专利名称：内燃机的废气净化设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的包含着NOx捕集催化剂的废气净化设备和方法，并且尤其涉及确定NOx捕集催化剂的退化程度的技术。
背景技术：
用于稀燃烧发动机的包含着NOx捕集催化剂的典型废气净化设备是周知的。根据废气的空气-燃料比该NOx捕集催化剂具有不同的品质。当废气的空气-燃料比稀时捕集废气中的氧化氮(以下称为NOx)。另一方面，当空气-燃料比转为浓时，该NOx捕集催化剂排出捕集的NOx。1999年11月26日公布的日本专利申请第一公开Heisei 11-324654号举例说明NOx捕集催化剂性能退化的估计。详细说，在NOx捕集催化剂的上、下游二侧设置空气-燃料比传感器。检测从废气的空气-燃料比转成浓的第一时间点到废气的还原剂通过NOx捕集催化剂的第二时间点之间的时段。根据该检测的时段确定NOx捕集催化剂的测定。该第一时间点是根据上游侧空气-燃料比传感器的输出确定的，而该第二时间点是根据下游侧空气-燃料比传感器的输出确定的。
发明内容
但是，上面说明的性能退化测定技术具有下面的问题。即，从废气的空气-燃料比转成浓的时间点到废气中的还原剂通过NOx捕集催化剂的时间点之间的时段不是一致地规定的，而是在各种因素的影响下变化的。这些因素包括NOx捕集催化剂捕集的NOx量，在废气转成浓期间向NOx捕集催化剂提供的还原剂量以及NOx捕集催化剂的温度。当不考虑到这些因素时，例如当捕集到的NOx量大于一设定基准时，即使NOx捕集催化剂的退化超出允许范围，上面说明的技术也不能检测出退化。
从而，本发明的一个目的是提供一种用于内燃机的能够准确地确定NOx捕集催化剂的退化程度的废气净化设备和方法。
依据本发明的一个方面，提供一种用于内燃机的废气净化设备，包括NOx捕集催化剂，其在流入的废气的空气-燃料比为稀时捕集废气中的NOx而当流入的废气的空气-燃料比为浓时排出捕集到的NOx；一个浓控制部分，其进行浓控制以便使流入NOx捕集催化剂的空气-燃料比更浓；第一时间点规定部分，其规定NOx捕集催化剂上游侧的废气空气-燃料比已达到指示浓的第一预定值的第一时间点；第二时间点规定部分，其规定NOx捕集催化剂下游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第二预定值的第二时间点；一个空气-燃料比改变时间差检测部分，其以空气-燃料比改变时间差的形式检测从该第一时间点到该第二时间点之间的时间间隔；以及一个性能退化测定部分，其根据检测到的空气-燃料比改变时间差确定该NOx捕集催化剂的性能退化程度，该性能退化测定部分利用由该NOx捕集催化剂捕集的NOx的量、对该NOx捕集催化剂提供的还原剂的还原剂供给量以及该NOx捕集催化剂的催化剂温度的校正因子中至少一个确定性能退化程度，所述校正因子中的至少一个反映在该NOx捕集催化剂的性能退化程度的确定上。
依据本发明的另一个方面，提供一种用于内燃机的废气净化方法，包括提供NOx捕集催化剂，其在流入的废气的空气-燃料比为稀时捕集废气中的NOx而当流入的废气的空气-燃料比为浓时排出捕集到的NOx；进行浓控制以使流入NOx捕集催化剂的空气-燃料比更浓；规定NOx捕集催化剂上游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第一预定值的第一时间点；规定NOx捕集催化剂下游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第二预定值的第二时间点；按空气-燃料比改变时间差的形式检测从该第一时间点到该第二时间点的时间间隔；以及，根据该检测到的空气-燃料比改变时间差确定该NOx捕集催化剂的性能退化程度，其中在性能退化确定中，利用该NOx捕集催化剂的NOx捕集量、对该NOx捕集催化剂提供的还原剂的还原剂供给量、以及捕集催化剂的催化剂温度的校正因子中至少一个来确定性能的退化程度，并且所述校正因子中的至少一个反映在该NOx捕集催化剂的性能退化程度的确定上。
