内燃机的排气净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术能够通过实施过量供给很好地还原NSR催化剂中所吸藏的NOx。在进行稀薄燃烧运行的内燃机的排气净化装置中，具备：吸藏还原型NOx催化剂、实施过量供给的空燃比控制部和算出NOx吸藏量的NOx吸藏量计算部，NOx吸藏量相同的情况下，在从上次过量供给的实施完成直到本次过量供给的实施开始为止的期间，吸藏还原型NOx催化剂的温度变为预定的判定温度以上的时间长的情况与短的情况相比，空燃比控制部延长本次过量供给的实施期间、和/或增大由本次过量供给的实施所实现的浓空燃比的浓的程度。

Exhaust Purification Device of Internal Combustion Engine

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气净化装置
本专利技术涉及内燃机的排气净化装置。
技术介绍
在将混合气的空燃比设为比理论空燃比高的稀空燃比进行稀薄燃烧运行的内燃机的排气通路中，已知作为排气净化催化剂设置吸藏还原型NOx催化剂(以下有时也称为“NSR催化剂”)的技术。NSR催化剂具有以下功能：在其周围气氛的空燃比为稀空燃比时吸藏排气中的NOx，在其周围气氛的空燃比是比理论空燃比低的浓空燃比且存在还原剂时，将吸藏了的NOx还原。再者，在本说明书中，“吸藏”这一术语作为也包含“吸附”这一方式的术语使用。并且，在设置有这样的NSR催化剂的内燃机中，通过实施过量供给(richspike)，使排气的空燃比从比理论空燃比高的稀空燃比暂时变为比理论空燃比低的浓空燃比，由此该NSR催化剂中所吸藏的NOx被还原。专利文献1中公开了一种技术，在NOx捕捉催化剂所捕捉的NOx量达到预定量时执行过量供给。另外，专利文献2中公开了一种技术，在向NSR催化剂的NOx吸藏量超过第1阈值的情况下执行过量供给运行的排气净化控制装置中，在NOx吸藏量超过大于第1阈值的第2阈值的情况下，以与NOx吸藏量处于第2阈值以下的情况相比靠稀侧的排气空燃比开始过量供给运行。现有技术文献专利文献1：日本特开2005-163590号公报专利文献2：日本特开2016-186239号公报
技术实现思路
一直以来，已知基于NSR催化剂中所吸藏的NOx量(NOx吸藏量)实施过量供给的技术。但是，判断出即使基于NOx吸藏量实施过量供给，可能也无法将NSR催化剂中所吸藏的NOx充分还原。详细而言，可知存在即使实施过量供给时的NOx吸藏量、NSR催化剂的温度相同，由于NSR催化剂中NOx的吸藏形态，使NSR催化剂中所吸藏的NOx无法通过实施过量供给被充分还原的情况。本专利技术是鉴于上述问题完成的，其目的是提供一种能够通过实施过量供给，将NSR催化剂中所吸藏的NOx很好地还原的技术。本专利技术在进行稀薄燃烧运行的内燃机的排气净化装置中，具备吸藏还原型NOx催化剂、空燃比控制部和NOx吸藏量计算部，所述吸藏还原型NOx催化剂设置在所述内燃机的排气通路，所述空燃比控制部实施过量供给，将流入所述吸藏还原型NOx催化剂的排气的空燃比，从比理论空燃比高的稀空燃比暂时地变为比理论空燃比低的浓空燃比，所述NOx吸藏量计算部算出所述吸藏还原型NOx催化剂中所吸藏的NOx量即NOx吸藏量。这样的排气净化装置中，从内燃机排出的NOx之中的大部分能够被吸藏还原型NOx催化剂(以下也有时称为“NSR催化剂”)吸藏。并且，NSR催化剂中所吸藏的NOx(以下也有时称为“吸藏NOx”)在实施过量供给时，能够被浓空燃比的排气所含的CO、HC等还原剂所还原。在此，对于过量供给带来的吸藏NOx的还原，可知根据从上次过量供给的实施完成直到本次过量供给的实施开始期间(以下也有时称为“判定期间”)的NSR催化剂的温度历史记录，其还原难易性会变化。因此，在实施过量供给时，如果假设不依赖判定期间的NSR催化剂的温度历史记录而仅基于NOx吸藏量来实施过量供给，则存在吸藏NOx不被充分还原的顾虑。并且，本专利技术人进行了认真研究，结果新发现了：根据NOx被NSR催化剂所吸藏时的该NSR催化剂的温度，NSR催化剂中的NOx的吸藏形态会变化。而且，得知由于该吸藏形态的变化，对于过量供给带来的吸藏NOx的还原，其还原难易性会变化。详细而言，得知在NSR催化剂的温度比较低时，存在流入NSR催化剂的NOx以容易被还原剂还原的形态(以下也有时称为“第一形态”)被该NSR催化剂所吸藏的倾向。另一方面，得知在NSR催化剂的温度比较高时，存在流入NSR催化剂的NOx以难以被还原剂还原的形态(以下也有时称为“第二形态”)被该NSR催化剂所吸藏的倾向。再者，也有时在NSR催化剂中已经吸藏了的NOx的吸藏形态，根据其吸藏后的NSR催化剂的温度变化而进一步变化。也就是说，根据判定期间的NSR催化剂的温度历史记录，NSR催化剂中的NOx的吸藏形态可能变化。因此，在本专利技术涉及的内燃机的排气净化装置的第一方式中，所述空燃比控制部进行以下控制。由所述NOx吸藏量计算部算出的所述NOx吸藏量相同的情况下，在从上次所述过量供给的实施完成直到本次所述过量供给的实施开始为止的期间，所述空燃比控制部进行控制以使得在所述吸藏还原型NOx催化剂的温度变为预定的判定温度以上的时间长的情况与短的情况相比，本次所述过量供给的实施期间延长、和/或通过实施本次所述过量供给所实现的所述浓空燃比的浓的程度增大。在此，预定的判定温度被定义为，NSR催化剂的温度变为该判定温度以上时，NOx变为第二形态并能够被该NSR催化剂所吸藏的温度。因此，在其温度变为预定的判定温度以上的NSR催化剂中，存在NOx变为第二形态并被该NSR催化剂所吸藏的倾向。另外，这样的NSR催化剂中，已经被该NSR催化剂吸藏的NOx的吸藏形态有时从第一形态变化为第二形态。并且，判定期间之中NSR催化剂的温度变为预定的判定温度以上的时间(以下也有时称为“催化剂高温时间”)长的情况与短的情况相比，容易形成第二形态的吸藏NOx。并且，NOx吸藏量相同的情况下，吸藏NOx之中第二形态的吸藏NOx越多，该吸藏NOx就越难以通过过量供给而还原。因此，NOx吸藏量相同的情况下，催化剂高温时间长的情况与短的情况相比，空燃比控制部延长过量供给的实施期间、和/或增大通过实施过量供给所实现的浓空燃比的浓的程度。在此，如果过量供给的实施期间长，则即使吸藏NOx的还原反应的反应速度比较慢从而吸藏NOx的还原需要比较长的期间的情况下，该吸藏NOx也能够被还原。该情况下，即使假设以通过实施过量供给而向NSR催化剂供给的还原剂的总量不依赖过量供给的实施期间而变得相同的方式实施过量供给，即，过量供给的实施期间比通常长时，即使通过实施过量供给所实现的浓空燃比的浓的程度比通常小，过量供给的实施期间长时，吸藏NOx也容易被还原。再者，即使通过实施过量供给所实现的浓空燃比的浓的程度保持通常不变而过量供给的实施期间变长，吸藏NOx也容易被还原，这是显而易见的。另外，如果通过实施过量供给所实现的浓空燃比的浓的程度变大，则通过实施过量供给而向NSR催化剂供给的还原剂的量相对增加，因此吸藏NOx容易被还原。也就是说，通过空燃比控制部进行上述控制，不仅是变为第一形态而在NSR催化剂中所吸藏的NOx，变为第二形态而在NSR催化剂中所吸藏的NOx也能够通过过量供给而还原。由此，可抑制即使实施过量供给吸藏NOx也不被充分还原的情况，因而，能够通过实施过量供给很好地还原NSR催化剂中所吸藏的NOx。在此，NSR催化剂的温度越高，NOx就越容易以第二形态被NSR催化剂吸藏。因此，即使催化剂高温时间相同，此时的NSR催化剂的温度与预定的判定温度相比越高，NOx就越容易以第二形态被NSR催化剂吸藏。并且，如果吸藏NOx之中第二形态的NOx变多，则容易发生吸藏NOx不被充分还原的情况。因此，在上述内燃机的排气净化装置中，由所述NOx吸藏量计算部算出的所述NOx吸藏量相同的情况下，在从上次所述过量供给的实施完成直到本次所述过量供给的实施开始为止的期间，所述空燃比控制部可以进行以下控制：所述吸藏还原型NOx催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机的排气净化装置，是进行稀薄燃烧运行的内燃机的排气净化装置，具备：吸藏还原型NOx催化剂，其设置在所述内燃机的排气通路中；空燃比控制部，其实施过量供给，将流入所述吸藏还原型NOx催化剂的排气的空燃比，从比理论空燃比高的稀空燃比暂时地变为比理论空燃比低的浓空燃比；以及NOx吸藏量计算部，其算出所述吸藏还原型NOx催化剂中所吸藏的NOx量即NOx吸藏量，由所述NOx吸藏量计算部算出的所述NOx吸藏量相同的情况下，在从上次所述过量供给的实施完成直到本次所述过量供给的实施开始为止的期间，所述空燃比控制部进行以下控制：所述吸藏还原型NOx催化剂的温度变为预定的判定温度以上的时间长的情况与短的情况相比，本次所述过量供给的实施期间延长、和/或通过实施本次所述过量供给所实现的所述浓空燃比的浓的程度增大。

