CN101932802B - 内燃机排气净化装置和排气净化方法 - Google Patents

内燃机排气净化装置和排气净化方法 Download PDF

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Abstract

一种内燃机排气净化装置基本上设置有NOx捕集催化转化器(12)、硫中毒量推算部(S1至S3)和硫中毒解除部(S4至S10)。NOx捕集催化转化器(12)配置于排气通道，当所述排气的空燃比不足时，所述NOx捕集催化转化器(12)捕集包含于流过所述排气通道的排气中的NOx，当所述排气的空燃比充足时，NOx捕集催化转化器(12)释放捕集的NOx。基于燃料消耗量和油消耗量，硫中毒量推算部(S1至S3)推算NOx捕集催化转化器(12)的硫中毒的推算硫中毒量。硫中毒解除部(S4至S10)，基于所述推算硫中毒量，将NOx捕集催化转化器(12)的温度升至硫中毒解除温度，以从NOx捕集催化转化器(12)解除硫中毒。

Description

内燃机排气净化装置和排气净化方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年2月26号提交的日本专利申请2008-044865的优先权。将日本专利申请2008-044865的全部公开内容引入此处以作参考。
技术领域
本发明总体涉及内燃机排气净化装置和内燃机用排气净化方法。更具体地，本发明涉及在排气通道内设置NOx捕集催化转化器的排气净化装置和方法。
背景技术
日本特开专利公布2000-274229公开了一种内燃机用常规排气净化装置的实例。在该公布中公开的装置中，导航***识别对车辆加注燃料的燃料加注站(fueling station)并基于识别的燃料加注站的信息推算硫浓度(硫含量)。然后，基于推算的燃料中硫浓度和燃料喷射量，该装置推算NOx捕集催化转化器的硫中毒量。基于所述推算硫中毒量，该装置测定是否催化转化器的性能已经下降，如果需要，控制催化转化器的温度以及空燃比以从催化转化器中解除硫中毒。
发明内容
已经发现在车辆的实际运转条件下，除了来自燃料的硫以外，NOx捕集催化转化器中还吸附来自于机油的硫。公开于日本特开专利公布2000-274229的常规排气净化装置没有考虑被吸附的来自机油的硫。因此，利用该公布中公开的常规排气净化装置推算的硫中毒的量小于实际量。结果，不能实现充分地解除硫中毒，并因此导致催化转化器的排气净化性能(NOx净化率)的降低。
鉴于该问题构思本发明。本发明的一个目的是从设置于排气通道的NOx催化转化器中最佳地解除硫中毒。
根据本发明的一方面，内燃机排气净化装置包括NOx捕集催化转化器、硫中毒量推算部和硫中毒解除部。NOx捕集催化转化器设置于排气通道，当所述排气的空燃比不足时捕集包含于流过所述排气通道的排气中的NOx，并当所述排气的空燃比充足时释放捕集的NOx。基于燃料消耗量和油消耗量，硫中毒量推算部推算NOx捕集催化转化器的硫中毒的推算硫中毒量。基于所述推算硫中毒量，硫中毒解除部将NOx捕集催化转化器的温度升至硫中毒解除温度，以从NOx捕集催化转化器解除硫中毒。
从以下的详细说明中，本发明的这些及其它目的、特征、方面和优点对本领域技术人员将变得显而易见，该说明连同附图公开了优选实施方案。
附图说明
现提及组成原始公开的部分内容的附图：
图1是内燃机，例如具有根据一个说明性实施方案的内燃机排气净化装置的柴油机的示意图；
图2A是说明NOx捕集催化转化器如何捕集NOx的图；
图2B是说明NOx捕集催化转化器如何释放NOx的图；
图3A是说明NOx捕集催化转化器硫中毒的简图；
图3B是说明具有包含于排气中的部分钙(Ca)的NOx捕集催化转化器的硫中毒的简图，NOx捕集催化转化器表面通过化学吸附和物理吸附来吸附包含于排气中的所述钙(Ca)；
图4是说明硫中毒解除时硫释放量和中毒解除温度之间的关系图；
图5是显示通过内燃机排气净化装置执行的硫中毒解除控制的流程图；
