CN108301903B - 内燃机的排气净化系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机的排气净化系统，具备EGR装置、三元催化剂以及电子控制单元。所述电子控制单元构成为，控制流入所述三元催化剂的排气的空燃比，以使在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制、然后在所述燃料切断控制的执行结束后执行浓化处理的情况下的空燃比，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行所述EGR控制的情况下的空燃比相比，在浓空燃比的范围成为更高的空燃比。

Description

内燃机的排气净化系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及具备设置于内燃机的排气通路的三元催化剂的内燃机的排气净化系统以及内燃机的排气净化系统的控制方法。
背景技术
在相关技术的内燃机中，进行使在排气通路流动的气体(排气)的一部分通过EGR通路向进气通路导入的EGR控制。另外，在内燃机中，有时在减速运转时执行使所述内燃机中的燃料喷射停止的所谓燃料切断控制。并且，在日本特开平9-209844中，公开了一种在燃料切断控制的执行期间执行EGR控制的技术。
如上述的技术那样，当在燃料切断控制的执行期间执行EGR控制时，包括在即将开始执行所述燃料切断控制之前从内燃机排出的排气(已燃气体)的气体通过排气通路、EGR通路、以及进气通路地进行循环。并且，包括已燃气体的气体会在排气通路流动。另一方面，在燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行期间仅新流入到内燃机的新气(空气)在排气通路流动。因此，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行期间，与没有执行EGR控制的情况相比，能够降低流入设置于排气通路的排气净化催化剂的气体的氧浓度。由此，能够更有效地抑制燃料切断控制的执行期间的排气净化催化剂中的氧化反应，而且能够更有效地抑制由所述氧化反应导致的所述排气净化催化剂的温度上升。结果，能够更有效地抑制排气净化催化剂的劣化的加剧。
发明内容
在内燃机的排气通路设置有三元催化剂来作为排气净化催化剂的情况下，当执行燃料切断控制时，在所述燃料切断控制的执行期间在所述三元催化剂保持有大量的氧。其结果是，即使在燃料切断控制的执行结束后，也有时会在少许时间的期间(即，到保持于三元催化剂的氧被排气中的燃料成分的氧化所消耗为止的期间)，所述三元催化剂成为氧过剩状态。在该情况下，在三元催化剂处于氧过剩状态的期间，所述三元催化剂难以充分发挥三元催化剂的排气净化功能。
因此，在燃料切断控制的执行结束后，为了消除三元催化剂的氧过剩状态，有时执行使流入所述三元催化剂的排气的空燃比降低至比理论空燃比低的浓化处理。通过执行所述浓化处理，能够更早期地消耗保持于三元催化剂的氧。因此，在燃料切断控制的执行结束后，能够更早期地使三元催化剂的状态恢复到能够充分发挥三元催化剂的排气净化功能的状态。
不过，在燃料切断控制的执行结束后执行了所述浓化处理的情况下，伴随所述浓化处理而向三元催化剂供给了的燃料成分中的没有被氧的消耗所使用的燃料成分(在三元催化剂中没有被氧化的燃料成分)有时会从所述三元催化剂流出。以下，也有时将未被所述三元催化剂中的氧消耗所使用而从所述三元催化剂流出的燃料成分称为“滑离燃料成分(日文：すり抜け燃料成分)”。
在此，如上所述，在燃料切断控制的执行期间，在执行了EGR控制的情况下，与没有执行EGR控制的情况相比，流入三元催化剂的气体的氧浓度降低。并且，当流入三元催化剂的气体的氧浓度不同时，所述三元催化剂中的氧保持状态也成为不同的状态。因此，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行结束后，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况同样地执行浓化处理时，有可能导致滑离燃料成分的增加。
本发明提供一种在内燃机的排气通路设置有三元催化剂的构成中、在燃料切断控制的执行结束后使所述三元催化剂的排气净化功能更适当地恢复的内燃机的排气净化系统以及内燃机的排气净化系统的控制方法。
