《内燃机的排气净化系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内燃机的排气净化系统.pdf（23页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102089506A43申请公布日20110608CN102089506ACN102089506A21申请号200980117145722申请日20091006F01N3/20200601F02D41/14200601B01D53/94200601B01D53/5620060171申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县72发明人樱井健治74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人苗堃赵曦54发明名称内燃机的排气净化系统57摘要本发明的目的在于，提供一种内燃机的排气净化系统，其在具备NSR催化剂的内燃机中，可以抑制由NOX的流窜造成的排放恶化。本发明是可以实现稀。
2、燃运转的内燃机10的排气净化系统，具备配置于内燃机10的排气通道12的NSR催化剂16、配置于NSR催化剂16的下游的SCR18、配置于SCR18的下游并产生与NH3浓度对应的输出的NOX传感器26、以及执行燃料过量供给的燃料过量供给机构。燃料过量供给机构在稀燃运转中的规定时刻开始燃料过量供给，在NOX传感器26产生表示NH3浓度上升的规定输出特性的时刻结束燃料过量供给。85PCT申请进入国家阶段日2010111286PCT申请的申请数据PCT/JP2009/0674222009100651INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书12页附图8页CN1020。
3、89510A1/2页21一种内燃机的排气净化系统，其特征在于，是能够实现稀燃运转的内燃机的排气净化系统，具备配置于所述内燃机的排气通道的NOX吸留还原催化剂，以下称作NSR催化剂；配置于所述NSR催化剂的下游的NOX选择还原催化剂，以下称作SCR；配置于所述SCR的下游、并产生与NH3浓度对应的输出的废气传感器；以及执行燃料过量供给的燃料过量供给机构，所述燃料过量供给机构在所述稀燃运转中的规定时刻开始所述燃料过量供给，在所述废气传感器产生表示NH3浓度上升的规定输出特性的时刻结束所述燃料过量供给。2根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，还具备配置于所述NSR催化剂的上游的三元催。
4、化剂；以及配置于所述NSR催化剂的上游且所述三元催化剂的下游、并产生与氧浓度对应的输出的第二废气传感器，所述燃料过量供给机构包括第一燃料过量供给机构，其以规定的空燃比进行燃料过量供给；第二燃料过量供给机构，其以比所述规定的空燃比稀的空燃比进行燃料过量供给；以及切换机构，其在所述内燃机低负载运转时，在所述第二废气传感器产生表示氧浓度降低的规定输出特性的时刻，进行从所述第一燃料过量供给机构向所述第二燃料过量供给机构的切换。3根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，还具备配置于所述NSR催化剂的下游且所述SCR催化剂的上游、并产生与氧浓度对应的输出的第三废气传感器，所述燃料过量供给机构。
5、包括第一燃料过量供给机构，其以规定的空燃比进行燃料过量供给；第二燃料过量供给机构，其以比所述规定的空燃比稀的空燃比进行燃料过量供给；以及第二切换机构，其在所述内燃机高负载运转时，在所述第三废气传感器产生表示氧浓度降低的规定输出特性的时刻，进行从所述第一燃料过量供给机构向所述第二燃料过量供给机构的切换。4根据权利要求1至3中任意一项所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，所述SCR是FE系沸石催化剂。5根据权利要求1至4中任意一项所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，还具备配置于所述废气传感器的下游的第二NOX选择还原催化剂，以下称作第二SCR。6根据权利要求5所述的内燃机的排气净化系统，其特。
