用于内燃机的排气净化系统的制作方法_4

文档序号:9731717阅读:来源:国知局
)增大越多,则使烃自烃进给阀15的注射周期△ T越短。换句话说,排气中所含ΝΟχ的量减少地越多,则使烃自烃进给阀15的注射周期△ Τ越长。
[0085]在这点上,如果使烃自烃进给阀15的注射周期ΔΤ更长,则如参照图10Α所解释的,ΝΟχ被存储在碱性层53中的危险升高。另一方面,如上面所解释的,如果催化剂温度TC变高,则变得越难以使ΝΟχ存储在碱性层53中。因此,当使烃自烃进给阀15的注射周期△ Τ长时,如果催化剂温度TC高则消除了ΝΟχ被存储在碱性层中的危险。即,当排气中所含ΝΟχ的量减小并且使烃自烃进给阀15的注射周期△ Τ长时,如果催化剂温度TC高则消除ΝΟχ被存储在碱性层中的危险。因此,其中即便自烃进给阀15注射烃以通过第一 ΝΟχ移除方法进行ΝΟχ移除动作也无ΝΟχ被存储在碱性层中的危险的排气净化催化剂13的容许下限温度ST,即其中即便自烃进给阀15注射烃以通过第一 ΝΟχ移除方法进行ΝΟχ移除动作也获得良好ΝΟχ移除率的排气净化催化剂13的容许下限温度ST,如图16中所示,在排气中所含ΝΟχ的量(mg/s)越小时变得越尚ο
[0086]在这种情况下,如果使ΝΟχ移除方法自第二ΝΟχ移除方法向第一ΝΟχ移除方法切换时的催化剂温度TC为排气净化催化剂13的该容许下限温度ST,则变得可以在最高的频率下使用第一ΝΟχ移除方法。因此,在根据本发明的一个实施方案中,使排气净化催化剂13的该容许下限温度ST为自第二 ΝΟχ移除方法向第一 ΝΟχ移除方法的切换温度。因此,在根据本发明的一个实施方案中,如图16中所示,在流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量越高时使自第二 ΝΟχ移除方法向第一 ΝΟχ移除方法的切换温度ST越低。
[0087]另一方面,排气净化催化剂13具有催化剂特异性下限温度,在此温度下,生成还原性中间体的能力下降并因此ΝΟχ移除率下降而不管流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量如何,并且可以说如果排气净化催化剂13的温度TC变为此催化剂特异性下限温度或更低则优选避免第一 NOx移除方法的使用。对于第一 NOx移除方法存在的此催化剂特异性下限温度,换句话说,使用第一 NOx移除方法的排气净化催化剂13的下限温度,在图16中以STo示出。此催化剂特异性下限温度STo变为恒定的温度,其根据排气净化催化剂13来确定。如图5中所示,排气净化催化剂13具有净化率下降开始温度TC1,在此温度下,在其中在使用第一NOx移除方法的情况下当排气净化催化剂13的温度TC下降时NOx净化率开始下降。在图16中示出的实施方案中,此移除率下降开始温度TC1被用作催化剂特异性下限温度STo。如图16中所示,在此实施方案中,如果流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量增大,则在NOx量SN处,容许下限温度ST,即切换温度ST,匹配催化剂特异性下限温度STo。
[0088]在这点上,流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量根据发动机运行状态改变。在图16中所示的实施方案中,流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量根据发动机运行状态在图16的横坐标所示的范围内改变。因此,在图16中所示的实施方案中,当流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量增大时,其中自第二 NOx移除方法向第一 NOx移除方法的切换温度下降的范围变为在流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量的变化范围中少量侧的变化范围内,该NOx的量根据发动机运行状态改变。即,在图16中所示的实施方案中,当流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量小于对应于容许下限温度ST与催化剂特异性下限温度STo之间的边界的NOx量SN时,即当流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量在流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量的变化范围内少量侧的变化范围中时,如果流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量增大则使切换温度ST更低。
[0089]注意,在图16中示出的实施方案中,催化剂特异性下限温度STo也表示NOx移除方法自第二 NOx移除方法向第一 NOx移除方法切换的切换温度ST。因此,在图16中示出的实施方案中,当流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量在流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量的变化范围内少量侧的变化范围中时,如果流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量增大,则切换温度ST降低,而如果流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量变得大于对应于容许下限温度ST与催化剂特异性下限温度STo之间的边界的NOx量SN,即变得大于上面提到的少量侧变化范围,则切换温度ST保持在催化剂特异性下限温度STo处。
