CN105443203A

CN105443203A - 还原剂供应装置

Info

Publication number: CN105443203A
Application number: CN201510599272.2A
Authority: CN
Inventors: 矢羽田茂人; 衣川真澄; 樽泽祐季; 细田真央; 真岛佑辅
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: US9488082B2; US20160084130A1; EP2998532A2; EP2998532A3; JP6052257B2; EP2998532B1; CN105443203B; JP2016061233A

Abstract

本发明公开了一种还原剂供应装置，其包括反应容器(20)、臭氧发生器(30)、空气泵(30p)、含臭氧空气管(26)、压缩空气管(25)、切换装置(25v，26v)以及切换控制器(41a)。

Description

还原剂供应装置

技术领域

本公开涉及还原剂供应装置，其向位于还原催化剂的上游的废气通道供入用于NO_x还原的还原剂。

技术背景

专利文献1(JP2000-54833A)公开了还原剂供应装置，其包括用于产生臭氧的臭氧发生器、用于吹送含有臭氧发生器所产生的臭氧的空气的空气泵、用于喷射作为还原剂的燃料的燃料喷射器，以及加热器。吹送空气与喷射燃料的混合空气由加热器加热，由此燃料被空气中的氧气氧化，即，燃料被重整。向位于NO_x催化剂的上游的废气通道供入重整燃料，以便在NO_x催化剂的存在下还原NO_x，从而净化(purify)废气中所含的NO_x。应当注意的是，由于空气中含有臭氧，燃料的氧化反应被加速，从而提高NO_x的净化速率。

专利文献2(US2005/0011184A)中公开了还原剂供应装置，其包括支管，增压器压缩的吸入空气的一部分流过所述支管。所述支管分得的空气由气泵吹送，以便与燃料混合，从而重整燃料。

然而，对于根据专利文献1的装置有如下所述的顾虑。当废气通道内的压力(即，排气压力)例如在高发动机载荷运行中较高时，由于缺乏空气泵的排出压力，空气泵可能无法将混合空气供入废气通道内。

鉴于上述顾虑，根据在专利文献2所公开的装置，由于由空气泵吹送增压器压缩的空气，即使当排气压力高时，混合空气也可以供入废气通道内。然而，由于吸入空气可以含有例如吹漏气或内部EGR气体的灰尘，可能会担忧由于灰尘而使空气泵发生故障，因为根据专利文献2的装置的空气泵将吸入空气吹向所述空气泵。尤其是，当臭氧与空气混合，以提高NO_x净化速率时，也可能在臭氧发生器内由于灰尘而发生故障。

发明内容

本公开的目的是提供还原剂供应装置，其即使在废气通道内的排气压力高时，也可以用臭氧提高NO_x净化速率，并将还原剂供入废气通道内，同时抑制空气泵的污染。

在本公开的一个方面，还原剂供应装置用于燃料燃烧***。所述燃料燃烧***包括增压器，其压缩空气并将空气供入内燃机内；以及NO_x净化装置，其设置在废气通道内，以便用还原催化剂净化所述内燃机的废气中含有的NO_x。所述还原剂供应装置向位于还原催化剂的上游的废气通道供入还原剂。所述还原剂供应装置包括反应容器、臭氧发生器、空气泵、含臭氧空气管、压缩空气管、切换装置和切换控制器。所述反应容器在其内限定反应腔室，其中通过用空气中的氧气氧化，重整所述还原剂。所述臭氧发生器从空气中的氧气产生臭氧。空气泵将空气供入臭氧发生器内。含臭氧空气，其是含有由臭氧发生器产生的臭氧的空气，通过含臭氧空气管流向反应腔室。压缩空气的一部分，其是由增压器压缩的空气，通过压缩空气管流向反应腔室。切换装置在将含臭氧空气供入反应腔室内的空气泵模式与将压缩空气供入反应腔室内的增压模式之间切换。基于催化剂温度(其为还原催化剂的温度)以及废气压力(其为废气通道内的压力)，切换控制器控制所述切换装置。

根据本公开的方面，分别设置用于将含臭氧空气引入反应腔室的含臭氧空气管以及用于将压缩空气引入反应腔室的压缩空气管。空气泵和臭氧发生器被布置在含臭氧空气管内，与压缩空气管分离。因此，可以抑制包含在吸入空气中的灰尘对空气泵和臭氧发生器的污染。

此外，在本公开的方面，提供了切换装置和切换控制器。因此，当在废气通道内的压力(即，废气压力)高而使得还原剂不能供入废气通道内时，切换控制器控制切换装置，以便切换到增压模式，将反应腔室中重整的还原剂供入废气通道内。与此相反，当废气压力低而使得可以供应还原剂时，并且当在还原催化剂的温度下可以预期臭氧对NO_x净化速率有改进时，切换控制器控制切换装置，以便切换到空气泵模式，以便将用含臭氧空气重整的还原剂供入废气通道内。

如上所述，根据本公开的所述方面，可以提高NO_x的净化速率。此外，即使排气压力较高，也可以将还原剂供入废气通道内，同时抑制空气泵和臭氧发生器的污染。

附图说明

本公开及其额外的目标、特征和优点可以从下文的说明书、所附的权利要求书以及附图中得到最佳的理解，其中：

图1是应用于燃烧***的还原剂供应装置的示意图；

图2是与冷焰反应和热焰反应的两步氧化反应相关的图；

图3是显示所述冷焰反应的反应过程的图；

图4是显示发生两步氧化反应的环境温度和当量比所限定的区域的图；

图5是图1所示的还原剂供应装置的过程的流程图；并且

图6是图5中所示的流程图的子过程(subsequenceprocess)。

发明详述

本公开的多个实施方案将在下文中参照附图进行描述。在这些实施方案中，对应于前述实施方案中描述的事项的部件可以被指定相同的标号，并且可以省略对所述部件的过多解释。当在实施方案中仅对配置的一部分进行说明时，其他前述实施方案可以适用于所述配置的其他部分。即使没有明确说明这些部件可被组合，所述部件也可以被组合。实施方案可以部分组合，即使没有明确说明这些实施方案可被组合，只要组合没有任何害处。

如图1所示的燃烧***包括内燃机10、增压器11、NO_x净化装置12、柴油微粒过滤器(DPF13)以及还原剂供应装置。所述燃烧***被安装在车辆上，并且所述车辆由来自内燃机10的输出提供动力。在本实施方案中，内燃机10是压缩自点火柴油发动机，并且柴油燃料(轻油)，其是烃化合物，被用作燃烧的燃料。内燃机10通常在稀薄态(leanstate)下运行。换言之，在内燃机10内，燃料在空燃比(即供入燃烧室内的空气与喷射到燃烧室中的燃料的比率)被设定为使空气过剩的状态下燃烧(即，稀薄燃烧状态(leancombustionstate))。