在本发明中，在燃料切断控制的执行期间，在执行了EGR控制的情况下和没有执行EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行结束后所执行的浓化处理中，将流入三元催化剂的排气(以下，也有时称为“流入排气”)的空燃比调整为不同的空燃比。
本发明的第1技术方案涉及内燃机的排气净化系统。所述排气净化系统包括EGR装置、三元催化剂以及电子控制单元。所述EGR装置包括EGR通路，所述EGR通路设置成将所述内燃机中的排气通路与进气通路连通。所述三元催化剂设置于所述排气通路。所述电子控制单元构成为，在所述内燃机的减速运转时，执行停止所述内燃机中的燃料喷射的燃料切断控制。所述电子控制单元构成为，在所述燃料切断控制的执行结束后，执行使流入所述三元催化剂的排气的空燃比降低至比理论空燃比低的浓空燃比的浓化处理。所述电子控制单元构成为，在所述燃料切断控制的执行开始时预定的EGR条件成立了的情况下，在所述燃料切断控制的执行期间执行所述EGR控制。所述EGR控制是使在所述排气通路流动的气体的一部分通过所述EGR通路向所述进气通路导入的控制。所述电子控制单元构成为，控制流入所述三元催化剂的排气的空燃比，以使在所述燃料切断控制的执行期间利用所述EGR装置执行了所述EGR控制、然后在所述燃料切断控制的执行结束后执行所述浓化处理的情况下的空燃比，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行所述EGR控制的情况下的空燃比相比，在浓空燃比的范围成为更高的空燃比。
根据本发明的第1技术方案，电子控制单元在燃料切断控制的执行开始时预定的EGR条件成立了的情况下，在所述燃料切断控制的执行期间EGR装置执行EGR控制。在此，预定的EGR条件是如下条件：在燃料切断控制的执行期间、假如没有执行由EGR装置进行的EGR控制的情况下，以在所述燃料切断控制的执行期间向三元催化剂供给大量的氧为起因而促进所述三元催化剂中的氧化反应，结果，能够判断为所述三元催化剂的温度有可能过度上升。在燃料切断控制的执行开始时所述预定的EGR条件成立了的情况下，通过在所述燃料切断控制的执行期间执行EGR控制，能够使流入三元催化剂的气体(以下，也有时称为“流入气体”)的氧浓度降低。也就是说，能够使在燃料切断控制的执行期间向三元催化剂供给的氧的量减少。因此，能够更有效地抑制在燃料切断控制的执行期间由氧化反应导致三元催化剂的温度过度上升的情况。
如上所述，在燃料切断控制的执行期间，在执行了EGR控制的情况下，与没有执行EGR控制的情况相比，流入气体的氧浓度降低。在此，在燃料切断控制的执行期间，流入气体的氧浓度越低，则越容易仅三元催化剂中的表层附近部分保持氧。另外，流入气体的氧浓度越高，则越容易不仅三元催化剂的表层附近部分而是直到所述三元催化剂的内部为止保持氧。这是因为：流入气体的氧浓度越低，则氧与三元催化剂中的氧保持材料发生碰撞的频度越少，流入气体的氧浓度越高，则氧与三元催化剂中的氧保持材料发生碰撞的频度越多。
因此，在燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行结束时间点，容易成为不仅三元催化剂的表层附近部分而是直到所述三元催化剂的内部为止保持了氧的状态。另一方面，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行结束时间点，容易成为仅三元催化剂的表层附近部分保持了氧的状态。
因此，在燃料切断控制的执行结束后利用电子控制单元执行的浓化处理中，在所述燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，使流入排气的空燃比降低至与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况下相同的程度时，每单位时间向三元催化剂供给的燃料成分的供给量有时相对于所述三元催化剂中的氧保持状态而言过度变多。结果，有可能导致由浓化处理引起的滑离燃料成分的增加。
换言之，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行结束后执行的浓化处理中，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况相比，即使将流入排气的空燃比控制成在浓空燃比的范围成为更高的空燃比，也能够将用于充分消耗保持于三元催化剂的氧的燃料成分向所述三元催化剂供给。
