CN110857644A - 内燃机的排气净化装置及排气净化方法 - Google Patents

内燃机的排气净化装置及排气净化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110857644A
CN110857644A CN201910737857.4A CN201910737857A CN110857644A CN 110857644 A CN110857644 A CN 110857644A CN 201910737857 A CN201910737857 A CN 201910737857A CN 110857644 A CN110857644 A CN 110857644A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbent
fuel ratio
air
temperature
nox
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.)
Pending
Application number
CN201910737857.4A
Other languages
English (en)
Inventor
小田富久
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 CN110857644A publication Critical patent/CN110857644A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9481—Catalyst preceded by an adsorption device without catalytic function for temporary storage of contaminants, e.g. during cold start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F01N3/0885—Regeneration of deteriorated absorbents or adsorbents, e.g. desulfurization of NOx traps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • 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
    • 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
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • 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
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2290/00—Movable parts or members in exhaust systems for other than for control purposes
    • F01N2290/02—Movable parts or members in exhaust systems for other than for control purposes with continuous rotary movement
    • F01N2290/06—Movable parts or members in exhaust systems for other than for control purposes with continuous rotary movement driven by auxiliary drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/11—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1614—NOx amount trapped in catalyst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • 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
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

内燃机的排气净化装置及排气净化方法，抑制在HC及NOx从配置于内燃机的排气通路的吸附材料流出时排气排放恶化。内燃机的排气净化装置具备：吸附材料(20)，配置于内燃机(50)的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx；催化剂(24)，在排气通路中配置于比吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx；空燃比控制部(31)，控制从内燃机的内燃机主体向排气通路排出的排气的空燃比；及温度算出部(32)，算出吸附材料的温度。在吸附材料中，HC的脱离温度比NOx的脱离温度高，空燃比控制部在吸附材料的温度处于NOx的脱离温度附近时使空燃比成为理论空燃比，之后，在吸附材料的温度达到了HC的脱离温度附近时使空燃比比理论空燃比稀。

Description

内燃机的排气净化装置及排气净化方法
技术领域
本发明涉及内燃机的排气净化装置及排气净化方法。
背景技术
以往，已知为了抑制有害物质向大气中排出而将净化排气中的有害物质的催化剂设置于内燃机的排气通路。然而，在内燃机的冷启动时这样的排气的温度低时，催化剂成为未活性，催化剂的排气净化性能下降。
对此，在专利文献1所记载的内燃机的排气净化装置中，在催化剂未成为活性时吸附排气中的HC及NOx的吸附材料配置于内燃机的排气通路。另外，在这样的排气净化装置中，吸附材料构成为HC及NOx的脱离定时不同，以避免从吸附材料脱离后的HC及NOx向催化剂同时流入。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-007946号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，对于HC和NOx，在催化剂中用于提高净化性能的条件不同。因而，即使HC及NOx在不同的定时下脱离，HC及NOx也有可能在催化剂中不被合适地净化。例如，若在为了将HC有效地净化而将空燃比设定为稀时NOx向催化剂流入，则NOx不被净化而从催化剂流出。
于是，鉴于上述课题，本发明的目的在于，抑制在HC及NOx从配置于内燃机的排气通路的吸附材料流出时排气排放恶化。
用于解决课题的方案
本公开的主旨如下。
(1)一种内燃机的排气净化装置，具备：吸附材料，配置于内燃机的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx；催化剂，在所述排气通路中配置于比所述吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx；空燃比控制部，控制从所述内燃机的内燃机主体向所述排气通路排出的排气的空燃比；及温度算出部，算出所述吸附材料的温度，在所述吸附材料中，HC的脱离温度比NOx的脱离温度高，所述空燃比控制部在所述吸附材料的温度处于所述NOx的脱离温度附近时使所述空燃比成为理论空燃比，之后，在所述吸附材料的温度达到了所述HC的脱离温度附近时使所述空燃比比理论空燃比稀。
(2)一种内燃机的排气净化装置，具备：吸附材料，配置于内燃机的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx；催化剂，在所述排气通路中配置于比所述吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx；空燃比控制部，控制从所述内燃机的内燃机主体向所述排气通路排出的排气的空燃比；及温度算出部，算出所述吸附材料的温度，在所述吸附材料中，NOx的脱离温度比HC的脱离温度高，所述空燃比控制部在所述吸附材料的温度处于所述HC的脱离温度附近时使所述空燃比比理论空燃比稀，之后，在所述吸附材料的温度达到了所述NOx的脱离温度附近时使所述空燃比成为理论空燃比。
