專利名稱：用于發(fā)動機的廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于凈化從發(fā)動機排放的廢氣的系統(tǒng)，包括用于捕集碳氫化合物(在下文中稱為HC)的HC捕集催化劑，特別地，本發(fā)明涉及用于允許升高廢氣的溫度以及使用廢氣的熱量來促進HC捕集催化劑活性化的技術。
背景技術：
包括HC捕集催化劑的用于發(fā)動機的廢氣凈化系統(tǒng)是非常公知的。當HC捕集催化劑處于低溫狀態(tài)時，HC捕集催化劑被構成為捕集包含在從發(fā)動機發(fā)出的廢氣中的HC。另外，當廢氣的溫度上升時，通過作為還原劑的由HC捕集催化劑捕集的HC的作用，HC捕集催化劑凈化包含在廢氣中的氧化氮(在下文中稱為NOx)。在這里，如果HC捕集催化劑捕集比給定量更高的硫成分，將惡化HC捕集催化劑的性能。因此，必須定期地加熱HC捕集催化劑以便去除從其中分離的硫成分。
日本專利申請首次公開No.2000-018024公開了一種用于使用輕油增加設備(light oil adding device)的柴油機的排放控制。當為去除所捕集的硫成分而加熱廢氣凈化催化劑時，通過控制進氣節(jié)流閥和廢氣再循環(huán)閥，在1至1.5的范圍內調整過量空氣比。另外，根據(jù)廢氣中剩余含氧量，起動輕油增加設備以便使輕油混合到廢氣中。將與輕油混合的廢氣引入催化劑中，其中氧化廢氣中的輕油。使用氧化輕油所生成的熱來加熱氧化劑。

發(fā)明內容
然而，使用在現(xiàn)有技術中所述的輕油增加設備加熱HC捕集催化劑僅在HC捕集催化劑處于活性狀態(tài)下有效。即使在起動發(fā)動機后立即嘗試使用輕油加熱設備加熱HC捕集催化劑以便快速活性化HC捕集催化劑，HC捕集催化劑的溫度也將不能足夠地提高。因此，引入廢氣中的輕油不能在HC捕集催化劑中氧化并將原樣排放到大氣中。這導致惡化來自發(fā)動機的排放物。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供用于促進HC捕集催化劑的活性化而不惡化來自發(fā)動機的排放物的系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個方面中，提供用于凈化通過發(fā)動機中的排氣道的廢氣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括HC捕集催化劑，其位于該排氣通道中，該HC捕集催化劑用來捕集包含在該廢氣中的HC；以及控制單元，其被編程用于計算通過該HC捕集催化劑捕集的HC量；計算該HC捕集催化劑的溫度；判斷該HC捕集催化劑是否被活性化；以及在從起動該發(fā)動機到判斷該HC捕集催化劑被活性化的時間間隔期間，將目標過量空氣比控制成小于額定值的預定值，以便提高廢氣溫度，該預定值基于由該HC捕集催化劑捕集的所計算的HC量以及該HC捕集催化劑的計算的溫度確定。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種用于凈化通過發(fā)動機中的排氣通道的廢氣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括HC捕集催化劑，其位于該排氣通道中，該HC捕集催化劑用來捕集包含在廢氣中的HC；以及控制單元，其被編程為用于計算該HC捕集催化劑的溫度；當所計算的該HC捕集催化劑的溫度不小于第一溫度時，判定該HC捕集催化劑被活性化；以及在從起動發(fā)動機到判定該HC捕集催化劑被活性化的時間間隔期間，控制目標過量空氣比小于額定值，由此升高廢氣溫度，
其中，該控制單元被編程用于當所計算的該HC捕集催化劑的溫度小于第二溫度時，將該目標過量空氣比控制到第一預定值，該第二溫度小于該第一溫度，以及當所計算的該HC捕集催化劑的溫度不小于該第二溫度時，將該目標過量空氣比控制到不同于該第一預定值的第二預定值。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種用于凈化通過發(fā)動機中的排氣通道的廢氣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括HC捕集催化劑，其位于該排氣通道中，該HC捕集催化劑用來捕集包含在該廢氣中的HC；以及控制單元，其被編程為用于在起動該發(fā)動機后當活性化該HC捕集催化劑時，將目標過量空氣比控制到小于額定值的預定值，當該HC捕集催化劑被活性化時將該目標過量空氣比控制到該額定值，由此提高廢氣溫度；以及，當該HC捕集催化劑的溫度上升時，增加該目標過量空氣比，由此增加在氧化由該HC捕集催化劑捕集的HC時生成的熱量。
在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于凈化通過發(fā)動機中的排氣通道的廢氣的方法，HC捕集催化劑位于該排氣通道中用來捕集包含在該廢氣中的HC，該方法包括步驟計算該HC捕集催化劑的溫度；基于所計算的該HC捕集催化劑的溫度，判斷是否該HC捕集催化劑被活性化；以及在從起動該發(fā)動機到判定該HC捕集催化劑被活性化的時間間隔期間，基于所計算的HC捕集催化劑的溫度，控制目標過量空氣比小于額定值，當活性化性該HC捕集催化劑時將該目標過量空氣比控制到該額定值。


圖1是示例說明可應用根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的廢氣凈化系統(tǒng)的柴油機的示意圖；
圖2是用于計算過量空氣比而執(zhí)行的例程的流程圖；圖3是示例說明溫度上升禁止范圍的圖；圖4是為計算HC捕集催化劑的溫度而執(zhí)行的例程的流程圖；圖5是示例說明HC捕集催化劑的溫度上升率的圖；圖6是為計算由HC捕集催化劑捕集的HC量而執(zhí)行的例程的流程圖；圖7是示例說明從柴油機排放的HC量的圖；圖8是表示捕集的HC量校正系數(shù)的表；圖9是為計算進氣節(jié)流閥的目標開度而執(zhí)行的例程的流程圖；圖10是表示目標氣流率(airflow ratio)和目標充氣率(air chargerate)之間的關系的表；圖11是表示進氣節(jié)流閥的目標開度和進氣節(jié)流閥的目標打開區(qū)間的關系的表；圖12是為計算廢氣再循環(huán)(EGR)閥的目標開度而執(zhí)行的例程的流程圖；圖13是示例說明目標EGR率的圖；圖14是表示EGR閥的目標開度和目標EGR量之間的關系的表；圖15是示例說明在起動柴油機后，相對于逝去時間，捕集的HC量、目標過量空氣比和HC捕集催化劑的溫度中的變化的圖；圖16是示例說明相對于目標過量空氣比，廢氣傳熱量、氧化熱量、以及廢氣傳熱量和氧化熱量的總和中的變化的圖；圖17與圖1類似，但示例說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的廢氣凈化裝置的示意圖；圖18是表示HC捕集催化劑的溫度和發(fā)動機冷卻水的溫度之間的關系的表。
具體實施例方式
參考圖1-16，現(xiàn)在說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的廢氣凈化系統(tǒng)。在這一實施例中，將該系統(tǒng)應用于直接噴射柴油機(在下文中僅稱為發(fā)動機)。如圖1所示，發(fā)動機1包括將進氣引入其中的進氣通道11。在未示出的空氣濾清器處過濾流入進氣通道11的入口部分的進氣，在此去除進氣中的灰塵。氣流計12位于空氣濾清器下游的進氣通道11中并測量從此流過的進氣量。通過空氣濾清器和氣流計12的進氣經(jīng)進氣節(jié)流閥14流入緩沖箱(surge tank)13。然后，進氣流入進氣歧管并分配到各個發(fā)動機氣缸。進氣節(jié)流閥14電連接到電子控制單元(在下文中稱為ECU 51)。進氣節(jié)流閥14用來響應從ECU 51傳送的控制信號控制進氣量。
