一個(gè)示例。
[0063]雖然在第四改變例中，通過對(duì)內(nèi)部冷卻器1C進(jìn)行旁通而使廢氣的溫度上升，但并不限定于此。例如，也可以通過對(duì)被設(shè)置于EGR通道上的EGR冷卻器進(jìn)行旁通而使排氣返回至發(fā)動(dòng)機(jī)11，從而執(zhí)行廢氣的升溫控制。此外，也可以通過使廢氣從排氣汽輪機(jī)18旁通從而執(zhí)行廢氣升溫控制。通過使廢氣從排氣汽輪機(jī)18旁通，從而雖然發(fā)動(dòng)機(jī)11的輸出降低而耗油率惡化但抑制了廢氣的溫度的降低。在該情況下，旁通通道和被設(shè)置于該旁通通道中的開閉閥為使廢氣的溫度上升的加熱部的一個(gè)示例。
[0064]接下來，對(duì)通過上述控制而被執(zhí)行的、SCR催化劑22中的氨的吸附量的計(jì)算方法進(jìn)行說明。首先，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與燃料噴射量來對(duì)廢氣流的NOx的濃度進(jìn)行推斷。接下來，根據(jù)所推斷出的NOx的濃度與進(jìn)入空氣量來對(duì)流入SCR催化劑22的廢氣中的NOx量進(jìn)行計(jì)算。接下來，根據(jù)NOx傳感器33的輸出值與吸入空氣量來對(duì)通過了 SCR催化劑22的廢氣中的NOx量進(jìn)行計(jì)算。由此，能夠?qū)νㄟ^SCR催化劑22前后的廢氣中的NOx量的變化量進(jìn)行計(jì)算。所計(jì)算出的NOx量的變化量與被SCR催化劑22還原了的NOx量相同。將通過SCR催化劑22的溫度而對(duì)被SCR催化劑22還原了的NOx量進(jìn)行了補(bǔ)正的值作為被SCR催化劑22所吸附的氨量而進(jìn)行計(jì)算。以此方式，ECU30對(duì)SCR催化劑22中的氨的吸附量進(jìn)行計(jì)算。另外，也可以根據(jù)分別被配置在SCR催化劑22的上游側(cè)以及下游側(cè)的NOx傳感器24、33的輸出值的差，來對(duì)被SCR催化劑22還原了的NOx量進(jìn)行計(jì)算。
[0065]雖然以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限定于所述的特定的實(shí)施方式，而能夠在權(quán)利要求書中所記載的本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行改變、變更。
[0066]本發(fā)明也能夠應(yīng)用于具備汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中。
[0067]符號(hào)說明
[0068]10發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；
[0069]11發(fā)動(dòng)機(jī)；
[0070]22 SCR 催化劑；
[0071]25尿素噴射閥；
[0072]30 ECU ;
[0073]80 二次空氣供給裝置；
[0074]F、FA燃料噴射閥；
[0075]Η加熱器；
[0076]S溫度傳感器；
[0077]1C內(nèi)部冷卻器；
[0078]Β旁通通道；
[0079]Vb開閉閥。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，具備: 排氣通道，其使發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣通過； 尿素噴射閥，其向所述排氣通路噴射尿素； 催化劑，其被設(shè)置于與所述尿素噴射閥相比靠下游側(cè)的所述排氣通道中，并將被噴射的所述尿素進(jìn)行水解而生成的氨作為還原劑來對(duì)NOx選擇性地進(jìn)行還原； 加熱部，其能夠?qū)λ龃呋瘎┮约氨粐娚涞乃瞿蛩剡M(jìn)行加熱； 控制部，其根據(jù)被所述催化劑吸附的氨的量來執(zhí)行第一控制或第二控制，所述第一控制為，從所述尿素噴射閥噴射所述尿素并通過所述加熱部來對(duì)被噴射的所述尿素進(jìn)行加熱而生成氨且使所述催化劑進(jìn)行吸附的控制，所述第二控制為，通過所述加熱部而將所述催化劑升溫至能夠?qū)Ox進(jìn)行還原的溫度的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 在所述第一控制的執(zhí)行過程中，所述催化劑的溫度為能夠?qū)Ox進(jìn)行還原的溫度以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 在被所述催化劑吸附的氨量小于預(yù)定值的情況下，所述控制部執(zhí)行所述第一控制。
4.如權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 在被所述催化劑吸附的氨的量為預(yù)定值以上的情況下，執(zhí)行所述第二控制。
5.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 所述加熱部為加熱器。
6.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 所述加熱部為，能夠通過使所述廢氣的溫度上升從而對(duì)所述催化劑以及被噴射的所述尿素進(jìn)行加熱的燃料噴射閥。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 所述加熱部為，通過執(zhí)行延遲噴射以及后噴射中的至少一種從而使所述廢氣的溫度升溫的燃料噴射閥。
8.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 所述加熱部為，通過向所述廢氣供給氧從而使所述廢氣的溫度升溫的二次空氣供給裝置。
9.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 所述加熱部為，通過向所述廢氣添加燃料從而使所述廢氣的溫度上升的燃料添加閥。
10.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 所述加熱部為，通過對(duì)冷卻部進(jìn)行旁通從而使所述廢氣的溫度上升的旁通通道，其中，所述冷卻部為使被導(dǎo)入所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣的溫度降低的構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中， 所述加熱部為，通過使向所述發(fā)動(dòng)機(jī)噴射燃料的噴射正時(shí)延遲從而使所述廢氣的溫度上升的燃料噴射閥。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK104334846SQ201280073782
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
【發(fā)明者】山下晃, 中谷好一郎 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社