專利名稱：尾氣排放控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尾氣排放控制裝置，該尾氣排放控制裝置用于去除來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的 排氣中的有毒成分。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)中，尾氣排放控制裝置設(shè)置在排放系統(tǒng)中，用于 使尾氣無(wú)毒化。作為這種尾氣排放控制裝置，三效催化劑(three-way catalyst)或者氧化 催化劑(oxidation catalyst)被采用作為控制排放碳?xì)浠衔?HC)的手段。盡管這種三 效催化劑或者氧化催化劑具有高的碳?xì)浠衔?HC)凈化效率，然而，構(gòu)成氧化催化劑的貴 金屬在氧化活性溫度或者更低的溫度很少展現(xiàn)出催化劑性能。因此，通過(guò)在尚未達(dá)到氧化活性溫度的運(yùn)行區(qū)域內(nèi)使HC吸附在沸石(zeolite)等 物質(zhì)上，采用在貴金屬被活化后的運(yùn)行區(qū)域內(nèi)具有相對(duì)較大的容量、調(diào)節(jié)后可使HC達(dá)到氧 化活性溫度的HC吸附催化劑，且吸附在沸石等物質(zhì)上的HC在貴金屬被激活后在運(yùn)行區(qū)域 內(nèi)被解除吸附(解除吸附)和氧化，并將這種吸附催化劑添加到排放線路中，可以確保催化 劑的凈化性能。其間，在采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，用于凈化NOx(易于在貧運(yùn)行區(qū)域中排出)的 NOx催化劑或者用于去除排放的微粒的柴油微粒過(guò)濾器(以下簡(jiǎn)稱為“過(guò)濾器”)被予以采用。通常，在尾氣排放控制裝置中，氧化催化劑設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)的上游側(cè)，過(guò)濾 器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)的下游側(cè)，并且排氣中的微粒由過(guò)濾器收集。在這樣的運(yùn)行中，當(dāng) 運(yùn)行處于排放溫度相對(duì)較高的狀態(tài)時(shí)，排氣中的NO在氧化催化劑的作用下生成N02，該N02 被用作氧化劑來(lái)燃燒并且去除過(guò)濾器所收集的微粒，從而執(zhí)行過(guò)濾器的連續(xù)再生。在這樣的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，因?yàn)榕艢鉁囟认鄬?duì)較低，不能獲得這種連續(xù)再生作用的 運(yùn)行狀態(tài)可能持續(xù)，導(dǎo)致微粒的沉積量可能超過(guò)允許量。在這種情況下，因排放壓力過(guò)度上 升，所以有必要強(qiáng)制去除微粒。作為去除微粒的一種手段，比方說(shuō)，通過(guò)后噴射(post injection)在膨脹沖程或 者排氣沖程中噴射額外的燃料執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制再生，燃燒該額外燃料中的HC，使得高溫氣 體(約600°C或以上)流入過(guò)濾器，從而強(qiáng)制燒盡并且去除過(guò)濾器中的微粒。其間，如圖10所示，如果排氣入口溫度約為200°C，HC吸附催化劑吸附HC。如果運(yùn) 行區(qū)域超過(guò)250°C，則催化劑出口處流過(guò)的HC的濃度(顯示在HC吸附催化劑的出口處)隨 著向高溫側(cè)趨進(jìn)而增加，在350°C時(shí)達(dá)到峰值。在此期間，被吸附的HC的脫離(解除吸附) 持續(xù)進(jìn)行，排氣中的流過(guò)的HC的濃度升高，解除吸附功能在運(yùn)行區(qū)域超過(guò)400°C時(shí)變差。而且，如圖11所示，在HC吸附催化劑的HC吸附量接近吸附極限的情況下，當(dāng)加速 運(yùn)行在時(shí)間點(diǎn)tl開始時(shí)，HC吸附催化劑的入口溫度(細(xì)實(shí)線)急速增加，隨后，HC吸附催 化劑的前段溫度(雙點(diǎn)劃線)上升，隨后，HC吸附催化劑的后段溫度(粗實(shí)線)開始上升。 然后，加速在經(jīng)過(guò)大約45秒鐘以后在時(shí)間點(diǎn)t2處停止，空轉(zhuǎn)運(yùn)行開始。在這種情況下，入口溫度(細(xì)實(shí)線)急劇下降，前段溫度(雙點(diǎn)劃線)急速上升，然后下降，后段溫度(粗實(shí) 線)傾向于過(guò)度急速地上升。這是因?yàn)?，HC吸附催化劑上相對(duì)接近于吸附極限量的HC發(fā)生燃燒，前段溫度(雙 點(diǎn)劃線)在峰值后下降，后段溫度(粗實(shí)線)因更接近于吸附極限量的HC過(guò)度燃燒而導(dǎo)致 過(guò)度溫升。從而使HC吸附催化劑可能發(fā)生熔化損失。此外，在HC吸附催化劑的HC吸附量相對(duì)較小的情況下，加速運(yùn)行在時(shí)間點(diǎn)tl開 始，當(dāng)運(yùn)行在時(shí)間點(diǎn)t2轉(zhuǎn)變?yōu)榭辙D(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，在前段溫度(細(xì)虛線)或者后段溫度(粗虛線) 燃燒的被吸附的HC較少。因此，這些溫度在經(jīng)過(guò)相對(duì)較小的峰值以后一起下降，過(guò)度溫升 的出現(xiàn)被防止。此外，在JP-A-2004-36543中，總的HC吸附量HCadsorb基于催化劑溫度T的信 息、HC濃度HCpost等信息在每一個(gè)控制周期中被獲得，并且當(dāng)總的HC吸附量HCadsorb超 過(guò)允許量HCmax時(shí)，后噴射被阻止，以防大量HC突然燃燒所引起的氧化催化劑的過(guò)度升溫， 并且防止由于過(guò)度溫升引起的氧化催化劑的熔化損失。其間，在這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放系統(tǒng)中同時(shí)設(shè)置有上述過(guò)濾器和HC吸附催化劑 的情況下，會(huì)有以下問(wèn)題出現(xiàn)。與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度較低，發(fā)動(dòng)機(jī)在氧化活性溫度或者更 低溫度下的運(yùn)行容易持續(xù)。因此，在HC吸附催化劑中，HC的吸附傾向于過(guò)度進(jìn)行。