电子控制单元在燃料切断控制的执行结束后执行浓化处理时进行控制，以使在所述燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况相比，流入排气的空燃比在浓空燃比的范围成为更高的空燃比(也就是说，减小流入排气的浓化程度)。根据如上所述，能够早期地消耗保持于三元催化剂的氧，并且能够更有效地抑制滑离燃料成分的增加。也就是说，能够更有效地抑制滑离燃料成分的增加，并且能够尽可能地早期地使三元催化剂的状态恢复到能够充分发挥三元催化剂的排气净化功能的状态。因此，能够在燃料切断控制的执行结束后使三元催化剂的排气净化功能更适当地恢复。
在由电子控制单元进行的燃料切断控制的执行期间利用EGR装置执行EGR控制的情况下，根据即将开始执行所述燃料切断控制之前的内燃机的运转状态以及所述燃料切断控制执行期间的内燃机的吸入空气量等，所述燃料切断控制的执行期间的流入气体的氧浓度不同。并且，如上所述，根据燃料切断控制执行期间的流入气体的氧浓度，所述燃料切断控制的执行结束时间点的三元催化剂中的氧保持状态成为不同的状态。
在所述排气净化系统中，也可以是，所述电子控制单元在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，基于燃料切断控制的执行结束时间点下的流入气体的氧浓度，将在所述燃料切断控制的结束后执行的浓化处理中的流入排气的空燃比控制为不同的值。也就是说，所述电子控制单元也可以构成为，在燃料切断控制的执行期间执行了所述EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行结束后执行浓化处理时，进行控制，以使在所述燃料切断控制的执行结束时间点流入所述三元催化剂的气体的氧浓度低时与所述气体的氧浓度高时相比，流入所述三元催化剂的排气的空燃比在浓空燃比的范围成为更高的空燃比(也就是说，也可以减小流入排气的浓化程度)。
在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下按上述方式执行浓化处理，由此能够更有效地抑制滑离燃料成分的增加，并且能够尽可能早期地使三元催化剂的状态恢复到能够充分发挥三元催化剂的排气净化功能的状态。
本发明的第2技术方案涉及内燃机的排气净化系统的控制方法。所述排气净化系统包括EGR装置、三元催化剂以及电子控制单元。所述EGR装置包括EGR通路，所述EGR通路设置成将所述内燃机中的排气通路与进气通路连通。所述三元催化剂设置于所述排气通路。所述控制方法包括：在所述内燃机的减速运转时，利用所述电子控制单元执行停止所述内燃机中的燃料喷射的燃料切断控制；在所述燃料切断控制的执行结束后，利用所述电子控制单元执行使流入所述三元催化剂的排气的空燃比降低至比理论空燃比低的浓空燃比的浓化处理；在所述燃料切断控制的执行开始时预定的EGR条件成立了的情况下，在所述燃料切断控制的执行期间利用所述电子控制单元执行所述EGR控制；以及在所述燃料切断控制的执行结束后执行所述浓化处理时，利用所述电子控制单元进行控制，以使在所述燃料切断控制的执行期间执行了所述EGR控制的情况下与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行所述EGR控制的情况相比，流入所述三元催化剂的排气的空燃比在浓空燃比的范围成为更高的空燃比。所述EGR控制是使在所述排气通路流动的气体的一部分通过所述EGR通路向所述进气通路导入的控制。
根据本发明的技术方案，能够在内燃机的排气通路设置有三元催化剂的构成中、在燃料切断控制的执行结束后使所述三元催化剂的排气净化功能更适当地恢复。
附图说明
以下将参照附图来说明本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术和工业重要性，其中同样的附图标记表示同样的部件，并且附图中：
图1是示出实施例的内燃机的进气排气系统的概略构成的图。
图2是示出实施例的执行燃料切断控制时的控制流程的流程图。
图3是示出实施例的结束燃料切断控制的执行而执行浓化处理时的控制流程的流程图。
图4是示出通过执行图2以及图3所示的控制流程而在燃料切断控制的执行期间执行EGR控制、进而在所述燃料切断控制的执行结束后执行了浓化处理时的各参数的时间推移的时间图。
