專利名稱：用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)時，發(fā)動機(jī)溫度和進(jìn)氣溫度低而且燃料汽化的可能性較小。相 應(yīng)地，執(zhí)行一種用于使空燃比濃于化學(xué)計量空燃比的控制。因此，產(chǎn)生缺氧情況并且從內(nèi)燃 發(fā)動機(jī)排出大量的作為一種未燃燒燃料成分的碳?xì)浠衔?HC)。在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)之后的 短暫時長內(nèi)，因?yàn)榕艢獯呋瘎┑臏囟鹊?，所以排氣催化劑不會去除如此大量的HC。因此，已 經(jīng)研發(fā)了用于處理這種問題的技術(shù)。根據(jù)這些技術(shù)，在排氣通道中設(shè)置了暫時吸附HC的吸 附件，排氣中的HC被捕集在該吸附件上直至排氣催化劑的溫度上升至足夠高的溫度為止。
隨著將排氣引入到吸附件中，吸附件的溫度逐漸上升。隨后，當(dāng)吸附件的溫度變?yōu)?等于或高于預(yù)定的脫附溫度時，已被吸附在吸附件上的HC的脫附開始。相應(yīng)地，為了防止 HC被釋放到大氣中，需要排氣催化劑易于去除HC， S卩，需要排氣催化劑的溫度在吸附件的 溫度達(dá)到脫附溫度之前上升至活化溫度。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，將用于氧化(燃燒)排氣中的HC的二次空氣供給至排氣系統(tǒng)以便 在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)之后快速升高催化劑的溫度。如果將二次空氣供給至排氣系統(tǒng)，則HC在 排氣系統(tǒng)中燃燒(發(fā)生HC的后燃)且排氣溫度上升。因而，催化劑快速變暖。
日本專利申請公開No. 10-169434(JP-A-10-169434)(參考第0017段)描述了一 種排氣控制設(shè)備，所述設(shè)備包括吸附件和設(shè)置在該吸附件上游的催化劑，其中，在從啟動內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)時直至催化劑得以活化時為止的時長期間，在催化劑的上游部分處將二次空氣引 入到排氣系統(tǒng)。但是，在JP-A-10-169434中所描述的技術(shù)具有以下問題。如果吸附件的吸 附能力是固定的，則隨著經(jīng)過吸附件的排氣的流量增大，HC吸附率減小。因此，如果經(jīng)過吸 附件的排氣的流量由于二次空氣引入到排氣系統(tǒng)中而增大，則HC吸附率減小。如上所述， 在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)之后的短暫時長內(nèi)，從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出大量HC。在這種情況下，如果HC 吸附率已由于二次空氣的供給而減小，則在未被吸附在吸附件上的情況下被釋放到大氣中 的HC的量會增加。 如果當(dāng)啟動發(fā)動機(jī)時開始二次空氣的供給，則因?yàn)榕艢饪诘臏囟热耘f低，所以發(fā) 生HC后燃的可能性較小。日本專利申請公開No. 2004-124824(JP-A-2004-124824)描述了 一種用于處理這種問題的技術(shù)。根據(jù)JP-A-2004-124824，在發(fā)動機(jī)的啟動期間，禁止二次空 氣的供給直至排氣口的溫度變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定的溫度為止，以防止排氣口被二次空氣冷 卻。 JP-A-2004-124824中描述如果當(dāng)排氣口的溫度變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定的溫度時 開始二次空氣的供給，則會可靠地發(fā)生HC后燃并防止排氣口被二次空氣冷卻。
但是，當(dāng)考慮HC的吸附狀態(tài)時，如果開始供給二次空氣的時間是基于排氣口的溫 度來確定的，則所確定的時間并不總是最適當(dāng)?shù)?。即，如果從發(fā)動機(jī)排出的HC的量在排氣 口的溫度上升至預(yù)定的溫度并開始二次空氣的供給之后達(dá)到其峰值，則大量的HC在HC吸附率已由于排氣的流量增大而減小的狀態(tài)下流入吸附件。因此，HC更有可能在未被吸附到 吸附件上的情況下被釋放到大氣中。 根據(jù)JP-A-2004-124824描述的技術(shù)，如果排氣口溫度的上升延遲，則開始二次空 氣的供給的時間將延遲與溫度上升的延遲相對應(yīng)的量。在這種情況下，由于有效促進(jìn)催化 劑預(yù)熱的時間延遲(起因于二次空氣的供給)，因此催化劑活化的時間也延遲。這使得難以 在吸附件的溫度超過脫附溫度之前將催化劑的溫度上升至等于或高于活化溫度的溫度。因 而，被釋放到大氣中的HC的量可能增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣控制設(shè)備，所述排氣控制設(shè)備使得啟動內(nèi)
燃發(fā)動機(jī)時釋放到大氣中的碳?xì)浠衔锏牧孔钚』?發(fā)明的一方面涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣控制設(shè)備，所述排氣控制設(shè)備包 括第一催化劑，其設(shè)置在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)中；吸附件，其設(shè)置在排氣系統(tǒng)中第一催 化劑的下游位置處，而且吸附件具有吸附排氣中的碳?xì)浠衔锏淖饔茫欢慰諝夤┙o裝置， 其在第一催化劑的上游部分處將二次空氣供給至排氣系統(tǒng)；供給禁止單元，當(dāng)啟動內(nèi)燃發(fā) 動機(jī)時，供給禁止單元禁止二次空氣的供給；以及供給開始時間控制單元，其基于從內(nèi)燃發(fā) 動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧炕蛘吲c從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧肯嚓P(guān)的值來控制 在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)之后開始供給二次空氣的時間。 根據(jù)本發(fā)明的上述方面，當(dāng)啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)時禁止二次空氣的供給。因而，當(dāng)在內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)啟動之后不久所排出的且其中碳?xì)浠衔锏臐舛雀叩呐艢饨?jīng)過吸附件時，可以防 止可能由二次空氣所引起的經(jīng)過吸附件的排氣的流量的增大。因此，當(dāng)其中的碳?xì)浠衔?的濃度高的排氣經(jīng)過吸附件時，以高的吸附率將碳?xì)浠衔镂皆谖郊?。因此，可以?靠地使釋放到大氣中的碳?xì)浠衔锏牧孔钚』?。根?jù)本發(fā)明的上述方面，在啟動內(nèi)燃發(fā)動 機(jī)之后開始供給二次空氣的時間是基于從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧炕蛘吲c從內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧肯嚓P(guān)的值來控制的。因而，在引入吸附件中的排氣中的碳 氫化合物濃度變?yōu)橄鄬^低的值之后，在沒有延遲的情況下開始二次空氣的供給并促進(jìn)第 一催化劑的預(yù)熱。因此，可以在碳?xì)浠衔锏奈狡陂g可靠地將第一催化劑的溫度上升至 等于或高于活化溫度的值。相應(yīng)地，可以在碳?xì)浠衔锏奈浇Y(jié)束之后通過使用第一催化 劑可靠地去除碳?xì)浠衔?。因而，可以防止碳?xì)浠衔镝尫诺酱髿庵小?在以上所述的發(fā)明方面中，當(dāng)自內(nèi)燃發(fā)動機(jī)啟動時直至燃燒空燃比超過接近化學(xué) 計量空燃比的預(yù)定值時的期間從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣結(jié)束通過吸附件時，供給開始時間 控制單元可以開始供給二次空氣。 在上述構(gòu)造中，二次空氣的供給是在從啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)時直至燃燒空燃比超過接 近化學(xué)計量空燃比的預(yù)定值時為止的時長期間從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣結(jié)束通過吸附件 時開始的。在此時長期間從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣中的碳?xì)浠衔锏臐舛雀摺Ｒ虼?，如?禁止二次空氣的供給直至碳?xì)浠衔锏臐舛雀叩呐艢饨Y(jié)束通過吸附件為止，則可以將以高 濃度存在于排氣中的碳?xì)浠衔锟煽康匚皆谖郊稀?在以上所述的發(fā)明方面中，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)啟動期間的碳?xì)浠衔锱懦鎏匦栽趩觾?nèi) 燃發(fā)動機(jī)之后不久達(dá)到峰值，而且，當(dāng)在或大約在從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出具有峰值碳?xì)浠衔锱懦鎏匦缘奶細(xì)浠衔飼r從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣結(jié)束通過吸附件時，供給開始時間控制 單元可以開始供給二次空氣。 在上述構(gòu)造中，二次空氣的供給是在當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出具有峰值碳?xì)?化合物排出特性的碳?xì)浠衔飼r從該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣結(jié)束通過吸附件時開始的。禁 止二次空氣的供給直至碳?xì)浠衔锏臐舛雀叩呐艢饨Y(jié)束通過吸附件為止。因此，可以將以 高濃度存在于排氣中的碳?xì)浠衔锟煽康匚皆谖郊稀?在本發(fā)明的上述方面中，與從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧肯嚓P(guān)的值可 以是噴射到所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的燃料的量。 在上述構(gòu)造中，開始二次空氣的供給的時間是基于噴射到內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的燃料的 量來控制的。因此，可以將開始二次空氣的供給的時間準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)至最適當(dāng)?shù)臅r間。
在本發(fā)明的上述方面中，與從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧肯嚓P(guān)的值可 以是基于噴射至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的燃料的量和進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的空氣的量估算出的估算 空燃比。 在上述構(gòu)造中，開始二次空氣的供給的時間是基于估算空燃比來控制的，所述估 算空燃比是基于噴射到所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的所述燃料的量以及進(jìn)入所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的空 氣的量來估算的。因此，可以將開始二次空氣的供給的時間準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)至最適當(dāng)?shù)臅r間。
在本發(fā)明的上述方面中，碳?xì)浠衔锏牧靠梢允峭ㄟ^累加在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)之后 從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧克@得的值。 在上述構(gòu)造中，開始二次空氣的供給的時間是基于通過對在啟動所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī) 之后從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧窟M(jìn)行累加所獲得的值來控制的。因此，可以 將開始二次空氣的供給的時間準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)至最適當(dāng)?shù)臅r間。 根據(jù)本發(fā)明的上述方面的所述排氣控制設(shè)備可以包括基于所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的代 表性溫度來估算碳?xì)浠衔锏牧康奶細(xì)浠衔锪抗浪銌卧?在上述構(gòu)造中，碳?xì)浠衔锏牧渴腔谒鰞?nèi)燃發(fā)動機(jī)的代表性溫度來估算的。 因此，可以簡單的結(jié)構(gòu)來準(zhǔn)確控制開始二次空氣的供給的時間。 根據(jù)本發(fā)明的上述方面的所述排氣控制設(shè)備可以包括選擇閥，其在將從所述內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)排出的排氣引入所述吸附件中的狀態(tài)與不將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣引入 所述吸附件中的狀態(tài)之間切換排氣引入狀態(tài)；選擇閥故障判定單元，其判定所述選擇閥是 否故障；以及供給開始單元，如果判定由于所述選擇閥的故障而未將排氣引入所述吸附件 中，則所述供給開始單元立即開始所述二次空氣的供給。 在上述構(gòu)造中，如果在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)時由于選擇閥的故障而未將碳?xì)浠衔镂?br> 附在吸附件上，則立即開始二次空氣的供給。由此，可以盡可能快速地加熱第一催化劑。因
而，可以使如果未將碳?xì)浠衔镂皆谖郊隙赡馨l(fā)生的排放的惡化最小化。 根據(jù)本發(fā)明的上述方面的所述排氣控制設(shè)備可以包括選擇閥，其在將從所述內(nèi)
燃發(fā)動機(jī)排出的排氣引入所述吸附件中的狀態(tài)與不將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣引入
所述吸附件中的狀態(tài)之間切換排氣引入狀態(tài)；吸附結(jié)束時間控制單元，當(dāng)啟動所述內(nèi)燃發(fā)
動機(jī)之后預(yù)定的碳?xì)浠衔镂浇Y(jié)束條件滿足時，所述吸附結(jié)束時間控制單元通過操作所
述選擇閥以將所述排氣引入狀態(tài)切換至不將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣引入所述吸附
件中的狀態(tài)來結(jié)束碳?xì)浠衔锏奈?；以及二次空氣供給裝置故障判定單元，其判定所述
6二次空氣供給裝置是否故障。所述吸附結(jié)束時間控制單元可包括吸附結(jié)束時間延遲單元， 如果確定所述二次空氣供給裝置故障，則所述吸附結(jié)束時間延遲單元相對于常規(guī)的碳?xì)浠?合物吸附結(jié)束時間延遲所述碳?xì)浠衔锏奈浇Y(jié)束時間。 在上述構(gòu)造中，如果在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)時二次空氣供給裝置故障，則碳?xì)浠衔?吸附時長延長。因此，可以盡最大可能利用吸附件的性能以將大量的碳?xì)浠衔镂皆谖?附件上。因此，可以使由于二次空氣供給裝置的故障所引起的排放的惡化最小化。
根據(jù)本發(fā)明的上述方面的所述排氣控制設(shè)備可以包括檢測供給到所述內(nèi)燃發(fā)動 機(jī)的燃料特性的燃料特性檢測單元。所述供給開始時間控制單元可以包括基于由所述燃料 特性檢測單元所獲得的檢測結(jié)果來校正二次空氣的供給開始的時間的開始時間校正單元。
在上述構(gòu)造中，檢測供給至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料的特性，并基于檢測結(jié)果校正二次 空氣的供給開始的時間。因此，即使供給至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的燃料的特性改變，也可以基于燃料 的特性將二次空氣的供給開始的時間調(diào)節(jié)至最適當(dāng)?shù)臅r間。 根據(jù)本發(fā)明上述方面的所述排氣控制設(shè)備可以包括第二催化劑，所述第二催化劑 設(shè)置在所述吸附件的下游或者與所述吸附件一體形成。


本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)、以及技術(shù)和工業(yè)意義將參考附圖在本發(fā)明的示例實(shí)施方式 的以下詳細(xì)說明中進(jìn)行說明，在附圖中，相同或相應(yīng)的部分將由相同參考標(biāo)號來表示，且其 中 圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明第一示例實(shí)施方式的系統(tǒng)的構(gòu)造的視圖； 圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明第一示例實(shí)施方式的HC吸附控制和二次空氣供給控
制的時序圖； 圖3是示出在本發(fā)明第一示例實(shí)施方式中執(zhí)行的例程的流程圖； 圖4是示出在本發(fā)明第一示例實(shí)施方式中執(zhí)行的例程的流程圖； 圖5是示出自從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)啟動時始，每單位時間HC排出量的時間變化的映射
圖； 圖6是用于計算基準(zhǔn)值13的映射圖； 圖7是示出在本發(fā)明第一示例實(shí)施方式中執(zhí)行的例程的流程圖； 圖8是示出在本發(fā)明第二示例實(shí)施方式中執(zhí)行的例程的流程圖； 圖9是示出在本發(fā)明第二示例實(shí)施方式中執(zhí)行的例程的流程圖； 圖10是用于說明在本發(fā)明第三實(shí)施方式中控制開始二次空氣的供給的時間的方
式的曲線圖；以及 圖11是在本發(fā)明第三示例實(shí)施方式中執(zhí)行的例程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。注意，圖中的相同元件由相同的參考標(biāo) 號表示且其描述將只提供一次。 圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的系統(tǒng)的構(gòu)造的視圖。如圖1所示，根據(jù)本 發(fā)明第一實(shí)施方式的系統(tǒng)包括四沖程火花點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10安裝在車輛(汽車)中。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10是直列四缸內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。但是，
氣缸的數(shù)目和設(shè)置這些氣缸的方式并不局限于本發(fā)明第一實(shí)施方式中的這一種。 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO的每個氣缸30都設(shè)置有活塞、燃燒室、進(jìn)氣門、排氣門、火花塞等
(所有這些元件在圖1中都未示出)以及燃料噴射器12。進(jìn)氣系統(tǒng)40、排氣系統(tǒng)50以及二
次空氣供給裝置60連接至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10。 進(jìn)氣系統(tǒng)40包括進(jìn)氣通道41和進(jìn)氣歧管26，通過所述進(jìn)氣歧管26將進(jìn)氣從進(jìn)氣 通道41供給至氣缸30。節(jié)氣門42設(shè)置在進(jìn)氣通道41中?？諝鉃V清器43設(shè)置在進(jìn)氣通道 41的入口處。檢測進(jìn)氣量的空氣流量計44設(shè)置在空氣濾清器43與節(jié)氣門42之間。
排氣系統(tǒng)50包括排氣通道54，從氣缸30排出的排氣流經(jīng)所述排氣通道54。第一 催化劑51設(shè)置在排氣通道54的中部。第一催化劑51用作為同時從排氣去除HC(碳?xì)浠?合物)、CO(—氧化碳)以及NOx(氮氧化物)的三元催化劑。 在排氣系統(tǒng)50中，HC吸附件52設(shè)置在第一催化劑51的下游。HC吸附件52包括 例如沸石且具有暫時吸附HC的作用。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的HC吸附件52具有圓筒 形的形狀。來自排氣通道54的排氣可以通過通道53流入HC吸附件52中。
旁通通道55形成于HC吸附件52的內(nèi)側(cè)。在旁通通道55的入口處，設(shè)置打開和 關(guān)閉該入口的吸附選擇閥56。吸附選擇閥56是這樣的閥其選擇排氣所流經(jīng)的通道使得排 氣流入HC吸附件52和旁通通道55中的一個中。即，當(dāng)吸附選擇閥56關(guān)閉旁通通道55的 入口時，排氣經(jīng)過通道53流入HC吸附件52中。另一方面，如果吸附選擇閥56是打開的， 則排氣流入流動阻力小的旁通通道55中而不流入HC吸附件52中。 吸附選擇閥56由膜片機(jī)構(gòu)14打開和關(guān)閉。膜片機(jī)構(gòu)14由從負(fù)壓供給通道16供 給的負(fù)壓驅(qū)動。負(fù)壓供給通道16自進(jìn)氣通道41中的節(jié)氣門42的下游位置延伸。三通電 磁閥18設(shè)置在負(fù)壓供給通道16的中部。三通電磁閥18具有通向大氣的開口。三通電磁 閥18從負(fù)壓和大氣壓力中選擇供給至膜片機(jī)構(gòu)14的壓力，并將所選擇的壓力供給至膜片 機(jī)構(gòu)14。當(dāng)以大氣壓力供給時，膜片機(jī)構(gòu)14工作以打開吸附選擇閥56。另一方面，當(dāng)以負(fù) 壓供給時，膜片機(jī)構(gòu)14工作以關(guān)閉吸附選擇閥56。 第二催化劑57設(shè)置在HC吸附件52和旁通通道55的下游。第二催化劑57用作 為同時去除排氣中的HC、CO以及NOx的三元催化劑。 二次空氣供給裝置60構(gòu)造成用于將從外部吸入的空氣供給至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的氣 缸30的排氣口作為二次空氣。在二次空氣供給通道61中，空氣泵68、空氣開關(guān)閥62、以及 作為一種單向閥的導(dǎo)向閥63從上游依這種順序設(shè)置。壓力傳感器64設(shè)置在空氣泵68與 空氣開關(guān)閥62之間。自進(jìn)氣通道41中的節(jié)氣門42的下游位置延伸的負(fù)壓供給通道65連 接至空氣開關(guān)閥62。電磁閥66設(shè)置在負(fù)壓供給通道65中。二次空氣供給通道61的下游 側(cè)部分通過多個分配管67連接至氣缸30的排氣口 。 空氣泵68由電動機(jī)驅(qū)動?？諝獗?8包括基于外部提供的指令旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)，以及 由該馬達(dá)轉(zhuǎn)動以對進(jìn)氣加壓的泵?？諝鉃V清器69設(shè)置在空氣泵68的空氣入口處。當(dāng)電磁 閥66打開時，進(jìn)氣通道41中的負(fù)壓被引入到空氣開關(guān)閥62中，且空氣開關(guān)閥62打開。隨 后，在壓力下從空氣泵68輸送的空氣流經(jīng)二次空氣供給通道61 ，并經(jīng)過分配管67流入氣缸 30的排氣口中。 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10設(shè)有曲柄位置傳感器47和檢測用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的冷卻劑的溫度的冷卻劑溫度傳感器46，所述曲柄位置傳感器47包括安裝至曲軸端部的正時轉(zhuǎn)子和電 磁式傳感器。 根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的系統(tǒng)進(jìn)一步包括電子控制單元(ECU) 20。上述各種傳 感器和致動器電連接至該ECU 20。 圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的HC吸附控制和二次空氣供給控制的 時序圖。在圖2中，時間軸(橫坐標(biāo)軸)的原點(diǎn)表示啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的時間點(diǎn)。圖2中 的HC吸附為"開"的狀態(tài)表示這樣的狀態(tài)關(guān)閉吸附選擇閥56，即，將排氣引入HC吸附件 52中。圖2中的HC吸附為"關(guān)"的狀態(tài)表示這樣的狀態(tài)打開吸附選擇閥56，即，將排氣引 入旁通通道55中。圖2中的二次空氣為"開"的狀態(tài)表示由二次空氣供給裝置60供給二 次空氣的狀態(tài)。圖2中的二次空氣為"關(guān)"的狀態(tài)表示二次空氣供給裝置60不供給二次空 氣的狀態(tài)。 當(dāng)啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10時而且在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后短暫的時長內(nèi)，因?yàn)閮?nèi)燃 發(fā)動機(jī)10的溫度和進(jìn)氣的溫度低，所以燃料汽化的可能性較小。因此，執(zhí)行用于增大從燃 料噴射器12噴射的燃料的量以使空燃比濃于化學(xué)計量空燃比的控制。隨著空燃比變得較 濃，從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中的HC的濃度增大。在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10之后的短暫時 長內(nèi)，第一催化劑51的溫度低且未達(dá)到活化溫度。因此，不可能利用第一催化劑51來充分 地凈化從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的碳?xì)浠衔餄舛雀叩呐艢狻?因此，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，當(dāng)啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10時而且在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟 動之后短暫的時長內(nèi)，排氣被引入HC吸附件52中而且HC吸附在HC吸附件52上，如圖2 所示。因而，可使釋放到大氣中的HC的量最小化。 如果將排氣連續(xù)地引入HC吸附件52中，則HC吸附件52的溫度因排氣的熱量而 上升。如果HC吸附件52的溫度變高，則HC吸附件52具有使已吸附在HC吸附件52上的 HC脫附的特性。因此，為了防止已吸附在HC吸附件52上的HC被脫附并釋放到大氣中，需 要在HC吸附件52的溫度超過HC的脫附開始的溫度(以下稱為"脫附溫度")之前打開吸 附選擇閾56以結(jié)束HC的吸附。 在圖2示出的示例中，吸附選擇閥56在^時刻打開以結(jié)束HC的吸附。此時，HC 吸附件52的溫度低于脫附溫度(在本發(fā)明第一實(shí)施方式中為IO(TC )。如果吸附選擇閥56 是打開的，則因?yàn)榕艢饬魅肱酝ㄍǖ?5，所以HC吸附件52的溫度停止上升。因此，HC吸附 件52的溫度維持成低于脫附溫度以便防止HC的脫附。 當(dāng)將排氣引入HC吸附件52中時，第一催化劑51的溫度也因例如排氣的熱量而上 升。因?yàn)榈谝淮呋瘎?1設(shè)置在靠近內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的位置(排氣系統(tǒng)50的上游)，所以第 一催化劑51的溫度的上升速率高于HC吸附件52的溫度的上升速率。為了防止將HC釋放 到大氣中，需要將第一催化劑51預(yù)備用于去除HC，即，需要在結(jié)束HC在HC吸附件52上的 吸附之前將第一催化劑51的溫度上升至等于或高于活化溫度(35(TC)的值。S卩，為了防止 將HC釋放到大氣中，需要在HC吸附件52的溫度達(dá)到脫附溫度之前將第一催化劑51的溫 度可靠地上升至等于或高于活化溫度的值。 在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO啟動之后的短暫時長內(nèi)，燃料噴射量增加而且在燃燒室中燃燒 的空氣-燃料混合氣的空燃比(以下稱為"燃燒空燃比")濃于化學(xué)計量空燃比。因此，大 量HC包含在從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中，而排氣中的氧的量不足。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，二次空氣供給裝置60在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO啟動之后將二次空氣供給至排氣口中。以
此方式，在排氣口中發(fā)生從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的排氣中的HC的后燃。因?yàn)榱魅氲谝淮呋瘎?1
中的排氣的溫度因HC的后燃而上升，所以促進(jìn)了第一催化劑51的溫度的上升。 如果排氣口的溫度過低，則即使供給二次空氣，發(fā)生HC的后燃的可能性也較小。
因此，二次空氣的供給有助于升高排氣的溫度的可能性較小。除了這種情況之外，基本上，
因?yàn)榈谝淮呋瘎?1的溫度上升更快，所以應(yīng)當(dāng)在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后盡快開始二次空
氣的供給。 但是，如果在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的同時開始二次空氣的供給，則可能發(fā)生以下不 便。隨著HC吸附件52的吸附力增大，HC的吸附率增大。但是，因?yàn)樵谲囕v中用于HC吸附 件52的空間是有限的，所以HC吸附件52的吸附力是有限的。如果HC吸附件52的吸附力 是固定的，則隨著經(jīng)過HC吸附件52的排氣的流量增大，HC的吸附率減小。因此，如果經(jīng)過 HC吸附件52的排氣的流量由于二次空氣的供給而增大，則HC的吸附率減小且經(jīng)過HC吸附 件52的HC的量與HC的總量的比率增大。 圖2中最下面的曲線圖示出了從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO排出的排氣中HC的濃度的時間變 化。如該曲線圖所示，從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中HC的濃度(即，從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排 出的HC的量)在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后不久顯著增加并達(dá)到其峰值。這是因?yàn)橐韵略?而發(fā)生。當(dāng)在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO啟動之后所經(jīng)歷的時間較短時，因?yàn)閮?nèi)燃發(fā)動機(jī)10的燃燒室 和進(jìn)氣口的溫度較低，所以從燃料噴射器12噴射的燃料汽化的可能性較小。因此，當(dāng)在內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)10啟動之后所經(jīng)歷的時間較短時，大量增加燃料噴射量。不能汽化的燃料以液態(tài) 形式附著至進(jìn)氣口和燃燒室的壁面。已附著至壁面的燃料稍后汽化。在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟 動之后不久，因?yàn)閺娜剂蠂娚淦?2噴射的燃料量增加而且已附著至壁面的燃料大量汽化 并流入氣缸內(nèi)，所以燃燒空燃比變?yōu)轱@著濃于化學(xué)計量空燃比。因此，在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟 動之后不久，從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的HC的量顯著增加并達(dá)到其峰值。隨后，當(dāng)在內(nèi)燃發(fā)動 機(jī)10啟動時已增加并使用的燃料噴射量減小時，燃燒空燃比接近化學(xué)計量空燃比，而且附 著至壁面的燃料的量減少，從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的HC的量減小至相對較少的量并維持于 該相對較少的量。 如上所述，在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后不久，從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的HC的量顯著 增加并達(dá)到其峰值。為了使釋放到大氣中的HC的量最小化，需要可靠地將當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中HC吸附在HC吸附件52上。 但是，如上所述，如果經(jīng)過HC吸附件52的排氣的量由于二次空氣的供給而增加，則吸附率 減小而且經(jīng)過HC吸附件52而未被吸附在HC吸附件52上的HC的量增加。因此，為了以高 的吸附率將當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO排出的排氣 中的大量HC吸附在HC吸附件52上，二次空氣的供給不應(yīng)當(dāng)開始而且經(jīng)過HC吸附件52的 排氣的量不應(yīng)當(dāng)增加直至當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO排出HC的峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10 排出的排氣結(jié)束通過HC吸附件52為止。 因此，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，開始二次空氣的供給的時間是基于從內(nèi)燃發(fā)動 機(jī)10排出的HC的量來控制的。S卩，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，如圖2所示，在當(dāng)或大約當(dāng)從 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣結(jié)束通過HC吸附件52時 (圖2中的^時刻)開始二次空氣的供給。因此，當(dāng)緊隨內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的且包含大量HC的排氣流入HC吸附件52中時，將經(jīng)過HC吸附件52的排氣 的流量保持成低的流量以便將HC的吸附率保持成高的吸附率。相應(yīng)地，將緊隨內(nèi)燃發(fā)動機(jī) 10啟動之后從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的大量的HC可靠地吸附在HC吸附件52上。因而，可以 使釋放到大氣中的HC的量最小化。 根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，在當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量時從 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣結(jié)束通過HC吸附件52之后，在不延遲的情況下開始二次空氣的 供給。因而，可以促進(jìn)第一催化劑51的溫度的上升。相應(yīng)地，第一催化劑51的溫度在HC 吸附件52的溫度達(dá)到脫附溫度(圖2中的t2時刻)之前上升至等于或高于活化溫度的溫 度。相應(yīng)地，在t2時刻結(jié)束將HC吸附在HC吸附件52上的吸附之后，HC由第一催化劑51 充分去除。因此，即使在將HC吸附在HC吸附件52上的吸附結(jié)束之后，也可以可靠地防止 將HC釋放到大氣中。 如上所述，在越過緊隨內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后達(dá)到的峰值之后，從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10 排出的HC的量減少至相對較少的量并維持于該相對較少的量(見圖2中的最下面的曲線 圖)。因此，在從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的HC的量越過其峰值之后，即使HC吸附率由于二次 空氣的供給而降低，經(jīng)過HC吸附件52而未被吸附在HC吸附件52上的HC的絕對量小。因 此，在從圖2中的^時刻到t2時刻的時長期間，可以使釋放到大氣中的HC的量最小化。
不同于本發(fā)明第一實(shí)施方式，如果二次空氣的供給開始的時間不是基于從內(nèi)燃發(fā) 動機(jī)10排出的HC的量來控制，則二次空氣的供給開始的時間可能晚于最適當(dāng)?shù)臅r間。在 這種情況下，可能發(fā)生以下不便。如圖2中虛線所示，當(dāng)延遲開始二次空氣的供給時，第一 催化劑51的溫度上升延遲。因此，當(dāng)HC的吸附在t2時刻結(jié)束時，第一催化劑51的溫度尚 未達(dá)到活化溫度。相應(yīng)地，HC被釋放到大氣中。如果HC連續(xù)地吸附在HC吸附件52上直 至第一催化劑51的溫度達(dá)到活化溫度的t3時刻為止，則HC吸附件52的溫度超過脫附溫 度并開始HC的脫附。因此，在這種情況下同樣會將HC釋放到大氣中。
圖3和圖4示出了為了執(zhí)行上述控制而由本發(fā)明第一實(shí)施方式中的ECU 20執(zhí)行 的例程的流程圖。以預(yù)定的時間間隔周期性地執(zhí)行這些例程。 圖3示出了 HC吸附控制的例程。在該例程中，首先，判定車輛的點(diǎn)火開關(guān)是否接 通(步驟(以下稱為"S")100)。如果判定點(diǎn)火開關(guān)未接通，即，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO尚未啟動， 則打開吸附選擇閥56(S106)。即，排氣不流入HC吸附件52中。 另一方面，如果在S100中判定點(diǎn)火開關(guān)是接通的，則判定由冷卻劑溫度傳感器46 檢測到的用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的冷卻劑的溫度ethw(以下稱為"冷卻劑溫度ethw")是否低 于基準(zhǔn)值a (S102)。如果冷卻劑溫度ethw等于或高于基準(zhǔn)值a ，則確定內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO已 預(yù)熱。在這種情況下，確定第一催化劑51的溫度或第二催化劑57的溫度等于或高于活化 溫度。相應(yīng)地，因?yàn)镠C由第一催化劑51或第二催化劑57去除，所以不需要將排氣引入HC 吸附件52中。因此，在這種情況下，打開吸附選擇閥56使得排氣不被引入HC吸附件52中 (S106)。 另一方面，如果在S102中判定冷卻劑溫度ethw低于基準(zhǔn)值a ，則確定因?yàn)榈谝淮?化劑51的溫度和第二催化劑57的溫度低，所以需要將HC吸附在HC吸附件52上。在這種 情況下，判定累計進(jìn)氣量是否小于基準(zhǔn)值A(chǔ)(S104)。累計進(jìn)氣量是通過對在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10 啟動之后由空氣流量計44檢測到的進(jìn)氣量進(jìn)行累加所獲得的值?；鶞?zhǔn)值A(chǔ)是預(yù)先設(shè)定的
11并用于確定HC的吸附應(yīng)當(dāng)結(jié)束的時間。如果在S104中判定累計進(jìn)氣量尚未達(dá)到基準(zhǔn)值A(chǔ)， 則關(guān)閉吸附選擇閥56(S108)。即，將排氣引入HC吸附件52中使得HC可靠地吸附在HC吸 附件52上。 如上所述，如果將排氣連續(xù)地引入HC吸附件52中，則HC吸附件52的溫度上升。 隨后，如果HC吸附件52的溫度超過脫附溫度，則從HC吸附件52脫附HC的脫附開始。因 此，HC的吸附應(yīng)當(dāng)在HC吸附件52的溫度達(dá)到脫附溫度之前結(jié)束。HC吸附件52的溫度與 引入HC吸附件52的累計排氣量相關(guān)。該累計排氣量與累計進(jìn)氣量相關(guān)。將基準(zhǔn)值A(chǔ)預(yù)先 設(shè)定為這樣的值用于判定HC吸附件52的溫度是否上升至接近于脫附溫度的值。因此，如 果在S104中判定累計進(jìn)氣量已達(dá)到基準(zhǔn)值A(chǔ)，則確定HC吸附件52的溫度上升至接近于脫 附溫度的值。因此，打開吸附選擇閥56以結(jié)束HC的吸附。 圖4示出了二次空氣供給控制的例程。在該例程中，首先，判定內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10是 否已啟動(S120)。更具體地，如果基于來自曲柄位置傳感器47的信號計算出的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 超過400rpm(轉(zhuǎn)/分)，則確定內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的啟動已完成，S卩，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10已經(jīng)啟動。 如果在S120中判定內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10尚未啟動，則不供給二次空氣(S126)。
另一方面，如果在S120中判定內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10已經(jīng)啟動，則判定通過對從內(nèi)燃發(fā)動 機(jī)10排出的HC的量進(jìn)行累加所獲得的累計的HC排出量是否已超過基準(zhǔn)值13 (S122)。累 計的HC排出量是通過對內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后每單位時間從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的HC的 量進(jìn)行累加所獲得的值。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，累計的HC排出量計算如下。圖5是示 出在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后每單位時間的HC排出量的時間變化的映射圖。如上所述，HC 排出量緊隨內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后達(dá)到其峰值。如圖5所示，HC排出量隨著內(nèi)燃發(fā)動機(jī) 10的溫度(在本發(fā)明第一實(shí)施方式中，使用冷卻劑溫度作為內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的代表性溫度) 降低而增加。這是因?yàn)殡S著內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的溫度降低，燃料汽化的可能性較小。因此，燃料 噴射量增加與不能汽化的燃料量相對應(yīng)的量。在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后的短暫時長內(nèi)，內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)10通常以預(yù)定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和預(yù)定的負(fù)荷系數(shù)(進(jìn)氣量)空轉(zhuǎn)。因此，將HC排 出量表示在這樣的映射圖中該映射圖表示在多個冷卻劑溫度中的每個溫度處所獲得的、 與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO啟動之后所經(jīng)歷的時間之間的關(guān)系。S卩，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，每單 位時間的HC排出量是根據(jù)圖5中示出的映射圖基于冷卻劑溫度和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后 所經(jīng)歷的時間來計算的。ECU 20繼而通過對根據(jù)圖5中示出的映射圖計算出的每單位時間 的HC排出量進(jìn)行累加來計算累計的HC排出量。 圖6是用于計算基準(zhǔn)值13的映射圖。如圖6所示，基準(zhǔn)值13隨著冷卻劑溫度降 低而增大。例如，當(dāng)冷卻劑溫度為4(TC時，基準(zhǔn)值13計算為與圖5中的陰影部分的面積相 對應(yīng)的值?；鶞?zhǔn)值P包括與為使排氣結(jié)束通過HC吸附件52所需延遲時長相對應(yīng)的值。如 果使用由此計算出的基準(zhǔn)值P ，則可以準(zhǔn)確判定當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰 值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣是否已結(jié)束通過HC吸附件52。 相應(yīng)地，如果在S122中判定累計的HC排出量尚未超過基準(zhǔn)值13 ，則確定當(dāng)或大約 當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO排出的排氣尚未結(jié)束通過HC吸附 件52。在這種情況下，因?yàn)榘琀C的峰值量的排氣被引入HC吸附件52中，所以應(yīng)當(dāng)獲得 高的HC吸附率。因此，確定不應(yīng)當(dāng)開始二次空氣的供給。在這種情況下，不供給二次空氣 (S126)。
另一方面，如果在S122中判定累計的HC排出量已經(jīng)超過基準(zhǔn)值13 ，則確定當(dāng)或大 約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO排出的排氣已經(jīng)結(jié)束通過HC吸 附件52。 S卩，確定流入HC吸附件52中的排氣中的HC的濃度降低至相對較低的值。因此， 確定可以供給二次空氣。在這種情況下，判定累計進(jìn)氣量是否小于基準(zhǔn)值B(S124)?；鶞?zhǔn) 值B是預(yù)先設(shè)定并用于確定二次空氣的供給應(yīng)當(dāng)結(jié)束的時間的值。如果在S124中判定累 計進(jìn)氣量尚未達(dá)到基準(zhǔn)值B，則通過二次空氣供給裝置60將二次空氣供給至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10 的氣缸30的排氣口 (S128)。因?yàn)榕艢庵械腍C通過二次空氣中的氧得以燃燒，所以排氣的 溫度上升而且第一催化劑51迅速變暖。 基準(zhǔn)值B是預(yù)先設(shè)定并用于判定第一催化劑51是否充分預(yù)熱的值。因此，如果在 S124中判定累計進(jìn)氣量已經(jīng)達(dá)到基準(zhǔn)值B，則判定第一催化劑51已充分預(yù)熱。因此，在這 種情況下，結(jié)束二次空氣的供給(S126)。 通過根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的控制，禁止二次空氣的供給直至當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣，即，其中的HC的濃度高的排 氣結(jié)束通過HC吸附件52為止。因此，直至當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量 時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣結(jié)束通過HC吸附件52為止，將經(jīng)過HC吸附件52的排氣的 流量保持成低流量，并獲得高的HC吸附率。因此，可以通過使用HC吸附件52來充分凈化 HC的濃度高的排氣。因而，可以可靠地使釋放到大氣中的HC的量最小化。
通過根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的控制，在當(dāng)或大約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的 峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣結(jié)束通過HC吸附件52之后，在不延遲的情況下開始 二次空氣的供給以促進(jìn)第一催化劑51的預(yù)熱。因此，第一催化劑51的溫度在結(jié)束HC的吸 附之前(在HC吸附件52的溫度超過脫附溫度之前)可靠地上升至等于或高于活化溫度的 值。因此，當(dāng)用于去除HC的構(gòu)件從HC吸附件52改變?yōu)榈谝淮呋瘎?1時，可靠地抑制了將 HC釋放到大氣中。 在本發(fā)明第一實(shí)施方式中，開始二次空氣的供給的時間是基于S122中的累計的 HC排出量來控制的。但是，開始二次空氣的供給的時間可以基于每單位時間的HC排出量來 控制。即，可以在確定根據(jù)圖5中示出的映射圖計算出的每單位時間的HC排出量經(jīng)歷其峰 值并減小至預(yù)定的值之后，開始二次空氣的供給。 根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式，HC排出量是根據(jù)圖5中示出的映射圖來計算的。但是， 計算HC排出量的方法并不局限于此。例如，可以預(yù)先準(zhǔn)備用于基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷系數(shù) (進(jìn)氣量)以及冷卻劑溫度來確定HC排出量(HC濃度)的映射圖，并可以根據(jù)該映射圖來 計算HC排出量。 在本發(fā)明第一實(shí)施方式中，不特別限制從HC吸附件52脫附HC的方法和從排氣至 去除HC的方法。下面將對所述方法的示例進(jìn)行描述。在打開吸附選擇閥56以結(jié)束HC的吸 附之后，HC吸附件52的溫度的上升近乎停止。但是，HC吸附件52的溫度因流經(jīng)旁通通道 55的排氣的熱量而上升(盡管只是略微上升)。當(dāng)HC吸附件52的溫度超過脫附溫度時， HC逐步從HC吸附件52脫附。當(dāng)HC從HC吸附件52脫附時，第二催化劑57的溫度逐步上 升至等于或高于活化溫度的溫度。因此，從HC吸附件52脫附的HC由第二催化劑57去除， 并得以防止被釋放到大氣中。已吸附在HC吸附件52上的HC通過這種方式清除。S卩，下一 次當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動時，HC再次吸附在HC吸附件52上。
如上所述，當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動時，燃料噴射量增加與不能汽化的燃料的量相對 應(yīng)的量，使得燃料在燃燒室中得以可靠燃燒。在本發(fā)明第一實(shí)施方式中，獨(dú)立于這種燃料噴 射量的增加，可以獲得燃料量的另外的增加。獲得這種燃料量的增加以便在供給二次空氣 時供給由二次空氣燃燒的HC。以此方式，大量的HC由二次空氣通過后燃來燃燒。相應(yīng)地， 可以進(jìn)一步升高流入第一催化劑51的排氣的溫度以進(jìn)一步促進(jìn)第一催化劑51的預(yù)熱。以 下，將用于增加燃料量以供給由二次空氣燃燒的HC的控制稱作為"催化劑預(yù)熱用燃料量增 加控制"。 引入到排氣口中的二次空氣的量是基于對從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣所施加的 背壓以及空氣泵68的性能來確定的。因此，當(dāng)打開吸附選擇閥56以結(jié)束HC在HC吸附件 52上的吸附時，引入到排氣口中的二次空氣的量增加。這是因?yàn)楫?dāng)排氣流經(jīng)旁通通道55時 的流動阻力低于當(dāng)排氣流經(jīng)HC吸附件52時的流動阻力，且因此，在結(jié)束HC的吸附之后，對 從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣所施加的背壓降低。如果引入到排氣口中的二次空氣的量增 加，則通過后燃燃燒的HC的量會增加與二次空氣的增加量相對應(yīng)的量。因此，在本發(fā)明第 一實(shí)施方式中，通過催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制所獲得的燃料的增加量在結(jié)束HC的吸 附之后比在發(fā)生HC的吸附時大。 圖7示出了為執(zhí)行上述催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制而由本發(fā)明第一實(shí)施方式 中的ECU 20執(zhí)行的例程的流程圖。在圖7中示出的例程中，判定是否供給了二次空氣 (S130)。如果判定未供給二次空氣，則因?yàn)槲磮?zhí)行催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制，所以該例 程結(jié)束。另一方面，如果判定為供給了二次空氣，則基于冷卻劑溫度等來計算應(yīng)當(dāng)通過催化 劑預(yù)熱用燃料量增加控制獲得的燃料增加的量(S132)。 在完成S132之后，判定吸附選擇閥56是否是關(guān)閉的，即，是否正在發(fā)生HC的吸附 (S134)。如果在S134中判定吸附選擇閥56是關(guān)閉的，S卩，正在發(fā)生HC的吸附，則在未經(jīng)校 正的情況下設(shè)定在S132中計算出的燃料增加的量(S138)。由此，基于燃料增加的量來計算 燃料噴射量，并執(zhí)行催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制。 另一方面，如果在S134中判定吸附選擇閥56是打開的，即，HC的吸附已結(jié)束，則
增大在S132中計算出的燃料增加的量(S136)，并設(shè)定燃料增加的校正量(S138)。由此，基
于燃料增加的校正量來計算燃料噴射量，并執(zhí)行催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制。 在S136中，將應(yīng)當(dāng)通過催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制獲得的燃料增加的量校正
至這樣的值所述值大于當(dāng)正在發(fā)生HC的吸附時應(yīng)當(dāng)通過催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制
獲得的燃料增加的量。在這種情況下使用的校正量設(shè)定為與當(dāng)結(jié)束HC的吸附時所獲得的
二次空氣增加的量相對應(yīng)的值。 在圖7中的例程中，在結(jié)束HC的吸附之后，燃料噴射量增加的量隨著流入排氣口 中的二次空氣的量的增加而增加。因而，大量的HC通過后燃而得以燃燒。因此，可以更快 速地預(yù)熱第一催化劑51。 在本發(fā)明第一實(shí)施方式中，使用包括吸附選擇閥56的結(jié)構(gòu)。但是，可以使用不包 括吸附選擇閥56的結(jié)構(gòu)。HC吸附件52和第二催化劑57可以與彼此一體形成。S卩，代替包 括HC吸附件52和第二催化劑57的結(jié)構(gòu)，可以使用包括吸收還原催化劑的結(jié)構(gòu)，所述吸收 還原催化劑具有由吸附件形成的下層和由三元催化劑形成的上層。 本發(fā)明第一實(shí)施方式中的第一催化劑51、HC吸附件52、以及冷卻劑溫度可以分別用作為本發(fā)明中的"第一催化劑"、"吸附件"、以及"代表性溫度"。當(dāng)ECU 20執(zhí)行圖4中的 例程時，ECU 20可以用作為本發(fā)明中的"供給禁止單元"。當(dāng)ECU 20執(zhí)行圖4中的例程時， ECU 20可以用作為本發(fā)明中的"供給開始時間控制單元"。當(dāng)ECU 20根據(jù)圖5中示出的映 射圖計算HC排出量時，ECU 20可以用作為本發(fā)明中的"碳?xì)浠衔锪抗浪銌卧?。
將參考圖8和圖9來描述本發(fā)明的第二實(shí)施方式。將主要描述與本發(fā)明第一實(shí)施 方式中的特征不同的特征，而且將簡化或省略涉及與本發(fā)明第一實(shí)施方式中的特征相同的 特征的描述。在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的系統(tǒng)中，使用圖1中示出的硬件結(jié)構(gòu)，而且ECU 20執(zhí)行圖8和圖9中的例程。 如在本發(fā)明第一實(shí)施方式中所述，通過圖1中示出的系統(tǒng)，可以通過將HC在HC吸 附件52上的吸附與由二次空氣的供給所引起的催化劑預(yù)熱的促進(jìn)相結(jié)合，可靠地使在內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)10啟動之后釋放到大氣中的HC的量最小化。在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，如果吸附 HC的作用和供給二次空氣的作用中的一個由于故障而未得以執(zhí)行，則最大限度地利用另一 個作用。與此方式，使排放的惡化最小化。 更具體地，如果二次空氣供給裝置60故障，則HC吸附時長被延長。如果由于二次 空氣供給裝置60的故障而不能供給二次空氣，則結(jié)束第一催化劑51的預(yù)熱的時間被延遲。 因此，如果HC吸附在常規(guī)時間結(jié)束，則存在這樣的高可能性當(dāng)HC的吸附結(jié)束時，第一催化 劑51的預(yù)熱尚未完成，而且HC可能被釋放到大氣中。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式，在這種情 況下，延長HC吸附時長以最大限度利用HC吸附件52的性能，使得大量的HC吸附在HC吸 附件52上。 在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，如果確定由于吸附選擇閥56的故障而不能將HC吸附 在HC吸附件52上，則在不控制開始二次空氣的供給的時間的情況下立即開始二次空氣的 供給。另外，使應(yīng)當(dāng)通過催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制獲得的燃料的增加量大于通常情況。 通過執(zhí)行這些控制，第一催化劑51得以盡快預(yù)熱以盡快獲得第一催化劑51能夠去除HC的 狀態(tài)。 圖8和圖9示出了為了執(zhí)行上述控制而由本發(fā)明第二實(shí)施方式中的ECU 20執(zhí)行 的例程的流程圖。以預(yù)定的時間間隔周期性地執(zhí)行這些例程。在涉及圖8和圖9中的步驟 的描述中，與圖3和圖4中的步驟相同的步驟將由相同的步驟標(biāo)號來表示，并且將省略或簡 化這些步驟的描述。 圖8示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式中的HC吸附控制的例程。該例程除了在S102與 S104之間設(shè)置S140和S142之外與圖3中的例程相同。如果在圖8中的例程中的S100中 判定車輛的點(diǎn)火開關(guān)是接通的，并在S102中判定冷卻劑溫度ethw低于基準(zhǔn)值a ，則判定二 次空氣供給裝置60是否正確工作(S140) 。 ECU 20基于例如用于空氣泵68的驅(qū)動電流來 判定二次空氣供給裝置60是否正確工作。 如果在S104中判定二次空氣供給裝置60正確工作，則如同在本發(fā)明第一實(shí)施方 式中一樣執(zhí)行S104及隨后的步驟。即，連續(xù)地將HC吸附在HC吸附件52上直至累計進(jìn)氣 量達(dá)到基準(zhǔn)值A(chǔ)為止(S108)。當(dāng)累計進(jìn)氣量達(dá)到基準(zhǔn)值A(chǔ)時，打開吸附選擇閥56以結(jié)束 HC在HC吸附件52上的吸附(S106)。 另一方面，如果在S104中判定二次空氣供給裝置60故障，則基準(zhǔn)值A(chǔ)增加預(yù)定的 值C(S142)。隨后，利用校正后的基準(zhǔn)值A(chǔ)來執(zhí)行S104及隨后的步驟。在這種情況下，因?yàn)榛鶞?zhǔn)值A(chǔ)被校正為較大的值，所以延遲了結(jié)束HC的吸附的時間。SP，延長了HC吸附時長。
根據(jù)圖8示出的例程，如果第一催化劑51的預(yù)熱由于二次空氣供給裝置60的故 障而被延遲，則HC吸附時長延長。因而，可以最大限度利用HC吸附件52的性能使得大量 的HC吸附在HC吸附件52上。因此，即使二次空氣供給裝置60故障，也能使排放的惡化最 小化。 圖9示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式中的二次空氣供給控制的例程。該例程除了在 S120與S122之間設(shè)置S144和S146之外與圖4中示出的例程相同。如果在S120中判定內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)10已經(jīng)啟動，則判定HC的吸附是否正在正確地發(fā)生(S144) 。 S144可以如下方式 執(zhí)行。設(shè)置對吸附選擇閥56的操作進(jìn)行檢測的行程傳感器(未示出)。如果行程傳感器檢 測到吸附選擇閥56處于關(guān)閉的狀態(tài)，則判定HC的吸附正在正確地發(fā)生。另一方面，如果行 程傳感器檢測到吸附選擇閥56處于打開的狀態(tài)，則判定吸附選擇閥56故障而且不能發(fā)生 HC的吸附。 如果在S144中判定HC的吸附正在正確地發(fā)生，則如同在本發(fā)明第一實(shí)施方式中 一樣執(zhí)行S122及隨后的步驟。S卩，直至累計的HC排出量、即從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的HC的 累計量超過基準(zhǔn)值P為止，禁止二次空氣的供給(S126)。在累計的HC排出量超過基準(zhǔn)值 P之后，開始二次空氣的供給(S128)。 另一方面，如果在S144中判定HC的吸附由于故障而不能發(fā)生，則設(shè)定用于增加應(yīng) 當(dāng)通過催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制獲得的燃料的增加量的標(biāo)記(S146)。隨后，即使累計 的HC排出量尚未超過基準(zhǔn)值13 ，也立即開始二次空氣的供給(S128)。
在任一情況下，都如同在本發(fā)明第一實(shí)施方式中一樣，連續(xù)地供給二次空氣直至 累計的進(jìn)氣量達(dá)到基準(zhǔn)值B為止。 根據(jù)圖9中示出的例程，如果在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10時判定HC的吸附由于故障而 不能發(fā)生，則立即開始二次空氣的供給以促進(jìn)第一催化劑51的預(yù)熱。因此，第一催化劑51 得以盡快預(yù)熱。因而，使得由于不能發(fā)生HC的吸附的事實(shí)而引起的排放的惡化最小化。另 外，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式，如果不能發(fā)生HC的吸附，則增大應(yīng)當(dāng)通過催化劑預(yù)熱用燃 料量增加控制獲得的燃料的增加量以增大通過后燃得以燃燒的HC的量。因而，可以進(jìn)一步 升高排氣溫度并更迅速地預(yù)熱第一催化劑51。 本發(fā)明第二實(shí)施方式中的吸附選擇閥56可用作為本發(fā)明中的"選擇閥"。當(dāng)ECU 20執(zhí)行S144時，ECU 20可用作為本發(fā)明中的"選擇閥故障判定單元"。當(dāng)ECU 20執(zhí)行圖9 中示出的例程時，ECU 20可用作為本發(fā)明中的"供給開始單元"。當(dāng)ECU 20執(zhí)行S104時， ECU 20可用作為本發(fā)明中的"吸附結(jié)束時間控制單元"。當(dāng)ECU 20執(zhí)行S140時，ECU 20可 用作為本發(fā)明中的"二次空氣供給裝置故障判定單元"。當(dāng)ECU 20執(zhí)行圖8中示出的例程 時，ECU 20可用作為本發(fā)明中的"吸附結(jié)束時間延遲單元"。 接下來，將參考圖10和圖11描述本發(fā)明的第三實(shí)施方式。將主要描述與本發(fā)明 的上述實(shí)施方式中的特征不同的特征，而且將簡化或省略與本發(fā)明上述實(shí)施方式中的特征 相同的特征。 本發(fā)明第三實(shí)施方式中的硬件結(jié)構(gòu)與本發(fā)明第一實(shí)施方式中的硬件結(jié)構(gòu)基本相 同。但是本發(fā)明第三實(shí)施方式中的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10可以利用通過以既定的混合比混合汽油 和酒精(例如，乙醇)形成的混合燃料來工作。根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的系統(tǒng)包括檢測
16供給至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的燃料中的酒精濃度的燃料特性傳感器72。燃料特性傳感器72通過 檢測例如燃料的電容、折射率、以及吸收率來檢測由汽油和酒精形成的混合燃料中的酒精 濃度。燃料特性傳感器72設(shè)置在燃料箱或燃料供給通道中。 因?yàn)楸景l(fā)明第三實(shí)施方式中的HC吸附控制與本發(fā)明第一實(shí)施方式中的HC吸附控 制相同，所以以下將不提供涉及HC吸附控制的描述。以下將對根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的 二次空氣供給控制進(jìn)行描述。 圖10是用于說明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的對二次空氣的供給開始的時間進(jìn)行 控制的曲線圖。在圖10中，上部曲線示出了在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后估算空燃比A/F的 暫時變化，而下部曲線示出了燃料的總增加量R(以下稱為"總?cè)剂显黾恿縍")的暫時變 化。估算空燃比A/F是通過將由空氣流量計44檢測到的進(jìn)氣量除以燃料噴射量所獲得的 值。即，估算空燃比A/F是通過計算內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10中的燃燒空燃比獲得的?？?cè)剂显黾恿?R是應(yīng)當(dāng)通過各種控制獲得的燃料的增加量的總和。 如上所述，當(dāng)啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10時，增加燃料量以補(bǔ)償燃料汽化中的不足。當(dāng)啟 動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10時，作為燃料增加量的總和的總?cè)剂显黾恿縍呈現(xiàn)最大值，并逐漸減小。如 果總?cè)剂显黾恿縍減小，則燃料噴射量減小。因此，如圖IO所示，當(dāng)啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO時， 估算空燃比A/F顯著低于化學(xué)計量空燃比(顯著濃于化學(xué)計量空燃比)，隨后，估算空燃比 A/F增大并接近化學(xué)計量空燃比。 從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中的HC濃度與燃燒空燃比相關(guān)。因此，從內(nèi)燃發(fā)動 機(jī)10排出的排氣中的HC濃度與估算空燃比A/F準(zhǔn)確地相關(guān)。在較低的(較濃的)估算空 燃比A/F處，確定從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中的HC濃度是較高的。另一方面，如果估算 空燃比A/F超過預(yù)定的值(例如，當(dāng)燃料為汽油時為從大約13到大約14的值)，則確定從 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中的HC濃度相對較低。圖10中的基準(zhǔn)值D是設(shè)定用于判定從 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)IO排出的排氣中的HC濃度是否相對較低的值。S卩，如果估算空燃比A/F在內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)10啟動之后超過基準(zhǔn)值D，則判定從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中的HC濃度經(jīng)歷 在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后不久達(dá)到的HC濃度的峰值，并且減小至相對較低的值且保持于 該相對較低的值。因此，在本發(fā)明第三實(shí)施方式中，在比估算空燃比A/F達(dá)到基準(zhǔn)值D的時 間(圖10中的t。時刻)晚預(yù)定的延遲時長d的時間(圖10中的^時刻)處開始二次空 氣的供給。 延遲時長d是基于為了在工作氣體經(jīng)歷了進(jìn)氣行程、壓縮行程、膨脹行程以及排 氣行程之后將內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10中的工作氣體從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出所需的行程延遲時長，以 及從自內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出排氣時始直至排氣結(jié)束通過HC吸附件52為止的傳送延遲時長 來預(yù)先設(shè)定的值。當(dāng)在估算空燃比A/F達(dá)到基準(zhǔn)值D之后已經(jīng)歷了延遲時長d時，確定當(dāng) 或大約當(dāng)從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出HC的峰值量時從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣已結(jié)束通過HC 吸附件52。相應(yīng)地，如果在估算空燃比A/F達(dá)到基準(zhǔn)值D之后已經(jīng)歷了延遲時長d時開始 二次空氣的供給，則獲得與本發(fā)明第一實(shí)施方式中的效果一樣的效果。
在本發(fā)明第三實(shí)施方式中，基準(zhǔn)值D是基于由燃料特性傳感器72檢測到的酒精濃 度來校正的?；瘜W(xué)計量空燃比在汽油與酒精之間是不同的。因此，由汽油和酒精形成的混 合燃料的化學(xué)計量空燃比依據(jù)酒精濃度而改變。相應(yīng)地，基準(zhǔn)值D的適當(dāng)值依據(jù)燃料中的 酒精濃度而改變。根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式，基準(zhǔn)值D是基于由燃料特性傳感器72檢測到的酒精濃度來校正的。因而，可以在最適當(dāng)?shù)臅r間開始二次空氣的供給而不管供給至內(nèi)燃 發(fā)動機(jī)10的燃料中的酒精濃度。 圖ll是據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的二次空氣供給控制的例程。當(dāng)ECU 20執(zhí)行圖11 中示出的例程而不是圖4中示出的例程時，實(shí)施所述第三實(shí)施方式。圖11中的例程與圖4 中示出的例程不同在于，刪除了 S122并增加了 S150至S156。 如果在圖11中的例程中的S120中判定內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10已經(jīng)啟動，則由燃料特性 傳感器72檢測供給至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的燃料中的酒精濃度(S150)。然后，基于檢測到的酒 精濃度來執(zhí)行用于對用于判定是否應(yīng)當(dāng)開始二次空氣的供給的基準(zhǔn)值D進(jìn)行校正的處理 (S152)。酒精的化學(xué)計量空燃比(在乙醇的情況下大約為9)低于汽油的化學(xué)計量空燃比 (14. 7)。因此，在S152中，基準(zhǔn)值D是以如下方式基于預(yù)定的映射圖來校正的使得基準(zhǔn)值 D隨著燃料中的酒精濃度增大而減小。 在完成S152之后，判定估算空燃比A/F是否已超過校正后的基準(zhǔn)值D (S154)。如 果判定估算空燃比A/F尚未超過所述基準(zhǔn)值D，則確定尚未達(dá)到開始二次空氣的供給的最 適當(dāng)時間。在這種情況下，不開始二次空氣的供給(S126)。 另一方面，如果在S154中判定估算空燃比A/F已經(jīng)超過所述基準(zhǔn)值D，則判定在估 算空燃比A/F超過所述基準(zhǔn)值D之后是否已經(jīng)歷了以上所述的預(yù)定的延遲時長d(S156)。 如果判定在估算空燃比A/F超過所述基準(zhǔn)值D之后尚未經(jīng)歷延遲時長d，則確定尚未達(dá)到開 始二次空氣的供給的最適當(dāng)時間。在這種情況下，不開始二次空氣的供給(S126)。
另一方面，如果在S156判定在估算空燃比A/F超過所述基準(zhǔn)值D之后已經(jīng)經(jīng)歷了 遲時長d，則確定已經(jīng)達(dá)到開始二次空氣的供給的最適當(dāng)時間。在這種情況下，如果在S124 中做出肯定的判定，則開始二次空氣的供給(S128)。當(dāng)累計進(jìn)氣量達(dá)到基準(zhǔn)值B時結(jié)束二 次空氣的供給。 如在本發(fā)明第三實(shí)施方式中所述，可以基于與從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的HC的量相 關(guān)的值(在本發(fā)明第三實(shí)施方式中為估算空燃比A/F)而不是從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的HC 的量來控制開始二次空氣的供給的時間。在這種情況下同樣獲得與在本發(fā)明第一實(shí)施方式 中的效果一樣的效果。 根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式，檢測燃料特性(在本發(fā)明第三實(shí)施方式中為酒精濃 度)，并基于檢測到的燃料特性來校正基準(zhǔn)值D。以此方式來校正開始二次空氣的供給的時 間。因此，即使供給至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10的燃料的特性改變，也能夠基于燃料特性的變化將開 始二次空氣的供給的時間調(diào)節(jié)至最適當(dāng)?shù)臅r間。 在本發(fā)明第三實(shí)施方式中，燃料特性是由燃料特性傳感器72直接檢測的?？商娲?地，可以基于通過空燃比反饋控制得到的學(xué)習(xí)值來檢測燃料特性。作為燃料特性，可以使用 燃料的質(zhì)量密度來代替酒精濃度。 在本發(fā)明第三實(shí)施方式中，開始二次空氣的供給的時間是基于估算空燃比A/F來 控制的?？商娲?，可以基于燃料噴射量(總?cè)剂显黾恿縍)來控制開始二次空氣的供給的 時間。即，如圖10所示，當(dāng)總?cè)剂显黾恿縍在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10之后下降成低于基準(zhǔn)值E 時，確定從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10排出的排氣中的HC的濃度經(jīng)歷了在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10啟動之后不久 達(dá)到的HC濃度的峰值，并且減小至相對較低的值且保持于該相對較低的值。相應(yīng)地，如果 以如下方式來控制開始二次空氣的供給的時間當(dāng)總?cè)剂显黾恿縍下降成低于基準(zhǔn)值E之后已經(jīng)歷了延遲時長d時開始二次空氣的供給，則獲得與上述效果相同的效果。 本發(fā)明第三實(shí)施方式中的估算空燃比A/F或總?cè)剂显黾恿縍(燃料噴射量)以及
燃料特性傳感器72可以分別用作為本發(fā)明中的"與從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔锏牧?br> 相關(guān)的值"以及"燃料特性檢測單元"。當(dāng)ECU20執(zhí)行S152和S154時，ECU 20可用作為本
發(fā)明中的"校正單元"。
權(quán)利要求
一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣控制設(shè)備，其特征在于，包括第一催化劑(51)，其設(shè)置在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)的排氣系統(tǒng)(50)中；吸附件(52)，其設(shè)置在所述排氣系統(tǒng)(50)中所述第一催化劑(51)的下游位置處，而且所述吸附件(52)具有吸附排氣中的碳?xì)浠衔锏淖饔?；二次空氣供給裝置(60)，其在所述第一催化劑(51)的上游部分處將二次空氣供給至所述排氣系統(tǒng)(50)；供給禁止單元，當(dāng)啟動所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)時，所述供給禁止單元禁止所述二次空氣的供給；以及供給開始時間控制單元，其基于從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的碳?xì)浠衔锏牧炕蛘吲c從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的碳?xì)浠衔锏牧肯嚓P(guān)的值來控制在啟動所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)之后開始供給所述二次空氣的時間。
2. 如權(quán)利要求l所述的排氣控制設(shè)備，其中，當(dāng)自所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)啟動時直至燃 燒空燃比超過接近化學(xué)計量空燃比的預(yù)定值時的期間從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣 結(jié)束通過所述吸附件(52)時，所述供給開始時間控制單元開始供給所述二次空氣。
3. 如權(quán)利要求l所述的排氣控制設(shè)備，其中，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)啟動期間的碳?xì)浠衔锱懦鎏匦栽趩铀鰞?nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)之 后不久達(dá)到峰值，而且當(dāng)在或大約在從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出具有峰值碳?xì)浠衔锱懦鎏匦缘奶細(xì)浠?物時從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣結(jié)束通過所述吸附件(52)時，所述供給開始時間 控制單元開始供給所述二次空氣。
4. 如權(quán)利要求3所述的排氣控制設(shè)備，其中，所述碳?xì)浠衔锱懦鎏匦允菑乃鰞?nèi)燃 發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣中的碳?xì)浠衔锏臐舛取?br> 5. 如權(quán)利要求3所述的排氣控制設(shè)備，其中，所述碳?xì)浠衔锱懦鎏匦允菑乃鰞?nèi)燃 發(fā)動機(jī)(10)排出的碳?xì)浠衔锏牧俊?br> 6. 如權(quán)利要求l所述的排氣控制設(shè)備，其中，所述的與從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的 碳?xì)浠衔锏牧肯嚓P(guān)的值是噴射至所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)中的燃料的量。
7. 如權(quán)利要求l所述的排氣控制設(shè)備，其中，所述的與從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的 碳?xì)浠衔锏牧肯嚓P(guān)的值是基于噴射至所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)中的燃料的量和進(jìn)入所述內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)(10)中的空氣的量估算出的估算空燃比。
8. 如權(quán)利要求1所述的排氣控制設(shè)備，其中，所述碳?xì)浠衔锏牧渴峭ㄟ^累加在啟動 所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)之后從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的碳?xì)浠衔锏牧克@得的值。
9. 如權(quán)利要求1所述的排氣控制設(shè)備，其中，所述碳?xì)浠衔锏牧渴敲繂挝粫r間從所 述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的碳?xì)浠衔锏牧俊?br> 10. 如權(quán)利要求1所述的排氣控制設(shè)備，進(jìn)一步包括碳?xì)浠衔锪抗浪銌卧?，其基于所述?nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)的代表性溫度來估算所述碳?xì)?化合物的量。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項所述的排氣控制設(shè)備，進(jìn)一步包括選擇閥(56)，其在將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣引入所述吸附件(52)中的狀 態(tài)與不將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣引入所述吸附件(52)中的狀態(tài)之間切換排氣引入狀態(tài)；以及催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制單元，當(dāng)供給所述二次空氣時，所述催化劑預(yù)熱用燃料 量增加控制單元增加燃料的量以供給由所述二次空氣燃燒的碳?xì)浠衔铮渲?，所述催化劑預(yù)熱用燃料量增加控制單元在所述選擇閥(56)選擇不將排氣引入所述吸 附件(52)中的狀態(tài)時比在所述選擇閥(56)選擇將排氣引入所述吸附件(52)中的狀態(tài)時 以更大的量增加燃料的量。
12. 如權(quán)利要求1至10中任一項所述的排氣控制設(shè)備，進(jìn)一步包括選擇閥(56)，其在將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣引入所述吸附件(52)中的狀 態(tài)與不將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣引入所述吸附件(52)中的狀態(tài)之間切換排氣 引入狀態(tài)；選擇閥故障判定單元，其判定所述選擇閥(56)是否故障；以及供給開始單元，如果判定由于所述選擇閥(56)的故障而未將排氣引入所述吸附件 (52)中，則所述供給開始單元立即開始所述二次空氣的供給。
13. 如權(quán)利要求1至10中任一項所述的排氣控制設(shè)備，進(jìn)一步包括選擇閥(56)，其在將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣引入所述吸附件(52)中的狀 態(tài)與不將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣引入所述吸附件(52)中的狀態(tài)之間切換排氣 引入狀態(tài)；以及吸附結(jié)束時間控制單元，當(dāng)在啟動所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)之后滿足預(yù)定的碳?xì)浠衔镂浇Y(jié) 束條件時，所述吸附結(jié)束時間控制單元通過操作所述選擇閥(56)以將所述排氣引入狀態(tài) 切換至不將從所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的排氣引入所述吸附件(52)中的狀態(tài)來結(jié)束碳?xì)?化合物的吸附。
14. 如權(quán)利要求13所述的排氣控制設(shè)備，進(jìn)一步包括二次空氣供給裝置故障判定單元，其判定所述二次空氣供給裝置(60)是否故障，其中，所述吸附結(jié)束時間控制單元包括吸附結(jié)束時間延遲單元，如果判定所述二次空氣供給 裝置故障，則所述吸附結(jié)束時間延遲單元相對于常規(guī)的碳?xì)浠衔镂浇Y(jié)束時間延遲碳?xì)?化合物吸附結(jié)束時間。
15. 如權(quán)利要求1至10中任一項所述的排氣控制設(shè)備，進(jìn)一步包括 燃料特性檢測單元(72)，其檢測供給到所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)的燃料的特性，其中， 所述供給開始時間控制單元包括開始時間校正單元，所述開始時間校正單元基于由所述燃料特性檢測單元(72)獲得的檢測結(jié)果來校正開始供給所述二次空氣的時間。
16. 如權(quán)利要求1所述的排氣控制設(shè)備，進(jìn)一步包括第二催化劑(57)，其設(shè)置在所述吸附件(52)的下游或者與所述吸附件(52) —體形成。
全文摘要
一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣控制設(shè)備，包括催化劑(51)，其設(shè)置在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)的排氣系統(tǒng)(50)中；HC吸附件(52)，其在催化劑(51)的下游位置處設(shè)置在排氣系統(tǒng)(50)中，而且其具有吸附排氣中的碳?xì)浠衔锏淖饔茫欢慰諝夤┙o裝置(60)，其在催化劑(51)的上游部分處將二次空氣供給至排氣系統(tǒng)(50)；供給禁止單元，當(dāng)啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)時，供給禁止單元禁止二次空氣的供給；以及供給開始時間控制單元，其基于從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的碳?xì)浠衔锏牧炕蛘吲c從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)排出的碳?xì)浠衔锏牧肯嚓P(guān)的值來控制在啟動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(10)之后開始供給二次空氣的時間。
文檔編號F01N3/20GK101713316SQ20091017454
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者田中比呂志 申請人:豐田自動車株式會社