假設(shè)在 過(guò)度HC吸附狀態(tài)的運(yùn)行期間，到達(dá)過(guò)濾器強(qiáng)制再生時(shí)刻。在此情況下，當(dāng)過(guò)濾器的強(qiáng)制再 生被執(zhí)行時(shí)，高溫氣體(600°C或以上)流入過(guò)濾器，超過(guò)氧化活性溫度的高溫氣體流入HC 吸附催化劑。于是，吸附在HC吸附催化劑上的大量HC被加速，從而引發(fā)急速的過(guò)度溫升。 結(jié)果，可能導(dǎo)致HC吸附催化劑的退化，在最壞的情況下，還可能造成HC吸附催化劑的熔損。此外，在與JP-A-2004-36543有關(guān)的技術(shù)中，當(dāng)總的HC吸附量HCadsorb超過(guò)允許 量HCmax時(shí)，后噴射能夠被阻止，從而預(yù)先防止由過(guò)度溫升所導(dǎo)致的氧化催化劑的損毀。然 而，當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制在總的HC吸附量達(dá)到允許量HCadsorb的運(yùn)行區(qū) 域內(nèi)被執(zhí)行時(shí)，高溫氣體(大約600°C或以上)流入過(guò)濾器，也同時(shí)流入HC吸附催化劑。這 種情況下，在過(guò)濾器的強(qiáng)制再生期間，HC吸附催化劑的過(guò)度溫升就容易發(fā)生。這都無(wú)法防 止，并且可能導(dǎo)致HC吸附催化劑的退化和催化劑熔損。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種能夠防止HC吸附催化劑在過(guò)濾器強(qiáng)制再生期間發(fā)生 過(guò)度溫升并能執(zhí)行過(guò)濾器的強(qiáng)制再生的尾氣排放控制裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種尾氣排放控制裝置，該裝置包含過(guò)濾器，該過(guò)濾器收集內(nèi)燃機(jī)的排放系統(tǒng)中微粒；設(shè)置在所述排放系統(tǒng)中用于吸附和解除吸附碳?xì)浠衔锏腍C吸附催化劑；用于對(duì)過(guò)濾器所收集的微粒的收集量進(jìn)行計(jì)算的收集量計(jì)算裝置；用于計(jì)算被吸附在HC吸附催化劑上的碳?xì)浠衔锏奈搅康奈搅坑?jì)算裝置；用于對(duì)被吸附在HC吸附催化劑上的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行解除吸附處理的HC吸附催化 劑再生控制裝置；以及用于在微粒的收集量超過(guò)一定數(shù)量時(shí)執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制再生的過(guò)濾器強(qiáng)制再生裝置，其中，當(dāng)碳?xì)浠衔锏奈搅砍^(guò)一定數(shù)量時(shí)，在過(guò)濾器再生控制裝置執(zhí)行過(guò)濾 器強(qiáng)制再生之前，HC吸附催化劑再生控制裝置對(duì)被吸附在HC吸附催化劑上的碳?xì)浠衔?進(jìn)行解除吸附處理。該尾氣排放控制裝置可以進(jìn)一步包含用于提高HC吸附催化劑的溫度的溫升裝 置。HC吸附催化劑再生控制裝置可以控制該溫升裝置，使得HC吸附催化劑保持在氧化活性 溫度或者以上，并且低于過(guò)濾器的強(qiáng)制再生溫度，從而執(zhí)行解除吸附處理。所述溫升裝置可通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的膨脹沖程噴射來(lái)執(zhí)行碳?xì)浠衔锏墓┙o。HC吸附催化劑升溫的時(shí)間可根據(jù)HC吸附催化劑的催化劑容量來(lái)設(shè)定。過(guò)濾器和HC吸附催化劑可從排放系統(tǒng)的上游以此順序依次布置。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的尾氣排放控制裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。圖2為尾氣排放控制裝置中所采用的排放系統(tǒng)的透視圖。圖3(a)和3(b)是說(shuō)明圖1所示尾氣排放控制裝置中所使用的HC吸附催化劑的 催化劑表面上的吸附和解除吸附的示意圖，圖3(a)是說(shuō)明在氧化活性溫度或者氧化活性 溫度以下的溫度時(shí)HC舉動(dòng)的說(shuō)明圖，圖3(b)為在氧化活性溫度或者高于氧化活性溫度時(shí) HC舉動(dòng)的說(shuō)明圖。圖4(a)和(b)是圖1中尾氣排放控制裝置所使用的HC供給裝置在以正常噴射模 式驅(qū)動(dòng)噴射器的情況的說(shuō)明圖，圖4(a)顯示的是驅(qū)動(dòng)信號(hào)，圖4(b)顯示的是噴射量。圖5(a)和5(b)是在尾氣排放控制裝置中所使用的NOx還原操作控制裝置、過(guò)濾 器強(qiáng)制再生操作控制裝置以及HC吸附催化劑強(qiáng)制再生控制裝置在HC添加噴射模式中選擇 性地驅(qū)動(dòng)所述噴射器的情況的說(shuō)明圖，圖5(a)顯示的是驅(qū)動(dòng)信號(hào)，圖5(b)顯示的是噴射 量。圖6是在由圖1所示尾氣排放控制裝置執(zhí)行的HC吸附催化劑再生控制中流過(guò)的 HC尾氣量的常規(guī)變化特性曲線圖。圖7是在由圖1所示尾氣排放控制裝置執(zhí)行的HC吸附催化劑再生控制中，HC吸 附催化劑的HC吸附量隨時(shí)間變化趨于零時(shí)的特性曲線圖。圖8是由圖1所示尾氣排放控制裝置執(zhí)行的再生控制程序的流程圖。圖9是HC吸附催化劑的HC吸附運(yùn)算處理的方塊說(shuō)明圖，該吸附運(yùn)算處理由根據(jù) 本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的尾氣排放控制裝置執(zhí)行。圖10是HC吸附催化劑升溫時(shí)流過(guò)的HC濃度的變化特性曲線圖。圖11是在HC吸附催化劑的HC吸附量接近吸附極限或者未接近吸附極限的情況 下，催化劑分別在其前段、后段及其入口處的溫升變化的特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照?qǐng)D1描述裝配有作為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的尾氣排放控制裝 置的內(nèi)燃機(jī)——柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(下文簡(jiǎn)稱“發(fā)動(dòng)機(jī)”)1。在發(fā)動(dòng)機(jī)1中，四個(gè)燃燒室3連續(xù)地排列。各燃燒室3均設(shè)置有燃料噴射閥8，用
