内燃机的排气净化装置及内燃机的控制装置制造方法及图纸

提供一种内燃机的排气净化装置及内燃机的控制装置，高精度地推定颗粒捕集器中的壁内PM的堆积量。取得单元取得从捕集器PM堆积量为大致零的状态到伴随于捕集器PM堆积量的增加而变大的催化剂的氧吸藏能力达到最大值为止的期间的与捕集器PM堆积量的变化相应的催化剂的氧吸藏能力的推移，作为壁内PM堆积量的基准值与催化剂的氧吸藏能力的相关关系。壁内PM堆积量推定单元基于当前的催化剂的氧吸藏能力和由取得单元取得的相关关系来推定当前的壁内PM堆积量。

Exhaust Purification Device of Internal Combustion Engine and Control Device of Internal Combustion Engine

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气净化装置及内燃机的控制装置
本专利技术涉及内燃机的排气净化装置及内燃机的控制装置。
技术介绍
有时，在内燃机的排气通路设置具有捕集排气中的颗粒状物质(ParticulateMatter：以下，有时也称作“PM”)的功能的颗粒捕集器(以下，有时也简称作“捕集器”)。另外，在具备这样的捕集器的内燃机的排气净化装置中，已知有基于捕集器前后的排气的压力差或捕集器的上游侧的排气的压力与大气压之差来推定该捕集器中的PM堆积量的技术(例如，参照专利文献1)。另外，有时也使这样的捕集器担载具有氧化能力及氧吸藏能力的催化剂(例如，参照专利文献1)。在具有氧化能力的催化剂担载于捕集器的情况下，通过利用该催化剂使堆积于该捕集器的PM氧化，能够除去该PM。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-13974号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在设置于内燃机的排气通路的捕集器中，通过捕集到的PM堆积而PM堆积量逐渐增加。另一方面，在捕集器担载有具有氧化能力的催化剂的情况下，当产生向该捕集器流入的排气的空燃比是稀空燃比(比理论空燃比大的空燃比)且该捕集器的温度成为能够氧化PM的温度(以下，有时也称作“PM氧化温度”)这样的状况时，堆积于该捕集器的PM被氧化。另外，在捕集器中堆积有一定程度的量的PM且该捕集器的温度为PM氧化温度时，在通过执行停止内燃机中的燃料喷射的所谓燃料切断控制等控制而向该捕集器供给了大量的氧的情况下，通过PM的氧化剧烈进行，该捕集器可能会过升温。在此，在捕集器中，PM向其分隔壁的内部(即，形成于分隔壁的细孔内)及其分隔壁的表面堆积。以下，将堆积于捕集器的分隔壁内的PM称作“壁内PM”，将堆积于捕集器的分隔壁的表面上的PM称作“表层PM”。并且，本专利技术的专利技术人新发现了：捕集器的过升温具有与表层PM的氧化相比容易因壁内PM的氧化而产生的倾向。也就是说，即使捕集器中的总PM堆积量相同，在壁内PM的堆积量的比例高时，与该比例低时相比，也容易产生由PM的氧化引起的捕集器的过升温。推测这是因为，关于与担载于捕集器的催化剂的接触面积，壁内PM比表层PM大，因此壁内PM与表层PM相比氧化容易被促进。若考虑这样的新的见解，则在要良好地抑制捕集器的过升温的发生的情况下，希望高精度地推定捕集器中的壁内PM的堆积量。本专利技术鉴于如上所述的问题而完成，其目的在于高精度地推定捕集器中的壁内PM的堆积量。用于解决课题的方案在本专利技术中，利用捕集器中的壁内PM堆积量与担载于该捕集器的催化剂的氧吸藏能力的相关关系来推定壁内PM堆积量。