(3)根据上述(1)或(2)所述的内燃机的排气净化装置，所述空燃比控制部通过执行停止向所述内燃机的燃烧室的燃料供给的燃料切断控制而使所述空燃比比理论空燃比稀。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的内燃机的排气净化装置，设置有所述内燃机的车辆是混合动力车辆，该内燃机的排气净化装置还具备能够驱动所述内燃机旋转的电动机，所述空燃比控制部通过利用所述电动机驱动所述内燃机旋转而使所述空燃比比理论空燃比稀。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的内燃机的排气净化装置，还具备加热所述吸附材料的吸附材料加热装置和控制所述吸附材料加热装置的吸附材料加热部，在所述空燃比控制部使所述空燃比比理论空燃比稀时，所述吸附材料加热部利用所述吸附材料加热装置将所述吸附材料的温度维持为所述HC的脱离温度附近。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的内燃机的排气净化装置，设置有所述内燃机的车辆是混合动力车辆，该内燃机的排气净化装置还具备控制所述内燃机的负荷的负荷控制部，在所述空燃比控制部使所述空燃比成为理论空燃比时，所述负荷控制部控制所述负荷以使得所述吸附材料的温度被维持为所述NOx的脱离温度附近。
(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的内燃机的排气净化装置，还具备加热所述吸附材料的吸附材料加热装置和控制所述吸附材料加热装置的吸附材料加热部，在所述空燃比控制部使所述空燃比成为理论空燃比时，所述吸附材料加热部利用所述吸附材料加热装置将所述吸附材料的温度维持为所述NOx的脱离温度附近。
(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的内燃机的排气净化装置，还具备加热所述催化剂的催化剂加热装置和控制所述催化剂加热装置的催化剂加热部，所述催化剂加热部在所述吸附材料的温度处于所述NOx的脱离温度附近时和所述吸附材料的温度处于所述HC的脱离温度附近时，利用所述催化剂加热装置将所述催化剂的温度维持为活性温度以上。
(9)一种排气净化方法，是使用了吸附材料和催化剂的排气净化方法，所述吸附材料配置于内燃机的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx，所述催化剂在所述排气通路中配置于比所述吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx，其中，所述排气净化方法包括：在所述吸附材料的温度处于所述NOx的脱离温度附近时使所述空燃比成为理论空燃比；及在所述吸附材料的温度达到了所述HC的脱离温度附近时使所述空燃比比理论空燃比稀，在所述吸附材料中，HC的脱离温度比NOx的脱离温度高。
(10)一种排气净化方法，是使用了吸附材料和催化剂的排气净化方法，所述吸附材料配置于内燃机的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx，所述催化剂在所述排气通路中配置于比所述吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx，其中，所述排气净化方法包括：在所述吸附材料的温度处于所述HC的脱离温度附近时使所述空燃比比理论空燃比稀；及在所述吸附材料的温度达到了所述NOx的脱离温度附近时使所述空燃比成为理论空燃比，在所述吸附材料中，NOx的脱离温度比HC的脱离温度高。
发明效果
根据本发明，能够抑制在HC及NOx从配置于内燃机的排气通路的吸附材料流出时排气排放恶化。
附图说明
图1是概略地示出使用本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的图。
图2示出三元催化剂的净化特性。
图3是执行第一实施方式中的控制时的催化剂下游的排气中的HC及NOx浓度等的时间图。
图4是执行比较例中的控制时的催化剂下游的排气中的HC及NOx浓度等的时间图。
图5是示出第一实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。
图6是概略地示出使用本发明的第二实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的排气通路的图。
图7是概略地示出本发明的第二实施方式中的ECU的构成的图。
图8A是示出第二实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。
图8B是示出第二实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。
图9是概略地示出使用本发明的第三实施方式的内燃机的控制装置的车辆的构成的图。
图10是概略地示出本发明的第三实施方式中的ECU的构成的图。
图11是执行第四实施方式中的控制时的催化剂下游的排气中的HC及NOx浓度等的时间图。
图12是执行比较例中的控制时的催化剂下游的排气中的HC及NOx浓度等的时间图。
图13是示出第四实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式中的内燃机的排气净化装置及排气净化方法进行详细说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标注同一附图标记。
<第一实施方式>
首先，参照图1～图5，对本发明的第一实施方式进行说明。
<内燃机整体的说明>
图1是概略地示出使用本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机50的图。图1所示的内燃机50是火花点火式内燃机(例如汽油发动机)。内燃机50搭载于车辆。
内燃机50具备包括汽缸体2和固定于汽缸体2上的汽缸盖4的内燃机主体1。在汽缸体2内配置有在形成于汽缸体2的汽缸内往复运动的活塞3。在活塞3与汽缸盖4之间形成有进行混合气的燃烧的燃烧室5。
在汽缸盖4形成有进气口7及排气口9，进气口7及排气口9与燃烧室5连通。另外，内燃机具备配置于汽缸盖4内的进气门6及排气门8。进气门6开闭进气口7，排气门8开闭排气口9。
另外，内燃机50具备配置于汽缸盖4的内壁面的中央部的火花塞10和配置于汽缸盖4的内壁面周边部的燃料喷射阀11。火花塞10构成为根据点火信号而产生火花。另外，燃料喷射阀11根据喷射信号而将预定量的燃料向燃烧室5内喷射。在本实施方式中，使用理论空燃比为14.6的汽油作为燃料。
另外，内燃机50具备进气支管13、平衡罐14、进气管15、空气滤清器16及节气门18。各汽缸的进气口7分别经由对应的进气支管13而连结于平衡罐14，平衡罐14经由进气管15而连结于空气滤清器16。进气口7、进气支管13、平衡罐14、进气管15等形成将空气向燃烧室5引导的进气通路。节气门18配置于平衡罐14与空气滤清器16之间的进气管15内，由节气门驱动致动器17驱动。节气门18通过由节气门驱动致动器17转动，而能够变更进气通路的开口面积。
另外，内燃机50具备排气歧管19、排气管22、吸附材料20及催化剂24。各汽缸的排气口9连结于排气歧管19。排气歧管19具有连结于各排气口9的多个支部和这些支部集合而成的集合部。排气歧管19的集合部连结于内置有吸附材料20的上游侧壳体21。上游侧壳体21经由排气管22而连结于内置有催化剂24的下游侧壳体23。排气口9、排气歧管19、上游侧壳体21、排气管22、下游侧壳体23等形成将通过燃烧室5中的混合气的燃烧而产生的排气排出的排气通路。
内燃机50的各种控制由电子控制单元(ECU)30执行。ECU30是包括中央运算装置(CPU)、ROM及RAM这样的存储器、输入端口、输出端口等的数字计算机。ECU30基于内燃机50的各种传感器的输出等来控制内燃机50的各种致动器。
在进气管15配置有检测在进气管15内流动的空气的流量的空气流量计39。空气流量计39与ECU30电连接，空气流量计39的输出向ECU30输入。另外，在吸附材料20配置有检测吸附材料20的温度的吸附材料温度传感器40。吸附材料温度传感器40与ECU30电连接，吸附材料温度传感器40的输出向ECU30输入。
另外，在加速器踏板42连接有产生与加速器踏板42的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器43。负荷传感器43与ECU30电连接，负荷传感器43的输出向ECU30输入。ECU30基于负荷传感器43的输出来算出内燃机负荷。
另外，在内燃机50设置有曲轴角传感器44，曲轴角传感器44例如每当曲轴旋转15度时产生输出脉冲。曲轴角传感器44与ECU30电连接，曲轴角传感器44的输出向ECU30输入。ECU30基于曲轴角传感器44的输出来算出内燃机转速。
另外，ECU30与火花塞10、燃料喷射阀11及节气门驱动致动器17电连接，控制它们。具体而言，ECU30控制火花塞10的点火正时、燃料喷射阀11的喷射正时及喷射量及节气门18的开度。
此外，上述的内燃机是以汽油为燃料的无增压内燃机，但内燃机的构成不限定于上述构成。因此，像汽缸排列、燃料的喷射方式、进排气系统的构成、气门机构的构成、增压器的有无这样的内燃机的具体的构成也可以与图1所示的构成不同。例如，燃料喷射阀11也可以配置成向进气口7内喷射燃料。
<内燃机的排气净化装置>