本发明的该概要不必描述所有必要的特征，从而本发明还可以是这些说明的特征的子组合。
图1是其中可应用依据本发明的一个优选实施例的废气净化设备的柴油发动机的系统配置粗略图。
图2是表示依据本发明的废气净化设备中的退化确定过程的操作流程图。
图3是表示NOx捕集量计算过程的操作流程图。
图4是表示每单位时间以及每单位输出的NOx排出量NOXws的计算表。
图5是表示根据废气流量的捕集量校正系数kNOXeoe的计算表。
图6是表示根据废气流量Qexh的捕集量校正系数kNOXqexh的计算表。
图7是表示根据驱动状态Ne和Qf的捕集量校正系数kNOXneqf的计算表。
图8是表示根据驱动状态Ne和Qf的捕集量校正系数kNOXneqf的计算表。
图9A和9B表示冷却剂温度TW和催化剂温度Tbed之间的关系。
图10是表示根据冷却剂温度TW的校正系数kNOXtw的表。
图11是表示根据NOx捕集量NOx的校正系数kNOXtrap的表。
图12是表示还原剂供给量计算例程的操作流程图。
图13是表示还原剂供给量unburnt的计算的表。
图14是表示基准时间差计算例程的操作流程图。
图15是表示根据催化剂温度Tbed的基准时间差校正系数Hostbed的表。
图16是根据还原剂供给量unburnt的基准时间差校正系数Hosunburnt的表。
图17是根据催化剂温度Tbed的基准时间差校正系数Hostbed的表。
图18是表示空气-燃料比改变时间差计算例程的操作流程图。
图19A和19B是表示上游侧空气-燃料比ABYFI和下游侧空气-燃料比ABYFO的特性曲线。
图20是依据本发明的另一优选实施例的废气净化设备的粗略系统配置图。
具体实施例方式
下面参照各附图以帮助更好地理解本发明。
图1示出可对其应用一优选实施例中的废气净化设备的汽车柴油发动机的结构。在进气通道11的引气部分上附着一个空气滤清器(未示出)以便去掉吸入气中的灰尘。在该空气滤清器的下游侧安装一个气流计12。气流计12用于检测进气量。通过气流计12的吸入气流入缓冲箱13以及一个进气岐管用于把吸入气分配到每个发动机汽缸中。设置一个进气节流阀14，其根据来自电子控制单元51(以下简写为ECU)的信号操作。进气节流阀14用于控制进气量。在汽缸盖上安装一个在燃烧室的中央部分上暴露的喷射器21，从而其对发动机主体暴露。在预定压力下经公用轨道22向喷射器21提供通过燃料泵(未示出)分配的燃料。经喷射器21的燃料喷射是分多次完成的。喷射器21对燃烧室的上部中央暴露。喷射器21进行产生发动机输出的主喷射并且进行比主喷射定时滞后的后喷射。后喷射造成废气温度升高到比常规时间温度高的温度。
在排气通道31的排气岐管的下游侧设置NOx捕集催化剂32。在用比一大的过量空气比率驱动发动机1的常规时间期间，通过NOx捕集催化剂32消除废气中的NOx。当检测出NOx捕集催化剂超过规定量时，使该过量空气比率回到比1小的值，NOx捕集催化剂32排出捕集的NOx。当发生该排出时，通过废气中的还原剂，例如碳氢(carbon hydrogen)和一氧化碳来净化NOx。
排气通道31通过EGR(废气再循环)管41与吸气通道11连接。安装一个根据来自ECU 51的信号操作的EGR阀42。ECU 51控制EGR阀42的开度角。根据EGR阀42的该开度角，部分废气循环到吸气通道11中。在排气通道31中于NOx捕集催化剂32的上游侧和下游侧设置传感器61和62。分别检测NOx捕集催化剂上游侧废气的空气-燃料比(以下也称为上游侧空气-燃料比)和下游侧废气的空气-燃料比(以下也称为下游侧空气-燃料比)。在NOx捕集催化剂上设置另一个传感器63。传感器63检测NOx捕集催化剂32的头部温度(head temperature)(以下称为催化剂温度)。ECU 51输入分别来自传感器61和62的进气量检测信号和空气-燃料比检测信号、来自传感器63的催化剂温度检测信号、来自传感器64的冷却剂温度检测信号、来自传感器65的曲轴角检测信号(ECU 51从该信号计算发动机速度Ne)、来自传感器66的加速器踏板开度角信号以及来自传感器67的燃料压力检测信号。