5于直接噴射燃料，各燃料噴射閥8都與共用管線(common rail) 15(蓄壓室)相連，燃料箱 14中的燃料(柴油)在高壓燃油噴射泵13的壓力作用下被供應(yīng)至共用管線15。這些構(gòu)成 了燃料供給裝置MF。這里，燃料噴射閥8的燃料噴射量(圖4(b)中的Qp+Qm)和噴射時(shí)間 (圖4(a)和4(b)中的tp和tm)是根據(jù)從作為控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(engine control unit,以下縮寫為“EOT” ) 12輸出的燃料控制信號(hào)來(lái)控制的。從各燃燒室3的一側(cè)延伸的進(jìn)氣口(未示出)與進(jìn)氣集管901連通，并且進(jìn)氣集 管901與形成進(jìn)氣通道I的進(jìn)氣管9相連。在來(lái)自空氣凈化器11的進(jìn)氣量被進(jìn)氣節(jié)流閥 33調(diào)節(jié)以后，進(jìn)氣管9被引入進(jìn)氣集管901。此外，進(jìn)氣節(jié)流閥33的致動(dòng)器331的驅(qū)動(dòng)由 ECU12來(lái)控制，這一點(diǎn)將在后文描述。從各燃燒室3另外一側(cè)延伸的排放口(未示出)與排 放集管4連通，排放通道R與排放集管4相連。排放通道R包含與排放集管4直接相連的 前段氧化催化劑2、排放管5、以及NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21、微粒去除過(guò)濾器22、構(gòu)成后段氧 化催化劑的HC吸附催化劑19、及其下游的消音器(未顯示)。在ECU12中的燃料壓力控制裝置121控制的燃料壓力調(diào)節(jié)裝置141使得燃料的壓 力成為恒定之后，燃料供給裝置MF將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓燃油噴射泵13中的高壓燃料引導(dǎo) 向共用管線15，并通過(guò)從共用管線15分支并延伸的噴射管16將高壓燃料供給至各噴射器 8。此外，在本發(fā)明中，燃料供給裝置MF還具有作為升溫裝置的功能。噴射器8的電磁閥17通過(guò)噴射器驅(qū)動(dòng)器10與噴射控制單元122相連。噴射控制 單元122根據(jù)計(jì)算出的燃料噴射量和噴射時(shí)間向電磁閥17輸出輸出信號(hào)Dj，從而控制噴射 器8的噴射。這里，噴射控制單元122根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)Ne和加速踏板的下壓量θ a來(lái)獲得燃 料噴射量Uf。而且，噴射時(shí)間是根據(jù)運(yùn)行條件通過(guò)對(duì)公知的基本進(jìn)角值(basic advance anglevalue)進(jìn)行修正得來(lái)的。此外，如圖5(a)和5 (b)所示，與計(jì)算出的噴射時(shí)間和燃油 噴射量Uf相當(dāng)?shù)妮敵鲂盘?hào)(正常噴射Ml和HC添加噴射M2)在噴射器驅(qū)動(dòng)器10中被設(shè) 定，并被輸出到燃油噴射單元11的電磁閥17，從而執(zhí)行作為噴射器8的燃油噴射的預(yù)噴射 (pilotinjection) Qfp (時(shí)間幅值為 Tp)、主噴射(main injection) Qfm(時(shí)間幅值為 Tm)和 次噴射(after injectiorOQfa(時(shí)間幅值為Ta 膨脹沖程中的噴射)，以及在適當(dāng)時(shí)間的后 噴射(post injectiorOQfd(時(shí)間幅值為Td:在排氣沖程中的噴射)。其次，前段氧化催化劑2與排放集管4相連，并形成為具有相對(duì)小的容量，以便能 被發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體有效地早期活化。前段氧化催化劑2使用氧O2對(duì)從發(fā)動(dòng)機(jī)1排出的尾 氣中的一氧化氮(NO)氧化，以產(chǎn)生高活性的二氧化氮(NO2)，即促進(jìn)反應(yīng)“2N0+02 — 2N02”。 這里采用的是鉬基氧化催化劑。當(dāng)流入的排氣中空氣-燃料比較貧(lean)時(shí)，設(shè)置在尾氣排放管5下游的氮氧 化物(NOx)吸儲(chǔ)還原催化劑21吸收尾氣中的NOx(NC)2和N0)，并且在流入的排氣變成富 (rich)時(shí)，執(zhí)行NOx的釋放動(dòng)作，釋放吸收的N0x。也就是說(shuō)，當(dāng)排氣具有貧的空氣燃料比時(shí)，NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21使得尾氣中的 氧與尾氣中的氮氧化物Ν0Χ(Ν0為主要成分)在鉬Pt上發(fā)生氧化反應(yīng)，從而生成N02。此 外，流入的尾氣中的NO2在鉬Pt上被進(jìn)一步氧化的同時(shí)也擴(kuò)散到吸收劑中，并且與作為吸 收劑的氧化鋇BaO結(jié)合。出于這一原因，尾氣中的NOx在貧的氣體氛圍下被吸入NOx吸儲(chǔ) 還原催化劑21中。此外，當(dāng)流入的尾氣中氧濃度降低時(shí)，即當(dāng)尾氣中的空氣-燃料比向貧
6的一側(cè)轉(zhuǎn)變時(shí)，鉬Pt上NO2的生成量減少，反應(yīng)沿著逆向進(jìn)行，吸附劑中的氮氧化物NOx則 從NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21以NOx的形式被釋放。在這種情況下，當(dāng)尾氣中有諸如HC和CO 之類的成分存在時(shí)，NO2被鉬Pt上的這些成分還原為N2。在這種實(shí)施方式中，因柴油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)1使用，所以發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣通常具有貧的 空氣-燃料比，從而NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21吸收尾氣中的NOx。然而，當(dāng)隨著富的運(yùn)行區(qū)域 變小，NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21中吸收的NOx量增加時(shí)，尾氣中的NOx無(wú)法再被吸收的極限 吸附狀態(tài)就會(huì)隨之產(chǎn)生。