6、征在于，所述第二SCR是FE系沸石催化剂。7一种内燃机的排气净化系统，其特征在于，是能够实现稀燃运转的内燃机的排气净化系统，具备配置于所述内燃机的排气通道的NOX吸留还原催化剂，以下称作NSR催化剂；配置于所述NSR催化剂的下游的NOX选择还原催化剂，以下称作SCR；配置于所述SCR的下游的第二NOX选择还原催化剂，以下称作第二SCR；权利要求书CN102089506ACN102089510A2/2页3执行燃料过量供给的燃料过量供给机构；以及在所述燃料过量供给的执行中推定由所述第二SCR吸留的NH3量的推定机构，所述燃料过量供给机构在稀燃运转中的规定时刻开始所述燃料过量供给，在由所述推定机构推。
7、定出的NH3量达到规定量的时刻结束所述燃料过量供给。8根据权利要求7所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，所述SCR及所述第二SCR是FE系沸石催化剂。权利要求书CN102089506ACN102089510A1/12页4内燃机的排气净化系统技术领域0001本发明涉及一种内燃机的排气净化系统，特别涉及为了将由NOX吸留还原催化剂吸留的NOX净化而进行使空燃比暂时为浓的燃料过量供给RICHSPIKE控制的内燃机的排气净化系统。背景技术0002以往，已知例如像日本特开2001271679号公报中所公开的那样在内燃机的排气通道中具备NOX吸留还原催化剂以下称作“NSR催化剂”的系统。NSR催化剂是。
8、具备将从内燃机中排出的燃烧气体中所含的氮氧化物NOX吸留在催化剂内部的吸留功能、以及对NOX及烃HC等进行净化处理的催化功能的催化剂。在内燃机以稀空燃比运转的情况下，会排出大量地含有NOX的废气。由此，上述的NSR催化剂将该NOX吸留在其内部，抑制该NOX向催化剂下游放出的情况。0003这里，NSR催化剂中所吸留的NOX在规定的时刻被净化处理。更具体来说，上述以往的系统中，执行从内燃机中暂时地排出未燃成分的燃料过量供给。这样，就会使该催化剂内的NOX与未燃成分在该催化剂内反应。0004当因燃料过量供给的开始而从内燃机中排出大量的未燃成分时，向NSR催化剂的下游放出的废气在该催化剂中残存有应当由。
9、未燃成分还原的NOX期间就变为理论空燃比气氛。其后，由于当吸附于催化剂内的NOX的还原结束时，向催化剂下游放出未燃成分，因此废气变化为浓气氛。上述以往的系统中，根据氧浓度、氮氧化物浓度检测出此种催化剂下游的废气向浓气氛的变化，在该检测出的时刻结束燃料过量供给。这样，就可以防止过度执行燃料过量供给，从而可以抑制油耗恶化。0005专利文献1日本特开2001271679号公报0006专利文献2日本特开2000356125号公报发明内容0007上述以往的系统中，利用燃料过量供给来处理由NSR催化剂吸留的NOX。但是，在执行燃料过量供给时，有时会有所吸留的NOX的一部分被向该催化剂下游放出的情况。即，当。
10、执行燃料过量供给而向NSR催化剂内导入作为还原剂的未燃成分时，所吸留的NOX即脱离而在催化剂上反应。但是，在脱离的NOX当中，存在未在催化剂上被净化而流窜至该催化剂下游的NOX。作为抑制该流窜NOX的方法，可以考虑扩大催化剂容量而增加反应场所。但是，催化剂的容量扩大会导致由贵金属的增加造成的大幅度的成本上升。由此，希望有可以不扩大催化剂容量而抑制由流窜NOX造成的排放恶化的系统。0008本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供一种内燃机的排气净化系统，在具备NSR催化剂的内燃机中，可以抑制由NOX的流窜造成的排放恶化。0009第一发明为了达成上述的目的，提供一种能够实现稀燃运转。
11、的内燃机的排气净化系统，其特征在于，具备说明书CN102089506ACN102089510A2/12页50010配置于上述内燃机的排气通道的NOX吸留还原催化剂以下称作NSR催化剂、0011配置于上述NSR催化剂的下游的NOX选择还原催化剂以下称作SCR、0012配置于上述SCR的下游、并产生与NH3浓度对应的输出的废气传感器、以及0013执行燃料过量供给的燃料过量供给机构，0014上述燃料过量供给机构在上述稀燃运转中的规定时刻开始上述燃料过量供给，在上述废气传感器产生表示NH3浓度上升的规定输出特性的时刻结束上述燃料过量供给。0015另外，第二发明在第一发明中具有如下的特征，即，还具备00。
12、16配置于上述NSR催化剂的上游的三元催化剂、以及0017配置于上述NSR催化剂的上游且在上述三元催化剂的下游、并产生与氧浓度对应的输出的第二废气传感器，0018上述燃料过量供给机构包括0019第一燃料过量供给机构，其以规定的空燃比进行燃料过量供给；0020第二燃料过量供给机构，其以比上述规定的空燃比稀的空燃比进行燃料过量供给；以及0021切换机构，其在上述内燃机低负载运转时，在上述第二废气传感器产生表示氧浓度降低的规定输出特性的时刻，进行从上述第一燃料过量供给机构向上述第二燃料过量供给机构的切换。0022另外，第三发明在第一发明中具有如下的特征，即，还具备配置于上述NSR催化剂的下游且在上述。
