[发明专利]内燃发动机的排气控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃发动机的排气控制设备。

背景技术

诸如柴油发动机或汽油发动机等的内燃发动机的排气中包含例如诸如一氧化碳(CO)、未燃烧燃料(HC)、氮氧化物(NO_X)和颗粒物(PM)等成分。

为了净化这些成分，内燃发动机中安装有排气处理设备。排气处理设备具有例如用于氧化CO等的氧化催化剂、用于去除氮氧化物的NO_X储存催化剂或NO_X选择还原催化剂、以及用于去除颗粒物的颗粒过滤器。

内燃发动机的排气净化设备中有火焰产生是常见特征。PCT申请No.8-509044(JP-A-8-509044)的日文公布译文公开了一种包括燃料供体和燃料管路的设备，燃料管路设在发动机排气的气体排放管路中并供给在低温下点燃的燃料。该设备还具有空气泵，空气泵将助燃空气经由空气管路供给到排气的气体管路中。排气气流中的颗粒污染物在位于用于去除颗粒污染物的粒子过滤器上游的排气管中燃尽。

PCT申请No.2000-514911(JP-A-2000-514911)的日文公布译文公开了一种燃烧室，该燃烧室具有第一催化反应器以及与第一催化反应器串联设置的第二催化反应器。将第一催化反应器加热至点燃温度或点燃温度以上。然后，将燃料和空气的混合物注入第一催化反应器中。于是在第一催化反应器中开始催化燃烧。当在第一催化反应器处点燃之后空气-燃料(A/F)混合物的流量增大，并且催化燃烧转移到第二催化反应器，由此加热设在第二催化反应器下游的用于加热的热交换器。

排气处理设备的温度能够通过排气处理设备上游的火焰产生而在短时间内升高。排气的温度通过火焰产生而升高，因此能够利用产生的高温排气使排气处理设备的温度升高。例如，能够通过氧化催化剂上游的火焰产生而在短时间内使氧化催化剂的温度升高到活化温度。

为了在排气通道中产生火焰，能够通过例如加热供给到排气管中的未燃烧燃料而产生火焰。排气处理设备上游的火焰产生能够使排气温度升高，而且还使得对正在燃烧的燃料进行重整。例如，火焰产生能够将重质未燃烧燃料重整成轻质未燃烧燃料。因此当需要将还原剂供给到排气处理设备中时，能够供给具有极好还原能力的轻质还原剂。

通过燃料燃烧产生的火焰导致火焰中具有高反应性物质(活性物质)。这些物质包括例如基团和中间产物。这些活性物质具有强的氧化或还原能力，因此适用于排气处理设备中的氧化反应和还原反应。然而，火焰中的活性物质不稳定并在火焰外立即转变成稳定的最终产物。火焰产生的活性物质在现有技术中一直被忽视，而没有进行充分的开发利用。

发明内容

本发明提供了一种内燃发动机的排气控制设备，该排气控制设备具有反应能力提高的排气处理设备。

在本发明的一个方面中，该内燃发动机的排气控制设备设有：排气处理设备，所述排气处理设备设置在排气通道中并净化排气；火焰产生单元，所述火焰产生单元通过点燃排气中包含的未燃烧燃料而产生火焰并使所产生的火焰到达所述排气处理设备的上游端；以及控制单元，所述控制单元控制所述火焰产生单元。所述控制单元构造成执行控制以在所述火焰产生单元产生的火焰到达所述排气处理设备之前使所述未燃烧燃料附着于所述排气处理设备的上游端，并通过火焰使附着于所述排气处理设备的上游端的所述未燃烧燃料燃烧。这种构造使得能够增强排气处理设备的反应能力。

在上述方面中，所述火焰产生单元可包括电热塞和燃料供给单元，所述燃料供给单元将所述未燃烧燃料供给到所述电热塞上游的所述排气通道中。为了使所述未燃烧燃料附着于所述排气处理设备的上游端，所述控制单元可构造成执行控制以在通过给所述电热塞通电而使所述电热塞的温度达到所述未燃烧燃料的点燃温度之前使所述燃料供给单元供给所述未燃烧燃料。

在上述方面中，所述火焰产生单元可包括电热塞和燃料供给单元，所述燃料供给单元将所述未燃烧燃料供给到所述电热塞上游的所述排气通道中。为了使所述未燃烧燃料附着于所述排气处理设备的上游端，所述控制单元可构造成执行控制以在通过给所述电热塞通电而使所述电热塞的温度达到所述未燃烧燃料的点燃温度之后使所述燃料供给单元以比产生火焰所需的最小量大的量供给所述未燃烧燃料。

在上述方面中，所述控制单元可构造成执行控制从而以间歇的方式多次产生火焰。这种构造使得能够抑制未燃烧燃料溜过排气处理设备。