图6是说明判定阙值SL相对于NOx捕集催化转化器中来自油的硫推算量与总推算硫中毒量的比率的关系的图；
图7是说明中毒解除时间相对于NOx捕集催化转化器中来自油的硫推算量与总推算硫中毒量的比率的关系的图；和
图8是说明中毒解除温度相对于NOx捕集催化转化器中来自油的硫推算量与总推算硫中毒量的比率的关系的图。
具体实施方式
现参照附图说明本发明的选定实施方案。本领域技术人员由该公开内容显而易见的是，本发明实施方案的以下描述仅供用于说明目的，并非为了限定由所附权利要求书及其等同形式所定义的本发明。
首先参照图1，根据一个说明性实施方案来示意性说明具有内燃机排气净化装置的内燃机1，例如增压式柴油机。发动机1可应用于在车辆如汽车等中使用的内燃机。基本上，如图1所示，发动机1包括进气通道2，该进气通道2具有涡轮增压器(增压器)3，涡轮增压器(增压器)3具有布置于进气***的进气通道2上游的压缩机3a。压缩机3a用于压缩或增压进气。压缩机3a通过涡轮机3b转动，该涡轮机3b由流过发动机1的排空***的排气驱动。进气通道2还包括中间冷却器4，该中间冷却器4用于冷却通过涡轮增压器(增压器)3的压缩机3a增压进气后的进气。进气节流阀5布置于进气***的进气通道2中，以调节至发动机1各气缸的燃烧室中的进气流。通过节流阀5后，进气通过集流器(collector)并进入气缸的燃烧室。
油底壳(未标记)配置在发动机1的底部，用于收集润滑机油(以下称为“油”)。在油底壳中收集的油通过机轴溅到气缸和活塞的滑动部上，并通过油泵供给发动机的各个部。机油典型地包含硫S和钙Ca。
发动机1进一步包括共轨燃料喷射***(common rail fuelinjection system)，其包括燃料喷射泵6、共轨(common rail)7和多个燃料喷射阀8，以使通过燃料喷射泵6供给高压燃料并从燃料喷射阀8直接喷射入气缸的燃烧室中。换言之，压力燃料喷射泵6将燃料泵送到共轨7，在所述共轨7中加压燃料累积，并且当燃料喷射阀8打开时将高压燃料直接喷射至各气缸的燃烧室中。因此，燃料喷射泵6、共轨7和燃料喷射阀8构成共轨燃料喷射设备或***。
燃料-空气混合物通过流入燃烧室的进气和喷射进入燃烧室的高压燃料形成。燃料-空气混合物通过各气缸燃烧室中的压缩点火燃烧。燃烧产生的排气流出至主排气通道9中。排气***包括排气再循环(EGR)通道10，该排气再循环(EGR)通道10在发动机1和涡轮机3b之间的位置从主排气通道9分支。流入EGR通道10的部分排气通过EGR通道10和EGR阀11作为EGR气体再循环到发动机1的进口侧。剩余排气通过涡轮增压器3的排气涡轮机3b，从而驱动涡轮增压器3。涡轮增压器3是可变喷嘴型涡轮增压器。
排气***还设置有NOx捕集催化转化器12和柴油颗粒过滤器(DPF)13，它们配置于涡轮机3b下游的主排气通道9中，用于净化排气。NOx捕集催化转化器12在排气的空燃比不足时捕集包含于排气中的NOx，并在排气的空燃比为化学计量配比或充足时，释放捕集的NOx。稍后将更详细地描述NOx捕集催化转化器12。
配置DPF13以捕获包含于排气中的小颗粒(颗粒状物质)。为了以下目的而设置发动机控制单元(ECU)14：为了控制发动机1包含控制NOx捕集催化转化器12和DPF13的排气净化操作。ECU 14接收来自用于检测发动机转速Ne的曲柄角传感器15的信号和来自用于检测加速器位置APO的加速器位置传感器16的信号，并使用这些输入信号控制发动机1。ECU 14还接收用于检测配置有发动机1的车辆的速度的车速传感器的信号。
ECU 14是包括中央处理器(CPU)和其它***设备的微型电子计算机。ECU 14还可包含其它常规组件，如输入界面电路(interface circuit)、输出界面电路和存储设备，如ROM(只读存储器)设备和RAM(随机存取存储器)设备。ECU 14优选包含控制各个组件的发动机控制程序。ECU 14接收来自用于检测发动机1的运转状态的各个传感器的输入信号，并基于这些信号执行前述控制。从本公开内容中对本领域技术人员将显而易见的是，用于ECU 14的精密结构和算法可以是可执行此处所述功能的硬件和软件的任何组合。