13、SCR催化剂的上游、并产生与氧浓度对应的输出的第三废气传感器，0023上述燃料过量供给机构包括0024第一燃料过量供给机构，其以规定的空燃比进行燃料过量供给；0025第二燃料过量供给机构，其以比上述规定的空燃比稀的空燃比进行燃料过量供给；以及0026第二切换机构，其在上述内燃机的高负载运转时，在上述第三废气传感器产生表示氧浓度降低的规定输出特性的时刻，进行从上述第一燃料过量供给机构向上述第二燃料过量供给机构的切换。0027另外，第四发明在第一至第三任意一项发明中具有如下的特征，即，0028上述SCR是FE系沸石催化剂。0029另外，第五发明在第一至第四任意一项发明中具有如下的特征，即，0030。
14、还具备配置于上述废气传感器的下游的第二NOX选择还原催化剂以下称作第二SCR。0031另外，第六发明在第五发明中具有如下的特征，即，0032上述第二SCR是FE系沸石催化剂。0033另外，第七发明为了达成上述的目的，提供一种能够实现稀燃运转的内燃机的排气净化系统，其特征在于，具备0034配置于上述内燃机的排气通道的NOX吸留还原催化剂以下称作NSR催化剂、0035配置于上述NSR催化剂的下游的NOX选择还原催化剂以下称作SCR、0036配置于上述SCR的下游的第二NOX选择还原催化剂以下称作第二SCR、0037执行燃料过量供给的燃料过量供给机构、以及说明书CN102089506ACN10208。
15、9510A3/12页60038在上述燃料过量供给的执行中推定由上述第二SCR吸留的NH3量的推定机构，0039上述燃料过量供给机构在稀燃运转中的规定时刻开始上述燃料过量供给，在由上述推定机构推定出的NH3量达到规定量的时刻结束上述燃料过量供给。0040另外，第八发明在第七发明中具有如下的特征，即，0041上述SCR及上述第二SCR是FE系沸石催化剂。0042一旦执行燃料过量供给，就会在NSR催化剂NOX吸留还原催化剂中生成NH3。所生成的NH3流过排气通道而被吸留在配置于下游侧的NOX选择还原催化剂SCR内。该SCR中，使用所吸留的NH3，将流窜至NSR催化剂下游的NOX选择性地还原。根据第一。
16、发明，在废气传感器产生表示NH3的浓度上升的规定输出特性的时刻，即，在向SCR的下游流窜NH3的时刻，结束燃料过量供给。该NH3的流窜表明NH3被满容量地吸留在SCR中。由此，根据本发明，通过在该时刻结束燃料过量供给，就可以在SCR中最大限度地吸留NH3，并且有效地避免过度地执行燃料过量供给而使排放、油耗恶化的情况。0043根据第二发明，在内燃机低负载运转时，在第二废气传感器产生表示氧浓度降低的规定输出特性的时刻，即，在NSR催化剂的上游的空燃比变为规定的浓空燃比的时刻，进行从第一燃料过量供给机构向比该第一燃料过量供给机构稀的空燃比的第二燃料过量供给机构的切换。在内燃机低负载运转时，由于NOX。
17、的排出量比较少，因此生成大量的NH3并向该SCR中吸留的必要性低。由此，根据本发明，可以抑制HC、CO排放的恶化、油耗的恶化，并且进行NH3向SCR中的吸留。0044根据第三发明，在内燃机的高负载运转时，在第三废气传感器产生表示氧浓度降低的规定输出特性的时刻，即，在NSR催化剂的下游的空燃比变为规定的浓空燃比的时刻，进行从第一燃料过量供给机构向比该第一燃料过量供给机构稀的空燃比的第二燃料过量供给机构的切换。在内燃机的高负载运转时，由于NOX的排出量比较多，因此生成大量的NH3并向该SCR中吸留的必要性高。另外，对于NSR催化剂中的NH3的生成量，浓空燃比的燃料过量供给的量多。由此，根据本发明，。
18、可以优先进行NH3向SCR中的吸留，并且抑制HC、CO排放的恶化、油耗的恶化。0045根据第四发明，在SCR的材料中使用FE系沸石。由此，根据本发明，可以有效地提高该SCR的NOX的选择还原性能。0046即使在废气传感器产生表示NH3浓度上升的规定输出特性的时刻结束燃料过量供给，也会向SCR的下游放出输送延迟部分的NH3。根据第五发明，在废气传感器的下游侧配置有第二SCR。由此，根据本发明，由于可以将输送延迟部分的NH3吸留在该第二SCR中，因此可以有效地抑制NH3排放的恶化。0047根据第六发明，在第二SCR的材料中使用FE系沸石。由此，根据本发明，可以有效地提高该第二SCR的NOX的选择还。
