內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為捕獲從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中的顆粒狀物質(zhì)（Particulate Matter，以下 稱為PM)的過濾器，例如已知柴油顆粒過濾器（Diesel Particulate Filter，以下稱為 DPF)。
[0003] 此外，作為將廢氣中的氮化合物（以下稱為NOx)凈化的NOx催化劑，已知使用通 過排氣熱從尿素水加水分解而生成的氨（NH 3)將廢氣中的NOx選擇性地還原凈化的選擇性 還原催化劑（Selective Catalytic Reduction:以下稱為SCR)。在SCR中，特別是在排氣 溫度較低時(shí)，廢氣中的NOx(-氧化氮：N0、二氧化氮：NO 2)按照以下的反應(yīng)式與氨（NH3)反 應(yīng)而被凈化。
[0004] 2NH3+N0+N02- 2N2+3H20 · · ·式（1)
[0005] 因此，為了提高SCR對Nox的凈化率，優(yōu)選為將NO和NO2的比率維持在I : 1。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :特開2013-2283號公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :特開2009-243316號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的課題
[0011] 然而，廢氣中的NO2存在與DPF所捕獲的PM反應(yīng)而消耗的傾向。因此，為了將流入 到下游側(cè)的SCR的廢氣中的NO與NO 2的比率維持在1 :1，通過高精度地測量上游側(cè)的DPF 所捕獲的PM堆積量，能夠提高SCR的凈化率。
[0012] 本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于，通過高精度地控制流入到SCR的 廢氣中的NO與NO 2的比率，有效地提高Nox的凈化率。
[0013] 解決課題所采用的技術(shù)手段
[0014] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的特征在于，具備：過濾器， 設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路，捕獲排氣中的顆粒狀物質(zhì)；尿素水噴射機(jī)構(gòu)，設(shè)置在比所述過濾 器更靠下游側(cè)的排氣通路，向排氣中噴射尿素水；選擇性還原催化劑，設(shè)置在比所述尿素 水噴射機(jī)構(gòu)更靠下游側(cè)的排氣通路，使用從尿素水生成的氨來將排氣中的氮化合物還原凈 化；靜電電容檢測機(jī)構(gòu)，檢測所述過濾器的靜電電容；堆積量計(jì)算機(jī)構(gòu)，基于檢測到的所述 靜電電容，推測由所述過濾器捕獲的顆粒狀物質(zhì)的堆積量；消耗量推測機(jī)構(gòu)，基于推測出的 所述堆積量，計(jì)算由所述過濾器中堆積的顆粒狀物質(zhì)消耗的二氧化氮的消耗量；以及控制 機(jī)構(gòu)，基于計(jì)算出的所述消耗量，控制所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)，使流入到所述選擇性還原催 化劑的排氣中的一氧化氮和二氧化氮的比率接近1 :1。
[0015] 此外，也可以是，所述靜電電容檢測機(jī)構(gòu)具有分別插入到所述過濾器內(nèi)的隔著至 少一個(gè)以上的柵格單元而相對的一對柵格單元的一對電極。
[0016] 此外，也可以是，還具備：旁通通路，從比所述過濾器更靠上游側(cè)的排氣通路分支， 繞過該過濾器；以及第2過濾器，設(shè)置于所述旁通通路，捕獲在該旁通通路中流動(dòng)的排氣中 的顆粒狀物質(zhì)，所述一對電極分別插入到所述第2過濾器內(nèi)的隔著至少一個(gè)以上的柵格單 元而相對的一對柵格單元。
[0017] 此外，也可以是，在執(zhí)行所述第2過濾器的強(qiáng)制再生時(shí)，使所述一對電極作為加熱 器起作用。
[0018] 發(fā)明的效果：
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，通過高精度地控制流入到SCR的廢氣中的 NO與NO2的比率，能夠有效地提高Nox的凈化率。
【附圖說明】
[0020] 圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的示意性整體構(gòu)造 圖。
[0021 ]圖2是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，從PM堆積量計(jì) 算NOJg耗量的映射的一例的圖。