ECU 14也接收来自催化剂温度(catalyst temperature)传感器17、排气压力传感器18、DPF温度传感器19和空燃比传感器20的输入信号。配置催化剂温度传感器17以检测NOx催化转化器12的温度(即，催化剂温度)。配置排气压力传感器18以检测主排气通道9在DPF 13进口侧的排气压力。配置DPF温度传感器19以检测DPF 13的温度(DPF温度)。配置空燃比传感器20以检测主排气通道9在DPF 13出口侧的排气的空燃比。在NOx捕集催化转化器12和DPF 13下游配置排气温度传感器也是可以接受的，以使基于排气温度间接地检测NOx捕集催化转化器12和DPF 13的温度。
基于输入信号，ECU 14基于来自用来检测发动机1运转状态的各个传感器的检测信号来测定并设定进气量Qa、燃料喷射量Qf和喷射正时IT，并基于这些信号以常规方式执行控制。因此，ECU 14向燃料喷射阀8发送燃料喷射指令信号，以控制通过燃料喷射阀8喷射的燃料的燃料喷射量和喷射正时，ECU 14向进气节流阀5发送开口度指令信号，以及向EGR阀11发送开口度指令信号，以响应于来自各个传感器的检测信号。
ECU 14具有硫中毒量推算部和硫中毒解除部，配置该硫中毒量推算部以推算NOx捕集催化传感器12的硫中毒量，配置该硫中毒解除部以当所述推算硫中毒量指示应当解除硫中毒时，通过将NOx捕集催化传感器12的温度升至能够解除硫中毒的温度来解除硫中毒。
基本上，配置ECU 14以基于燃料消耗量和机油消耗量来推算NOx捕集催化传感器12的硫中毒量。基于硫中毒的推算量解除NOx捕集催化转化器12的硫中毒。通过基于燃料消耗量和机油消耗量推算NOx捕集催化转化器的硫中毒量，发动机控制单元(ECU)14能够准确地推算催化转化器的硫中毒量，并以最佳方式解除硫中毒。
基于图2A至4，现说明NOx捕集催化转化器12。
图2A和2B示出NOx捕集催化转化器12如何捕集和释放NOx。特别地，图2A示出NOx捕集催化转化器12捕集NOx时的NOx捕集催化转化器12，而图2B示出NOx捕集催化转化器12释放NOx时的NOx捕集催化转化器12。如图2A和2B所示，NOx捕集催化转化器12包括涂布有贵金属铂(Pt)和碱土金属钡(Ba)的氧化铝(Al2O3)蜂窝状载体，所述氧化铝(Al2O3)蜂窝状载体用作NOx捕集剂。虽然在该实施方案中使用铂，但还可能使用另外的贵金属，如钯(Pd)或铑(Rh)。虽然在该实施方案中使用钡作为NOx捕集剂，但还可能使用另外的碱土金属或另外的碱金属，如铈(Cs)。如图2A所示，当所述排气的空燃比不足时，将包含于排气中的NOx(例如，NO)通过铂(Pt)氧化并以硝酸盐(硝酸钡)的形式捕集于NOx捕集剂(钡(Ba))中。同时，如图2B所示，当所述排气的空燃比充足时，捕集的NOx通过还原组分(如，HC和CO)还原(脱氧)并以净化形式释放。
图3A和3B示出NOx捕集催化转化器12的硫中毒。如图3A所示，NOx捕集催化转化器12氧化包含于排气中的硫，并以与其捕集NOx基本相同的方式将硫以硫酸盐(硫酸钡)的形式捕集于NOx捕集剂(钡(Ba))中。捕集的硫导致NOx捕集催化转化器12丧失其容纳NOx的能力(即，稳定化)。硫中毒是指由于硫的捕集而使催化转化器12稳定化的状态。排气中的硫包含来自消耗的燃料的硫和来自消耗的机油的硫。因此，为了测定硫中毒量，需要考虑来自燃料的硫和来自机油的硫两者。
随着油消耗量变得更大(即，由来自油的硫构成的硫中毒比率越大)，NOx捕集催化转化器12的催化活性水平越来越下降。因此，当执行硫中毒解除操作时，中毒解除率更低。现说明该现象的原因。
