CN103032137B - 发动机的排气净化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以通过再生处理有效地释放排气的成分的发动机的排气净化设备。在执行再生处理中，按照排气净化催化剂（52）的温度（Te1）和设置温度（Te2）之间的温差（Te3），排气净化设备改变通过喷射器（54）的作为还原剂的燃料的供给之间的间隔(TI)。

Description

发动机的排气净化设备
技术领域
这个发明涉及发动机的排气净化设备。更具体地说，本发明涉及将添加剂供给到发动机的排气通道以再生排气净化催化剂。
背景技术
从安装在汽车等等中的发动机排放的废气包含废气成分，诸如一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）以及颗粒物质（PM）。因此，发动机的排气通道例如设置有用于分解（例如，还原）这些物质的三效催化剂、以及用于捕获PM的颗粒过滤器。
在发动机的情况下，诸如柴油发动机，与理论空燃比相比，将其空燃比控制为稀的（lean）空燃比侧，以便在氧化气氛中进行燃烧，三效催化剂不能完全地净化废气中的氮氧化物（NOx）。因此，这个类型的发动机的一些排气通道具有与三效催化剂一起设置的、作为排气净化催化剂的NOx储存催化剂。当排气的空燃比稀时，NOx储存催化剂储存包含在排气中的NOx，但是当排气的空燃比浓时，释放和还原储存的NOx。在柴油发动机等等中，排气的空燃比通常是稀的，以使氮氧化物储存在NOx储存催化剂中。因此，需要执行再生处理（NOx清除），其中，例如燃料（轻油）等等以预定时刻被喷射到排气中，以便使排气的空燃比变浓，从而分解（还原）储存在NOx储存催化剂中的NOx。
燃料同样包含作为有害成分的硫黄成分。因此，硫黄成分与氧气起反应以转变成硫氧化物（SOx），硫氧化物（SOx）代替NOx被吸收到NOx储存催化剂（S中毒）。因此，必需以预定时刻进行去除硫氧化物（SOx）的再生处理（S清除）。这个再生处理（S清除）需要使排气的空燃比与NOx清除的情况同样浓，并且NOx储存催化剂被加热到等于或者高于预定温度的高温。
为了再生处理（S清除），已经提出了各种建议。一个实例包含在使NOx储存催化剂维持在浓的气氛的同时，控制喷射燃料（还原剂）的燃料喷射单元，以交替地重复燃料添加频繁的期间和燃料添加不频繁的期间，从而将NOx储存催化剂加热到高温（例如，参见，专利文献1）。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第3972864号
发明内容
[通过本发明解决到问题]
通过在S清除期间如此交替地重复燃料添加频繁的期间和燃料添加不频繁的期间，可以抑制HC的排放并且有效地释放SOx。然而，如果NOx储存催化剂的温度在S清除期间下降，那么相应地出现释放的硫氧化物的量减少的问题。也就是说，S清除的效率可能下降。
当NOx储存催化剂的温度下降时，碳氢化合物（HC）等等的排放量同样增加。利用专利文献1中描述的发明，当催化剂温度低时，通过增加燃料添加不频繁的期间的比例抑制碳氢化合物（HC）的排放，但是根据这个增加，硫氧化物的去除量同样减少（参见图3）。也就是说，在专利文献1中描述的发明同样引起S清除的效率降低的问题。
本发明是鉴于上述情形而做出的。这个发明的目的是提供能够通过再生处理来有效地释放排气的成分的发动机的排气净化设备。
[解决该问题的手段]
用于解决以上问题的本发明的第一方面是发动机的排气净化设备，包括：排气净化催化剂，设置在发动机的排气通道中，用于净化排气；还原剂供给单元，布置在排气净化催化剂的上游，用于将作为还原剂的碳氢化合物喷射到排气通道中；温度检测单元，用于检测排气净化催化剂的温度；再生处理执行单元，用于执行再生处理，再生处理控制还原剂供给单元以将还原剂间歇地供给到排气通道，以便将流出排气净化催化剂的排气的空燃比保持为浓，并且再生处理使排气净化催化剂的温度等于或者高于设置温度以释放储存在排气净化催化剂中的排气成分；以及间隔改变单元，用于按照由温度检测单元检测到的排气净化催化剂的温度和设置温度之间的温差，改变通过还原剂供给单元的还原剂的供给之间的间隔。
