根据本发明专利技术的排气净化装置100设置有排气净化催化剂40、上游O2传感器14、下游O2传感器15以及执行主F/B控制和副F/B控制的控制部30。该排气净化装置100在从在排气净化催化剂40的下游侧的催化剂出口侧端部43a起的规定区域45内的载体上包含具有烧绿石型结构的OSC材料和具有比所述具有烧绿石型结构的OSC材料快的氧储存速度的OSC材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】根据本专利技术的排气净化装置100设置有排气净化催化剂40、上游O2传感器14、下游O2传感器15以及执行主F/B控制和副F/B控制的控制部30。该排气净化装置100在从在排气净化催化剂40的下游侧的催化剂出口侧端部43a起的规定区域45内的载体上包含具有烧绿石型结构的OSC材料和具有比所述具有烧绿石型结构的OSC材料快的氧储存速度的OSC材料。【专利说明】排气净化装置
本专利技术涉及一种排气净化装置。更具体地，本专利技术涉及一种设置有排气净化催化剂的排气净化装置，所述排气净化催化剂包含具有氧储存能力的无机材料(即，OSC材料)作为载体。本国际申请要求在2011年12月22日提交的日本专利申请N0.2011-281079的优先权，所述日本专利申请的全部内容引用于此作为参考。
技术介绍
从例如汽车中的内燃发动机排出的排气包含污染物成分，如一氧化碳(CO)、烃(HC)和氮氧化物(NOx)。为了从排气去除这些污染物成分，在内燃发动机的排气路径中设有配备有排气净化催化剂的排气净化装置。同时执行CO和HC的氧化以及NOx的还原的三元催化剂优选用于该排气净化催化剂。众所周知的三元催化剂在此一般具有载持在由诸如氧化铝(Al2O3)的金属氧化物制成的多孔载体上的贵金属催化剂，例如钼(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)，并且特别是对于在处于理论空燃比(理论配比:A/F = 14.7)附近的空气-燃料混合物被供给到内燃发动机时产生的排气而言发挥高催化能力。然而，难以将实际供给到内燃发动机的空气-燃料混合物的空燃比持续地维持在理论配比附近，并且例如根据汽车的行驶条件，空气-燃料混合物的空燃比可能呈现燃料过剩状态(浓:A/F < 14.7)或氧过剩状态(稀:A/F > 14.7)。因此，近年来，载体已包括具有氧储存能力(OSC)的无机材料，即OSC材料。该OSC材料吸收和储存空气-燃料混合物变稀时的排气(下文将该排气称为“稀排气”)中的氧并由此通过使排气成为还原气氛来促进排气中的NOx的还原。另一方面，OSC材料在从已变浓的空气-燃料混合物供给排气(下文将该排气称为“浓排气”)时释放所储存的氧，由此通过使排气成为氧化气氛来促进排气中的CO和HC的氧化。反馈控制(F/B控制)也广泛地用于排气净化装置中。在该F/B控制中，首先检测排气净化催化剂的上游的氧浓度(上游O2浓度)并且基于该上游O2浓度和规定的目标空燃比来建立第一控制目标值(主F/B控制)。还检测排气净化催化剂的下游的氧浓度(下游O2浓度)并且通过基于该下游O2浓度修正已通过主F/B控制建立的第一控制目标值来建立第二控制目标值(副F/B控制)。此外，通过基于该第二控制目标值调节空气-燃料混合物的空燃比，能将反映当前空气-燃料混合物的空燃比和排气净化催化剂的状态的空气-燃料混合物供给到内燃发动机。通过将空气-燃料混合物的空燃比调节为适当的状态，这种F/B控制有助于改善燃料消耗和提高排气中的污染物成分的净化效率。然而，在通过上述F/B控制对空气-燃料混合物的空燃比控制中会产生一定延时(控制延迟)，并且源自不合适的空燃比的排气将在该控制延迟所产生的时间间隔内继续供给到排气净化催化剂。在这种情况下，源于排气净化催化剂的排气净化功能无法适当地运行并且于是产生其中排气中的污染物向外部排出的排放物。广义上讲，该控制延迟由“输送延迟”和“响应延迟”构成。“输送延迟”是指在已通过F/B控制设定用于空气-燃料混合物的第二控制目标值之后一直到反映该第二控制目标值的空气-燃料混合物在内燃发动机中燃烧并转化为排气且到达排气净化催化剂为止的延时。另一方面，“响应延迟”是指在排气与用于检测上游O2浓度和下游O2浓度的O2传感器相接触并建立基于这些O2传感器的输出的第二控制目标值之前的延时。作为如上所述的控制延迟中的一个因素的响应延迟例如由检测下游O2浓度的下游O2传感器的响应性的下降而产生。当氧以氧处于传感器元件的周边的程度存在时，典型的氧传感器能发挥高的响应性，但是当在传感器元件的周边不存在氧时，响应性恶化。因此，当过浓的排气持续供给到下游O2传感器时，达到在传感器元件的周边几乎没有氧的状态，并且于是在随后开始供给稀排气时响应性下降。