CN104136728A - 内燃机的排气控制装置 - Google Patents

Abstract

内燃机的排气控制装置对在排气路径(215)上具备排气净化催化剂(216)的内燃机(200)的排气动作进行控制。内燃机的排气控制装置具备：预热单元，进行排气净化催化剂的预热；及氧供给单元(220、221)，在预热结束后，向排气净化催化剂供给氧。由此，能够使在预热时吸附于排气净化催化剂的硫适宜地脱离。因此，能够抑制因硫包覆而排气净化催化剂的净化能力下降的情况。

Description

内燃机的排气控制装置

技术领域

本发明涉及对搭载于例如机动车等车辆的内燃机的排气动作进行控制的内燃机的排气控制装置的技术领域。

背景技术

在这种内燃机的排气通路上配置有能够将排气中的HC、CO、NO这3个成分同时净化的三元催化剂。三元催化剂被认为通常在未成为活性化温度以上时无法发挥适当的净化能力。因此，在发动机冷起动时等，进行使通过催化剂的排气的温度上升而使催化剂温度早期到达活性化温度的所谓催化剂的预热操作。在这样的催化剂的预热操作中，监视催化剂的温度，在催化剂到达活性化温度的时刻停止预热操作(例如，参照专利文献1)。

另外，已知三元催化剂因长时间进行净化而老化。因此，在混合动力车辆中，提出了通过马达强制性地使内燃机旋转，由此向三元催化剂供给还原剂的技术(例如，参照专利文献2)。

另一方面，例如为了提高燃油经济性，使用暂时停止燃料向内燃机的供给的燃料切断这样的技术(例如，参照专利文献3)。在进行燃料切断的情况下，在燃料停止期间超过了规定的期间时，将空燃比设为浓，由此能够抑制催化剂的净化能力的下降(例如，参照专利文献4)。而且，在催化剂的温度为高温的情况下，暂时不进行燃料切断，由此能够抑制催化剂的老化(例如，参照专利文献5)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开H07-229419号公报

专利文献2：日本特开2006-266115号公报

专利文献3：日本特开2005-291206号公报

专利文献4：日本特开2005-233115号公报

专利文献5：日本特开2005-337171号公报

发明内容

发明要解决的课题

内燃机使用的燃料存在包含硫作为其成分的情况。燃料中的硫例如作为SOx而吸附于三元催化剂的催化剂涂层材料，但是在此状态下进行催化剂预热操作时，从催化剂涂层材料脱离的硫吸附于催化剂上的贵金属，催化剂活性可能会下降。尤其是吸附于贵金属的硫即使在比较高温的情况下也不会脱离，因此即使在预热后，催化剂活性也会持续下降。这样，在对催化剂进行预热操作的技术中，在燃料中含有硫的情况下，存在由于该吸附而预热后的净化能力下降这样的技术问题。

本发明鉴于上述的问题而作出，课题在于提供一种能够使吸附于催化剂的硫适宜地脱离的内燃机的排气控制装置。

用于解决课题的方案

本发明的内燃机的排气控制装置为了解决上述课题，所述内燃机在排气路径上具备排气净化催化剂，其具备：预热单元，进行所述排气净化催化剂的预热；及氧供给单元，在所述预热结束后，向所述排气净化催化剂供给氧。

本发明的内燃机的排气控制装置对在排气路径上具备排气净化催化剂的内燃机的排气动作进行控制。需要说明的是，本发明的内燃机构成作为例如对车辆的驱动轴能够供给动力的动力要素，可采用不管例如燃料类别、燃料的供给方式、燃料的燃烧方式、吸排气系统的结 构及气缸排列等如何的各种方式。而且，本发明的排气净化催化剂是至少能够对排气中含有的硫(S)进行净化的催化剂。排气净化催化剂例如在载体上具备铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)等贵金属而构成。

在本发明的内燃机的排气控制装置的动作时，首先通过预热单元进行排气净化催化剂的预热。预热单元通过例如使内燃机的点火时期延迟等方法，使通过排气净化催化剂的排气的温度上升，从而使排气净化催化剂早期到达活性化温度。由此，即使在内燃机的冷起动时等，也能够有效地将排气净化。排气净化催化剂的预热有时伴随着例如内燃机的输出下降引起的运转性及燃油经济性的恶化等情况，因此排气净化催化剂到达活性化温度后迅速地使其结束。

在此，作为燃料的成分而含有的硫在燃料的燃烧后作为SOx(硫氧化物)而向排气路径放出，吸附于排气净化催化剂。由吸附于排气净化催化剂的硫例如在450℃左右脱离。因此，上述的排气净化催化剂的预热前吸附的硫通过预热而脱离。

然而，根据本发明人的研究，因预热而脱离的硫在浓气氛下吸附于排气净化催化剂的贵金属。并且，这样吸附于排气净化催化剂的贵金属的硫在浓气氛下，在到达极高温(例如，700℃以上)之前不脱离。因此，若假设不实施任何对策，则即使在预热结束后，硫也仍吸附于排气净化催化剂，成为使排气净化催化剂的净化能力下降的原因。