增压器11包括涡轮机11a、旋转轴11b和压缩机11c。涡轮机11a被设置在内燃机10的废气通道10ex内，并通过废气的动能旋转。旋转轴11b将涡轮机11a的叶轮连接至压缩机11c的叶轮，并将涡轮机11a的旋转力传递至压缩机11c。压缩机11c被设置在内燃机10的进气通道10in内，并在压缩(即增压)吸入空气之后将吸入空气供入内燃机10内。

冷却器(未示出)被设置在压缩机11c下游的进气通道10in内。所述冷却器冷却由压缩机11c压缩的吸入空气(压缩空气)，并且，在压缩吸入空气的流量被节流阀(未示出)调节之后，通过冷却器冷却的压缩空气被分配到内燃机10的多个燃烧室内。NO_x净化装置12被设置在涡轮机11a下游的废气通道10ex内，并且DPF13(柴油微粒过滤器)被设置在NO_x净化装置12下游的废气通道10ex内。所述DPF13过滤废气中含有的微粒。

还原剂供应装置的供应通道23被连接到NO_x净化装置12上游的废气通道10ex。由还原剂供应装置产生的重整燃料作为还原剂通过供应通道23被供入废气通路10ex内。重整燃料通过部分地将用作还原剂的烃(即，燃料)氧化成部分氧化的烃，例如醛，来产生，如下文将参照图3描述的那样。

NO_x净化装置12包括容纳在壳体内的蜂窝状载体。在所述载体的表面上设置涂层，并且由所述涂层承载还原剂。NO_x净化装置12通过NO_x与重整燃料在还原催化剂的存在下的反应，即NO_x变成N₂的还原过程，来净化废气中所含的NO_x。应当注意的是，尽管除NO_x之外，废气中也含O₂(氧气)，但在O₂的存在下，重整的还原剂选择性地(优先地)与NO_x发生反应。

在本实施方案中，还原催化剂具有吸附NO_x的吸附性。更具体地，当催化剂温度低于可以通过还原催化剂发生还原反应的活化温度时，还原催化剂表现出吸附废气中的NO_x的吸附性。例如，通过载体承载的银/氧化铝催化剂，NO_x净化装置12可提供NO_x吸附性能。更具体地，作为还原催化剂的银被用于涂布载体表面的氧化铝承载。当催化剂的温度等于或高于所述活化温度时，吸附在还原催化剂内的NO_x从还原催化剂解吸附。然后，解吸附的NO_x被重整燃料还原，从而NO_x被净化。

然后，下文将对还原剂供应装置进行描述。通常，还原剂供应装置产生重整燃料，并通过供应通道23将重整燃料供入废气通道10ex内。所述还原剂供应装置包括反应容器20、加热器21、喷射器22、臭氧发生器30以及空气泵30p，如下所述。所述还原剂供应装置还包括供应通道23、普通管24、压缩空气管25、含臭氧管26以及电控装置(ECU40)，如下所述。

臭氧发生器30包括其内具有流体通道32a的壳体32，并且多对电极31设置在流体通道32a的内部。电极31具有板形，并被并联设置成彼此面对。接地的一个电极31与被施加高电压的另一个电极31交替地排列。对电极31的供电由ECU40的微机41控制。

由空气泵30p吹送的空气流入臭氧发生器30的壳体32中。空气泵30p由电动机驱动，所述电动机由微机41控制。由空气泵30p吹送的空气流入壳体32内的流体通道32a，并流经在电极31之间形成的每个排出通道31a。

臭氧发生器30通过含臭氧空气管26与普通管24与反应容器20连接。即，含臭氧空气管26的上游端部连接到所述臭氧发生器30的下游部分，并且含臭氧空气管26的下游端部连接到普通管24的上游端部。普通管24的下游端部连接到反应容器20的入口20in。供应通道23的上游端部连接到反应容器20的出口20out。供应通道23的下游端部连接到NO_x净化装置12上游的废气通道10ex。

电磁止回阀26v附接到含臭氧空气管26。微机41控制所述止回阀26v，以选择性地打开或关闭。因此，当空气泵30p在工作且运行止回阀26v以打开时，已经通过排出通道31a的空气按此顺序流经含臭氧空气管26、普通管24、反应容器20以及供应通道23，然后流入到废气通道10ex。

压缩空气管25的上游端部连接到压缩机11c下游的进气通道10in，并且压缩空气管25的下游端部连接到普通管24的上游端部。总之，普通管24的上游端部分支并连接到压缩空气管25和含臭氧空气管26这两者。换言之，压缩空气管25和含臭氧空气管26并联连接到普通管24。

电磁调节阀25v附接到压缩空气管25。微机41控制调节阀25v，以选择性地打开或关闭所述压缩空气管25。因此，当运行调节阀25v以打开压缩空气管25时，流经进气通道10in的压缩空气的一部分按此顺序流过压缩空气管25、普通管24、反应容器20以及供应通道23，然后流入废气通道10ex。当调节阀25v打开，止回阀26v禁止压缩空气通过含臭氧空气管26流入臭氧发生器30和空气泵30p。

止回阀26v具有阀体，其被控制以在完全打开位置和完全关闭位置之间进行切换。另一方面，调节阀25v具有阀体，并且控制调节阀25v的阀体的打开程度(即，流率控制)，以调节将流入反应容器20的压缩空气的流率。为避免止回阀26v和调节阀25v同时打开，微机41控制止回阀26v与调节阀25v之一打开，并控制止回阀26v与调节阀25v中的另一个关闭。

加热器21和喷射器22附接到反应容器20，并且反应腔室20a在反应容器20内形成。反应腔室20a与入口20in和出口20out流体连通。加热器21包括在通电(energinzed)时产生热量的加热部，并且通过微机41控制加热部的通电(energization)。更具体地，微机41通过加热部的供电量的占空控制来控制所述加热部的加热量。加热部设置在反应腔室20a内，以加热从喷射器22喷射入反应腔室20a的燃料。反应腔室20a内的温度由腔室温度传感器27检测。腔室温度传感器27将检测到的温度信息(反应腔室温度)输出到ECU40。

喷射器22包括具有喷射孔、电致动器和阀元件的主体。当电致动器被供电时，阀元件移动以打开喷射孔，从而燃料通过喷射孔被喷射向反应腔室20a。当电致动器被断电时，阀元件移动以关闭喷射孔，从而使燃料喷射停止。微机41通过控制电致动器的通电(energization)来控制单位时间内喷射向反应腔室20a的燃料喷射量。燃料罐(未示出)内的液体燃料通过未图示的燃料泵供应到喷射器22。如上所述，燃料罐内的燃料也被用作燃料用于燃烧。即，燃料罐内的燃料通常被用作内燃机10内燃烧的燃料，以及用于还原剂的燃料。

从喷射器22喷射入反应腔室20a的液体燃料与加热部碰撞，并被加热部加热和蒸发。结果，蒸发的燃料被空气中的氧气部分氧化，因此，蒸发的燃料被重整为部分氧化的烃，例如醛。以这种方式重整的蒸发的燃料(重整燃料)通过供应通道23被供入废气通道10ex内。