接着，参照各个操作流程解释ECU 51的操作。
图2示出每隔预定时间周期，例如20毫秒，执行的性能退化确定例程的操作流程。在步骤S102，ECU 51确定NOx捕集量NOX。NOx捕集量NOX是通过NOx捕集催化剂捕集到的NOx的量。在步骤S102，ECU 51判定NOx捕集量NOX是否达到预定值NOX1。若达到该预定值NOx1(是)，该例程转到步骤S103。若未达到该预定值NOx1(否)，结束该例程并且在所述预定时间周期之后重新开始。预定值NOX1定义一个进行NOx进生的时间段，其中，排出捕集到的NOx并且把捕集量设置成一个和NOx捕集催化剂32的捕集能力上限对应的值。在步骤S103，ECU 51控制过量空气比率λ以给出一个指示过量空气比率λ为浓的预定值tλ。通过操作进气节流阀14或EGR阀42实现对过量空气比率λ的控制。在步骤S104，ECU 51判定这时刻是否就在刚刚通过硫化合物完成NOx捕集催化剂的毒化释放之后。该硫化合物包含在废气中。NOx捕集催化剂32在捕集废气中的NOx的同时捕集硫化合物。该就在毒化释放之后的时刻是通过车辆的行驶距离从已经结束前一次对毒化释放控制的时间点开始已达到预定距离或者通过判定该步骤要比前一次毒化释放的第一时刻超前来决定的。另外，通过操作进气节流阀14以使过量空气比率λ取得和理想配比空气-燃料比对应的值、通过经燃料喷射器21进行的后喷射以及通过把废气温度提高到高于通常温度来完成毒化的释放。在执行后喷射后已经经过预定时间间隔的时刻，ECU 51判定毒化被释放并使过量空气比率回到额定值。如果是刚好在毒化释放之后的时刻，该例程转到步骤S106。反之，结束该例程并且再次启动该例程。
在步骤S105，ECU 51检测还原剂供给量unburnt。还原剂供给量unburnt是每单位时间向NOx捕集催化剂32提供的还原剂量并且是从后面将说明的还原剂供给量计算例程计算出的，在步骤S106，ECU 51计算基准时间差ΔTcal。基准时间差ΔTcal是在基准时间差计算例程中作为区分与NOx捕集催化剂32的性能退化程度关联的内、外允许范围的一个边界值计算的，并且是在后面将说明的基准时间差计算例程中计算的。
在步骤S106，ECU 51计算空气-燃料比改变中的时间差ΔT。空气-燃料比改变时间差ΔT是按从废气的空气-燃料比转成浓状态的时刻到废气中的还原剂通过NOx捕集催化剂的时刻之间的时间间隔计算的，并且在后面将说明的空气-燃料比改变时间差计算例程中计算。在步骤S108，ECU 51判定空气-燃料比改变时间差ΔT是否等于或小于ΔTcal。如果在步骤S108ΔT≤ΔTcal(是)，该例程转到步骤S109。如果在步骤S108，ΔT＞ΔTcal(否)，该例程转到步骤S110。在步骤S109，ECU 51确定NOx捕集催化剂32的退化程度在允许范围内并且设置正常判定标志。当设置退化判定标志时，一个告警灯发光，从而提醒司机更换NOx捕集催化剂32。
图3示出NOx捕集量计算例程的操作流程。每隔预定的时间例如20毫秒执行该例程一次。在步骤S201，ECU 51读取发动机速度Ne、燃料喷射量Qf、进气量Qac、冷却剂温度TW以及催化剂温度Tbed。在步骤S202，ECU 51根据进气量Qac搜索图4中示出的表以计算每单位输出和每单元时间从发动机1排出的NOx量NOXws。在图4中示出的表中，NOx排出量NOXws设置成对应于大的Qac值的大值。
