除硫的控制方法和廢氣淨化系統的製作方法
2023-06-03 01:04:21
專利名稱：除硫的控制方法和廢氣淨化系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及廢氣淨化系統中的除硫的控制方法和廢氣淨化系統，該系統設有對柴油機等內燃機的廢氣中的NOx進行淨化的NOx吸收還原型催化劑。
背景技術：
關於從汽車的內燃機或固定式內燃機等的廢氣中、將NOx還原而加以除去用的催化劑型廢氣淨化裝置進行了種種的研究、並提出了種種技術方案，特別是為了淨化汽車等的廢氣，正在使用NOx還原型催化劑或三元催化劑。
NOx吸收還原型催化劑是其中的一種，這種NOx吸收還原型催化劑是在氧化鋁(Al2O3)等多孔質的催化劑塗敷層中持有對NOx氧化功能的白金(Pt)或鈀(Pd)等催化劑金屬、並持有NOx吸收功能的NOx吸收材料，由廢氣中的氧濃度而發揮NOx吸收和NOx排放·淨化等兩種功能。上述的NOx吸收材料由鈉(Na)、鉀(K)、銫(Cs)等鹼金屬；鈣(Ca)、鋇(Ba)等鹼土類金屬；釔(Y)、鑭(La)等稀土類金屬中的一種或幾種組合而構成。
上述NOx吸收還原型催化劑的NOx淨化是按如下這樣進行的。在柴油機或稀薄燃燒汽油發動機等如通常的運轉狀態那樣、廢氣中的氧濃度較高的廢氣條件(稀空燃比狀態)下，如圖4所示地、藉助催化劑金屬21、22的氧化功能、由含在廢氣中氧氣(O2)、把被排出的一氧化氮(NO)氧化而形成二氧化氮(NO2)，該二氧化氮(NO2)由NOx吸收材料23、以硝酸鹽形態被吸收，而將廢氣淨化。
但是、當該NOx的吸收繼續進行時，鋇等NOx吸收材料23也變化成硝酸鹽，漸漸地飽和而失去吸收二氧化氮(NO2)的功能。因此使發動機的運轉條件發生變化而進行過濃燃燒，產生低氧濃度、高一氧化碳濃度、而且排氣溫度高的廢氣(濃混合比脈衝氣體(リッチスパイクガス))、供給催化劑。
在該廢氣的濃空燃比狀態下，如圖5所示，吸收二氧化氮(NO2)並變化成硝酸鹽的NOx吸收材料23將已吸收的二氧化氮(NO2)排放出、恢復成原來的鋇(Ba)等。由於廢氣中不存在氧氣(O2)，因而上述被排放出的二氧化氮(NO2)將廢氣中的一氧化碳(CO)、碳化氫(HC)、氫氣(H2)作為還原劑，在催化劑金屬上被還原、變換成氮氣(N2)、水(H2O)和二氧化碳(CO2)、並且被淨化。
但是，上述NOx吸收還原型催化劑有這樣的問題，即、由於燃料中的硫(硫磺成分)積蓄在催化劑中的NOx吸收材料上，並伴隨著運轉而存在使NOx淨化率惡化的問題，因而在適當時間，雖然這時間因催化劑不同會有些差異，有需要使流入催化劑的廢氣的溫度是高於約600C°～650C°的高溫、而且是濃氛圍氣地、而大致定期地進行除硫(脫硫)(例如、參照專利文獻1)。
在上述除硫中、有所謂的一氧化碳(CO)被排出到發動機外部的如下所述的問題。
即、由於在除硫中，硫(S)以硫酸鹽的形式吸收在NOx吸收材料上，因而在沒有氧氣而且是高溫的狀態下，由一氧化碳(CO)將硫酸鹽替換成碳酸鹽、將硫成分(S)形成二氧化硫(SO2)而排放出。為此、在柴油機中、用進氣節流或大量EGR等減少排氣量，而且進行後噴射或向排氣管直接添加輕油等，使廢氣成為濃空燃比狀態，而且藉助添加的燃料由催化作用引起的氧化所發生的熱量、使催化升溫，而成為沒有氧氣且高溫的狀態。
在這高溫的濃氛圍氣狀態下，作為燃料的碳化氫(HC)部分分解，即、由氫氣的燃燒、生成一氧化碳(CO)。另一方面、由於在NOx吸收材料中，硝酸鹽比硫酸鹽更容易與一氧化碳(CO)起反應而變化成碳酸鹽，因而二氧化氮(NO2)的排放比二氧化硫(SO2)的排放更活躍地進行。