油通常包含硫(S)、钙(Ca)和其它物质。随着油消耗量变得越大(即，随着由来自油的硫构成的硫中毒比率变得更大)，包含于排气中的钙和其它物质的量也变得越大。如图3B所示，通过(1)化学吸附和(2)物理吸附将包含于排气中的部分钙(Ca)吸附到NOx捕集催化转化器12表面。这里，化学吸附是指钙以钙(Ca)或氧化钙(CaO)形式吸附到铂(Pt)表面。物理吸附是指钙(Ca)与来自排气的硫在硫氧化后以硫酸钙(CaSO4)的形式结合，由此吸附到NOx捕集催化转化器12。化学吸附强于物理吸附。这些类型的吸附并不限于钙(Ca)，类似地发生于包含于油中的其它物质(抑制剂)。
化学吸附和物理吸附引起NOx捕集催化转化器12活性的下降。更具体地，如果存在钙(Ca)化合物，铂(Pt)和NOx捕集剂(钡(Ba))之间的接触表面积将变小，因此，能够释放的硫(S)量将减少。钙(Ca)仅仅是一个实例，当铂(Pt)和NOx捕集剂(钡(Ba))之间的距离通过另外的抑制剂化合物变宽时产生相同效果。该效果将在图4中示出。
图4示出解除硫中毒时NOx捕集催化转化器12的硫释放量和中毒解除温度之间的关系。图4中，实线曲线表示当没有钙的化学或物理吸附至NOx催化转化器12时存在的关系，虚线曲线表示当钙的化学和物理吸附至NOx催化转化器12时存在的关系。
如图4所示，当没有化学或物理吸附和当有化学和物理吸附时，释放的硫量随着中毒解除温度的升高而增大。然而，对于给定的中毒解除温度，当已发生化学和物理吸附，与当没有化学或物理吸附时相比，释放的硫量更小。换言之，当发生化学和物理吸附时，硫中毒解除过程中，解除中毒率较小。如上所述，当钙和/或其它物质经历化学和物理吸附时，NOx捕集催化转化器12的催化活性降低，释放吸附到催化转化器12的硫变得更加困难。
因此，随着油消耗量变得更大(即，随着由来自油的硫构成的硫中毒率变得更大)，包含于排气中的钙和其它物质的量变得更大，并且吸附到催化转化器12的钙和其它物质的量变得更大。结果，NOx捕集催化转化器12的催化活性水平降低，并且硫中毒解除过程中达到的中毒解除率降低。
现采用图5至8说明考虑到油消耗率的对于NOx捕集催化转化器12的硫中毒解除控制。图5显示通过ECU 14执行的对于NOx捕集催化转化器12的硫中毒解除控制的流程图。
ECU 14的硫中毒量推算部执行步骤S1至S3，以推算硫中毒量，ECU 14的硫中毒解除部执行步骤S4至S10，以执行硫中毒的解除。
在步骤S1中，基于燃料喷射阀8的喷射脉宽，ECU 14通过计算累积的燃料喷射量(总和(summation))计算燃料消耗量Qfin。表示计算(累积)的燃料消耗量Qfin的数据储存于ECU 14附带的备份RAM中，并在发动机停止时保留。在步骤S9中执行硫中毒解除后，在步骤S10中将备份RAM中储存的燃料消耗量Qfin数据重新设置。
在步骤S2中，ECU 14通过基于车速传感器的输出计算累积的车辆行驶距离L(总和)以及例如由预定的变换系数乘以行驶距离L来计算油消耗量OC。表示计算的(累积的)行驶距离L的数据储存于ECU 14附带的备份RAM中，并在发动机停止时保留。在步骤S9中执行硫中毒解除后，在步骤S10中将备份RAM中储存的累积的行驶距离L数据重新设置。虽然，在该实施方案中，基于车辆行驶距离L的累积(总和)值来计算油消耗量OC，但以下也是可以接受的：在储存机油的油箱中设置油水平传感器，并基于油水平传感器检测的油水平来计算油消耗量OC(作为总和)。
在步骤S3中，ECU 14使用如下所示的等式计算NOx捕集催化转化器12的总推算硫中毒量Ssum。
Ssum＝(Kq×Qfin×Sconc.q)+(Ko×OC×Sconc.o)    (1)
Ssum：总推算硫中毒量
Qfin：燃料消耗量
OC：油消耗量
Sconc.q：燃料中的硫浓度
Sconc.o：油中的硫浓度
Kq：来自燃料的硫的吸附率
Ko：来自油的硫的吸附率
虽然在上述等式(1)中，燃料的硫浓度Sconc.q是预先设定的预定值，但也是可以接受的：使用导航***识别加注燃料的车辆的燃料加注站和基于识别的燃料加注站的信息设定燃料的硫浓度Sconc.q。类似地，油的硫浓度Sconc.o是预先设定的预定值，每次换油时设定油的硫浓度Sconc.o也是可以接受的。来自燃料的硫的吸附率Kq表示包含于消耗的燃料的吸附至NOx捕集催化转化器12的硫的比率。在该实施方案中，来自燃料的硫的吸附率Kq是固定值。