在此，在本发明中，尤其是在排气净化催化剂的预热结束后，通过氧供给单元，向排气净化催化剂供给氧。这样，若向预热结束后的排气净化催化剂供给氧，则即便不是上述的700℃以上的高温，也能够将吸附于贵金属的硫氧化而作为SO₂脱离。由此，能够防止预热结束后的排气净化催化剂的净化能力因吸附的硫而下降的情况。

需要说明的是，向排气净化催化剂供给的氧即便不是极高浓度的 氧(例如是大气程度的氧)，也能够相应地得到上述的效果。

如以上说明那样，根据本发明的内燃机的排气控制装置，能够使吸附于排气净化催化剂的硫适宜地脱离。

在本发明的内燃机的排气控制装置的一方案中，所述氧供给单元包含以下单元中的至少1个单元：使燃料向内燃机的供给暂时停止的燃料供给停止单元；利用来自电动机的动力使所述内燃机旋转的电动机驱动单元；及利用与向内燃机供给的混合气的路径不同的路径来供给空气的二次空气供给单元。

根据该方案，在氧供给单元包含燃料供给停止单元的情况下，暂时停止燃料向内燃机的供给(进行所谓的燃料切断)，由此将排气净化催化剂中不包含燃料(即，氧浓度高)的空气向排气净化催化剂供给。

另外，在氧供给单元包含电动机驱动单元的情况下，停止的内燃机借助来自电动机的动力而旋转(进行所谓的电动机驱动)，由此将排气净化催化剂中不包含燃料的空气向排气净化催化剂供给。

另外，在氧供给单元包含二次空气供给单元的情况下，例如利用与向内燃机供给混合气的路径不同的路径，从构成为气泵的二次空气供给单元向排气净化催化剂供给空气。

如以上那样，根据本方案，对于预热后的排气净化催化剂能够可靠地供给氧。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，所述内燃机的排气控制装置具备催化剂床温检测单元，所述催化剂床温检测单元检测所述排气净化催化剂的床温，在所述排气净化催化剂的床温处于已 吸附的Sox要脱离的温度以上的规定区域的情况下，所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧。

根据该方案，在通过氧供给单元向排气净化单元供给氧之前，通过催化剂床温检测单元检测排气净化催化剂的床温。并且，在检测到的温度为吸附于排气净化催化剂的Sox要脱离的温度以上的规定区域的情况下，通过氧供给单元向排气净化单元供给氧。需要说明的是，这里的“规定区域”是用于判定是否向排气净化催化剂供给氧的值，设定为能够使SOx有效地脱离且能够减少排气净化催化剂的老化那样的温度域。

通过如上述那样供给氧，由排气净化催化剂的硫即便不是例如700℃以上的高温也脱离。然而，在排气净化催化剂的床温极低的情况下(例如，400℃以下)，即使供给氧也难以有效地使其脱离。而且相反，在排气净化催化剂的床温极高的情况下(例如，800℃以上)，因供给氧可能会促进排气净化催化剂的老化。

然而，在本方案中，由于在排气净化催化剂的床温为规定区域的情况下供给氧，因此能够避免上述的不良情况。因此，能够更适宜地使吸附于排气净化催化剂的硫脱离。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，在所述内燃机的间歇停止时，所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧。

根据该方案，在通过氧供给单元向排气净化催化剂供给氧时，内燃机间歇停止(即，可视为在混合动力车辆等中暂时使发动机的运转停止的状态)。因此，在内燃机中不会产生因燃料燃烧而产生的排气，能够容易地将浓度比较高的氧向排气净化催化剂供给。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，所述内燃机的 排气控制装置具备空燃比检测单元，所述空燃比检测单元检测所述排气净化催化剂内的空燃比，在所述排气净化催化剂内的空燃比为浓气氛的情况下，所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧。

根据该方案，在通过氧供给单元向排气净化单元供给氧之前，通过空燃比检测单元检测排气净化催化剂内的空燃比。并且，在检测到的空燃比为浓气氛的情况下，通过氧供给单元向排气净化单元供给氧。需要说明的是，这里的“浓气氛”是指燃料的比率高于理想空燃比(即，理想配比状态)的状态。

在此，在氧供给前的排气净化催化剂内的空燃比不是浓气氛的情况下(即，为稀气氛的情况下)，供给氧引起的硫脱离效果可能会下降。根据本方案，能够防止这样的状况，因此能够使吸附于排气净化催化剂的硫有效地脱离。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，所述内燃机的排气控制装置具备浓气氛化单元，所述浓气氛化单元在通过所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧之前将所述排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。