在步骤S203，ECU 51使步骤S202计算的NOx排出量NOXws和发动机输出Pe相乘以把NOxws变换成单位时间的量NOXs(＝NOXws×Pe)。注意，把发动机输出Pe看成是对应于发动机输出等效值(Qf×Ne)，该等效值通过发动机速度Ne和假定为该转矩的燃料喷射量Qf相乘得到。在步骤S204，ECU 51通过根据每单位时间的NOx排出量NOXs搜索图5示出的表来计算与NOx排出量NOXs对应的校正系数kNOXeoe。在图5中所示的表里，对应于某个NOXs值或较小的值把校正系数kNOXeoe置为1，然后随着NOXs变大该系数减小。替代校正系数kNOXeoe，可以采用另一个根据废气流量Qexh的校正系数kNOXngexh(图6)。或者备选地，也可以采用再一个校正系数kNOXnqexh，该校正系数取决于发动机驱动状态例如发动机速度Ne，以及燃料喷射量Qf，如图7中所示。接着，在步骤S205，ECU 51根据催化剂温度Tbed搜索图8中示出的表以便根据催化剂温度Tbed计算校正系数kNOXtbed。在图8中示出的表里，当Tbed的值等于或小于一预定值时，把校正系数kNOXtbed设置为零。当大于该预定值的Tbed的值变得更大时，该校正系数kNOXtbed为1。如图9A和9B中所示，催化剂温度Tbed和冷却剂温度TW彼此相关。这样，替代校正系数kNOXtbed，可以采用另一个校正系数kNOXtw(参见图10)。
在步骤S206，ECU 51根据NOx捕集量NOXn-1(注意n-1代表在图3的前一次例程中的计算)搜索图11中示出的表，以便根据NOx捕集量NOX计算校正系数kNOXtrap。在图11中示出的表里，当NOXn-1变成小于其预定值时把校正系数kNOXtrap设置为1，并且随着NOXn-1变大把该系数设置成减小。在步骤S207，ECU 51使对应步骤S204、S205和S206中算出的校正系数kNOXeoe、kNOXtbed和kNOXtrap相乘以得到最终校正系数kNOX(＝kNOXeoe×kNOXtbed×kNOXtrap)。
在步骤S208，ECU 51使最新的NOx捕集量和上一次执行该例程时算出的NOx捕集量NOXn-1相加。从而计算当前时刻的NOx捕集量NOX。NOx的该新捕集量dNOX是每位时间的NOx排出量和校正系数kNOX的乘积。
NOX＝NOXn-1+dNOX
＝NOXn-1+NOXs×kNOX…(1)图12示出每隔预定时间，例如20毫秒，执行一次的还原剂供给量计算例程的操作流程。
在步骤S301，ECU 51读取上游侧空气-燃料比ABYFI。在步骤S302，ECU 51搜索图13中示出的表以便根据读出的ABYFI计算还原剂供给量unburnt。在图13中示出的表中，还原剂供给量unburnt设置成大值，以便对应于小的ABYFI值。
接着，图14示出每隔预定时间，例如20毫秒执行一次的基准时间差计算例程的操作流程。
在步骤S401，ECU 51读取NOx捕集量、还原剂供给量unburnt和催化剂温度Tbed。在步骤S402，ECU 51根据还原剂供给量unburnt搜索图16的表以便计算校正系数Hosunburnt。在图16中示出的表里，随着unburnt的值变大把校正系数Hosunburnt置成小值。在步骤S404，ECU 51根据读出的Tbed搜索图17中示出的表，以便根据催化剂温度Tbed计算校正系数Hostbed。在图17中示出的表里，随着把与催化剂温度Tbed对应的值设置为1，当Tbed的值负向减小时，把校正系数Hostbed设置成变得较小。在Tbed等于或大于某基准的范围内，把Hostbed设置成为一个小于1的固定值。在步骤S405，ECU 51通过使步骤S402至S404算出的各个校正系数Hosnox、Hosunburnt、Hostbed和基准时间差的基准值ΔTbase相乘来计算基准时间差ΔTcal(＝ΔTbase×Hosnox×Hosunburnt×Hostband)。基准值ΔTbase是一个预先设定的固定值并且存储在ECU 51中(例如在微计算机的情况下，存在ROM(只读存储器)中)。
