具有：NOx净化催化剂；设置在NOx净化催化剂上游侧的三元催化剂；设置在三元催化剂上游侧的第1空燃比传感器；设置在NOx净化催化剂下游侧的第2空燃比传感器；燃料过量供给单元，其为了对NOx净化催化剂吸附的NOx还原净化而将排气空燃比在规定时间内从稀空燃比变更为浓空燃比；第1检测单元，其在燃料过量供给中，对三元催化剂以及NOx净化催化剂的NOx吸附量和氧积蓄量进行检测；第2检测单元，其在燃料过量供给后，至第2空燃比传感器的输出成为稀空燃比为止，对三元催化剂和NOx净化催化剂的氧积蓄量进行检测；以及恶化判定单元，其基于第1检测单元的检测值和第2检测单元的检测值，对NOx净化催化剂的恶化进行判定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种内燃机的排气净化装置以及NOx捕集催化剂的恶化判定方法，其适用于对配置在三元催化剂的下游侧的NOx捕集催化剂的恶化判定。
技术介绍
在日本专利局1999年发行的特开平11-303621号公报中公开了，与三元催化剂的恶化状态无关地，对配置在三元催化剂的下游侧的NOx捕集催化剂的恶化准确地进行检测。具体地说，首先，基于理想配比(stoiciometry)运转中的NOx捕集催化剂下游侧的O2传感器的输出反转时间，判定三元催化剂状态。在该现有技术中公开了下述空燃比反馈控制作为理想配比控制，如果下游O2传感器的输出从浓空燃比向稀空燃比变化，则跳过作为反馈校正系数的比例项，直至切换至浓空燃比为止对积分项进行相加计算。在这里，O2传感器从浓空燃比向稀空燃比、或者从稀空燃比向浓空燃比变化的时间，与三元催化剂的氧积蓄能 力成正比，因此，通过O2传感器的输出的反转时间，对三元催化剂的恶化进行检测。并且，将空燃比保持在稀空燃比侧，在三元催化剂最大限度地吸附氧，NOx捕集催化剂最大限度地吸附NOx后，使排气空燃比向浓空燃比侧变化。基于此时的配置在NOx捕集催化剂的下游侧的O2传感器的输出，通过该空气过剩率\停留在理论空燃比附近的时间，对三元催化剂和NOx捕集催化剂这两者的氧积蓄能力以及NOx吸附能力进行检测。并且，如果考虑上述的三元催化剂的恶化检测，则可以确定NOx捕集催化剂的恶化。
技术实现思路
通常，在稀空燃比混合气发动机和柴油发动机中，通过利用稀空燃比运转进行通常运转，从而与理想配比运转相比，改善燃料消耗。但是，在上述现有例子中，为了对三元催化剂的恶化进行检测，必须将稀空燃比切换为理论空燃比，可能由于诊断而使燃料消耗恶化。本专利技术的目的在于，提供一种内燃机的排气净化装置以及NOx净化催化剂的恶化诊断方法，其对NOx捕集催化剂的恶化状态进行判定而不对配置在上游侧的三元催化剂的恶化产生影响，并且抑制由于诊断导致的燃料消耗恶化。为了实现上述目的，本专利技术基于排气的空燃比向浓空燃比变化时的三元催化剂上游侧的上游侧空燃比传感器的输出值和NOx净化单元的下游侧的下游侧空燃比传感器的输出值，求出三元催化剂和NOx净化催化剂的氧积蓄量以及NOx吸附量。另外，基于排气的空燃比变化为稀空燃比时的所述上游侧空燃比传感器的输出值和下游侧空燃比传感器的输出值，求出三元催化剂和NOx净化催化剂的氧积蓄量。并且，其特征在于，基于所述浓空燃比变化时的NOx净化催化剂的氧积蓄量、和稀空燃比变化时的氧积蓄量，对NOx净化催化剂的恶化进行判定。本专利技术的详细内容以及其他特征和优点，在说明书的以下的记载中进行说明，并且在添加的附图中示出。附图说明图I是本专利技术所涉及的内燃机的排气净化装置的概略结构图。图2是表示在执行燃料过量供给控制时以及燃料过量供给控制结束后的规定期间，上游AF传感器的输出值和下游AF传感器的输出值的变化状态的时序图。图3是表示在执行燃料过量供给控制时及之后的规定时间，由ECU执行的LNT恶化判定流程的第I实施例的流程的流程图。图4是表示在执行燃料过量供给控制时及之后的规定时间，由ECU执行的LNT恶化判定流程的第2实施例的流程的流程图。图5是表示与NOx捕集催化剂的热板温度相对应的净化率n NOx的特性图。具体实施方式 参照图I，作为柴油机式内燃机的内燃机I，具有由燃料泵2、共用油轨3以及燃料喷射阀4构成的共轨燃料喷射系统。并且，利用该共轨燃料喷射系统，将高压燃料向内燃机I供给。在进气管5中，从内燃机I侧观察，在进气流的上游方向依次具有进气节流阀7、及中间冷却器6。为了提高进气的充填效率而由中间冷却器6冷却的进气通过进气节流阀7向内燃机I供给。在进气节流阀7上连结节流阀开度(0 TH)传感器,输出与该进气节流阀7的开度相对应的电气信号，并向内燃机控制用电子控制单元(以下称为“ECU”)15供给。E⑶15由具有中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入/输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。ECU 15也可以由多个微型计算机构成。在内燃机I内进行燃烧后的排气，从图中的标号8所示的排气管8排出。此时，排气的一部分可以通过EGR管9向内燃机I再循环。