為此，在由該除硫控制而進行的濃空燃比狀態的前期，雖然也進行二氧化硫(SO2)從NOx吸收材料的排放，但由於二氧化氮(NO2)的排放更活躍地進行，因而如圖5所示、一氧化碳(CO)用於被排放出的NOx的還原淨化，而且、因為由該二氧化氮(NO2)的還原而排放出的氧氣(O2)與一氧化碳(CO)起反應，所以一氧化碳(CO)不被排出到發動機的外部。
但是，在進行除硫、成為濃空燃比狀態的後期時，由於二氧化硫(SO2)從NOx吸收材料23的排放還在繼續著，而二氧化氮(NO2)的排放大致結束，因而如圖6所示、一氧化碳(CO)就不再被用於二氧化氮(NO2)的還原，而且由該還原排放出的氧氣(O2)也減少，由此使氧濃度急劇地下降，使一氧化碳濃度提高。因此一氧化碳(CO)被排出到發動機的外部。
圖7中、用NOx吸收還原型催化劑的上遊側空氣過剩率λ(u)和下遊側的空氣過剩率λ(d)、模式地表示上述氧濃度急劇降低的樣子；圖8表示現有技術的除硫中、NOx吸收還原型催化劑的上遊側氧濃度(O2(u))和下遊側的氧濃度(O2(d))、二氧化硫(SO2)濃度、一氧化碳(CO)濃度等隨著時間而變化的例子。從圖可見，在箭號T1部分上、上遊側氧濃度(O2(u))急劇地降低，一氧化碳(CO)濃度急劇地增加。
專利文獻1日本專利申請公開報告特開平10-274031號本發明是為了解決上述現有技術存在的問題而作出的，其目的是提供一種除硫的控制方法和廢氣淨化系統，它是用於由NOx吸收還原型催化劑進行NOx淨化的廢氣淨化系統中，能防止一氧化碳排出到大氣中，而且能有效地清除被積蓄在NOx吸收還原型催化劑上的硫(磺)成分。
發明內容
為了達到上述目的而作出的本發明的除硫的控制方法，它是用於對內燃機的廢氣進行由NOx吸收還原型催化劑的NOx淨化，並設有對該吸收還原型催化劑的下遊側的氧濃度進行檢測的氧濃度檢測機構、除硫開始判斷機構、伴有對廢氣的空燃比狀態進行控制的除硫控制機構的廢氣淨化系統；在除硫開始後、由上述除硫控制機構對廢氣中的空燃比進行控制，使目標空燃比變成作為濃空燃比的預定的第1空燃比，此後，由上述氧濃度檢測機構檢測的NOx吸收還原型催化劑的下遊側的氧濃度比預定的判定值低時，對廢氣中的空燃比進行控制、使目標空燃比變更成作為理想空燃比的預定的第2空燃比。如果採用該除硫的控制方法，由於使用NOx從NOx吸收材料排放出被結束之後的除硫的控制就能提高廢氣中的氧濃度，因而能防止一氧化碳向大氣中的排放，同時能高效地進行除硫。
而且，在上述的除硫控制方法中，當上述預定的第1空燃比換算成空氣過剩率是0.93～0.98，上述預定的第2空燃比換算成空氣過剩率是0.997～1.002時，能進一步防止一氧化碳向大氣中的排放、而且能高效地進行除硫。
為了達到上述目的而作出的本發明的廢氣淨化系統，它是用於對內燃機的廢氣進行由NOx吸收還原型催化劑的NOx淨化，並設有對該NOx吸收還原型催化劑下遊側的氧濃度進行檢測的氧濃度檢測機構；除硫開始判斷機構；伴有對廢氣的空燃比狀態進行控制的除硫控制機構，其中，上述除硫控制機構是設有第1除硫控制機構和第2除硫控制機構而構成，上述第1除硫控制機構是以作為濃空燃比的預定的第1空燃比為目標、對廢氣中的空燃比狀態進行控制，而上述第2除硫控制機構是以作為理想空燃比的預定的第2空燃比為目標，對廢氣中的空燃比狀態進行控制；而且、在除硫開始之後，由上述氧濃度檢測機構檢測的NOx吸收還原型催化劑下遊側的氧濃度在預定的判定值以上時、進行由第1除硫控制機構的除硫控制；在比預定的判定值還低時、進行由第2除硫控制機構的除硫控制。如果採用該廢氣淨化系統，則能實施上述的除硫控制方法，由於使用NOx從NOx吸收材料排放被結束之後的除硫的控制而提高了廢氣中的氧濃度，因而能防止一氧化碳向大氣中流出、同時能效率更高地進行除硫。