根据该方案，在氧供给前的排气净化催化剂内的空燃比不是浓气氛的情况下，通过浓气氛化单元，强制性地使排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。由此，能够有效地使吸附于排气净化催化剂的硫脱离。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，所述内燃机的排气控制装置具备：空燃比检测单元，检测所述排气净化催化剂内的空燃比；及氧浓度检测单元，检测所述排气净化催化剂内的氧浓度，在所述排气净化催化剂内的空燃比为稀气氛且所述排气净化催化剂内的氧浓度为规定值以上的情况下，所述氧供给单元停止氧向所述排气 净化催化剂的供给。

根据该方案，在通过氧供给单元向排气净化单元供给氧时，通过空燃比检测单元来检测排气净化催化剂内的空燃比。而且，通过氧浓度检测单元来检测排气净化催化剂内的氧浓度。并且，在检测到的空燃比为稀气氛且排气净化催化剂内的氧浓度为规定浓度以上的情况下，使氧供给单元向排气净化单元供给氧停止。需要说明的是，这里的“规定浓度”是用于判定是否停止氧供给单元进行的氧的供给的阈值，设定为能够使吸附于排气净化催化剂的硫充分脱离的氧浓度的值。

根据上述的结构，无论吸附于排气净化催化剂的硫是否充分脱离，都能够防止继续进行氧的供给。因此，能够更加适宜地使吸附于排气净化催化剂的硫脱离。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，所述内燃机的排气控制装置具备：第二排气净化催化剂，相比所述排气净化催化剂设置在所述排气路径的后段；及流入空气量检测单元，检测在由所述氧供给单元进行的氧的供给中向所述第二排气净化催化剂流入的流入空气量，在所述流入空气量达到了规定量的情况下，所述氧供给单元停止氧向所述排气净化催化剂的供给。

根据该方案，在比排气净化催化剂靠排气路径的下游侧(即，从排气净化催化剂观察时与内燃机相反的一侧)，设置第二排气净化催化剂。第二排气净化催化剂构成为例如床下催化剂，对于由排气净化催化剂无法净化或无法净化完全的物质进行净化。

在本方案中，当通过氧供给单元开始氧向排气净化单元的供给时，通过流入空气量检测单元，检测向第二排气净化催化剂流入的流入空气量。并且，在检测到的流入空气量为规定量以上时，停止氧供给单元向排气净化单元供给氧。需要说明的是，这里的“规定量”是用于 判定是否停止氧供给单元进行的氧的供给的阈值，以对应于能够使吸附于排气净化催化剂的硫充分脱离的流入空气量的方式设定。

根据上述的结构，能够防止无论吸附于排气净化催化剂的硫是否充分脱离都持续进行氧的供给的情况。因此，能够更适宜地使吸附于排气净化催化剂的硫脱离。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，所述内燃机的排气控制装置具备第二浓气氛化单元，所述第二浓气氛化单元在由所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧结束后，将所述排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。

根据该方案，当氧供给单元向排气净化催化剂供给氧结束时，通过第二浓气氛化单元，将排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。这样的话，在氧的供给结束之后的内燃机的运转中，能够防止NOx(氮氧化物)的排出量增加的情况。

在上述的具备第二浓气氛化单元的方案中，所述第二浓气氛化单元也可以通过在所述内燃机间歇停止后再起动时使燃料的喷射量增加，而将所述排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。

这种情况下，在氧供给单元向排气净化催化剂供给氧之后，在内燃机间歇停止后再起动时，燃料的喷射量比通常增加。即，在进行了氧的供给之后的内燃机的再起动时，与通常的(即，未进行氧供给单元进行的氧的供给的情况下的)再起动时相比，喷射更多的燃料。这样的话，能够可靠地将排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。因此，在氧的供给结束之后的内燃机的运转中，能够防止NOx的排出量增加的情况。

在上述的内燃机的再起动时使燃料的喷射量增加的方案中，可以 是，所述内燃机的排气控制装置具备氧量检测单元，所述氧量检测单元检测通过所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给的氧量，所述第二浓气氛化单元基于所述检测到的氧量，对所述燃料的喷射量的增加量进行校正。

这种情况下，通过氧供给单元向排气净化催化剂供给的氧量由氧量检测单元检测。并且，内燃机在间歇停止后再起动时喷射的燃料的增加量基于检测到的氧量来校正。这样的话，能够将在内燃机的再起动时喷射的燃料的量校正为适当的值(即，能够将排气净化催化剂内的空燃比可靠地形成为浓气氛的值)。因此，在氧的供给结束之后的内燃机的运转中，能够适宜地防止NOx的排出量增加。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，所述排气净化催化剂是三元催化剂。

根据该方案，排气净化催化剂构成为能够对排气中的HC(烃)、CO(一氧化碳)、NOx进行净化的三元催化剂。在该三元催化剂中，如上述那样，即使在预热后也会发生硫仍吸附于贵金属的情况。因此，通过在预热后供给氧，而能够可靠地使硫脱离，防止净化能力的下降。

在本发明的内燃机的排气控制装置的另一方案中，所述内燃机的排气控制装置具备：转速检测单元，检测所述内燃机的转速；及负荷检测单元，检测所述内燃机的负荷，所述氧供给单元基于所述内燃机的转速及所述内燃机的负荷，而开始氧向所述排气净化催化剂的供给。