当对臭氧发生器30的电极31供应电力时，从电极31发出的电子与排出通道31a内空气中包含的氧气分子发生碰撞。结果，从氧气分子产生臭氧。即，通过放电过程，臭氧发生器30使氧气分子成为等离子态，从而产生作为活性氧的臭氧。因此，当对臭氧发生器30供应电力时，含臭氧空气流过所述含臭氧空气管26。

冷焰反应在反应腔室20a的内部发生。在冷焰反应中，气体形式的燃料被来自入口20in的空气中的氧气部分地氧化。部分氧化物(例如：醛)可以是以这种方式部分氧化的燃料的一个实例，其中所述燃料(烃化合物)的一部分被醛基(CHO)氧化。

下面将参照图2至图3对冷焰反应进行详细的描述。

图2显示模拟结果，显示其中燃料(十六烷)被喷洒到加热器21上并被蒸发，并且滞留在加热器21周围的蒸发的燃料被重整的现象。具体地，每个图显示，在蒸发的燃料(十六烷)下暴露(expose)于430℃环境的情况下，多个物理量相对于在暴露后所经过时间的变化。在图2中，图(a)显示环境温度的变化，图(b)显示燃料(十六烷)的摩尔浓度的变化，图(c)显示(i)氧化过程中消耗掉的氧气的摩尔浓度的变化、(ii)通过氧化过程产生的水分子的摩尔浓度的变化以及(iii)通过氧化过程产生的二氧化碳分子的摩尔浓度的变化，并且图(d)显示乙醛和丙醛的摩尔浓度的变化，乙醛和丙醛中的每一种都是通过冷焰反应产生的重整燃料。燃料注射开始时的初始条件设置为：1个大气压、十六烷的浓度为2,200ppm、氧气浓度为20％、二氧化碳浓度为9％，并且水浓度为2％。

如图2所示，紧接着燃料喷射，环境温度升高，燃料的摩尔浓度减小，并且重整燃料的摩尔浓度增大。这意味着通过被氧气氧化，燃料产生热量并且从燃料产生重整燃料，即发生冷焰反应。然而，这样的温度升高和摩尔浓度变化是暂时的，并且温度升高和摩尔浓度变化在燃料喷射开始约4秒之后才出现。

当经过约4秒时，环境温度进一步增加，重整燃料的摩尔浓度减小，二氧化碳和水的产生量增加，并且氧气的消耗量增加。这意味着，通过被氧气氧化，重整燃料产生热量，并且重整燃料完全燃烧而产生二氧化碳和水，即发生热焰反应。冷焰反应期间的温度升高量小于热焰反应期间的温度升高量。此外，冷焰反应期间的氧气消耗量小于热焰反应期间的氧气消耗量。

当通过两个步骤发生氧化反应时，从冷焰反应到热焰反应期间，重整燃料作为反应中间体产生。所述反应中间体的实例可以是多种烃化合物，例如醛、酮等。图3显示通过其产生醛的主反应途径的实例。

如图3中(1)所示，烃(柴油燃料)与氧气分子反应，产生烃过氧化基。烃过氧化基被分解成醛和烃基(参照图3中的(2))。烃基与氧气分子发生反应，产生另一种烃过氧化基(参照图3中的(3))。烃过氧化基被分解成醛和烃基(参照图3中的(4))。烃基与氧气分子发生反应，也产生另一种烃过氧化基(参照图3中的(5))。这样，重复产生烃过氧化基，同时减少了碳原子数，并且每次产生烃过氧化基时都产生醛。应当注意的是，在热焰反应中，燃料被完全燃烧并且产生二氧化碳和水，因此不产生反应中间体。换言之，通过冷焰反应产生的反应中间体在热焰反应过程中被氧化成二氧化碳和水。

在图2所示的模拟中，暴露温度(exposuretemperature)设定为430℃。然而，本公开的发明人已经以不同的暴露温度进一步进行了模拟。结果发现，当暴露温度是530℃时，几乎不存在停留在冷焰反应中的时期，仅用一个步骤完成氧化反应。反之，当暴露温度被设定为330℃时，与其中的暴露温度被设定为430℃的情况相比，冷焰反应的开始时间被推迟。此外，当暴露温度被设定为230℃或更低时，冷焰反应和热焰反应均没有发生，即，未发生氧化反应。

在图2所示的模拟中，当量比(即喷射燃料和供应空气的比率)被设定为0.23。在这方面，本发明人已获得具有不同当量比的模拟结果。应当注意的是，当量比可以被定义为“空气-燃料混合物中所含燃料的重量”除以“能完全燃烧的燃料的重量”的值。当量比被设定为1.0时，几乎不存在停留在冷焰反应中的时期，仅用一个步骤完成氧化反应。并且，当量比被设定为0.37时，与当量比被设定为0.23的情况相比，冷焰反应的开始时间提前，冷焰反应速率增大，冷焰反应期间缩短，并且冷焰反应完成时的环境温度升高。

图4显示如上所述的分析结果的总结。图4表明暴露温度(环境温度)、当量比以及冷焰反应发生/不发生之间的关系。在图4中，图的横坐标表示暴露温度(环境温度)，并且图的纵坐标表示当量比。图4中的打点区域是发生两步氧化反应的区域。如图4所示，环境温度低于下限值的区域是非反应区，其中不会发生氧化反应。此外，即使当环境温度高于下限值时，当量比等于或大于1.0的区域是一步氧化反应区，其中仅用一个步骤来完成氧化。

两步氧化反应区和一步氧化反应区之间的边界线，根据环境温度和当量比而变化。即，当环境温度在指定的温度范围内下降并且当量比落入指定的当量比范围内时，发生两步氧化反应。即：指定的温度范围及指定的当量比范围对应于图4中的打点区域。当环境温度被设定为在指定的温度范围内的最佳温度(例如，370℃)时，在边界线上的当量比具有最大值(例如，1.0)。因此，为了更早地发生冷焰反应，将加热器温度调节到最佳温度，并且将当量比设定为1.0。然而，当量比大于1.0时，冷焰反应不会发生。因此，优选地，当量比以给定的余量(byagivenmargin)被设定为小于1.0的值。

在如图2所示的模拟中，空气中的臭氧浓度被设定为零。本公开的发明人还在不同的空气中臭氧浓度下进行了模拟。在模拟中，初始条件被设定为1个大气压、2,200ppm的十六烷的浓度以及330℃的环境温度。结果发现：随着臭氧浓度增大，冷焰反应的开始时间变得更早。这样的现象可以解释如下。如上所述，在图3的(1)、(3)和(5)中，烃基与氧气分子发生反应，并且这些反应被空气中所含的臭氧加速。结果，在短时间内产生醛。

ECU40的微机41包括用于存储程序的存储单元以及根据存储在存储单元中的程序来执行算术处理的中央处理单元。基于检测值，例如加速踏板的下压量(即，发动机负荷)、内燃机10的旋转速度(即，发动机旋转速度)、吸入空气压力、废气压力等，ECU40控制内燃机10的运行。