因此，在被吸收的NOx量達(dá)到飽和之前，有必要提早強(qiáng)制執(zhí)行富運(yùn) 行，以從NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21中放出NOx，從而還原并凈化NOx。設(shè)置于NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21下游的微粒去除過(guò)濾器22布置在排放通道R中，從 而使得包含在柴油機(jī)的尾氣排放中諸如碳之類的的尾氣微粒(微粒)不被釋放到大氣中。 過(guò)濾器22由陶瓷的構(gòu)成，例如，包含Mg、Al和Si作為主要成分的堇青石，并通過(guò)沿尾氣排 放通道R方向平行堆疊多個(gè)尾氣排放通路r2從而形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。這里，彼此相鄰的尾氣 排放通路r2形成為使得尾氣排放通道R的上游側(cè)和下游側(cè)中的任一側(cè)交替被邊緣部23閉 合。采用這種方式，流入上游側(cè)的排氣透過(guò)各排氣通路r2-l的通路面向壁b，抵達(dá)出口形成 在尾氣排放通道R下游的尾氣排放通路r2-2，從而被排出。在這種情況下，排氣中的微粒被 通路面向壁b過(guò)濾，并且在超過(guò)預(yù)定溫度(500至600°C )的高溫排氣流入時(shí)被燒盡去除。與前段氧化催化劑2相比，作為后段氧化催化劑設(shè)置在過(guò)濾器22下游的HC吸附 催化劑19包含有足夠大的容量，足以確保氧化功能。如圖3(a)所示，NOx吸儲(chǔ)還原催化劑 21包含作為主要成分的沸石，在溫度低于氧化溫度(比如，250°C )時(shí)吸附排氣中的HC，如 圖3(b)所示，并且在氧化活性溫度或者更高溫度下，NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21釋放所吸附的 HC,并氧化被吸附或者被釋放的HC，使HCs無(wú)害化為C02+H2，然后排入大氣。此處，如圖6和10所示，當(dāng)在正常運(yùn)行期間，溫度變成HC吸附催化劑19周圍環(huán)境 溫度的排氣入口溫度slip HCin大致為200°C時(shí)，在HC吸附催化劑入口處和出口處的流過(guò) 的HC濃度幾乎沒(méi)有差別或者僅有微小差異dl(參見圖10)。另一方面，當(dāng)升溫運(yùn)行開始時(shí)， 即，在排氣入口溫度slip HCin升高到250至400°C時(shí)，如圖10所示，在大約350°C時(shí)，流過(guò) 的HC濃度在HC吸附催化劑的入口處和出口處具有較大的差異d2 (HC的釋放突然增加)。也 就是說(shuō)，在這種情況下，顯然接觸吸附的HC被氧化、燃燒且被排出，且HC吸附催化劑19超 過(guò)250°C，并且被保持在400°C或者更低的溫度，從而可以推斷HC釋放量能夠可靠地增加， 并且被吸附的HC能在這一溫度區(qū)域間內(nèi)被燒盡去除。另一方面，尾氣排放控制裝置中所使用的ECU12在其輸入/輸出電路具有多個(gè)接 口，與這些接口相連的用于檢測(cè)吸入空氣量Qa的氣流傳感器7、用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)1的加速器 踏板開啟度θ a的加速器踏板開啟度傳感器24、用于檢測(cè)曲柄角度信息△ θ的曲柄角傳感 器25、用于檢測(cè)直接設(shè)置在過(guò)濾器22的下游的排氣溫度(以下簡(jiǎn)稱為“排氣溫度gt”)的 作為排氣溫度檢測(cè)裝置的排氣溫度傳感器26、用于檢測(cè)水溫wt的水溫感傳器27、用于輸出 大氣壓Pa的大氣壓傳感器28、以及用于輸出過(guò)濾器22縱向壓差dp的壓差傳感器29。此 外，曲柄角信息△ θ被用于在ECU12中導(dǎo)出發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)Ne，并被用于控制燃油噴射時(shí)間 (tp、tm、ta 參見圖 4(a)和 4(b)以及圖 5(a)和 5(b))。E⑶12分別從傳感器24、25、26、27、28、29采集檢測(cè)信號(hào)，并作為捕集量計(jì)算裝置 122-3a、吸附量計(jì)算裝置122-4a、過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制裝置122-3以及HC吸附催化劑再生控制裝置122-4發(fā)揮功能。也就是說(shuō)，除了公知的發(fā)動(dòng)機(jī)控制處理功能以外，E⑶12還包含 作為燃料壓力控制單元121和噴射控制單元122的功能。尤其是，作為燃料供給裝置MF的噴射控制裝置122-1，噴射控制單元122根據(jù)將于 后文描述的從ECU12發(fā)出的控制信號(hào)以正常噴射模式Ml控制噴射器8。而且，噴射控制單 元122還作為NOx還原操作控制裝置122-2發(fā)揮功用，使得下游的NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21 隨著排氣溫度的上升而富含可燃成分，從而進(jìn)行NOx的釋放和還原凈化。此處，ECU12根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)Ne和作為發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的燃料供給量Q，通過(guò)未示 出的計(jì)算量圖表來(lái)設(shè)定與NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21在單位時(shí)間內(nèi)吸收的NOx量相對(duì)應(yīng)的計(jì) 算量qn。而且，當(dāng)計(jì)算的數(shù)值在運(yùn)行過(guò)程中依次累加，以致累加的數(shù)值超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)， 富操作指令S被發(fā)出，并且NOx還原操作控制裝置122-2則被驅(qū)動(dòng)到后噴射Qfd的模式(時(shí) 間幅值Td 在排放沖程中噴射)執(zhí)行NOx的釋放和還原凈化，從而進(jìn)行NOx的還原凈化操 作。而且，噴射控制單元122還具有過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制裝置122-3的功能。