燃料噴射器21被安置成與發(fā)動機1的每個汽缸的燃燒室的上面中央部分相對。以預定壓力將從未示出的燃料泵排出的燃料經(jīng)公用軌道(rail)22提供給燃料噴射器21并在燃燒室內噴射燃料。
HC捕集催化劑32位于排氣歧管下游的排氣通道31中。HC捕集催化劑32被設計成當例如在起動發(fā)動機1時或緊接其后HC捕集催化劑32的溫度低時，從廢氣捕集HC。當發(fā)動機操作繼續(xù)以及廢氣溫度升高時，廢氣中的NOx與由HC捕集催化劑捕集的HC反應以便降低NOx并且適當?shù)靥幚鞨C。用于檢測廢氣溫度的廢氣溫度傳感器61位于HC捕集催化劑32的下游。
排氣通道31經(jīng)EGR線路41與進氣通道11連接。EGR閥位于EGR管道41中。EGR閥42響應從ECU 51傳送的控制信號操作，以便改變其開度，從而控制將被再循環(huán)到進氣通道11的廢氣量。
除氣流計12和廢氣溫度傳感器61外，用于檢測發(fā)動機1的操作狀態(tài)的各種傳感器被耦合到ECU 51。這些傳感器包括水溫傳感器62、曲柄角傳感器63、加速度計傳感器64和燃料壓力傳感器65。水溫傳感器62檢測發(fā)動機冷卻水溫度并生成表示所檢測的發(fā)動機冷卻水溫度的信號。曲柄角傳感器63檢測曲柄角并生成表示所檢測的曲柄角的信號。加速度計傳感器64檢測加速度計的開度并生成表示所檢測的加速度計開度的信號。燃料壓力傳感器65檢測提供到燃料噴射器21的燃料的壓力并生成表示所檢測的燃料壓力的信號。ECU 51接收由各傳感器生成的信號并處理這些信號以便確定發(fā)動機工作狀態(tài)。根據(jù)發(fā)動機工作狀態(tài)，ECU 51執(zhí)行如下所述的各種控制。ECU 51包括一個或多個微計算機，每個包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)和輸入/輸出接口(I/O接口)。
參考圖2，說明由ECU 51實現(xiàn)的、用于計算目標過量空氣比的例程的流程。以預定間隔，例如20毫秒執(zhí)行該例程。邏輯流程開始并進入塊S101，其中讀取發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf?；趤碜郧莻鞲衅?3的曲柄角信號，計算發(fā)動機速度Ne?；趤碜约铀俣扔媯鞲衅?4的加速度計開度信號，計算燃料噴射量Qf。在塊S102，通過如下所述的計算，將HC捕集催化劑溫度Tbed確定為估計量。然后邏輯進入塊S103，其中，通過如下所述的計算，將由HC捕集催化劑32捕集的HC量AdTHC確定為估計量。
在塊S104，詢問HC捕集催化劑溫度Tbed是否低于第一溫度TBED1#。第一溫度TBED1#是活性化HC捕集催化劑32的溫度。如果在塊S104，詢問是肯定的，邏輯進入塊S105。在塊S105，將目標過量空氣比tLamb設置成大于1的額定值Lamb3。如果在塊S104，詢問是否定的，邏輯進入塊S106。在塊S106，詢問HC捕集催化劑溫度Tbed是否不低于第二溫度TBED2#，該第二溫度小于第一溫度TBED1#。第二溫度TBED2#是能啟動由HC捕集催化劑捕集的HC的氧化的溫度。如果在塊S106，詢問是否定的，邏輯進入塊S107。