ECU40一般根据发动机旋转速度和发动机负荷来控制从燃料喷射阀(未示出)喷射的用于燃烧的燃料的量以及喷射时间。此外，基于腔室温度传感器27、催化剂温度传感器42以及废气压力传感器43检测出的物理量，ECU40控制还原剂供应装置的运行。

换言之，通过如图5和6所示的重复执行的过程(即，程序)，微机41在腔室温度的基础上，在预定的时间内，在重整燃料产生和臭氧产生之间切换。在内燃机10运行的同时，上述处理被不断地执行。此外，基于催化剂温度和废气温度，执行上述程序的微机41还在空气泵模式和增压模式之间切换。

空气泵模式是由空气泵30p吹送的空气通过含臭氧空气管26被供入反应腔室20a内的模式。空气泵模式包括由所述空气泵30p供应包含臭氧发生器30所产生的臭氧的含臭氧空气的模式，以及停止臭氧发生器30并且由所述空气泵30p供应无臭氧的空气的模式。增压模式是被压缩机11c压缩的吸入空气部分(即，压缩空气)被通过压缩空气管25供入反应腔室20a内的模式。

调节阀25v和止回阀26v可以提供在空气泵模式和增压模式之间切换的“切换装置”。控制调节阀25v和止回阀26v的微机41可以提供切换控制器41a(参照图1)，其控制所述切换装置。催化剂温度传感器42被附接到NO_x净化装置12，以检测还原催化剂的环境温度(催化剂温度)。废气压力传感器43被附接到废气通道10ex，以检测在废气通道10ex与供应通道23的连接位置处的废气的压力(废气压力)。

首先，在图5的步骤10中得到由废气压力传感器43检测到的废气通道10ex内的压力(废气压力Pex)。然后，在步骤11中，获得由催化剂温度传感器42检测到的还原催化剂的温度(催化剂温度Tcat)。在步骤12中，微机41判定吸附请求是否存在。具体而言，当所获得的催化剂温度Tcat低于还原催化剂的活化温度(如200℃)时，微机41判定吸附请求存在。然而，当微机41估计在还原催化剂内的NO_x吸附量达到饱和量时，即使催化剂温度Tcat低于所述活化温度，微机41也判定吸附请求不存在。基于内燃机10的运行条件的变化历史以及每种运行条件的催化剂温度，估计NO_x吸附量。

当微机41在步骤12判定吸附请求存在时，在步骤13停止给喷射器22和加热器21通电(energization)。因此，停止喷射器22向反应腔室20a的燃料喷射以及加热器21对反应腔室20a的加热。

然后，在步骤14中，微机41判定当在还原催化剂中吸附NO_x时，是否存在通过供应通道23将臭氧供入废气通道10ex内的请求(臭氧请求)。更具体地，微机41判定所获得的催化剂温度Tcat是否低于第一温度T1。第一温度T1被设定为低于还原催化剂的氧化活化开始的温度(例如，200℃)(即，活化温度)。当催化剂温度Tcat低于第一温度T1时，微机41判定臭氧请求存在。

换言之，由于当催化剂温度Tcat等于或高于第一温度T1时，因为还原催化剂的氧化活化，NO被氧化成NO₂，即使没有臭氧，也可以在还原催化剂内充分地吸附NO_x(即，NO₂)。与此相反，在催化剂温度Tcat比第一温度低时，请求臭氧供应，以便将废气中NO氧化成NO₂，以便充分吸附NO_x。

当微机41在步骤14中判定臭氧请求存在时，微机41在步骤15中判定空气泵30p的空气排出压力(空气泵排出压力)是否显著高于废气压力Pex，换言之，是否可以向废气通道10ex内供应含臭氧空气。具体而言，微机41判定步骤10得到的废气压力Pex是否低于规定的阈值Pth。阈值Pth被设定为等于或略低于空气泵30p的最大排放压力。

当微机41在步骤15判定废气压力Pex小于阈值Pth时，即，可以以所述空气泵排放压力，通过空气泵30p供应臭氧，微机41在步骤16执行放电控制，以产生臭氧。具体地，对臭氧发生器30的电极31施加预定的供电量，以产生放电。在步骤17中，微机41执行空气泵控制，以将空气吹入臭氧发生器30。具体地，以预定供电量运行空气泵30p。在步骤18，微机41在空气泵模式下控制(即，执行阀门控制)调节阀25v和止回阀26v。具体地，运行调节阀25v以关闭，而运行止回阀26v以打开。

根据步骤16至18的空气泵模式，臭氧发生器30产生臭氧。然后，包含所产生的臭氧的含臭氧空气以此顺序流过含臭氧空气管26、普通管24、反应容器20和供应通道23，然后流入废气通道10ex。因此，NO变成NO₂的氧化过程被臭氧加速，由此，可以增大还原催化剂中的NO_x吸附量。

如果继续给加热器21通电(energization)，臭氧会被加热并热分解。此外，如果继续从喷射器22喷射出燃料，臭氧将与燃料反应。考虑到这些，当微机41在步骤14判定臭氧请求存在并且执行臭氧模式时，在步骤13停止加热器21和燃料喷射，从而不会发生臭氧与燃料的反应，并且可以避免臭氧的热分解。因此，所产生的臭氧可被供入废气通道10ex内，而不与燃料反应或热分解。

另一方面，当微机41在步骤15判定废气压力Pex等于或高于阈值Pth时，即，不可能由空气泵30p供应臭氧，或在步骤14判定臭氧请求不存在，则过程进行到步骤19。在步骤19，停止向臭氧发生器30和空气泵30p的通电(energization)。在步骤20，在完全关闭的模式下控制(即，执行阀门控制)调节阀25v和止回阀26v。即，运行调节阀25v和止回阀26v以关闭。

根据步骤19和步骤20的完全关闭的模式，臭氧发生器30停止产生臭氧，并且也停止通过空气泵30p供应空气。此外，也停止通过压缩空气管25供应压缩空气。即，臭氧、空气和燃料均不通过供应通道23供入废气通道10ex内。

当微机41在步骤14判定催化剂温度Tcat等于或高于第一温度T1，并且在步骤19和步骤20中执行完全关闭模式，可以避免不必要的臭氧供应。此外，可通过停止臭氧发生器30和空气泵30p而减少耗电。

当微机41在步骤15中判定废气压力Pex等于或高于阈值Pth并且在步骤19和步骤20中执行完全关闭模式，可禁止在废气通道10ex内废气向含臭氧空气管26回流。因此，可以避免臭氧发生器30和空气泵30p被废气污染。

下面将参照图6描述当微机41在步骤12中判定吸附请求不存在时的过程。

首先，在图6的步骤21中微机41判定还原请求是否存在。具体地，当在步骤11中得到的催化剂温度Tcat等于或高于还原催化剂的活化温度并且低于上限时，微机41判定还原请求存在。这是因为如果催化剂温度Tcat等于或高于活化温度以及上限时，即使在供应还原剂时，也几乎不发生还原反应。

