释放内燃机低负载运转区域I中的叫的空燃比的过浓周期相比而较短的周期，将燃烧室5内的空燃比设为过浓。
[0098]另外，由图19A至图19C可知，内燃机中负载运转区域II中的基准空燃比为，内燃机低负载运转区域I中的基准空燃比与理论空燃比之间的中间值，在内燃机中负载运转区域II中燃烧室5内的空燃比被设为过浓时的空燃比的过浓的程度，与在内燃机低负载运转区域I中燃烧室5内的空燃比被设为过浓时的空燃比的过浓的程度相比而较小。
[0099]接下来，参照表示从低负载运转转移到高负载运转的图22，对NCVf化方法进行说明。另外，在图22中，示出了向燃烧室5内喷射的燃料喷射量的变化、燃烧室5内的空燃比(A/F)的变化和吸留叫量ΣΝ0Χ的变化。此外，在图22中，MAXI表示容许NO /及留量。
[0100]并且，在图22中，在内燃机低负载运转区域I中，当吸留NO5J: ΣΝ0Χ超过容许NOx吸留量MAXI时，将燃烧室5内的空燃比暂时性地设为过浓。另一方面，如图19B所示，在勵^皮吸留于排气净化催化剂22中的状态下，当切换为利用了 NO的吸附作用的NOx的净化方法时，在刚刚切换为利用了 NO的吸附作用的净化时，被吸留于排气净化催化剂22中的NOx的一部分不会被还原而被释放。因此，根据本发明的实施例，如图22所示，在内燃机的运转状态从内燃机低负载运转区域I转移到内燃机中负载运转区域II时，将燃烧室5内的空燃比(A/F)暂时性地设为过浓。
[0101]如图22所示，在内燃机中负载运转区域II中，每经过过稀时间ATL而将燃烧室5内的空燃比暂时性地设为过浓。此时，实施利用了吸附NO的净化作用而使三元催化剂20的中毒恢复。另一方面，如图19所示，在NOx被吸留于排气净化催化剂22中的状态下，当切换为通过向理论空燃比的反馈控制而实施的NOx的净化方法时，在刚刚切换为通过向理论空燃比的反馈控制而实施的NOx的净化方法时，被吸留于排气净化催化剂22中的NOx的一部分将不会被还原而被释放。因此，如图22所示，根据本发明的实施例，在内燃机的运转状态从内燃机中负载运转区域II转移到内燃机高负载运转区域III时，将燃烧室5内的空燃比(A/F)暂时性地设为过浓。
[0102]在内燃机高负载运转区域III中，基于空燃比传感器27的输出信号而对来自各燃料喷射阀11、12的喷射量进行反馈控制，以使三元催化剂20的储氧量成为零与最大储氧量之间的中间值。此时，将燃烧室5内的空燃比控制为理论空燃比，因此，废气中所含有的有害成分HC、CO以及NOx在三元催化剂20中同时被净化。
[0103]另外，如图22所示，当将空燃比设为过浓时，此时存在产生氨的情况。然而，在根据本发明的实施例中，这种氨被吸附于勵)(选择还原催化剂23中。这种被吸附于勵)(选择还原催化剂23中的氨被用于与废气中所含有的NOx进行反应，从而对NO x进行还原。
[0104]在图23中示出了运转控制程序。该程序每间隔固定时间而被执行。
[0105]如参照图23，首先，在步骤80中，对内燃机的运转状态是否为图21所示的内燃机高负载运转区域III进行辨别。在内燃机的运转状态并非内燃机高负载运转区域III时进入到步骤81，并根据图13所示的映射图而对每单位时间内的排出N0x量NOXA进行计算。接下来，在步骤82中，通过对Σ NOx与排出NO XS NOXA进行加法运算从而对吸留NO XS Σ NOX进行计算。接下来，在步骤83中，对内燃机的运转状态是否为图21所示的内燃机低负载运转区域I进行辨别。在内燃机的运转状态为图21所示的内燃机低负载运转区域I时进入到步骤84。