過(guò)濾器 強(qiáng)制再生控制裝置122-3內(nèi)置有捕集量計(jì)算裝置122-3a的功能，用于計(jì)算過(guò)濾器22的沉 積量(過(guò)濾器所收集的微粒的數(shù)量)Ms。此處，過(guò)濾器22的沉積量Ms與過(guò)濾器的縱向壓差dp和尾氣流量有關(guān)。因此，捕 集量計(jì)算裝置122-3a獲得預(yù)定尾氣流量下的縱向壓差dp，并從該縱向壓差dp計(jì)算出過(guò)濾器的沉積量Ms。尤其是，當(dāng)在尾氣排放流量具有預(yù)定值的運(yùn)行區(qū)域中的壓差dp超過(guò)某一閾值時(shí)， 過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制裝置122-3判斷過(guò)濾器22中的微粒是否已達(dá)到極限沉積量。在這種 情況下，在過(guò)濾器強(qiáng)制再生指令Sdpf發(fā)出之前，過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制裝置122-3先在預(yù)定 經(jīng)過(guò)時(shí)間Tdri期間輸出HC吸附催化劑驅(qū)動(dòng)指令Swait，以便在該預(yù)定經(jīng)過(guò)時(shí)間Tdri內(nèi)將 HC吸附催化劑19的溫度升高到氧化活性溫度或者更高，然后再發(fā)出過(guò)濾器強(qiáng)制再生指令 Sdpf0然后，當(dāng)過(guò)濾器強(qiáng)制再生指令Sdpf被輸出時(shí)，過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制裝置122-3以 后噴射Qfd(時(shí)間幅值Td:排放沖程中噴射)的M2d模式(參見圖5(a)和5(b))迫使超過(guò) 燒盡溫度(500至600°C)的高溫排氣流入過(guò)濾器22，從而執(zhí)行微粒的燒盡去除。此外，噴射控制單元122還起到HC吸附催化劑再生控制裝置122-4的功能。此 處，HC吸附催化劑19位于排放系統(tǒng)的最下游側(cè)，并且具有吸附、氧化和解除吸附尾氣中HC 的功能。然而，當(dāng)尾氣排放溫度較低的運(yùn)行區(qū)域持續(xù)時(shí)，被吸附的HC持續(xù)增加，當(dāng)處于上游 的過(guò)濾器的強(qiáng)制再生運(yùn)行被執(zhí)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生過(guò)高的溫升超過(guò)耐熱溫度的吸附狀態(tài)。如 果該吸附進(jìn)一步繼續(xù)，就會(huì)導(dǎo)致尾氣中的HC無(wú)法被吸收的極限吸附狀態(tài)。因此，如果在微 粒捕集量達(dá)到極限捕集量，被吸附的HC量超過(guò)了過(guò)濾器強(qiáng)制再生過(guò)程中引起過(guò)度溫升的 一個(gè)預(yù)定量時(shí)，則有必要在過(guò)濾器強(qiáng)制再生之前對(duì)被吸附的HC施行強(qiáng)制燒盡，使HC吸附催 化劑19上的HC氧化并脫離。此外，在達(dá)到HC吸附催化劑的極限吸附量時(shí)，可在飽和之前 強(qiáng)制執(zhí)行將被吸附HC燒盡，而不必考慮過(guò)濾器強(qiáng)制再生，從而可使HC從HC吸附催化劑19 上被氧化和脫離。這里，HC吸附催化劑再生控制裝置122-4具有作為吸附量計(jì)算裝置122_4a計(jì)算 HC吸附量的功能。然后，在顯示微粒捕集量已達(dá)到極限沉積量的信息被收到時(shí)，HC吸附催化劑再生控制裝置122-4判斷此時(shí)的最新HC吸附量是否達(dá)到了 HC吸附催化劑的極限吸附 量，并且如果判斷HC吸附量已達(dá)到了極限吸附量，該控制裝置則發(fā)出HC吸附催化劑再生指 令 Str。此處，作為HC吸附催化劑再生控制裝置122-4的一個(gè)功能單元的吸附量計(jì)算裝置 122-4a計(jì)算HC吸附量。此處，在HC吸附催化劑19入口處的HC濃度Mhcin事先由入口 HC濃度傳感器36 檢測(cè)，出口處的HC濃度Mhcout事先由出口 HC濃度傳感器37檢測(cè)，且兩個(gè)數(shù)據(jù)均被獲取。 而且，進(jìn)氣質(zhì)量流量Qair (η)被氣流傳感器7獲取。此外，當(dāng)前HC吸附量Mmon (η)通過(guò)以 下表達(dá)式(1)、采用排氣的摩爾變換系數(shù)Kmol以及前一次的HC吸附量Mmon (η-1)計(jì)算得出 的。Mmon(n) = Mmon(η-1)+[{Mhcin-Mhcout}xQair(η)xKmol]xdt (1)此處，當(dāng)前的HC吸附量Mmon (η)是在每一個(gè)控制周期dt中利用表達(dá)式(1)基于 入口 HC濃度傳感器36的入口 HC濃度Mhcin實(shí)測(cè)值和出口 HC濃度傳感器37的出口 HC濃 度Mhcout實(shí)測(cè)值計(jì)算出來(lái)的。在HC吸附量Mm0n(Ii)被計(jì)算出來(lái)以后，HC吸附催化劑再生控制裝置122-4則進(jìn) 一步執(zhí)行以下功能。如圖7所示，在HC吸附催化劑中，出口 HC濃度Mhcout相對(duì)小于入口 HC濃度 Mhcin，這種差別dHC在開始時(shí)較大。當(dāng)被吸附的HC沉積量增加時(shí)，所容許的吸附量則減少， 即，因無(wú)吸附，出口 HC濃度Mhcout接近入口 HC濃度Mhcin，當(dāng)吸附量為零時(shí)，入口 HC濃度 Mhcin與出口 HC濃度Mhcout相互一致。因此，通過(guò)獲取差值dHC，可以確定HC吸附催化劑 所容許的吸附量。即，如圖7所示，達(dá)到預(yù)定量或者極限吸附量的時(shí)間tf可以被確定。而且，HC吸附催化劑再生控制裝置122-4可以基于達(dá)到極限吸附量的時(shí)間tf發(fā)出 HC吸附催化劑再生指令Str。在這種情況下，HC吸附催化劑再生控制裝置122-4具有控制 作為升溫裝置的燃料供給裝置MF的噴射的功能。即，噴射器8在次噴射Qfa (時(shí)間幅值Ta 膨脹沖程中噴射)中被驅(qū)動(dòng)。從而，溫度被提升，使得從內(nèi)燃機(jī)燃燒室排出的氣體的溫度超 過(guò)250°C。在這種情況下，尤其是溫度已升高的排氣穿過(guò)NOx吸儲(chǔ)還原催化劑21和過(guò)濾器 22，抵達(dá)HC吸附催化劑19.此處，噴射被控制，使得吸附在HC吸附催化劑19上的HC保持 在250°C或更高的氧化活性溫度、但低于500至600°C的強(qiáng)制再生溫度(此處低于400°C )。