以下，对本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置(以下，简称作“排气净化装置”)进行说明。
排气净化装置具备吸附材料20及催化剂24。吸附材料20配置于排气通路，吸附在排气通路中流动的排气中的HC(烃)及NOx(氮氧化物)。吸附材料20例如是在蜂巢载体的小室壁形成有吸附材料层的蜂巢吸附体。
吸附材料20在内燃机50的冷启动时这样的排气的温度低时吸附HC及NOx，抑制HC及NOx向催化剂24流入。因而，通过利用吸附材料20吸附HC及NOx，能够抑制在排气的温度低时排气排放恶化。
具体而言，吸附材料20在吸附材料20的温度低于HC的脱离温度时吸附向吸附材料20流入的排气中的HC。另一方面，吸附材料20在吸附材料20的温度为HC的脱离温度以上时使吸附于吸附材料20的HC脱离。此外，HC的脱离温度是指HC的脱离速度成为预定值以上时的温度。
另外，吸附材料20在吸附材料20的温度低于NOx的脱离温度时吸附向吸附材料20流入的排气中的NOx。另一方面，吸附材料20在吸附材料20的温度为NOx的脱离温度以上时使吸附于吸附材料20的NOx脱离。此外，NOx的脱离温度是指NOx的脱离速度成为预定值以上时的温度。此外，HC的脱离温度及NOx的脱离温度预先通过实验而取得。
催化剂24在排气通路中配置于比吸附材料20靠排气流动方向下游侧处，净化HC及NOx。催化剂24例如是三元催化剂。具体而言，催化剂24在由陶瓷构成的载体担载有具有催化剂作用的贵金属(例如，铂(Pt))及具有氧吸藏能力的助催化剂(例如，二氧化铈(CeO2))。
图2示出三元催化剂的净化特性。如图2所示，催化剂24对未燃气体(HC、CO)及NOx的净化率在向催化剂24流入的排气的空燃比处于理论空燃比附近区域(图2中的净化窗A)时比较高。
另外，催化剂24利用助催化剂，根据排气的空燃比而吸藏或放出氧。具体而言，催化剂24在排气的空燃比比理论空燃比稀时吸藏排气中的过剩的氧。另一方面，催化剂24在排气的空燃比比理论空燃比浓时放出对于使未燃气体氧化而言不足的氧。其结果，即使在排气的空燃比从理论空燃比稍微错离的情况下，催化剂24的表面上的空燃比也被维持为理论空燃比附近，在催化剂24中未燃气体及NOx被有效地净化。
另外，排气净化装置具备空燃比控制部31及温度算出部32。在本实施方式中，ECU30作为空燃比控制部31及温度算出部32发挥功能。
空燃比控制部31控制从内燃机50的内燃机主体1排出的排气的空燃比，即比吸附材料20靠排气流动方向上游侧的排气的空燃比。具体而言，空燃比控制部31通过控制燃料喷射阀11的燃料喷射量来控制排气的空燃比。燃料喷射量FA基于目标空燃比TAF及吸入空气量IA而通过下述式(1)算出。吸入空气量IA由空气流量计39检测。
FA＝IA/TAF…(1)
此外，空燃比控制部31也可以基于配置于比吸附材料20靠排气流动方向上游侧的排气通路的空燃比传感器的输出来对燃料喷射阀11的燃料喷射量进行反馈控制。在该情况下，空燃比控制部31控制燃料喷射阀11的燃料喷射量以使得由空燃比传感器检测到的空燃比成为目标空燃比。
温度算出部32算出吸附材料20的温度。例如，温度算出部32基于吸附材料温度传感器40的输出来算出吸附材料20的温度。在该情况下，吸附材料20的温度由吸附材料温度传感器40检测。此外，吸附材料温度传感器40也可以配置于比吸附材料20靠排气流动方向上游侧的排气通路，检测向吸附材料20流入的排气的温度。另外，温度算出部32也可以基于内燃机50的运转状态(吸入空气量等)来算出吸附材料20的温度。在该情况下，吸附材料温度传感器40也可以省略。
如上所述，在吸附材料20的温度为HC的脱离温度以上时，吸附于吸附材料20的HC脱离。另一方面，在吸附材料20的温度为NOx的脱离温度以上时，吸附于吸附材料20的NOx脱离。从吸附材料20脱离后的HC及NOx与排气一起向催化剂24流入。
对于HC和NOx，在催化剂24中用于提高净化性能的条件不同。具体而言，在HC从吸附材料20脱离的情况下，通过使排气的空燃比比理论空燃比稀，将排气中的氧与HC一起向催化剂24供给，能够在催化剂24中有效地净化HC。另一方面，在NOx从吸附材料20脱离的情况下，通过使排气的空燃比为理论空燃比，能够抑制HC的产生并在催化剂24中有效地净化NOx。
因而，为了抑制排气排放的恶化，优选根据从吸附材料20脱离的物质的种类来合适地控制排气的空燃比。在本实施方式中，在吸附材料20中，HC的脱离温度比NOx的脱离温度高。换言之，吸附材料20构成为，HC的脱离温度比NOx的脱离温度高。
因而，在内燃机50被预热而排气的温度上升时，NOx比HC先从吸附材料20脱离，之后，HC从吸附材料20脱离。由于对于NOx和HC合适的净化条件不同，所以优选在HC脱离之前净化NOx，之后净化HC。
于是，本实施方式中，空燃比控制部31在吸附材料20的温度处于NOx的脱离温度附近时使空燃比成为理论空燃比(在本实施方式中是14.6)，之后在吸附材料20的温度达到了HC的脱离温度附近时使空燃比比理论空燃比稀。由此，从吸附材料20脱离后的HC及NOx在合适的定时被有效地净化，因此能够抑制在HC及NOx从吸附材料20流出时排气排放恶化。
<使用时间图的控制的说明>
以下，参照图3，对用于净化从吸附材料20脱离后的HC及NOx的本实施方式中的控制进行具体说明。图3是执行第一实施方式中的控制时的催化剂下游的排气中的HC及NOx浓度、排气的空燃比、HC及NOx向吸附材料的吸附量、吸附材料下游的排气中的HC及NOx浓度、以及吸附材料的温度的时间图。
在催化剂24下游的排气中的HC及NOx浓度的图表中，NOx浓度由实线表示，HC浓度由单点划线表示。在排气的空燃比的图表中，比吸附材料20靠排气流动方向上游侧处的排气的空燃比(以下，称作“内燃机排出空燃比”)由实线表示，催化剂24中的排气的空燃比(以下，称作“催化剂空燃比”)由单点划线表示。在NOx及HC向吸附材料20的吸附量的图表中，NOx的吸附量由实线表示，HC的吸附量由单点划线表示。在吸附材料20下游的排气中的HC及NOx浓度的图表中，NOx浓度由实线表示，HC浓度由单点划线表示。
在图示的例子中，在时刻t1，预定值以上的NOx及HC吸附于吸附材料20。另外，在时刻t1，吸附材料20的温度低于NOx的脱离温度TNOx，NOx及HC未从吸附材料20脱离。
在图3的例子中，在不进行从吸附材料20脱离后的HC及NOx的净化的通常控制中，排气的目标空燃比被设定为理论空燃比。因而，在时刻t1，内燃机排出空燃比及催化剂空燃比被维持为理论空燃比。此外，即使排气的目标空燃比被设定为理论空燃比，也会因内燃机负荷的变动等而导致排气的空燃比暂时从理论空燃比错离，HC及NOx向排气通路流出。因而，若在吸附材料20的温度低时继续通常控制，则HC及NOx向吸附材料20的吸附量逐渐增加。
在时刻t1之后，吸附材料20的温度逐渐上升，在时刻t2达到NOx的脱离温度TNOx附近。因而，在时刻t2，排气的目标空燃比被设定为理论空燃比，NOx净化控制开始。此外，在图3的例子中，由于通常控制中的目标空燃比也是理论空燃比，所以目标空燃比被维持为理论空燃比。
在时刻t2之后，通过NOx从吸附材料20的脱离，吸附材料20下游的排气中的NOx浓度变高，NOx向吸附材料20的吸附量逐渐减少。此时，由于内燃机排出空燃比及催化剂空燃比被维持为理论空燃比，所以NOx在催化剂24中被净化，几乎不从催化剂24流出。
在图3的例子中，在时刻t2之后，在时刻t3，吸附材料20的温度达到HC的脱离温度THC附近。因而，在时刻t3，排气的目标空燃比被设定为比理论空燃比稀，HC净化控制开始。
在时刻t3之后，通过HC从吸附材料20的脱离，吸附材料20下游的排气中的HC浓度变高，HC向吸附材料20的吸附量逐渐减少。此时，内燃机排出空燃比及催化剂空燃比被维持为比理论空燃比稀，从吸附材料20脱离后的HC与排气中的氧反应。因而，HC在催化剂24中被净化，几乎不从催化剂24流出。
此外，在图3的例子中，NOx净化控制与HC净化控制连续地执行，但也可以在NOx净化控制与HC净化控制之间执行通常控制。
图4是执行比较例中的控制时的与图3同样的时间图。在比较例中，NOx净化控制与HC净化控制的顺序与本实施方式相反。即，在吸附材料20的温度处于NOx的脱离温度TNOx附近时执行HC净化控制，在吸附材料20的温度处于HC的脱离温度THC附近时执行NOx净化控制。
因而，在时刻t2之后，排气的目标空燃比被设定为比理论空燃比稀，内燃机排出空燃比及催化剂空燃比被维持为比理论空燃比稀。其结果，从吸附材料20脱离后的NOx在催化剂24中不被净化，从催化剂24流出。
另外，在时刻t3之后，排气的目标空燃比被设定为理论空燃比，内燃机排出空燃比被维持为理论空燃比。另一方面，由于从吸附材料20脱离后的HC的影响，催化剂空燃比比理论空燃比浓。其结果，催化剂24中的HC的净化性能下降，从吸附材料20脱离后的HC的一部分在催化剂24中不被净化，从催化剂24流出。