19、原性能。0048根据第七发明，可以推定配置于SCR的下游侧的第二NOX选择还原催化剂第二SCR中吸留的NH3量。此外，在该推定量达到规定量的时刻结束燃料过量供给。由此，根据本发明，由于在第二SCR中也可以有效地吸留NH3，因此可以有效地提高NOX的净化能力。0049根据第八发明，在SCR及第二SCR的材料中使用FE系沸石。由此，根据本发明，可以有效地提高该SCR及该第二SCR的NOX的选择还原性能。说明书CN102089506ACN102089510A4/12页7附图说明0050图1是用于说明本发明的第一实施方式的构成的图。0051图2是表示NSR催化剂16的下游侧的NOX浓度的时间变化的图。。
20、0052图3是用于说明执行燃料过量供给时的吸留NOX的脱离现象的图。0053图4是表示向SCR18的下游及NSR催化剂16的下游排出的NOX排出量的图。0054图5是用于对本发明的第一实施方式中所执行的燃料过量供给控制进行说明的图。0055图6是本发明的第一实施方式中所执行的过程的流程图。0056图7是本发明的第一实施方式中所执行的过程的流程图。0057图8是本发明的第一实施方式中所执行的过程的流程图。0058图9是用于说明本发明的第二实施方式的构成的图。0059图10是表示排气空燃比与NH3的生成浓度的关系的映射图。0060图11是本发明的第三实施方式中所执行的过程的流程图。0061图12是。
21、本发明的第三实施方式中所执行的过程的流程图。具体实施方式0062下面，基于附图对本发明的几个实施方式进行说明。而且，对于在各图中共用的要素，使用相同的符号而省略重复的说明。另外，本发明并不受以下的实施方式限定。0063第一实施方式0064第一实施方式的构成0065图1是用于说明本发明的第一实施方式的构成的图。如图1所示，本实施方式的系统具备内燃机发动机10。在内燃机10的排气侧，连通着排气通道12。在排气通道12中，配置有作为三元催化剂的起动催化剂以下称作“SC”14。另外，在排气通道12的SC14的下游侧，配置有NSR催化剂NOX吸留还原催化剂16。此外，在排气通道12的NSR催化剂16的下。
22、游侧，配置有NOX选择还原催化剂以下称作“SCR”18。0066内燃机10在空燃比为浓的情况下，容易排出HC及CO。另外，在空燃比为稀的情况下容易排出NOX。SC14在稀气氛中一边吸附氧O2一边将NOX还原净化为N2。另一方面，在浓气氛中，一边放出氧一边将HC及CO氧化净化为H2O、CO2。在浓气氛下，还会因废气中所含的氮与氢反应而生成氨NH3。0067NSR催化剂16在稀气氛下吸留废气中所含的NOX。另外，NSR催化剂16在浓气氛下将所吸留的NOX放出。在浓气氛下被放出的NOX由HC或CO还原。此时，与SC14的情况相同，在NSR16中也会生成NH3。0068SCR18具有如下的功能，即，将。
23、SC14及NSR催化剂16在浓气氛下生成的NH3吸留，在稀气氛下，以NH3作为还原剂，将废气中的NOX选择性地还原。利用SCR18可以有效地阻止流窜至NSR催化剂16下游的NH3及NOX向大气中放出的情况。0069图1所示的系统在排气通道12的SC14的上游侧，具备空燃比A/F传感器20。A/F传感器20可以检测出内燃机10的排气空燃比。另外，图1所示的系统在排气通道12的NSR催化剂16的上游侧且SC14的下游侧的位置、以及在NSR催化剂16的下游侧且SCR18的上游侧的位置，具备氧O2传感器22、24。O2传感器22、24是产生与废气中的氧浓度对说明书CN102089506ACN10208。
24、9510A5/12页8应的信号的传感器。此外，在排气通道12的SCR18的下游侧，配置有NOX传感器26。NOX传感器与废气中的NOX及NH3反应，产生与它们的浓度对应的信号。由此，如果利用NOX传感器26，就可以分别在浓气氛下检测出SCR18下游的NH3浓度，在稀气氛下检测出SCR18下游的NOX浓度。0070本实施方式的系统如图1所示，具备ECUELECTRONICCONTOLUNIT30。在ECU30的输出部，连接有燃料喷射装置未图示等各种执行器。在ECU30的输入部，除了连接有上述的A/F传感器20、O2传感器22、24及NOX传感器26以外，还连接有用于检测内燃机10的运转条件及运转。