当微机41在步骤21中判定还原请求存在时，微机41在步骤22中判定在用还原剂还原NO_x期间，是否存在将臭氧供入反应腔室20a内的请求(臭氧请求)。具体地，微机41判定催化剂温度Tcat是否低于第二规定温度T2。所述第二温度T2被设定为高于活化温度的温度(例如，300℃)。当催化剂温度Tcat低于第二温度T2时，微机41判定臭氧请求存在。

总之，当催化剂温度Tcat低于第二温度T2时，图3所示的反应腔室20a内的反应速率通过供应臭氧而增大，从而加速燃料的重整。然而，如果催化剂温度Tcat等于或高于第二温度T2时，即使不供应臭氧，也充分地获得反应速率，因此在此条件下，供应臭氧的加速效果可能被最小化。鉴于此，当催化剂温度Tcat低于第二温度T2时，微机41在步骤22中判定臭氧请求存在，从而在催化剂温度Tcat高于第二温度T2时，可以避免不必要的臭氧供应。因此，可以抑制臭氧发生器30的耗电。

当微机41在步骤22中判定臭氧请求存在时，微机41在步骤23中判定空气泵30p的空气排出压力(空气泵排出压力)是否显著高于废气压力Pex，即，通过空气泵30p将重整的还原剂供入废气通道10ex内是否可能。具体而言，如同步骤15，微机41判定废气压力Pex是否低于阈值Pth。

当微机41在步骤23中判定废气压力Pex小于阈值Pth时，即，可以供应具有空气泵排出压力的重整的还原剂，微机41在步骤24中执行排出控制，以产生臭氧。具体地，调节电极31的供电量，以使得臭氧发生量变为根据在步骤27设定的燃料喷射量的量，这将在下文中进行描述。

在步骤25中，微机41执行空气泵控制，将空气吹送入臭氧发生器30。具体而言，通过控制空气泵30p的通电(energization)来调节空气供应量，以使得步骤27喷射的燃料与供应空气的当量比成为下文描述的目标当量比在步骤26中，微机41在空气泵模式下控制(即，执行阀门控制)调节阀25v和止回阀26v。具体地，运行调节阀25v以关闭，运行止回阀26v以打开。

在步骤27中，微机41将还原剂供应量设定为目标燃料流率Ftrg。所述目标燃料流率Ftrg对应于还原剂的量，其被供入NO_x净化装置12内，通过它流入NO_x净化装置12的NO_x在没有过量还原剂时被完全还原。目标燃料流率Ftrg是单位时间内供入NO_x净化装置12内的燃料的质量。

具体而言，目标燃料流率Ftrg是基于NO_x的流入流率(其将在下文中进行描述)以及催化剂温度Tcat而设定的。NO_x流入流率是单位时间内流入NO_x净化装置12的NO_x的质量。例如，NO_x流入流率可以基于内燃机10的运行条件进行估算。目标燃料流率Ftrg随着NO_x的流入流率的增大而增大。此外，由于用还原催化剂的NO_x还原量(还原性能)根据NO_x催化剂温度而变化，目标燃料流率Ftrg根据NO_x催化剂温度所造成的还原性能的差异而设定。微机41控制喷射器22的运行，以基于目标燃料流率Ftrg而执行燃料喷射。具体地，对喷射器22的开启时间进行控制，使其随着目标燃料流率的增大而增大。可替代地，本次燃料喷射终止与下次燃料喷射开始之间的时间间隔被缩短。

此外，在步骤27，微机41基于腔室温度传感器27所测得的腔室温度以及目标燃料流率Ftrg来设定用于步骤25的空气泵控制的目标当量比从而发生冷火焰反应。具体地，所述当量比的最大值，其是在两步氧化反应中且对应于环境温度(即，腔室温度)，或者通过从当量比的最大值减去给定的余量计算出的值，作为目标当量比的图被存储在微机41内。使用所述的图计算对应于检测到的腔室温度的目标当量比φtrg。如果目标当量比以给定的余量进行设定，如上所述，即使实际当量比大于计算的当量比也可以避免出现实际当量比大于当量比的最大值的情况，从而可以减小冷焰反应之外发生热焰反应的可能性。

在步骤28中，微机41执行加热器21的反馈控制，使得所获得的腔室温度成为等于预定的目标温度Ttrg的值。例如，根据腔室温度传感器27的检测值与目标温度Ttrg之间的偏差，微机41执行对加热器21的电力供应量的占空控制。可替代地，微机41可以执行加热器21的开/关控制，其中，当腔室温度超过目标温度Ttrg给定值时，停止向加热器21供电。目标温度Ttrg被设定为在图4中所示的两步氧化反应区内的环境温度，在此温度(例如，370℃)下，当量比具有最大值。

根据步骤24至步骤28中的空气泵模式，在臭氧发生器30内产生臭氧。包括所产生的臭氧的含臭氧空气通过含臭氧空气管26与普通管24被供入反应容器20内。因此，反应容器20内的燃料重整由臭氧加速，由此可以提高采用还原催化剂的NO_x净化速率。

如上所述，通过根据目标燃料流率Ftrg控制空气泵30p和加热器21，在两步氧化反应区内调节腔室温度和当量比。因此，发生冷焰反应，并产生重整燃料。在其内调节反应温度的温度区域的下限是260℃，在此存在一步或两步氧化反应区与非反应区之间的边界线。所述温度区的上限被设定为一步氧化区和两步氧化区之间的边界线上的最大温度。另一方面，在其内调节当量比的当量比范围的上限被设定为一步氧化反应区和两步氧化区的边界线上的最大值，其对应于370℃的环境温度。

当微机41在步骤23中判定废气压力Pex等于或高于阈值Pth，即，以空气泵排出压力供应重整的还原剂是不可能的，或者，在步骤22中不存在臭氧请求时，执行步骤29的处理。在步骤29中，获得由压缩机11c压缩的压缩空气的压力(压缩压力)。例如，根据运行条件，例如发动机旋转速度或发动机负荷，来估计压缩压力。在步骤30中，微机41判定所获得的压缩压力是否高于在步骤10获得的废气压力Pex。

当微机41判定压缩压力高于废气压力Pex时，在步骤31停止向臭氧发生器30和空气泵30p的供电。然后，在步骤32中，微机41在增压模式下控制调节阀25v和止回阀26v(即，执行阀门控制)。具体地，运行调节阀25v以打开，而运行止回阀26v以关闭。然后，执行如步骤27中所述的燃料喷射控制，以及如步骤28中所述的加热器控制。

根据步骤32、27和28的增压模式，压缩机11c的压缩空气通过压缩空气管25与普通管24供入反应腔室20a内。总之，燃料的部分氧化所需的氧气被供入反应腔室20a内。然后，即使在高于阈值Pth的废气压力Pex下，重整燃料通过压缩空气的压力被供入废气通道10ex内。以这种方式，重整燃料流入NO_x净化装置12，由此，相比于供应未被重整的燃料的情况，采用还原催化剂的NO_x净化速率可以进一步提高。