因此，在本实施方式中，通过在HC的脱离温度THC比NOx的脱离温度TNOx高的情况下在合适的定时执行NOx净化控制及HC净化控制，能够与比较例相比减少NOx及HC的流出量。
<空燃比控制>
以下，参照图5的流程图，对在本实施方式中用于净化HC及NOx的空燃比控制进行说明。图5是示出第一实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。本控制例程由ECU30以预定的执行间隔反复执行。
首先，在步骤S101中，空燃比控制部31取得吸附材料20的温度。吸附材料20的温度由温度算出部32算出。
接着，在步骤S102中，空燃比控制部31判定吸附材料20的温度是否处于NOx的脱离温度附近。NOx的脱离温度附近预先确定，例如被设定为与NOx的脱离温度之差为预定值以内的温度区域。另外，NOx的脱离温度附近也可以被设定为NOx的脱离温度与比NOx的脱离温度高的预定温度之间的温度区域。
在步骤S102中判定为吸附材料20的温度不处于NOx的脱离温度附近的情况下，本控制例程进入步骤S103。在步骤S103中，空燃比控制部31判定吸附材料20的温度是否处于HC的脱离温度附近。HC的脱离温度附近预先确定，比NOx的脱离温度附近高。例如，HC的脱离温度附近被设定为与HC的脱离温度之差为预定值以内的温度区域。另外，HC的脱离温度附近也可以被设定为HC的脱离温度与比HC的脱离温度高的预定温度之间的温度区域。
在步骤S103中判定为吸附材料20的温度不处于HC的脱离温度附近的情况下，本控制例程进入步骤S104。在步骤S104中，空燃比控制部31执行通常控制。具体而言，空燃比控制部31根据内燃机50的运转状态而将排气的空燃比控制为预定空燃比(例如理论空燃比)。即，空燃比控制部31根据内燃机50的运转状态而将排气的目标空燃比控制为预定空燃比。在步骤S104之后，本控制例程结束。
另一方面，在步骤S102中判定为吸附材料20的温度处于NOx的脱离温度附近的情况下，本控制例程进入步骤S105。在步骤S105中，空燃比控制部31执行NOx净化控制。具体而言，空燃比控制部31使排气的空燃比成为理论空燃比。即，空燃比控制部31将排气的目标空燃比设定为理论空燃比。在步骤S105之后，本控制例程结束。
另外，在步骤S103中判定为吸附材料20的温度处于HC的脱离温度附近的情况下，本控制例程进入步骤S106。在步骤S106中，空燃比控制部31执行HC净化控制。具体而言，空燃比控制部31使排气的空燃比比理论空燃比稀。即，空燃比控制部31将排气的目标空燃比设定为比理论空燃比稀。
例如，空燃比控制部31通过执行停止向内燃机50的燃烧室5的燃料供给的燃料切断控制来使排气的空燃比比理论空燃比稀。当执行燃料切断控制时，空气从内燃机主体1向排气通路排出并向催化剂24流入。因而，能够不排出NOx而利用空气中的氧将HC有效地净化。
此外，燃料切断控制在预定的执行条件成立时执行。预定的执行条件例如在加速器踏板42的踩踏量为零或大致零(即，内燃机负荷为零或大致零)且内燃机转速为比怠速时的转速高的预定的转速以上时成立。在步骤S106中预定的执行条件不成立时，空燃比控制部31也可以通过减少相对于吸入空气量的燃料的量来使排气的空燃比比理论空燃比稀。在步骤S106之后，本控制例程结束。
<第二实施方式>
第二实施方式中的内燃机的排气净化装置及排气净化方法，除了以下说明的方面之外，基本上与第一实施方式中的内燃机的排气净化装置及排气净化方法是同样的。因而，以下，关于本发明的第二实施方式，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
图6是概略地示出使用本发明的第二实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的排气通路的图。在第二实施方式中，排气净化装置还具备加热吸附材料20的吸附材料加热装置26和加热催化剂24的催化剂加热装置27。吸附材料加热装置26在排气通路中配置于比吸附材料20靠排气流动方向上游侧处。催化剂加热装置27在排气通路中配置于吸附材料20与催化剂24之间。
此外，吸附材料加热装置26也可以与吸附材料20一体。例如，吸附材料加热装置26和吸附材料20也可以收容于同一壳体。另外，催化剂加热装置27也可以与催化剂24一体。例如，催化剂加热装置27和催化剂24也可以收容于同一壳体。
另外，在吸附材料20配置有检测吸附材料20的温度的吸附材料温度传感器40。吸附材料温度传感器40与ECU30电连接，吸附材料温度传感器40的输出向ECU30输入。另外，在催化剂24配置有检测催化剂24的温度的催化剂温度传感器41。催化剂温度传感器41与ECU30电连接，催化剂温度传感器41的输出向ECU30输入。
此外，吸附材料温度传感器40也可以配置于吸附材料加热装置26与吸附材料20之间的排气通路，检测向吸附材料20流入的排气的温度。另外，催化剂温度传感器41也可以配置于催化剂加热装置27与催化剂24之间的排气通路，检测向催化剂24流入的排气的温度。
图7是概略地示出本发明的第二实施方式中的ECU30’的构成的图。排气净化装置还具备控制吸附材料加热装置26的吸附材料加热部33和控制催化剂加热装置27的催化剂加热部34。在第二实施方式中，ECU30’作为空燃比控制部31、温度算出部32、吸附材料加热部33及催化剂加热部34发挥功能。
吸附材料加热部33控制吸附材料加热装置26以使得吸附材料20的温度成为期望的温度。吸附材料加热装置26例如是电加热器。在该情况下，吸附材料加热部33控制向吸附材料加热装置26的通电量。此外，吸附材料加热装置26也可以是燃烧器。在该情况下，吸附材料加热部33例如控制向吸附材料加热装置26的空气供给量。
催化剂加热部34控制催化剂加热装置27以使得催化剂24的温度成为期望的温度。催化剂加热装置27例如是电加热器。在该情况下，催化剂加热部34控制向催化剂加热装置27的通电量。吸附材料20的温度与催化剂24的温度被互相独立地进行控制。此外，催化剂加热装置27也可以是燃烧器。在该情况下，催化剂加热部34例如控制向催化剂加热装置27的空气供给量。
吸附材料加热部33在空燃比控制部31执行NOx净化控制时，利用吸附材料加热装置26将吸附材料20的温度维持为NOx的脱离温度附近。即，吸附材料加热部33在空燃比控制部31使空燃比成为理论空燃比时，利用吸附材料加热装置26将吸附材料20的温度维持为NOx的脱离温度附近。由此，能够在期望的定时使NOx从吸附材料20脱离而执行NOx净化控制。另外，能够抑制在NOx净化控制的执行中吸附材料20的温度从NOx的脱离温度附近偏离。
吸附材料加热部33在空燃比控制部31执行HC净化控制时，利用吸附材料加热装置26将吸附材料20的温度维持为HC的脱离温度附近。即，吸附材料加热部33在空燃比控制部31使空燃比比理论空燃比稀时，利用吸附材料加热装置26将吸附材料20的温度维持为HC的脱离温度附近。由此，能够在期望的定时使HC从吸附材料20脱离而执行HC净化控制。另外，能够抑制在HC净化控制的执行中吸附材料20的温度从HC的脱离温度附近偏离。这在像燃料切断控制这样向吸附材料20供给低温的空气时尤其有效。
催化剂加热部34在吸附材料20的温度处于NOx的脱离温度附近时和吸附材料20的温度处于HC的脱离温度附近时，利用催化剂加热装置27将24的温度维持为活性温度以上。由此，能够抑制在NOx净化控制或HC净化控制的执行中催化剂24变得未活性从而催化剂24的排气净化性能下降。
<空燃比控制>
图8A及图8B是示出第二实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。本控制例程由ECU30’反复执行。
首先，在步骤S201中，空燃比控制部31算出NOx向吸附材料20的吸附量和HC向吸附材料20的吸附量。例如，如下述式(2)所示，空燃比控制部31通过对从吸附速度va减去脱离速度vd而得到的值进行时间积分来算出吸附量M。
M＝∫(va-vd)dt…(2)
例如，空燃比控制部31利用下述式(3)来算出吸附速度va，利用下述式(4)来算出脱离速度vd。
Figure BDA0002162836550000151
Figure BDA0002162836550000161
在此，R是气体常数，Aa及Ad是频度因子，Ea及Ed是活性化能量，
Figure BDA0002162836550000162
是点位密度，C是修正系数。频度因子Aa、Ad、活性化能量Ea、Ed、点位密度
Figure BDA0002162836550000163
及修正系数C关于HC及NOx分别通过实验等而预先确定。另外，T是吸附材料20的温度，由温度算出部32算出。另外，θ是点位吸附率(0～1)，例如通过将当前的吸附量除以最大吸附量来算出。
另外，P是排气中的被吸附物质(NOx或HC)的浓度，使用NOx浓度传感器、HC浓度传感器、空燃比传感器、计算式或映射通过公知的方法算出。在算出NOx的吸附量时，为了算出NOx的吸附速度而将排气中的NOx浓度向上述式(3)的P代入。另一方面，在算出HC的吸附量时，为了算出HC的吸附速度而将排气中的HC浓度向上述式(3)的P代入。