本发明的第二方面是根据第一方面的发动机的排气净化设备，其特征在于，当排气净化催化剂的温度高于设置温度时，间隔改变单元使得供给之间的间隔随着温差变大而变短。
本发明的第三方面是根据第一或者第二方面的发动机的排气净化设备，其特征在于，当排气净化催化剂的温度低于设置温度时，间隔改变单元使得供给之间的间隔随着温差变大而变长。
本发明的第四方面是根据第一到第三方面中的任何一个的发动机的排气净化设备，其特征在于，再生处理执行单元交替地和重复地实现浓的持续期间和长的稀的期间作为再生处理，浓的持续期间是还原剂被间歇地供给到排气通道以使排气的空燃比保持为浓的期间，并且长的稀的期间是停止还原剂到排气通道的供给以使排气的空燃比变稀的期间。
本发明的第五方面是根据第四方面的发动机的排气净化设备，其特征在于，再生处理执行单元按照短的稀的期间的设置执行再生处理，在短的稀的期间的持续过程中，在再生处理的浓的持续期间的起始处，通过还原剂供给单元的还原剂的喷射之间的间隔比还原剂的喷射持续时间短。
本发明的第六方面是根据第五方面的发动机的排气净化设备，其特征在于，在再生处理的浓的持续期间内，当排气的空燃比变得比已经预先设置的预定空燃比浓时，再生处理执行单元结束短的稀的期间。
本发明的第七方面是根据第六方面的发动机的排气净化设备，其特征在于，再生处理执行单元在短的稀的期间执行还原剂供给单元的前馈控制，并且当排气的空燃比变得比预定空燃比浓并且稳定时，再生处理执行单元执行还原剂供给单元的反馈控制，以使得排气的空燃比接近目标空燃比。
本发明的第八方面是根据第七方面的发动机的排气净化设备，其特征在于，基于一旦通过还原剂供给单元间歇地供给还原剂就将改变的排气的空燃比的最大值来设置排气的目标空燃比。
[发明的效果]
根据如上所述的本发明，在执行再生处理期间抑制排气净化催化剂的温度的下降。因此，通过再生处理，可以从排气净化催化剂有效地排放例如氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SOx）。
附图说明
图1是显示包含根据本发明的实施例的排气净化设备的发动机的示意性的结构图。
图2是显示在S清除期间的催化剂空燃比和对排气管的燃料喷射之间的间隔的变化的曲线图。
图3是显示在S清除期间的催化剂温度、目标空燃比以及稀的时间的变化的曲线图。
图4是显示通过根据本发明的实施例的排气净化设备在S清除期间控制的实例的流程图。
[字母或者数字的解释]
10   发动机
11   发动机本体
12   气缸盖
13   气缸体
14   气缸孔
15   活塞
16   连杆
17   曲柄轴
18   燃烧室
19   进气口
20   进气歧管
21   进气管
22   进气阀
23   排气口
24   排气歧管
25   排气管（排气通道）
26   排气阀
27   涡轮增压器
28   中间冷却器
29   节气阀
30   EGR管
31   EGR冷却器
32   EGR阀
33    燃油喷射阀
34    高压储油筒
35    供给泵
50    排气净化设备
51    氧化催化剂
52    NOx储存催化剂
53    DPF
54    喷射器
55    排气温度传感器
56    空燃比传感器
71    再生处理执行单元
72    间隔改变单元
具体实施方式
现在将参考附图详细地描述本发明的实施例。
首先将描述根据本发明的实施例的包含排气净化设备的发动机10的总体结构。图1中显示的发动机10是柴油发动机，其中，发动机本体11包含气缸盖12和气缸体13，而且活塞15被容纳在气缸体13的每个气缸孔14内。活塞15经由连杆16被连接到曲柄轴17。活塞15、气缸孔14和气缸盖12组成燃烧室18。
进气口19形成在气缸盖12中，并且包含进气歧管20的进气管（进气通道）21被连接到进气口19。进气阀22被设置在进气口19内，并且通过进气阀22打开和关闭该进气口19。排气口23形成在气缸盖12中，并且包含排气歧管24的排气管（排气通道）25被连接到排气口23的内部。排气口23被设置有排气阀26，并且如同进气口19，通过排气阀26打开和关闭排气口23。