另一方面，当微机41在步骤30中判定压缩压力等于或低于废气压力Pex时，即以压缩压力将重整燃料供入废气通道10ex内是不可能的，微机41在步骤33中执行类似于步骤15的判定。即，微机41判定空气泵排出压力是否显著高于废气压力Pex，换言之，是否可以通过空气泵30p将含臭氧空气供应入废气通道10ex。当微机41判定废气压力Pex低于阈值Pth时，即，可以将含臭氧空气供应入废气通道10ex，在步骤34中停止对臭氧发生器30的供电。此后，微机41执行步骤25的空气泵控制、步骤26的空气泵模式下的阀门控制、步骤27的燃料喷射控制以及步骤28的加热器控制，如上所述。

废气压力Pex等于或高于压缩压力(S30：否)并且低于阈值Pth的情况可能出现在如下所述的情况下。废气压力Pex增大之后，压缩压力由于废气压力Pex的增大而增大具有时间上的滞后。因此，当废气压力Pex从低压状态上升时，可能会发生上述情况。

根据步骤25-28的空气泵模式，无臭氧空气通过含臭氧空气管26与普通管24被供入反应容器20内。总之，将燃料的部分氧化所需的臭氧供入反应腔室20a内。因此，即使以低于废气压力Pex的压缩压力，也可以以空气泵30p的吹送压力将重整燃料供入废气通道10ex内。以这种方式，重整燃料流入NO_x净化装置12内，因此，与使用未被重整的燃料的情况相比，可以提高使用还原催化剂的NO_x净化速率。

另一方面，当微机41在步骤33中判定废气压力Pex等于或高于阈值Pth时，换言之，通过压缩空气或通过空气泵30p的吹送压力供应重整燃料是不可能的，停止NO_x净化装置12的运行。具体地，在步骤35中，与步骤20中一样，微机41在完全关闭模式下控制调节阀25v和止回阀26v(即，执行阀门控制)。在步骤36中，停止向臭氧发生器30、空气泵30p、加热器21和喷射器22供电。

总之，即使微机41判定存在还原请求(S21：是)，当空气泵30p的吹送压力以及压缩压力均低于废气压力Pex(S33：否)时，在完全关闭模式下，微机41停止NO_x净化装置12的运行。此外，当微机41判定吸附请求和还原请求不存在(S12：否，S21：否)时，微机41在完全关闭模式下停止NO_x净化装置12的运行。例如，当NO_x催化剂温度低于活化温度且NO_x的吸附量达到饱和量时，或者当NO_x催化剂温度达到超出可还原范围的高温时，吸附请求和还原请求都不存在。

此外，当催化剂温度Tcat低于活化温度且NO_x的吸附量达到饱和量时，或者当催化剂温度Tcat达到超出可还原范围的高温时，在完全关闭模式下控制NO_x净化装置12以停止。

如上所述，根据本实施方案的还原剂供应装置通常包括反应容器20、臭氧发生器30、空气泵30p、含臭氧空气管26、压缩空气管25、包括调节阀25v和止回阀26v的切换装置，以及切换控制器41a。即，分别设置含臭氧空气管26，含臭氧空气通过其流入反应腔室20a内，和压缩空气管25，压缩空气通过其流入反应腔室20a内。然后，空气泵30p与臭氧发生器30设置在含臭氧空气管26内，以与压缩空气管25分开。

因此，可以抑制吸入空气中的灰尘对空气泵30p的叶轮或叶轮壳体，以及臭氧发生器30的电极31的污染。灰尘的具体实例可以包括：包含在内燃机10的吸入空气中的润滑油、未燃烧的燃料组合物等的组分。尤其是，在本实施方案中，止回阀26v设置在臭氧发生器30和空气泵30p的下游的含臭氧空气管26内。止回阀26v可用作阻止压缩空气流入臭氧发生器30和空气泵30p的流入防止部。因此，可以容易地避免吸入空气对臭氧发生器30和空气泵30p的污染。

此外，由于在本实施方案中设置切换装置和切换控制器，当通过空气泵30p供应重整燃料由于高废气压力Pex而比较困难时(S23：否)，微机41将还原剂供应装置的运行切换成增压模式(S32)，从而在反应腔室20a内重整的还原剂可以被供入废气通道10ex内。此外，当废气压力Pex较低而使得可以通过空气泵30p供应重整燃料(S23：是)时，并且当还原催化剂温度是预计可提高NO_x净化速率的温度(S22：是)时，微机41将还原剂供应装置的运行切换到空气泵模式(S26)，由此，可以将用含臭氧空气重整的还原剂供入废气通道10ex内。

如上所述，根据本实施方案的还原剂供应装置，通过提供臭氧来提高NO_x净化速率。此外，即使当废气压力Pex较高时，在抑制对空气泵30p和臭氧发生器30的污染的同时，也可以供应重整的还原剂。

在作为比较例的还原剂供应装置中，在空气泵的辅助下，供应通过增压器压缩的吸入空气。总之，所述比较例不包括本实施方案中所描述的含臭氧空气管26，并且所述比较例的空气泵设置在对应于本实施方案的压缩空气管25的管内。因此，在所述比较例中，当内燃机处于低负荷运行时，压缩空气可能会减少，从而有向空气泵施加高负荷的顾虑。然而，在本实施方案中，由于分别设置含臭氧空气管26和压缩空气管25，可能不会发生上述顾虑。

此外，调节阀25v设置在压缩空气管25内，并且在空气泵模式下运行调节阀25v以关闭，可以防止空气泵30p的吹入空气的回流或朝向压缩空气管25的废气。

根据本实施方案的还原剂供应装置还包括还原性判定仪、第一臭氧请求判定仪以及第一空气泵有效性判定仪。执行步骤21的微机41可提供还原性判定仪，其用于基于催化剂温度Tcat来判定还原状态是否存在，在还原状态中可以用还原催化剂还原NO_x。执行步骤22的微机41可提供第一臭氧请求判定仪，其用于基于催化剂温度Tcat来判定是否存在第一臭氧请求状态，其中在还原状态期间请求向反应腔室20a供应含臭氧空气。执行步骤23的微机41可提供第一空气泵有效性判定仪，其用于基于废气压力Pex来判定第一低废气压力状态是否存在，在第一低废气压力状态中可以通过空气泵30p向废气通道10ex供应还原剂。当还原性判定仪判定还原性存在(S21：是)、第一臭氧请求判定仪判定第一臭氧请求状态存在(S22：是)，并且第一空气泵有效性判定仪判定第一低废气压力存在(S23：是)时，切换控制器41a将还原剂供应装置的运行切换到空气泵模式。

因此，当废气压力Pex较低而使得可以通过空气泵30p供应重整燃料时，切换控制器将还原剂供应装置的运行切换到空气泵模式，从而可以将含臭氧空气供入反应腔室20a内。因此，可以加速重整的还原剂的活化，由此提高NO_x净化速率。