此外，空燃比控制部31也可以使用预先制作的映射，基于吸附材料的温度T、点位吸附率θ及排气中的被吸附物质的浓度P来算出吸附速度va。同样，空燃比控制部31也可以使用预先制作的映射，基于吸附材料的温度T及点位吸附率θ来算出脱离速度vd。
接着，在步骤S202中，空燃比控制部31判定是否NOx的吸附量为第1NOx基准量AN1以上或HC的吸附量为第1HC基准量AH1以上。第1NOx基准量AN1预先确定，被设定为小于吸附材料20中的NOx的最大吸附量的值。第1HC基准量AH1预先确定，被设定为小于吸附材料20中的HC的最大吸附量的值。
在步骤S202中判定为NOx的吸附量小于第1NOx基准量AN1且HC的吸附量小于第1HC基准量AH1的情况下，本控制例程结束。另一方面，在步骤S202中判定为NOx的吸附量为第1NOx基准量AN1以上或HC的吸附量为第1HC基准量AH1以上的情况下，本控制例程进入步骤S203。
在步骤S203中，空燃比控制部31判定NOx的吸附量是否为第2NOx基准量AN2以下。第2NOx基准量AN2预先确定，被设定为小于第1NOx基准量AN1的值。在步骤S203中判定为NOx的吸附量比第2NOx基准量AN2多的情况下，本控制例程进入步骤S204。
在步骤S204中，催化剂加热部34通过控制催化剂加热装置27而使催化剂24的温度成为活性温度以上。活性温度预先确定。具体而言，催化剂加热部34对催化剂加热装置27进行反馈控制以使得由催化剂温度传感器41检测到的催化剂24的温度成为活性温度以上。此外，催化剂加热部34也可以基于内燃机50的运转状态(吸入空气量等)、向催化剂加热装置27的通电量等来算出催化剂24的温度，并对催化剂加热装置27进行反馈控制以使得算出的催化剂24的温度成为活性温度以上。在该情况下，催化剂温度传感器41也可以省略。
接着，在步骤S205中，吸附材料加热部33通过控制吸附材料加热装置26而使吸附材料20的温度成为NOx的脱离温度附近。具体而言，吸附材料加热部33对吸附材料加热装置26进行反馈控制以使得由温度算出部32算出的吸附材料20的温度成为NOx的脱离温度附近。此外，温度算出部32也可以基于内燃机50的运转状态(吸入空气量等)、向吸附材料20的通电量等来算出吸附材料20的温度。在该情况下，吸附材料温度传感器40也可以省略。
接着，在步骤S206中，空燃比控制部31执行NOx净化控制。具体而言，空燃比控制部31使排气的空燃比成为理论空燃比。
本控制例程在步骤S206之后返回步骤S203。之后，直到NOx的吸附量下降并达到第2NOx基准量AN2为止，反复执行步骤S203～步骤S206。此外，NOx的吸附量通过上述式(2)更新。
在步骤S203中判定为NOx的吸附量为第2NOx基准量AN2以下的情况下，本控制例程进入步骤S207。在步骤S207中，空燃比控制部31判定HC的吸附量是否为第2HC基准量AH2以下。第2HC基准量AH2预先确定，被设定为小于第1HC基准量AH1的值。在步骤S207中判定为HC的吸附量比第2HC基准量AH2多的情况下，本控制例程进入步骤S208。
在步骤S208中，与步骤S204同样，催化剂加热部34通过控制催化剂加热装置27而使催化剂24的温度成为活性温度以上。接着，在步骤S209中，吸附材料加热部33通过控制吸附材料加热装置26而使吸附材料20的温度成为HC的脱离温度附近。具体而言，吸附材料加热部33对吸附材料加热装置26进行反馈控制以使得由温度算出部32算出的吸附材料20的温度成为HC的脱离温度附近。
接着，在步骤S210中，空燃比控制部31执行HC净化控制。具体而言，空燃比控制部31使排气的空燃比比理论空燃比稀。例如，空燃比控制部31通过执行停止向内燃机50的燃烧室5的燃料供给的燃料切断控制而使空燃比比理论空燃比稀。
本控制例程在步骤S210之后返回步骤S207。之后，直到HC的吸附量下降并达到第2HC基准量AH2为止，反复执行步骤S207～步骤S210。此外，HC的吸附量通过上述式(2)更新。在步骤S207中判定为HC的吸附量为第2HC基准量AH2以下的情况下，本控制例程结束。
在本控制例程中，空燃比控制部31在NOx向吸附材料20的吸附量为第1NOx基准量AN1以上或HC向吸附材料20的吸附量为第1HC基准量AH1以上的情况下，执行NOx净化控制及HC净化控制。由此，能够抑制吸附材料20因NOx或HC而饱和，并降低用于吸附材料加热装置26的控制的电力消耗等。
<第三实施方式>
第三实施方式中的内燃机的排气净化装置及排气净化方法，除了以下说明的方面之外，基本上与第二实施方式中的内燃机的排气净化装置及排气净化方法是同样的。因而，以下，关于本发明的第三实施方式，以与第二实施方式不同的部分为中心进行说明。
图9是概略地示出使用本发明的第三实施方式的内燃机的控制装置的车辆的构成的图。车辆具备内燃机50、第1电动发电机62、动力分配机构64、第2电动发电机66、功率控制单元(PCU)68及电池70。
在车辆中，由内燃机50及第2电动发电机66输出行驶用的动力。即，在第三实施方式中，设置有内燃机50的车辆是混合动力车辆。由于混合动力车辆的构成是公知的，所以以下对各部件的功能进行简单说明。
内燃机50的输出轴(曲轴)机械连接于动力分配机构64，内燃机50的输出向动力分配机构64输入。在第1电动发电机62作为发电机发挥功能时，内燃机50的输出经由动力分配机构64而向第1电动发电机62及减速器72分配。使用分配到第1电动发电机62的内燃机50的输出而由第1电动发电机62发电产生电力。另一方面，分配到减速器72的内燃机50的输出作为行驶用的动力而经由车轴74向车轮76传递。
第1电动发电机62经由动力分配机构64而机械连接于内燃机50的输出轴(曲轴)。在第1电动发电机62作为电动机发挥功能时，蓄积于电池70的电力经由PCU68而向第1电动发电机62供给。第1电动发电机62的输出经由动力分配机构64而向内燃机50的输出轴供给。其结果，不在燃烧室5中实施混合气的燃烧而曲轴旋转，实施所谓的拖动。因此，第1电动发电机62能够驱动内燃机50旋转。
在第2电动发电机66作为电动机发挥功能时，蓄积于电池70的电力或由第1电动发电机62发电产生的电力经由PCU68而向第2电动发电机66供给，第2电动发电机66的输出向减速器72供给。供给到减速器72的第2电动发电机66的输出作为行驶用的动力而经由车轴74向车轮76传递。
另一方面，在车辆的减速时，通过车轮76的旋转而驱动第2电动发电机66，第2电动发电机66作为发电机发挥功能。由第2电动发电机66发电产生的再生电力经由PCU68而向电池70供给。
图10是概略地示出本发明的第三实施方式中的ECU30”的构成的图。排气净化装置还具备第1电动发电机62及负荷控制部35。在第三实施方式中，ECU30”作为空燃比控制部31、温度算出部32、吸附材料加热部33、催化剂加热部34及负荷控制部35发挥功能。
在第三实施方式中，空燃比控制部31在HC净化控制中通过利用第1电动发电机62驱动内燃机50旋转而使排气的空燃比比理论空燃比稀。当由第1电动发电机62驱动内燃机50旋转而实施拖动时，会向排气通路供给空气。因而，能够不排出NOx而利用空气中的氧将HC有效地净化。另外，由于由第2电动发电机66输出行驶用的动力，所以即使车辆处于行驶中，也能够通过拖动将HC有效地净化。而且，在车辆的停止中也能够通过拖动将HC有效地净化。
负荷控制部35控制内燃机50的负荷(内燃机负荷)。例如，负荷控制部35通过变更节气门18的开度而控制吸入空气量来控制内燃机负荷。在内燃机负荷高的情况下，排气的温度上升，吸附材料20的温度变高。其结果，在NOx净化控制中吸附材料20的温度可能会比NOx的脱离温度附近高。另外，由于由第2电动发电机66输出行驶用的动力，所以能够与车辆的要求负荷无关地控制内燃机负荷。
于是，在第三实施方式中，在空燃比控制部31在NOx净化控制中使排气的空燃比成为理论空燃比时，负荷控制部35控制负荷以使得吸附材料20的温度被维持为NOx的脱离温度附近。由此，能够高精度地控制NOx的脱离，进而能够将NOx有效地净化。
<空燃比控制>
在第三实施方式中也与第二实施方式同样地执行图8A及图8B的空燃比控制的控制例程。在第三实施方式中，在步骤S205中，负荷控制部35控制内燃机负荷以使得吸附材料20的温度被维持为NOx的脱离温度附近。具体而言，负荷控制部35对内燃机负荷进行反馈控制以使得由温度算出部32算出的吸附材料20的温度成为NOx的脱离温度附近。
此外，在步骤S205中，也可以是，负荷控制部35控制内燃机负荷且吸附材料加热部33控制吸附材料加热装置26，以使得吸附材料20的温度被维持为NOx的脱离温度附近。
另外，在步骤S210中，空燃比控制部31通过利用第1电动发电机62驱动内燃机50旋转来使排气的空燃比成为理论空燃比。此外，在预定的条件成立时，也可以不使用第1电动发电机62而通过基于车轴74的旋转力的燃料切断控制来使排气的空燃比成为理论空燃比。由此，能够抑制拖动的电力电耗。