更详细而言，本专利技术的内燃机的排气净化装置具备：颗粒捕集器，设置于内燃机的排气通路，担载有具有氧化能力及氧吸藏能力的催化剂；氧吸藏能力推定单元，推定所述催化剂的氧吸藏能力；及取得单元，取得从捕集器PM堆积量为大致零的状态到伴随于所述捕集器PM堆积量的增加而变大的所述催化剂的氧吸藏能力达到最大值为止的期间的与所述捕集器PM堆积量的变化相应的由所述氧吸藏能力推定单元推定的所述催化剂的氧吸藏能力的推移，作为壁内PM堆积量的基准值与所述催化剂的氧吸藏能力的相关关系，所述捕集器PM堆积量是所述颗粒捕集器中的颗粒状物质的堆积量，所述壁内PM堆积量是所述颗粒捕集器的分隔壁内的颗粒状物质的堆积量；及壁内PM堆积量推定单元，在由所述取得单元取得所述相关关系后，基于由所述氧吸藏能力推定单元推定出的当前的所述催化剂的氧吸藏能力和所述相关关系，推定当前的所述壁内PM堆积量。在此，在捕集器中堆积PM的情况下，具有首先主要在分隔壁内堆积PM，之后在分隔壁的表面上堆积PM的倾向。相对于此，在担载有具有氧化能力的催化剂的捕集器中，本专利技术的专利技术人新发现了：在堆积有壁内PM和表层PM的状态下PM氧化的情况下，具有首先主要壁内PM氧化，之后表层PM氧化的倾向。推测这是因为，如上所述，关于与担载于捕集器的催化剂的接触面积，壁内PM比表层PM大，因此壁内PM与表层PM相比氧化容易被促进。而且，本专利技术的专利技术人也新发现了：在堆积于捕集器的PM被一定程度氧化后，在该捕集器7中残留有壁内PM且表层PM几乎不被氧化而堆积的状态下，PM再次开始堆积的情况下，具有表层PM堆积的倾向。推测这是因为，在捕集器中堆积有表层PM的状态下，PM难以进入到分隔壁内。另外，已知有通过对捕集器中的PM捕集量和PM氧化量进行累计来推定捕集器PM堆积量的方法。然而，若考虑如上所述的壁内PM及表层PM的堆积的方式及氧化的方式，则捕集器PM堆积量与壁内PM堆积量的相关关系并非始终处于唯一的关系。因而，难以始终基于捕集器PM堆积量高精度地推定壁内PM堆积量。于是，本专利技术的专利技术人着眼于担载于捕集器的催化剂的氧吸藏能力与壁内PM堆积量及表层PM堆积量的相关关系。详细而言，本专利技术的专利技术人新发现了具有如下倾向：壁内PM堆积量越多则催化剂的氧吸藏能力越大，另一方面，即使表层PM堆积量变化，催化剂的氧吸藏能力也不变化。推测这是因为，当壁内PM堆积量增加时，与此同时，捕集器的分隔壁内的排气的路径变化，该排气的路径被分散，其结果，在分隔壁内与排气接触的催化剂的面积变大，由此向该催化剂吸藏的氧量增加。另外，推测这是因为：即使表层PM堆积量变化，捕集器的分隔壁内的排气的路径也不变化，因此在分隔壁内与排气接触的催化剂的面积也不变化，向该催化剂吸藏的氧量不变化。基于如上所述的见解，在本专利技术中，取得单元取得从捕集器PM堆积量为大致零的状态到伴随于捕集器PM堆积量的增加而变大的催化剂的氧吸藏能力达到最大值为止的期间的与捕集器PM堆积量的变化相应的由氧吸藏能力推定单元推定的所述催化剂的氧吸藏能力的推移，作为壁内PM堆积量的基准值与催化剂的氧吸藏能力的相关关系。在此，如上所述，在从捕集器PM堆积量为零的状态起PM向捕集器堆积的情况下，首先从壁内PM开始堆积。另外，当壁内PM堆积量增加时，伴随于此而催化剂的氧吸藏能力变大。并且，当壁内PM堆积量达到上限值时，催化剂的氧吸藏能力达到最大值。因此，从捕集器PM堆积量为大致零的状态到催化剂的氧吸藏能力达到最大值为止的期间的捕集器PM堆积量的推移相当于壁内PM堆积量的推移。另外，该期间的捕集器PM堆积量能够通过以往的方法，例如对捕集器中的PM捕集量和PM氧化量进行累计的方法等来推定。