用于内燃机的催化剂保护装置和催化剂保护方法制造方法及图纸

催化剂保护装置包括：设置在内燃机的排气系统中的催化剂；床温取得单元，其对所述催化剂在排气流动方向上分布的多个区域中的每一区域取得床温；以及燃料喷射单元，其基于由所述床温取得单元所取得的相应的床温来对所述区域中的每一区域判定是否需要增加燃料喷射量，其对每一区域计算燃料喷射量中的增量且喷射包含计算出的增量值的总和的量的燃料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内燃机的催化剂保护装置和催化剂保护方法
本专利技术涉及一种用于内燃机的催化剂保护装置和催化剂保护方法。
技术介绍
一些内燃机(发动机)包括净化排气用的排气净化催化剂(以下，在适当的位置简称为催化剂)。然而，当催化剂通过高温排气等被过度地加热时，催化剂的净化能力会降低。为了保持催化剂的良好的净化能力，可使用冷却催化剂的技术，该技术通过燃料喷射量的增加，利用燃料的汽化热来降低排气温度，以冷却催化剂。喷射的燃料量中的增量在该情况下称为超温保护(OT)增量。通过OT增量而增加的喷射的燃料量被称为OT增量值。公布号为10-205375(JP10-205375A)的日本专利申请描述一种燃料供给控制系统，其中当内燃机的高负荷运转状态被检测到且排气控制装置的估定温度高于或等于预先确定的温度时，增加供给到内燃机的燃料量。附带地，被包括在排气控制装置中的催化剂中的温度分布在排气流动方向上不同。另外，可推测的是，催化剂在排气流动方向上的上游侧的温度状态传递至催化剂在排气流动方向上的下游侧。然而，在JP10-205375A中，没有考虑催化剂中的在排气流动方向上的这种温度分布。结果，排气控制装置会部分地进入温度过高的状态。
技术实现思路
本专利技术提供一种根据催化剂中的实际温度分布而适当地执行OT增量的催化剂保护装置和催化剂保护方法。本专利技术的第一方案提供一种用于内燃机的催化剂保护装置。催化剂保护装置包括：催化剂，其净化排气；床温取得单元，其配置为对所述催化剂在排气流动方向上的多个区域中的每一区域取得所述催化剂的床温；以及燃料喷射单元，其配置为：当基于相应的所述床温判定出对所述区域中的每一区域需要增加燃料喷射量时，喷射包含各个所述区域所需要的增量值的总和的量的燃料。由于热传递等因素，在催化剂沿排气流动方向的下游侧区域的温度会高于该下游侧区域的上游侧的温度。本专利技术的第一方案基于对多个区域中的每一区域取得的温度状态来增加燃料喷射量。因此，本专利技术的第一方案通过根据催化剂中的实际温度分布来适当地冷却催化剂而能够保护催化剂。在依照本专利技术的第一方案的催化剂保护装置中，基于关于对所述多个区域之中的预定基准区域是否需要增加燃料喷射量的判定，和关于对所述基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域是否需要增加燃料喷射量的判定，所述燃料喷射单元可以配置为：将对所述基准区域的增量值加到对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述上游区域的增量值中。在依照本专利技术的第一方案的催化剂保护装置中，当判定出对基准区域和所述基准区域的在所述排气流动方向上的邻近上游区域都需要增加燃料喷射量时，所述燃料喷射单元可以配置为：将对所述基准区域的增量值加到对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述邻近上游区域的增量值中。例如，当内燃机进入增速状态或者氧存储容量(OSC)剂的氧化反应的热在催化剂沿排气流动方向的上游侧的区域中产生时，催化剂在排气流动方向上的下游侧区域(预定基准区域)的温度增加。另一方面，当在催化剂的沿排气流动方向的上游侧区域没有处于超温状态时，可推测内燃机处于理论状态或处于稳定运行的状态。因此，存在催化剂在排气流动方向上的下游侧区域(基准区域)变成超温状态的低可能性。于是，当判定出对基准区域和所述基准区域的在所述排气流动方向上的邻近上游区域都需要增加燃料喷射量时，喷射包含对所述邻近区域所需要的燃料喷射量和对基准区域所需要的燃料增量的总和的量的燃料。即，避免在不需要冷却催化剂的情况下增加燃料喷射量，因此抑制了燃料在沿排气流动方向的上游侧区域的过余状态，且抑制了对在理论空燃比下的空气过剩率λ＝1的范围的偏离。另外，抑制了在排气流动方向上的上游侧区域的床温的过度降低。在依照本专利技术的第一方案的催化剂保护装置中，当所述床温取得单元对所述多个区域中的每一区域设定判定值，并且然后使用对所述区域分别设定的所述判定值来计算对基准区域的所述增量值和对所述基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域的所述增量值时，所述床温取得单元可配置为：基于对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述上游区域设定的所述判定值(用于判定催化剂温度的临界值)来取得在所述基准区域中的所述床温。为了判定相应的区域是否处于温度过高的状态而设定每一判定值。当对催化剂在排气流动方向上的上游侧的区域增加喷射的燃料量时，催化剂的温度降低响应于喷射的燃料量中的增加而出现。然而，难以准确地取得温度降低的速度。