在塊S107，詢問由HC捕集催化劑32捕集的HC量AdTHC是否不小于預定值ADTHC#，該值為HC捕集催化劑32的HC捕集能力上限。如果在塊S107，詢問是肯定的，邏輯進入塊S108。在塊S108，通過搜索圖3所示的圖，詢問是否在溫度上升禁止范圍內操作發(fā)動機1。該圖表示基于發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf確定的溫度上升禁止范圍。該溫度上升禁止范圍是這樣一個范圍，其中過量空氣比的降低產(chǎn)生廢氣溫度中不足的增加，反而導致惡化來自發(fā)動機1的排放物。如果在塊S108，詢問是肯定的，邏輯進入塊S105。在塊S105，將目標過量空氣比tLamb設置成額定值Lamb3以便在所捕集的HC量AdTHC達到HC捕集催化劑32的HC捕集能力的上限時的時間后，限制HC生成。如果在塊S108，詢問是否定的，邏輯進入塊S109。在塊S109，將目標過量空氣比tLamb設置成小于額定值Lamb3的預定值Lamb1。例如，預定值Lamb1為1。
如果在塊S106，詢問是肯定的，表示HC捕集催化劑溫度Tbed不小于第二溫度TBED2#，邏輯進入塊S110。在塊S110，將目標過量空氣比tLamb設置成小于額定值Lamb3且大于預定值Lamb1的預定值Lamb2。例如，預定值Lamb2大于1但小于額定值Lamb3。
在塊S111，計算進氣節(jié)流閥14的目標開度TVO。邏輯進入塊S112，其中計算EGR閥42的目標開度tAegr。
參考圖4，說明由ECU 51執(zhí)行的用于計算HC捕集催化劑溫度Tbed的例程的流程。以預定間隔，例如100毫秒執(zhí)行該例程。邏輯流程開始并進入塊S201，其中讀取發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf。在塊S202，通過搜索圖5所示的圖，基于發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf，計算HC捕集催化劑32的溫度上升率Tbedcnt。溫度上升率Tbedcnt是每單位時間，由來自廢氣的熱傳導引起的HC捕集催化劑32的溫度的增加率。圖5的圖表示基于發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf確定的溫度上升率Tbedcnt。如圖5所示，當發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf增加，溫度上升率Tbedcnt變得較大。然后，邏輯進入塊S203，其中，根據(jù)下述方程式(1)計算HC捕集催化劑溫度Tbed。
Tbed＝Tbedn-1+Tbedcnt×ΔT ......(1)其中，Tbedn-1是先前執(zhí)行這一例程時計算的HC捕集催化劑溫度，以及ΔT是計算周期。
參考圖6，說明由ECU 51實現(xiàn)的、用于計算由HC捕集催化劑32捕集的HC量AdTHC的例程的流程。以預定間隔，例如100毫秒執(zhí)行該例程。邏輯流程開始并進入塊S301，其中讀取發(fā)動機速度Ne、燃料噴射量Qf和HC捕集催化劑溫度Tbed。在塊S302，通過搜索圖7所示的圖，基于發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf計算HC排放量THCcnt。HC排放量THCcnt是每單位時間從發(fā)動機1排出的HC量。圖7的圖表示基于發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf確定的HC排放量THCcnt。如圖7所示，當發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf減小時，HC排放量THCcnt變得較大。
在塊S303，通過搜索圖8中所示的表，基于HC捕集催化劑溫度Tbed計算用于由HC捕集催化劑32捕集的HC量AdTHC的校正系數(shù)KAD。校正系數(shù)KAD表示隨HC捕集催化劑32的溫度而改變的HC捕集催化劑32的HC捕集特性。如圖8所示，當HC捕集催化劑溫度Tbed增加時，校正系數(shù)KAD變得較小。然后邏輯進入塊S304，其中，根據(jù)下述方程式(2)，計算捕集的HC量AdTHC.