图5是示出实施例的变形例的、燃料切断控制的执行结束时间点下的流入气体的氧浓度Coxin与第2目标浓空燃比A/Fint2的相关性的图表。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的具体的实施方式。本实施例记载的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等只要没有特别记载，就并非意在将发明的技术范围仅限定于上述的内容。
<实施例>
(概略构成)
在此，将本发明应用于车辆驱动用的汽油发动机的排气净化系统的情况列举为例子进行说明。图1是示出本实施例的内燃机1的进气排气系统的概略构成的图。内燃机1是车辆驱动用的汽油发动机。在内燃机1连接有进气通路2以及排气通路3。
在进气通路2设置有空气流量计4。空气流量计4检测内燃机1的吸入空气量。另外，在比空气流量计4靠下游侧的进气通路2设置有节气门5。节气门5通过变更进气通路2的流路截面积来控制流入内燃机1的空气量。另外，在比节气门5靠下游侧的进气通路2设置有压力传感器17。压力传感器17检测进气通路2内的进气压力。
在排气通路3设置有三元催化剂6来作为排气净化催化剂。在比三元催化剂6靠上游侧的排气通路3设置有上游侧空燃比传感器13以及氧浓度传感器14。上游侧空燃比传感器13检测流入三元催化剂6的排气(流入排气)或流入三元催化剂6的气体(流入气体)的空燃比。氧浓度传感器14检测流入排气或流入气体的氧浓度。另外，在比三元催化剂6靠下游侧的排气通路3设置有下游侧空燃比传感器15以及温度传感器16。下游侧空燃比传感器15检测从三元催化剂6流出的排气(以下，也有时称为“流出排气”)或从三元催化剂6流出的气体(以下，也有时称为“流出气体”)的空燃比。温度传感器16检测流出排气或流出气体的温度。
另外，为了执行将在排气通路3流动的气体(排气)的一部分向进气通路2导入的EGR控制，在内燃机1的进气排气系统设置有EGR装置20。EGR装置20具备EGR通路21以及EGR阀22。EGR通路21是将排气通路3与进气通路2连通的通路。EGR通路21的一端连接于排气通路3中的比三元催化剂6靠上游侧的位置。另外，EGR通路21的另一端连接于进气通路2中的比节气门5靠下游侧的位置。此外，也能够采用EGR通路21的一端连接于排气通路3中的比三元催化剂6靠下游侧的位置的构成。EGR阀22设置于EGR通路21。通过将EGR阀22进行开闭，从而使EGR通路21开通或截断。并且，当通过将EGR阀22打开来使EGR通路21开通时，在排气通路3流动的气体(排气)的一部分通过EGR通路21向进气通路2导入。
另外，在内燃机1一并设置有用于控制所述内燃机1的电子控制单元(ECU)10。在ECU10电连接有空气流量计4、压力传感器17、上游侧空燃比传感器13、氧浓度传感器14、下游侧空燃比传感器15、以及温度传感器16。而且，在ECU10电连接有曲轴角传感器11以及加速器开度传感器12。曲轴角传感器11输出与内燃机1的曲轴角具有相关性的信号。加速器开度传感器12输出与搭载有内燃机1的车辆的加速器开度具有相关性的信号。
并且，上述各传感器的检测值被向ECU10输入。ECU10基于曲轴角传感器11的检测值导出内燃机1的内燃机转速。另外，ECU10基于加速器开度传感器12的检测值导出内燃机1的内燃机负荷。另外，ECU10基于温度传感器16的检测值推定三元催化剂6的温度。另外，在ECU10电连接有内燃机1的燃料喷射阀(省略图示)、节气门5、以及EGR阀22。利用ECU10控制上述装置。
(燃料切断控制、EGR控制、浓化处理)
在本实施例的内燃机1中，当内燃机1的运转状态成为减速运转时，执行停止来自燃料喷射阀的燃料喷射的燃料切断控制。在此，当执行燃料切断控制时，流入内燃机1的新气被从所述内燃机1排出并流入三元催化剂6。因此，向三元催化剂6供给大量的氧。此时，当开始燃料切断控制的执行的时间点下的三元催化剂6的温度比较高时，在所述燃料切断控制的执行期间所述三元催化剂6中的氧化反应有时暂时被促进。在该情况下，由于三元催化剂6的温度过度上升，所以有可能导致所述三元催化剂6的劣化加剧。
