用于内燃机的催化剂保护装置和催化剂保护方法
【专利摘要】催化剂保护装置包括：设置在内燃机的排气系统中的催化剂；床温取得单元，其对所述催化剂在排气流动方向上分布的多个区域中的每一区域取得床温；以及燃料喷射单元，其基于由所述床温取得单元所取得的相应的床温来对所述区域中的每一区域判定是否需要增加燃料喷射量，其对每一区域计算燃料喷射量中的增量且喷射包含计算出的增量值的总和的量的燃料。
【专利说明】用于内燃机的催化剂保护装置和催化剂保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的催化剂保护装置和催化剂保护方法。
【背景技术】
[0002]一些内燃机(发动机)包括净化排气用的排气净化催化剂(以下，在适当的位置简称为催化剂)。然而，当催化剂通过高温排气等被过度地加热时，催化剂的净化能力会降低。为了保持催化剂的良好的净化能力，可使用冷却催化剂的技术，该技术通过燃料喷射量的增加，利用燃料的汽化热来降低排气温度，以冷却催化剂。喷射的燃料量中的增量在该情况下称为超温保护(OT)增量。通过OT增量而增加的喷射的燃料量被称为OT增量值。
[0003]公布号为10-205375 (JP 10-205375 A)的日本专利申请描述一种燃料供给控制系统，其中当内燃机的高负荷运转状态被检测到且排气控制装置的估定温度高于或等于预先确定的温度时，增加供给到内燃机的燃料量。
[0004]附带地，被包括在排气控制装置中的催化剂中的温度分布在排气流动方向上不同。另外，可推测的是，催化剂在排气流动方向上的上游侧的温度状态传递至催化剂在排气流动方向上的下游侧。然而，在JP 10-205375 A中，没有考虑催化剂中的在排气流动方向上的这种温度分布。结果，排气控制装置会部分地进入温度过高的状态。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种根据催化剂中的实际温度分布而适当地执行OT增量的催化剂保护装置和催化剂保护方法。
[0006]本发明的第一方案提供一种用于内燃机的催化剂保护装置。催化剂保护装置包括:催化剂，其净化排气；床温取得单元，其配置为对所述催化剂在排气流动方向上的多个区域中的每一区域取得所述催化剂的床温；以及燃料喷射单元，其配置为:当基于相应的所述床温判定出对所述区域中的每一区域需要增加燃料喷射量时，喷射包含各个所述区域所需要的增量值的总和的量的燃料。
[0007]由于热传递等因素，在催化剂沿排气流动方向的下游侧区域的温度会高于该下游侧区域的上游侧的温度。本发明的第一方案基于对多个区域中的每一区域取得的温度状态来增加燃料喷射量。因此，本发明的第一方案通过根据催化剂中的实际温度分布来适当地冷却催化剂而能够保护催化剂。
[0008]在依照本发明的第一方案的催化剂保护装置中，基于关于对所述多个区域之中的预定基准区域是否需要增加燃料喷射量的判定，和关于对所述基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域是否需要增加燃料喷射量的判定，所述燃料喷射单元可以配置为:将对所述基准区域的增量值加到对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述上游区域的增量值中。
[0009]在依照本发明的第一方案的催化剂保护装置中，当判定出对基准区域和所述基准区域的在所述排气流动方向上的邻近上游区域都需要增加燃料喷射量时，所述燃料喷射单元可以配置为:将对所述基准区域的增量值加到对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述邻近上游区域的增量值中。
[0010]例如，当内燃机进入增速状态或者氧存储容量(OSC)剂的氧化反应的热在催化剂沿排气流动方向的上游侧的区域中产生时，催化剂在排气流动方向上的下游侧区域(预定基准区域)的温度增加。另一方面，当在催化剂的沿排气流动方向的上游侧区域没有处于超温状态时，可推测内燃机处于理论状态或处于稳定运行的状态。因此，存在催化剂在排气流动方向上的下游侧区域(基准区域)变成超温状态的低可能性。于是，当判定出对基准区域和所述基准区域的在所述排气流动方向上的邻近上游区域都需要增加燃料喷射量时，喷射包含对所述邻近区域所需要的燃料喷射量和对基准区域所需要的燃料增量的总和的量的燃料。即，避免在不需要冷却催化剂的情况下增加燃料喷射量，因此抑制了燃料在沿排气流动方向的上游侧区域的过余状态，且抑制了对在理论空燃比下的空气过剩率λ = I的范围的偏离。另外，抑制了在排气流动方向上的上游侧区域的床温的过度降低。