而且，HC吸附催化劑再生控制裝置122-4在預(yù)先設(shè)定的經(jīng)過(guò)時(shí)間范圍內(nèi)根據(jù)HC吸 附催化劑的容量執(zhí)行在氧化活性溫度或者更高的溫升控制。比如，噴射器8在次噴射Qfa 中被驅(qū)動(dòng)10秒，10秒一過(guò)即告停止，視為對(duì)被吸附的HC的清除已經(jīng)結(jié)束。 緊隨其后，過(guò)濾器強(qiáng)制再生指令S被輸出，過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制裝置122-3在后噴 射Qfd(時(shí)間幅值Td:排放沖程中噴射)驅(qū)動(dòng)噴射器8。在這種情況下，超過(guò)燒盡溫度(500 至600°C)的高溫排氣強(qiáng)制流入過(guò)濾器22，執(zhí)行對(duì)微粒的燒盡去除。此時(shí)，溫度下降低于燒 盡溫度(500至600°C )的高溫排氣也流入下游的HC吸附催化劑。然而，因被吸附的HC事 先已從HC吸附催化劑19上被除去，所以由HC吸附催化劑吸附的HC燃燒所導(dǎo)致的過(guò)度溫 升的不會(huì)發(fā)生，從而能夠防止因過(guò)度溫升所導(dǎo)致的HC吸附催化劑的熔損。
接下來(lái)，將沿著圖8所示的再生控制程序描述在主程序(未示出)的某一預(yù)定時(shí) 間點(diǎn)由E⑶執(zhí)行的過(guò)濾器強(qiáng)制再生處理和HC吸附催化劑再生控制處理。
在再生控制程序之前的主程序(未示出)中，各種運(yùn)行信息數(shù)據(jù)被獲取，并被存儲(chǔ) 在預(yù)定的存儲(chǔ)區(qū)中。而且，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于正常運(yùn)行時(shí)，噴射控制單元122的燃料壓力控制單 元121或者HC供給裝置122-1以正常噴射模式Ml控制噴射器8。當(dāng)每一個(gè)控制周期dt中的控制處理進(jìn)行到再生控制程序的步驟Sl時(shí)，當(dāng)前的HC 吸附量Mmon (η)被獲取。此外，當(dāng)前的HC吸附量Mmon (η)在主程序(未示出)過(guò)程中由表 達(dá)式(1)基于入口 HC濃度傳感器36檢測(cè)到的入口 HC濃度Mhcin和出口 HC濃度傳感器37 檢測(cè)到的出口 HC濃度Mhcout計(jì)算出來(lái)。當(dāng)處理進(jìn)行到步驟S2時(shí)，過(guò)濾器22在當(dāng)前控制周期dt中的沉積量Ms被獲取。 基于這一數(shù)值，具有預(yù)定數(shù)值的尾氣流量的運(yùn)行區(qū)域中的壓差dp事先在主程序(未示出) 中被判斷為是否超過(guò)閾值。在這種情況下，如果判斷過(guò)濾器22的微粒已達(dá)到極限沉積量 DPFf，處理則行進(jìn)至步驟S3。如果微粒尚未達(dá)到所述極限沉積量，則當(dāng)前再生控制程序的控 制結(jié)束，處理行進(jìn)至主程序。當(dāng)處理進(jìn)行至步驟S3時(shí)，判斷在步驟Sl中獲取的、作為監(jiān)控量的HC吸附量 Mmon (η)的數(shù)值是否超過(guò)根據(jù)HC吸附催化劑的(吸附)能力而設(shè)定的極限吸附量Mmonl。 如果該數(shù)值未超過(guò)所述的極限吸附量，則處理直接行進(jìn)至步驟s7 ；如果該數(shù)值超過(guò)了極限 吸附量Mmonl，這一時(shí)間點(diǎn)t_a被視為所述數(shù)值已達(dá)極限吸附量的時(shí)間tf，(在該時(shí)間點(diǎn)， 過(guò)濾器達(dá)到極限沉積量DPFf)，則發(fā)出HC吸附催化劑再生命令Str，處理行進(jìn)至步驟s4。在步驟s4中，用于在次噴射Qfa (時(shí)間幅值Ta 膨脹沖程中噴射)中驅(qū)動(dòng)噴射器8 的HC吸附催化劑再生控制裝置122-4在膨脹沖程中向燃燒室供給HC來(lái)提高溫度，使得從 內(nèi)燃機(jī)燃燒室中排放的排氣的溫度高于250°C，但保持低于400°C。升溫后的排氣經(jīng)過(guò)Nox 吸儲(chǔ)還原催化劑21和過(guò)濾器22，抵達(dá)HC吸附催化劑19。此處，吸附在HC吸附催化劑19 上的HC被加熱至氧化活性溫度或更高(250°C或者更高)，從而被燒盡。噴射被予以控制， 以使得這種情況下的加熱溫度保持在氧化活性溫度或更高，但低于過(guò)濾器的強(qiáng)制再生溫度 (500 至 600°C )，此處低于 400°C。通過(guò)這種對(duì)氧化活性溫度或更高溫度的溫升控制，被吸附的HC從HC吸附催化劑 中被釋出、氧化并燒盡。在這種情況下，HC吸附催化劑19出口處的排氣量從例如圖6所示 的時(shí)間點(diǎn)t-a增加。如果時(shí)間超過(guò)了被吸附的HC在入口與出口處的排氣量變化為零的時(shí) 間點(diǎn)t-b，就會(huì)導(dǎo)致被吸附的HC燒盡處理狀態(tài)的中斷。此處，從時(shí)間點(diǎn)t-a到時(shí)間點(diǎn)t-b所 經(jīng)歷的時(shí)間，其數(shù)值與HC吸附催化劑19的容量相對(duì)應(yīng)，比方說(shuō)，大約10秒左右。因此，通過(guò)在氧化活性溫度或者更高的溫度(250°C或者更高)、并且低于過(guò)濾器 22強(qiáng)制再生溫度對(duì)HC吸附催化劑19執(zhí)行加熱控制，比方說(shuō)，經(jīng)過(guò)根據(jù)HC吸附催化劑的容 量設(shè)定的10秒的預(yù)定經(jīng)過(guò)時(shí)間，HC吸附催化劑19的強(qiáng)制再生時(shí)間得以被最優(yōu)化。這可以 防止無(wú)用的強(qiáng)制再生驅(qū)動(dòng)，并能防止隨后的過(guò)濾器22強(qiáng)制再生控制被過(guò)度延遲。在HC吸附催化劑19的強(qiáng)制再生過(guò)程中，因排氣溫度低于過(guò)濾器的強(qiáng)制再生溫度， 微粒的燒盡沒(méi)有被執(zhí)行，從而防止HC吸附催化劑19的溫度從這一點(diǎn)過(guò)度上升。在處理進(jìn)行到步驟S5時(shí)，則判斷預(yù)定的經(jīng)過(guò)時(shí)間，比如，HC吸附催化劑再生命令 Str之后的累計(jì)時(shí)間Tw，是否經(jīng)過(guò)了等待時(shí)間Tw，噴射器在等待時(shí)間中在次噴射Qfa中被驅(qū) 動(dòng)，次噴射Qfa的驅(qū)動(dòng)在經(jīng)過(guò)10秒以后停止，于是處理行進(jìn)至步驟S6。假定處理從步驟S5或者S3抵達(dá)步驟S6.