在本实施例的排气净化系统中，在燃料切断控制的执行条件成立了时的三元催化剂6的温度为预定温度以上的情况下，在所述燃料切断控制的执行期间执行EGR控制。在此，预定温度是在燃料切断控制的执行期间、假如没有执行EGR控制的情况下，能够判断为在所述燃料切断控制的执行期间三元催化剂6的温度有可能过度上升的温度。另外，EGR控制通过使EGR阀22打开而使EGR通路21开通来进行。
当在燃料切断控制的执行期间执行EGR控制时，包括在即将开始执行所述燃料切断控制之前从内燃机1排出的排气(已燃气体)的气体通过排气通路3、EGR通路21、以及进气通路2地进行循环。并且，包括已燃气体的气体在排气通路3流动并流入三元催化剂6。因此，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况相比，能够使所述燃料切断控制的执行期间的流入气体的氧浓度降低。据此，能够更有效地抑制燃料切断控制的执行期间的三元催化剂6中的氧化反应。结果，由于能够更有效地抑制三元催化剂6的温度上升，所以能够更有效地抑制所述三元催化剂6的劣化的加剧。
另外，当执行燃料切断控制时，大量的氧被保持于三元催化剂6。其结果是，在燃料切断控制的执行结束后，在三元催化剂6处于氧过剩状态的期间，所述三元催化剂6难以充分发挥其排气净化功能。为了消除所述三元催化剂6的氧过剩状态，需要在燃料切断控制的执行结束后，利用保持于所述三元催化剂6的氧来使排气中的燃料成分氧化，由此来消耗所述氧。
在本实施例的排气净化系统中，在燃料切断控制的执行结束后，为了消除三元催化剂6的氧过剩状态，执行使流入排气的空燃比比理论空燃比降低的浓化处理。通过执行所述浓化处理，与通常时(即，将流入排气的空燃比控制为理论空燃比时)相比，能够将更多的燃料成分向三元催化剂6供给。因此，能够更早期地消耗保持于三元催化剂6的氧。因此，在燃料切断控制的执行结束后，能够更早期地使三元催化剂6的状态恢复到能够充分发挥三元催化剂6的排气净化功能的状态。
不过，在燃料切断控制的执行结束后执行了所述浓化处理的情况下，有时会产生滑离燃料成分，该滑离燃料成分是没有被三元催化剂6氧化而从所述三元催化剂6滑离的燃料成分。尤其是，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行结束后，当与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况同样地执行浓化处理时，容易导致滑离燃料成分的增加。这是因为：在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下和在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况下，所述燃料切断控制的执行结束时的三元催化剂6中的氧保持状态成为不同的状态。
也就是说，如上所述，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况相比，所述燃料切断控制的执行期间的流入气体的氧浓度降低。因此，在燃料切断控制的执行期间，氧与三元催化剂6中的氧保持材料碰撞的频度变少。结果，容易仅三元催化剂6中的表层附近部分保持氧。另一方面，在燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况下，所述燃料切断控制的执行期间的流入气体的氧浓度比较高，所以容易不仅三元催化剂6中的表层附近部分而是直到所述三元催化剂6的内部为止保持氧。因此，在燃料切断控制的执行结束后执行的浓化处理中，在所述燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，当使流入排气的空燃比降低至与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况下相同的程度时，有时每单位时间向三元催化剂6供给的燃料成分的供给量相对于所述三元催化剂6中的氧保持状态而言过度变多。结果，有可能导致由浓化处理引起的滑离燃料成分的增加。
在本实施例中，在所述燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况相比，将在燃料切断控制的执行结束后执行的浓化处理中的流入排气的目标空燃比设定为更高的值。由此，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，减小浓化处理中的流入排气的浓化程度。