此后，即使在目标空燃比被调节到稀侧并且具有高氧浓度的排气供给到下游O2传感器时，也无法检测出用于现有下游O2浓度的修正值；关于上述副F/B控制的第二控制目标值的修正于是在一定时间不被适当地执行；并且产生上述响应延迟。专利文献I中公开了一种用于抑制上述F/B控制中的控制延迟的控制装置。该控制装置设置有排气净化催化剂，该排气净化催化剂在面向下游O2传感器的一侧具有比在面向上游O2传感器的一侧低的氧储存速度(排气净化催化剂的下游区域具有比上游区域慢的氧储存速度)。具体地，在专利文献I中记载的控制装置中，通过减小载持在排气净化催化剂的下游区域内的贵金属的量和/或通过减小下游区域内的OSC材料的Zr组成比率来减慢出口侧的氧储存速度。具有该结构的控制装置能阻止将过浓的排气供给到下游O2传感器，因为即使在上游区域内的OSC材料的氧储存量下降时，也会有少量氧继续从氧储存速度较慢的下游区域OSC材料释放。结果，能抑制由于如上所述的下游O2传感器的响应性受损而引起的响应延迟。此外，专利文献2和3中公开了与排气净化催化剂有关的其它技术。引用清单专利文献专利文献1:日本专利申请特开N0.2011-111922专利文献2:W02008/093471专利文献3:日本专利申请特开N0.2011-167631专利文献I中记载的排气净化装置确实能阻止下游O2传感器的响应性下降并且能有利地防止因控制延迟导致的污染物成分排放。然而，作为为了改进专利文献I中记载的专利技术而进行的各种调查研究的结果，专利技术人发现了迄今为止尚未被考虑到的新问题。一般而言，从内燃发动机排出的排气的流量不是始终恒定的而是会发生相应变动。因此，在内燃发动机运转期间，将存在发生大流量且将排出流速快的排气的情况。当该大流量的排气供给到排气净化催化剂时，污染物成分仅在排气净化催化剂的上游区域不能被适当地净化并且污染物成分会到达排气净化催化剂的下游区域。在专利文献I中记载的专利技术中，在面向下游O2传感器的一侧(排气净化催化剂的下游区域)建立起较慢的氧储存速度，以消除下游O2传感器的响应性下降。因此，当供给高流量的排气且污染物成分到达下游区域时，下游区域的氧储存速度无法追上所供给的排气的速度并且可能排放出污染物成分。
技术实现思路
创建本专利技术是为了解决上述问题并且本专利技术的一个目的是提出一种排气净化装置，该排气净化装置除了防止F/B控制中的控制延迟外还能有利地防止在供给高流量的排气时排放出污染物成分。为了实现该目的，本专利技术提供一种具有在下文中说明的结构的排气净化装置。亦即，根据本专利技术的排气净化装置是配置在内燃发动机的排气系统中并且净化排气的排气净化装置。该排气净化装置设置有排气净化催化剂、上游O2传感器和下游O2传感器。所述排气净化催化剂配置在所述排气系统中并且具有催化剂层，所述催化剂层形成在基底上且包括载体和载持在该载体上的贵金属催化剂，所述载体包含具有氧储存能力的OSC材料。所述上游O2传感器在所述排气净化催化剂的上游本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种排气净化装置，所述排气净化装置配置在内燃发动机的排气系统中并且净化排气，所述排气净化装置包括：排气净化催化剂，所述排气净化催化剂配置在所述排气系统中并且具有催化剂层，所述催化剂层形成在基底上且包括载体和载持在该载体上的贵金属催化剂，所述载体包含具有氧储存能力的OSC材料；上游O2传感器，所述上游O2传感器在所述排气净化催化剂的上游配置在所述排气系统中并且检测上游O2浓度，所述上游O2浓度是在所述排气净化催化剂的上游侧的排气中的氧浓度；下游O2传感器，所述下游O2传感器在所述排气净化催化剂的下游配置在所述排气系统中并且检测下游O2浓度，所述下游O2浓度是在所述排气净化催化剂的下游侧的排气中的氧浓度；和控制部，所述控制部构造成能够执行主反馈控制、副反馈控制和空燃比调节控制，所述主反馈控制基于所述上游O2浓度来计算正供给到所述内燃发动机的空气‑燃料混合物的空燃比并基于计算出的空燃比和预定的目标空燃比来设定第一控制目标值，所述副反馈控制通过基于所述下游O2浓度修正所述第一控制目标值来设定第二控制目标值，所述空燃比调节控制基于所述第二控制目标值来调节待供给到所述内燃发动机的空气‑燃料混合物的空燃比，其中，从在所述排气净化催化剂的下游侧的催化剂出口侧端部起的规定区域内的载体包含具有烧绿石型结构的OSC材料和具有比所述具有烧绿石型结构的OSC材料快的氧储存速度的OSC材料。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：尾上亮太，久野央志，青木悠生，桦岛信介，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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