因?yàn)樵诖伺袛噙^(guò)濾器22的微粒已達(dá)極限沉積量，過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制裝置122-3 在后噴射Qfd(時(shí)間幅值Td 排放沖程中噴射)中驅(qū)動(dòng)噴射器8，所以超過(guò)燒盡溫度(500至 6000C )的高溫排氣被強(qiáng)制流入過(guò)濾器22，從而執(zhí)行微粒的燒盡去除。接下來(lái)，當(dāng)處理進(jìn)行到步驟S7，判斷基于過(guò)濾器22的容量設(shè)定的強(qiáng)制再生時(shí)間已 經(jīng)經(jīng)過(guò)，且在尾氣流量具有預(yù)定值的運(yùn)行區(qū)域中的壓差dp已達(dá)到了預(yù)定的再生結(jié)束壓差 dpO時(shí)，過(guò)濾器強(qiáng)制再生命令Sdpf被停止，噴射器8從后噴射Qfd (時(shí)間幅值Td 排放沖程 中噴射)返回至正常噴射模式M1，處理返回至主程序(未示出)。在過(guò)濾器強(qiáng)制再生和HC吸附催化劑再生控制沿著圖8所示再生控制程序被執(zhí)行 的情況下，即使超過(guò)設(shè)定量的HC事先被HC吸附催化劑所吸收，也能在過(guò)濾器的強(qiáng)制再生控 制之前被氧化、分離和去除。因此，即使此后過(guò)濾器22被以相對(duì)較高溫度(500至600°C ) 進(jìn)行強(qiáng)制再生處理，因過(guò)度吸附在HC吸附催化劑上的HC已被氧化，所以過(guò)高溫升的出現(xiàn)得 以被防止，HC吸附催化劑的變質(zhì)或者熔損得以被避免。而且，即使排氣溫度在過(guò)濾器22的強(qiáng)制再生過(guò)程中超過(guò)HC吸附催化劑19的耐熱 溫度，因HC吸附催化劑19設(shè)置在過(guò)濾器22的下游側(cè)，周圍空氣從排放系統(tǒng)外壁構(gòu)件的熱 輻射也會(huì)持續(xù)，直至周邊空氣到達(dá)HC吸附催化劑19，于是排氣溫度相對(duì)下降。因此，基于這 一原因，下游處HC吸附催化劑19的熔損得以被防止。在圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的尾氣排放控制裝置中，當(dāng)在步驟Sl中采用表達(dá)式(1)所獲 得的HC吸附量Mmon (η)與之前的數(shù)值相比沒(méi)有變化，即到達(dá)了新的HC吸附量為零的時(shí)間 AtfW (參見圖7)，HC吸附催化劑的HC吸附能力隨即被消除，HC的排放就會(huì)發(fā)生。因此， 可以正確判斷，這一時(shí)間tf即為吸附在HC吸附催化劑上的被吸附的HC的燒盡時(shí)間。因此， 當(dāng)處理進(jìn)行到步驟s4時(shí)，HC吸附催化劑再生控制裝置122-4被用來(lái)在次噴射Qfa (時(shí)間幅 值Ta 膨脹沖程中噴射)中驅(qū)動(dòng)噴射器8，從而提高排氣溫度，使其保持在250°C以上且低 于400°C的溫度。因此，通過(guò)將HC吸附催化劑上接近吸附極限量的HC迅速燒盡并清除，從 而不致引起過(guò)度的溫升，HC吸附催化劑的熔損得被防止。在以上描述中，在圖1所示的內(nèi)燃機(jī)尾氣排放控制裝置中，HC吸附量Mm0n(Ii)是 在入口 HC濃度傳感器36的入口 HC濃度Mhcin和出口 HC濃度傳感器37的出口 HC濃度 Mhcout的基礎(chǔ)上采用表達(dá)式(1)獲得的。然而，作為替代方式，也可以讀入使用估算值計(jì)算 出的HC吸附量Mmon (η)。在這種情況下，圖1所示內(nèi)燃機(jī)尾氣排放控制裝置中所采用的HC吸附催化劑強(qiáng) 制再生控制裝置122-4’通過(guò)圖9所示的估算處理，以下述表達(dá)式(2)來(lái)計(jì)算HC吸附量 Mmon(η)。此處將描述表達(dá)式(2)中所使用的估算值。首先，流入HC吸附催化劑的HC流入 量Min (η)由其中以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)Ne和進(jìn)氣質(zhì)量流量QFIN為變量的圖表m_l給出，前段氧化 催化劑2的HC凈化效率iioxi (η)由其中以空氣燃料比傳感器41 (如圖1中的雙點(diǎn)劃線所 示)的空氣燃料比平均值A(chǔ)FSAV和前段氧化催化劑2上游催化劑溫度Tc (圖1中以雙點(diǎn)劃 線所示的上游催化劑溫度傳感器42)為變量的圖表m-2給出。此夕卜，HC吸附催化劑的HC吸附效率nad(n)由其中以空氣燃料比傳感器的空氣 燃料比平均值A(chǔ)FSAV和HC吸附催化劑19的催化劑溫度slip HC為變量的圖表m_3給出， HC氧化解除吸附量Mdesorp (η)由其中以空氣燃料比傳感器的空氣燃料比平均值A(chǔ)FSAV和HC吸附催化劑19的催化劑溫度slip HC為變量的圖表m-4給出。HC 吸附量 Mmon (n) =HCK 附量 Mmon (n_l)+Min (η) χ {1_ η oxi (η)} χ η ad(n)-Mdesorp(n)(2)也就是說(shuō)，在HC吸附催化劑強(qiáng)制再生控制裝置122-4’中的表達(dá)式(2)中，發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)Ne、進(jìn)氣質(zhì)量流量QFIN、前段氧化催化劑2的HC凈化效率noxi (n)、空氣燃料比 平均值A(chǔ)FSAV、前段氧化催化劑2的上游催化劑溫度Tc、HC吸附催化劑19的HC吸附效率 nad(n)、尾氣排放的空氣燃料比平均值A(chǔ)FSAV以及HC吸附催化劑19的催化劑溫度slipHC 被讀入。此外，通過(guò)從流入尾氣排放系統(tǒng)中的HC流入量Min (n)中減去前段氧化催化劑2 的此凈化量可獲得“1&1(11)1{1-110^(11)}”值。而且，通過(guò)將所述減去值乘以nad(n)則 獲得HC吸附催化劑19中的吸附量。而且，通過(guò)從HC吸附催化劑19中的吸附量“Min(n) x{l-n oxi (n)} η ad (n) ”中減去HC氧化解除吸附量Mdesorp (n)可獲得目前殘留在HC吸附 催化劑19中的吸附量。此外，該殘留吸附量被加到前一次的HC吸附量Mnon(n-Ι)即獲得 了更新后的當(dāng)前HC吸附量Mmon (n)。即使在使用估算值的情況下，也可以獲得近似于以表達(dá)式(1)基于實(shí)際測(cè)量值計(jì) 算出HC吸附量Mmon (n)情形下的HC吸附量Mmon (n)，且過(guò)濾器強(qiáng)制再生和HC吸附催化劑 再生控制也可以以類似的方式沿著圖8所示的再生控制程序被執(zhí)行。從而，HC的排放得以 被防止，被吸附的HC的燒盡時(shí)間能夠被適時(shí)檢出，接近吸附極限量的被吸附的HC得以被從 HC吸附催化劑中迅速除去，從而能夠防止因過(guò)度溫升的出現(xiàn)所引起的HC吸附催化劑的熔損。