AdTHC＝AdTHCn-1+THCcnt×ΔT×KAD ......(2)其中，AdTHCn-1是在先前執(zhí)行這一例程時計算的捕集HC量，THCcnt是HC排放量，ΔT是計算周期，以及KAD是校正系數(shù)。
參考圖9，說明由ECU 51實現(xiàn)的，用于計算進氣節(jié)流閥14的目標開度TVO的例程的流程。以預定間隔，例如20毫秒執(zhí)行該例程。邏輯流程開始并進入塊S401，其中讀取發(fā)動機速度Ne、燃料噴射量Qf和目標過量空氣比tLamb。在塊S402，根據(jù)下述方程式(3)，基于燃料噴射量Qf和目標過量空氣比tLamb，計算目標進氣量tQac。
tQac＝tLamb×14.6×Qf ......(3)其中，14.6是理想配比的空氣/燃料比。
在塊S403，根據(jù)下述方程式(4)，基于目標進氣量tQac，計算目標充氣率tQh0。
tQh0＝tQac/(VCE#×ROU#) ......(4)其中，VCE#是每一個發(fā)動機汽缸的排量(displacement)，以及ROU#是空氣密度。
在塊S404，通過搜索圖10中所示的表，基于目標充氣率tQh0，計算目標氣流率tADNV，圖10的表表示目標氣流率tADNV和目標充氣率tQh0間的關系。在塊S405，根據(jù)下述方程式(5)，基于目標氣流率tADNV和發(fā)動機速度Ne，計算進氣節(jié)流閥14的目標打開區(qū)tAtvo。
tAtvo＝tADNV×Ne ×VOL# ......(5)
其中，VOL#是各發(fā)動機汽缸的排量之和。
在塊S406，通過搜索圖11中所示的表，基于進氣節(jié)流閥14的目標打開區(qū)tAtvo，計算進氣節(jié)流閥14的目標開度TVO。圖11的表示出隨著目標打開區(qū)tAtvo增加會變得較大的進氣節(jié)流閥14的目標開度TVO。
參考圖12，說明由ECU 51實現(xiàn)的、用于計算EGR閥42的目標開度tAegr的例程的流程。以預定間隔，例如20毫秒執(zhí)行該例程。邏輯流程開始并進入塊S501，其中讀取發(fā)動機速度Ne、燃料噴射量Qf和目標進氣量tQac。在塊S502，通過搜索圖13中所示的圖，基于發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf，計算目標EGR率Megr。圖13的圖表示基于發(fā)動機速度Ne和燃料噴射量Qf確定的目標EGR率Megr。在塊S503，根據(jù)下述方程式(6)，基于目標進氣量tQac和目標EGR率Megr，計算目標EGR量tQec。
tQec＝tQac×Megr .......(6)在塊S504，基于目標EGR量tQec，通過搜索圖14中所示的表，計算EGR閥42的目標開度tAegr。圖14的表表示隨著目標EGR量tQec增加會變得較大的EGR閥42的目標開度tAegr。
參考圖15，說明由ECU 51執(zhí)行的控制。圖15是表示從發(fā)動機1起動開始，所捕集的HC量AdTHC、目標過量空氣比tLamb和HC捕集催化劑溫度Tbed的變化的時序圖。在圖15中，t1表示發(fā)動1起動的時刻。在時刻t1，所捕集的HC量AdTHC幾乎為零，以及HC捕集催化劑溫度Tbed低于活性化溫度。當發(fā)動機1起動時，ECU 51將目標過量空氣比tLamb控制成小于額定值Lamb3的預定值Lamb1以便活性化HC捕集催化劑32。這導致廢氣溫度上升，由于來自廢氣的熱傳導，導致HC捕集催化劑溫度Tbed增加。此時，HC捕集催化劑32處于低溫操作以及捕集包含在來自發(fā)動機1的廢氣中的相對大量的HC。在時刻t2，在HC捕集催化劑溫度Tbed達到小于活性溫度的預定溫度TBED2#前，HC量AdTHC達到預定值ADTHC#，ECU 51在發(fā)動機工作條件處于溫度上升禁止范圍的情況下，將目標過量空氣比tLamb控制到額定值Lamb3。隨后，在時刻t3，發(fā)動機工作條件超出溫度上升禁止范圍，ECU 51將目標過量空氣比tLamb控制到預定值Lamb1。在時刻t4，HC捕集催化劑溫度Tbed達到預定溫度TBED2#，ECU 51將目標過量空氣比tLamb控制到大于預定值Lamb1且小于額定值Lamb3的預定值Lamb2。因此，廢氣中的含氧量增加，而廢氣溫度降低。這導致通過氧化由HC捕集催化劑32捕集的HC生成的熱量增加。因此，由HC捕集催化劑32接收的熱量之和增加，以便HC捕集催化劑溫度Tbed快速增加。在時刻t5，HC捕集催化劑溫度Tbed達到預定溫度TBED1#，ECU 51判斷HC捕集催化劑32是否被活性化，然后將目標過量空氣比tLamb控制到額定值Lamb3。
圖16表示當以恒定的捕集HC量AdTHC改變目標過量空氣比tLamb時，廢氣傳熱量、氧化熱量以及廢氣傳熱量和氧化熱量之和的變化。在圖16中，曲線A表示由廢氣傳送的熱量的變化，曲線B表示當氧化由HC捕集催化劑32捕集的HC時生成的熱量的變化，以及曲線C表示由廢氣傳送的熱量和當氧化所捕集的HC時生成的熱量之和的變化。通過適當?shù)卦O置目標過量空氣比tLamb的預定值Lamb2，由廢氣傳送的熱量和當氧化所捕集的HC時生成的熱量之和能變得大于當目標過量空氣比tLamb保持在預定值Lamb1時由廢氣傳送的熱量。這使得促進HC捕集催化劑32的活性化。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，能實現(xiàn)下述效果。首先，當HC捕集催化劑32處于非活性化狀態(tài)時，將目標過量空氣比tLamb設置成小于額定值Lamb3的預定值Lamb1以便由此增加廢氣的溫度。由于來自廢氣的傳熱，HC捕集催化劑32被加熱。這能用于降低活性化HC捕集催化劑32所需的時間。
第二，根據(jù)HC捕集催化劑溫度Tbed的上升，通過在預定值Lamb1、預定值Lamb2和額定值Lamb3間變換目標過量空氣比tLamb，控制通過氧化由HC捕集催化劑32捕集的HC生成的熱量。所生成的熱量被用于加熱HC捕集催化劑32。因此，能提高燃料燃燒效率。另外，將目標過量空氣比tLamb設置成預定值Lamb2，此時廢氣傳熱量和氧化熱量之和被最小化。這能有效地加熱HC捕集催化劑32。
第三，當所捕集的HC量AdTHC達到或超出作為HC捕集催化劑32的HC捕集能力上限的預定值ADTHC#時，即使在活性化HC捕集催化劑32前，也可在發(fā)動機操作條件處于溫度上升禁止范圍的情況下，將目標過量空氣比tLamb控制為額定值Lamb3。這能限制來自發(fā)動機1的排放物的惡化。
參考圖17，說明廢氣凈化裝置的第二實施例。第二實施例與第一實施例的不同之處在于在排氣通道31中串聯(lián)設置上游催化劑和下游催化劑，在第二實施例中，HC捕集催化劑32同時具有HC捕集能力和HC氧化能力。相同的標記表示相同的部分，因此，省略其詳細說明。上游催化劑35被設計成捕集包含在從發(fā)動機101排出的廢氣中的HC。下游催化劑36被設計成氧化HC。
HC捕集催化劑溫度Tbed不限于基于發(fā)動機操作條件的估計值，而可以是使用由廢氣溫度傳感器61檢測的廢氣溫度的近似值。這是因為通過從廢氣傳送到HC捕集催化劑32的熱來確定HC捕集催化劑32的下游檢測的廢氣溫度，因此，其基本上等于HC捕集催化劑溫度Tbed。
另外，能根據(jù)與發(fā)動機冷卻水溫度Tw的相關性，估算HC捕集催化劑溫度Tbed。特別地，可基于由水溫傳感器62檢測的發(fā)動機冷卻水溫度Tw，通過搜索圖18中所示的表，計算HC捕集催化劑溫度Tbed。圖18的表示出相對于發(fā)動機冷卻水溫度Tw，HC捕集催化劑溫度Tbed的特性。
本申請基于2003年6月11日提交的在先日本專利申請No.2003-166044。日本專利申請No.2003-166044的全部內容在此引入以供參考。
盡管通過參考本發(fā)明的某些實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述實施例。鑒于上述教導，本領域的技術人員將聯(lián)想到上述實施例的改進和變形。參考下述權利要求定義本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于凈化通過發(fā)動機中的排氣通道的廢氣的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括HC捕集催化劑，其位于所述排氣通道中，所述HC捕集催化劑用來捕集包含在廢氣中的HC；以及控制單元，其被編程用于計算通過所述HC捕集催化劑捕集的HC量；計算所述HC捕集催化劑的溫度；判斷所述HC捕集催化劑是否被活性化；以及在從起動所述發(fā)動機到判斷所述HC捕集催化劑被活性化的時間間隔期間，將目標過量空氣比控制為一個預定值從而提高廢氣溫度，該預定值小于額定值并基于計算的由所述HC捕集催化劑捕集的HC量以及計算的所述HC捕集催化劑的溫度來確定。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元進一步被編程用于當所述HC捕集催化劑的計算的溫度不小于第一溫度時，判定所述HC捕集催化劑被活性化，所述控制單元還進一步被編程為用于當所述HC捕集催化劑的計算的溫度小于第二溫度時，將所述目標過量空氣比控制到第一預定值，所述第二溫度小于所述第一溫度，以及當所述HC捕集催化劑的計算的溫度不小于所述第二溫度時，將述目標過量空氣比控制到不同于所述第一預定值的第二預定值。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述目標過量空氣比的第二預定值大于所述目標過量空氣比的第一預定值。
4.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述HC捕集催化劑的第二溫度是開始氧化由所述HC捕集催化劑捕集的HC時的溫度。
5.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，當所述目標過量空氣比被控制到所述第二預定值時由所述廢氣傳送的熱量以及在氧化由所述HC捕集催化劑捕集的HC時生成的熱量之和，大于當所述目標過量空氣比被控制到所述第一預定值時由所述廢氣傳送的熱量。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機包括進氣節(jié)流閥和廢氣再循環(huán)閥，所述控制單元被進一步編程用于控制所述進氣節(jié)流閥和所述廢氣再循環(huán)閥中的至少一個，由此來控制所述目標過量空氣比。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元被進一步編程用于基于由所述HC捕集催化劑捕集的計算的HC量，禁止將所述目標過量空氣比控制到所述預定值。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元被進一步編程用于基于發(fā)動機工作狀態(tài)計算每單位時間從發(fā)動機排放的HC量；基于HC捕集催化劑的計算的溫度校正所計算的HC排放量；以及累積所校正的HC排放量，由此計算由所述HC捕集催化劑捕集的HC量。
9.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元被進一步編程用于基于所述HC捕集催化劑下游廢氣的溫度，計算所述HC捕集催化劑的溫度。
10.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元被進一步編程用于基于發(fā)動機冷卻水的溫度，計算所述HC捕集催化劑的溫度。
11.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述HC捕集催化劑包括在所述排氣通道中串聯(lián)設置的上游催化劑和下游催化劑。
12.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元被進一步編程用于基于發(fā)動機工作條件計算所述HC捕集催化劑的溫度上升率；以及，累積所計算的溫度上升率，由此計算所述HC捕集催化劑的溫度。
13.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述HC捕集催化劑被設計成當所述HC捕集催化劑的溫度小于開始氧化由所述HC捕集催化劑捕集的HC時的氧化開始溫度時，捕集包含在廢氣中的HC。
14.一種用于凈化通過發(fā)動機中的排氣通道的廢氣的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括HC捕集催化劑，其位于所述排氣通道中，所述HC捕集催化劑用來捕集包含在所述廢氣中的HC；以及控制單元，其被編程用于計算所述HC捕集催化劑的溫度；當HC捕集催化劑的計算的溫度不小于第一溫度時，判定所述HC捕集催化劑被活性化；以及在從起動發(fā)動機到判定所述HC捕集催化劑被活性化的時間間隔期間，控制目標過量空氣比小于額定值，由此升高廢氣溫度，其中，所述控制單元被編程用于當所述HC捕集催化劑的計算的溫度小于第二溫度時，將所述目標過量空氣比控制到第一預定值，所述第二溫度小于所述第一溫度；以及，當所述HC捕集催化劑計算的的溫度不小于所述第二溫度時，將所述目標過量空氣比控制到不同于所述第一預定值的第二預定值。
15.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述目標過量空氣比的第二預定值大于所述目標過量空氣比的第一預定值并且小于所述額定值。
16.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述HC捕集催化劑被設計成當所述HC捕集催化劑的溫度小于開始氧化由所述HC捕集催化劑捕集的HC時的氧化開始溫度時，捕集包含在廢氣中的HC。
17.一種用于凈化通過發(fā)動機中的排氣通道的廢氣的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括HC捕集催化劑，其位于所述排氣通道中，所述HC捕集催化劑用來捕集包含在廢氣中的HC；以及控制單元，其被編程用于在起動所述發(fā)動機后活性化所述HC捕集催化劑時，將使目標過量空氣比控制到小于額定值的預定值，當所述HC捕集催化劑被活性化時，將所述目標所述目標過量空氣比控制到該額定值，由此升高廢氣溫度；以及，當所述HC捕集催化劑的溫度上升時，增加所述目標過量空氣比，由此增加在氧化由所述HC捕集催化劑捕集的HC時生成的熱量。
18.一種用于凈化通過發(fā)動機中的排氣通道的廢氣的方法，HC捕集催化劑位于所述排氣通道中并用來捕集包含在所述廢氣中的HC，所述方法包括步驟計算所述HC捕集催化劑的溫度；基于所述HC捕集催化劑的計算的溫度，判斷所述HC捕集催化劑是否被活性化；以及在從起動所述發(fā)動機到判定所述HC捕集催化劑被活性化的時間間隔期間，基于HC捕集催化劑的計算的溫度，控制目標過量空氣比小于額定值，當所述HC捕集催化劑活性化性時，將所述目標過量空氣比控制到該額定值。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述判斷操作包括當所述HC捕集催化劑的計算的溫度不小于第一溫度時，判斷所述HC捕集催化劑被活性化，所述控制操作包括當所述HC捕集催化劑的計算的溫度小于第二溫度時，將所述目標過量空氣比控制到第一預定值，所述第二溫度小于所述第一溫度，以及當所述HC捕集催化劑的計算的溫度不小于所述第二溫度時，將所述目標過量空氣比控制到大于所述第一預定值且小于所述額定值的第二預定值。
20.如權利要求18所述的方法，進一步包括計算由所述HC捕集催化劑捕集的HC量。
21.如權利要求20所述的方法，進一步包括基于由所述HC捕集催化劑捕集的HC量，禁止將所述目標過量空氣比控制成小于所述額定值。
全文摘要
用于發(fā)動機的廢氣凈化系統(tǒng)，包括位于排氣通道中并用來捕集包含在廢氣中的HC的HC捕集催化劑；以及，控制單元，其被編程用于在起動發(fā)動機后，HC捕集催化劑被活性化時，將目標過量空氣比控制到小于額定值的預定值，當HC捕集催化劑被活性化時，將目標過量空氣比控制到額定值，由此提高廢氣溫度；并且當HC捕集催化劑的溫度升高時，增加目標過量空氣比，由此增加在氧化由HC捕集催化劑捕集的HC時生成的熱量。
文檔編號F02D41/02GK1573043SQ20041004906
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權日2003年6月11日
發(fā)明者三浦學 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社