25、状态的各种传感器类。ECU30可以基于所输入的各种信息，控制图1所示的系统的状态。0071第一实施方式的动作0072燃料过量供给控制0073下面，参照图2及图3，对燃料过量供给控制的基本动作进行说明。ECU30通常来说使内燃机10以稀空燃比运转稀燃运转。在稀燃运转中，NOX等氧化剂比HC、CO等还原剂更多量地排出。由此，即使想要使用三元催化剂将该废气净化，也会因还原剂的不足而无法将全部的NOX净化。所以，本第一实施方式的系统在排气通道12中具备NSR催化剂16。NSR催化剂16具有将NOX作为BANO32等硝酸盐吸留的功能。由此，根据本第一实施方式的系统，即使在稀燃运转中，也可以有效地抑制该N。
26、OX向大气中放出的情况。0074但是，NSR催化剂16的NOX吸留性能会随着吸留量的增加而降低。由此，当长时间持续稀燃运转时，未被吸留的NOX就会流窜至该催化剂下游。图2是表示NSR催化剂16的下游侧的NOX浓度的时间变化的图。如该图中所示，在稀燃运转中，因NOX吸留性能的降低，未被NSR催化剂16吸留的NOX的流窜量慢慢地增大。0075所以，本第一实施方式的系统中，执行使NSR催化剂16中吸留的NOX定期地脱离而进行处理的燃料过量供给控制。更具体来说，如图2所示，在NSR催化剂16的吸留性能降低的规定的时刻，使内燃机10的排气空燃比暂时为浓例如A/F12。0076图3是用于说明执行燃料过量供。
27、给时吸留NOX的脱离现象的图。如该图中所示，燃料过量供给执行中的废气大量地含有HC、CO、H2等还原剂。由此，当这些还原剂被导向NSR催化剂16内时，作为硝酸盐被吸留的NOX就被还原到NO而与碱脱离。脱离了的NOX在NSR催化剂16内的催化剂上被净化为N2等而被处理。像这样，通过在稀燃运转中执行燃料过量供给，就可以对吸留在NSR催化剂16中的NOX进行脱离处理，因此可以有效地恢复NOX吸留性能。0077SCR18的功能及动作0078如上所述，利用燃料过量供给的执行，可以有效地恢复NSR催化剂16的NOX吸留性能。但是，如图2所示，在燃料过量供给的执行中存在流窜至NSR催化剂16下游的NOX。它。
28、是在与NSR催化剂16脱离后，未在催化剂上被净化而原样流窜至该催化剂下游的NOX。另外，如上所述，在燃料过量供给的执行前也存在流窜至NSR催化剂16下游的NOX。当这些流窜NOX被原样向大气中放出时，就会导致排放的恶化。0079所以，本第一实施方式的系统在NSR催化剂16的下游侧具备用于处理流窜的NOX的SCR18。如上所述，SCR18将SC14及NSR催化剂16在浓气氛下生成的NH3吸留在其内部。由此，利用SCR18，可以将流窜至NSR催化剂16下游的NOX用NH3选择性地还原而净化。这说明书CN102089506ACN102089510A6/12页9样，就可以有效地阻止NOX向大气中放出而。
29、使排放恶化的情况。0080而且，作为SCR18中可以使用的材料，可以考虑各种材料。所以，本申请的发明人进行了可以有效地吸留NH3的SCR材料的研究。图4是表示向SCR18的下游及NSR催化剂16的下游排出的NOX排出量的图。而且，该SCR18使用了AG系的沸石。如该图中所示，向SCR18的下游排出的NOX排出量在燃料过量供给后的稀燃运转时骤增。根据本申请发明人的见解，这可以认为是因为，在SCR18内，引起以下所示的可逆反应，应当被吸留的NH3再次变回NOX。0081NH3O2NOX10082本申请的发明人制备了各种材料而进行了反复研究，结果发现，使用了FE系沸石的SCR18很难引起上述可逆反应。
30、。所以，本第一实施方式的系统中，采用使用了FE系沸石的SCR18。这样就可以抑制上述可逆反应的发生，因此可以在SCR18中有效地吸留NH3。0083另外，本申请的发明人在各种床温下研究了SCR18的还原性能，结果发现，通过将SCR18的床温设为500以下，优选设为300左右，SCR18中的还原反应就会活跃地进行。所以，本第一实施方式的系统中，按照使SCR18的床温达到300左右的方式调整其配置。这样，就可以有效地抑制向SCR18的下游放出NOX的情况。0084本第一实施方式的特征性动作0085下面，参照图5或图6对本第一实施方式的特征性动作进行说明。如上所述，NH3是在浓气氛下、即在燃料过量供。
31、给执行中的SC14及NSR催化剂16特别是NSR催化剂16中生成的。所生成的NH3被导入配置于NSR催化剂16下游的SCR18而吸留在其内部。被吸留的NH3在将流窜至NSR催化剂16下游侧的NOX选择性还原时使用。由此，在SCR18中，优选吸留有必需的足够的NH3。但是，另一方面，如果一味地延长燃料过量供给的执行期间，则排放的恶化、油耗的恶化就会成为问题。0086所以，本第一实施方式的系统中，为了兼顾向SCR18内的NH3的吸留和对排放恶化的抑制，与内燃机10的运转状态对应地控制燃料过量供给的空燃比及时刻。图5是用于对在本第一实施方式中执行的燃料过量供给控制进行说明的图。而且，图5中的A表示内。