(控制流程)
在此，对于本实施例的、执行燃料切断控制时的控制流程以及燃料切断控制的执行结束而执行浓化处理时的控制流程，分别基于图2以及图3所示的流程图进行说明。上述流程作为程序预先存储于ECU10，通过利用所述ECU10执行所述程序来实现。
图2是示出执行燃料切断控制时的控制流程的流程图。在内燃机1的运转期间利用ECU10执行本流程。在本流程中，首先，在S101中，判别由加速器开度传感器12检测到的加速器开度Dacc是否成为了0。也就是说，在S101中，判别燃料切断控制的执行条件是否成立了(是否为了执行燃料切断控制而要求了减速运转)。在S101中判定为否定的情况下，暂且结束本流程的执行。另一方面，在S101中判定为肯定的情况下，接着执行S102的处理。
在S102中，取得当前时间点的三元催化剂6的温度Tc。此外，如上所述，基于温度传感器16的检测值，由ECU10推定三元催化剂6的温度。接着，在S103中，减小节气门5的开度。在此，节气门5的开度减小至预先设定的燃料切断控制中的目标节气门开度。例如，目标节气门开度也可以为0(也就是说，节气门5也可以控制为关闭状态)。接着，在S104中，判别由压力传感器17检测到的、比节气门5靠下游侧的进气通路2内的进气压力Pin是否达到了与目标节气门开度对应的目标进气压力Pint。
接着，在S105中，燃料切断标志(F/C标志)设为激活(ON)。由此，通过停止内燃机1中的来自燃料喷射阀的燃料喷射来执行燃料切断控制。接着，在S106中，判别S102中取得了的三元催化剂6的温度Tc(即，燃料切断控制的执行条件成立了时的三元催化剂6的温度)是否为预定温度Tc0以上。如上所述，预定温度Tc0是在燃料切断控制的执行期间、假如没有执行EGR控制的情况下，能够判断为在所述燃料切断控制的执行期间三元催化剂6的温度有可能过度上升的温度。所述预定温度Tc0能够基于实验等预先设定。
在本实施例中，燃料切断控制的执行条件成立了时的三元催化剂6的温度Tc为预定温度Tc0以上是“预定的EGR条件”的一例。不过，当在燃料切断控制的执行期间在三元催化剂6流动的气体的温度比较低且气体的流量比较多时，由所述气体带走的热量变多。结果，也认为三元催化剂6的温度难以上升。因此，也可以是，不仅考虑燃料切断控制的执行条件成立了时的三元催化剂6的温度，而且考虑燃料切断控制的执行期间的在三元催化剂6流动的气体的温度以及气体的流量地设定“预定的EGR条件”。
在S106中判定为肯定的情况下，接着，在S107中将EGR阀22打开。由此，执行由EGR装置20进行的EGR控制。在本实施例中，此时，将EGR阀22设为全开状态。不过，此时的EGR阀22的开度Degr也可以为预定的中间开度。另一方面，在S106中判定为否定的情况下，接着在S108中，将EGR阀22维持为关闭状态(在即将执行燃料切断控制之前执行了EGR控制时，在S108中将EGR阀22关闭)。
图3是示出结束燃料切断控制的执行而执行浓化处理时的控制流程的流程图。在燃料切断控制的执行期间利用ECU10执行本流程。在本流程中，首先，在S201中，判别由加速器开度传感器12检测到的加速器开度Dacc是否增加了(加速器开度Dacc是否比0大)。也就是说，在S201中，判别燃料切断控制的执行结束条件是否成立了。在S201中判定为否定的情况下，暂且结束本流程的执行。在该情况下，继续当前正在执行的燃料切断控制。另一方面，在S201中判定为肯定的情况下，接着执行S202的处理。
在S202中，判别在燃料切断控制的执行期间EGR阀22是否成为了关闭状态。在S202中判定为肯定的情况下，即在EGR阀22成为了关闭状态的情况下，能够判断为在燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制。在该情况下，接着在S203中，将在燃料切断控制的执行结束后执行的浓化处理中的流入排气的目标空燃比A/Fint设定为第1目标浓空燃比A/Fint1。在S203的接下来执行S206的处理。