根据该方案，在通过氧供给单元向排气净化单元供给氧之前，通过转速检测单元来检测内燃机的转速。而且，通过负荷检测单元来检测内燃机的负荷。并且，在氧供给单元中，基于检测到的内燃机的转速及负荷，来判定是否开始氧向排气净化催化剂的供给。

具体而言，氧供给单元在向排气净化催化剂的氧的供给引起而内燃机的运转未出现障碍的程度那样内燃机的转速及负荷的各自的值低的情况下，开始氧向排气净化催化剂的供给。这样的话，能够防止搭载内燃机的车辆的不良情况的发生或驾驶性能的下降，并使吸附于排气净化催化剂的硫脱离。

本发明的作用及其他的优点通过如下说明的用于实施发明的方式明确可知。

附图说明

图1是概念性地表示混合动力车辆的结构的简要结构图。

图2是概念性地表示混合动力驱动装置的结构的简要结构图。

图3是表示发动机的结构的简要结构图。

图4是表示内燃机的排气控制装置中的到氧供给控制开始之前的动作的流程图。

图5是表示预热前及预热后的三元催化剂的状态的概念图。

图6是表示内燃机的排气控制装置中的氧供给控制执行时的动作的流程图。

图7是表示氧供给前及氧供给时的三元催化剂的状态的概念图。

图8是表示比较例的内燃机的排气控制装置的动作时的各种参数的变化的时间图。

图9是表示实施方式的内燃机的排气控制装置的动作时的各种参数的变化的时间图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。

<装置结构>

首先，关于搭载本实施方式的内燃机的排气控制装置的混合动力车辆的整体结构，参照图1进行说明。在此，图1是概念性地表示混 合动力车辆的结构的简要结构图。

在图1中，本实施方式的混合动力车辆1具备混合动力驱动装置10、PCU(Power Control Unit)11、蓄电池12、油门开度传感器13、车速传感器14及ECU(Electronic Control Unit)100。

ECU100是电子控制单元，具备CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)等，能够控制混合动力车辆1的各部的动作。ECU100按照存储在例如ROM等中的控制程序，能够执行混合动力车辆1中的各种控制。ECU100构成本发明的“内燃机的排气控制装置”的一部分。

PCU11将从蓄电池12取出的直流电力转换成交流电力而向后述的电动发电机MG1及电动发电机MG2供给。而且，包含能够将由电动发电机MG1及电动发电机MG2发出的交流电力转换成直流电力而向蓄电池12供给的未图示的逆变器。即，PCU11是电力控制单元，能够控制蓄电池12与各电动发电机之间的电力的输入输出、或各电动发电机相互间的电力的输入输出(即，这种情况下，不经由蓄电池12而在各电动发电机相互之间进行电力的交接)。PCU11成为与ECU100电连接且由ECU100控制其动作的结构。

蓄电池12是作为用于使电动发电机MG1及电动发电机MG2进行动力运转的电力的电力供给源发挥功能的能够充电的蓄电单元。蓄电池12的蓄电量在ECU100等中能够检测。

油门开度传感器13是能够检测混合动力车辆1的未图示的油门踏板的操作量即油门开度Ta的传感器。油门开度传感器13与ECU100电连接，检测到的油门开度Ta由ECU100以固定或不固定的周期参照。

车速传感器14是能够检测混合动力车辆1的车速V的传感器。车 速传感器14与ECU100电连接，检测到的车速V由ECU100以固定或不固定的周期参照。

混合动力驱动装置10是作为混合动力车辆1的动力传动系统发挥功能的动力单元。在此，参照图2，说明混合动力驱动装置10的详细结构。在此，图2是概念性地表示混合动力驱动装置的结构的简要结构图。

在图2中，混合动力驱动装置10主要具备发动机200、动力分割机构300、电动发电机MG1(以下，适当简称为“MG1”)、电动发电机MG2(以下，适当简称为“MG2”)、输入轴400、驱动轴500、减速机构600。

发动机200是作为本发明的“内燃机”的一例的汽油发动机，作为混合动力车辆1的主要的动力源发挥功能。在此，参照图3，说明发动机200的详细结构。在此，图3是例示发动机的一剖面结构的示意图。

需要说明的是，本发明中的“内燃机”是包括如下发动机的概念：具有至少1个气缸，在该气缸内部的燃烧室中，将包含例如汽油、轻油或醇等各种燃料的混合气燃烧时产生的力适当经由例如活塞、连杆及曲轴等物理性的或机械性的传递单元而能够作为驱动力取出。只要满足上述概念即可，本发明的内燃机的结构没有限定为发动机200的结构而可以具有各种方式。而且，发动机200是在与纸面垂直的方向上直列地排列有多个气缸201而成的发动机，但是各个气缸201的结构相互等同，因此在图3中仅对于一个气缸201进行说明。