[0011]在依照本发明的第一方案的催化剂保护装置中，当所述床温取得单元对所述多个区域中的每一区域设定判定值，并且然后使用对所述区域分别设定的所述判定值来计算对基准区域的所述增量值和对所述基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域的所述增量值时，所述床温取得单元可配置为:基于对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述上游区域设定的所述判定值(用于判定催化剂温度的临界值)来取得在所述基准区域中的所述床温。
[0012]为了判定相应的区域是否处于温度过高的状态而设定每一判定值。当对催化剂在排气流动方向上的上游侧的区域增加喷射的燃料量时，催化剂的温度降低响应于喷射的燃料量中的增加而出现。然而，难以准确地取得温度降低的速度。于是，对催化剂在排气流动方向上的上游侧的区域设定的判定值被用作高温侧约束条件，并且取得在基准区域中的温度状态。因此，可抑制由于基准区域进入超温状态的情况而对催化剂的损坏。
[0013]在依照本发明的第一方案的催化剂保护装置中，所述燃料喷射单元可将比对基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域所设定的判定值小的值设定为对所述多个区域之中的所述基准区域的判定值，且通过将所述区域中的每一区域的所述床温的当前值与对所述区域中的每一区域所设定的所述判定值相比较，可判定对所述区域中的每一区域是否需要增加燃料喷射量。
[0014]催化剂在排气流动方向上的下游侧的区域的温度可由于例如从上游侧在排气流动方向上的热传递而进一步增加。于是，比对基准区域在排气流动方向上的上游区域所设定的判定值小的值被设定为对基准区域的判定值。因此，可适当地判定基准区域中的超温状态且可增加喷射的燃料量。
[0015]本发明的第二方案提供一种用于内燃机的催化剂保护方法。所述催化剂保护方法包括:对催化剂在排气流动方向上的多个区域中的每一区域，取得净化排气的所述催化剂的床温；在取得所述区域中的每一区域的所述床温之后，基于相应的所述床温，判定对所述多个区域中的每一区域是否需要增加燃料喷射量；以及在所述判定之后，当判定出对所述区域中的每一区域需要增加燃料喷射量时，喷射包含对各个所述区域所需要的增量值的总和的量的燃料。
[0016]用依照本发明方案的催化剂保护装置和催化剂保护方法，可根据催化剂中的实际的温度分布来执行适当的OT增量。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]参考附图，将在下文描述本发明的示范实施例的特征、优点以及技术和产业意义，其中相同的附图标记表示同样的元件，且其中:
[0018]图1是图示出应用了依照一实施例的催化剂保护装置的发动机的示意图；
[0019]图2是图示出依照该实施例的催化剂保护装置的功能框图；
[0020]图3是图示出催化剂中的前端部和中央部的视图；
[0021]图4A和图4B是示出对依照该实施例的催化剂保护装置的控制的实例的流程图；
[0022]图5是示出基于发动机转速和发动机负荷而计算基础增量值的图的实例的视图；
[0023]图6是示出依照该实施例的催化剂保护装置中各值的时间变化的实例的时间图；
[0024]图7是图示出该实施例以及一比较实施例中的收敛温度和OT增量值之间关系的视图；
[0025]图8是图示出该实施例以及一比较实施例中的OT增量值和床温的变化之间关系的视图；
[0026]图9是图示出OT增量值、前端部床温的变化以及中央部床温的变化之间关系的视图；以及
[0027]图10是图示出对催化剂中央部的修正系数的计算的图。
【具体实施方式】
[0028]参考附图，将描述本发明的实施例。
[0029]首先，将描述用于内燃机的催化剂保护装置(以下简称为催化剂保护装置)的构造。图1是图示出应用了依照一实施例的催化剂保护装置的内燃机的示意图。
