[发明专利]发动机的排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及将氨用作还原剂来净化排气中的氮氧化物(以下简称为“NO_x”。)的发动机的排气净化装置，详细地说，涉及利用数值模型对吸附于NO_x催化剂的催化剂层的氨的量进行推定计算，根据算出的氨吸附量来控制向NO_x催化剂供给的氨的量的技术。

背景技术

在将氨用作还原剂来净化从以柴油发动机为代表的稀薄燃烧发动机排出的NO_x的催化剂系统中，对在氨的产生源中用作其前体的尿素水溶液(以下称为“尿素水”。)进行了研究(特开2000-027627号公报等)，并已经实际应用。

在使用这样的尿素水的催化剂系统(以下称为“尿素SCR”。)中，在发动机的排气通道设置选择还原型NO_x催化剂(以下，简单地称为“NO_x催化剂”。)，而且在该NO_x催化剂的上游侧设置向排气喷射供给尿素水的还原剂添加装置。由还原剂添加装置向排气供给的尿素水中的尿素利用排气热发生加水分解而产生氨，该氨在NO_x催化剂的催化剂层上与排气中的NO_x进行反应，由此还原净化NO_x。

在此，根据发动机的运转状态，有时存在不与NO_x进行反应而通过NO_x催化剂的氨(以下，将该现象称为“氨逃逸”。)。对于氨逃逸，在国土交通省自动车交通局制定的技术方针(“尿素选择还原型催化剂系统的技术方针”)中是有规定的，不只是要减小向大气中的NO_x放出量，而且极力抑制氨逃逸在尿素SCR的实际应用上也变得重要。

在沸石类催化剂等一般采用的NO_x催化剂中，利用其吸附能力在低温时预先使氨吸附于催化剂层，由此增加了氨和NO_x的接触机会，使NO_x净化率提高。但是，如果尽管在低温时已经吸附了接近饱和状态的量的氨，仍不考虑该情况地继续供给尿素水，则超过与吸附能力对应的上限的量的氨不会吸附于催化剂层，而会直接通过NO_x催化剂。另一方面，如果在加速时等增负荷运转时不考虑氨吸附量地持续供给尿素水，则排气温度的上升会导致产生所吸附的氨的脱离，从而成为助长氨逃逸的结果。因此，在尿素SCR中需要考虑吸附于NO_x催化剂的氨的量(以下称为“氨吸附量”。)来供给尿素水。在此，关于考虑了氨吸附量的尿素SCR，存在如下技术。

根据发动机的NO_x排出量和与NO_x催化剂的温度对应的NO_x净化率，算出NO_x的还原所消耗的氨的量，将其从上次算出的氨保持量减去，将减去后剩余的量作为现在的氨保持量来算出(下述专利文献1)。并且，以算出的氨保持量收于规定范围内的方式控制氨类溶液的供给量。在此，在NO_x净化率的算出中，一般是使用事先通过实验等设定的映射图。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2008-261253号公报(段落号0053、0054)

发明内容

发明要解决的问题

如此，上述专利文献1记载的技术是使用事先设定的映射图来算出NO_x催化剂的氨吸附量，而不是利用数值模型来对此进行推定计算。

用于解决问题的方案

本发明是设计对在NO_x催化剂的内部发生的还原化学反应进行算式化而成的催化剂反应模型，将其编入与还原剂添加相关的控制装置，由此能推定准确的氨吸附量，兼顾NO_x净化率的提高和氨逃逸的抑制。