此外，第1电动发电机62也可以是不作为发电机发挥功能的电动机。另外，第2电动发电机66也可以是不作为发电机发挥功能的电动机。另外，使用内燃机的排气净化装置的车辆也可以是能够利用外部电源对电池70进行充电的插电式混合动力车辆。
图9所示的车辆是所谓的混联式的混合动力车辆。然而，使用内燃机的排气净化装置的车辆也可以是所谓的串联式、并联式等其他种类的混合动力车辆。
<第四实施方式>
第四实施方式中的内燃机的排气净化装置及排气净化方法，除了以下说明的方面之外，基本上与第一实施方式中的内燃机的排气净化装置及排气净化方法是同样的。因而，以下，关于本发明的第四实施方式，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
第四实施方式中，在吸附材料20中NOx的脱离温度比HC的脱离温度高。换言之，吸附材料20构成为NOx的脱离温度比HC的脱离温度高。
因而，在内燃机50被预热而排气的温度上升时，HC比NOx先从吸附材料20脱离，之后，NOx从吸附材料20脱离。由于对于NOx和HC合适的净化条件不同，所以优选在NOx脱离之前净化HC，之后净化NOx。
于是，在本实施方式中，空燃比控制部31在吸附材料20的温度处于HC的脱离温度附近时使空燃比比理论空燃比稀，之后，在吸附材料20的温度达到了NOx的脱离温度附近时使空燃比成为理论空燃比。由此，从吸附材料20脱离后的HC及NOx在合适的定时下被有效地净化，因此能够抑制在HC及NOx从吸附材料20流出时排气排放恶化。
<使用时间图的控制的说明>
以下，参照图11，对用于净化从吸附材料20脱离后的HC及NOx的第四实施方式中的控制进行具体说明。图11是执行第四实施方式中的控制时的催化剂下游的排气中的HC及NOx浓度、排气的空燃比、HC及NOx向吸附材料的吸附量、吸附材料下游的排气中的HC及NOx浓度、以及吸附材料的温度的时间图。
在催化剂24下游的排气中的HC及NOx浓度的图表中，HC浓度由实线表示，NOx浓度由单点划线表示。在排气的空燃比的图表中，内燃机排出空燃比由实线表示，催化剂空燃比由单点划线表示。在NOx及HC向吸附材料20的吸附量的图表中，HC的吸附量由实线表示，NOx的吸附量由单点划线表示。在吸附材料20下游的排气中的HC及NOx浓度的图表中，HC浓度由实线表示，NOx浓度由单点划线表示。
在图示的例子中，在时刻t1，预定值以上的NOx及HC吸附于吸附材料20。另外，在时刻t1，吸附材料20的温度低于HC的脱离温度THC，NOx及HC未从吸附材料20脱离。
在图11的例子中，在不进行从吸附材料20脱离后的HC及NOx的净化的通常控制中，排气的目标空燃比被设定为理论空燃比。因而，在时刻t1，内燃机排出空燃比及催化剂空燃比被维持为理论空燃比。
在时刻t1之后，吸附材料20的温度逐渐上升，在时刻t2达到HC的脱离温度THC附近。因而，在时刻t2，排气的目标空燃比被设定为比理论空燃比稀，HC净化控制开始。
在时刻t2之后，通过HC从吸附材料20的脱离，吸附材料20下游的排气中的HC浓度变高，HC向吸附材料20的吸附量逐渐减少。此时，内燃机排出空燃比及催化剂空燃比被维持为比理论空燃比稀，从吸附材料20脱离后的HC与排气中的氧反应。因而，HC在催化剂24中被净化，几乎不从催化剂24流出。
在图11的例子中，在时刻t2之后，在时刻t3，吸附材料20的温度达到NOx的脱离温度TNOx附近。因而，在时刻t3，排气的目标空燃比被设定为理论空燃比，NOx净化控制开始。
在时刻t3之后，通过NOx从吸附材料20的脱离，吸附材料20下游的排气中的NOx浓度变高，NOx向吸附材料20的吸附量逐渐减少。此时，由于内燃机排出空燃比及催化剂空燃比被维持为理论空燃比，所以NOx在催化剂24中被净化，几乎不从催化剂24流出。
此外，在图11的例子中，HC净化控制与NOx净化控制连续地执行，但也可以在HC净化控制与NOx净化控制之间执行通常控制。
图12是执行比较例中的控制时的与图11同样的时间图。在比较例中，HC净化控制与NOx净化控制的顺序与本实施方式相反。即，在吸附材料20的温度处于HC的脱离温度THC附近时执行NOx净化控制，在吸附材料20的温度处于NOx的脱离温度TNOx附近时执行HC净化控制。
因而，在时刻t2之后，排气的目标空燃比被设定为理论空燃比，内燃机排出空燃比被维持为理论空燃比。另一方面，由于从吸附材料20脱离后的HC的影响，催化剂空燃比比理论空燃比浓。其结果，催化剂24中的HC的净化性能下降，从吸附材料20脱离后的HC的一部分在催化剂24中不被净化，从催化剂24流出。
另外，在时刻t3之后，排气的目标空燃比被设定为比理论空燃比稀，内燃机排出空燃比及催化剂空燃比被维持为比理论空燃比稀。其结果，从吸附材料20脱离后的NOx在催化剂24中不被净化，从催化剂24流出。
因此，在本实施方式中，通过在NOx的脱离温度TNOx比HC的脱离温度THC高的情况下在合适的定时执行HC净化控制及NOx净化控制，能够与比较例相比减少NOx及HC的流出量。
<空燃比控制>
图13是示出第四实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。本控制例程由ECU30以预定的执行间隔反复执行。
本控制例程除了HC净化控制与NOx净化控制的顺序相反之外，与图5的空燃比控制的控制例程同样地执行。即，步骤S301对应于步骤S101，步骤S302及步骤S305对应于步骤S103及步骤S106，步骤S303及步骤S306对应于步骤S102及步骤S105，步骤S304对应于步骤S104。
<其他实施方式>
以上，虽然说明了本发明的优选的实施方式，但本发明不限定于这些实施方式，能够在权利要求书的记载内实施各种修正及变更。例如，若在排气的空燃比为理论空燃比时NOx被有效地净化且在排气的空燃比比理论空燃比稀时HC被有效地净化，则催化剂24也可以是三元催化剂以外的催化剂。例如，催化剂24也可以是氧化催化剂及NOx吸藏还原催化剂(NSR催化剂)的组合。
另外，内燃机50也可以是柴油发动机。另外，吸附材料20也可以与催化剂24一体。例如，吸附材料20和催化剂24也可以收容于同一壳体。
另外，上述实施方式能够任意组合而实施。例如，使用第一实施方式及第四实施方式的内燃机的排气净化装置的车辆也可以是混合动力车辆。在该情况下，在图5的步骤S106中，空燃比控制部31也可以通过利用第1电动发电机62驱动内燃机50旋转而使排气的空燃比比理论空燃比稀。
另外，也可以使用NOx的脱离温度比HC的脱离温度高的吸附材料20来实施第二实施方式及第三实施方式。在该情况下，HC净化控制在NOx净化控制之前执行。即，图8B的步骤S207～步骤S210在图8A的步骤S203～步骤S206之前执行。
另外，空燃比控制部31也可以使用向排气通路供给空气的空气供给装置来控制排气的空燃比。
标号说明
20 吸附材料
24 催化剂
30 ECU
31 空燃比控制部
32 温度算出部

Claims (10)

1.一种内燃机的排气净化装置，具备：
吸附材料，配置于内燃机的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx；
催化剂，在所述排气通路中配置于比所述吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx；
空燃比控制部，控制从所述内燃机的内燃机主体向所述排气通路排出的排气的空燃比；及
温度算出部，算出所述吸附材料的温度，
在所述吸附材料中，HC的脱离温度比NOx的脱离温度高，
所述空燃比控制部在所述吸附材料的温度处于所述NOx的脱离温度附近时使所述空燃比成为理论空燃比，之后，在所述吸附材料的温度达到了所述HC的脱离温度附近时使所述空燃比比理论空燃比稀。
2.一种内燃机的排气净化装置，具备：
吸附材料，配置于内燃机的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx；
催化剂，在所述排气通路中配置于比所述吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx；
空燃比控制部，控制从所述内燃机的内燃机主体向所述排气通路排出的排气的空燃比；及
温度算出部，算出所述吸附材料的温度，
在所述吸附材料中，NOx的脱离温度比HC的脱离温度高，
所述空燃比控制部在所述吸附材料的温度处于所述HC的脱离温度附近时使所述空燃比比理论空燃比稀，之后，在所述吸附材料的温度达到了所述NOx的脱离温度附近时使所述空燃比成为理论空燃比。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，
所述空燃比控制部通过执行停止向所述内燃机的燃烧室的燃料供给的燃料切断控制而使所述空燃比比理论空燃比稀，。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的排气净化装置，
设置有所述内燃机的车辆是混合动力车辆，