来自油的硫的吸附率Ko表示包含于消耗的油的吸附至NOx捕集催化转化器12的硫的比率。在该实施方案中，来自油的硫的吸附率Ko是固定值。
等式(1)的(Kq×Qfin×Sconc.q)部分表示已吸附到NOx捕集催化转化器12上的来自消耗的燃料的硫量，并称为“来自燃料的硫的推算量”。因此，基于来自燃料的硫的吸附率Kq、燃料消耗量Qfin和燃料的硫浓度Sconc.q来计算来自燃料的硫的推算量。等式(1)的(Ko×OC×Sconc.o)部分表示吸附于NOx捕集催化转化器12中的来自消耗的油的硫量，并称为“来自油的硫的推算量”。因此，基于来自油的硫的吸附率Ko、油消耗量OC和油的硫浓度Sconc.o计算来自油的硫的推算量。
简言之，ECU 14的硫中毒量推算部执行步骤SI到S3，因此基于来自燃料的硫推算量和来自油的硫推算量来推算总推算硫中毒量Ssum。在步骤S3中计算总推算硫中毒量Ssum后，ECU 14执行步骤S4并使用以下等式计算总推算硫中毒量Ssum的来自油的比率(来自油的硫比率Ro)。
Ro＝(Ko×OC×Sconc.o)/Ssum    (2)
在步骤S4中计算来自油的硫比率Ro后，ECU 14执行步骤S5并设定在步骤S6中执行的确定中使用的判定阙值(预定阙值)SL。判定阙值SL是用于确定是否应当执行硫中毒解除的预定阙值。更具体地，如果硫中毒量Ssum比判定阙值SL大，则ECU14执行硫中毒解除。
在步骤S5中，ECU 14使用图6所示的图(map)基于来自油的硫比率Ro确定判定阙值SL。如图6所示，该图表示判定阙值SL相对于来自油的硫比率Ro的关系，并且该关系确立为随着来自油的硫比率Ro增大，判定阙值SL变得更小。以这种方式确立该关系，以使随着来自油的硫比率Ro的变得更大(即，随着油消耗量增大)，将越早执行硫中毒解除操作并且越早解除吸附到催化转化器12的钙。以这种方式，抑制催化转化器12的催化活性的降低，并抑制硫中毒解除过程中达到的中毒解除率的降低。判定阙值SL变小，将越频繁地执行硫中毒解除。换言之，随着判定阙值SL设定为较小的值，硫中毒解除的间隔变得越短。
在步骤S5中设定判定阙值SL后，ECU 14执行步骤S6，并确定总推算硫中毒量Ssum是否比判定阙值SL大。
如果ECU 14在步骤S6中判定硫中毒量Ssum不比判定阙值SL大，则ECU 14由于将不执行硫中毒解除而终止控制回路(control loop)。
如果ECU 14在步骤S6中判定硫中毒量Ssum比判定阙值SL大，则ECU 14执行步骤S7。
在步骤S7中，ECU 14使用图7所示的图基于来自油的硫比率Ro确定中毒解除时间Timedesulf。如图7所示，该图表示中毒解除时间Timedesulf相对于来自油的硫比率Ro的关系，并且该关系确立为随着来自油的硫比率Ro变得更大，中毒解除时间Timedesulf变得更长。如前所述，随着来自油的硫比率Ro变得更大(即，随着油消耗量变得更大)，催化活性降低越多并且硫中毒解除过程中得到的中毒解除率降低越多。因此，随着来自油的硫比率Ro变得更大，将中毒解除时间Timedesulf设定为更长，以使即使在催化活性以及因此在硫中毒解除过程中达得的中毒解除率降低时，也能够可靠地解除硫中毒。
在步骤S7中设定中毒解除时间Timedesulf后，ECU 14执行步骤S8并设定中毒解除温度Tempdesulf。
在步骤S8中，ECU 14使用图8所示的图基于来自油的硫比率Ro确定中毒解除温度Tempdesulf。如图8所示，该图表示中毒解除温度Tempdesulf相对于来自油的硫比率Ro的关系，并且该关系确立为随着来自油的硫比率Ro变得更大，中毒解除温度Tempdesulf变得更高。如前所述，随着来自油的硫比率Ro变得更大(即，随着油消耗量变得更大)，催化活性降低越多，并且硫中毒解除过程中得到的中毒解除率降低越多。因此，随着来自油的硫比率Ro变得更大，将中毒解除温度Tempdesulf设定为更高，以使即使在催化活性以及因而在硫中毒解除过程中达到的中毒解除率降低时，也能可靠地解除硫中毒。中毒解除温度Tempdesulf的最小值例如为750℃。