再循环的排气量可以通过EGR阀10控制。在排气管8的排气流下游方向，设置用于构成排气净化装置的三元催化剂11以及NOx捕集催化剂12 (Lean NOx Trap Cat，以下，简称为“LNT”)。LNT 12配置在三元催化剂11的下游侧。三元催化剂11以贵金属作为活性成分，并且具有含有氧化铈(CeO2)作为辅助催化剂的氧吸藏剂(以下，称为OSC(Oxygen Storage Component),具有氧积蓄能力。S卩，在向内燃机I供给的混合气体的空燃比与理论空燃比相比设置在稀空燃比侧，排气中的氧浓度比较高的排气的稀空燃比状态下，吸收并积蓄排气中的氧。相反地，具有下述功能在向内燃机I供给的混合气体的空燃比与理论空燃比相比设置在浓空燃比侧，排气中的氧浓度较低，含有碳化氢(HC)、一氧化碳(CO)较多的排气的浓空燃比状态下，将积蓄的氧释放，将排气中的HC、CO氧化。LNT 12内置有用于捕集NOx的NOx吸收剂，和促进氧化、还原的催化剂。作为NOx吸收剂，存在吸藏式或吸附式，均具有下述特性在向内燃机I供给的混合气体的空燃比与理论空燃比相比设置在稀空燃比侧，排气中的氧浓度比较高的状态、即NOx较多的排气稀空燃比状态下，对NOx进行吸收或者吸附。相反地，在向内燃机I供给的空燃比与理论空燃比相比设定在浓空燃比侧，排气中的氧浓度较低，HC、CO成分较多的状态、即排气的浓空燃比状态下，将所吸收的NOx释放或者还原。LNT 12在排气稀空燃比状态下，由NOx吸收剂吸收NOx，另一方面，在排气浓空燃比状态下，由NOx吸收剂吸收的NOx被HC、CO还原，作为氮气排出。另外，构成为，将HC、CO氧化而作为水蒸气以及二氧化碳排出。作为吸藏式的NOx吸收剂，例如使用氧化钡收0)，作为吸附式的NOx吸收剂，例如使用钠(Na)和钛(Ti)或者锶(Sr)和钛(Ti)，作为催化剂，在吸藏式以及吸附式的任一种中均使用利用钼(Pt)。另外，具有含有氧化铈(CeO2)作为其辅助催化剂的0SC，具有氧积蓄能力。该NOx吸收剂具有下述特性，即，通常其温度越高，越容易释放所吸收的N0X。如果吸收NOx直至NOx吸收剂的NOx吸收能力的极限、即最大NOx吸收量，则无法继续吸收NOx，因此，为了适时地释放NOx而使其还原，而执行空燃比的浓空燃比化、即燃料过量供给(Rich Spike)控制。在三元催化剂11的上游位置处，安装比例型空燃比传感器(以下称为“上游AF传 感器” )13F，该上游AF传感器13F输出与表示排气中的氧浓度的空气过剩率\ F大致成正比的电气信号，并向E⑶15供给。在LNT 12的下游位置处安装比例型空燃比传感器(以下称为“下游AF传感器”)13R，该下游AF传感器13R输出与表示排气中的氧浓度的空气过剩率AR大致成正比的电气信号，并向E⑶15供给。另外，内燃机I具有增压器14。增压器14的压缩机14a设置在进气管5中与中间冷却器6相比的进气流的上游方向，涡轮机14b安装在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.08.26 JP 2009-1952121.一种内燃机的排气净化装置，其具有 NOx净化催化剂，其设置在内燃机的排气系统内，在排气稀空燃比状态下吸收排气中的NOx，在排气浓空燃比状态下将所吸收的NOx还原； 三元催化剂，其设置在该NOx净化催化剂的上游侧，具有氧积蓄能力； 上游侧空燃比传感器，其设置在所述三元催化剂的上游侧，检测排气的空燃比；以及 下游侧空燃比传感器，其设置在所述NOx净化催化剂的下游侧，检测排气的空燃比， 所述内燃机的排气净化装置的特征在于， 具有燃料过量供给单元，其为了对所述NOx净化催化剂吸附的NOx进行还原净化而将从内燃机排出的排气的空燃比从稀空燃比变更为浓空燃比，在经过规定期间后恢复至稀空燃比， 具有 第I检测单元，其在由所述燃料过量供给单元进行的燃料过量供给中，基于所述上游侧空燃比传感器的输出值、和下游侧空燃比传感器的输出值，对所述三元催化剂和NOx净化催化剂的NOx吸附量和氧积蓄量进行检测； 第2检测单元，其在所述燃料过量供给后排气的空燃比向稀空燃比变化，直至所述下游侧空燃比传感器的输出成为稀空燃比为止，基于上述上游侧空燃比传感器的输出值和下游侧空燃比传感器的输出值，对所述三元催化剂和NOx净化催化剂的氧积蓄量进行检测；以及 恶化判定单元，其基于所述第I检测单元的检测值和所述第2检测单元的检测值，对所述NOx净化催化剂的恶化进行判定。2.根据权利要求I所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于， 所述恶化判定单元，在从由所述第I检测单元检测的NOx吸附量和氧积蓄量中减去由所述第2检测单元得到的氧积蓄量后的值，与NOx净化催化剂用的恶化判定阈值相比变小时，判定为所述NO...
【专利技术属性】
技术研发人员：石桥康隆，保坂悠一，石野武，上原一将，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。