另一方面，在S202中判定为否定的情况下，即在EGR阀22成为了打开状态的情况下，能够判断为在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制。在该情况下，接着在S204中，将在燃料切断控制的执行结束后执行的浓化处理中的流入排气的目标空燃比A/Fint设定为第2目标浓空燃比A/Fint2。在此，第1目标浓空燃比A/Fint1以及第2目标浓空燃比A/Fint2均是比理论空燃比低的浓空燃比，且是在浓化处理中作为优选的空燃比而基于实验等预先设定的空燃比。并且，第2目标浓空燃比A/Fint2设定为比第1目标浓空燃比A/Fint1高的值。在S204的接下来，在S205中，将EGR阀22关闭。由此，结束EGR控制的执行。接着，执行S206的处理。
在S206中，将节气门5的开度增加。在此，节气门5的开度增加至与内燃机负荷对应的目标节气门开度，所述内燃机负荷与加速器开度Dacc相应。接着，在S207中，燃料切断标志(F/C标志)被设为非激活(OFF)。由此，通过再次开始内燃机1中的来自燃料喷射阀的燃料喷射，从而结束燃料切断控制的执行。接着，在S208中，开始浓化处理的执行。也就是说，调整内燃机1中的燃料喷射量，以使由上游侧空燃比传感器13检测到的流入排气的空燃比成为S203或S204中设定的目标空燃比A/Fint。结果，在燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况下，将浓化处理的执行期间的流入排气的空燃比控制为第1目标浓空燃比A/Fint1。另外，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，将浓化处理的执行期间的流入排气的空燃比控制为第2目标浓空燃比A/Fint2。并且，通过开始浓化处理的执行，从而将燃料成分与排气一起向三元催化剂6供给，保持于所述三元催化剂6的氧开始被所述燃料成分的氧化消耗。
接着，在S209中，判别由下游侧空燃比传感器15检测到的流出排气的空燃比A/Fout是否成为了浓化停止空燃比A/Fout0以下，该浓化停止空燃比A/Fout0是作为使浓化处理停止的阈值的空燃比。在此，通过执行浓化处理，从而在向三元催化剂6供给的燃料成分被保持于所述三元催化剂6的氧氧化的期间，流出排气的空燃比被维持为理论空燃比。并且，当保持于三元催化剂6的所有的氧用于燃料成分的氧化而被消耗时，由于产生滑离燃料成分，所以流出排气的空燃比成为比理论空燃比低的浓空燃比。因此，浓化停止空燃比A/Fout0是比理论空燃比低的浓空燃比，且作为能够判断为保持于三元催化剂6的所有的氧用于燃料成分的氧化而被消耗了的空燃比而基于实验等预先设定。在S209中判定为否定的情况下，再次执行所述S209的处理。也就是说，继续浓化处理。另一方面，在S209中判定为肯定的情况下，接着在S210中停止浓化处理。也就是说，将内燃机1中的来自燃料喷射阀的燃料喷射量减少至与内燃机负荷对应的量，所述内燃机负荷与加速器开度Dacc相应。
(时间图)
基于图4对执行了图2以及图3所示的控制流程时的各参数的时间推移进行说明。图4是示出通过执行图2以及图3所示的控制流程而在燃料切断控制的执行期间执行EGR控制、进而在所述燃料切断控制的执行结束后执行了浓化处理时的各参数的时间推移的时间图。因此，在图4的任一图表中，横轴均表示时间。另外，在图4中，实线示出了执行了图2以及图3所示的控制流程的情况下的各参数的推移。另一方面，在图4中，单点划线示出了如以往那样将浓化处理中的流入排气的目标空燃比设定为与在燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况下同样的值(即，第1目标浓空燃比)而执行了浓化处理的情况下的各参数的推移。
在图4中，在时间t1，加速器开度Dacc成为0。由此，燃料切断控制的执行条件成立。因此，在时间t1，节气门5的开度Dth减少至预先设定的燃料切断控制中的目标节气门开度。由此，在比节气门5靠下游侧的进气通路2内的进气压力Pin降低。此外，虽然图4中的图示被省略，但在时间t1的时间点，三元催化剂6的温度Tc成为了预定温度Tc0以上。
从时间t1起开始下降的进气压力Pin在时间t2的时间点到达与燃料切断控制中的目标节气门开度对应的目标进气压力Pint。此外，也可以是，在通过燃料切断控制的执行条件成立而将节气门5的开度Dth减少至所述燃料切断控制中的目标节气门开度时，为了降低内燃机1中的转矩冲击(英文：torque shock)，分多个阶段地使节气门5的开度Dth减少至所述目标节气门开度。