涡轮增压器27被设置在进气管21和排气管25的中途。中间冷却器28被布置在涡轮增压器27的下游的进气管21中。用于打开和关闭进气管（进气通道）21的节气阀29被设置在中间冷却器28的下游的进气管21中。与涡轮增压器27的上游的排气管25连通的EGR管（EGR通道）30被连接到节气阀29的下游的进气管21。EGR冷却器31被设置在EGR管30中，并且EGR阀32被设置在EGR管与进气管21的接合处。
气缸盖12被设置有用于将燃料喷射到每个气缸的燃烧室18中的燃料喷射阀33。燃料喷射阀33被供给有来自高压储油筒34的燃料。通过供给泵35，高压储油筒34被供给有燃料箱（未显示）中的燃料，并且按照发动机本体11的转速，以预定压力将燃料从供给泵35供给到高压储油筒34。在高压储油筒34中，燃料被调整到预定的燃料压力，并且控制到预定的燃料压力的高压燃料从高压储油筒34被供给到燃料喷射阀33。
在涡轮增压器27的下游的排气管25中，组成根据当前的实施例的排气净化设备50的柴油机氧化催化剂（以下将简单地被称为氧化催化剂）51、作为排气净化催化剂的NOx储存催化剂52、以及柴油机颗粒过滤器（DPF；以下将被称为DPF）53从上游侧开始以这个顺序被布置。在到氧化催化剂51的入口附近设置喷射器54，该喷射器54是用于将作为还原剂的碳氢化合物（例如，燃料）喷射到排气管25中的还原剂供给单元。
排气温度传感器55被设置在氧化催化剂51、NOx储存催化剂52以及DPF 53的入口附近，以及DPF 53的出口附近。此外，用于检测废气的空燃比的空燃比传感器56被设置在DPF 53的出口附近。在当前的实施例中，如将稍后描述的，通过这个空燃比传感器56来检测流出NOx储存催化剂52的排气的空燃比（以下也将被称为“催化剂空燃比”）。空燃比传感器56可以是检测废气中的氧浓度的设备。
氧化催化剂51包含例如在由陶瓷材料形成的蜂窝结构的载体上承载的诸如白金（Pt）或者钯（Pd）的贵金属。当废气流入氧化催化剂51中时，废气中的一氧化氮（NO）被氧化以形成二氧化氮（NO2）。
NOx储存催化剂52包含例如在由陶瓷材料形成的蜂窝结构的载体上承载的诸如白金（Pt）或者钯（Pd）的贵金属，并且还具有在载体上作为储存剂被承载的诸如钡（Ba）的碱金属或者碱土金属。在NOx储存催化剂52中，作为排气成分的NOx一旦被储存在氧化气氛中，并且在例如包含一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）等等的还原气氛中释放NOx，因此就被还原为氮气（N2）等等。通常地，在NOx储存催化剂52中，仅仅吸附NOx，并且被吸附的NOx没有被分解（还原）。当预定量的NOx被吸附到NOx储存催化剂52时，从喷射器54喷射作为还原剂的燃料（轻油）。结果，混合有燃料的废气通过氧化催化剂51并且被供给到NOx储存催化剂52。因此，NOx储存催化剂52的内部变成还原气氛，并且储存的NOx被分解（还原）（NOx清除）。
此外，NOx储存催化剂52储存作为排气成分的硫氧化物（SOx）以及氮氧化物（NOx）。就象NOx清除那样，以预定时刻从喷射器54喷射作为还原剂的燃料（轻油），并且NOx储存催化剂52被加热到等于或者高于预定温度的高温，借此，储存的硫氧化物（SOx）被分解（还原）（S清除）。
例如，DPF 53是由陶瓷材料形成的蜂窝结构的过滤器。由DPF 53捕获的PM被包含在废气中的NO2氧化（燃烧），并且作为CO2被排放。残留在DPF 53内的NO2被分解成为N2，并且被排放。
发动机10被配备有电子控制单元（ECU）70，并且ECU 70被装设有输入输出装置、用于储存控制程序、控制地图等等的储存装置、中央处理单元、以及定时器和计数器。基于来自每个传感器的信息，ECU 70在装载有排气净化设备50的发动机10上执行综合控制。