在步骤S8中设定中毒解除温度Tempdesulf后，ECU 14执行步骤S9，并通过将NOx捕集催化转化器12的温度(催化剂温度)升高到中毒解除温度Tempdesulf来执行硫中毒解除。硫中毒解除过程中，将排气的空燃比调整为化学计量配比或充足值(richvalue)。
现解释将催化剂温度升至中毒解除温度Tempdesulf的方法。第一种方法涉及通过延迟燃料喷射正时以增加排气温度来将催化剂温度升至中毒解除温度Tempdesulf。由于延迟燃料喷射正时引起发动机转矩降低，为了补偿，需要增加燃料喷射量。在中毒解除时间Tempdesulf内，持续控制燃料喷射正时和燃料喷射量。
第二种方法涉及在压缩冲程过程中执行正常燃料喷射后，在作功冲程(power stroke)或排气冲程过程中执行额外的燃料喷射(后喷射)，以升高排气温度并将催化剂温度升至中毒解除温度Tempdesulf。根据中毒解除温度设定后喷射的喷射量。在中毒解除时间Timedesulf内持续该后喷射。
第三种方法是控制进气节流阀5和EGR阀11的开口度，从而控制排气的再循环量，以此升高排气温度并将催化剂温度升到中毒解除温度Tempdesulf。在中毒解除时间Timedesulf内持续该EGR量控制。还可以将第三种方法与第一种方法(延迟燃料喷射正时)或第二种方法(执行后喷射)组合。将催化剂温度升至中毒解除温度Tempdesulf的方法不限于这些方法。
在步骤S9中执行硫中毒解除后，ECU 14执行步骤S10，重新设定总值(即，燃料消耗量Qfin和行驶距离L)，并终止控制回路。
在该实施方案中，该装置设置有硫中毒量推算部(ECU 14)和硫中毒解除部(ECU 14)。硫中毒量推算部(ECU 14)基于燃料消耗量Qfin和油消耗量OC来推算NOx捕集催化转化器12的总推算硫中毒量Ssum。当所述推算硫中毒量指示应当解除硫中毒时，硫中毒解除部(ECU 14)通过将NOx捕集催化转化器12的温度升至能够解除硫中毒的温度Tempdesulf来进行解除硫中毒的硫中毒解除操作。结果，能够准确地推算总推算硫中毒量Ssum并以最佳的方式执行中毒解除，以保持高NOx净化率。
此外，该实施方案能够以更高准确度推算NOx捕集催化转化器12的总推算硫中毒量Ssum，这是因为硫中毒量推算部(ECU14)基于来自燃料的硫量和来自油的硫量推算总推算硫中毒量Ssum，其中来自燃料的硫量基于燃料消耗量Qfin和燃料的硫浓度Sconc.q计算，来自油的硫量基于油消耗量OC和油的硫浓度Sconc.o计算。
在该实施方案中，每次NOx捕集催化转化器12的总推算硫中毒量Ssum达到预定阈值(判定阙值SL)时，执行硫中毒解除，并且预定阈值(判定阙值SL)根据NOx捕集催化转化器的来自油的推算硫量与总推算硫中毒量的比率(即，来自油的硫比率Ro)而改变。结果，能够以有效的方式完成硫中毒解除，该硫中毒解除考虑了由来自油的硫比率Ro变化引起的中毒解除率的变化。此外，通过根据可变中毒解除率的变化执行硫中毒解除，还能够防止过度解除，因此，可以抑制催化转化器12的热劣化和排气劣化。
在该实施方案中，随着NOx捕集催化转化器的来自油的推算硫量与总推算硫中毒量Ssum的比率变得更大(即，来自油的硫比率Ro变得更大)，将预定阈值(判定阙值SL)设定得更小。结果，当来自油的硫比率Ro增大时能够缩短硫中毒解除的间隔并且能够抑制由来自油的硫比率Ro的增大导致的中毒解除率的降低。
在该实施方案中，执行硫中毒解除的中毒解除时间Timedesulf根据NOx捕集催化转化器的来自油的推算硫量与总推算硫中毒量的比率(即，来自油的硫比率Ro)而变化。结果，考虑到由来自油的硫比率Ro变化引起的中毒解除率的变化，能够以有效的方式完成硫中毒解除。