而且，在上述的廢氣淨化系統中，當上述預定的第1空燃比換算成空氣過剩率是0.93～0.98，上述預定的第2空燃比換算成空氣過剩率是0.997～1.002時，能進一步防止一氧化碳向大氣中的排放、而且能高效地進行除硫。
本發明具有如下所述的效果。
如果採用本發明的除硫的控制方法和廢氣淨化系統，由於在除硫開始之後，當NOx吸收還原型催化劑下遊側的氧濃度比預定的判定值還低時，對廢氣中的空燃比進行控制，使目標空燃比從作為濃空燃比的預定的第1空燃比變更成作為理想空燃比的預定的第2空燃比，因而即使在結束NOx從NOx吸收材料排放之後，也還能防止一氧化碳向大氣中流出，同時能高效地進行除硫作業。
即、由於在對NOx吸收還原型催化劑下遊側的氧濃度進行監控的同時、由該氧濃度的變化使NOx吸收還原型催化劑的除硫控制中的廢氣的空燃比狀態發生改變，提高了流入NOx吸收還原型催化劑的廢氣中的氧濃度，因而能抑制一氧化碳的發生，而且能將發生的一氧化碳氧化，能防止一氧化碳向大氣中的排放。
圖1是表示本發明實施方式的廢氣淨化系統的結構示意圖。
圖2是表示本發明實施方式的廢氣淨化系統的控制機構的結構示意圖。
圖3是表示本發明實施方式的除硫用的控制流程的一個例子的流程圖。
圖4是模式地表示NOx吸收還原型催化劑在濃空燃比狀態下的反應的說明圖。
圖5是模式地表示NOx吸收還原型催化劑在濃空燃比狀態的前期的反應的說明圖。
圖6是模式地表示NOx吸收還原型催化劑在濃空燃比狀態的後期的反應的說明圖。
圖7是表示以前的除硫中的氧濃度隨著時間而變化的圖表。
圖8是表示以前的除硫中的氧濃度、二氧化硫濃度、一氧化碳濃度等隨著時間而變化的例子的圖表。
具體實施例方式
下面，參照著附圖、對本發明實施方式的除硫的控制方法和廢氣淨化系統進行說明。
圖1表示本發明實施方式的廢氣淨化系統1的結構。在該廢氣淨化系統1中、廢氣淨化裝置10被配置在發動機(內燃機)E的排氣通路4上，上述廢氣淨化裝置10具有設有NOx吸收還原型催化劑的NOx吸收還原型催化轉換器11。
該NOx吸收還原型催化轉換器11是由非單一催化劑形成；在氧化鋁、氧化鈦等載體上設有催化劑塗敷層，使該催化劑塗敷層上持有白金(Pt)、鈀(Pd)等催化劑金屬和鋇(Ba)等NOx吸收材料(NOx吸收物質)而構成。
該NOx吸收還原型催化轉換器11，在氧濃度高的廢氣狀態(稀薄空燃比狀態)時，由NOx吸收材料將廢氣中的NOx吸收，使廢氣中的NOx淨化；在氧濃度低或零的廢氣狀態(濃空燃比狀態)時，在將吸收的NOx排放出的同時、由催化劑金屬的催化作用而把被排放出的NOx還原，由此防止NOx向大氣中流出。
在該NOx吸收還原型催化轉換器11的上遊側和下遊側，即在該NOx吸收還原型催化轉換器11的前後、分別配置第1氧濃度傳感器13和第2氧濃度傳感器14。可以將只檢測氧濃度的傳感器用作上述的第1氧濃度傳感器和第2氧濃度傳感器13、14，但也可以用那種將λ傳感器(空氣過剩率傳感器)和NOx濃度傳感器以及氧濃度傳感器形成一體的傳感器。
而且將用於判定NOx吸收還原型催化劑11的溫度的第1溫度傳感器15和第2溫度傳感器16分別配置在NOx吸收還原型催化劑11的上遊側和下遊側、即分別配置在NOx吸收還原型催化劑11的前後。