ECU 70同时起到排气净化设备50的一部分的作用，并且基于来自诸如排气温度传感器55和空燃比传感器56的各种传感器的信息，适当地控制喷射器54。例如，ECU 70具有再生处理执行单元71，并且这个再生处理执行单元71实行上述的NOx储存催化剂52的再生处理（S清除）。利用S清除，喷射器54被控制为以预定时刻将燃料间歇地供给到排气管25中，从而使得流出NOx储存催化剂52的排气的空燃比（催化剂空燃比）浓。例如，通过设置在NOx储存催化剂52的出口附近的空燃比传感器56来检测催化剂空燃比。此外，利用该S清除，使催化剂空燃比浓，并且NOx储存催化剂52被加热到等于或者高于设置温度的高温。这样一来，作为储存在NOx储存催化剂52中的排气成分的硫化物（SOx）可以被有效地排放。
然而，虽然实行S清除，但是由于各种因素，NOx储存催化剂52的温度（以下可以被简单地称为“催化剂温度”）可能改变。在执行S清除期间，催化剂温度的下降可能减少来自NOx储存催化剂52的硫氧化物（SOx）的排放量。也就是说，通过S清除的NOx储存催化剂52的再生效率可能变低。
因此，利用本发明，在S清除期间的催化剂温度尽可能被维持在恒定的温度，借此消减来自NOx储存催化剂52的硫氧化物（SOx）的排放量的减少，并且可以有效地再生NOx储存催化剂52。
以下详细地描述用于本发明的排气净化设备50中的排气净化催化剂（NOx储存催化剂）的再生处理（S清除）。
如图2所示，浓的持续期间Ta1和长的稀的期间Ta2在再生处理（S清除）期间被交替地和重复地实现。在浓的持续期间Ta1，作为还原剂的燃料被间歇地提供给排气管，以将流出NOx储存催化剂52的排气的空燃比（催化剂空燃比）保持为浓。在长的稀的期间Ta2，从喷射器54到排气通道25的燃料的供给被停止，以使催化剂空燃比稀。
在浓的持续期间Ta1的起始点T1处，催化剂空燃比是稀的。因此，再生处理执行单元71实现短的稀的F/F期间Tb1，以在初始阶段使催化剂燃空比变浓。具体的，在短的稀的F/F期间Tb1，喷射器54经受F/F（前馈）控制，借此，使得通过喷射器54的燃料的喷射之间的间隔，（即，稀的时间）Tl，比喷射燃料的时间（即，浓的时间）Tr短。也就是说，使R/L比，即浓的时间Tr和稀的时间Tl之间的比低于初始值。
通过这个测量，每单位时间从喷射器54供给到排气管25的燃料被增加，以尽早实现使催化剂空燃比变浓。如果去除稀的时间Tl以连续地喷射燃料，那么可以在早期使催化剂空燃比变浓。然而，这引起了催化剂空燃比将突然改变的可能性。因此，即使在短的稀的F/F期间Tb1，所希望的也是燃料间歇地从喷射器54被供给到排气管25中。
当催化剂空燃比变得比已经预先设置的预定空燃比浓，例如比理论空燃比浓时，短的稀的F/F期间Tb1结束。在这个阶段，S清除转移到F/F期间Tb2。即使在F/F期间Tb2，喷射器54被F/F控制，并且基于该预设初始值从喷射器54喷射燃料。在当前的实施例中，稀的时间Tl和浓的时间Tr被设置为同一时间作为初始值。
当催化剂空燃比在更浓侧变得比预定空燃比稳定，例如比理论空燃比稳定时，F/F期间Tb2结束。在这个阶段，S清除转移到F/B（反馈）期间Tb3。例如，在当前的实施例中，从转移到F/F期间Tb2开始，在已经经过预定时间之后，S清除从F/F期间Tb2转移到F/B期间Tb3。在F/B期间Tb3，基于催化剂空燃比F/B控制喷射器54。在当前的实施例中，基于摆动最大值（A/F摆动最大值）F/B控制喷射器54。
A/F摆动最大值指的是一旦通过喷射器54间歇地喷射燃料就将改变的催化剂空燃比的最大值。在F/B期间Tb3，F/B控制的目标空燃比已经预先被设置为A/F摆动最大值的目标值。在F/B期间Tb3，喷射器54被F/B控制以使A/F摆动最大值接近目标空燃比。也就是说，实现适当的控制，以使稀的时间Tl的长度改变，借此，A/F摆动最大值接近目标空燃比。
此外，在本发明中，基于NOx储存催化剂52的温度（催化剂温度）F/B控制喷射器54，以便NOx储存催化剂52的温度将尽可能被维持在恒定的温度。也就是说，ECU 70的间隔改变单元72响应于NOx储存催化剂52的温度，适当控制通过喷射器54供给燃料之间的间隔（稀的时间）Tl。在当前的实施例中，基于通过设置在NOx储存催化剂52的出口附近的排气温度传感器55的检测结果得到NOx储存催化剂52的温度。
具体的，基于排气温度传感器55的检测结果，按照NOx储存催化剂52的温度（催化剂温度）Te1和已经预先设置的设置温度Te2之间的温差Te3，间隔改变单元72改变通过喷射器54供给燃料之间的间隔（稀的时间）Tl。例如，将设置温度Te2设置为S清除所需的NOx储存催化剂52的最低温度的邻近的值。