在该实施方案中，随着NOx捕集催化转化器的来自油的推算硫量与总推算硫中毒量Ssum的比率变得更大(即，来自油的硫比率Ro变得更大)，将中毒解除时间Timedesulf设定得更长。结果，即使由于来自油的硫比率Ro增大引起中毒解除率下降，也能够可靠地解除硫中毒，这是因为低解除率能够通过延长中毒解除时间来补偿。
在该实施方案中，执行硫中毒解除的中毒解除温度Tempdesulf根据NOx捕集催化转化器12的总推算硫中毒量Ssum的由来自油的硫构成的硫量(来自油的硫比率Ro)而变化。结果，考虑到由来自油的硫比率Ro的变化引起的中毒解除率的变化，能够以有效方式完成硫中毒解除，并能防止过度解除，以使抑制催化转化器12的热劣化。
在该实施方案中，随着NOx捕集催化转化器的来自油的推算硫量与总推算硫中毒量Ssum的比率变得更大(即，来自油的硫比率Ro变得更大)，将中毒解除温度Tempdesulf设定得更高。结果，即使由于来自油的硫比率Ro增大引起中毒解除率下降，也能够可靠地解除硫中毒，这是因为低解除率能够通过升高中毒解除温度来补偿。
术语的一般解释
为了理解本发明的范围，本文中所用到的术语“包括”及其派生词意欲为具体说明所陈述的特征、元件、组件、组、整数和/或步骤存在的开放性术语，而不排除其它未陈述的特征、元件、组件、组、整数和/或步骤的存在。上述也适用于具有类似意思的词语如术语“包含”、“具有”以及它们的派生词。同样地，术语“部件(part)”、“部(section)”、“部份(portion)”、“构件”或“元件”当以单数使用时可以具有单数份或复数份的双重意思。本文用于描述通过组件、部或设备等执行的操作或功能的术语“检测”，包括不要求物理检测的组件、部或设备等，但更包含测定、测量、建模、预测或计算等以执行操作或功能。本文描述设备的组件、部或部件使用的术语“配置”包括构造和/或编程以进行所期望功能的硬件和或软件。本文所用程度术语如“基本上”、“约”和“大约”意指使最终结果不明显改变的修饰术语的合理的偏差量。
虽然仅选择了选定实施方案说明本发明，但本领域技术人员由本公开内容可显而易见的是，在不背离所附权利要求书所定义的本发明的范围内，可以做出各种改变和修改。例如，虽然本实施方案中所述内燃机是压缩点火式柴油发动机，但本发明并不局限于此类发动机，并且还可接受使用电火花点火式汽油发动机。在该实例中，将火花塞面向燃烧室配置，并且在硫中毒解除过程中，可以将催化剂温度升至能够通过延迟点火正时和升高排气温度来解除硫中毒的温度。另外，一个元件的尺寸、功能可以通过两个来进行，反之亦然。一个实施方案的结构和功能可以在其它实施方案中采用。不需要在特定实施方案中同时存在全部优点。区别于现有技术的每个特征单独或与其它特征组合，也应当被认为是本申请人另外发明的单独说明，包括由一种或多种该特征体现的结构性和/或功能性构思。因此，根据本发明实施方案的以上描述仅供说明，而不是为了限定如所附权利要求书及其等同形式所定义的本发明的目的。

Claims (12)

1.一种内燃机排气净化装置，其包括：
NOx捕集催化转化器，其配置于排气通道中，当所述排气的空燃比不足时，所述NOx捕集催化转化器捕集包含于流过所述排气通道的排气中的NOx，以及当所述排气的空燃比充足时，所述NOx捕集催化转化器释放捕集的NOx；
硫中毒量推算部，其基于燃料消耗量、机油消耗量、燃料中的硫浓度和机油中的硫浓度，推算所述NOx捕集催化转化器的硫中毒的推算硫中毒量；和
硫中毒解除部，其基于所述推算硫中毒量将所述NOx捕集催化转化器的温度升至硫中毒解除温度，以从所述NOx捕集催化转化器解除硫中毒，每次所述推算硫中毒量达到预定阈值时，所述硫中毒解除部执行硫中毒解除操作，所述预定阈值根据所述NOx捕集催化转化器中来自机油的硫推算量与所述推算硫中毒量的硫比率而变化。
2.根据权利要求1所述的内燃机排气净化装置，其中
所述预定阈值设定为随着来自机油的所述硫推算量变得更大，所述预定阈值变得更小。
3.一种内燃机排气净化装置，其包括：