[0030]如图1所示，发动机包括发动机控制单元(E⑶)2、发动机主体4、曲轴6、曲轴角度传感器7、燃料喷射阀8、进气传感器9、排气净化催化剂(以下，在适当的位置简称为催化剂)10、进气管12、排气管14以及火花塞16。
[0031]对发动机主体4，设置了燃料喷射阀8、进气管12、排气管14和火花塞16。曲轴角度传感器7设置在发动机主体4的气缸处，且检测曲轴6的曲轴角度。燃料喷射阀8和进气传感器9设置在进气管12处。燃料喷射阀8喷射燃料。进气传感器9检测通过进气管12吸入发动机主体4内的进气量。催化剂10设置在排气系统内。具体地，催化剂10设置在排气管14处，且净化从发动机主体4排出的排气。ECU 2取得曲轴角度和进气量的数据。曲轴角度通过曲轴角度传感器7检测。进气量通过进气传感器9检测。ECU 2控制由燃料喷射阀8所喷射的燃料的喷射，且通过火花塞16来执行点火。
[0032]图2是图示出依照实施例的燃料喷射控制装置的功能框图。如图2所示，ECU 2用作转速检测器18、床温取得单元20以及燃料喷射单元27。燃料喷射单元27包括基础增量值计算单元22、比较器23、补偿器24和喷射量增加单元26。ECU 2持有预先确定的判定值(用于判定催化剂的临界值)，即，E⑶2持有OT判定温度。E⑶2将当前床温与OT判定温度比较，并判定是否需要OT增量。E⑶2也持有目标床温。稍后将详细描述目标床温。
[0033]如图3所示，催化剂10沿排气流动方向分布。即，催化剂10分布到沿排气流动方向的多个区域内。具体地，催化剂10分布到中央部和前端部，该前端部为该中央部沿排气流动方向的上游区域。在本实施例中，中央部相当于预定基准区域(基准区域)。前端部相当于位于中央部在排气流动方向上的上游的区域。催化剂10可分布到更多数量的区域内。在该情况下，中央部和前端部不需要彼此邻近。在本实施例中，中央部和前端部彼此邻近。另外，前端部和中央部不需要被隔壁等严格地隔开。前端部和中央部仅需要被识别为分布的区域。喷射量增加单元26由于OT增量值而增加喷射量。对催化剂10沿排气流动方向分布的区域中的每一区域均计算OT增量值。
[0034]转速检测器18取得曲轴角度，且基于该曲轴角度检测转速。曲轴角度通过曲轴角度传感器7检测。基于内燃机的进气量和转速，床温取得单元20取得催化剂10的稳定床温和催化剂10的当前床温。进气量通过进气传感器9检测。转速通过转速检测器18检测。稳定床温是在内燃机以某一进气量和某一转速而运转的情况下的催化剂10的床温收敛至的温度(收敛温度)。即，稳定床温是在运转状态为稳定状态的情况下的催化剂10的床温收敛至的温度。当前床温是例如通过基于收敛温度的平滑化而获得的。对催化剂10的多个区域中的每一区域，即，中央部和前端部中的每一部，均计算当前床温。各当前床温为用于取得对应区域的温度状态的因素。
[0035]基础增量值计算单元22基于进气量和转速计算基础增量值。基础增量值为应该由燃料喷射阀8喷射的基础燃料量。基础增量值是例如根据图5所示的图来取得的。SP，基础增量值基于发动机的转速和负荷来取得。对图3所示的催化剂10的前端部和中央部中的每一部可取得基础增量值。比较器23将收敛温度、当前床温和OT判定温度(判定值)相互比较，并判定那些温度之间的大小关系。另外，在图4所示的流程图的步骤中，比较器23判定大小关系。
[0036]补偿器24基于收敛温度和当前床温来修正基础增量值。收敛温度和当前温度通过床温取得单元20取得。基础增量值通过基础增量值计算单元22计算。具体地，补偿器24使用修正系数来修正基础增量值，且取得修正的增量值。目标床温被设定成低于OT判定温度(判定值)的值。考虑到目标床温来计算修正系数。
[0037]喷射量增加单元26选择基础增量值和修正的增量值中的任一值作为最终OT增量值。从燃料喷射阀中喷射由喷射量增加单元26判定的增加了 OT增量值的燃料量。S卩，从燃料喷射阀中喷射OT增量值和在OT增量之前的喷射量的总量。该细节将稍后描述。
[0038]如上文所述，燃料喷射单元27包括基础增量值计算单元22、比较器23、补偿器24和喷射量增加单元26。基于关于温度状态的信息，燃料喷射单元27对前端部和中央部中的每一部均判定是否需要增加燃料喷射量。关于温度状态的信息通过床温取得单元来取得。关于温度状态的信息具体为当前床温和稳定床温。而且，燃料喷射单元27对前端部和中央部中的每一部均计算燃料喷射量的增量值。燃料喷射单元27喷射包含计算的增量值的总和的量的燃料。该细节将稍后描述。
[0039]接下来，参考图4A所示的流程图，将描述对依照实施例的催化剂保护装置进行控制的实例。控制催化剂保护装置主要通过E⑶2执行。E⑶2存储用于前端部的判定值和用于中央部的判定值。即，ECU 2存储前端部OT判定温度和中央部OT判定温度。中央部OT判定温度低于前端部OT判定温度。使用前端部OT判定温度来判定对于前端部是否需要增加燃料喷射量。使用中央部OT判定温度来判定对于中央部是否需要增加燃料喷射量。
[0040]中央部的温度可由于例如热量从前端部的传递而进一步增加。中央部OT判定温度的值被设定成小于前端部OT判定温度。具体地，中央部OT判定温度被设定成比目标温度低了催化剂材料的氧化热a°C的值。在催化剂10的中央部，例如，在执行停止供油(F/C)时，床温增加。对于催化剂10的中央部，OT判定温度以预期到在执行F/C时床温增加的方式而被设定。
[0041]最初地，在步骤SI中，判定收敛温度是否高于OT判定温度。具体地，判定收敛温度是否高于前端部OT判定温度。这是由于上述条件没有被满足的状态是不需要OT增量控制的状态。重复步骤SI的过程，直到作出肯定的判定。收敛温度(稳定床温)在如图6所示的时刻tl时响应于加速剂操作量的增加而上升。随时间滞后，当前床温接近稳定床温。
[0042]当在步骤SI中作出肯定的判定时，过程进行到步骤S2。在步骤S2中，取得第一基础增量值。第一基础增量值从图5所图示的图中取得。即，第一基础增量值基于发动机的转速和发动机负荷来取得。这里，第一基础增量值为考虑到图3所示催化剂10的前端部的状态的基础增量值。
[0043]在继步骤S2之后的步骤S3中，判定第一修正系数计算条件是否满足。这里，第一修正系数基于当前床温和目标床温来获得。具体地，第一修正系数通过以下公式I来计算，该公式I用于获得当前床温与目标床温之差对稳定床温与目标床温之差的比。第一修正系数为用于减少第一基础增量值的系数。
[0044]公式1:第一修正系数=((当前床温)_(目标床温))/((稳定床温)_(目标床温))
[0045]目标床温被设定成低于OT判定温度的值，且该目标床温意味着床温在喷射的燃料量继续增加第一基础增量值时收敛至的床温。这样，第一修正系数是考虑到引入第一基础增量值的影响而获得的系数。因此，抑制了基础增量值的过度减小，且避免温度过高状态。
[0046]在步骤S3中，判定第一修正系数计算条件是否满足。具体地，判定(当前床温)_(目标床温)彡O和(稳定床温)_(目标床温)>0的计算允许条件是否满足。这是因为，当计算允许条件没有满足时，计算值不适于作为用于减小基础增量值的值。当在步骤S3中作出肯定判定时，过程进行到步骤S4。在步骤S4中，第一修正系数计算允许标志被设定成ON状态。然后，过程进行到步骤S5。另一方面，当在步骤S3中作出否定的判定时，过程跳过步骤S4而进行到步骤S5。
[0047]在步骤S5中，判定前端部OT判定标志是否处于ON状态。S卩，判定图6所示的当前床温是否已经增加且已经超出OT判定温度。如图6所示，在时刻t2时，当前床温超出OT判定温度。因此，在时刻t2将OT判定标志设定成ON状态。当在步骤S5中作出肯定的判定时，过程进行到步骤S6。当在步骤S5中作出否定的判定时，过程进行到步骤S8。步骤S8将在稍后描述。
[0048]在步骤S6中，判定第一修正系数计算允许标志是否处于ON状态。当过程已经经过步骤S4时，作出肯定的判定。当在步骤S6中作出肯定的判定时，过程进行到步骤S7。在步骤S7中，第一修正系数通过公式I来计算。
[0049]另一方面，当在步骤S5或步骤S6中作出否定的判定时，过程进行到步骤S8。在步骤S8中，采用“I”作为第一修正系数。这是一种为对有效的增量值进行失效保护的目的所采用的措施。例如，当第一修正系数由于各种因素而大于I时，基础增量值被进一步增加，而执行了过大的增量。为了避免这种情况，采用“I”作为第一修正系数。当采用“I”作为第一修正系数时，直接输出基础增量值。因此，冷却了催化剂，并且保护了该催化剂。
[0050]在继步骤S7和步骤S8之后的步骤S9中，判定条件(O <第一修正系数< I)是否满足。当在步骤S9中作出肯定的判定时，过程进行到步骤S10。在步骤SlO中，第一 OT增量值通过公式2来计算。第一 OT增量值相当于修正的增量值。
[0051]公式2:(第一 OT增量值)=(第一修正系数)X (第一基础增量值)
[0052]另一方面，当第一修正系数落入范围(O <第一修正系数< I)之外且在步骤S9中作出否定的判定时，过程进行到步骤S11。在步骤Sll中，将“I”设定为第一修正系数。结果，第一基础增量值作为第一 OT增量值来计算。例如，甚至在由于装置的控制系统而没有计算出精确值时，也确保基础增量值的喷射量。因此，保护了催化剂。
[0053]通过到步骤Sll的过程，已经完成了用于催化剂10的前端部的OT增量值的计算。
[0054]这里，参考图6至图8，将连同比较实施例一起来描述在步骤SlO中计算的使用第一OT增量值作为最终的OT增量值来喷射燃料的情况下的温度的运行情况。
[0055]在图6中，在第一比较实施例中，通过恒定地使用基础增量值来喷射燃料。即，没有采取减小基础增量值的任何措施。在第二比较实施例中，使用公式3来计算修正系数。
[0056]公式3:修正系数=((当前床温)-(0T判定温度))/ ((收敛温度)-(0T判定温度))
[0057]在第一比较实施例中，通过恒定地使用基础增量值来喷射燃料，因此喷射量会变得过大。结果，实际温度会比需要的降低得更多，且CO排放量会增加。
[0058]在第二比较实施例中，对基础增量值的减小的量会变得过大，喷射量的增量会不足，且床温会上升超过OT温度。该现象将参考图7和图8来描述。在第二比较实施例中，使用通过数学公式3计算的修正系数。OT判定温度被引入到数学公式3中。因此，如图7所示，尤其是，在催化剂的温度低的增量控制的最初阶段，冷却是不足的。如图8所示，在实施例中，就在床温已达到OT判定温度之后，OT增量值基本上竖直地上升。相比于此，在第二比较实施例中，OT增量值逐渐增加，因此床温会上升超过OT判定温度。
[0059]这样，在依照实施例的催化剂保护装置中，低于OT判定温度的目标床温在计算修正系数时使用，因此可计算出适当的OT增量值。
[0060]随后，将参考图4B所示的流程图来描述从步骤S12开始的过程。通过从步骤S12到步骤S20的过程，计算对催化剂10的中央部的OT增量值。当也计算对中央部的OT增量值时，如在计算对前端部的OT增量值的情况下一样使用第一基础增量值。如图9所示，对催化剂10的中央部的增量(第二 OT增量值)最终加到第一 OT增量值中(步骤S30)。第二OT增量值是例如对于在执行F/C控制且在催化剂沿排气流动方向的上游区域中产生氧气存储容量(OSC)剂的氧化反应的热的情况下急剧的温度上升而被计算出来的值。
[0061]在步骤S12中，判定第二修正系数计算条件是否满足。这里，第二修正系数通过以下公式4来计算。第二修正系数是用于减小第一基础增量值的系数。公式4:第二修正系数=((中央部当前床温)-(中央部OT判定温度))/ ((稳定床温)-(目标床温))。
[0062]目标床温是与在计算第一修正系数时的值相似的值，且被设定成低于OT判定温度的值。目标床温意味着在燃料喷射的增量继续增加第一基础增量值时床温收敛至的床温。这样，第一修正系数是考虑到引入第一基础增量值的影响而获得的系数。因此，抑制了基础增量值过度的减小。因此，避免催化剂的温度过高的状态。
[0063]为了获得中央部的当前床温，计算图10所示的中央部当前床温的计算基准值。gp，计算基准值，该基准值用于计算中央部的当前床温。在本实施例中，使用为各区域(即前端部和中央部)设定的前端部OT判定温度和中央部OT判定温度，且对每一区域计算增量值。中央部当前床温计算基准值通过修改前端部的当前床温来获得。具体地，在前端部的当前床温已经达到前端部OT判定温度之后，中央部当前床温计算基准值通过将当前床温限制为前端部OT判定温度来获得。即，在前端部的当前床温已达到前端部OT判定温度之后，中央部当前床温计算基准值通过将当前床温保持在前端部OT判定温度来获得。中央部当前床温通过对中央部当前床温计算基准值进行平滑来获得。这样，在中央部的床温基于前端部OT判定温度来取得,该前端部OT判定温度是对前端部设定的判定值。即，中央部当前床温是基于前端部OT判定温度来规定的,该前端部OT判定温度是对前端部设定的判定值。以这种方式来规定中央部当前床温的理由如下。即，当在前端部作出OT判定且然后执行对前端部的OT增量时，前端部的当前床温从OT判定温度朝向目标床温降低。然而，在实施OT增量之后，难以取得实际床温以多少速度向目标床温收敛。然后，在执行增加喷射量的同时，通过利用朝向前端部OT判定温度平滑的值来规定中央部当前床温，该前端部OT判定温度是高温侧限制条件，且不允许被超过。因此，可抑制由于基准区域进入高温状态而对催化剂10的损坏。
[0064]如上文所述，中央部OT判定温度被设定成比目标床温低了催化剂材料的氧化热a °C的值。因此，在执行F/C时可对抗温度的急剧增加。
[0065]在步骤S12中，判定上述第二修正系数计算条件是否满足。具体地，判定((中央部当前床温)-(中央部OT判定温度))彡O且((稳定床温)-(目标床温))> O的计算允许条件是否满足。这是由于，当计算允许条件不被满足时，计算出的值不适于作为用于减小基础增量值的值。当在步骤S12中作出肯定判定时，过程进行到步骤S13，且在步骤S13中，第二修正系数计算允许标志设定成ON状态。然后，过程进行到步骤S14。另一方面，当在步骤S12中作出否定判定时，过程跳过步骤S13而进行到步骤S14。
[0066]在步骤S14中，判定中央部OT判定标志是否处于ON状态。S卩，判定图10所示的中央部当前床温是否已超过OT判定温度。当在步骤S14中作出肯定判定时，过程进行到步骤S15。当在步骤S14中作出否定判定时，过程进行到步骤S17。步骤S17将在稍后描述。
[0067]在步骤S15中，判定第二修正系数的计算允许标志是否处于ON状态。当过程已经经过步骤S13时，作出了肯定的判定。当在步骤S15中作出肯定判定时，过程进行到步骤S16。在步骤S16中，第二修正系数通过公式4来计算。
[0068]另一方面，当在步骤S14或步骤S15中作出否定的判定时，过程进行到步骤S17。在步骤S17中，采用“I”作为第二修正系数。这是为对有效的增量值进行失效保护的目的所采用的措施。例如，当第二修正系数由于各种因素而大于I时，基础增量值进一步增加，且执行了过大的增加。为了避免这种过大的增加，采用“I”作为第二修正系数。当采用“I”作为第二修正系数时，直接输出基础增量值。因此，冷却了催化剂，并且保护了该催化剂。
[0069]在继步骤S16和步骤S17之后的步骤S18中，判定条件(O <第二修正系数< I)是否满足。当在步骤S18中作出肯定的判定时，过程进行到步骤S19。在步骤S19中，第二OT增量值通过公式5来计算。第二 OT增量值相当于修正的增量值。
[0070]公式5:(第二 OT增量值)=(第二修正系数)X (第一基础增量值)
[0071]另一方面，当第二修正系数落入范围(O <第二修正系数< I)之外且在步骤S18中作出否定的判定时，过程进行到步骤S20。在步骤S20中，将“I”设定成第二修正系数。结果，第一基础增量值作为第二 OT增量值来计算。例如，甚至在由于装置的控制系统而没有计算出精确值时，也确保基础增量值的喷射量。因此，保护了催化剂。
[0072]通过从步骤S12到步骤S20的过程，已经完成了用于催化剂10的中央部的OT增量值的计算。
[0073]在步骤S21中，判定中央部OT判定标志是否处于ON状态且前端部OT判定标志是否处于ON状态。当在步骤S21中作出肯定的判定时，过程进行到步骤S22。在步骤S22中，最终有效的OT增量值通过将在步骤S19中计算出的第二 OT增量值加到在步骤SlO中计算出的第一 OT增量值中来获得。另一方面，当在步骤S21中作出否定的判定时，过程被返回。即，仅仅当中央部OT判定标志和前端部OT判定标志都处于ON状态时，才将对催化剂10的中央部的增量值加到有效的OA增量值中。
[0074]催化剂10的中央部位于前端部沿排气流动方向的下游。因此，当前端部的床温还没达到OT判定温度时，中央部的床温不会立即增加。在这情况下的OT增量导致无用的燃料喷射，且会对例如在理论空燃比下的空气过剩率λ =I的范围的偏离产生影响。然后，仅仅在中央部OT判定标志和前端部OT判定标志都处于ON状态时才加上增量值。