于是，在本专利技术中，将该期间的捕集器PM堆积量的推移当作壁内PM堆积量的基准值的推移，取得单元取得该壁内PM堆积量的基准值与催化剂的氧吸藏能力的相关关系。并且，在由取得单元取得壁内PM堆积量的基准值与催化剂的氧吸藏能力的相关关系后，壁内PM堆积量推定单元基于由氧吸藏能力推定单元推定出的当前的催化剂的氧吸藏能力和该相关关系，推定当前的壁内PM堆积量。在催化剂的氧吸藏能力一度达到最大值后，即壁内PM堆积量一度达到上限值后，若壁内PM堆积量因氧化而减少，则催化剂的氧吸藏能力也根据该减少量而变小。另一方面，即使表层PM堆积量变化，催化剂的氧吸藏能力也不变化。因而，根据由取得单元取得的壁内PM堆积量与催化剂的氧吸藏能力的相关关系，能够推定与当前的催化剂的氧吸藏能力对应的当前的壁内PM堆积量。如上所述，根据本专利技术，通过基于不受表层PM堆积量的影响的催化剂的氧吸藏能力推定壁内PM堆积量，能够高精度地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机的排气净化装置，具备：颗粒捕集器，设置于内燃机的排气通路，担载有具有氧化能力及氧吸藏能力的催化剂；氧吸藏能力推定单元，推定所述催化剂的氧吸藏能力；取得单元，取得从捕集器PM堆积量为大致零的状态到伴随于所述捕集器PM堆积量的增加而变大的所述催化剂的氧吸藏能力达到最大值为止的期间的与所述捕集器PM堆积量的变化相应的由所述氧吸藏能力推定单元推定的所述催化剂的氧吸藏能力的推移，作为壁内PM堆积量的基准值与所述催化剂的氧吸藏能力的相关关系，所述捕集器PM堆积量是所述颗粒捕集器中的颗粒状物质的堆积量，所述壁内PM堆积量是所述颗粒捕集器的分隔壁内的颗粒状物质的堆积量；及壁内PM堆积量推定单元，在由所述取得单元取得所述相关关系后，基于由所述氧吸藏能力推定单元推定出的当前的所述催化剂的氧吸藏能力和所述相关关系，推定当前的所述壁内PM堆积量。

【技术特征摘要】
2018.03.19 JP 2018-0510221.一种内燃机的排气净化装置，具备：颗粒捕集器，设置于内燃机的排气通路，担载有具有氧化能力及氧吸藏能力的催化剂；氧吸藏能力推定单元，推定所述催化剂的氧吸藏能力；取得单元，取得从捕集器PM堆积量为大致零的状态到伴随于所述捕集器PM堆积量的增加而变大的所述催化剂的氧吸藏能力达到最大值为止的期间的与所述捕集器PM堆积量的变化相应的由所述氧吸藏能力推定单元推定的所述催化剂的氧吸藏能力的推移，作为壁内PM堆积量的基准值与所述催化剂的氧吸藏能力的相关关系，所述捕集器PM堆积量是所述颗粒捕集器中的颗粒状物质的堆积量，所述壁内PM堆积量是所述颗粒捕集器的分隔壁内的颗粒状物质的堆积量；及壁内PM堆积量推定单元，在由所述取得单元取得所述相关关系后，基于由所述氧吸藏能力推定单元推定出的当前的所述催化剂的氧吸藏能力和所述相关关系，推定当前的所述壁内PM堆积量。2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，还具备：空燃比检测单元，检测比所述颗粒捕集器靠下游侧的排气的空燃比；及，空燃比控制单元，使向所述颗粒捕集器流入的排气的空燃比变化，所述氧吸藏能力推定单元基于由所述空燃比控制单元使排气的空燃比变化时由所述空燃比检测单元得到的排气的空燃比的变化来算出所述催化剂的最大氧吸藏量，作...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子真也，桥本浩成，
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