NOx捕集催化转化器，其配置于排气通道中，当所述排气的空燃比不足时，所述NOx捕集催化转化器捕集包含于流过所述排气通道的排气中的NOx，以及当所述排气的空燃比充足时，所述NOx捕集催化转化器释放捕集的NOx；
硫中毒量推算部，其基于燃料消耗量、机油消耗量、燃料中的硫浓度和机油中的硫浓度，推算所述NOx捕集催化转化器的硫中毒的推算硫中毒量；和
硫中毒解除部，其基于所述推算硫中毒量将所述NOx捕集催化转化器的温度升至硫中毒解除温度，以从所述NOx捕集催化转化器解除硫中毒，所述硫中毒解除部根据所述NOx捕集催化转化器中来自机油的硫推算量与所述推算硫中毒量的硫比率来改变执行硫中毒解除操作的硫中毒解除时间。
4.根据权利要求3所述的内燃机排气净化装置，其中
所述硫中毒解除部将所述硫中毒解除时间设定为随着所述硫比率变得更大，所述硫中毒解除时间变得更长。
5.一种内燃机排气净化装置，其包括：
NOx捕集催化转化器，其配置于排气通道中，当所述排气的空燃比不足时，所述NOx捕集催化转化器捕集包含于流过所述排气通道的排气中的NOx，以及当所述排气的空燃比充足时，所述NOx捕集催化转化器释放捕集的NOx；
硫中毒量推算部，其基于燃料消耗量、机油消耗量、燃料中的硫浓度和机油中的硫浓度，推算所述NOx捕集催化转化器的硫中毒的推算硫中毒量；和
硫中毒解除部，其基于所述推算硫中毒量将所述NOx捕集催化转化器的温度升至硫中毒解除温度，以从所述NOx捕集催化转化器解除硫中毒，所述硫中毒解除部根据所述NOx捕集催化转化器中来自机油的硫推算量与所述推算硫中毒量的硫比率来改变用于硫中毒解除操作的硫中毒解除温度。
6.根据权利要求5所述的内燃机排气净化装置，其中
所述硫中毒解除部将硫中毒解除温度设定为随着所述硫比率变得更大，所述硫中毒解除温度变得更高。
7.一种排气净化方法，其包括：
基于燃料消耗量、机油消耗量、燃料中的硫浓度和机油中的硫浓度，推算配置于排气通道的NOx捕集催化转化器的硫中毒的推算硫中毒量；和
基于所述推算硫中毒量，通过将所述NOx捕集催化转化器的温度升至硫中毒解除温度从所述NOx捕集催化转化器解除硫中毒，
所述的从所述NOx捕集催化转化器解除所述硫中毒进一步包含每次所述推算硫中毒量达到预定阈值时执行硫中毒解除操作，所述预定阈值根据所述NOx捕集催化转化器中来自机油的硫推算量与所述推算硫中毒量的硫比率而变化。
8.根据权利要求7所述的排气净化方法，其中
所述预定阈值设定为随着来自机油的所述硫推算量变得更大，所述预定阈值变得更小。
9.一种排气净化方法，其包括：
基于燃料消耗量、机油消耗量、燃料中的硫浓度和机油中的硫浓度，推算配置于排气通道的NOx捕集催化转化器的硫中毒的推算硫中毒量；和
基于所述推算硫中毒量，通过将所述NOx捕集催化转化器的温度升至硫中毒解除温度从所述NOx捕集催化转化器解除硫中毒，
所述的从所述NOx捕集催化转化器解除所述硫中毒进一步包含根据所述NOx捕集催化转化器中来自机油的硫推算量与所述推算硫中毒量的硫比率来改变执行硫中毒解除操作的硫中毒解除时间。
10.根据权利要求9所述的排气净化方法，其中
所述的从所述NOx捕集催化转化器解除所述硫中毒进一步包含将硫中毒解除时间设定为随着所述硫比率变得更大，所述硫中毒解除时间变得更长。
11.一种排气净化方法，其包括：
基于燃料消耗量、机油消耗量、燃料中的硫浓度和机油中的硫浓度，推算配置于排气通道的NOx捕集催化转化器的硫中毒的推算硫中毒量；和
基于所述推算硫中毒量，通过将所述NOx捕集催化转化器的温度升至硫中毒解除温度从所述NOx捕集催化转化器解除硫中毒，
所述的从所述NOx捕集催化转化器解除所述硫中毒进一步包含根据所述NOx捕集催化转化器中来自机油的硫推算量与所述推算硫中毒量的硫比率来改变用于硫中毒解除操作的硫中毒解除温度。
12.根据权利要求11所述的排气净化方法，其中
所述的从所述NOx捕集催化转化器解除所述硫中毒进一步包含将所述硫中毒解除温度设定为随着所述硫比率变得更大，所述硫中毒解除温度变得更高。
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