此外，当还原性判定仪判定还原状态存在(S21：是)、第一臭氧请求判定仪判定第一臭氧请求状态存在(S22：是)，并且第一空气泵有效性判定仪判定第一低废气压力状态不存在(S23：否)时，根据本实施方案的切换控制器41a切换到增压模式。

因此，即使废气压力Pex较高以而不可能通过空气泵30p供应重整的还原剂，通过切换到增压模式，可以将重整的还原剂供入废气通道10ex内，尽管不能获得供应臭氧的益处。因此，可以避免重整的还原剂不能供入废气通道10ex内的情况。

在本实施方案中，当还原性判定仪判定还原状态存在(S21：是)并且第一臭氧请求判定仪判定第一臭氧请求状态不存在(S22：否)时，切换控制器41a切换到增压模式。

因此，即使废气压力Pex较高而使得通过空气泵30p向废气通道10ex供应重整的还原剂不可能，通过切换到增压模式，也可以将重整的还原剂供入废气通道10ex内。因此，可以避免重整的还原剂不能供入废气通道10ex内的情况。应当注意的是，当废气压力Pex较高时，由于内燃机10的高负荷运行，废气的温度也较高。结果，催化剂温度Tcat很可能增大到其中第一臭氧请求状态不存在的一定程度。

在增压模式中，由于空气泵30p和臭氧发生器30的供电被停止，可以减小空气泵30p和臭氧发生器30的耗电。

此外，根据本实施方案的还原剂供应装置包括吸附性判定仪、第二臭氧请求判定仪以及第二空气泵有效性判定仪。执行步骤12的微机41可提供吸附性判定仪，其用于基于催化剂温度Tcat判定可吸附状态是否存在，在可吸附状态中，可以在还原催化剂内吸附NO_x。执行步骤14的微机41可提供第二臭氧请求判定仪，其用于基于催化剂温度Tcat判定第二臭氧请求状态是否存在，在第二臭氧请求状态中在可吸附状态期间，请求将含臭氧空气供入废气通道10ex内。执行步骤15的微机41可以提供第二空气泵有效性判定仪，其用于基于废气压力Pex判定第二低废气压力状态是否存在，在第二低废气压力状态中可以通过空气泵30p将含臭氧空气供入废气通道10ex内。当吸附性判定仪判定可吸附状态存在(S12：是)、第二臭氧请求判定仪判定第二臭氧请求状态存在(S14：是)并且第二空气泵有效性判定仪判定第二低废气压力状态存在(S15：是)时，切换控制器41a切换到空气泵模式。

因此，当废气压力Pex较低而使得可以由空气泵30p供应重整的还原剂时，切换控制器41a切换到空气泵模式，由此将臭氧供入废气通道10ex内。因此，可以加速废气中的NO氧化成NO₂。结果，可以减少未吸附在还原催化剂内并且释放到大气中的NO_x量，从而提高NO_x的净化速率。

在本实施方案中，还原催化剂至少包括银。更具体地，银催化剂负载在用于涂覆所述载体的氧化铝上。通过使用银催化剂，相比其中使用铂作为催化剂的情况，更可能发生如图3所示的部分氧化反应。因此，相比于其中使用铂的情况下，在使用银催化剂的本实施方案中，可以提高NO_x的净化速率。尤其是，在还原催化剂被活化的活化区内的催化剂温度Tcat的低温区域，可以显著地显示出来NO_x净化速率的提高。

此外，根据本实施方案的还原剂供应装置包括用于加热还原剂的加热器21，被加热器21加热到某高温的还原剂被包含在空气中的氧气部分地氧化。相应地，可以容易地实现燃料的部分氧化，从而也容易获得还原剂的重整。此外，通过加热器21加热燃料以将燃料热分解成具有低碳数目的烃化合物，进行裂化(cracking)。由于具有低碳数目的烃化合物具有低的沸点，可以抑制蒸发的燃料变回到液体形式。

在本实施方案中，提供臭氧发生器30，并且在发生冷焰反应时，供应由臭氧发生器30产生的臭氧。出于这个原因，可以提前冷焰反应开始时间，并且可以减少冷焰反应时间。因此，即使在反应容器20被小型化并且反应容器20内的燃料停留时间被缩短时，也可在停留时间内完成冷焰反应。因此，反应容器20可以被小型化。

此外，在本实施方案中，当还原催化剂温度Tcat低于活化温度时，由臭氧发生器30产生的臭氧被供入空气通道23b内，同时停止喷射器22的燃料喷射，从而将臭氧供入废气通道10ex内。因此，当NO_x净化装置12内的还原剂没有被活化时，可以防止供应还原催化剂。由于在废气中的NO通过供应臭氧被氧化成NO₂并且被吸附在NO_x净化催化剂内，可以增加NO_x净化装置12内的NO_x吸附量。

其他实施方案

在图1中所示的上述实施方案中，设置废气压力传感器43，所述废气压力传感器43直接检测废气压力Pex，其是在废气通道10ex内的压力。然而，可以消除废气压力传感器43，并且废气压力Pex可基于例如内燃机10的运行条件或在DPF13的压力损失来估计。

在图1中所示的上述实施方案中，设置附接到NO_x净化装置12的催化剂温度传感器42，并且催化剂温度传感器42直接检测还原催化剂的环境温度(催化剂温度Tcat)。可替代地，可以消除催化剂温度传感器42，并且催化剂温度Tcat可基于例如内燃机10的运转条件来估计。

尽管在上述实施方案中，空气泵30p设置在臭氧发生器30上游的含臭氧空气管26内，但空气泵30p也可以设置在臭氧发生器30下游的含臭氧空气管26内。此外，在图1示出的上述实施方案中，DPF13设置在NO_x净化装置12下游的废气通道10ex内，但也可以设置在NO_x净化装置12的上游。

在上述实施方案中，用于在图5的步骤14的判定的第一温度T1被设定为低于活化温度。然而，第一温度T1也可以被设定为等于活化温度。

根据基于催化剂温度Tcat的吸附请求的判定结果(S12)以及基于废气压力Pex的判定结果(S15)，微机41(切换控制器41a)在空气泵模式和完全关闭模式之间切换。可替代地，当吸附请求存在时，无论废气压力Pex的值如何，微机41可以将还原剂供应装置的运行设置成空气泵模式，并且在这种情况下，可以消除步骤20的完全关闭模式。

在图1所示的上述实施方案中，使用电磁止回阀26v，并且通过微机41电控制止回阀26v的运行。可替代地，可以使用机械止回阀。机械止回阀可以包括在阀体的关闭方向上施加偏向力的弹性构件。当阀体的上游侧的压力高于阀体的下游侧的压力时，阀体可以与弹性构件的偏向力方向相反而移动并打开。

虽然在图1所示的本实施方案中分别设置调节阀25v和止回阀26v，但调节阀25v和止回阀26v也可以一体形成。此外，增压器11内的压缩机11c通过废气的动能而旋转，但是也可以使用通过电动机而旋转的具有压缩机11c的增压器。