[0022] 圖3是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的示意性整體構(gòu)造 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下，基于圖1、2說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。對于同 一部件附加同一符號，其名稱及功能也相同。因此，不再重復(fù)詳細(xì)的說明。
[0024] 如圖1所示，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（以下簡稱為發(fā)動(dòng)機(jī)）10中設(shè)置有吸氣歧管IOa和排 氣歧管10b。吸氣歧管IOa與導(dǎo)入新氣的吸氣通路11連接，排氣歧管IOb與將廢氣向大氣 排放的排氣通路12連接。此外，在排氣通路12中，從排氣上游側(cè)起依次設(shè)置有前段后處理 裝置14、后段后處理裝置20。
[0025] 前段后處理裝置14在殼體14a內(nèi)從上游側(cè)起依次配置氧化催化劑（Diesel Oxidation Catalyst :以下稱為DOC) 15和DPF16而構(gòu)成。此外，在D0C15的上游側(cè)設(shè)置有 排氣管內(nèi)噴射裝置13,在DPF16的上游側(cè)設(shè)置有DPF入口溫度傳感器18,在DPF16的下游 側(cè)設(shè)置有DPF出口溫度傳感器19。
[0026] 排氣管內(nèi)噴射裝置13根據(jù)從電子控制單元（以下稱為ECU)40輸出的指示信號， 向排氣通路12內(nèi)噴射未燃燃料（主要是HC)。另外，使用基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的多級噴射的后噴 射的情況下，也可以省略該排氣管內(nèi)噴射裝置13。
[0027] D0C15例如在堇青石蜂窩構(gòu)造體等的陶瓷制載體表面擔(dān)載催化劑成分而形成。 D0C15在通過排氣管內(nèi)噴射裝置13或后噴射而被供給未燃燃料（主要是HC)時(shí)，將其氧化 而使廢氣的溫度上升。此外，D0C15將廢氣中的NO氧化而生成NO 2，從而使廢氣中NO2相對 于NO的比率增加。
[0028] DPF16例如將由多孔質(zhì)性的間隔壁劃分的大量柵格單元沿著廢氣的流動(dòng)方向配 置，將這些柵格單元的上游側(cè)和下游側(cè)交替地封閉而形成。DPF16將廢氣中的PM捕獲在 間隔壁的細(xì)孔及表面，并且在PM的堆積量達(dá)到規(guī)定量時(shí)，執(zhí)行將其燃燒除去的所謂強(qiáng)制再 生。通過排氣管內(nèi)噴射裝置13或后噴射向D0C15供給未燃燃料（主要是HC)，將DPF16升 溫到PM燃燒溫度（例如約600°C )，從而進(jìn)行強(qiáng)制再生。
[0029] 此外，在本實(shí)施方式的DPF16中設(shè)置有一對電極17a、17b，該一對電極17a、17b分 別插入到隔著至少一個(gè)以上的柵格單元而相對的一對柵格單元，從而形成電容器。這些一 對電極17a、17b與ECU40電連接。
[0030] DPF入口溫度傳感器18檢測流入到DPF16的廢氣的溫度（以下稱為入口溫度Tin)。 DPF出口溫度傳感器19檢測從DPF16流出的廢氣的溫度（以下稱為出口溫度〇。這些 入口溫度Tin及出口溫度T 被輸出到電連接的E⑶40。
[0031] 后段后處理裝置20從上游側(cè)起依次具備尿素水噴射裝置21和配置在殼體20a內(nèi) 的SCR22而構(gòu)成。
[0032] 尿素水噴射裝置21根據(jù)從ECU40輸出的指示信號，向前段后處理裝置14和后段 后處理裝置20之間的排氣通路12內(nèi)噴射未圖示的尿素水箱內(nèi)的尿素水。噴射的尿素水通 過排氣熱被加水分解而生成氨（NH 3)，作為還原劑被供給到下游側(cè)的SCR22。
[0033] SCR22例如在蜂窩構(gòu)造體等的陶瓷制載體表面擔(dān)載銅沸石或鐵沸石而形成。SCR22 吸附作為還原劑供給的氨（NH3)，并且利用吸附的氨（NH 3)從通過的廢氣中將NOx還原凈化。
[0034] ECU40進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)10、排氣管內(nèi)噴射裝置13、尿素水噴射裝置21等的各種控制，具 備公知的CPU、ROM、RAM、輸入端口、輸出端口等而構(gòu)成。此外，E⑶40作為一部分功能要素 而具有靜電電容運(yùn)算部41、PM堆積量計(jì)算部42、勵(lì) 2消耗量推測部43、NOx流入比率計(jì)算部 44、NOx流入比率調(diào)整部45。這些各功能要素包含在作為一體的硬件的E⑶40中而進(jìn)行說 明，但是也可以將其中的一部分設(shè)置在另外的硬件。另外，在本