[0090]在这点上,如果发动机速度升高并且排气的量增大,则排气中所含NOx的量增大。另一方面,如果排气的量增大,则排气流经排气净化催化剂13的内部的流量变得更快并且NOx变得越难存储在排气净化催化剂13中。因此,如果在此时使用第二NOx移除方法,则大量的NOx逃逸通过排气净化催化剂13,因此,NOx净化率下降。另一方面,在此时使用第一NOx移除方法有时给出高的NOx净化率。当在图16中在温度低于其中NOx的量大的下限温度STo的状态中时,出现这样的情况。因此,即便NOx净化率下降,有时也优选降低下限温度STo。因此,在图17中示出的实施方案中,作为下限温度STo,使用低于图16中示出的移除率下降开始温度TC1的温度TC2。此温度TC2,如图5中所示,为NOx移除率R1变为50%或更低的催化剂温度TC。因此,在图17中所示的实施方案中,当NOx的量大时,即便催化剂温度TC与图16中所示的实施方案相比较低,也使用第一 NOx移除方法。
[0091]在图17中示出的实施方案中,同样,下限温度STo表示NOx移除方法自第二NOx移除方法向第一NOx移除方法切换的切换温度ST。因此,在图17中示出的实施方案中,同样,当流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量在流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量的变化范围内少量侧的变化范围中时,如果流入排气净化催化剂13中的排气中NOx的量增大,则切换温度ST降低,而如果流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量变得大于对应于容许下限温度ST与催化剂特异性下限温度STo之间的边界的ΝΟχ量SN,即变得大于上面提到的少量侧变化范围,则切换温度ST保持在催化剂特异性下限温度STo处。
[0092]注意,如果流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量在流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量的整个变化范围上增大,则有时使切换温度ST更低,具体取决于排气净化催化剂13。如果也将这样的情况包括在本发明中,至少当流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量在流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量的变化范围内的少量侧变化范围中时,如果流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量增大,则使切换温度ST更低。
[0093]如上所述,在根据本发明的一个实施方案中,当催化剂温度TC低于切换温度ST和STo时,使用第二 ΝΟχ移除方法,而当催化剂温度TC高于切换温度ST和STo时,使用第一 ΝΟχ移除方法。在这种情况下,切换温度ST和STo与流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量之间的关系被提前存储在ROM 32中。此外,在根据本发明的一个实施方案中,提供了ΝΟχ移除方法切换装置用于在当排气净化催化剂13的温度升高并超过预定切换温度ST时将ΝΟχ移除方法自第二 ΝΟχ移除方法向第一 ΝΟχ移除方法切换。此ΝΟχ移除方法切换装置根据流入排气净化催化剂13中的排气中ΝΟχ的量控制切换温度ST,其中ΝΟχ的量根据发动机运行状态改变。在这种情况下,在根据本发明的一个实施方案中,电子控制单元30构成ΝΟχ移除方法切换装置。
[0094]另一方面,当在使用第一ΝΟχ移除方法时,如果流入排气净化催化剂13中的排气中的氧浓度变得更高,则Ν02氧化作用得以促进,因而ΝΟχ变得易于存储在碱性层53中。另一方面,如上面所解释的,如果催化剂温度TC变高,则ΝΟχ变得难以存储在碱性层53中。因此,当流入排气净化催化剂13中的排气中的氧浓度变得更高时,如果催化剂温度TC高,则ΝΟχ被存储在碱性层53中的危险被消除。因此,在根据本发明的另一个实施方案中,如图18中所示,如果流入排气净化催化剂13中的排气中的氧浓度变得更高,则使在该温度下ΝΟχ移除方法自第二 ΝΟχ移除方法向第一 ΝΟχ移除方法切换的排气净化催化剂13切换温度ST如ST1、ST2和ST3所示逐渐更高。
[0095]注意,流入排气净化催化剂13中的排气中的氧浓度与基础空-燃比AFB成正比。此基础空-燃比AFB作为自燃料注射器3注射的量Q和发动机速度N的函数以如图19A中所示的图的形式提前存储在ROM 32中。在根据本发明的一个实施方案中,切换温度ST的升高量ΔST与基础空-燃比AFB之间的关系,例如图19B中所示,被提前设置,并且切换温度ST的升高量A ST自此关系计算。如自图19B应理解的,如果基础空-燃比AFB变高,则切换温度ST的升高量Δ ST增大。因此,应理解,随着基础空-燃比AFB变得更高,使在该温度下ΝΟχ移除方法自第二 ΝΟχ移除方法向第一 ΝΟχ移除方法切换的排气净化催化剂切换温度ST更高。
[0096]图20示出了注射额外的燃料WR的时机、注射烃WT的时机、流入排气净化催化剂13中的排气的空-燃比(A/F)秋变化和当ΝΟχ移除动作自第二 ΝΟχ移除方法的ΝΟχ移除动作向第一ΝΟχ移除方法的ΝΟχ移除动作切换时存储在排气净化催化剂13中的存储ΝΟχ量ΣΝ0Χ。如果在其中ΝΟχ被存储在排气净化催化剂13中的状态下ΝΟχ移除动作自第二 ΝΟχ移除方法的ΝΟχ移除动作向第一 ΝΟχ移除方法的ΝΟχ移除动作切换,则在开始第一 ΝΟχ移除方法的ΝΟχ移除动作时,存储在排气净化催化剂13中的ΝΟχ将被释放而不被还原。因此,在根据本发明的一个实施方案中,当ΝΟχ移除动作自第二ΝΟχ移除方法的ΝΟχ移除动作向第一ΝΟχ移除方法的ΝΟχ移除动作切换时,当ΝΟχ被存储在排气净化催化剂13中时,为了释放并还原存储的ΝΟχ,如图20中所示,进给额外的燃料WR并由此使得流入排气净化催化剂13中的排气的空-燃比(六作)流
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