32、燃机10低负载运转时的控制，图5中的B表示内燃机的高负载运转时的控制。0087首先，对内燃机10低负载运转时的燃料过量供给控制进行说明。在内燃机10低负载运转中，废气中所含的NOX量会比较少。由此，未被NSR催化剂16吸留而流入至SCR18的NOX很微少，可以推定，SCR18中的NH3的消耗量也不会很多。0088所以，在内燃机10低负载运转时，执行如图5A所示的燃料过量供给。即，首先，燃料过量供给的结束时刻设为NOX传感器26的输出反转的时间点。如上所述，NOX传感器26与NOX及NH3反应。在燃料过量供给的执行中，由于排气空燃比当然为浓，因此废气中的NOX被SC14及NSR催化剂16的三元功。
33、能净化。由此意味着，在燃料过量供给的执行中NOX传感器26的输出反转的情况下，并非NOX流窜至SCR18下游，而是NH3流窜。NH3的流窜意味着SCR18内的NH3的吸附量达到满容量。由此，通过在NOX传感器26的输出反转的时刻结束燃料过量供给，就可以在最大限度地确保SCR18内的NH3的吸附量的同时，抑制过度的燃料过量供给的执行。0089另外，如图5A所示，低负载运转时的燃料过量供给控制阶段性地变更燃料过量供给的空燃比。更具体来说，在执行第一段的燃料过量供给例如A/F12后，执行与该说明书CN102089506ACN102089510A7/12页10第一段相比变为稀空燃比的第二段的燃料过量供。
34、给例如A/F14。这是用于避免因继续燃料浓的燃料过量供给而造成的CO及HC的排放恶化、油耗的恶化的控制。而且，从第一段向第二段的切换时刻设为O2传感器22的输出反转的时刻。这样，由于向NSR催化剂16中主要导入第二段的燃料过量供给，因此可以在优先抑制由HC、CO的流窜造成的排放恶化的同时，进行NH3向SCR18中的吸留。0090下面，对内燃机10高负载运转时的燃料过量供给控制进行说明。在内燃机10的高负载运转中，废气中所含的NOX会变得比较多。由此，比较大量地存在未被吸留在NSR催化剂16中而流窜到SCR18的NOX，可以推定出在SCR18中有大量的NH3被消耗的情况。0091也就是说，在内燃。
35、机10高负载运转时，要求在执行燃料过量供给时生成大量的NH3并有效地吸留。这里，本申请的发明人调查了燃料过量供给与NH3生成量的关系，结果发现，即使在相同的燃料过量供给量下，与长且浅稀地进行相比，短且深浓地进行的方式在SC14及NSR16特别是NSR16中的NH3的生成量更多。0092所以，在内燃机10高负载运转时，利用上述特性，确保第一段的燃料过量供给的时间比低负载运转时长。更具体来说，如图4B所示，从第一段向第二段的切换时刻设为O2传感器24的输出反转的时刻。这样，由于第一段的燃料过量供给持续至NSR催化剂16的下游的排气空燃比从稀向切换浓为止，因此可以向该NSR催化剂16内主要导入由第一。
36、段的燃料过量供给产生的废气。这样，由于可以生成大量的NH3，因此可以使SCR18有效地吸留大量的NH3。0093另外，在内燃机10高负载运转时，燃料过量供给的结束时刻与上述的低负载运转时相同，设为NOX传感器26的输出反转的时间点。这样，就可以在最大限度地确保SCR18内的NH3的吸附量的同时，抑制过度的燃料过量供给的执行。0094第一实施方式的具体处理0095下面，参照图6，对在本实施方式中执行的处理的具体内容进行说明。图6是ECU30执行燃料过量供给的过程的流程图。另外，图7是表示在图6的步骤104中执行的燃料过量供给控制I的过程的流程图。此外，图8是表示在图6的步骤106中执行的燃料过量。
37、供给控制II的过程的流程图。而且，图6所示的过程在内燃机10的稀燃运转中被反复执行。0096图6所示的过程中，首先，判定燃料过量供给的执行条件是否成立步骤100。这里，具体来说，判定从上次的燃料过量供给的执行起是否经过规定的时间。其结果是，在判定为燃料过量供给的执行条件不成立的情况下，本过程被迅速地结束。0097另一方面，在上述步骤100中，判定为燃料过量供给的执行条件成立的情况下，转移到下一个步骤，判定内燃机10是否是低负载运转中步骤102。这里，具体来说，首先，基于检测内燃机10的运转状态的各种传感器的检测信号，运算出内燃机负载KL。此后，判定该内燃机负载KL是否小于规定的基准值KLT例如。
