[发明专利]内燃机的排气净化装置和内燃机的排气净化方法

说明书

一种内燃机的排气净化装置，具备第一催化剂、过滤器和电子控制单元。电子控制单元交替地多次实施稀控制和浓控制，所述稀控制是在比从将内燃机的目标空燃比设定成为规定稀空燃比的时间点到从第一催化剂流出的排气的空燃比变得大于理论空燃比的时间点的期间长的整个期间，将目标空燃比设定为所述规定稀空燃比的控制，所述浓控制是在比从将目标空燃比设定成为规定浓空燃比的时间点到从第一催化剂流出的排气的空燃比变得小于理论空燃比的时间点的期间长的整个期间，将目标空燃比设定为所述规定浓空燃比的控制，所述规定稀空燃比是大于理论空燃比的空燃比，所述规定浓空燃比是小于理论空燃比的空燃比。

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化装置和内燃机的排气净化方法。

背景技术

在内燃机的排气通路中有时具备捕集排气中的粒子状物质(以下也称为PM)的过滤器。如果被过滤器捕集到的PM量(以下也称为PM堆积量)达到一定量，则实施使PM氧化来将其除去的处理。将所述处理称为过滤器的再生。为了将被过滤器捕集到的PM氧化，需要过滤器的温度成为规定温度以上、并且向过滤器流入的排气的氧浓度成为规定浓度以上。

在此，对于柴油发动机，已知进行过滤器的再生的技术(例如参照日本特开2002-276443)。在相关技术中，将燃料喷射设为包括前期的燃料喷射和后期的燃料喷射的多段喷射，并且，将前期的燃料喷射正时设定为比通常运转的适当喷射正时早的正时来使NOx的产生量增加，且将后期的燃料喷射正时设定为比通常运转的适当喷射正时晚的正时来使排气温度上升。

另外，对于汽油发动机而言，通常以理论空燃比运转，因此在过滤器内流通的排气的氧浓度较低。因此，向过滤器供给氧被限于内燃机以大于理论空燃比的空燃比运转的情况、由于减速等而进行了燃料切断的情况等。

发明内容

在此，有时需要在内燃机冷起动时进行过滤器的再生。但是，在内燃机冷起动时，过滤器的温度较低，因此即使是向过滤器流入的排气的氧浓度充分高的情况，在过滤器的温度变得充分高之前不进行过滤器的再生。如果直到进行过滤器的再生为止的时间长，则例如会由于发生过滤器的堵塞而导致内燃机的输出降低。因此，希望使过滤器的温度迅速上升。

在此，已知在过滤器的上游侧设置具有氧化能力且容量小的催化剂的构成。在所述构成中，由于催化剂的容量比过滤器小，因此即使是内燃机起动时，催化剂的温度也容易上升。而且，如果催化剂的温度达到活性温度，则通过在所述催化剂中使燃料与氧反应，能够使排气的温度进一步上升。通过所述的温度较高的排气从催化剂的下游的过滤器中通过，能够使所述过滤器的温度上升到过滤器的再生所需要的温度。但是，在过滤器的再生中，催化剂的温度会进一步上升从而过热，存在催化剂热劣化的可能性。

本发明提供高效率地抑制催化剂的热劣化并且在内燃机起动后提早地实施过滤器的再生的内燃机的排气净化装置和内燃机的排气净化方法。

本发明的第1方案的内燃机的排气净化装置，具备：设置于内燃机的排气通路的第一催化剂；过滤器，其设置于所述第一催化剂的下游的排气通路，被构成为捕集排气中的粒子状物质；和电子控制单元，其被构成为在所述内燃机起动时实施所述过滤器的再生的情况下，执行使所述第一催化剂的温度上升至规定温度的第一控制。所述第一催化剂具有氧化能力和氧吸藏能力，所述过滤器担载第二催化剂，所述第二催化剂是具有氧化能力和氧吸藏能力的催化剂。所述电子控制单元被构成为在所述第一控制之后实施第二控制。所述第二控制是交替地多次实施稀控制和浓控制的控制。所述稀控制是在比从将所述内燃机的目标空燃比设定成为规定稀空燃比的时间点到从所述第一催化剂流出的排气的空燃比变得大于理论空燃比的时间点的期间长的整个期间，将所述目标空燃比设定为所述规定稀空燃比的控制，所述规定稀空燃比是大于理论空燃比的空燃比。所述浓控制是在比从将所述目标空燃比设定成为规定浓空燃比的时间点到从所述第一催化剂流出的排气的空燃比变得小于理论空燃比的时间点的期间长的整个期间，将所述目标空燃比设定为所述规定浓空燃比的控制，所述规定浓空燃比是小于理论空燃比的空燃比。