CN100552195C - 废气净化方法及废气净化系统 - Google Patents

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Abstract

在具有NOx吸藏还原型催化剂(11)的废气净化系统(1)的再生控制中，判断发动机运转状态是否处于废气温度为规定的模式温度以下的第1发动机运转区域。在该判断中，如果在处于的情况下则进行EGR浓空燃比控制，如果在不处于的情况下则进行排气管内喷射浓空燃比控制。在进行EGR浓空燃比控制的情况下，判断车辆是否为加速中，在判断为加速中时，直到车辆为加速中的判断结束为止延期再生控制。由此，在进行用于再生NOx吸藏还原型催化剂的浓空燃比控制时，避免车辆加速时的运转性能(驾驶性能)的恶化，并再生NOx吸藏还原型催化剂(11)。

Description

废气净化方法及废气净化系统
技术领域
本发明涉及具有对内燃机的废气中的NOx(氮氧化物)进行还原净化的NOx吸藏还原型催化剂的废气净化方法以及废气净化系统。
背景技术
对于用于从柴油机和一部分汽油机等内燃机和各种燃烧装置的废气中还原除去NOx(氮氧化物)的NOx催化剂，进行了多种研究及提案。其中之一，有作为柴油机用的NOx降低催化剂的NOx吸藏还原型催化剂。通过使用该NOx吸藏还原型催化剂可有效净化废气中的NOx。
该NOx吸藏还原型催化剂由整体式蜂窝等形成。在该整体式蜂窝的由堇青石或不锈钢形成的构造材料的载体上形成多个多边形的小室(cell)。在该小室的壁面上设置由氧化铝(Al2O3)或沸石形成的作为催化剂载持层的多孔质的催化剂涂层。在该催化剂涂层的表面上载持具有氧化功能的载持贵金属(催化剂活性金属)、和具有NOx吸藏功能的NOx吸藏材料(NOx吸藏物质；NOx吸藏剂；NOx吸收剂)。载持贵金属有铂(Pt)等。并且，NOx吸藏材料由下述物质中的几种形成：钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铯(Cs)等碱金属；钡(Ba)、钙(Ca)等碱土族金属；以及镧(La)、钇(Y)等稀土类等。通过该构成，根据废气中的氧浓度的不同，发挥NOx吸藏和NOx放出·净化的两个功能。
并且，在该NOx吸藏还原型催化剂中，在通常运转时由催化剂金属吸藏NOx。并且，当吸藏能力接近饱和时，在适当时使流入的废气的空燃比为浓空燃比，从而使吸藏的NOx放出，并且通过催化剂的三效功能还原该放出的NOx。
更详细地说，在如通常的柴油机、稀薄燃烧汽油机等的废气中含有氧气(O2)那样的废气的空燃比为稀空燃比状态的情况下，通过废气中所含有的氧气并通过载持贵金属的氧化催化剂功能将从发动机排出的一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)。并且，将该二氧化氮以硝酸盐的形式吸藏在具有NOx吸藏功能的钡等NOx吸藏材料中，从而净化NOx。
但是，当这种状态持续时，具有NOx吸藏功能的NOx吸藏材料全部变化为硝酸盐而失去NOx吸藏功能。因此，改变发动机的运转条件、或者向排气通路中进行燃料喷射，从而制出过浓燃烧废气(浓强化气体)并送到催化剂。该过浓燃烧废气为在废气中不存在氧气、一氧化碳(CO)浓度高、排气温度也高的废气。
并且，当使废气成为在废气中没有氧气、一氧化碳浓度高、废气温度上升的浓空燃比状态时，吸藏了NOx的硝酸盐放出二氧化氮并返回原本的钡等。由于废气中不存在氧气，因此通过载持贵金属的氧化功能，并将废气中的一氧化碳、烃(HC)、氢气(H2)作为还原剂，将该放出的二氧化氮还原净化为氮气(N2)。
为此，例如在日本特开平6-336916号公报中所记载的，在具有NOx吸藏还原型催化剂的废气净化系统中，当NOx吸藏推定量达到NOx吸藏饱和量时，通过进行使废气的空燃比变浓、并使流入的废气的氧浓度降低的NOx吸藏能力恢复用的浓空燃比控制(リ一チ制御)，由此使吸收的NOx放出，并进行通过贵金属催化剂使该放出的NOx还原的再生操作。
在该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力恢复用的再生控制中，需要使流入的废气的空燃比为理论空燃比以下。但是，由于在通常的柴油燃烧中氧气过多，所以为了成为几乎没有氧气的浓空燃比，需要实施EGR的空气量的减少、增加燃料量或者上述两者。
在该浓空燃比控制中，有吸气系统浓空燃比控制和燃料系统浓空燃比控制。在吸气系统浓空燃比控制中，有通过打开EGR阀从而吸入EGR气体来减少新鲜空气量的浓空燃比控制、还有通过节流吸气阀来减少新鲜空气量的浓空燃比控制等。在燃料系统浓空燃比控制中，有气缸内喷射中的后喷射等的气缸内喷射浓空燃比控制、和向排气管直接供给燃料的排气管内喷射浓空燃比控制。另外，在本发明中使用EGR浓空燃比控制，即在打开EGR阀的同时也进行吸气节流，从而更多地吸入EGR气体。
并且，通常在排气温度为大约300℃以下时，从可以防止燃料量的增加的燃料消耗率的恶化等理由出发，进行EGR浓空燃比控制。该EGR浓空燃比控制是通过回流大量EGR气体来减少空气量从而使废气为浓空燃比的控制，并且是仅在低负载区可实施的控制，该低负载区是废气温度低、即使回流大量EGR黑烟的恶化也较少的区域。
并且，在排气温度超过大约300℃的区域，进行排气管内喷射浓空燃比控制的浓空燃比控制，其理由为，当排气温度上升时大量EGR的浓空燃比控制由于黑烟的恶化而无法进行、防止基于后喷射的发动机油的燃料的稀释问题、以及废气温度变成可以将排气管内喷射的燃料气体化的温度等。
然而，在发动机处于低旋转/低负载运转区域、废气为低温的情况下，实施EGR浓空燃比控制。但是，如图5所示，即使废气为低温，在搭载有发动机的车辆的加速时，当进行该EGR浓空燃比控制时，在浓空燃比控制期间tr的期间内发动机转速Ne变动。即，发生发动机转速Ne的波动。由此，存在发生加速不良和由该加速不良引起的加速率降低的问题。另外，图5的Mac表示运转模式的控制信号，Tgin表示催化剂入口废气温度、Td表示催化剂温度。
其原因如下所述。即，在为柴油机的情况下，由于通常为氧气过多的状态的燃烧，所以发动机转矩的控制仅根据燃料流量进行。但是，由于在浓空燃比控制时成为理论空燃比、并且有助于燃烧的氧气减少，所以即使燃烧量增加也不生成使车辆加速的转矩。