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，超過(guò)預(yù)定量的HC在過(guò)濾器強(qiáng)制再生之前事先被HC吸附 催化劑所吸附，被吸附在HC吸附催化劑上的HC被氧化、解除吸附并被除去。因此，即使此 后過(guò)濾器的強(qiáng)制再生處理是在相對(duì)高溫下進(jìn)行的，因過(guò)度吸附在HC吸附催化劑上的HC已 經(jīng)被氧化，所以過(guò)度的溫升可被防止出現(xiàn)，HC吸附催化劑的變質(zhì)和熔損得以被避免。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，HC吸附催化劑是在過(guò)濾器強(qiáng)制再生控制之前事先由溫升 裝置將其保持在氧化催化劑溫度以上且低于過(guò)濾器的強(qiáng)制再生溫度而被燒凈的。因此，當(dāng) 過(guò)濾器的強(qiáng)制再生控制在此后被執(zhí)行時(shí)，因吸附在HC吸附催化劑上的HC已被解除吸附，所 以HC吸附催化劑的過(guò)度溫升得以被防止，催化劑的變質(zhì)和熔損得以被避免。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，因HC吸附催化劑的溫升是通過(guò)內(nèi)燃機(jī)在膨脹沖程中噴 射供給HC來(lái)執(zhí)行的，所以供給的HC在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)被燒盡，未燃燒的HC不會(huì)被供給 至排放系統(tǒng)，HC在排放系統(tǒng)中的燃燒并非對(duì)每次HC解除吸附處理都是必需的。此，排放系 統(tǒng)的退化得以被防止。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在根據(jù)HC吸附催化劑的容量設(shè)定的預(yù)定經(jīng)過(guò)時(shí)間期間 內(nèi)，HC供給量受到控制，使得HC吸附催化劑的溫度保持在低于強(qiáng)制再生溫度。因此，使吸 附在HC吸附催化劑上的HC被解除吸附、氧化和去除的驅(qū)動(dòng)時(shí)間得以被優(yōu)化，從而可防止過(guò) 濾器的強(qiáng)制再生控制被過(guò)度延遲。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，即使排氣溫度在過(guò)濾器的強(qiáng)制再生期間超過(guò)HC吸附催 化劑的耐熱溫度，因HC吸附催化劑設(shè)置在過(guò)濾器的下游側(cè)，所以在抵達(dá)HC吸附催化劑時(shí)， 排氣溫度會(huì)相對(duì)下降。因此，HC吸附催化劑的熔損能夠被防止。
權(quán)利要求
一種尾氣排放控制裝置，其特征在于，包含過(guò)濾器，該過(guò)濾器收集內(nèi)燃機(jī)的排放系統(tǒng)中的微粒；HC吸附催化劑，該HC吸附催化劑設(shè)置在所述排放系統(tǒng)中用于吸附和解除吸附碳?xì)浠衔?；收集量?jì)算裝置，該收集量計(jì)算裝置用于對(duì)所述過(guò)濾器所收集的微粒的收集量進(jìn)行計(jì)算；吸附量計(jì)算裝置，該吸附量計(jì)算裝置用于計(jì)算被吸附在所述HC吸附催化劑上的碳?xì)浠衔锏奈搅浚籋C吸附催化劑再生控制裝置，該HC吸附催化劑再生控制裝置用于對(duì)被吸附在所述HC吸附催化劑上的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行解除吸附處理；以及過(guò)濾器再生控制裝置，該過(guò)濾器再生控制裝置用于在微粒的收集量過(guò)量時(shí)執(zhí)行所述過(guò)濾器強(qiáng)制再生，其中，當(dāng)碳?xì)浠衔锏奈搅窟^(guò)量時(shí)，在所述過(guò)濾器再生控制裝置執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制再生之前，所述HC吸附催化劑再生控制裝置對(duì)被吸附在所述HC吸附催化劑上的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行解除吸附處理。
2.如權(quán)利要求1所述的尾氣排放控制裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含 用于提高所述HC吸附催化劑的溫度的升溫裝置；其中，所述HC吸附催化劑再生控制裝置控制所述升溫裝置，使得HC吸附催化劑保持在 氧化活性溫度以上，并且低于過(guò)濾器的強(qiáng)制再生溫度，從而執(zhí)行所述解除吸附處理。
3.如權(quán)利要求2所述的尾氣排放控制裝置，其特征在于，所述升溫裝置通過(guò)所述內(nèi)燃 機(jī)的膨脹沖程噴射來(lái)執(zhí)行碳?xì)浠衔锏墓┙o。
4.如權(quán)利要求2所述的尾氣排放控制裝置，其特征在于，所述HC吸附催化劑升溫的時(shí) 間根據(jù)所述HC吸附催化劑的催化劑容量設(shè)定的。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的尾氣排放控制裝置，其特征在于，所述過(guò)濾器和 所述HC吸附催化劑從所述排放系統(tǒng)的上游以此順序依次設(shè)置。
全文摘要
一種尾氣排放控制裝置，包含用于收集內(nèi)燃機(jī)排放系統(tǒng)中微粒的過(guò)濾器；設(shè)置在排放系統(tǒng)中用于吸附和解除吸附碳?xì)浠衔锏腍C吸附催化劑；用于對(duì)過(guò)濾器所收集的微粒的收集量進(jìn)行計(jì)算的收集量計(jì)算裝置；用于計(jì)算被吸附的碳?xì)浠衔锏牧康奈搅坑?jì)算裝置；用于對(duì)碳?xì)浠衔镞M(jìn)行解除吸附處理的HC吸附催化劑再生控制裝置；以及用于在微粒的收集量超過(guò)一定數(shù)量時(shí)執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制再生的過(guò)濾器強(qiáng)制再生裝置。當(dāng)碳?xì)浠衔锏奈搅砍^(guò)一定數(shù)量時(shí)，在過(guò)濾器再生控制裝置執(zhí)行過(guò)濾器強(qiáng)制再生之前，HC吸附催化劑再生控制裝置對(duì)被吸附在HC吸附催化劑上的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行解除吸附處理。
文檔編號(hào)B01D41/00GK101892891SQ20101018362
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者川島一仁, 津田正廣, 田代圭介 申請(qǐng)人:三菱自動(dòng)車工業(yè)株式會(huì)社