内燃机的排气净化装置和其排气净化方法制造方法及图纸

本发明专利技术为内燃机的排气净化装置和其排气净化方法。内燃机的排气净化装置具备：配置于排气通路的催化剂；被构成为检测向催化剂流入的流入排气的空燃比的上游侧空燃比传感器；被构成为检测从催化剂流出的流出排气的空燃比的下游侧空燃比传感器；和被构成为控制流入排气的空燃比的电子控制单元。电子控制单元被构成为：在满足规定条件时，不使用上游侧空燃比传感器的输出而是基于下游侧空燃比传感器的输出来控制流入排气的空燃比，在不满足规定条件时，基于上游侧空燃比传感器的输出来控制流入排气的空燃比。入排气的空燃比。入排气的空燃比。

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气净化装置和其排气净化方法


[0001]本专利技术涉及内燃机的排气净化装置和排气净化装置的排气净化方法。

技术介绍

[0002]以往已知：在内燃机中，将能够吸藏氧的催化剂配置于排气通路，将排气(废气)中的HC、CO、NOx等在催化剂中进行净化。在日本特开2020
‑
067071、日本特开2010
‑
159672、日本特开2007
‑
218096、日本特开2006
‑
022755中记载了：为了使用催化剂有效地净化排气，基于配置于催化剂的上游侧的上游侧空燃比传感器和配置于催化剂的下游侧的下游侧空燃比传感器的输出来控制向催化剂流入的排气的空燃比。