如图3所示，例如，在催化剂温度Te1比设置温度Te2高的状态中，间隔改变单元72随着催化剂温度Te1和设置温度Te2之间的温差Te3增大而缩短稀的时间Tl。另一方面，在催化剂温度Te1比设置温度Te2低的状态中，温差Te3越大，就使得稀的时间Tl越长。换句话说，催化剂温度Te1越低，稀的时间Tl就变得越长。这样一来，催化剂温度Te1可以上升或者下降，以致变得更容易将催化剂温度Te1维持在恒温。
本发明是建立在新的发现上的新颖的发明，当NOx储存催化剂52的空燃比（催化剂空燃比）在S清除期间浓时，催化剂空燃比被转移到稀的一侧，借此，催化剂温度Te1上升。
在当前的实施例中，在F/B期间Tb3，如上所述，喷射器54被控制为使得A/F摆动最大值接近目标空燃比。因此，间隔改变单元72根据催化剂温度Te1改变目标空燃比，从而最终改变稀的时间Tl。也就是说，当NOx储存催化剂52的温度变低时，间隔改变单元72将目标空燃比改变为更稀的一侧。根据这个改变，再生处理执行单元71F/B控制稀的时间Tl，以使A/F摆动最大值接近改变的目标空燃比。结果稀的时间Tl延长以提高NOx储存催化剂52的温度Te1。
将参考图4的流程图进一步描述基于催化剂温度的喷射器54之上的F/B控制的实例。
如图4所示，在步骤S11中，基于排气温度传感器55的检测结果判定NOx储存催化剂52的温度Te1。然后，在步骤S12中，获得催化剂温度Te1和设置温度Te2之间的温差Te3。在步骤S13中，例如通过参考预储存的映射等等，间隔改变单元72将目标空燃比改变为适合于温差Te3的值。例如，如果想要提高催化剂温度Te1，目标空燃比被改变为稀的一侧。在改变目标空燃比之后，基于改变的目标空燃比，再生处理执行单元71F/B控制喷射器54（步骤S14）。也就是说，适当地改变通过喷射器54喷射燃料之间的间隔（稀的时间）Tl，以使A/F摆动最大值接近改变的目标空燃比。
如上所述，利用本发明，通过喷射器54喷射燃料之间的间隔（稀的时间）Tl按照催化剂温度Te1被改变。因此，变得容易将NOx储存催化剂52的温度维持在恒温，而不用将NOx储存催化剂52的空燃比改变到需要的范围以外。
虽然对本发明的实施例已经进行了描述，但是值得注意的是，本发明不局限于这个实施例。在上述实施例中，例如，已经提供了对这样的实例的说明，其中，改变通过喷射器供给燃料之间的间隔（稀的时间）。然而，本发明不局限于这个实例。在本发明中，改变稀的时间，其结果是，如上所述，R/L比被改变。因此，允许通过改变浓的时间来相对改变稀的时间。
此外，在以上描述的实施例中，S清除作为再生处理被举例说明，但是本发明并不局限于这个实施例。例如，可以在执行NOx清除时应用本发明。此外，在以上实施例中，燃料被用作还原剂，但是很显然，也可以使用除燃料外的任何其他原料，只要它是碳氢化合物。
另外，在以上实施例中，柴油发动机被当作是用于说明的实例，但是当然，本发明可以适用于其他发动机。

Claims (10)

1.一种发动机的排气净化设备，其特征在于，包括：
排气净化催化剂(52)，设置在发动机(10)的排气通道(25)中，用于净化排气；
还原剂供给单元(54)，布置在所述排气净化催化剂的上游，用于将作为还原剂的碳氢化合物喷射到所述排气通道中；
温度检测单元(55)，用于检测所述排气净化催化剂的温度(Te1)；
再生处理执行单元(71)，用于执行再生处理，所述再生处理控制所述还原剂供给单元以将所述还原剂间歇地供给到所述排气通道，以便将流出所述排气净化催化剂的所述排气的空燃比保持为浓，并且所述再生处理使所述排气净化催化剂的所述温度等于或者高于设置温度(Te2)，以释放储存在所述排气净化催化剂中的排气成分；和
间隔改变单元(72)，用于按照由所述温度检测单元检测到的所述排气净化催化剂的所述温度和所述设置温度之间的温差(Te3)，改变通过所述还原剂供给单元的所述还原剂的供给之间的间隔(Tl)，
其中，所述间隔(Tl)按照所述排气净化催化剂(52)的所述温度(Te1)被改变。
2.如权利要求1所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
当所述排气净化催化剂(52)的所述温度(Te1)高于所述设置温度(Te2)时，所述间隔改变单元(72)使得供给之间的所述间隔(Tl)随着所述温差(Te3)变大而变短。
3.如权利要求1或者2所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
当所述排气净化催化剂(52)的所述温度(Te1)低于所述设置温度(Te2)时，所述间隔改变单元(72)使得供给之间的所述间隔(Tl)随着所述温差(Te3)变大而变长。
4.如权利要求1所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
所述再生处理执行单元(71)交替地和重复地实现浓的持续期间(Ta1)和长的稀的期间(Ta2)作为所述再生处理，所述浓的持续期间是所述还原剂被间歇地供给到所述排气通道(25)以使所述排气的所述空燃比保持为浓的期间，并且所述长的稀的期间是停止所述还原剂到所述排气通道的供给以使所述排气的所述空燃比变稀的期间。
5.如权利要求2所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
所述再生处理执行单元(71)交替地和重复地实现浓的持续期间(Ta1)和长的稀的期间(Ta)作为所述再生处理，所述浓的持续期间是所述还原剂被间歇地供给到所述排气通道(25)以将所述排气的所述空燃比保持为浓的期间，并且所述长的稀的期间是停止所述还原剂到所述排气通道的供给以使所述排气的所述空燃比变稀的期间。
6.如权利要求3所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
所述再生处理执行单元(71)交替地和重复地实现浓的持续期间(Ta1)和长的稀的期间(Ta2)作为所述再生处理，所述浓的持续期间是所述还原剂被间歇地供给到所述排气通道(25)以将所述排气的所述空燃比保持为浓的期间，并且所述长的稀的期间是停止所述还原剂到所述排气通道的供给以使所述排气的所述空燃比变稀的期间。
7.如权利要求4所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
所述再生处理执行单元(71)按照短的稀的期间(Tb1)的设置执行所述再生处理，在所述短的稀的期间(Tb1)的持续过程中，在所述再生处理的所述浓的持续期间(Ta1)的起始处，通过所述还原剂供给单元(54)的所述还原剂的喷射之间的间隔(Tl)比所述还原剂的喷射持续时间(Tr)短。
8.如权利要求7所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
在所述再生处理的所述浓的持续期间(Ta1)内，当所述排气的所述空燃比变得比已经预先设置的预定空燃比浓时，所述再生处理执行单元(71)结束所述短的稀的期间(Tb1)。
9.如权利要求8所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
所述再生处理执行单元(71)在所述短的稀的期间(Tb1)执行所述还原剂供给单元(54)的前馈控制，并且当所述排气的所述空燃比变得比所述预定空燃比浓并且稳定时，所述再生处理执行单元(71)执行所述还原剂供给单元的反馈控制，以使得所述排气的所述空燃比接近目标空燃比。
10.如权利要求9所述的发动机的排气净化设备，其特征在于，
基于所述排气的所述空燃比的最大值来设置所述排气的所述目标空燃比，一旦通过所述还原剂供给单元(54)间歇地供给所述还原剂，所述排气的所述空燃比的最大值就将改变。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5862868B2 (ja) * 2011-11-18 2016-02-16 三菱自動車工業株式会社 エンジンの排気浄化装置
JP2016061146A (ja) 2014-09-12 2016-04-25 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム
JP6439334B2 (ja) * 2014-09-12 2018-12-19 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム
JP6504339B2 (ja) * 2014-12-08 2019-04-24 三菱自動車工業株式会社 エンジンの排気浄化装置
JP6485035B2 (ja) * 2014-12-24 2019-03-20 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法
JP6492854B2 (ja) 2015-03-25 2019-04-03 いすゞ自動車株式会社 排気浄化装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6014859A (en) * 1997-08-25 2000-01-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for purifying exhaust gas of engine
CN1676893A (zh) * 2004-03-31 2005-10-05 三菱扶桑卡客车株式会社 废气净化设备
CN1820127A (zh) * 2004-03-11 2006-08-16 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置和排气净化方法
CN101008335A (zh) * 2000-07-24 2007-08-01 丰田自动车株式会社 用于内燃机的废气排放控制装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3645841B2 (ja) * 2001-08-28 2005-05-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3757856B2 (ja) * 2001-12-07 2006-03-22 トヨタ自動車株式会社 排気ガス浄化装置
JP3972864B2 (ja) * 2003-06-04 2007-09-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
US7197867B2 (en) * 2004-10-04 2007-04-03 Southwest Research Institute Method for the simultaneous desulfation of a lean NOx trap and regeneration of a Diesel particulate filter
JP4910932B2 (ja) * 2007-08-01 2012-04-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4816606B2 (ja) * 2007-09-18 2011-11-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6014859A (en) * 1997-08-25 2000-01-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for purifying exhaust gas of engine
CN101008335A (zh) * 2000-07-24 2007-08-01 丰田自动车株式会社 用于内燃机的废气排放控制装置
CN1820127A (zh) * 2004-03-11 2006-08-16 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置和排气净化方法
CN1676893A (zh) * 2004-03-31 2005-10-05 三菱扶桑卡客车株式会社 废气净化设备

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