【技术特征摘要】
2017.12.27 JP 2017-2521341.一种内燃机的排气净化装置，是进行稀薄燃烧运行的内燃机的排气净化装置，具备：吸藏还原型NOx催化剂，其设置在所述内燃机的排气通路中；空燃比控制部，其实施过量供给，将流入所述吸藏还原型NOx催化剂的排气的空燃比，从比理论空燃比高的稀空燃比暂时地变为比理论空燃比低的浓空燃比；以及NOx吸藏量计算部，其算出所述吸藏还原型NOx催化剂中所吸藏的NOx量即NOx吸藏量，由所述NOx吸藏量计算部算出的所述NOx吸藏量相同的情况下，在从上次所述过量供给的实施完成直到本次所述过量供给的实施开始为止的期间，所述空燃比控制部进行以下控制：所述吸藏还原型NOx催化剂的温度变为预定的判定温度以上的时间长的情况与短的情况相比，本次所述过量供给的实施期间延长、和/或通过实施本次所述过量供给所实现的所述浓空燃比的浓的程度增大。2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，由所述NOx吸藏量计算部算出的所述NOx吸藏量相同的情况下，在从上次所述过量供给的实施完成直到本次所述过量供给的实施开始为止的期间，所述空燃比控制部进行以下控制：所述吸藏还原型NOx催化剂的温度变为所述预定的判定温度以...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井大地，小林大，
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