并且，进一步地，由于在加速时相对于在浓空燃比控制中减少的氧气量、燃料量增加，因此还会存在产生黑烟可能恶化的问题。
另外，在排气温度超过大约300℃的区域，通过排气管内喷射浓空燃比控制进行浓空燃比控制。因此，如图6所示，在浓空燃比控制期间不发生转速Ne的大波动且转速Ne变动也较少，并且不发生加速不良。结果，不发生上述的EGR浓空燃比控制那样的问题。
与该加速时的浓空燃比控制相关联，例如，还提案如日本特开2004-239136号公报中所记载的那样的具有排气净化系统的发动机的燃料喷射控制方法。在该方法中，当为了使NOx吸藏还原型催化剂再生而使发动机的运转条件为浓空燃比条件时，仅加速时在燃料喷射中使主喷射时间延迟。由此，为了恢复NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力，在使浓空燃比状态发生时、即使在该浓空燃比条件和加速重合的情况下，也能够不停止浓空燃比条件地实现降少烟的产生，并且，可以控制燃料消耗率的恶化。
发明内容
本发明是为了通过与主喷射的延迟不同的方法来解决上述问题而进行的。其目的为提供一种废气净化方法及废气净化系统，在为了净化废气中的NOx而使用NOx吸藏还原型催化剂的废气净化系统中，在进行用于再生NOx吸藏还原型催化剂的浓空燃比控制时，避免车辆加速时的运转性能(驾驶性能)的恶化，并且可以使废气的空燃比为浓空燃比状态地进行NOx吸藏还原型催化剂的再生。
用于达成上述目的的废气净化方法的特征在于，在具有在废气的空燃比为稀空燃比状态时吸藏NOx、且在为浓空燃比状态时将所吸藏的NOx放出并且还原的NOx吸藏还原型催化剂，并在判断推定由该NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制的废气净化系统的再生控制中，判断发动机运转状态是否处于废气温度为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域，在处于上述第1发动机运转区域的情况下，通过EGR量的控制进行使废气中的空燃比为浓空燃比状态的EGR浓空燃比控制；在不处于上述第1发动机运转区域的情况下，进行向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态的排气管内喷射浓空燃比控制；在进行EGR浓空燃比控制的情况下，判断搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中；当判断为加速中时，延期再生控制直到车辆为加速中的判断结束。
对该发动机运转状态是否处于废气温度成为规定的模式判断温度(例如，300℃)以下的第1发动机运转区域的判断，通过判断测定的废气温度是否为规定的模式判断温度以下来进行。或者，通过将用于运转而设定的控制用发动机运转状态、或检测的发动机运转状态与图形数据(MAPdata)相比较来进行。该图形数据是预先通过实验等对废气温度为规定的模式判断温度以下的发动机运转状态(发动机转速和负载等)进行设定，并预先输入到控制装置中。
而且，对搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中的判断，即加速判断，是通过每单位时间的燃料流量的增加量、油门踩踏加速度、发动机旋转的加快、催化剂温度的上升度等中的一个或几个的组合来进行的。
并且，在本发明中，对发动机运转状态是否处于废气温度成为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域进行判断。在发动机运转区域处于第1发动机运转区域并进行EGR浓空燃比控制时，在判断为加速状态时，将基于EGR浓空燃比控制的浓空燃比控制延期从而不实施浓空燃比控制。即，使浓空燃比控制的要求冻结，而从成为稳定行驶状态之后实施浓空燃比控制，该稳定行驶状态是指基于上述判断的为加速状态的判断消失。
由此，回避发生转速变动的加速中的EGR浓空燃比控制，从而防止运转性能(驾驶性能)的恶化。
并且，上述的废气净化方法的特征在于，在上述判断为加速中时，如果上述NOx吸藏还原型催化剂的NOx净化率为规定净化率以下、且废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制。
即，在上述废气净化方法中，进一步考虑由于NOx净化率的恶化等而不得不实施再生控制的情况，从而设定废气温度的下限阈值温度(例如，200℃左右)。在该温度以上，进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制。该下限阈值温度为即使进行排气管内喷射浓空燃比控制也不会产生白烟的下限温度，为200℃左右。
在该加速时进行的并用浓空燃比控制中，使EGR浓空燃比控制时的目标吸入空气流量(目标空气过剩率)为比稳定行驶时的通常浓空燃比控制时高的值。使该目标吸入空气流量的值为使由气缸内燃烧产生的黑烟不恶化、在加速时也不会产生问题的范围的值。但是，由于仅此并不能成为浓空燃比，所以通过并行实施排气管内喷射浓空燃比控制，使其成为浓空燃比。
在该排气管内喷射浓空燃比控制中，由于不向气缸内喷射而向排气管内喷射，所以不会增加黑烟。并且，由于通过EGR浓空燃比控制废气的空燃比降低，所以排气管内喷射的燃料喷射量较少即可。而且，废气温度比下限阈值温度高、排气管内所喷射的燃料气化。因此，由于变得容易通过还原反应来消耗，所以也可以回避未燃HC排出的白烟的产生，并且也可以抑制燃料消耗率的恶化。
而且，使并用该EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制，在比以轻油的活性化温度(约200℃)等设定的下限阈值温度低的废气温度下不进行，从而防止未燃HC排出的白烟的产生。
因此，可以回避加速中的运转性能的恶化、黑烟和白烟的产生，并且可以在加速中扩大进行再生控制的范围，并可以高效率地进行NOx吸藏还原型催化剂的再生。
或者，为了达成上述目的的废气净化方法的特征在于，在具有在废气的空燃比为稀空燃比状态时吸藏NOx、且在为浓空燃比状态时将吸藏的NOx放出并且还原的NOx吸藏还原型催化剂，并当判断为推定由该NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制的废气净化系统的再生控制中，判断发动机运转状态是否处于废气温度成为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域，在处于上述第1发动机运转区域的情况下，通过EGR量的控制进行使废气中的空燃比为浓空燃比状态的EGR浓空燃比控制；在不处于上述第1发动机运转区域的情况下，进行向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态的排气管内喷射浓空燃比控制；在进行EGR浓空燃比控制的情况下，判断搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中；当判断为加速中时，如果废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制；如果废气温度不为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则延期再生控制。
通过该废气净化方法也与上述废气净化方法相同，在EGR浓空燃比控制中如果在加速中废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行并用浓空燃比控制地进行再生控制，如果不为下限温度阈值以上，则可以延期再生控制。
由此，回避发生转速变动的加速中的EGR浓空燃比控制，从而可以防止运转性能(驾驶性能)的恶化。并且，通过并用浓空燃比控制，可以回避加速中的运转性能的恶化、黑烟和白烟的产生，并且在加速中也可以扩大进行再生控制的范围。
并且，用于达成上述目的的废气净化系统，其构成为，具有：NOx吸藏还原型催化剂，在废气的空燃比为稀空燃比状态时吸藏NOx、且在为浓空燃比状态时将所吸藏的NOx放出并且还原；再生控制装置，当判断为推定由该NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制；在上述废气净化系统中，上述再生控制装置，判断发动机运转状态是否处于废气温度成为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域，在处于上述第1发动机运转区域的情况下，通过EGR量的控制进行使废气中的空燃比为浓空燃比状态的EGR浓空燃比控制；在不处于上述第1发动机运转区域的情况下，进行向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态的排气管内喷射浓空燃比控制；在进行EGR浓空燃比控制的情况下，判断搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中；在判断为加速中时，延期再生控制直到车辆为加速中的判断结束。
并且，在上述废气净化系统中，上述再生控制装置构成为进行如下控制，即在上述判断为加速中时，在上述NOx吸藏还原型催化剂的NOx净化率为规定净化率以下、且废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上时，进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射控制的浓空燃比控制。
或者，用于达成上述目的的废气净化系统，其构成为，具有：NOx吸藏还原型催化剂，在废气的空燃比为稀空燃比状态时吸藏NOx、且在为浓空燃比状态时将所吸藏的NOx放出并且还原；再生控制装置，当判断为推定由该NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制；在上述废气净化系统中，上述再生控制装置，判断发动机运转状态是否处于废气温度成为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域，在处于上述第1发动机运转区域的情况下，通过EGR量的控制进行使废气中的空燃比为浓空燃比状态的EGR浓空燃比控制；在不处于上述第1发动机运转区域的情况下，进行向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态的排气管内喷射浓空燃比控制；在进行EGR浓空燃比控制情况下，判断搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中；在判断为加速中时，如果废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制；如果废气温度不为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则延期再生控制。
并且，总结这些再生控制则如下所述。在低温稳定行驶时(第1发动机运转区域)，进行EGR浓空燃比控制的浓空燃比控制。在低温加速时，当废气温度不在下限阈值温度以上时，延期EGR浓空燃比控制从而不实施再生控制。并且，在是低温加速时但废气温度为下限阈值温度以上时，进行增加了目标吸入空气流量的EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制。在高温稳定行驶时和高温加速时进行排气管内喷射浓空燃比控制的浓空燃比控制。
另外，在此所说的废气的空燃比，不一定意味气缸内的空燃比，而是指对流入NOx吸藏还原型催化剂的废气中供给的空气量和燃烧量(也包括在气缸内燃烧的量)之比。另外，空燃比(＝空气量/燃烧量)和空气过剩率之间的关系为空气过剩率＝(空燃比/理论空燃比)。
如以上说明，根据本发明的废气净化方法和废气净化系统，在进行用于再生NOx吸藏还原型催化剂的浓空燃比控制时，可以避开EGR浓空燃比控制中的加速的运转性能的恶化，并且，可以回避加速中的运转性能的恶化、黑烟和白烟的产生，且可扩大在加速中进行再生控制的范围，因此也可以减少NOx净化率的恶化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的废气净化系统的构成的图。
图2是表示第1实施方式的NOx吸藏还原型催化剂的再生控制流程的一例的图。
图3是表示第2实施方式的NOx吸藏还原型催化剂的再生控制流程的一例的图。
图4是表示第3实施方式的NOx吸藏还原型催化剂的再生控制流程的一例的图。
图5是以时间序列表示EGR浓空燃比控制的发动机转速、空燃比等的图。
图6是表示排气管内喷射浓空燃比控制中的发动机转速和空燃比的关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的废气净化方法及废气净化系统进行说明。
另外，在此所说的废气的浓空燃比状态，不一定是在气缸内进行浓空燃比燃烧，而是指对流入NOx吸藏还原型催化剂的废气中供给的空气量和燃烧量(也包括在气缸内燃烧的量)之比接近于理论空燃比的状态、或者是比理论空燃比燃烧量多的浓空燃比状态。
图1表示本发明的实施方式废气净化系统1的构成。在该废气净化系统1中，在发动机(内燃机)E的排气通路4上配置具有NOx吸藏还原型催化剂11的废气净化装置10。
该NOx吸藏还原型催化剂11由整体催化剂形成。在氧化铝、氧化钛等的载持体上设置催化剂涂层。在该催化剂涂层上，载持铂(Pt)(Pd)等催化剂金属和钡(Ba)等NOx吸藏材料(NOx吸藏物质)。
在该NOx吸藏还原型催化剂11中，在氧气浓度较高的废气状态(稀空燃比状态)时，通过NOx吸藏材料吸藏废气中的NOx来净化废气中的NOx，并在氧气浓度较低或为零的废气状态时，放出吸藏的NOx并且通过催化剂金属的催化作用来还原放出的NOx，由此防止NOx向大气中的流出。
并且，在NOx吸藏还原型催化剂11的下游侧配置λ传感器(空气过剩率传感器)14。而且，为了测定NOx吸藏还原型催化剂11的温度，将上游侧温度传感器15和下游侧温度传感器16分别配置在NOx吸藏还原型催化剂11的上游侧和下游侧、即分别配置在前后。根据配置在该两处的温度传感器15、16的温度差，推定催化剂11内的温度差。
并且，在NOx吸藏还原型催化剂11的上游侧的排气通路4上，设置供给成为NOx的还原剂的烃(HC)F的HC供给阀(燃料喷射用喷嘴)13。该HC供给阀13成为排气管内喷射浓空燃比控制的机构。该HC供给阀13将来自未图示的燃料箱的作为发动机燃料的轻油等烃(HC)F向排气通路4内直接喷射，从而使废气G的空燃比为稀空燃比状态、浓空燃比状态和理想状态(理论空燃比状态)。
并且，设置控制装置(ECU：发动机控制单元)20，进行发动机E运转的全面控制，并且还进行NOx吸藏还原型催化剂11的NOx净化能力的恢复控制。将来自λ传感器14、上游侧温度传感器15和下游侧温度传感器16等的检测值输入该控制装置20。从该控制装置20输出控制发动机E的EGR阀6、燃料喷射用的共轨电子控制燃料喷射装置的燃料喷射阀8和吸气节流阀9等的信号。
在该废气净化系统1中，空气A、废气G如下地流动。空气A通过吸气通路2的空气质量流量传感器(MAF传感器)17和涡轮增压器3的压缩机3a。此后，在由吸气节流阀9调整其量之后，从吸气总管2a进入气缸内。然后，在气缸内产生的废气G从排气总管4a排出到排气通路4从而驱动涡轮增压器3的涡轮3b。之后，废气G通过废气净化装置10从而成为被净化的废气Gc，并通过未图示的消音器向大气中排出。并且，废气G的一部分作为EGR气体Ge，在通过EGR通路5的EGR冷却器7后，并在由EGR阀调整其量之后，再循环到吸气总管2a。
并且，废气净化系统1的控制装置组装在发动机E的控制装置20中，与发动机E的运转控制并行地进行废气净化系统1的控制。该废气净化系统1的控制装置进行废气净化系统的控制，该废气净化系统的控制包含NOx吸藏还原型催化剂11的NOx再生控制和脱硫再生控制等。
在该再生控制中，使用吸气系统EGR浓空燃比控制和燃料系统的排气管内喷射浓空燃比控制这两者的浓空燃比控制，从而将废气的空燃比控制为浓空燃比状态(包括理想空燃比(理论空燃比))。在EGR控制中，控制EGR阀6和吸气节流阀9来使EGR量增加，从而使废气的空燃比降低。使用EGR浓空燃比控制作为EGR浓空燃比控制，该EGR浓空燃比控制为，开启EGR阀6并且还进行控制吸气阀9的吸气节流，从而更多地吸入EGR气体。并且，在排气管内喷射浓空燃比控制中，通过HC供给阀13直接将HC供给到排气通路4内，并向废气中添加燃料从而使废气的空燃比降低。
通过这些浓空燃比控制，使废气的状态为规定的空燃比状态(虽然根据催化剂的不同而不同，但是通过空气过剩率(λ)换算，大概为0.8～1.0)，并且使废气在规定的温度范围内(虽然根据催化剂的不同而不同，但是大概为300℃～600℃)。由此，恢复NOx吸藏能力即NOx净化能力，并进行NOx催化剂的再生。
并且，在本发明中进行如下控制地构成。如图2～图4所示，在表示发动机运转状态的发动机转速Ne及负载Q处于第1发动机运转区域R1时，进行燃料消耗率不恶化且黑烟的恶化较少的EGR浓空燃比控制。在该第1发动机运转区域R1中，排气温度Tg为规定的模式判断温度Tgm(例如300℃)以下。而且，在发动机转速Ne及负载Q处于第2发动机运转区域R2时，进行不产生油稀释问题且也没有黑烟的恶化的排气管内喷射浓空燃比控制。在该第2发动机运转区域R1中，排气温度Tg超过规定的温度Tgm(例如300℃)。
并且，在该废气净化系统1中，通过组装在发动机E的控制装置20中的废气净化系统1的控制装置，按照图2～图4中例示那样的再生控制流程，进行NOx吸藏还原型催化剂11的再生控制。另外，该图2～图4的再生控制流程，分别作为在发动机E运转时与发动机E的其他控制流程并行地执行的流程来表示。
并且，在本发明的第1实施方式中，进行在图2的再生控制流程中例示那样的再生控制。在该图2的再生控制流程中，当该控制流程被调出并开始时，在步骤S11中，判断是否处于再生控制的开始状态。在该判断中如果不是再生控制的开始状态则返回。
该再生控制的开始的判断，例如在NOx累积值∑NOx超过规定的判断值Cn时判断为开始再生。该NOx累积值∑NOx是根据发动机E的运转状态来计算每单位时间的NOx排出量ΔNOx、并对其进行累积计算而求出的。或者在该NOx净化率变得比规定判断值低时，判断为开始NOx催化剂的再生。NOx净化率根据NOx吸藏还原型催化剂11的上游侧和下游侧的NOx浓度来计算。即，当判断为推定由NOx吸藏还原型催化剂11吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复NOx吸藏还原型催化剂11的NOx吸藏能力的再生控制。
并且，如果步骤S11的判断为再生控制的开始，则在步骤S12中，判断浓空燃比控制模式为EGR浓空燃比控制模式还是排气管内喷射浓空燃比控制模式。该判断通过是否处于废气的温度Tg为规定的模式判断用温度(例如300℃)Tgm以下那样的发动机的运转状态(转速Ne、负载Q)来进行判断。即，在检测的发动机的转速Ne和负载Q处于EGR浓空燃比控制区域(第1发动机运转区域)R1的情况下，为EGR浓空燃比控制模式。并且，在检测的发动机的转速Ne和负载Q处于排气管内喷射浓空燃比控制区域(第2发动机运转区域)R2的情况下，为排气管内喷射浓空燃比控制模式。对为其中的那个进行判断。在发动机的转速Ne和负载Q处于EGR浓空燃比控制区域R1的情况下，参照预先输入的再生开始用图形数据，根据这些发动机转速Ne和负载Q求出的废气温度为规定的模式判断用温度以下。并且，在发动机的转速Ne和负载Q处于排气管内喷射浓空燃比控制区域R2的情况下，根据发动机转速Ne和负载Q求出的废气温度超过规定的模式判断用温度Tgm。
并且，在步骤S12的判断中，在处于排气管内喷射浓空燃比控制区域R2的情况下，在步骤S16中进行规定时间的排气管内喷射浓空燃比控制，并前进到步骤S18。
并且，在步骤S12的判断中，在处于EGR浓空燃比控制区域R1的情况下，在步骤S13中判断行驶状态是否处于加速状态。在该步骤S13的判断中，如果不是加速状态而是稳定行驶或减速状态，则在步骤S17中进行规定时间的EGR浓空燃比控制，并前进到步骤S18。
该加速判断，即搭载有废气净化系统的车辆是否处于加速中的判断，根据每单位时间的燃料流量的增加量ΔQ、油门踩踏加速度Δα、发动机旋转的上升ΔNe、和催化剂温度的上升度ΔTd等来进行。例如，如果这些中的任一个超过规定的范围，则判断为处于加速状态。
并且，在步骤S13的判断中，如果判断为加速状态则前进到步骤S14，进行再生控制的延期。在之后的步骤S15中，在进行下一次的判断之前的规定的控制时间的期间进行待机之后，返回到步骤S12。然后，废气的温度Tg上升从而浓空燃比控制模式变为排气管内喷射浓空燃比控制，并等待直到通过步骤S16的排气管内喷射浓空燃比控制进行再生控制、或者车辆的行驶状态脱离加速状态而通过步骤S17的EGR浓空燃比控制进行再生控制。
并且，在步骤S18中判断再生控制是否结束，若再生控制结束则结束再生控制并返回。如果在该判断中再生控制没有结束，则返回到步骤S12并重复再生控制。
该再生控制的结束，通过是否经过了规定的再生时间、或NOx净化率是否上升到了规定的再生控制结束用净化率来进行判断。
根据该图2的再生控制流程可以进行如下的再生控制。在步骤S12中，判断发动机运转状态是处于第1发动机运转区域R1、还是发动机运转状态处于第2发动机运转状态R2。在发动机运转状态处于第1发动机运转区域R1的情况下，使浓空燃比控制模式为EGR浓空燃比控制模式，该EGR浓空燃比控制模式是通过EGR量的控制使废气中的空燃比为浓空燃比状态。在发动机运转状态处于第2发动机运转区域R2的情况下，使浓空燃比控制模式为排气管内喷射浓空燃比控制模式，该排气管内喷射浓空燃比控制模式是通过向排气管内直接喷射燃料而使废气中的空燃比为浓空燃比状态。
并且，在为EGR浓空燃比控制模式的情况下，在步骤S13中判断搭载有废气净化系统的车辆是否为加速中。在该判断中，在判断为加速中时，直到车辆为加速中的判断结束为止，延期(包括在再生控制途中的中断)再生控制。
接下来，对第2实施方式进行说明。在该第2实施方式中进行由图3的再生控制流程所示的再生控制。在该图3的再生控制流程中，当该控制流程被调出并开始时，在步骤S21中判断是否处于再生控制的开始状态。在该判断中，若不是再生控制的开始状态则返回。并且，在该判断中若是再生控制的开始，则在步骤S22中判断浓空燃比控制模式是EGR浓空燃比控制模式还是排气管内喷射浓空燃比控制模式。
并且，在步骤S22的判断中，在不处于EGR浓空燃比控制区域(第1发动机运转区域)R1、而处于排气管内喷射浓空燃比控制区域(第2发动机运转区域)R2的情况下，即、在浓空燃比控制模式为排气管内喷射浓空燃比控制模式的情况下，在步骤S28中进行规定时间的排气管内喷射浓空燃比控制，并前进到步骤S31。
而且，在步骤S22的判断中，在处于EGR浓空燃比控制区域R1、浓空燃比控制模式为EGR浓空燃比控制模式的情况下，在步骤S23中判断是否处于加速状态。在该步骤S23的判断中，如果不是加速状态而是稳定行驶或减速状态，则在步骤S29中进行规定时间的EGR浓空燃比控制，并前进到步骤S31。
并且，如果在步骤S23的判断中为加速状态则前进到步骤S24。在该步骤S24中，判断NOx吸藏还原型催化剂11的NOx净化率是否比规定净化率大。在该判断中，在为比规定净化率大时，由于到NOx吸藏能力完全饱和还有余量，所以前进到步骤S26。在步骤S26中进行再生控制的延期，并在步骤S27中在进行下一个判断之前的规定控制时间的期间内待机。之后返回步骤S22。
而且，在步骤S24的判断中，在为规定净化率以下时，在步骤S25中判断废气温度Tg是否为排气管内喷射的下限温度阈值(例如，200℃)Tg0以上。在该判断中如果为下限温度阈值Tg0以上，则在步骤S30中进行并用EGR浓空燃比控制和排气气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制。在步骤S30中进行规定时间的该并用浓空燃比控制之后，前进到步骤S31。
在该步骤S30的并用浓空燃比控制中，在不使黑烟恶化、加速也不产生问题的范围内，使目标吸入控制流量为比通常的浓空燃比控制时高的值。由此，回避未燃HC排出的白烟的产生。但是，由于仅此并不能成为浓空燃比，所以通过并行实施排气管内喷射浓空燃比控制，来成为浓空燃比。在该排气管内喷射浓空燃比控制中，由于不向气缸内而是向排气管内喷射，所以不会增加黑烟。而且，由于通过EGR浓空燃比控制、废气的空燃比下降，因此排气管内喷射的燃料喷射量较少即可。因此，不会产生HC的白烟。
并且，如果在步骤S25的判断中不为下限温度阈值Tg0以上，则前进到步骤S26。在步骤S26中进行再生控制的延期(包括再生控制途中的中断)，并在步骤S27中在进行下一次判断之前的规定控制时间的期间内待机。之后返回到步骤S22，并等待直到可以进行再生控制。
并且，在步骤S31中判断再生控制是否结束。在该判断中，如果再生控制结束则结束再生控制并返回。在该判断中，如果再生控制没有结束则返回步骤S22，并重复再生控制。
通过该控制，满足下面的3个条件中的任一个就等待直到进行再生控制。第1为，废气的温度上升并且浓空燃比控制模式为排气管内喷射浓空燃比控制模式，并通过步骤S28的排气管内喷射浓空燃比控制进行再生控制。第2为，车辆的行驶状态脱离加速状态，通过步骤S29的EGR浓空燃比控制进行再生控制。第3为，净化率为规定净化率以下且废气的温度Tg为下限温度阈值Tg0以上，并通过步骤S30的并用浓空燃比控制进行再生控制。
根据该图3的再生控制流程，可以进行如下的控制。在步骤S22中，判断是EGR浓空燃比控制模式还是排气管内喷射浓空燃比控制模式，该EGR浓空燃比控制模式是通过EGR量的控制使废气中的空燃比为浓空燃比状态，该排气管内喷射浓空燃比控制模式是向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态。
在为EGR浓空燃比控制模式的情况下，在步骤S23中判断搭载有废气净化系统的车辆是否为加速中。在该判断中，在判断为加速中时，如果在步骤S24的判断中NOx吸藏还原型催化剂11的NOx净化率为规定净化率以下、并且在步骤S25的判断中废气温度Tg为排气管内喷射的下限温度阈值Tg0以上，则在步骤S30中进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射控制的浓空燃比控制。
接下来，对第3实施方式进行说明。在该第3实施方式中，进行由图4的再生控制流程表示的再生控制。在该图4的再生控制流程中，当该控制流程被调出并开始时，在步骤S41中判断是否处于再生控制的开始状态。在该判断中，如果不是再生控制的开始状态则返回。并且，在该判断中如果为再生控制的开始，则在步骤S42中判断浓空燃比控制模式是EGR浓空燃比控制还是排气管内喷射浓空燃比控制。
并且，在步骤S42的判断中，在发动机的运转状态不处于EGR浓空燃比控制区域(第1发动机运转区域)R1、而处于排气管内喷射浓空燃比控制区域(第2发动机运转区域)R2的情况下，在步骤S48中进行规定时间的排气管内喷射浓空燃比控制，并前进到步骤S51。
而且，在步骤S42的判断中处于EGR浓空燃比控制区域R1的情况下，在步骤S43中判断是否处于加速状态。如果在该步骤S43的判断中不是加速状态、而是稳定行驶或减速状态，则在步骤49中进行规定时间的EGR浓空燃比控制，并前进到步骤S51。
然后，在步骤S43的判断中如果为加速状态，则前进到步骤S44。在步骤S44中判断废气温度Tg是否为排气管内喷射的下限温度阈值(例如，200℃)Tg0以上。在该判断中如果为下限温度阈值Tg0以上，则在步骤S50中进行规定时间的并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制，并前进到步骤S51。
在步骤S44的判断中，如果废气温度Tg为下限温度阈值Tg0以上，则前进到步骤S45。在步骤S45中判断NOx吸藏还原型催化剂11的NOx净化率是否比规定净化率大。在该判断中在为比规定净化率大时前进到步骤S46，并进行再生控制的延期(包括再生控制途中的中断)。此后，在步骤S42中在进行下一次判断之前的规定的控制时间的期间内待机之后，返回到步骤S42。
并且，在步骤S45的判断中在为规定净化率以下时，进行步骤S50的并用浓空燃比控制。进行规定时间的该并用浓空燃比控制之后前进到步骤S51。
然后，在步骤S51中判断再生控制是否结束。在该判断中，如果再生控制结束，则结束再生控制并返回。在该判断中，如果再生控制没有结束则返回步骤S42，并重复再生控制。
通过该控制，等待直到进行下面的3个之中的任一再生控制。第1为，废气的温度上升并且浓空燃比控制模式为排气管内喷射浓空燃比控制模式，并通过步骤S48的排气管内喷射浓空燃比控制进行再生控制。第2为，车辆的行驶状态脱离加速状态，并通过步骤S49的EGR浓空燃比控制进行再生控制。第3为，在步骤S44中废气的温度Tg变为下限温度阈值Tg0以上、或者在步骤S45中净化率为规定净化率以下，并通过步骤S50的并用浓空燃比控制进行再生控制。
根据该图4的再生控制流程可以进行如下的控制。在步骤S42中，判断是EGR浓空燃比控制模式还是排气管内喷射浓空燃比控制模式，该EGR浓空燃比控制模式是通过EGR量的控制使废气中的空燃比为浓空燃比状态，该排气管内喷射浓空燃比控制模式是向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态。在该判断中在为EGR浓空燃比控制模式的情况下，在步骤S43中判断搭载有废气净化系统1的车辆是否为加速中。在该判断中在判断为加速中时，如果在步骤S44中废气温度Tg为排气管内喷射的下限温度阈值Tg0以上，则在步骤S50中进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射控制的浓空燃比控制。
因此，根据这些废气净化方法及废气净化系统，在进行基于EGR浓空燃比控制的用于NOx吸藏还原型催化剂的再生的浓空燃比控制时，通过在为加速状态时进行EGR浓空燃比控制的延期或并用浓空燃比控制，可以避免加速时的运转性能的恶化，并且能够扩大可再生控制的发动机运转区域从而减少NOx净化率的恶化。
产业上的利用性
具有上述优秀效果的本发明的废气净化方法及废气净化系统，可以极其有效地用作汽车搭载的内燃机的废气的废气净化方法及废气净化系统。

Claims (6)

1、一种废气净化方法，其特征在于，
在具有在废气的空燃比为稀空燃比状态时吸藏NOx、且在为浓空燃比状态时将所吸藏的NOx放出并且还原的NOx吸藏还原型催化剂，并在判断为推定由该NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制的废气净化系统的再生控制中，
判断发动机运转状态是否处于废气温度为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域，在处于上述第1发动机运转区域的情况下，通过EGR量的控制进行使废气中的空燃比为浓空燃比状态的EGR浓空燃比控制，在不处于上述第1发动机运转区域的情况下，进行向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态的排气管内喷射浓空燃比控制，
在进行EGR浓空燃比控制的情况下，判断搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中，
在判断为加速中时，直到车辆为加速中的判断结束为止延期再生控制。
2、如权利要求1所述的废气净化方法，其特征在于，
在上述判断为加速中时，如果上述NOx吸藏还原型催化剂的NOx净化率为规定净化率以下、且废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制。
3、一种废气净化方法，其特征在于，
在具有在废气的空燃比为稀空燃比状态时吸藏NOx、且在为浓空燃比状态时将所吸藏的NOx放出并且还原的NOx吸藏还原型催化剂，并在判断为推定由该NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制的废气净化系统的再生控制中，
判断发动机运转状态是否处于废气温度为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域，在处于上述第1发动机运转区域的情况下，通过EGR量的控制进行使废气中的空燃比为浓空燃比状态的EGR浓空燃比控制，在不处于上述第1发动机运转区域的情况下，进行向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态的排气管内喷射浓空燃比控制，
在进行EGR浓空燃比控制的情况下，判断搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中，
在判断为加速中时，如果废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制，如果废气温度不为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则延期再生控制。
4、一种废气净化系统，其特征在于，具有：
NOx吸藏还原型催化剂，在废气的空燃比为稀空燃比状态时吸藏NOx、且在为浓空燃比状态时将所吸藏的NOx放出并且还原；以及
再生控制装置，在判断为推定由该NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制，
上述再生控制装置，
判断发动机运转状态是否处于废气温度为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域，在处于上述第1发动机运转区域的情况下，通过EGR量的控制进行使废气中的空燃比为浓空燃比状态的EGR浓空燃比控制，在不处于上述第1发动机运转区域的情况下，进行向排气管内直接喷射燃料从而使废气中的空燃比为浓空燃比状态的排气管内喷射浓空燃比控制，
在进行EGR浓空燃比控制的情况下，判断搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中，
在判断为加速中时，直到车辆为加速中的判断结束为止，进行延期再生控制的控制。
5、如权利要求4所述的废气净化系统，其特征在于，
上述再生控制装置，
在上述判断为加速中时，如果上述NOx吸藏还原型催化剂的NOx净化率为规定净化率以下、且废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制。
6、一种废气净化系统，其特征在于，具有：
NOx吸藏还原型催化剂，在废气的空燃比为稀空燃比状态时吸藏NOx、且在为浓空燃比状态时将所吸藏的NOx放出并且还原；以及
再生控制装置，在判断为推定由该NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx吸藏推定量达到规定的判断值时，进行用于恢复该NOx吸藏还原型催化剂的NOx吸藏能力的再生控制，
上述再生控制装置，
判断发动机运转状态是否处于废气温度为规定的模式判断温度以下的第1发动机运转区域，在处于上述第1发动机运转区域的情况下，通过EGR量的控制进行使废气中的空燃比为浓空燃比状态的EGR浓空燃比控制，在不处于上述第1发动机运转区域的情况下，进行向排气管内直接喷射燃料从而使废气的空燃比为浓空燃比状态的排气管内喷射浓空燃比控制，
在进行EGR浓空燃比控制的情况下，判断搭载有该废气净化系统的车辆是否为加速中，
在判断为加速中时，如果废气温度为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行并用EGR浓空燃比控制和排气管内喷射浓空燃比控制的并用浓空燃比控制，如果废气温度不为排气管内喷射的下限温度阈值以上，则进行延期再生控制的控制。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009055809A2 (en) * 2007-10-27 2009-04-30 Walbro Engine Management, L.L.C. Engine fuel delivery systems, apparatus and methods
JP4905415B2 (ja) * 2007-11-13 2012-03-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP4998326B2 (ja) * 2008-02-27 2012-08-15 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP5115328B2 (ja) * 2008-05-20 2013-01-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP2010084614A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Mazda Motor Corp エンジンシステムの制御方法及び制御装置
JP5158437B2 (ja) * 2008-09-30 2013-03-06 マツダ株式会社 エンジンシステムの制御方法及び制御装置
JP2010169032A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの制御装置
JP5071436B2 (ja) 2009-05-12 2012-11-14 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
WO2011038085A1 (en) * 2009-09-23 2011-03-31 Glaxosmithkline Llc Combination
CN102770026B (zh) * 2009-09-23 2015-04-01 葛兰素史密斯克莱有限责任公司 组合
US8822887B2 (en) 2010-10-27 2014-09-02 Shaw Arrow Development, LLC Multi-mode heater for a diesel emission fluid tank
US8869512B2 (en) * 2011-04-06 2014-10-28 Commins Inc. Combined engine out NOX management
JP5704257B2 (ja) * 2012-06-21 2015-04-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP6287539B2 (ja) 2014-04-24 2018-03-07 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム
USD729722S1 (en) 2014-05-28 2015-05-19 Shaw Development LLC Diesel emissions fluid tank floor
USD729141S1 (en) 2014-05-28 2015-05-12 Shaw Development LLC Diesel emissions fluid tank
JP6390952B2 (ja) * 2014-08-29 2018-09-19 三菱自動車工業株式会社 車両の制御装置
DE102014224578A1 (de) * 2014-12-02 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Betrieb eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine
JP2016173092A (ja) * 2015-03-18 2016-09-29 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム
US9574484B1 (en) * 2015-11-24 2017-02-21 GM Global Technology Operations LLC Engine control for diesel particulate filter efficiency assessment
DE102017000732A1 (de) * 2016-02-12 2017-08-17 Mazda Motor Corporation Motorsteuerung bzw. Regelung
KR102371252B1 (ko) * 2017-10-25 2022-03-04 현대자동차 주식회사 냉시동 시 차량 제어 시스템 및 방법
DE102017223819A1 (de) * 2017-12-27 2019-06-27 Hyundai Motor Company Regenerationssystem, Fahrzeug umfassend dasselbe und Regenerationsverfahren

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2605579B2 (ja) 1993-05-31 1997-04-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE59711876D1 (de) * 1996-09-05 2004-09-30 Volkswagen Ag Abgasreinigungsverfahren für eine brennkraftmaschine
DE19716275C1 (de) * 1997-04-18 1998-09-24 Volkswagen Ag Verfahren zur Stickoxidreduzierung im Abgas einer Brennkraftmaschine
JP3277881B2 (ja) * 1998-04-06 2002-04-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2003090211A (ja) * 2001-09-17 2003-03-28 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化方法
JP3797224B2 (ja) * 2002-01-07 2006-07-12 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3767483B2 (ja) * 2002-01-08 2006-04-19 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4269706B2 (ja) 2003-02-05 2009-05-27 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システムを備えたエンジンの燃料噴射制御方法
DE102005014872A1 (de) * 2004-03-31 2005-11-17 Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corp. Abgasreinigungsvorrichtung
JP4196872B2 (ja) * 2004-04-09 2008-12-17 いすゞ自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置

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