在上述实施方案中，当催化剂温度Tcat等于或高于活化温度并且低于第二温度T2时，执行使用臭氧的重整。可替代地，当催化剂温度Tcat等于或高于活化温度时，并且当催化剂温度Tcat等于或高于比第二温度T2高的第三温度(例如，350℃)时，由加热器21加热的燃料可以被氧气供应部分氧化而无需臭氧供应。由于当催化剂温度Tcat等于或高于第三温度时，燃料被有效地部分氧化而无需供应臭氧，通过停止臭氧供应，可以减少臭氧发生器30的耗电。总之，即使没有臭氧，通过由加热器21加热燃料，也可以实现部分燃料氧化。然而，如上所述，当使用臭氧来重整燃料时，可以加速图3中所示的反应。

在如图1所示的用于冷却由压缩机11c压缩的吸入空气的冷却器被设置在进气通道10in内的情况下，优选将压缩空气管25连接到冷却器的上游侧，以便将未被冷却器冷却的吸入空气供入反应容器20内。然而，压缩空气管25也可连接到冷却器的下游侧，以便将冷却器冷却后的吸入空气供入反应容器20内。

在上述实施方案中使用包括银的还原催化剂，但还原剂不限于这样的银催化剂。例如，包括铜或铁的催化剂可被用作还原催化剂。

在图1中所示的上述实施方案中，物理性吸附NO_x(即，物理吸附)的还原催化剂被用在NO_x净化装置12内，但也可以使用化学吸附NO_x(即，化学吸附)的还原剂。这样的化学吸附NO_x的还原剂的一个实例可以包括由与诸如钡的碱土金属或诸如锂的碱金属组合的铂制成的催化剂。

在上述实施方案中，执行重整，以使得在还原剂中的醛的比率变为规定比率(例如，10％)。可替代地，执行重整，以使得醛的比率大致变为100％。此外，重整的还原剂可以不限于包括醛的重整的还原剂。例如，还原剂供应装置使用醇、乙酸盐、一氧化碳和氢气作为部分氧化的化合物。

在内燃机10内的空燃比低于化学计量的空燃比(即，当发动机10处于稀燃运行(lean-burnoperation))时，NO_x净化装置12可以吸附NO_x，并且在内燃机10内的空燃比不低于化学计量的空燃比(即，当发动机10处于非稀燃运行(non-lean-burnoperation))时，可以减少NO_x。在这种情况下，臭氧在稀燃运行下产生，而重整燃料在非稀燃运行下产生。在稀燃下吸附NO_x的催化剂的一个实例可以是由载体所负载的铂和钡制成的化学吸附还原催化剂。

在图1所示的上述实施方案中，还原剂供应装置被应用于安装在车辆内的燃烧***。然而，所述还原剂供应***可以被应用于固定燃烧***。此外，在图1所示的实施方案中，所述还原剂供应装置被应用于压缩自点火柴油发动机(compressionself-ignitiondieselengine)，用于燃烧的柴油被用作还原剂。然而，所述还原剂供应装置可以应用到自点火汽油发动机，并且用于燃烧的汽油也可以用作还原剂。

由微机提供的构件和功能可以例如仅仅由软件提供、仅仅由硬件提供或由它们的组合提供。所述微机可以由例如模拟电路构成。

Claims

1.用于燃料燃烧***的还原剂供应装置，所述燃料燃烧***包括增压器(11)和NO_x净化装置(15)，所述增压器(11)压缩空气并将空气供入内燃机(10)内，所述NO_x净化装置(15)设置在废气通道(10ex)内，以便用还原催化剂净化内燃机(10)的废气中所含的NO_x，所述还原剂供应装置向位于所述还原催化剂的上游的所述废气通道供应还原剂，所述还原剂供应装置包括：

反应容器(20)，在其内限定反应腔室(20a)，其中通过用空气中的氧气氧化来重整所述还原剂；

臭氧发生器(30)，其从空气中的氧气产生臭氧；

空气泵(30p)，其将空气供入所述臭氧发生器内；

含臭氧空气管(26)，含臭氧空气通过其流向所述反应腔室，所述含臭氧空气是含有由所述臭氧发生器产生的臭氧的空气；

压缩空气管(25)，压缩空气的一部分通过其流向所述反应腔室，压缩空气是由所述增压器压缩的空气；

切换装置(25v，26v)，其在将所述含臭氧空气供入所述反应腔室内的空气泵模式与将压缩空气供入所述反应腔室内的增压模式之间切换；以及

切换控制器(41a)，其基于催化剂温度和废气压力来控制所述切换装置，所述催化剂温度是还原催化剂的温度，所述废气压力是废气通道内的压力。

2.根据权利要求1所述的还原剂供应装置，其还包括：

还原性判定仪(S21)，其用于基于所述催化剂温度判定还原状态是否存在，在还原状态中可以用所述还原催化剂还原NO_x；

第一臭氧请求判定仪(S22)，其用于基于所述催化剂温度判定第一臭氧请求状态是否存在，在第一臭氧请求状态中在还原状态期间请求将含臭氧空气供入所述反应腔室内；以及

第一空气泵有效性判定仪(S23)，其用于基于所述废气压力判定第一低废气压力状态是否存在，在第一低废气压力状态中可以通过所述空气泵将所述还原剂供应入所述废气通道，其中

当所述还原性判定仪判定还原状态存在、所述第一臭氧请求判定仪判定第一臭氧请求状态存在，并且所述第一空气泵有效性判定仪判定第一低废气压力状态存在时，所述切换控制器控制所述切换装置，以切换到空气泵模式。

3.根据权利要求2所述的还原剂供应装置，其中

当还原性判定仪判定还原状态存在、第一臭氧请求判定仪判定第一臭氧请求状态存在，并且第一空气泵有效性判定仪判定第一低废气压力状态不存在时，所述切换控制器控制所述切换装置，以切换到增压模式。

4.根据权利要求2所述的还原剂供应装置，其中

当还原性判定仪判定还原状态存在并且第一臭氧请求判定仪判定第一臭氧请求状态不存在时，所述切换控制器控制所述切换装置，以切换到增压模式。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的还原剂供应装置，其还包括

吸附性判定仪(S12)，其用于基于催化剂温度判定可吸附状态是否存在，在可吸附状态中可以在还原催化剂内吸附NO_x，

第二臭氧请求判定仪(S14)，其用于基于所述催化剂温度判定第二臭氧请求状态是否存在，在第二臭氧请求状态中在可吸附状态期间，请求将含臭氧空气供入所述废气通道内，以及

第二空气泵有效性判定仪(S15)，其用于基于所述废气压力判定第二低废气压力状态是否存在，在第二低废气压力状态中可以通过所述空气泵将含臭氧空气供入所述废气通道内，其中

当吸附性判定仪判定可吸附状态存在、第二臭氧请求判定仪判定第二臭氧请求状态存在，并且第二空气泵有效性判定仪判定第二低废气压力状态存在时，所述切换控制器控制所述切换装置，以切换到所述空气泵模式。