在图3中，发动机200构成为：在气缸201内经由火花塞(标号省略)的一部分向燃烧室露出而成的点火装置202进行的点火动作来使混合气燃烧，并能够将对应于上述燃烧的爆发力而产生的活塞203 的往复运动经由连杆204转换成曲轴205的旋转运动。

在曲轴205附近设置有对曲轴205的旋转位置(即，曲轴角)进行检测的曲轴位置传感器206。该曲轴位置传感器206与ECU100(未图示)电连接，在ECU100中，基于从该曲轴位置传感器206输出的曲轴角信号，算出发动机200的发动机转速NE。

在发动机200中，从外部吸入的空气通过吸气管207，经由吸气口210而在进气门211的开阀时被导向气缸201内部。另一方面，喷射器212的燃料喷射阀向吸气口210露出，对于吸气口210能够喷射燃料。从喷射器212喷射的燃料在进气门211的开阀时期的前后与吸入空气混合，成为上述的混合气。

燃料积存于未图示的燃料罐，通过未图示的供给泵的作用，经由未图示的输送管向喷射器212供给。在气缸201内部燃烧后的混合气成为排气，在与进气门211的开闭连动地开闭的排气门213的开阀时经由排气口214被导向排气管215。

另一方面，在吸气管207中的吸气口210的上游侧配置有能够调节经由未图示的滤清器导入的吸入空气的吸入空气量的节气门208。该节气门208由与ECU100电连接的节气门马达209来控制其驱动状态。需要说明的是，ECU100基本上以得到与未图示的油门踏板的开度(即，上述的油门开度Ta)对应的节气门开度的方式控制节气门马达209，但是也可以经由节气门马达209的动作控制不介有驾驶员的意思地调整节气门开度。即，节气门208构成为一种电子控制式节气门。

在排气管215设有作为本发明的“排气净化催化剂”的一例的三元催化剂216。三元催化剂216是对从发动机200排出的排气中的NOx(氮氧化物)进行还原的同时能够将排气中的CO(一氧化碳)及HC(烃)氧化的催化剂装置。而且，本实施方式的三元催化剂216能够 吸附S(硫)。需要说明的是，催化剂装置可采用的方式没有限定为这样的三元催化剂，例如也可以取代三元催化剂或者包括三元催化剂地设置NSR催化剂(NOx吸留还原催化剂)或氧化催化剂的各种催化剂。

在排气管215中的比三元催化剂216靠上游侧设有空燃比传感器217。空燃比传感器217是本发明的“空燃比检测单元”的一例，能够检测排气的空燃比。而且，在排气管215中的比三元催化剂216靠下游侧设有O2传感器218。O2传感器218是本发明的“氧浓度检测单元”的一例，能够检测排气的氧浓度。所述空燃比传感器217及O2传感器218分别与ECU100电连接，检测到的空燃比及冷却水温分别由ECU100以固定或不固定的检测周期把握。

在排气管215中的比O2传感器靠下游侧设有床下催化剂219。床下催化剂219是本发明的“第二排气净化催化剂”的一例，对于由三元催化剂216无法净化或无法净化完全的物质进行净化。

在排气管215中的排气口214的周边连接有二次空气供给管220。在二次空气供给管220设有气泵221，对于排气管215能够供给二次空气。需要说明的是，在此的二次空气供给管220及气泵221作为本发明的“氧供给单元”的一例发挥功能。

返回图2，电动发电机MG1是具备将电能转换成动能的动力运转功能和将动能转换成电能的再生功能的电动发电机。电动发电机MG2与电动发电机MG1同样是具备将电能转换成动能的动力运转功能和将动能转换成电能的再生功能的电动发电机。需要说明的是，电动发电机MG1及MG2构成为例如同步电动发电机，具有例如如下结构：具备在外周面具有多个永久磁铁的转子、卷绕有形成旋转磁场的三相线圈的定子，但是电动发电机MG1及MG2也可以具有其他的结构。

动力分割机构300具备：在中心部设置的太阳齿轮S1；在太阳齿 轮S1的外周呈同心圆状设置的齿圈R1；配置在太阳齿轮S1与齿圈R1之间而在太阳齿轮S1的外周进行自转及公转的多个行星齿轮P1；对这各行星齿轮的旋转轴进行轴支承的行星轮架C1。

在此，太阳齿轮S1经由太阳齿轮轴310而与MG1的转子RT1连结，其转速与MG1的转速Nmg1(以下，适当称为“MG1转速Nmg1”)等价。而且，齿圈R1经由离合器710、驱动轴500及减速机构600而与MG2的转子RT2结合，其转速与MG2的转速Nmg2(以下，适当称为“MG2转速Nmg2”)处于唯一的关系。而且，行星轮架C1与连结在发动机200的前述的曲轴205上的输入轴400连结，其转速与发动机200的发动机转速NE等价。需要说明的是，在混合动力驱动装置10中，MG1转速Nmg1及MG2转速Nmg2分别由解析器等的旋转传感器以固定的周期检测，并以固定或不固定的周期向ECU100送出。