[0075]这样，对沿排气流动方向分布到多个区域中的催化剂的多个区域中的每一区域计算增量值，且喷射包含增量值的总和的量的燃料。在沿排气流动方向分布到多个区域中的催化剂中，对每一区域计算增量值，且喷射包含计算值的总和的量的燃料。因此，可根据催化剂的实际温度分布执行适当的OT增量。
[0076]上文详细描述本发明的实施例；然而，本发明没有被限制为上述示范的实施例。在所附权利要求书中所述本发明的范围内的各种变更或修改是可适用的。
[0077]例如，在上述的实施例中，燃料的增量值可被修正；然而，增量值的修正不是必不可少的。可对沿排气流动方向分布的催化剂的多个区域计算增量值，从而燃料在正好需要被喷射时被相应地喷射。
[0078]尽管已连同本公开的具体的示范实施例解释了本公开，但是明显的是许多选择、修改和变化对本领域的技术人员将是显而易见的。因此，如在此列举的本公开的示范实施例意图为说明性的，而不是限制性的。存在可不背离本公开范围而作出的改变。
【权利要求】
1.一种用于内燃机的催化剂保护装置，其特征在于包括: 催化剂，其净化排气； 床温取得单元，其配置为对所述催化剂在排气流动方向上的多个区域中的每一区域取得所述催化剂的床温；以及 燃料喷射单元，其配置为:当基于相应的所述床温判定出对所述区域中的每一区域需要增加燃料喷射量时，喷射包含各个所述区域所需要的增量值的总和的量的燃料。
2.根据权利要求1所述的催化剂保护装置，其中 基于关于对所述多个区域之中的预定基准区域是否需要增加燃料喷射量的判定，和关于对所述基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域是否需要增加燃料喷射量的判定，所述燃料喷射单元配置为:将对所述基准区域的增量值加到对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述上游区域的增量值中。
3.根据权利要求1所述的催化剂保护装置，其中 当判定出对基准区域和所述基准区域的在所述排气流动方向上的邻近上游区域都需要增加燃料喷射量时，所述燃料喷射单元配置为:将对所述基准区域的增量值加到对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述邻近上游区域的增量值中。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的催化剂保护装置，其中 当所述床温取得单元对所述多个区域中的每一区域设定判定值，并且然后使用对所述区域分别设定的所述判定值来计算对基准区域的所述增量值和对所述基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域的所述增量值时，所述床温取得单元配置为:基于对所述基准区域的在所述排气流动方向上的所述上游区域设定的所述判定值来取得在所述基准区域中的所述床温。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的催化剂保护装置，其中 所述燃料喷射单元将比对基准区域的在所述排气流动方向上的上游区域所设定的判定值小的值设定为对所述多个区域之中的所述基准区域的判定值，且通过将所述区域中的每一区域的所述床温的当前值与对所述区域中的每一区域所设定的所述判定值相比较，判定对所述区域中的每一区域是否需要增加燃料喷射量。
6.一种用于内燃机的催化剂保护方法，其特征在于，包括: 对催化剂在排气流动方向上的多个区域中的每一区域，取得净化排气的所述催化剂的床温； 在取得所述区域中的每一区域的所述床温之后，基于相应的所述床温，判定对所述多个区域中的每一区域是否需要增加燃料喷射量；以及 在所述判定之后，当判定出对所述区域中的每一区域需要增加燃料喷射量时，喷射包含对各个所述区域所需要的增量值的总和的量的燃料。
【文档编号】F01N11/00GK104379892SQ201380029016
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】近藤真也, 高间康之, 麻生纮司 申请人:丰田自动车株式会社