38、KLT50。0098在上述步骤102中，确认KLKLT成立的情况下，判断为内燃机10在执行规定的低负载运转的过程中，转移到下一个步骤，执行燃料过量供给控制I步骤104。该步骤104中，起动图7所示的过程。0099图7所示的过程中，首先，执行第一段的燃料过量供给控制步骤110。这里，具体来说，按照使内燃机10的排气空燃比达到规定的浓空燃比例如A/F12的方式，控制燃料喷射装置。然后，判定O2传感器22的输出是否反转步骤112。其结果是，在未确说明书CN102089506ACN102089510A8/12页11认该O2传感器22的输出的反转的情况下，判断为NSR催化剂16的上游侧的空燃比仍然为稀，。
39、反复执行本步骤的处理。0100另一方面，在上述步骤112中，确认了该O2传感器22的输出的反转的情况下，判断为NSR催化剂16的上游侧的空燃比从稀反转为浓，转移到下一个步骤，执行第二段的燃料过量供给控制步骤114。这里，具体来说，燃料过量供给的排气空燃比被切换为比第一段的燃料过量供给的排气空燃比稀例如A/F14。0101图7所示的过程中，继而判定NOX传感器26的输出是否反转步骤116。其结果是，在未确认该NOX传感器26的输出的反转的情况下，判定为NH3还没有流窜至SCR18的下游侧，反复执行本步骤的处理。0102另一方面，在上述步骤116中，确认了该NOX传感器26的输出的反转的情况下，判。
40、断为未被吸留的NH3流窜至SCR18的下游侧，转移到下一个步骤，结束燃料过量供给控制步骤118。这里，具体来说，将内燃机10的空燃比控制为通常的稀燃运转的空燃比。此后，结束图7所示的过程。0103另一方面，在图6所示的过程的步骤102中，在未确认KLKLT成立的情况下，判断为内燃机10在执行规定的高负载运转的过程中，转移到下一个步骤，执行燃料过量供给控制II步骤106。该步骤106中，起动图8所示的过程。0104图8所示的过程中，首先，执行第一段的燃料过量供给控制步骤120。这里，具体来说，执行与上述步骤110相同的处理。然后，判定O2传感器24的输出是否反转步骤122。其结果是，在未确认该O。
41、2传感器24的输出的反转的情况下，判断为NSR催化剂16的下游侧的空燃比仍然为稀，反复执行本步骤的处理。0105另一方面，在上述步骤122中，确认了该O2传感器24的输出的反转的情况下，判断为NSR催化剂16的下游侧的空燃比从稀反转为浓，转移到下一个步骤，执行第二段的燃料过量供给控制步骤124。然后，判定NOX传感器26的输出是否反转步骤126。这里，具体来说，执行与上述步骤114116相同的处理。其结果是，在未确认该NOX传感器26的输出的反转的情况下，判断为NH3还没有流窜至SCR18的下游侧，反复执行本步骤的处理。0106另一方面，在上述步骤116中，确认了该NOX传感器26的输出的反转。
42、的情况下，判断为未被吸留的NH3流窜至SCR18的下游侧，转移到下一个步骤，结束燃料过量供给控制步骤128。这里，具体来说，执行与上述步骤118相同的处理，结束图8所示的过程。0107如以上说明所示，根据本第一实施方式的系统，在NOX传感器26的输出反转的时刻结束燃料过量供给。这样，就可以在SCR18中最大限度地吸留NH3，并且抑制过度的燃料过量供给的执行。0108另外，根据本第一实施方式的系统，在内燃机10低负载运转时，在O2传感器22的输出反转的时刻燃料过量供给的空燃比从第一段切换为第二段。这样，可以抑制第一段的燃料过量供给被导入NSR催化剂16的情况，因此可以有效地抑制CO或HC流窜至该。
43、NSR催化剂16的下游而使排放恶化的情况。0109另外，根据本第一实施方式的系统，在内燃机10高负载运转时，在O2传感器24的输出反转的时刻燃料过量供给的空燃比被从第一段切换为第二段。这样，可以在NSR催化剂16中生成大量的NH3，因此可以使SCR18有效地吸留大量的NH3。说明书CN102089506ACN102089510A9/12页120110但是，虽然在上述的第一实施方式中，在NOX传感器28的输出反转的时刻结束燃料过量供给，然而该时刻并不限于输出反转的情况。即，在燃料过量供给的执行中，只要是产生表示NH3流窜至SCR18下游的输出特性的时刻，则也可以是其他的时刻。另外，对于从第一段的。
44、燃料过量供给控制向第二段的燃料过量供给控制的切换的时刻，也不限于O2传感器22、24的输出反转的时刻。即，在燃料过量供给的执行中，只要是产生表示空燃比变为浓的输出特性的时刻，则也可以是其他的时刻。0111而且，在上述的第一实施方式中，NSR催化剂16相当于上述第一发明中的“NSR催化剂”，SCR18相当于上述第一发明中的“SCR”，NOX传感器26相当于上述第一发明中的“废气传感器”。另外，在上述的第一实施方式中，ECU30通过执行上述步骤104或106的处理，而实现上述第一发明中的“燃料过量供给机构”。0112另外，在上述的第一实施方式中，SC14相当于上述第二发明中的“三元催化剂”，O2传。
45、感器22相当于上述第二发明中的“第二废气传感器”。另外，在上述的第一实施方式中，ECU30通过执行上述步骤110的处理，从而实现上述第二发明中的“第一燃料过量供给机构”，通过执行上述步骤114的处理，从而实现上述第二发明中的“第二燃料过量供给机构”，通过执行上述步骤112的处理，从而实现上述第二发明中的“切换机构”。0113另外，在上述的第一实施方式中，O2传感器24相当于上述第三发明中的“第三废气传感器”，并且ECU30通过执行上述步骤120的处理，从而实现上述第三发明中的“第一燃料过量供给机构”，通过执行上述步骤124的处理，从而实现上述第三发明中的“第二燃料过量供给机构”，通过执行上述步。
46、骤122的处理，从而实现上述第三发明中的“切换机构”。0114第二实施方式0115第二实施方式的特征0116下面，参照图9，对本发明的第二实施方式进行说明。图9表示用于说明第二实施方式的构成的图。而且，在图9所示的系统中，对与图1所示的系统共同的要素，使用相同的符号而省略重复的说明。0117如图9所示，本实施方式的系统在排气通道12的NOX传感器26的下游侧，还具备SCR28。SCR28的材料与SCR18相同地使用FE系沸石。另外，SCR28以比SCR18小的容量构成。0118上述的第一实施方式的系统中，在NOX传感器26的输出反转的时刻结束燃料过量供给。这样，就可以在SCR18中最大限度地吸。
47、留NH3，并且抑制过度的燃料过量供给的执行。但是，即使在该时刻结束燃料过量供给，输送延迟部分的NH3也会在其后流窜过该SCR18而向大气中放出。0119在这一点上，根据本第二实施方式的系统，可以将流窜过SCR18的输送延迟部分的NH3利用SCR28捕获。这样，就可以有效地抑制在燃料过量供给刚刚结束后输送延迟部分的NH3向大气中放出的情况。0120而且，在上述的第二实施方式中，SCR28相当于上述第五发明中的“第二SCR”0121第三实施方式0122第三实施方式的特征0123下面，参照图10至图12，对本发明的第三实施方式进行说明。本第三实施方式可以通过使用图9所示的系统，在图6所示的燃料过量供。
48、给控制I及燃料过量供给控制II中，说明书CN102089506ACN102089510A10/12页13执行图11及图12所示的过程来实现。0124如上所述，在内燃机10高负载运转时，排出大量的NOX。由此，未能用NSR16处理的NOX流窜至该催化剂的下游，还可以设想，NOX大量地吹入SCR18。该情况下，还可以设想，根据SCR18的容量，吸留在其内部的NH3是不够的。0125这里，上述的第二实施方式的系统中，如图9所示，在SCR18的下游侧还具备SCR28。但是，第二实施方式的系统中的SCR28是作为用于捕捉结束燃料过量供给后输送延迟的NH3的缓冲器使用的。由此，第二实施方式的系统中，该SC。
49、R28不积极地用作用于净化NOX的催化剂。0126本第三实施方式的系统中，在SCR28中也积极地吸留NH3，将该SCR28积极地用于NOX的净化当中。更具体来说，通过将燃料过量供给时间延迟规定时间，从而在SCR28的容量的范围内吸留规定量的NH3。这样，就可以在抑制NH3向SCR28的下游放出的同时，有效地向SCR28中吸留NH3。0127为了向SCR28中吸留规定量的NH3，需要掌握向该SCR28中吹入的NH3量。所以，本第三实施方式中，使用图10所示的映射图，推定流入该SCR28的NH3量。图10是表示排气空燃比与NH3的生成浓度的关系的映射图。根据该映射图，可以基于废气的空燃比来确定NH3的生成浓度。另外，此时的废气量可以基于内燃机10的内燃机负载KL来算出。由此，基于该确定出的NH3的生成浓度和废气量，可以推定流入SCR28的NH3量。0128为了在SCR28中吸留规定量的NH3所必需的燃料过量供给的延长时间T可以基于推定出的NH3量算出。所以，本第三实施方式的系统中，在燃料过量供给的执行时，在从NOX传感器26的输出反转、NH3被导入SCR28起经过该延长时间T的时间点结束燃料过量供给。这样，就可以在SCR28中吸留规定量的NH3，结束燃料过量供给。0129第三实施方式的具体处理0130下面，参照图11及图12，对本实施方式中执行的处理的具体内容。