此外，在NOx吸收還原型催化劑11的上遊側的排氣通路4上設置HC供給閥12，用於供給作為NOx的還原劑的輕油等燃料，即、用於供給碳化氫(HC)。該HC供給閥12從圖中沒有表示的燃料箱、將作為輕油等燃料的碳化氫(HC)直接噴射到排氣通路4中，構成使廢氣的空燃比成為濃混合比狀態或理想狀態(理論空燃比狀態)的空燃比控制機構。在發動機E的油缸內的燃料噴射中、藉助後噴射而進行與上述同樣的空燃比控制的場合下，可以省略該HC供給閥12的配置。
而且，還設置控制裝置(ECU發動機控制組件)20，它是在對發動機E的運轉進行全面控制的同時、還對NOx吸收還原型催化轉換器11的NOx淨化能力的恢復進行控制。將來自第1和第2氧濃度傳感器13、14和第1和第2溫度傳感器15、16等的檢測值輸入到上述控制裝置20中，從該控制裝置20輸出信號，對發動機E的EGR閥6或燃料噴射用的公軌電子控制燃料噴射裝置的燃料噴射閥8或進氣節流閥9等進行控制。
在上述廢氣淨化系統1中，空氣A通過吸氣通路2的渦輪加載器3的壓縮機3a、由吸氣節氣門(進氣節流閥)9對它的量進行調整之後、從吸氣總管2a進入汽缸內。而在汽缸內發生的廢氣G從排氣歧管4a排出到排氣通路4、驅動透平加載器3的渦輪(タ一ビン)3b，通過廢氣淨化裝置10而形成淨化了的廢氣Gc，通過圖中沒有表示的消音器而排出到大氣中。而廢氣G中的一部分作為EGR氣體Ge、通過EGR通路5的EGR冷卻器7，由EGR閥6對它的量進行調整之後，在進氣總管2a裡再循環。
而且，廢氣淨化系統1的控制裝置是組裝在發動機E的控制裝置20中，在進行發動機E的運轉控制的同時、進行廢氣淨化系統1的控制。該廢氣淨化系統1的控制裝置是設有廢氣淨化系統的控制機構C1而被構成的，該廢氣淨化系統的控制機構C1具有如圖2所示的廢氣成分檢測系統C10、NOx吸收還原型催化劑的控制機構C20等。
廢氣成分檢測機構C10是設有NOx濃度檢測機構C11和氧濃度檢測機構C12而被構成的，是對廢氣中的NOx濃度或氧濃度進行檢測的機構，NOx濃度檢測機構C11由圖中沒有表示的NOx濃度傳感器等構成，氧濃度檢測機構C12由第1和第2氧濃度傳感器13、14第構成。在使用那種將λ傳感器和NOx濃度傳感器以及氧濃度傳感器形成一體的傳感器的情況下，該傳感器就成為由NOx濃度檢測機構C11和氧濃度檢測機構C12共有的。
NOx吸收還原型催化劑的控制機構C20是進行NOx吸收還原型催化轉換器11的再生或除硫等控制的機構，是設有NOx催化劑的再生開始判斷機構C21、NOx催化劑的再生控制機構C22、除硫開始判斷機構C23、除硫控制機構C24等而構成。
NOx催化劑的再生開始判斷機構C21、根據譬如由NOx濃度檢測機構C11檢測的NOx吸收還原型催化轉換器11的上遊側和下遊側的NOx濃度算出NOx淨化率，在該NOx淨化率比預定的判定值還低的情況下、判斷為開始進行NOx催化劑的再生。
而NOx催化劑的再生控制機構C22、由發動機E的燃料噴射控制中的後噴射或者排氣管內噴射或EGR控制或進氣節流控制等，使廢氣的狀態處於預定的濃空燃比狀態和預定的溫度範圍(雖然也取決於催化劑、但大約是200℃～600℃)，使NOx淨化能力、即、使NOx吸收能力恢復，進行NOx催化劑的再生。
而且、除硫開始判斷機構C23是採用對硫的積蓄量Sa進行累計等方法，在NOx吸收能力降低之前、對是否進行硫的積蓄、是否開始進行除硫控制進行判定的機構，當硫的積蓄量Sa在預定的判定值Sa0以上時，判定為除硫的開始。
此外，除硫控制機構C24是設有催化升溫控制機構C241、第1除硫機構C242和第2除硫機構C243而構成，在抑制一氧化碳(CO)向大氣中排出的同時、高效率地進行除硫。上述進行升溫的催化升溫控制機構C241是採用後噴射或排氣管內噴射、對廢氣的空燃比進行控制的同時、進行EGR控制或進氣節流控制、使NOx吸收還原型催化劑的溫度上升到能進行除硫的溫度的機構。而第1除硫機構C242是以第1空燃比(用過剩空氣率換算、λ＝0.93～0.98)為目標空燃比而進行除硫的機構；第2除硫機構C243是以第2空燃比(用過剩空氣率換算、λ＝0.997～1.002)為目標空燃比而進行除硫的機構。
在設有這些廢氣淨化系統的控制機構的廢氣淨化系統1中、本發明的NOx吸收還原型催化劑的除硫控制方法是根據圖3所示例子的除硫用的控制流程而進行。
圖3的控制流程是作為這樣的流程而表示的，即、它是與NOx吸收還原型催化轉換器11的NOx吸收能力再生有關的控制流程、而且是從廢氣淨化系統全體的控制流程開始、反覆被調用的，而對是否要進行除硫進行判斷、如果需要進行除硫，則進行除硫控制的流程。
一旦將該控制流程起動，則在步驟S10、根據燃料消耗量和含在燃料中的硫量，算出被吸收或積蓄在NOx吸收還原型催化轉換器11的NOx吸收還原型催化劑上的硫積蓄量Sa。
接著，在步驟S11、由除硫開始判斷機構C23、對是否開始除硫進行判定。根據該判定，在硫積蓄量Sa是預定的極限值Sa0以上時，判定為除硫開始。而且，根據步驟S11的判定，在判定為不開始除硫時，則結束該除硫用的控制流程並返回。在判定為除硫開始時，則進入到步驟S12。
步驟12是進行催化溫度的校驗，根據由第1溫度傳感器15或第2溫度傳感器16檢測出的溫度、算出催化溫度Tc，對該催化溫度Tc是否在預定的判定溫度Tc0(雖然取決催化劑、但大致是600℃～650℃程度，設定為根據預先的試驗而求出的脫硫溫度的值。)以上。在判定為該催化溫度Tc是預定的判定溫度Tc0以上時，則直接進入步驟S14，但在判定為該催化溫度Tc比預定的判定溫度Tc0低時，由於不能高效率地進行除硫，因而在判定為催化溫度Tc比預定的判定溫度Tc0低時，在步驟S13、從催化升溫控制機構C241開始進行催化升溫控制、直到催化溫度Tc變成預定的判定溫度Tc0以上才進入到步驟S14。更詳細地說、間隔預定的時間(與進行催化溫度校驗的間隔有關的時間)進行步驟S13的催化升溫控制，反覆進行步驟S12的催化溫度的校驗。
在該催化升溫控制中，在發動機E的油缸內，用燃料噴射泵5進行後噴射、或者進行排氣管內噴射，即、從HC供給閥12、將輕油等作為燃料的HC直接向排氣通路4噴射，在NOx吸收還原型催化劑上使HC活性化，用它的氧化熱使該催化升溫。另外並行地進行EGR控制或進氣節流控制。
接著，在步驟S14～步驟S18進行除硫控制。先在步驟S14對氧濃度進行校驗，對是否從NOx吸收還原型催化劑排放出NOx進行判定。
在該氧濃度的校驗中，當由第2氧濃度傳感器14檢測的下遊側氧濃度Od是在預定的判定值Od0(譬如0～0.2％程度、以空氣過剩率(λ)換算0.997～1.002程度)以上時，判定為除硫處於有NOx排放出的前期或初期階段。而且、在下遊側氧濃度Od變成比規定的判定值Od0還小之前，由第1除硫機構C242將由空氣過剩率(λ)換算、λ＝0.93～0.98的第1空燃比作為目標空燃比、用第1氧濃度傳感器13檢測出的上遊側氧濃度進行反饋控制等，並且進行除硫，使流入NOx吸收還原型催化轉換器11的廢氣成為燃料過多的濃空燃比(比理論空燃比小的空燃比)狀態。在該第1除硫控制中，並行地進行EGR控制或用於使廢氣流量節流的吸氣閥(吸氣風門)控制。更詳細地說、間隔規定的時間(與進行氧濃度校驗的間隔有關的時間)、進行步驟S15的第1除硫控制地、反覆進行步驟S14的氧濃度的校驗。
由於在該第1除硫控制中，NOx吸收還原型催化劑成為無氧而且高溫的狀態，因而，以硫酸鹽的形式被吸收在高溫NOx吸收還原型催化劑的吸收材料上的硫，以二氧化硫(SO2)的形式被排放出。以硝酸鹽的形式被吸收的NOx還同時地以二氧化氮(NO2)的形式被排放出。在該二氧化氮(NO2)由貴金屬氧化催化劑的催化作用而還原成氮氣(N2)的同時，發生氧氣(O2)。廢氣中的一氧化碳(CO)由該氧氣(O2)氧化而變成無害，並變成為二氧化碳(CO2)而排放到大氣中。
因此、在該NOx被排放出的期間的除硫中，幾乎不發生一氧化碳(CO)向大氣中排放出(一氧化碳損失)。而且，由二氧化氮(NO2)的還原而產生的氧氣(O2)、把由NOx吸收還原型催化轉換器11的下遊側的第2氧濃度傳感器14檢測的下遊側氧濃度Od是為預定的判定值Od0以上。
而且，在NOx吸收還原型催化劑的吸收材料上的NOx排放的反應，由於與以硫酸鹽形式被吸收的硫的排放相比較，以硝酸鹽形式被吸收，、更容易引起，因而伴隨著進行清除硫，在使硫的脫離完成之前，結束NOx的排放。在該NOx排放接近結束時，氧氣(O2)的產生也減少。因此，當繼續進行上述第1除硫控制時，廢氣中的一氧化碳(CO)不被氧化，向大氣中排放出的一氧化碳(CO)的量就增多，產生CO的損失。
為了避免上述一氧化碳損失的發生，本發明中、對下遊側氧濃度Od進行監控，在步驟S14進行氧濃度的校驗，在下遊側氧濃度Od開始急劇下降、變成小於規定的判定值Od0時，判定為除硫進入到結束NOx的排放的後期或最終階段。於是結束第1除硫控制，轉換成步驟S18的第2除硫控制。
在上述的第2除硫控制中，在步驟S17判定為結束除硫之前，由第2除硫機構C243、用過剩空氣率換算、將λ＝0.997～1.002的第2空燃比作為目標空燃比，用第1氧濃度傳感器13檢測的上遊側氧濃度進行除硫控制等，使流入NOx吸收還原型催化轉換器11的廢氣的空燃比成為理想空燃比(理論空燃比)而進行除硫。即使在這第2除硫控制中，也還是與第1除硫控制同樣地並行進行EGR控制和用於廢氣流量節流的吸氣閥控制。更詳細地說、間隔規定的時間(與進行除硫結束的校驗的間隔有關的時間)、進行步驟S18的第2除硫控制，反覆進行步驟S16的脫硫量累計值Sp的算出和步驟S17的除硫結束的校驗。
由於將上述目標空燃比從第1空燃比變成第2空燃比、使流入NOx吸收還原型催化轉換器11的廢氣的空燃比狀態從濃空燃比狀態變成理想空燃比狀態、使上遊側氧濃度Ou提高，因而在NOx吸收還原型催化轉換器11的廢氣中就稍稍有氧氣(O2)殘留，廢氣中的一氧化碳(CO)被這氧氣(O2)氧化、成為無害、並變成二氧化碳(CO2)而排放到大氣中。因此，即使在結束NOx的排放之後，還是能在防止CO損失的同時繼續進行除硫。
而且，步驟S17的除硫結束的判定是這樣進行的，即、在步驟S16、對由第1和第2溫度傳感器15、16檢測的溫度和發動機的運轉狀態和預先輸入的脫硫量圖表(マップ)等算出的脫硫量進行累計、算出脫硫量累計值(硫排放量累計值)Sp，判定該脫硫量累計值Sp是否是大於在步驟S10算出的硫累計量Sa。而且，根據步驟S17的判定，在脫硫量累計值Sp為大於硫累計量Sa時，作為除硫結束，結束第2除硫控制而返回。而根據步驟S17的判定，在脫硫量累計值Sp不大於硫累計量Sa時，進入步驟S18、在間隔規定的時間進行第2除硫之後，返回到步驟S16，算出脫硫量累計值Sp，反覆進行步驟S17的判定。
如果採用上述除硫控制和廢氣淨化系統1，則在除硫中，特別是在結束NOx排放的除硫的後期，能防止一氧化碳(CO)漏出到大氣中，同時能高效地進行除硫。
上述的說明是針對廢氣淨化裝置10的結構是只由NOx吸收還原型催化轉換器11構成，但本發明還能適用於其他各種場合，譬如適用於將廢氣淨化裝置與NOx吸收還原型催化轉換器組合的結構、將廢氣淨化裝置和與其分開地形成的柴油機顆粒過濾器(DPF)組合的結構、或使DPF上持有吸收還原型催化劑的各種結構。
權利要求
1.除硫的控制方法，用於在廢氣淨化系統中對內燃機的廢氣進行由NOx吸收還原型催化劑的NOx淨化，並設有對該吸收還原型催化劑的下遊側的氧濃度進行檢測的氧濃度檢測機構、除硫開始判斷機構、伴隨有對廢氣的空燃比狀態進行控制的除硫控制機構的，其特徵在於，在除硫開始後、由上述除硫控制機構對廢氣中的空燃比進行控制，使目標空燃比成為濃空燃比的預定的第1空燃比、此後、由上述氧濃度檢測機構計測的NOx吸收還原型催化劑的下遊側的氧濃度比規定的判定值低時，將目標空燃比變更成作為理想空燃比的預定的第2空燃比，而對廢氣中的空燃比進行控制。
2.如權利要求1所述的除硫的控制方法，其特徵在於，上述規定的第1空燃比換算成空氣過剩率是0.93～0.98，上述規定的第2空燃比換算成空氣過剩率是0.997～1.002。
3.廢氣淨化系統，用於對內燃機的廢氣而進行由NOx吸收還原型催化劑的NOx淨化，並設有對該NOx吸收還原型催化劑下遊側的氧濃度進行檢測的氧濃度檢測機構；除硫開始判斷機構；及伴有對廢氣的空燃比狀態進行控制的除硫控制機構，其特徵在於，上述除硫控制機構是設有第1除硫控制機構和第2除硫控制機構而構成的，上述第1除硫控制機構是以作為濃空燃比的預定的第1空燃比為目標而對廢氣中的空燃比狀態進行控制，而上述第2除硫控制機構是以作為理想空燃比的預定的第2空燃比為目標，對廢氣中的空燃比狀態進行控制的；而且、在除硫開始之後，由上述氧濃度檢測機構計測的NOx吸收還原型催化劑下遊側的氧濃度是在預定的判定值以上時，進行由第1除硫控制機構的除硫控制；而在比預定的判定值還低時，則進行由第2除硫控制機構的除硫控制。
4.如權利要求3所述的廢氣淨化系統，其特徵在於，上述規定的第1空燃比換算成空氣過剩率是0.93～0.98，上述規定的第2空燃比換算成空氣過剩率是0.997～1.002。
全文摘要
本發明提供的除硫控制方法和廢氣淨化系統，其是在由NOx吸收還原型催化劑進行NOx淨化的廢氣淨化系統中，能防止一氧化碳向大氣中排出、能高效地將積蓄在NOx吸收還原型催化劑上的除硫的。它是在對內燃機E的廢氣進行由NOx吸收還原型催化劑形成的NOx淨化的廢氣淨化系統(1)中，在除硫開始之後，由除硫控制機構(C24)將目標空燃比變成構成濃空燃比的預定的第1空燃比而對廢氣中的空燃比進行控制，此後、在由氧濃度檢測機構(C12)檢測的NOx吸收還原型催化劑下遊側的氧濃度Od比預定的判定值Od0還低時，將目標空燃比變更成構成理想空燃比的預定的第2空燃比而對廢氣中的空燃比進行控制。
文檔編號F01N3/08GK1614203SQ200410092539
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月5日 優先權日2003年11月5日
發明者長岡大治, 我部正志 申請人:五十鈴自動車株式會社