另一方面，驱动轴500经由包含各种减速齿轮及差动齿轮的作为减速装置的减速机构600而与分别驱动混合动力车辆1的驱动轮即右前轮FR及左前轮FL的驱动轴SFR及SFL连结。因此，从电动发电机MG2向驱动轴500供给的马达转矩Tmg2经由减速机构600向各驱动轴传递，经由各驱动轴传递的来自各驱动轮的驱动力同样地经由减速机构600及驱动轴500向电动发电机MG2输入。因此，MG2转速Nmg2与混合动力车辆1的车速V处于唯一的关系。

动力分割机构300在上述结构下，将从发动机200经由曲轴205向输入轴400供给的发动机转矩Te通过行星轮架C1和行星齿轮P1以规定的比率(与各齿轮相互间的齿轮比对应的比率)向太阳齿轮S1及齿圈R1分配，能够将发动机200的动力分割为双系统。

<动作说明>

接下来，关于本实施方式的内燃机的排气控制装置的动作及由此得到的效果，参照图4至图9进行说明。以下，首先参照图4来说明 本实施方式特有的氧供给控制开始之前的处理。在此，图4是表示内燃机的排气控制装置中的氧供给控制开始之前的动作的流程图。

在图4中，在本实施方式的内燃机的排气控制装置的动作时，首先在点火装置为ON(接通)时(步骤S101为“是”)，检测三元催化剂216的温度，判定检测温度Tc是否小于阈值Tc1(步骤S102)。需要说明的是，阈值Tc1是用于判定发动机200的低温起动的阈值，设定为例如三元催化剂216的活性温度(例如，400℃)的值。三元催化剂216的温度由例如设于三元催化剂216的温度传感器等检测。或者可以根据向三元催化剂216流入的空气的温度等来算出(推定)三元催化剂216的温度。

在此，在三元催化剂216的温度Tc小于阈值Tc1时(步骤S102为“是”)，开始用于使三元催化剂216的净化能力迅速上升的预热控制(步骤S103)。在预热控制中，例如ECU100使发动机200的点火时期延迟，由此使通过三元催化剂216的排气的温度上升。由此，即使在发动机200的冷起动时等，也能够有效地对排气进行净化。

当预热控制开始时，再次检测三元催化剂216的温度，判定检测温度Tc是否超过阈值Tc2(步骤S104)。需要说明的是，阈值Tc2是用于判定是否结束预热控制的阈值，设定为通过后述的氧供给控制能够使吸附于三元催化剂216的硫脱离的程度那样高的温度(例如450℃)。在检测温度Tc超过阈值Tc2时(步骤S104为“是”)，预热控制结束(步骤S105)。

在此，关于预热控制前及预热控制后的三元催化剂216的状态，参照图5进行说明。在此，图5是表示预热前及预热后的三元催化剂的状态的概念图。需要说明的是，在图5中，为了便于说明，省略硫成分以外的物质的图示。

在图5中，三元催化剂216具有载体(催化剂涂层材料)810和贵金属部820。作为发动机200的燃料的成分而包含的硫在燃料的燃烧后作为SOx向排气路径放出，由三元催化剂216吸附。

由三元催化剂216吸附的SOx在例如450℃左右脱离。因此，在预热控制前吸附的SOx通过预热控制而脱离。然而，根据本发明人的研究，通过预热控制而脱离的硫在浓气氛下吸附于三元催化剂216的贵金属部820。并且，这样由三元催化剂216的贵金属部820吸附的硫在浓气氛下，在到达极高温(例如，700℃以上)之前不脱离。因此，若假设不实施任何对策，则即使在预热控制结束后，硫也仍吸附于三元催化剂216，成为使三元催化剂216的净化能力下降的原因。

本实施方式的内燃机的排气控制装置为了使即便在上述的预热控制结束后也仍吸附于三元催化剂216的硫脱离，在预热控制结束后向三元催化剂216供给氧。关于氧供给控制，在后文详细叙述。

返回图4，当预热控制结束时，再次检测三元催化剂216的温度，判定检测温度Tc是否小于阈值Tc3(步骤S106)。需要说明的是，阈值Tc3是用于判定是否处于能够执行氧供给控制的状态的阈值，设定为能够抑制例如基于氧供给控制的三元催化剂216的老化的温度(例如，800℃)。由此，能够抑制在极高的温度下进行氧供给控制引起的三元催化剂216的老化。

在三元催化剂216的温度Tc小于阈值Tc3时(步骤S106为“是”)，判定设于排气管215的O2传感器218的输出值Oxs是否超过阈值Oxs1(步骤S107)。需要说明的是，阈值Oxs1是用于判定三元催化剂216的气氛是否为对于进行氧供给控制适当的状态的阈值，设定为能够使硫高效地脱离的浓气氛所对应的值。在O2传感器218的输出值Oxs未超过阈值Oxs1的情况下(步骤S107为“否”)，以使三元催化剂216的气氛成为浓气氛的方式执行浓校正(例如，燃料的增量)(步骤 S108)。