[0106]在步骤84中，对NOx吸留量Σ NOX是否超过了容许NOx吸留量MAXI进行辨别，在NOx吸留量Σ NOX未超过容许NOx吸留量MAXI时，进入到步骤85，并且将燃烧室5内的空燃比根据内燃机的运转状态而设为被预先规定的过稀空燃比。此时，在基准空燃比为过稀的条件下实施燃烧。相对于此，在步骤84中，在被判断为NOx吸留量ΣΝ0Χ超过了容许NO/及留量MAXI时，进入到步骤86，并将燃烧室5内的空燃比暂时性地设为过浓，且ΣΝ0Χ被清零。此时，被吸留于排气净化催化剂22中的NOx从排气净化催化剂22被释放。
[0107]另一方面，在步骤83中，在被判断为内燃机的运转状态并非图21所示的内燃机低负载运转区域I时，即被判断为内燃机的运转状态为图21所示的内燃机中负载运转区域II时，进入到步骤87，对此时内燃机的运转状态是否已从内燃机低负载运转区域I转移到了内燃机中负载运转区域II进行辨别。在此时内燃机的运转状态已从内燃机低负载运转区域I转移到了内燃机中负载运转区域II时，进入到步骤88，并且将燃烧室5内的空燃比暂时性地设为过浓。相对于此，在内燃机的运转状态正在从内燃机低负载运转区域I向内燃机中负载运转区域II转移时，进入到步骤89。在步骤89中，根据图8A、8B以及SC而分别对燃料喷射量WT、过稀时间ATL以及过浓时间ATR进行计算，并基于这些燃料喷射量WT、过稀时间Λ TL以及过浓时间Δ TR,实施图5C所示的能够实现中毒恢复的过稀或过浓控制。此时，实施利用了 NO的吸附的NCVf化作用。
[0108]另一方面，在步骤80中，在被判断为内燃机的运转状态为图21所示的内燃机高负载运转区域III时进入到步骤90，并对此时内燃机的运转状态是否已从内燃机中负载运转区域II转移到了内燃机高负载运转区域III进行辨别。在此时内燃机的运转状态已从内燃机中负载运转区域II转移到了内燃机高负载运转区域III时进入到步骤91，并且将燃烧室5内的空燃比暂时性地设为过浓。相对于此，在内燃机的运转状态正在从内燃机中负载运转区域II向内燃机高负载运转区域III转移时进入到步骤92。在步骤92中，将燃烧室5内的空燃比反馈控制为理论空燃比。
[0109]符号说明
[0110]5燃烧室
[0111]6火花塞
[0112]11、12燃料喷射阀
[0113]14浪涌调整槽
[0114]19排气歧管
[0115]20三元催化剂
[0116]22排气净化催化剂。
【主权项】
1.一种火花点火式内燃机的排气净化装置，其在内燃机排气通道内配置具有储氧功能的三元催化剂，并将燃烧室内的空燃比反馈控制为理论空燃比且在该三元催化剂中对废气中所包含的He、CO以及勵)(同时进行净化，以使该三元催化剂的储氧量成为零与最大储氧量之间的值， 其中，在成为了燃烧室内的空燃比被反馈控制为理论空燃比时被负载于三元催化剂上的贵金属催化剂的中毒量逐渐增大的内燃机运转状态时、或者该贵金属催化剂的中毒量增大而超过了预先规定的容许量时，将燃烧室内的空燃比的过稀的程度与该空燃比被反馈控制为理论空燃比时相比而增大以使三元催化剂的储氧量增大至最大储氧量，并且在三元催化剂的储氧量到达了最大储氧量之后仍使燃烧室内的空燃比维持在过稀而在此后返回至过浓，燃烧室内的空燃比过浓时的所述贵金属催化剂的中毒量越大，则将此时燃烧室内的空燃比被维持于过稀的时间设定得越长。
2.如权利要求1所述的火花点火式内燃机的排气净化装置，其中， 内燃机负载越高，则所述燃烧室内的空燃比被维持于过稀的时间被设定得越长。
3.如权利要求2所述的火花点火式内燃机的排气净化装置，其中， 三元催化剂的温度越高，则将所述燃烧室内的空燃比被维持于过稀的时间设定得越短。
4.如权利要求1所述的火花点火式内燃机的排气净化装置，其中， 将燃烧室内的空燃比被维持于过稀之后返回至过浓时的过浓程度设定为，与该空燃比被反馈控制为理论空燃比时相比而增大，以使三元催化剂的储氧量降低至零，并且在三元催化剂的储氧量到达了零之后仍使燃烧室内的空燃比维持于过浓之后返回至过稀。
5.如权利要求1所述的火花点火式内燃机的排气净化装置，其中， 贵金属催化剂的中毒量逐渐增大的内燃机运转状态为，内燃机中负载运转状态。
6.如权利要求1所述的火花点火式内燃机的排气净化装置，其中， 在所述三元催化剂下游的内燃机排气通道内配置有排气净化催化剂，在该排气净化催化剂的废气流通表面上负载有贵金属催化剂并且在该贵金属催化剂周围形成有碱性的废气流通表面部分，该排气净化催化剂具有当使流入到排气净化催化剂的废气的空燃比以预先规定的范围内的周期而暂时从过稀切换到过浓时对废气中所含有的NOx进行还原的性质、并且具有当将从该过稀向过浓的切换周期设为长于该预先规定的范围时对废气中所含有的NOx的吸收量增大的性质，在内燃机运转时，在燃烧室内的空燃比以该预先规定的范围内的周期而暂时从过稀切换至过浓时，在该排气净化催化剂处废气中所含有的N0x被净化。
7.如权利要求6所述的火花点火式内燃机的排气净化装置，其中， 内燃机的运转区域由内燃机低负载运转侧的预先规定的内燃机低负载运转区域、内燃机高负载运转侧的预先规定的内燃机高负载运转区域、和位于该内燃机低负载运转区域以及该内燃机高负载运转区域之间的预先规定的内燃机中负载运转区域构成，在该预先规定的内燃机低负载运转区域中于燃烧室内在基准空燃比为过稀的条件下实施燃烧并且在应当从排气净化催化剂释放出NOx时使燃烧室内的空燃比被设为过浓，在该预先规定的内燃机高负载运转区域中燃烧室内的空燃比被反馈控制为理论空燃比，在该预先规定的内燃机中负载运转区域中，在与该内燃机低负载区域中的基准空燃比相比而较小的基准空燃比的条件下实施燃烧室内的燃烧，并且以与用于释放该内燃机低负载运转区域中的NOx的空燃比的过浓周期相比而较短的周期，将燃烧室内的空燃比设为过浓。
8.如权利要求6所述的火花点火式内燃机的排气净化装置，其中， 在排气净化催化剂的催化剂载体上负载有贵金属催化剂，并且在该催化剂载体上形成有碱性层，所述碱性层包含，选自钾K、钠Na、铯Cs这样的碱金属，钡Ba、钙Ca这样的碱土类金属，镧族元素这样的稀土类以及银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir这样的可向NO5^*给电子的金属中的至少一种。
【专利摘要】本发明涉及一种火花点火式内燃机的排气净化装置，其在内燃机排气通道内配置具有储氧功能的三元催化剂(20)、和排气净化催化剂(22)。在内燃机中进行负载运转时，将燃烧室(5)内的空燃比的过稀的程度增大以使三元催化剂(20)的储氧量增大至最大储氧量，并且在三元催化剂(20)的储氧量到达了最大储氧量之后仍使燃烧室(5)内的空燃比维持在过稀而在此后返回至过浓，燃烧室(5)内的空燃比过浓时的贵金属催化剂的中毒量越大，则将此时燃烧室(5)内的空燃比被维持于过稀的时间设定得越长。
【IPC分类】F01N3-06, F01N3-20, F02D41-02
【公开号】CN104704214
【申请号】CN201280075496
【发明人】井上三树男, 吉田耕平, 美才治悠树, 樱井健治, 中村昂章
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2012年8月28日
【公告号】EP2891777A1, US20150240733, WO2014033836A1