于是，对催化剂在排气流动方向上的上游侧的区域设定的判定值被用作高温侧约束条件，并且取得在基准区域中的温度状态。因此，可抑制由于基准区域进入超温状态的情况而对催化剂的损坏。在依照本专利技术的第一方案的催化剂保护装置中，所述燃料喷射单元可将比对基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域所设定的判定值小的值设定为对所述多个区域之中的所述基准区域的判定值，且通过将所述区域中的每一区域的所述床温的当前值与对所述区域中的每一区域所设定的所述判定值相比较，可判定对所述区域中的每一区域是否需要增加燃料喷射量。催化剂在排气流动方向上的下游侧的区域的温度可由于例如从上游侧在排气流动方向上的热传递而进一步增加。于是，比对基准区域在排气流动方向上的上游区域所设定的判定值小的值被设定为对基准区域的判定值。因此，可适当地判定基准区域中的超温状态且可增加喷射的燃料量。本专利技术的第二方案提供一种用于内燃机的催化剂保护方法。所述催化剂保护方法包括：对催化剂在排气流动方向上的多个区域中的每一区域，取得净化排气的所述催化剂的床温；在取得所述区域中的每一区域的所述床温之后，基于相应的所述床温，判定对所述多个区域中的每一区域是否需要增加燃料喷射量；以及在所述判定之后，当判定出对所述区域中的每一区域需要增加燃料喷射量时，喷射包含对各个所述区域所需要的增量值的总和的量的燃料。用依照本专利技术方案的催化剂保护装置和催化剂保护方法，可根据催化剂中的实际的温度分布来执行适当的OT增量。附图说明参考附图，将在下文描述本专利技术的示范实施例的特征、优点以及技术和产业意义，其中相同的附图标记表示同样的元件，且其中：图1是图示出应用了依照一实施例的催化剂保护装置的发动机的示意图；图2是图示出依照该实施例的催化剂保护装置的功能框图；图3是图示出催化剂中的前端部和中央部的视图；图4A和图4B是示出对依照该实施例的催化剂保护装置的控制的实例的流程图；图5是示出基于发动机转速和发动机负荷而计算基础增量值的图的实例的视图；图6是示出依照该实施例的催化剂保护装置中各值的时间变化的实例的时间图；图7是图示出该实施例以及一比较实施例中的收敛温度和OT增量值之间关系的视图；图8是图示出该实施例以及一比较实施例中的OT增量值和床温的变化之间关系的视图；图9是图示出OT增量值、前端部床温的变化以及中央部床温的变化之间关系的视图；以及图10是图示出对催化剂中央部的修正系数的计算的图。具体实施方式参考附图，将描述本专利技术的实施例。首先，将描述用于内燃机的催化剂保护装置(以下简称为催化剂保护装置)的构造。图1是图示出应用了依照一实施例的催化剂保护装置的内燃机的示意图。如图1所示，发动机包括发动机控制单元(ECU)2、发动机主体4、曲轴6、曲轴角度传感器7、燃料喷射阀8、进气传感器9、排气净化催化剂(以下，在适当的位置简称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的催化剂保护装置，其特征在于包括：催化剂，其净化排气；床温取得单元，其配置为对所述催化剂在排气流动方向上的多个区域中的每一区域取得所述催化剂的床温；以及燃料喷射单元，其配置为：当基于相应的所述床温判定出对所述区域中的每一区域需要增加燃料喷射量时，喷射包含各个所述区域所需要的增量值的总和的量的燃料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.01 JP 2012-1260301.一种用于内燃机的催化剂保护装置，其特征在于包括：催化剂(10)，其净化排气；床温取得单元(20)，其配置为对所述催化剂在排气流动方向上的多个区域中的每一区域取得所述催化剂的床温；以及燃料喷射单元(27)，其配置为：当基于相应的所述床温判定出对所述多个区域中的每一区域需要增加燃料喷射量时，喷射包含各个所述区域所需要的增量值的总和的量的燃料。2.根据权利要求1所述的催化剂保护装置，其中基于关于对所述多个区域之中的预定基准区域是否需要增加燃料喷射量的判定，和关于对所述基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域是否需要增加燃料喷射量的判定，所述燃料喷射单元(27)配置为：将对所述基准区域的增量值加到对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述上游区域的增量值中。3.根据权利要求1所述的催化剂保护装置，其中当判定出对基准区域和所述基准区域的在所述排气流动方向上的邻近上游区域都需要增加燃料喷射量时，所述燃料喷射单元(27)配置为：将对所述基准区域的增量值加到对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述邻近上游区域的增量值中。4.根据权利要求1至3中任何一项所述的催化剂保护装置，其中当所述床温取得单元对所述多个区域中的每一区域设定判定值，并且然后使用对所述多个区域中的每一区域分别设定的所述判定值来计算对基准区域的所述增量值和对所述基准区域的在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤真也，高间康之，麻生纮司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP