CN101091045A - 用于发动机的排气净化装置 - Google Patents

用于发动机的排气净化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101091045A
CN101091045A CNA2006800015886A CN200680001588A CN101091045A CN 101091045 A CN101091045 A CN 101091045A CN A2006800015886 A CNA2006800015886 A CN A2006800015886A CN 200680001588 A CN200680001588 A CN 200680001588A CN 101091045 A CN101091045 A CN 101091045A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
exhaust
expeling
air
fuel ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800015886A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101091045B (zh
Inventor
出村隆行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN101091045A publication Critical patent/CN101091045A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101091045B publication Critical patent/CN101091045B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F02D41/1443—Plural sensors with one sensor per cylinder or group of cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0032—Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • F02D41/004—Control of the valve or purge actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003—Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0042—Controlling the combustible mixture as a function of the canister purging, e.g. control of injected fuel to compensate for deviation of air fuel ratio when purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F02D41/028—Desulfurisation of NOx traps or adsorbent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于发动机的排气净化装置。该装置包括：多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；连接到所述排气支管下游端的公共排气管；以及布置在所述公共排气管中的NOx催化剂。当通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比和控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而执行用于再生NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理并且包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中时，驱除气体的量和驱除气体的量相对于流经进气管的新鲜空气的量的比率中的一个基于驱除气体中的燃料蒸汽浓度而被控制。

Description

用于发动机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及一种用于发动机的排气净化装置。
背景技术
作为用于还原并且净化从发动机排出的排气中所包含的氮氧化物(NOx)的催化剂，已知一种催化剂，当流入其中的排气的空燃比大于(稀于)理论空燃比时，该催化剂吸收或存储排气中所包含的NOx以将该NOx保持在其中，并且当流入其中的排气的空燃比为理论空燃比或小于理论空燃比时，该催化剂还原并且净化保持在其中的NOx。在未审定日本专利公报No.2004-68690中公开了设置有上述催化剂(以下称作NOx催化剂)的发动机。
公报No.2004-68690中所公开的发动机包括六个气缸，这六个气缸被分成两个气缸组。每个气缸组都连接到排气支管。此外，排气支管在其下游端与公共排气管连接。NOx催化剂布置在公共排气管中。
除NOx外，排气还包含硫氧化物(SOx)。因此，除NOx外，NOx催化剂还可以保持SOx。当NOx催化剂保持SOx时，即被硫酸盐污染(硫中毒)时，NOx催化剂保持NOx的能力下降。因此，为了维持NOx催化剂保持NOx的高能力，SOx应当被从NOx催化剂除去。在这方面，当NOx催化剂的温度升高至SOx能够从NOx催化剂除去的温度并且具有理论空燃比或浓(尤其是稍稍有些浓)空燃比的排气被供给到NOx催化剂时，SOx能够被从NOx催化剂除去，即，被硫酸盐污染的NOx催化剂被再生。
根据公报No.2004-68690中所公开的发动机，为了从NOx催化剂除去SOx，执行用于再生NOx催化剂的硫酸盐污染的以下处理。即，从一个气缸组排出的排气的空燃比被控制为浓空燃比，而从其余气缸组排出的排气的空燃比被控制为稀空燃比。然后，具有浓空燃比的排气(以下称作浓排气)和具有稀空燃比的排气(以下称作稀排气)彼此混合并且流入NOx催化剂。在这种情况下，浓排气的浓程度和稀排气的稀程度被控制为，使得由浓排气和稀排气的混合所产生的排气的空燃比为理论空燃比。
在这种情况下，流入NOx催化剂的排气的空燃比被控制为理论空燃比。此外，当浓排气和稀排气彼此混合时，浓排气中包含的碳氢(HC)与稀排气中包含的氧发生反应。因此，由HC和氧的反应所产生的热升高了排气的温度从而也升高了NOx催化剂的温度。由此，NOx催化剂的温度被升高至SOx能够被从NOx催化剂除去的温度并且具有理论空燃比的排气被供给到NOx催化剂中。结果，SOx被从NOx催化剂除去。
已知一种发动机，该发动机包括用于吸收并且存储燃料箱中所产生的燃料蒸汽的炭罐。在该发动机中，为了防止罐中的活性碳充满燃料蒸汽，当发动机工作时，燃料蒸汽被从该罐排出到进气管中。
排出到进气管中的燃料蒸汽被导入到气缸中。在公报No.2004-68690中所公开的发动机中，当硫酸盐污染再生处理被执行时如果燃料蒸汽从罐排出到进气管中，则被供给到各气缸的燃料的量增加所排出的燃料蒸汽的量。在这种情况下，尤其是在当硫酸盐污染再生处理被执行时排出浓排气的气缸中燃料的量变得非常大。因此，在该气缸中燃料可能没有燃烧。
本发明的目的是确保在当NOx催化剂的硫酸盐污染再生处理被执行时混合气小于(浓于)理论空燃比的气缸中燃料燃烧。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于发动机的排气净化装置，包括：多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行并且包含燃料蒸汽的驱除(排出，purge)气体被驱除到进气管中时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个基于所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度而被控制。
根据本发明的第二方面，在第一方面中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行、所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个减小。
根据本发明的第三方面，在第一方面中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行并且所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个与所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地减小。
根据本发明的第四方面，提供一种用于发动机的排气净化装置，包括：多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行、包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中并且排出具有浓空燃比排气的气缸中混合气的浓程度大于预定程度时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个减小。
根据本发明的第五方面，在第四方面中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行、所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个减小。
根据本发明的第六方面，提供一种用于发动机的排气净化装置，包括：多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行并且包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个与排出具有浓空燃比排气的气缸中混合气的浓程度基本成反比地减小。
根据本发明的第七方面，在第六方面中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行并且所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个与所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地减小。
根据本发明的第八方面，提供一种用于发动机的排气净化装置，包括：多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行并且包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中时，各气缸中混合气的空燃比基于所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度而被控制。
根据本发明的第九方面，在第八方面中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行、所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，排出具有浓空燃比排气的气缸中混合气的浓程度减小，而排出具有稀空燃比排气的气缸中混合气的稀程度增大。
根据本发明的第十方面，在第八方面中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行并且所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中时，排出具有浓空燃比排气的气缸中混合气的浓程度与所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地减小，而排出具有稀空燃比排气的气缸中混合气的稀程度与所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成正比地增大。
根据本发明的第十一方面，提供一种用于发动机的排气净化装置，包括：多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行、包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，所述硫酸盐污染再生处理不被执行。
根据本发明的第十二方面，在第十一方面中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行、所述包括燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于所述预定浓度时，所述硫酸盐污染再生处理不被执行，而所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个增大。
附图说明
结合附图，从以下所述对本发明优选实施例的说明中，可以更全面地理解本发明，附图中：
图1示出设置有根据本发明的排气净化装置的发动机的例子；
图2示出三元催化剂的净化特性；
图3示出线性空燃比传感器的输出特性；
图4示出O2传感器的输出特性；
图5示出作为发动机转速N和所需转矩T的函数的驱除率R的脉谱图；
图6示出根据本发明第一实施例用于控制驱除控制阀的例程的例子；
图7示出根据本发明第二实施例用于控制驱除控制阀的例程的例子；
图8示出根据本发明第三实施例用于控制驱除控制阀的例程的例子；
图9示出根据本发明第四实施例用于控制驱除控制阀的例程的例子。
具体实施方式
参照附图，将说明本发明的实施例。图1示出了设置有根据本发明的排气净化装置的发动机。在图1中，1表示发动机的机体，并且#1至#4分别表示第一气缸、第二气缸、第三气缸以及第四气缸。在气缸#1至#4中分别设置有燃料喷射器21、22、23以及24。进气管4经由进气支管3连接到气缸。第一排气支管5连接到第一气缸#1和第四气缸#4，第二排气支管6连接到第二气缸#2和第三气缸#3。当第一和第四气缸的组合被称为第一气缸组并且第二和第三气缸的组合被称为第二气缸组时，第一排气支管5连接到第一气缸组并且第二排气支管6连接到第二气缸组。排气支管5和6彼此连接并且连接到公共排气管7。
第一排气支管5在其下游部分是单个管，但在其上游部分分支为两个副排气支管。此外，所述副排气支管分别连接到第一和第四气缸。类似地，第二排气支管6在其下游部分是单个管，但在其上游部分分支为两个副排气支管。此外，所述副排气支管分别连接到第二和第三气缸。以下，排气支管的副排气支管被称为排气支管的分支部分，排气支管的下游单个部分被称为排气支管的集合部分。
在排气支管5和6的集合部分中分别布置有三元催化剂8和9。在排气管7中布置有NOx催化剂10。在排气管5和6的集合部分中三元催化剂8和9的上游分别布置有空燃比传感器11和12。在排气管7中NOx催化剂10的上游和下游分别布置有空燃比传感器13和14。
如图2所示，当催化剂8和9的温度大于一定温度(即，活性化温度)并且流入催化剂8和9的排气的空燃比大致为理论空燃比(即，在图2中的区域X内)时，三元催化剂8和9能够以高净化率净化排气中所包含的氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)以及碳氢(HC)。另一方面，三元催化剂具有氧吸收/释放能力，即，当流入三元催化剂的排气的空燃比大于(稀于)理论空燃比时三元催化剂吸收排气中所包含的氧，并且当流入三元催化剂的排气的空燃比小于(浓于)理论空燃比时三元催化剂释放所吸收的氧。当氧吸收/释放能力正常工作时，三元催化剂中的空燃比基本维持在理论空燃比并且即使流入三元催化剂的排气的空燃比大于或小于理论空燃比，NOx、CO以及HC也以高净化率被净化。
当NOx催化剂10的温度大于一定温度(即，活性化温度)并且流入NOx催化剂10的排气的空燃比大于(稀于)理论空燃比时，NOx催化剂通过吸收或存储排气中所包含的NOx而将该NOx保持在其中。另一方面，当NOx催化剂10的温度大于一定温度(即，活性化温度)并且流入NOx催化剂10的排气的空燃比小于(浓于)理论空燃比时，NOx催化剂10通过还原NOx而净化所保持的NOx。
在NOx保持在NOx催化剂10中的条件下，如果排气包含硫氧化物(SOx)，则SOx也保持在NOx催化剂10中。如前文所述，当SOx保持在NOx催化剂10中时，NOx催化剂能够在其中保持的NOx的量减少。因此，为了尽可能地维持NOx催化剂的高NOx保持能力，SOx应当被从NOx催化剂除去。在这方面，SOx可以通过在NOx催化剂的温度维持在Sox能够被除去的温度的条件下供给具有理论空燃比或浓空燃比(尤其是，接近理论空燃比的浓空燃比)的排气到NOx催化剂而被从NOx催化剂除去。换句话说，当NOx催化剂的温度维持在一定温度并且具有理论空燃比或浓空燃比的排气被供给到NOx催化剂时，本实施例的NOx催化剂释放SOx。
根据本实施例，当需要从NOx催化剂10除去SOx时，执行用于将NOx催化剂的温度维持在SOx能够被除去的温度并且供给具有理论空燃比或浓空燃比的排气到NOx催化剂的硫酸盐污染再生处理(以下称为SPR处理)。也就是说，根据本实施例的SPR处理，气缸中混合气的空燃比被控制为从第一和第四气缸(即，第一气缸组)排出具有浓空燃比的排气(以下称为浓排气)并且从第二和第三气缸(即，第二汽缸组)排出具有稀空燃比的排气(以下称为稀排气)。
在SPR处理中，浓排气的浓程度和稀排气的稀程度被控制为，使得由浓排气和稀排气的组合所产生并且流入NOx催化剂10的排气的空燃比为理论空燃比或预定浓空燃比。
一般情况下，SOx能够被从NOx催化剂10除去的温度(以下称为SOx可除去温度)高于NOx催化剂能够保持或净化NOx的温度。因此，为了从NOx催化剂除去SOx，需要升高NOx催化剂的温度。关于这点，根据本实施例的SPR处理，作为浓排气与稀排气的混合并且然后浓排气中所包含的HC与稀排气中所包含的氧的反应的结果，产生了反应热。反应热将NOx催化剂的温度升高至SOx可除去温度。
如前文所述，为了从NOx催化剂10除去SOx，需要供给具有理论空燃比或浓空燃比的排气到NOx催化剂中。关于这点，根据本实施例的SPR处理，流入NOx催化剂的排气处于理论空燃比或浓空燃比。因此，根据该SPR处理，SOx能够被从NOx催化剂除去。
应当注意，在SPR处理中从气缸排出的浓排气的空燃比优选为接近理论空燃比的浓空燃比，并且因而在SPR处理中从气缸排出的稀排气的空燃比优选为接近理论空燃比的稀空燃比。
作为空燃比传感器，例如，具有如图3所示的电流输出特性的空燃比传感器，即所谓的线性空燃比传感器是公知的。当排气的空燃比为理论空燃比时线性空燃比传感器输出0A，并且电流值与排气的空燃比基本成反比地增加。也就是说，取决于排气的空燃比，线性空燃比传感器线性地输出电流值。
此外，作为空燃比传感器，例如，具有如图4所示的电压输出特性的空燃比传感器，即所谓的O2传感器是公知的。当排气的空燃比大于理论空燃比时O2传感器输出大致为0V，并且当排气的空燃比小于理论空燃比时输出大致为1V。在排气的空燃比大约为理论空燃比的空燃比区域，输出电压值横穿0.5V剧烈地变化。也就是说，当排气的空燃比大于理论空燃比时以及当排气的空燃比小于理论空燃比时，O2传感器分别输出不同的恒定电压值。
在本发明的实施例中，作为布置在三元催化剂8和9上游的空燃比传感器11和12以及布置在三元催化剂与NOx催化剂10之间的空燃比传感器13，采用线性空燃比传感器。此外，作为布置在NOx催化剂下游的空燃比传感器14，采用O2传感器。在本实施例中，基于来自传感器的输出，各气缸中混合气的空燃比被控制为目标空燃比。作为根据本实施例的空燃比控制的例子，将说明当发动机通常工作时执行的通常空燃比控制(以下称为通常A/F控制)。
首先，将说明本实施例的通常A/F控制的概略。当布置在三元催化剂8和9上游的空燃比传感器11和12(以下分别称为线性传感器)指示排气的空燃比(以下称为排气空燃比)大于(稀于)理论空燃比时，气缸中填充的混合气的空燃比(以下称为混合气空燃比)也大于(稀于)理论空燃比，因而从燃料喷射器喷射到气缸中的燃料的量(以下称为燃料喷射量)增加，以使得混合气空燃比成为理论空燃比。另一方面，当线性传感器11和12指示排气空燃比小于(浓于)理论空燃比时，燃料喷射量减少以使得混合气空燃比成为理论空燃比。
基本地，通过如上所述控制燃料喷射量，混合气空燃比被控制为理论空燃比。然而，当线性传感器11和12中产生输出误差时，混合气空燃比没有被控制为理论空燃比。例如，如果线性传感器趋向于指示小于(浓于)实际排气空燃比的排气空燃比，则即使当实际排气空燃比被控制为理论空燃比时，排气空燃比也被认为小于(浓于)理论空燃比。在这种情况下，燃料喷射量减少，因而混合气空燃比被控制为大于(稀于)理论空燃比的空燃比。另一方面，如果线性传感器趋向于指示大于(稀于)实际排气空燃比的排气空燃比，则混合气空燃比被控制为小于(浓于)理论空燃比的空燃比。
在本实施例中，通过使用在NOx催化剂10下游的O2传感器14补偿线性传感器11和12的输出误差。也就是说，当线性传感器中没有产生输出误差因而混合气空燃比被控制为理论空燃比时，从NOx催化剂流出的排气的空燃比被控制为理论空燃比。在这种情况下，O2传感器输出与理论空燃比相对应的0.5V(以下称为基准输出电压值)。
然而，当线性传感器中产生输出误差因而例如混合气空燃比被控制为小于(浓于)理论空燃比的空燃比时，从NOx催化剂10流出的排气的空燃比被控制为小于(浓于)理论空燃比的空燃比。在这种情况下，O2传感器14输出与小于(浓于)理论空燃比的空燃比相对应的电压值。在这种情况下，O2传感器的输出电压值与基准输出电压值之间的差值指示线性传感器的输出误差。因此，在本实施例中，基于O2传感器的输出电压值与基准输出电压值之间的差值，线性传感器的输出电流值被修正从而补偿线性传感器的输出误差。
另一方面，当线性传感器中产生输出误差因而混合气空燃比被控制为大于(稀于)理论空燃比的空燃比时，基于O2传感器14的输出电压值与基准输出电压值之间的差值，线性传感器的输出电流值被修正从而补偿线性传感器的输出误差。
将详细说明本实施例的通常A/F控制。在本实施例中，通过使用以下的表达式1确定使得混合气空燃比为理论空燃比的开启燃料喷射器的基本时段(以下称为基本开启时段)。
TAUB＝α*Ga/Ne                          (1)
在表达式1中，α是常数，Ga是进气量(即，气缸中空气的量)，Ne是发动机转速。也就是说，根据本实施例，基本开启时段通过使用每单位发动机转速的进气量而计算出，因而基本开启时段与每单位发动机转速的进气量基本成正比地增加。
此外，通过使用以下的表达式2确定燃料喷射器的开启时段TAU。
TAU＝TAUB*F1*β*γ                       (2)
在表达式2中，F1是如下所述计算出的修正系数(以下称为主修正系数)，β和γ分别是基于发动机工作状态所确定的常数。
通过使用以下的表达式3计算主修正系数F1。
F1＝Kp1*(I-F2-I0)+Ki1*∫(I-F2-I0)dt+Kd1*d(I-F2-I0)/dt
                                              (3)
在表达式3中，I0是当排气空燃比为理论空燃比时从线性传感器11和12输出的电流值。I是从线性传感器11和12实际输出的电流值。F2是如下所述计算出的修正系数(以下，称为副修正系数)。Kp1是比例增益，Ki1是积分增益，Kd1是微分增益。因此，主修正系数F1是被PID控制的。
另一方面，通过使用以下的表达式4计算副修正系数F2。
F2＝Kp2*(V0-V)+Ki2*∫(V0-V)dt+Kd2*d(V0-V)/dt  (4)
在表达式4中，V0是当排气空燃比为理论空燃比时从O2传感器14输出的电压值。V是从O2传感器14实际输出的电压值。Kp2是比率增益，Ki2是积分增益，Kd2是微分增益。因此，副修正系数F2也是被PID控制的。
如上所述，根据本实施例，混合气空燃比被控制为理论空燃比。
在本实施例中，当执行SPR处理时，从各气缸组排出的排气的空燃比的浓程度或稀程度通过各气缸组中混合气空燃比的浓程度或稀程度而被控制为，使得流入NOx催化剂10的排气的空燃比成为预定空燃比。将说明当执行SPR处理时控制各气缸组中的混合气空燃比使得流入NOx催化剂的排气的空燃比成为理论空燃比的控制(以下称为SPR A/F比控制)。
首先，将说明本实施例的SPR A/F比控制的概略。在本实施例中，当执行SPR处理时，为了使流入NOx催化剂10的排气的空燃比为理论空燃比，一个气缸组中使混合气空燃比为理论空燃比的基本燃料喷射量增加预定量，而另一气缸组中使混合气空燃比为理论空燃比的基本燃料喷射量减少预定量。由此，具有浓空燃比的排气从一个气缸组排出，而具有稀空燃比的排气从另一气缸组排出。在这种情况下，理论上，流入NOx催化剂的排气的空燃比为理论空燃比。
然而，实际上，由于诸如燃料喷射器的功能偏差之类的原因，流入NOx催化剂的排气的空燃比经常不是理论空燃比。在这种情况下，例如，当流入NOx催化剂的排气的空燃比小于(浓于)理论空燃比时，线性传感器13输出与浓空燃比相对应的电流值。在本实施例中，当线性空燃比13输出与浓空燃比相对应的电流值时，具有浓空燃比的混合气在其中燃烧的气缸中的燃料喷射量减少，和/或具有稀空燃比的混合气在其中燃烧的气缸中的燃料喷射量减少，使得流入NOx催化剂的排气的空燃比成为理论空燃比。
另一方面，当线性传感器13输出与稀空燃比相对应的电流值时，具有浓空燃比的混合气在其中燃烧的气缸中的燃料喷射量增加，和/或具有稀空燃比的混合气在其中燃烧的气缸中的燃料喷射量增加，使得流入NOx催化剂的排气的空燃比成为理论空燃比。
当各气缸中的燃料喷射量被如上所述控制时，如果线性传感器13中没有产生输出误差，则流入NOx催化剂10中的排气的空燃比被控制为理论空燃比。然而，如果线性传感器13中产生输出误差因而例如传感器13趋向于输出与小于(浓于)实际空燃比的空燃比相对应的电流值，则流入NOx催化剂的排气的空燃比被控制为大于(稀于)理论空燃比的空燃比。另一方面，如果传感器13趋向于输出与大于(稀于)实际空燃比的空燃比相对应的电流值，则流入NOx催化剂的排气的空燃比被控制为小于(浓于)理论空燃比的空燃比。
例如，当流入NOx催化剂10的排气的空燃比小于(浓于)理论空燃比时，O2传感器14输出大于基准输出电压值——该基准输出电压值是当排气空燃比为理论空燃比时从O2传感器输出的电压值——的电压值。在这种情况下，从O2传感器实际输出的电压值与基准输出电压值之间的差值指示线性传感器13的输出误差。在本实施例中，基于从O2传感器实际输出的电压值与基准输出电压值之间的差值，从线性传感器输出的电流值被修正从而补偿线性传感器的输出误差。
类似地，当流入NOx催化剂10的排气的空燃比大于(稀于)理论空燃比时，基于从O2传感器14实际输出的电压值与基准输出电压值之间的差值，从线性传感器输出的电流值被修正从而补偿线性传感器的输出误差。
将详细说明本实施例的SPR A/F比控制。在本实施例中，通过使用以下的表达式5确定基本开启时段，该基本开启时段对应于开启燃料喷射器以使得混合气空燃比为理论空燃比的时段。
TAUB＝α*Ga/Ne                                     (5)
该表达式5与表达式1相同。α是常数，Ga是进气量，Ne是发动机转速。
此外，通过使用以下的表达式6最终确定具有浓空燃比的混合气在其中燃烧的气缸中燃料喷射器的开启时段TAUR，而通过使用以下的表达式7最终确定具有稀空燃比的混合气在其中燃烧的气缸中燃料喷射器的开启时段TAUL。
TAUR＝TAUB*R*F3*β*γ        (6)
TAUL＝TAUB*L*F3*β*γ    (7)
在表达式6和7中，R是大于1的常数从而延长基本开启时段以增加燃料喷射量，而L是小于1的常数从而缩短基本开启时段以减少燃料喷射量。F3是如下所述计算出的修正系数(以下称为SPR主修正系数)。β和γ分别是基于发动机工作状态所确定的常数。
通过使用以下的表达式8计算SPR主修正系数F3。
F3＝Kp3*(I-F4-I0)+Ki3*∫(I-F4-I0)dt+Kd3*d(I-F4-I0)/dt
                                                 (8)
在表达式8中，I0是当排气空燃比为理论空燃比时从线性传感器13输出的电流值。I是从线性传感器13实际输出的电流值。F4是如下所述计算出的修正系数(以下称为SPR副修正系数)。Kp3是比例增益，Ki3是积分增益，Kd3是微分增益。因此，SPR主修正系数F3是被PID控制的。
另一方面，通过使用以下的表达式9计算SPR副修正系数F4。
F4＝Kp4*(V0-V)+Ki4*∫(V0-V)dt+Kd4*d(V0-V)/dt(9)
在表达式9中，V0是当排气空燃比为理论空燃比时从O2传感器14输出的电压值。V是从O2传感器14实际输出的电压值。Kp4是比例增益，Ki4是积分增益，Kd4是微分增益。因此，SPR副修正系数F4也是被PID控制的。
如上所述，根据本实施例，当执行SPR处理时，流入NOx催化剂10的排气的空燃比被控制为理论空燃比。
如图1所示，本实施例的发动机具有炭罐32，该炭罐容纳用于通过在其上吸收燃料箱30中所产生的燃料蒸汽而保持燃料蒸汽的活性炭31。在活性炭31的一侧，炭罐33的内部33经由蒸汽通道34与燃料箱30的内部连通并且能够经由驱除通道35与节气门36下游的进气管4的内部连通。在驱除通道35中布置有用于控制驱除通道35的流通截面积的驱除控制阀37。当驱除控制阀37打开时，炭罐32的内部33经由驱除通道35与进气管4连通。此外，在活性炭31的另一侧，炭罐32的内部38经由空气管39与大气连通。
如上所述，燃料箱30中所产生的燃料蒸汽被保持在炭罐32的活性碳31上。然而，能够由活性炭31保持的燃料蒸汽的量是有限的。因此，在活性炭31被燃料蒸汽饱和之前，燃料蒸汽应当被从活性炭31除去。在本实施例中，当发动机工作并且满足预定条件时，驱除控制阀37被打开以将燃料蒸汽从活性炭31经由驱除通道35排出到进气管4中。
也就是说，当发动机工作时，在节气门36下游的进气管4中产生负压(以下称为进气负压)。因此，当驱除控制阀37被打开时，进气负压经由驱除通道35被导入炭罐32中。通过该被导入的进气负压，空气经由空气通道35被导入炭罐32中并且经由驱除通道35被导入进气管4中。借助于流经炭罐32的空气，保持在活性炭31上的燃料蒸汽被导入进气管4中。在本实施例中，例如，当执行通常A/F控制时，驱除控制阀37被打开以将燃料蒸汽从炭罐32导入到进气管4中。将详细说明当执行通常A/F控制时驱除控制阀37的控制。
在本实施例中，基于发动机工作状态，特别是发动机转速和所需转矩，确定用于通常A/F控制的驱除率。驱除率对应于经由驱除通道35导入到进气管4的包含空气和燃料蒸汽的气体(以下称为驱除气体)的量相对于从节气门36上游导入到各气缸的空气(以下称为新鲜空气)的量的比率。也就是说，在本实施例中，当执行通常A/F控制时，基于发动机转速和所需转矩确定目标驱除率，并且驱除控制阀37的开度被控制为使得实际驱除率成为目标驱除率。当新鲜空气的量恒定时，驱除率与驱除控制阀37的开度基本成比例地增加。
在这种情况下，例如，如图5所示，准备作为发动机转速N和所需转矩T的函数的目标驱除率的脉谱图，并且使用该脉谱图确定目标驱除率，或者代替该脉谱图，准备用于基于上述参数计算目标驱除率的计算表达式，并且使用该计算表达式确定目标驱除率。
当执行通常A/F控制并且驱除气体被导入进气管4时，被导入各气缸的燃料的量增加驱除气体中所包含的燃料蒸汽的量。在这种情况下，填充各气缸的混合气的空燃比偏离理论空燃比。然而，这种偏离通过使用空燃比传感器11、12和14进行上述空燃比控制而被消除。
在本实施例中，当执行SPR处理时，驱除控制阀37被打开以将燃料蒸汽从炭罐32导入到进气管4中。将说明当执行SPR处理时的驱除控制阀37的控制。
在当执行SPR处理时驱除控制阀37的控制的第一实施例中，当执行通常A/F控制时，检测驱除气体中的燃料蒸汽浓度。然后，基于所检测到的驱除气体中的燃料蒸汽浓度，确定用于SPR处理的目标驱除率。特别是，当所检测到的驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，减小驱除率。另一方面，当所检测到的驱除气体中的燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，增大驱除率。可替换地，目标驱除率与所检测到的驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地减小。根据这样，驱除控制阀37的开度被控制为使得实际驱除率成为目标驱除率。
由于确保了在浓燃烧气缸中燃料燃烧，基于驱除气体中的燃料蒸汽浓度确定用于SPR处理的驱除率是有利的。也就是说，当在执行SPR处理时燃料蒸汽被导入浓燃烧气缸时，浓燃烧气缸中的燃料喷射量通过上述空燃比控制而减少，因而可能确保在浓燃烧气缸中燃料燃烧。然而，浓燃烧气缸中的燃料喷射量并不总是减少。也就是说，可能仅稀燃烧气缸中的燃料喷射量减少。在这种情况下，浓燃烧气缸中燃料的量很大，因而燃料可能没有燃烧。然而，根据本实施例，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度很大时，即，当预期被导入浓燃烧气缸的燃料蒸汽的量很大时，驱除率减小以减少被导入浓燃烧气缸的燃料蒸汽的量。因此，可以确保在浓燃烧气缸中燃料燃烧。
应当注意，在本实施例中，为了确定用于SPR处理的目标驱除率，除了燃料蒸汽浓度外，可以使用发动机工作状态，特别是发动机转速和所需转矩。
在这种情况下，例如，准备作为燃料蒸汽浓度的函数或作为燃料蒸汽浓度、发动机转速以及所需转矩的函数的驱除率的脉谱图，并且使用该脉谱图确定驱除率。或者，代替脉谱图，准备用于基于上述参数计算驱除率的计算表达式，并且使用该计算表达式确定驱除率。
此外，可以通过基于驱除气体中的燃料蒸汽浓度修正目标驱除率——该目标驱除率基于发动机工作状态针对通常A/F控制而确定——确定用于SPR处理的目标驱除率。在这种情况下，具体地，以与在通常A/F控制中所使用方式相同的方式，基于发动机工作状态(特别地，发动机转速和所需转矩)确定在前目标(初始目标，pre-target)驱除率。然后，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除率被设定为在前目标驱除率。另一方面，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除率被设定为小于在前目标驱除率的比率，或者被设定为与驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地从在前目标驱除率减小的比率。
此外，在上述实施例中，用于SPR处理的目标驱除率取决于驱除气体中的燃料蒸汽浓度而变化。然而，可以是用于SPR处理的被导入进气管的驱除气体的目标量取决于燃料蒸汽浓度而变化。在这种情况下，具体地，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，目标驱除气体量被设定为较小的量。另一方面，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，目标驱除气体量被设定为较大的量。或者，目标驱除气体量被设定为与驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地变化的量。此外，在基于发动机工作状态(特别地，发动机转速和所需转矩)确定用于通常A/F控制的目标驱除气体量而不是目标驱除率的情况下，当执行SPR处理时，以与当执行通常A/F控制时所使用方式相同的方式，基于发动机工作状态确定在前目标驱除气体量。然后，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除气体量被设定为在前目标驱除气体量。另一方面，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除气体量被设定为小于在前目标驱除气体量的量，或者被设定为与驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地从在前目标驱除气体量减小的量。
应当注意，当在执行SPR处理时驱除气体被导入进气管4时，被导入各气缸的燃料的量增加驱除气体中所包含的燃料蒸汽的量，因而填充各气缸的混合气的空燃比偏离目标空燃比。然而，在这种情况下，如上所述，通过使用空燃比传感器13和14的空燃比控制补偿空燃比与目标空燃比的偏差。
图6示出了根据第一实施例的用于控制驱除控制阀37的例程的例子。在图6所示的例程中，在步骤10，判断是否需要执行SPR处理。当不需要执行SPR处理时，例程终止。另一方面，当需要执行SPR处理时，例程转到步骤11，在步骤11中读出在通常A/F控制中所检测到的驱除气体中的燃料蒸汽浓度。然后，在步骤12，基于在步骤11所读出的燃料蒸汽浓度，如上所述与第一实施例相结合，确定目标驱除率。此后，在步骤13，控制驱除控制阀37的开度使得驱除率成为在步骤12所确定的目标驱除率。
将说明根据第二实施例在SPR处理中驱除控制阀37的控制。在本实施例中，基于浓燃烧气缸——当执行SPR处理时具有浓空燃比的排气从该浓燃烧气缸排出——中混合气的浓程度确定目标驱除率。具体地，当浓燃烧气缸中混合气的浓程度大于预定程度时，目标驱除率被设定为较小的比率。另一方面，当浓燃烧气缸中混合气的浓程度小于预定程度时，目标驱除率被设定为较大的比率。或者，目标驱除率被设定为与浓燃烧气缸中混合气的浓程度基本成反比地变化的比率。然后，驱除控制阀37的开度被控制为使得驱除率成为目标驱除率。
由于确保了在浓燃烧气缸中燃料燃烧，当执行SPR处理时基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度确定用于SPR处理的目标驱除率是有利的。也就是说，当浓燃烧气缸中混合气的浓程度很大并且燃料蒸汽通过向浓燃烧气缸中导入驱除气体而被导入其中时，浓燃烧气缸中燃料的量变得很大，因而燃料可能没有燃烧。在这种情况下，根据本实施例，目标驱除率减小以减少被导入浓燃烧气缸的燃料蒸汽的量。因此，确保了在浓燃烧气缸中燃料燃烧。
可替换地，在本实施例中，除了浓燃烧气缸中混合气的浓程度外，还可以使用发动机工作状态(特别地，发动机转速和所需转矩)确定用于SPR处理的目标驱除率。
在这种情况下，例如，准备作为浓燃烧气缸中混合气的浓程度的函数或作为浓燃烧气缸中混合气的浓程度、发动机转速以及所需转矩的函数的目标驱除率的脉谱图，并且使用该脉谱图确定目标驱除率，或者代替脉谱图，准备用于基于上述参数计算目标驱除率的计算表达式，并且使用该计算表达式确定目标驱除率。
此外，可以基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度和驱除气体中的燃料蒸汽浓度确定用于SPR处理的目标驱除率。在这种情况下，具体地，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，如上所述基于浓气缸中混合气的浓程度所确定的用于SPR处理的目标驱除率减小。另一方面，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，如上所述基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度所确定的用于SPR处理的目标驱除率增大。或者，如上所述基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度所确定的用于SPR处理的目标驱除率被设定为与驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地变化的比率。
同样，在这种情况下，除了浓燃烧气缸中混合气的浓程度和驱除气体中的燃料蒸汽浓度外，可以使用发动机工作状态(特别地，发动机转速和所需转矩)确定用于SPR处理的目标驱除率。
此外，例如，准备作为浓燃烧气缸中混合气的浓程度和驱除气体中的燃料蒸汽浓度的函数或作为浓燃烧气缸中混合气的浓程度、驱除气体中的燃料蒸汽浓度、发动机转速以及所需转矩的函数的目标驱除率的脉谱图，并且使用该脉谱图确定目标驱除率，或者代替脉谱图，准备用于基于上述参数计算目标驱除率的计算表达式，并且使用该计算表达式确定目标驱除率。
此外，可以通过基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度修正目标驱除率——该目标驱除率基于发动机工作状态针对通常A/F控制而确定——确定用于SPR处理的目标驱除率。在这种情况下，具体地，以与当执行通常A/F控制时所使用方式相同的方式，基于发动机工作状态(特别地，发动机转速和所需转矩)确定在前目标驱除率。然后，当浓燃烧气缸中混合气的浓程度小于预定程度时，用于SPR处理的目标驱除率被设定为在前目标驱除率。另一方面，当浓燃烧气缸中混合气的浓程度大于预定程度时，用于SPR处理的目标驱除率被设定为小于在前目标驱除率的比率，或者被设定为与浓气缸中混合气的浓程度基本成反比地从在前目标驱除率减小的比率。
此外，可以通过基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度和驱除气体中的燃料蒸汽浓度修正目标驱除率——该目标驱除率基于发动机工作状态针对通常A/F控制而确定——确定用于SPR处理的目标驱除率。在这种情况下，具体地，如上所述基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度确定在前目标驱除率。然后，当燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除率被设定为在前目标驱除率。另一方面，当燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除率被设定为小于在前目标驱除率的比率，或者被设定为与燃料蒸汽浓度基本成反比地从在前目标驱除率减小的比率。
此外，在上述实施例中，用于SPR处理的目标驱除率取决于浓燃烧气缸中混合气的浓程度而变化。然而，可以是用于SPR处理的被导入进气管的驱除气体的目标量取决于浓燃烧气缸中混合气的浓程度而变化。在这种情况下，具体地，当浓燃烧气缸中混合气的浓程度大于预定程度时，目标驱除气体量被设定为较小的量。另一方面，当浓燃烧气缸中混合气的浓程度小于预定程度时，目标驱除气体量被设定为较大的量。或者，目标驱除气体量被设定为与浓燃烧气缸中混合气的浓程度基本成反比地变化的量。
在这种情况下，可以基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度和驱除气体中的燃料蒸汽浓度确定用于SPR处理的目标驱除气体量。在这种情况下，具体地，如上所述基于浓燃烧气缸中混合气的浓程度确定用于SPR处理的在前目标驱除气体量。然后，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除气体量被设定为小于在前目标驱除气体量的量。另一方面，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除气体量被设定为大于在前目标驱除气体量的量。或者，用于SPR处理的目标驱除气体量被设定为与驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地从在前目标驱除气体量变化的量。可替换地，在基于发动机工作状态(特别地，发动机转速和所需转矩)确定用于通常A/F控制的目标驱除气体量的情况下，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，以与在通常A/F控制中所使用方式相同的方式，用于SPR处理的目标驱除气体量被设定为基于发动机工作状态而确定的量。另一方面，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，用于SPR处理的目标驱除气体量被设定为小于以与在通常A/F控制中所使用方式相同的方式所确定的量，或者被设定为与驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地从以与在通常A/F控制中所使用方式相同的方式所确定的量减小的量。
图7示出了根据第二实施例的用于控制驱除控制阀37的例程的例子。在图7所示的例程中，在步骤20，判断是否需要执行SPR处理。当不需要执行SPR处理时，例程终止。另一方面，当需要执行SPR处理时，例程转到步骤21，在步骤21中检测浓燃烧气缸中混合气的浓程度。然后，在步骤22，基于在步骤21所检测到的浓程度，如上所述与第二实施例相结合，确定目标驱除率。然后，在步骤23，控制驱除控制阀37的开度使得驱除率成为在步骤22所确定的目标驱除率。
将说明根据第三实施例在SPR处理中驱除控制阀37的控制。在本实施例中，用于SPR处理的目标驱除率被设定为基于发动机工作状态以与通常A/F控制中所使用方式相同的方式所确定的比率。然后，驱除控制阀37的开度被控制为使得实际驱除率成为目标驱除率。此外，在本实施例中，当执行SPR处理时，基于当执行通常A/F控制时所检测到的燃料蒸汽浓度修正各气缸中的燃料喷射量。具体地，基于驱除气体中的燃料蒸汽浓度估计被驱除气体导入各气缸中的燃料蒸汽(即，燃料)的量，然后，例如，浓燃烧气缸中燃料喷射量减少被导入浓燃烧气缸的燃料蒸汽的量，而排出具有稀空燃比排气的稀燃烧气缸中燃料喷射量也减少，使得流入NOx催化剂10的排气的空燃比成为目标空燃比(特别地，理论空燃比)。
可替换地，浓燃烧气缸和稀燃烧气缸中的燃料喷射量可以减少被导入各气缸的燃料蒸汽的量。
由于确保了在浓燃烧气缸中燃料燃烧，当执行SPR处理时如上所述基于驱除气体中的燃料蒸汽浓度修正浓燃烧气缸中的燃料喷射量是有利的。也就是说，根据本实施例，当驱除气体中的燃料蒸汽浓度很大时，即，当预期被导入浓燃烧气缸的燃料蒸汽的量很大时，驱除率减小以减少被导入浓燃烧气缸的燃料蒸汽的量。因此，确保了燃料在浓燃烧气缸中燃烧。
图8示出了根据第三实施例的用于控制驱除控制阀37的例程的例子。在图8所示的例程中，在步骤30，判断是否需要执行SPR处理。当不需要执行SPR处理时，例程终止。另一方面，当需要执行SPR处理时，例程转到步骤31，在该步骤31中读出当执行通常A/F控制时所检测到的驱除气体中的燃料蒸汽浓度。然后，在步骤32，基于在步骤21所读出的燃料蒸汽浓度，如上所述与第三实施例相结合，计算出浓燃烧气缸中混合气的浓程度。然后，在步骤33，如上所述与第三实施例相结合，控制稀燃烧气缸中混合气的稀程度。然后，在步骤34，如上所述与第三实施例相结合，确定目标驱除率。此后，在步骤35，控制驱除控制阀37的开度使得实际驱除率成为在步骤34所确定的目标驱除率。
将说明根据第四实施例在SPR处理中驱除控制阀37的控制。在本实施例中，当需要执行SPR处理并且在通常A/F控制中所检测到的驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，不执行SPR处理，并且，例如，连续地执行通常A/F控制。另一方面，当燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，执行SPR处理。
在本实施例中，当SPR处理被禁止执行时，驱除控制阀37的开度可以从通常设定的开度增加以使得驱除气体中的燃料蒸汽浓度在早期小于预定浓度。结果，在早期执行SPR处理。
此外，当SPR处理被允许执行并且之后SPR处理开始时，根据上述任一实施例控制驱除控制阀37。
当驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时优选禁止执行SPR处理，因为这样可确保在浓燃烧气缸中燃料燃烧。也就是说，根据本实施例，当被导入浓燃烧气缸的燃料蒸汽的量很大时，即，当预期浓燃烧气缸中燃料的量很大时，SPR处理本身被禁止。因此，在浓燃烧气缸中燃料确定地燃烧。
图9示出了根据第四实施例的用于控制驱除控制阀37的例程的例子。在图9所示的例程中，在步骤40，判断是否需要执行SPR处理。当不需要执行SPR处理时，例程终止。另一方面，当需要执行SPR处理时，例程转到步骤41，在该步骤41中读出在通常A/F控制中所检测到的驱除气体中的燃料蒸汽浓度。然后，在步骤42，判断在步骤41所读出的燃料蒸汽浓度是否小于预定浓度。当燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，重复步骤42。结果，没有执行SPR处理。另一方面，当燃料蒸汽浓度小于预定浓度时，例程转到步骤43，在该的步骤43中如上所述与第四实施例相结合设定目标驱除率。然后，在步骤44，控制驱除控制阀37的开度使得实际驱除率成为在步骤43所设定的目标驱除率。
应当注意，本发明可以应用于具有三个或更多气缸组的发动机。
尽管已经参照为示例目的而选择的具体实施例对本发明进行了说明，但是应当理解在不背离本发明的基本概念和范围的基础上，本领域技术人员可以作出各种修改。

Claims (12)

1.一种用于发动机的排气净化装置，包括：
多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；
排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；
连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及
布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；
其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行并且包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个基于所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度而被控制。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行、所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个减小。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行并且所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个与所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地减小。
4.一种用于发动机的排气净化装置，包括：
多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；
排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；
连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及
布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；
其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行、包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中并且排出具有浓空燃比排气的气缸中混合气的浓程度大于预定程度时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个减小。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行、所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个减小。
6.一种用于发动机的排气净化装置，包括
多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；
排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；
连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及
布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；
其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行并且包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个与排出具有浓空燃比排气的气缸中混合气的浓程度基本成反比地减小。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行并且所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中时，所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个与所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地减小。
8.一种用于发动机的排气净化装置，包括：
多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；
排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；
连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及
布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；
其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行并且包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中时，各气缸中混合气的空燃比基于所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度而被控制。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行、所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，排出具有浓空燃比排气的气缸中混合气的浓程度减小，而排出具有稀空燃比排气的气缸中混合气的稀程度增大。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行并且所述包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中时，排出具有浓空燃比排气的气缸中混合气的浓程度与所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成反比地减小，而排出具有稀空燃比排气的气缸中混合气的稀程度与所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度基本成正比地增大。
11.用于发动机的排气净化装置，包括：
多个气缸，所述气缸被分成至少两个气缸组；
排气支管，所述排气支管在其上游端分别连接到所述气缸组；
连接到所述排气支管的下游端的公共排气管；以及
布置在所述公共排气管中的NOx催化剂；
其中当用于再生所述NOx催化剂的硫酸盐污染的硫酸盐污染再生处理通过控制从一个气缸组排出的排气的空燃比为浓空燃比并控制从另一气缸组排出的排气的空燃比为稀空燃比而被执行、包含燃料蒸汽的驱除气体被驱除到进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于预定浓度时，所述硫酸盐污染再生处理被禁止执行。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，当所述硫酸盐污染再生处理被执行、所述包括燃料蒸汽的驱除气体被驱除到所述进气管中并且所述驱除气体中的燃料蒸汽浓度大于所述预定浓度时，所述硫酸盐污染再生处理被禁止执行，而所述驱除气体的量和所述驱除气体的量相对于流经所述进气管的新鲜空气的量的比率中的一个增大。
CN2006800015886A 2005-05-20 2006-05-09 用于发动机的排气净化装置 Expired - Fee Related CN101091045B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005148222A JP4466474B2 (ja) 2005-05-20 2005-05-20 内燃機関の排気浄化装置
JP148222/2005 2005-05-20
PCT/JP2006/309620 WO2006123595A1 (en) 2005-05-20 2006-05-09 An exhaust gas purification device for an engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101091045A true CN101091045A (zh) 2007-12-19
CN101091045B CN101091045B (zh) 2011-07-27

Family

ID=36637072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800015886A Expired - Fee Related CN101091045B (zh) 2005-05-20 2006-05-09 用于发动机的排气净化装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8028517B2 (zh)
EP (1) EP1883747B1 (zh)
JP (1) JP4466474B2 (zh)
CN (1) CN101091045B (zh)
WO (1) WO2006123595A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104114839A (zh) * 2012-02-14 2014-10-22 丰田自动车株式会社 用于内燃机的控制装置和控制方法
CN103764980B (zh) * 2011-08-31 2016-05-25 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN109595086A (zh) * 2017-10-03 2019-04-09 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置及方法
CN111359362A (zh) * 2020-04-28 2020-07-03 漯河职业技术学院 一种车间粉尘治理装置
CN115217596A (zh) * 2021-07-21 2022-10-21 广州汽车集团股份有限公司 一种发动机及其控制方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5037283B2 (ja) * 2007-09-26 2012-09-26 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN102216577A (zh) * 2009-02-06 2011-10-12 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
US8769934B2 (en) * 2009-10-20 2014-07-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purifying system for internal combustion engine
US8904762B2 (en) * 2011-03-10 2014-12-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for an internal combustion engine
KR101500166B1 (ko) 2013-10-11 2015-03-06 현대자동차주식회사 이종 촉매를 위한 o2퍼지 방법
JP6801597B2 (ja) * 2017-07-21 2020-12-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5090388A (en) * 1990-12-03 1992-02-25 Ford Motor Company Air/fuel ratio control with adaptive learning of purged fuel vapors
JP3841842B2 (ja) * 1995-02-24 2006-11-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP3436134B2 (ja) 1998-06-03 2003-08-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3518348B2 (ja) 1998-07-07 2004-04-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CA2340105C (en) * 1998-08-10 2005-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Evaporated fuel treatment device of an engine
JP2000230450A (ja) 1999-02-08 2000-08-22 Mazda Motor Corp エンジンの空燃比制御装置
JP2003065165A (ja) 2001-08-30 2003-03-05 Hitachi Ltd 内燃機関のキャニスタパージ制御装置
US6736120B2 (en) * 2002-06-04 2004-05-18 Ford Global Technologies, Llc Method and system of adaptive learning for engine exhaust gas sensors
JP2004068690A (ja) 2002-08-06 2004-03-04 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP4235069B2 (ja) 2003-09-12 2009-03-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化触媒制御装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103764980B (zh) * 2011-08-31 2016-05-25 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN104114839A (zh) * 2012-02-14 2014-10-22 丰田自动车株式会社 用于内燃机的控制装置和控制方法
CN104114839B (zh) * 2012-02-14 2017-01-18 丰田自动车株式会社 用于内燃机的控制装置和控制方法
CN109595086A (zh) * 2017-10-03 2019-04-09 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置及方法
CN109595086B (zh) * 2017-10-03 2021-05-18 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置及方法
CN111359362A (zh) * 2020-04-28 2020-07-03 漯河职业技术学院 一种车间粉尘治理装置
CN115217596A (zh) * 2021-07-21 2022-10-21 广州汽车集团股份有限公司 一种发动机及其控制方法
CN115217596B (zh) * 2021-07-21 2024-02-23 广州汽车集团股份有限公司 一种发动机及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006123595A1 (en) 2006-11-23
JP2006322431A (ja) 2006-11-30
EP1883747B1 (en) 2014-01-22
US8028517B2 (en) 2011-10-04
JP4466474B2 (ja) 2010-05-26
US20090013672A1 (en) 2009-01-15
EP1883747A1 (en) 2008-02-06
CN101091045B (zh) 2011-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101091045B (zh) 用于发动机的排气净化装置
US7174705B2 (en) Exhaust-gas aftertreatment device with nitrogen oxide storage catalytic converter, and operating method therefor
KR100287051B1 (ko) 엔진의 배기가스 정화 방법 및 장치
US20130067888A1 (en) Purification system for variable post injection in lp egr and control method for the same
US20090025370A1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
CN101326355B (zh) 内燃机及其控制方法
US20070101701A1 (en) Method and arrangement for purifying exhaust gas in an internal combustion engine
CN101939520A (zh) 内燃发动机空燃比控制设备和方法
RU2009128079A (ru) Устройство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедных смесях, и система выхлопа
US10287944B2 (en) Exhaust purification system and method of desulfurizing lean NOx trap of exhaust purification system provided with lean NOx trap and selective catalytic reduction catalyst
RU2004120435A (ru) Система и способы для управления содержанием вредных компонентов в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания и блок обработки топлива
JP2951831B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置
US7464540B2 (en) Ammonia producing engine utilizing oxygen separation
US20190249581A1 (en) Method for regenerating a particle filter, and motor vehicle having a particle filter
CN103122783B (zh) 引擎的排气净化设备
GB2318311A (en) Method for reducing nitrogen oxide emissions from a direct injection Otto-cycle internal combustion engine
US6374812B1 (en) Method of regenerating an activated-carbon canister
DE10252343A1 (de) Emissionssteuersystem und Verfahren für eine Brennkraftmaschine
EP1722086B1 (en) Method of controlling air intake flow of an internal combustion engine, in particular for regenerating a nitric oxide adsorber
JPS611857A (ja) 蒸発燃料処理装置
JP2006057575A (ja) 排気浄化装置の制御方法
JP2006220019A (ja) エンジンの排ガス浄化装置
KR101704270B1 (ko) 배출가스의 정화성능 향상을 위한 제어방법
JP2006322344A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
WO2020193281A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur regeneration eines beschichteten partikelfilters im abgastrakt eines benzinbetriebenen kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110727

Termination date: 20180509

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee