[发明专利]用于内燃发动机的排气控制的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的排气控制装置和排气控制方法。

背景技术

已知NOx净化催化剂被用作用于净化从诸如汽油发动机和柴油发动机的内燃发动机排出的排气的技术。然而，一般被用作这种NOx净化催化剂的催化成分的贵金属，亦即，例如诸如铑（Rh）的铂族元素，随着汽车的排放规定的强化被越来越多地使用，且因此担忧资源枯竭。因此，有必要减少铂族元素的使用并在将来用其它金属等代替铂族元素。

于是，进行了许多用于减少铂族元素的使用或针对作为铂族元素的替代品的催化成分的研究。铜（Cu）是此类催化成分的其中之一。一些与使用铜的NOx净化催化剂和包括这种NOx净化催化剂的用于内燃发动机的排气控制装置有关的提议已被作出（参见例如日本专利申请公报No.2001-003733（JP2001-003733A））。

一般而言，在氧过量的稀气氛中或在接近理论空燃比的气氛中，诸如Cu的基础金属具有比诸如Rh的贵金属低的还原能力。因此，当排气的空燃比稀或为理论空燃比时，难以充分还原和净化排气中所包含的NOx。因而，例如，当使用Cu作为NOx净化催化剂的催化剂金属时，一般希望将排气的空燃比调节为浓气氛。然而，Cu具有比贵金属等低的热稳定性，因此，即使在这种浓气氛中使用Cu时，也存在以下麻烦：随着Cu长时间暴露于高温，Cu颗粒趋于聚集并形成大的颗粒。于是，以此方式生长的Cu颗粒不再能维持大的与排气的接触面积，且结果，NOx净化催化剂的NOx转化性能下降。

发明内容

本发明以新颖的构型提供了一种用于内燃发动机的排气控制装置和排气控制方法，该排气控制装置和排气控制方法能够抑制NOx转化性能由于包含Cu作为催化剂金属的NOx净化催化剂的Cu颗粒的聚集而下降。

本发明的第一方面涉及一种用于内燃发动机的排气控制装置。该排气控制装置包括：至少一个NOx净化催化剂，所述NOx净化催化剂配置在所述内燃发动机的排气通路中并通过在催化剂载体上载持Cu而形成；至少一个劣化程度推定单元，所述劣化程度推定单元用于推定所述至少一个NOx净化催化剂的劣化程度；和空燃比控制单元，所述空燃比控制单元用于调节流入所述至少一个NOx净化催化剂中的排气的空燃比，其中，在由所述至少一个劣化程度推定单元推定出的所述至少一个NOx净化催化剂的劣化程度达到预定劣化程度之前，所述空燃比控制单元将流入所述至少一个NOx净化催化剂中的排气的空燃比调节为比理论空燃比浓的空燃比，并且当由所述至少一个劣化程度推定单元推定出的所述至少一个NOx净化催化剂的劣化程度超过所述预定劣化程度时，所述空燃比控制单元将流入所述至少一个NOx净化催化剂中的排气的空燃比从比理论空燃比浓的空燃比改变为比理论空燃比稀的空燃比，以由此使所述至少一个NOx净化催化剂再生。

在根据本发明的上述方面的排气控制装置中，所述至少一个NOx净化催化剂可在高于或等于500℃的温度被再生。

在根据上述方面的排气控制装置中，可设置有至少两个所述NOx净化催化剂，所述NOx净化催化剂可彼此并列地配置在所述内燃发动机的所述排气通路中且在所述NOx净化催化剂的下游侧连接到一个共同的排气通路，并且当一个所述NOx净化催化剂正被再生时，其它的至少一个NOx净化催化剂可净化NOx。

在根据上述方面的排气控制装置中，所述至少一个劣化程度推定单元可以是配置在位于所述至少一个NOx净化催化剂的下游的排气通路中的NOx传感器。

根据上述方面的排气控制装置还可包括：至少一个催化剂温度检测单元，所述催化剂温度检测单元用于检测所述至少一个NOx净化催化剂的温度；和至少一个催化剂加热单元，所述催化剂加热单元用于加热所述至少一个NOx净化催化剂，其中，当所述至少一个NOx净化催化剂中的任一个NOx净化催化剂被再生时，所述至少一个NOx净化催化剂中的所述任一个NOx净化催化剂可被所述至少一个催化剂加热单元加热到高于或等于500℃的温度。

根据上述方面的排气控制装置还可包括：氧化催化剂，所述氧化催化剂配置在位于所述至少一个NOx净化催化剂的下游的排气通路中或配置在共同的排气通路中，并用于氧化和净化HC和CO；和空气导入单元，所述空气导入单元配置在位于所述至少一个NOx净化催化剂的下游的排气通路中或配置在所述共同的排气通路中，并用于向存在于所述氧化催化剂的上游的排气导入空气。

在根据上述方面的排气控制装置中，所述氧化催化剂可以是通过在催化剂载体上载持Ag而形成的催化剂。