技术实现思路

[0003]然而，在如内燃机的冷起动时那样混合气的燃烧状态不稳定时，包含许多的未燃的高分子HC的排气向排气通路排出。此时，由于高分子HC的扩散系数小，所以由上游侧空燃比传感器检测出的排气的空燃比与实际的值相比向稀侧偏离。因而，若实施基于上游侧空燃比传感器的输出的空燃比的反馈控制，则实际的空燃比与目标值相比向浓侧偏离，有可能排气排放恶化。
[0004]因此，需要抑制排气排放因配置于催化剂的上游侧的空燃比传感器的输出偏离而恶化。
[0005]本专利技术的第1方案涉及内燃机的排气净化装置，其具备催化剂、上游侧空燃比传感器、下游侧空燃比传感器和电子控制单元。所述催化剂配置于排气通路。所述上游侧空燃比传感器被构成为检测向所述催化剂流入的流入排气的空燃比。所述下游侧空燃比传感器被构成为检测从所述催化剂流出的流出排气的空燃比。所述电子控制单元被构成为控制所述流入排气的空燃比。而且，所述电子控制单元被构成为：在满足规定条件时，不使用所述上游侧空燃比传感器的输出而是基于所述下游侧空燃比传感器的输出来控制所述流入排气的空燃比。所述电子控制单元被构成为：在不满足所述规定条件时，基于所述上游侧空燃比传感器的输出来控制所述流入排气的空燃比。
[0006]在上述第1方案的内燃机的排气净化装置中，所述电子控制单元可以被构成为：在满足所述规定条件时，不使用所述上游侧空燃比传感器的输出，而是以使得由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比成为理论空燃比的方式控制所述流入排气的空燃比。
[0007]在上述第1方案的内燃机的排气净化装置中，所述规定条件可以是所述内燃机的预热未完成。
[0008]在上述构成的内燃机的排气净化装置中，所述电子控制单元可以在所述内燃机的冷却水的温度上升至规定温度时判定为所述内燃机的预热完成了。
[0009]在上述第1方案的内燃机的排气净化装置中，所述规定条件可以是吸入空气量为规定值以下。
[0010]在上述第1方案的内燃机的排气净化装置中，所述规定条件可以是实施着所述内
燃机的怠速运转。
[0011]本专利技术的第2方案涉及内燃机的排气净化装置的排气净化方法，所述排气净化装置具备催化剂、上游侧空燃比传感器、下游侧空燃比传感器和电子控制单元。在此，所述催化剂配置于排气通路。所述上游侧空燃比传感器被构成为检测向所述催化剂流入的流入排气的空燃比。所述下游侧空燃比传感器被构成为检测从所述催化剂流出的流出排气的空燃比。所述电子控制单元被构成为控制所述流入排气的空燃比。所述排气净化方法，(i)在满足规定条件时，不使用所述上游侧空燃比传感器的输出，而是基于所述下游侧空燃比传感器的输出来控制所述流入排气的空燃比；(ii)在不满足所述规定条件时，基于所述上游侧空燃比传感器的输出来控制所述流入排气的空燃比。
[0012]根据本专利技术的内燃机的排气净化装置和其排气净化方法，能够抑制排气排放因配置于催化剂的上游侧的空燃比传感器的输出偏离而恶化。
附图说明
[0013]以下参照附图来说明本专利技术的示例性实施方式的特征、优点、以及技术和产业上的显著性，同样的标记表示同样的要素，其中：
[0014]图1是概略性地示出应用本专利技术的实施方式涉及的内燃机的排气净化装置的内燃机的图。
[0015]图2是示出三元催化剂的净化特性的一例的图。
[0016]图3是图1中所示的上游侧空燃比传感器的部分截面图。
[0017]图4是示出所述上游侧空燃比传感器的电压
‑
电流特性的图。
[0018]图5是示出施加电压恒定时的所述上游侧空燃比传感器中的排气的空燃比与输出电流的关系的图。
[0019]图6是实施着所述内燃机的预热时的各种参数的时间图(time chart)。
[0020]图7是在所述内燃机的冷起动时实施本专利技术的实施方式中的空燃比控制时的各种参数的时间图。
[0021]图8是示出本实施方式中的空燃比控制的控制程序的流程图。
具体实施方式
[0022]以下，参照附图来对本专利技术的实施方式进行详细说明。再者，在以下的说明中，对同样的构成要素标注相同的附图标记。
[0023]首先，对内燃机整体进行说明。图1是概略性地示出应用本专利技术的实施方式涉及的内燃机的排气净化装置的内燃机的图。图1所示的内燃机是火花点火式内燃机。内燃机被搭载于车辆，作为车辆的动力源发挥功能。
[0024]内燃机具备包含缸体2和缸盖4的内燃机主体1。在缸体2的内部形成有多个(例如4个)气缸。在各气缸中配置有在气缸的轴线方向上往复运动的活塞3。在活塞3与缸盖4之间形成有燃烧室5。
[0025]在缸盖4形成有进气口7以及排气口9。进气口7以及排气口9分别与燃烧室5连接。
[0026]另外，内燃机具备配置于缸盖4内的进气阀6以及排气阀8。进气阀6将进气口7进行开闭，排气阀8将排气口9进行开闭。
[0027]另外，内燃机具备火花塞10以及燃料喷射阀11。火花塞10配置于缸盖4的内壁面的中央部，根据点火信号来使火花产生。燃料喷射阀11配置于缸盖4的内壁面周边部，根据喷射信号来向燃烧室5内喷射燃料。在本实施方式中，作为向燃料喷射阀11供给的燃料，使用理论空燃比为14.6的汽油。
[0028]另外，内燃机具备进气歧管13、平衡罐(surge tank)14、进气管15、空气滤清器16以及节流阀(throttle valve)18。各气缸的进气口7分别经由对应的进气歧管13而与平衡罐14连接，平衡罐14经由进气管15而与空气滤清器16连接。进气口7、进气歧管13、平衡罐14、进气管15等形成向燃烧室5导入空气的进气通路。节流阀18配置在平衡罐14与空气滤清器16之间的进气管15内，由节流阀驱动致动器17(例如直流(DC)马达)驱动。节流阀18，通过利用节流阀驱动致动器17来使其转动，能够根据其开度来变更进气通路的开口面积。
[0029]另外，内燃机具备排气歧管19、催化剂20、罩壳(casing)21以及排气管22。各气缸的排气口9与排气歧管19连接。排气歧管19具有与各排气口9连接的多个支部和这些支部集合而成的集合部。排气歧管19的集合部与内置了催化剂20的罩壳21连接。罩壳21与排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，包含：配置于排气通路的催化剂；被构成为检测向所述催化剂流入的流入排气的空燃比的上游侧空燃比传感器；被构成为检测从所述催化剂流出的流出排气的空燃比的下游侧空燃比传感器；和被构成为控制所述流入排气的空燃比的电子控制单元，其中，所述电子控制单元被构成为：在满足规定条件时，不使用所述上游侧空燃比传感器的输出而是基于所述下游侧空燃比传感器的输出来控制所述流入排气的空燃比，并且，所述电子控制单元被构成为：在不满足所述规定条件时，基于所述上游侧空燃比传感器的输出来控制所述流入排气的空燃比。2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，所述电子控制单元被构成为：在满足所述规定条件时，不使用所述上游侧空燃比传感器的输出而是以使得由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比成为理论空燃比的方式控制所述流入排气的空燃比。3.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，所述规定条件是所述内燃机的预热未完成。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：古井宪治，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：