在O2传感器218的输出值Oxs超过阈值Oxs1时(步骤S107为“是”)，判定发动机200的转速Ne是否小于阈值Ne1(步骤S109)。而且，在发动机200的转速Ne小于阈值Ne1时(步骤S109为“是”)，判定发动机200的负荷Ed是否小于阈值Ed1(步骤S110)。

在此，在发动机200的转速Ne不小于阈值Ne1时(步骤S109为“否”)，或者在发动机200的负荷Ed不小于阈值Ed1时(步骤S110为“否”)，不开始氧供给控制。这样的话，在发动机200的转速Ne及负荷Ed比较高的状态下执行氧供给控制，由此能够防止排放物或驾驶性能的恶化。

另一方面，在发动机200的负荷Ed小于阈值Ed1时(步骤S110为“是”)，停止发动机200的运转，混合动力车辆1成为通过电动发电机MG1及MG2的动力而行驶的状态(所谓EV模式)(步骤S111)。

当发动机200成为间歇停止状态时，开始用于使吸附于三元催化剂216的硫脱离的氧供给控制(步骤S112)。

接下来，对于本实施方式特有的氧供给控制开始后的处理，参照图6进行说明。在此，图6是表示内燃机的排气控制装置中的氧供给控制执行时的动作的流程图。

在图6中，在氧供给控制时，首先，开始对于三元催化剂216的空气(即，与燃烧后排出的排气相比，含有较多的氧的大气等)的流入(步骤S201)。向三元催化剂216的空气的流入从气泵221经由空气供给管220进行。但是，可以通过气泵221以外的方法使空气流入，例如通过停止的发动机200借助来自电动发电机MG1的动力进行电动机驱动来实现，若在发动机200完全停止之前可以通过燃料切断来实 现。

在此，关于氧供给控制前及氧供给控制时的三元催化剂216的状态，参照图7进行说明。在此，图7是表示氧供给前及氧供给时的三元催化剂的状态的概念图。需要说明的是，在图7中，为了便于说明，与图5同样地省略硫成分以外的物质的图示。

在图7中，在氧供给控制前的三元催化剂216中，由于预热控制而贵金属部820成为由硫包覆的状态。对于这样的三元催化剂216若供给氧浓度比较高的空气，则在浓气氛下即便不是硫要脱离那样的高温(例如，700℃以上)，也能够将吸附与贵金属部820的硫氧化，作为SO₂而脱离。由此，能够防止预热结束后的三元催化剂216的净化能力因吸附的硫而下降的情况。

返回图6，当空气的流入开始时，开始流入空气量的累计(步骤S202)。而后，当流入空气量的累计值Gusum超过阈值Gusum1时(步骤S203为“是”)，空气的流入结束(步骤S204)。需要说明的是，阈值Gusum1是用于判定向三元催化剂216是否供给了充分量的氧的阈值，例如基于通过氧供给而得到的硫脱离效果等来预先设定。流入空气量在三元催化剂216中可以直接检测，也可以根据向床下催化剂219流入的空气量等而间接导出。

需要说明的是，在此根据流入空气量的累计值Gusum而停止空气的流入，但也可以根据例如O2传感器218的氧浓度等而使空气的流入停止。具体而言，在O2传感器218的输出值Oxs超过了规定的阈值时，只要使空气的流入停止即可。

当空气的流入停止时，发动机200再起动(步骤S205)。由此，三元催化剂216的气氛通过氧供给而从稀化的状态向浓化的方向变化。

在此，对于三元催化剂216的气氛设定氧浓度的目标值Evoxsref。氧浓度的目标值Evoxsref作为初始值而设定Evoxsref0。在本实施方式中，尤其是将该目标值Evoxsref在发动机200的再起动时向校正值Evoxsref1变更。需要说明的是，校正值Evoxsref1是比初始值Evoxsref0高的值。

当氧浓度的目标值Evoxsref被变更时，为了实现校正值Evoxsref1，增加从喷射器212喷射的燃料的量(步骤S207)。而后，当O2传感器的输出值Oxs超过校正值Evoxsref1时(步骤S208为“是”)，氧浓度的目标值Evoxsref返回初始值Evoxsref0(步骤S209)，结束一连串的处理。

这样，只要在发动机200的再起动时使三元催化剂216的气氛浓化，就能够防止从发动机200排出的NOx的量增加的情况。

接下来，关于上述的氧供给控制时的发动机200的状态变化，参照图8及图9，更具体地进行说明。在此，图8是表示比较例的内燃机的排气控制装置的动作时的各种参数的变化的时间图。而且，图9是表示实施方式的内燃机的排气控制装置的动作时的各种参数的变化的时间图。

如图8所示，在不进行氧供给控制的比较例中，当成为发动机200起动的时刻t1时，开始三元催化剂216的预热控制，三元催化剂216的床温在超过活性温度(450℃)的值之前迅速上升。另一方面，向三元催化剂216流入的气体的空燃比以成为理想配比状态的方式被控制，O2传感器218的输出值从稀状态向浓状态变化，然后保持浓状态。

如图9所示，在进行氧供给控制的本实施方式中，在预热控制结束的时刻t2，进行氧供给控制(在此为燃料切断)。通过供给氧，向三元催化剂216流入的气体的空燃比及O2传感器218的输出值分别较 大地向稀侧变化。并且，当成为发动机200再起动的时刻t3时，向三元催化剂216流入的气体的空燃比以成为理想配比状态的方式被控制，O2传感器218的输出值向浓状态变化。

如以上说明那样，根据本实施方式的内燃机的排气控制装置，由于预热控制后的三元催化剂216暂时性地形成为稀气氛，因此在预热时，能够使吸附于三元催化剂216的硫适宜地脱离。因此，能够抑制因硫包覆而三元催化剂216的净化能力下降的情况。

本发明并未局限于上述的实施方式，在不违反从权利要求书及说明书整体读取的发明的宗旨或思想的范围内能够适当变更，伴随着这样的变更的内燃机的排气控制装置也包含在本发明的技术范围内。

标号说明

1 混合动力车辆

10 混合动力驱动装置

11 PCU

12 蓄电池

13 油门开度传感器

14 车速传感器

100 ECU

200 发动机

201 气缸

203 活塞

205 曲轴

215 吸气管

208 节气门

210 吸气口

212 喷射器

214 排气口

215 排气管

216 三元催化剂

217 空燃比传感器

218 O2传感器

219 床下催化剂

220 二次空气供给管

221 气泵

300 动力分割机构

500 驱动轴

600 减速机构

810 载体

820 贵金属部

MG1、MG2 电动发电机 。

Claims (13)

1.一种内燃机的排气控制装置，所述内燃机在排气路径上具备排气净化催化剂，其特征在于，具备：

预热单元，进行所述排气净化催化剂的预热；及

氧供给单元，在所述预热结束后，向所述排气净化催化剂供给氧。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述氧供给单元包含以下单元中的至少1个单元：

使燃料向内燃机的供给暂时停止的燃料供给停止单元；

利用来自电动机的动力使所述内燃机旋转的电动机驱动单元；及

利用与向内燃机供给混合气的路径不同的路径来供给空气的二次空气供给单元。

3.根据权利要求1所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述内燃机的排气控制装置具备催化剂床温检测单元，所述催化剂床温检测单元检测所述排气净化催化剂的床温，

在所述排气净化催化剂的床温处于已吸附的SOx要脱离的温度以上的规定区域的情况下，所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧。

4.根据权利要求1所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

在所述内燃机的间歇停止时，所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧。

5.根据权利要求1所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述内燃机的排气控制装置具备空燃比检测单元，所述空燃比检测单元检测所述排气净化催化剂内的空燃比，

在所述排气净化催化剂内的空燃比为浓气氛的情况下，所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧。

6.根据权利要求5所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述内燃机的排气控制装置具备浓气氛化单元，所述浓气氛化单元在通过所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧之前将所述排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。

7.根据权利要求1所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述内燃机的排气控制装置具备：

空燃比检测单元，检测所述排气净化催化剂内的空燃比；及

氧浓度检测单元，检测所述排气净化催化剂内的氧浓度，

在所述排气净化催化剂内的空燃比为稀气氛且所述排气净化催化剂内的氧浓度为规定值以上的情况下，所述氧供给单元停止氧向所述排气净化催化剂的供给。

8.根据权利要求1所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述内燃机的排气控制装置具备：

第二排气净化催化剂，相比所述排气净化催化剂设置在所述排气路径的后段；及

流入空气量检测单元，检测在由所述氧供给单元进行的氧的供给中向所述第二排气净化催化剂流入的流入空气量，

在所述流入空气量达到了规定量的情况下，所述氧供给单元停止氧向所述排气净化催化剂的供给。

9.根据权利要求1所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述内燃机的排气控制装置具备第二浓气氛化单元，所述第二浓气氛化单元在由所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给氧结束后，将所述排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。

10.根据权利要求9所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述第二浓气氛化单元通过在所述内燃机间歇停止后再起动时使燃料的喷射量增加，而将所述排气净化催化剂内的空燃比形成为浓气氛。

11.根据权利要求10所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述内燃机的排气控制装置具备氧量检测单元，所述氧量检测单元检测通过所述氧供给单元向所述排气净化催化剂供给的氧量，

所述第二浓气氛化单元基于所述检测到的氧量，对所述燃料的喷射量的增加量进行校正。

12.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，

所述排气净化催化剂是三元催化剂。

13.根据权利要求1所述的内燃机的排气控制装置，其特征在于，

所述内燃机的排气控制装置具备：

转速检测单元，检测所述内燃机的转速；及

负荷检测单元，检测所述内燃机的负荷，

所述氧供给单元基于所述内燃机的转速及所述内燃机的负荷，而开始氧向所述排气净化催化剂的供给。