该内燃机的排气净化装置还具备能够驱动所述内燃机旋转的电动机，
所述空燃比控制部通过利用所述电动机驱动所述内燃机旋转而使所述空燃比比理论空燃比稀。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的排气净化装置，还具备：
吸附材料加热装置，加热所述吸附材料；及
吸附材料加热部，控制所述吸附材料加热装置，
在所述空燃比控制部使所述空燃比比理论空燃比稀时，所述吸附材料加热部利用所述吸附材料加热装置将所述吸附材料的温度维持为所述HC的脱离温度附近。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机的排气净化装置，
设置有所述内燃机的车辆是混合动力车辆，
该内燃机的排气净化装置还具备控制所述内燃机的负荷的负荷控制部，
在所述空燃比控制部使所述空燃比成为理论空燃比时，所述负荷控制部控制所述负荷以使得所述吸附材料的温度被维持为所述NOx的脱离温度附近。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的内燃机的排气净化装置，还具备：
吸附材料加热装置，加热所述吸附材料；及
吸附材料加热部，控制所述吸附材料加热装置，
在所述空燃比控制部使所述空燃比成为理论空燃比时，所述吸附材料加热部利用所述吸附材料加热装置将所述吸附材料的温度维持为所述NOx的脱离温度附近。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的内燃机的排气净化装置，还具备：
催化剂加热装置，加热所述催化剂；及
催化剂加热部，控制所述催化剂加热装置，
在所述吸附材料的温度处于所述NOx的脱离温度附近时和所述吸附材料的温度处于所述HC的脱离温度附近时，所述催化剂加热部利用所述催化剂加热装置将所述催化剂的温度维持为活性温度以上。
9.一种排气净化方法，是使用了吸附材料和催化剂的排气净化方法，所述吸附材料配置于内燃机的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx，所述催化剂在所述排气通路中配置于比所述吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx，其中，所述排气净化方法包括：
在所述吸附材料的温度处于所述NOx的脱离温度附近时，使从所述内燃机的内燃机主体向所述排气通路排出的排气的空燃比成为理论空燃比；及
在所述吸附材料的温度达到了所述HC的脱离温度附近时使所述空燃比比理论空燃比稀，
在所述吸附材料中，HC的脱离温度比NOx的脱离温度高。
10.一种排气净化方法，是使用了吸附材料和催化剂的排气净化方法，所述吸附材料配置于内燃机的排气通路并且吸附排气中的HC及NOx，所述催化剂在所述排气通路中配置于比所述吸附材料靠排气流动方向下游侧处并且净化HC及NOx，其中，所述排气净化方法包括：
在所述吸附材料的温度处于所述HC的脱离温度附近时，使从所述内燃机的内燃机主体向所述排气通路排出的排气的空燃比比理论空燃比稀；及
在所述吸附材料的温度达到了所述NOx的脱离温度附近时使所述空燃比成为理论空燃比，
在所述吸附材料中，NOx的脱离温度比HC的脱离温度高。
CN201910737857.4A 2018-08-24 2019-08-12 内燃机的排气净化装置及排气净化方法 Pending CN110857644A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018157206A JP2020029841A (ja) 2018-08-24 2018-08-24 内燃機関の排気浄化装置及び排気浄化方法
JP2018-157206 2018-08-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110857644A true CN110857644A (zh) 2020-03-03

Family

ID=67659462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910737857.4A Pending CN110857644A (zh) 2018-08-24 2019-08-12 内燃机的排气净化装置及排气净化方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10914254B2 (zh)
EP (1) EP3613959B1 (zh)
JP (1) JP2020029841A (zh)
CN (1) CN110857644A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113446090A (zh) * 2020-03-25 2021-09-28 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000027508A1 (fr) * 1998-11-05 2000-05-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Procede et systeme pour purifier les gaz d'echappement et catalyseur de purification des gaz d'echappement utilise avec ce systeme ainsi que procede de fabrication correspondant
DE102004012272A1 (de) * 2003-03-13 2004-09-30 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Abgasreinigungskatalysator, Herstellungsverfahren davon und Abgasreinigungssystem
US20050220679A1 (en) * 2004-04-06 2005-10-06 Sung-Mu Choi System for automobile exhaust gas purification
CN1910352A (zh) * 2004-01-21 2007-02-07 洋马株式会社 排气气体净化装置及其控制方法
JP2009007946A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Mazda Motor Corp 排気ガス浄化触媒装置
CN102016252A (zh) * 2008-04-30 2011-04-13 五十铃自动车株式会社 废气净化方法及废气净化系统
CN104508265A (zh) * 2012-07-27 2015-04-08 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3375790B2 (ja) * 1995-06-23 2003-02-10 日本碍子株式会社 排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法
JP3500968B2 (ja) * 1998-06-17 2004-02-23 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6233925B1 (en) * 1998-08-28 2001-05-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust discharge control device for internal combustion engine
DE10051562A1 (de) * 2000-10-18 2002-04-25 Emitec Emissionstechnologie Beheizbarer Wabenkörper mit zwei verschiedenen Beschichtungen
JP4013654B2 (ja) * 2002-05-28 2007-11-28 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車両の排気浄化装置
JP2004092535A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Mitsubishi Motors Corp 排ガス浄化装置
JP4501935B2 (ja) * 2006-12-28 2010-07-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
JP4710856B2 (ja) * 2007-03-15 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102010014468B4 (de) * 2010-04-09 2013-10-31 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Verminderung von Lachgas bei der Abgasnachbehandlung von Magermotoren
JP2011231755A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
US9027325B2 (en) * 2010-07-21 2015-05-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification device of internal combustion engine
KR101189238B1 (ko) * 2010-08-11 2012-10-09 기아자동차주식회사 질소산화물 흡장-환원 촉매, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 질소산화물의 정화 시스템
US20130312392A1 (en) * 2012-05-23 2013-11-28 Cary Henry Systems and methods to mitigate nox and hc emissions at low exhaust temperatures
JP6197994B2 (ja) * 2013-07-29 2017-09-20 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2015081570A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 ダイハツ工業株式会社 排気浄化システム
BR112016012631B1 (pt) * 2013-12-06 2021-05-04 Johnson Matthey Public Limited Company catalisador de gás de escape, sistema de escape para motores de combustão interna, e, método para tratamento de um gás de escape de um motor de combustão interna
CN105792914A (zh) * 2013-12-06 2016-07-20 庄信万丰股份有限公司 冷启动催化剂和其在排气系统中的用途
JP2016023579A (ja) * 2014-07-18 2016-02-08 いすゞ自動車株式会社 排ガス後処理装置におけるＮＯｘ還元制御方法
JP2016180378A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 マツダ株式会社 排気ガス浄化触媒装置及び排気ガス浄化方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000027508A1 (fr) * 1998-11-05 2000-05-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Procede et systeme pour purifier les gaz d'echappement et catalyseur de purification des gaz d'echappement utilise avec ce systeme ainsi que procede de fabrication correspondant
DE102004012272A1 (de) * 2003-03-13 2004-09-30 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Abgasreinigungskatalysator, Herstellungsverfahren davon und Abgasreinigungssystem
CN1910352A (zh) * 2004-01-21 2007-02-07 洋马株式会社 排气气体净化装置及其控制方法
US20050220679A1 (en) * 2004-04-06 2005-10-06 Sung-Mu Choi System for automobile exhaust gas purification
JP2009007946A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Mazda Motor Corp 排気ガス浄化触媒装置
CN102016252A (zh) * 2008-04-30 2011-04-13 五十铃自动车株式会社 废气净化方法及废气净化系统
CN104508265A (zh) * 2012-07-27 2015-04-08 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113446090A (zh) * 2020-03-25 2021-09-28 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN113446090B (zh) * 2020-03-25 2023-06-20 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3613959B1 (en) 2021-07-28
JP2020029841A (ja) 2020-02-27
EP3613959A2 (en) 2020-02-26
US20200063680A1 (en) 2020-02-27
US10914254B2 (en) 2021-02-09
EP3613959A3 (en) 2020-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3956548B2 (ja) ハイブリット車における蓄熱式触媒装置
KR100565033B1 (ko) 내연기관의 배기 정화 장치 및 그 제어방법
JP3376948B2 (ja) ハイブリット車の排気浄化制御装置
US8683781B2 (en) Method for controlling an exhaust-gas aftertreatment device of a hybrid drive, and hybrid drive
EP2799677B1 (en) Exhaust control apparatus for internal combustion engine
JP4420024B2 (ja) 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法
JP4682906B2 (ja) 内燃機関の制御装置
KR101905561B1 (ko) 촉매 산소 퍼지 제어 장치 및 방법
CN110857644A (zh) 内燃机的排气净化装置及排气净化方法
CN110857645B (zh) 内燃机的排气净化装置和排气净化方法
JP2017115620A (ja) 内燃機関の制御装置
JP4548143B2 (ja) ハイブリッド車両の排気浄化装置
JP2009279992A (ja) 動力出力装置及びこれを搭載する車両並びに動力出力装置の制御方法
JP7107080B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US11028750B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2015051743A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP7211072B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2009097458A (ja) 内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関装置の制御方法
JP2005113709A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2023116239A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR20200066896A (ko) 삼원 촉매의 산소 퍼지 제어 시스템 및 방법
JP2001132437A (ja) 内燃機関の排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20220603