图18示出每隔预定时间例如20毫秒执行一次的空气-燃料比改变时间差计算例程的操作流程。在步骤S501，ECU 51读取上游侧空气-燃料比ABYFI和下游侧空气-燃料比ABYFO。在步骤S502，ECU 51判定读出的ABYFI是否从表示稀的额定值改变而且达到表示浓的预定值ABYFI#(在本情况下，小于14.6)。如果达到ABYFI#(是)，该例程转到步骤S503。如果未达到ABYFI#(否)，结束该例程。在步骤S503，ECU 51对计数Count递增1(Count＝Countn-1+1)。在步骤S504，ECU 51判定读出的ABYFO是否和上游侧空气-燃料比ABYFI吻合。如果彼此吻合(ABYFO≤ABYFI)，该例程转到步骤S505。如果在步骤S504中ABYFO≥ABYFI(否)，该例程返回到步骤S503。在步骤S505，计数器Count除以50以把Count的值转换成时间(在本情况下转换成秒)，从而检测空气-燃料比改变时间差ΔT。在步骤S506，把计数器Count复位成零。
接着，参照整体地在图19A和19B中示出的定时图说明ECU 51的操作。图19A和19B示出上、下游侧空气-燃料比ABYFI和ABYFO随时间的变化。图19A示出NOx捕集催化剂32正常的情况，因为该时间差ΔT1大于基准时间差ΔTcal，而图19B示出NOx捕集催化剂32退化的情况，因为该时间差ΔT2短于基准时间差ΔTcal。在图19B中，A代表上游侧空气-燃料比，B代表下游侧空气-燃料比，而t22代表图19B情况下的t2。
当ECU 51判定NOx捕集量NOX达到预定值NOX1时，控制过量空气比率λ以使废气的空气-燃料比转成为浓。注意，上游侧空气-燃料比ABYFI改变以跟随该控制。另一方面，下游侧空气-燃料比ABYFO不跟随该控制而是在改变成和理想配比空气-燃料比对应的值后，在与该理想配比空气-燃料比对应的值(即，1)下保持一定时间，然后改变并且最终和上游侧空气-燃料比ABYFI吻合。这是因为对NOx捕集催化剂32提供的还原剂与NOx捕集催化剂32中存贮的氧起反应中消耗，并且在消除掉存储的氧和捕集到的NOx后通过NOx捕集催化剂32。ECU 51确定上游侧空气-燃料比ABYFI达到表示浓的预定值ABYFI#的时间点t1，并且确定下游侧空气-燃料比ABYFO和上游侧空气-燃料比ABYFI吻合的时间点t2。接着作为空气-燃料比改变时间差ΔT检测的时间点t1和t2之间的时间间隔变短，因为NOx捕集催化剂32的退化变得提前。在检测出的空气-燃料比改变时间差ΔT等于或短于基准时间差ΔTcal的情况下，ECU 51判定NOx捕集催化剂32已经退化。在ΔT超过基准时间差ΔTcal的情况下，ECU 51判定NOx捕集催化剂32是正常的。如果退化，对司机已采取一些措施。ECU 51根据基于NOx捕集量NOX的校正系数Hosnox、基于还原剂供给量unburnt的校正系数Hosunburnt以及基于催化剂温度Tbed的校正系数Hostbed来校正基准时间差ΔTcal。例如，当NOx捕集量NOX增加时，基准时间差ΔTcal延长(图15Hosnox)。
该实施例中的废气净化设备具有以下优点。第一，由于根NOx捕集量NOX、还原剂供给量unburnt和催化剂温度Tbed校正作为判定NOx捕集催化剂32的性能退化阀值的基准时间差ΔTcal，可以根据正确设定的基准时间差ΔTcal判定退化，并且可以准确判定NOx捕集催化剂32的性能退化。第二，由于把和NOx捕集量NOX关联的预定值NOX1设置成为NOx捕集催化剂32进行NOx再生定时时的量，并且NOx捕集催化剂32的退化和NOx的再生是一起的，从而降低把废气的空气-燃料比调成浓的频率并且可以遏制燃料消耗的恶化。第三，由于在因硫化合物引起的NOx捕集催化剂的毒化被释放之后立即判定退化，该毒化可以避免对空气-燃料比改变时间差ΔT的影响。可以防止对NOx捕集催化剂32的退化的错误判定。
在本实施例中，图2流程中的步骤S103构成浓控制部分(装置)，图18流程中的步骤S502构成第一时间点规定部分(装置)，图2流程中的步骤S107构成空气-燃料比改变时间差检测部分(图18流程中的步骤S503和S504)，步骤S101、S105、S106以及步骤S108至S110构成退化判定部分。
在该实施例，当检测NOx捕集量NOX时，计算每单位时间内从发动机1排出的NOx的量NOXs。作为另一实施例中的发动机，在NOx捕集催化剂32的上游侧设置用来检测废气中的NOx浓度的传感器68，从而可以根据该传感器68的输出计算NOx排出量NOXs(NOXs＝Qexh×Dnox，Qexh代表废气流量而Dnox代表NOX浓度)。
另外，在上面说明的实施例中，同时进行第一时间点的确定以及第二时间点的确定，其中将上游侧空气-燃料比ABYFI和预定值ABYFI#比较以便规定该第一时间点，并且在第二时间点下游侧空气-燃料比ABYFO和上游侧空气-燃料比ABYFI进行比较。例如可以根据带有表示浓的程度的预定值的ABYFI#确定第一和第二时间点。
日本2003-166046号专利申请(2003年6月11日在日本申请)的全部内容收录供参考。本发明的范围是参照下面的权利要求书定义的。
权利要求
1.一种用于内燃机的废气净化设备，包括NOx捕集催化剂，用于当流入其中的废气的空气-燃料比为稀时捕集废气中的NOx以及当流入其中的废气的空气-燃料比为浓时排出捕集到的NOx；一个浓控制部分，用于进行浓控制以便使流入NOx捕集催化剂的空气-燃料比更浓；第一时间点规定部分，用于规定NOx捕集催化剂上游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第一预定值的第一时间点；第二时间点规定部分，用于规定NOx捕集催化剂下游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第二预定值的第二时间点；一个空气-燃料比改变时间差检测部分，用于以空气-燃料比改变时间差的形式检测从该第一时间点到该第二时间点之间的时间间隔；以及一个性能退化确定部分，用于根据检测到的空气-燃料比改变时间差确定该NOx捕集催化剂的性能退化程度，该性能退化确定部分利用由该NOx捕集催化剂捕集到的NOx的量、对该NOx捕集催化剂提供的还原剂的还原剂供给量以及作为该NOx捕集催化剂的温度的催化剂温度的校正因子中的至少一个来确定性能退化程度，并且，所述校正因子中的至少一个反映在该NOx捕集催化剂的性能退化程度确定上。
2.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，该性能退化确定部分通过把检测到的空气-燃料比改变时间差与基准时间差进行比较来判定NOx捕集催化剂是否变成性能退化水平，其中该基准时间差的时间长度根据该NOx捕集催化剂性能退化的预定程度改变并且通过校正因子校正该基准时间差。
3.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，该第一时间点规定部分包括一个检测NOx捕集催化剂上游侧废气的空气-燃料比的部分，而该第二时间点规定部分包括一个检测NOx捕集催化剂下游侧废气的空气-燃料比的部分。
4.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，当NOx捕集量是校正因子时，该性能退化确定部分包括一个用于检测作为通过累积每单位时间从发动机排出的NOx量得到的计算值的NOx捕集量的部分。
5.如权利要求4所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，该性能退化确定部分包括一个用于检测发动机的进气量的部分，以及该NOx捕集量检测部分根据检测到的进气量来检测NOx捕集催化剂的NOx捕集量。
6.如权利要求4所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，该性能退化确定部分包括一个用于检测废气中的NOx浓度的部分，并且该NOx捕集量检测部分根据检测到的NOx浓度来计算每单位时间排出的NOx捕集量。
7.如权利要求4所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，该性能退化确定部分包括一个用于检测NOx捕集催化剂的温度的部分，以及当累积每单位时间排出的NOx量时，根据该检测到的温度校正每个NOx量。
8.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，当启动浓控制时该性能退化确定部分提供一个用于NOx捕集量的校正因子。
9.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，在启动浓控制的时刻该性能退化确定部分设定每单位时间的还原剂供给量以作为校正因子。
10.如权利要求9所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，该性能退化确定部分包括一个用于检测NOx捕集催化剂上游侧废气的空气-燃料比的部分，以及一个根据该检测到的空气-燃料比检测还原剂供给量作为一个计算值的部分。
11.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，还包括一个用于确定通过从NOx捕集催化剂排出捕集的NOx而对该NOx捕集催化剂中的NOx进行再生的定时的部分，以及其中，当NOx再生时该浓控制部分进行该浓控制。
12.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，还包括一个用于通过排出捕集到的硫化合物来释放NOx捕集催化剂的毒化的部分，以及其中，该性能退化确定部分包括一个用于只在从释放NOx捕集催化剂的毒化的时刻开始起的预定时间间隔期间内确定该NOx捕集催化剂的性能退化程度的部分。
13.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，每个校正因子反映在NOx捕集催化剂的性能退化程度上。
14.如权利要求1所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，该性能退化确定部分通过将检测到的空气-燃料比改变时间差与基准时间差进行比较来判定NOx捕集催化剂是否变为性能退化水平，其中该基准时间差的时间长度根据该NOx捕集催化剂的性能退化的预定程度而改变，以及通过每个校正因子校正该基准时间差。
15.如权利要求14所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，该性能退化确定部分包括一个根据各个校正因子按如下方式校正基准时间差(ΔTcal)的基准时间差校正部分ΔTcal＝ΔTbase×Hosnox×Hosunburnt×Hostbed，其中，ΔTbase代表该基准时间差的基本固定值，Hosnox代表根据NOx捕集催化剂中捕集的NOx量的第一校正因子，Hosunburnt代表根据该NOx捕集催化剂中的还原剂量的第二校正因子，而Hostbed代表根据该NOx捕集催化剂的温度的第三校正因子。
16.如权利要求15所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，第一校正因子Hosnox在NOx捕集催化剂中的NOx捕集量指示预定值时被设置成等于1，以及随着该捕集量增加，第一校正因子Hosnox的值变得更大。
17.如权利要求15所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，第二校正因子Hosunburnt在对该NOx捕集催化剂的还原剂供给量指示预定值时被设置成等于1，以及随着该还原剂供给量变得更大，第二校正因子Hosunburnt的值变得更小。
18.如权利要求15所述的用于内燃机的废气净化设备，其中，第三校正因子Hostbed在该NOx捕集催化剂的温度指示预定值时被设置为等于1，当该温度增加时第三校正因子Hostbed的值减小，以及，当该NOx捕集催化剂的温度变成比该预定值更高的另一个预定值时，第三校正因子Hostbed的值变为一个小于1的固定值。
19.一种用于内燃机的废气净化设备，包括NOx捕集催化剂装置，用于当流入其中的废气的空气-燃料比为稀时捕集废气中的NOx，以及当流入其中的废气的空气-燃料比为浓时排出捕集到的NOx；一个浓控制装置，用于进行浓控制以使流入NOx捕集催化剂的空气-燃料比更浓；第一时间点规定装置，用于规定NOx捕集催化剂上游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第一预定值的第一时间点；第二时间点规定装置，用于规定NOx捕集催化剂装置下游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第二预定值的第二时间点；空气-燃料比改变时间差检测装置，用于按空气-燃料比改变时间差的形式检测从该第一时间点到该第二时间点之间的时间间隔；以及性能退化确定装置，用于根据该检测到空气-燃料比改变时间差确定该NOx捕集催化剂的性能退化程度，该性能退化确定装置利用由该NOx捕集催化剂装置捕集到的NOx的量、对该NOx捕集催化剂装置提供的还原剂的还原剂供给量以及作为该NOx捕集催化剂装置的温度的催化剂温度的校正因子中的至少一个来确定性能退化程度，并且所述校正因子中的至少一个反映在该NOx捕集催化剂装置的性能退化确定上。
20.一种用于内燃机的废气净化方法，包括提供NOx捕集催化剂，用于在流入其中的废气的空气-燃料比为稀时捕集废气中的NOx，以及当流入其中的废气的空气-燃料比为浓时排出捕集到的NOx；进行浓控制以使流入NOx捕集催化剂的空气-燃料比更浓；规定NOx捕集催化剂上游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第一预定值的第一时间点；规定NOx捕集催化剂下游侧废气的空气-燃料比已达到指示浓的第二预定值的第二时间点；按空气-燃料比改变时间差的形式检测从该第一时间点到该第二时间点之间的时间间隔；以及根据该检测到的空气-燃料比改变时间差来确定该NOx捕集催化剂的性能退化程度，其中，在性能退化确定中，利用由该NOx捕集催化剂捕集到的NOx的量、对该NOx捕集催化剂提供的还原剂的还原剂供给量以及作为该NOx捕集催化剂的温度的催化剂温度的校正因子中的至少一个来确定性能退化程度，以及，所述校正因子中的至少一个反映在该NOx捕集催化剂的性能退化程度确定上。
全文摘要
在用于内燃机的废气体净化设备和方法中，根据检测到的空气－燃料比改变时间差确定NOx捕集催化剂的性能退化程度，在该NOx捕集催化剂的性能退化确定中，利用该NOx捕集催化剂的NOx捕集量、对该NOx捕集催化剂提供的还原剂的还原剂供给量以及作为该NOx捕集催化剂的温度的催化剂温度的校正因子中的至少一个来确定性能退化程度，以及，所述校正因子中的至少一个反映在该NOx捕集催化剂的性能退化程度确定上。
文档编号F01N3/28GK1573042SQ20041004932
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月9日 优先权日2003年6月11日
发明者三浦学, 北原靖久, 白河晓, 安原功祐 申请人:日产自动车株式会社