当在时间t2的时间点、进气压力Pin到达目标进气压力Pint时，燃料切断标志(F/C标志)被激活。由此，开始燃料切断控制的执行。另外，在时间t2的时间点将EGR阀22打开。也就是说，使EGR阀22的开度Degr增加。由此，开始EGR控制的执行。此外，直到时间t2为止，流入排气的目标空燃比A/Fint如通常那样被设定为理论空燃比。
在此，当在时间t2的时间点与燃料切断控制一起开始EGR控制的执行时，如上所述，包括已燃气体的气体通过排气通路3、EGR通路21以及进气通路2地进行循环并且开始流入三元催化剂6。并且，此时流入气体中的已燃气体的比例随着时间经过而逐渐减少。结果，在时间t2之后，流入气体的氧浓度Coxin逐渐上升。另外，三元催化剂6中的氧保持量Sox也逐渐增加。此外，此时的三元催化剂6中的氧保持量Sox的增加率(每单位时间的氧保持量Sox的增加量)随着流入气体的氧浓度Coxin上升而变大。
并且，在时间t3的时间点，加速器开度Dacc成为比0大。由此，燃料切断控制的执行结束条件成立。因此，在时间t3的时间点，节气门5的开度Dth增加至与内燃机负荷对应的目标节气门开度，所述内燃机负荷与加速器开度Dacc相应。由此，比节气门5靠下游侧的进气通路2内的进气压力Pin上升。
另外，在时间t3的时间点，燃料切断标志(F/C标志)被控制为非激活。由此，燃料切断控制的执行结束。也就是说，再次开始内燃机1中的来自燃料喷射阀的燃料喷射。另外，在时间t3的时间点将EGR阀22关闭。由此，结束EGR控制的执行。
而且，从时间t3的时间点起开始浓化处理的执行。在此，在图4中，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制。因此，在本实施例中，通过执行图3所示的控制流程，从而如在图4中用实线所示那样，浓化处理中的流入排气的目标空燃比A/Fint被设定为第2目标浓空燃比A/Fint2。并且，当在时间t3开始浓化处理的执行时，三元催化剂6中的氧保持量Sox开始减少。
并且，在本实施例中，如在图4中用实线所示那样，在时间t5的时间点，保持于三元催化剂6的所有的氧用于燃料成分的氧化而被消耗，所述三元催化剂6中的氧保持量Sox成为0。这样一来，由于产生滑离燃料成分，所以在时间t5之后流出排气中的HC(燃料成分)的浓度Rhc成为比0大。因此，直到时间t5的时间点为止被维持为理论空燃比的流出排气的空燃比A/Fout在时间t5之后成为浓空燃比。结果，当流出排气的空燃比A/Fout成为浓化停止空燃比A/Fout0以下时，停止浓化处理的执行。因此，在本实施例中，在时间t5的时间点停止浓化处理的执行。并且，在时间t5之后，流入排气的目标空燃比A/Fint如通常那样被设定为理论空燃比。不过，即使在时间t5停止浓化处理的执行，也会在所述时间t5之后，在所述浓化处理的执行期间从内燃机1排出的燃料成分从三元催化剂6滑离的期间，流出排气的空燃比A/Fout暂时成为浓空燃比。因此，在图4中，在时间t5之后，流出排气的空燃比A/Fout成为浓空燃比，流出排气中的HC的浓度Rhc成为比0大。
另一方面，如在图4中用单点划线所示那样，在将浓化处理中的流入排气的目标空燃比A/Fint设定为比第2目标浓空燃比A/Fint2低的第1目标浓空燃比A/Fint1的情况下，当在时间t3开始浓化处理的执行时，与本实施例的情况(实线)相比，三元催化剂6中的氧保持量Sox开始急速减少。因此，在该情况下，在比时间t5早的时间t4的时间点三元催化剂6中的氧保持量Sox成为0。结果，由于在时间t4的时间点产生滑离燃料成分，所以在时间t4之后流出排气中的HC的浓度Rhc成为比0大。并且，流出排气的空燃比A/Fout在时间t4之后成为浓空燃比。结果，当流出排气的空燃比A/Fout成为浓化停止空燃比A/Fout0以下时，停止浓化处理的执行。因此，在本实施例中，在时间t4的时间点停止浓化处理的执行。不过，在该情况下，也在时间t4之后，在浓化处理的执行期间从内燃机1排出的燃料成分从三元催化剂6滑离的期间，流出排气的空燃比A/Fout暂时成为浓空燃比。
此时，如上所述，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下也使浓化处理中的流入排气的空燃比降低至第1目标浓空燃比A/Fint1时，每单位时间向三元催化剂6供给的燃料成分的供给量相对于所述三元催化剂6中的氧保持状态而言过度变多。因此，在图4中在时间t4之后的用单点划线示出的流出排气中的HC的浓度Rhc比在图4中在时间t5之后的用实线示出的流出排气中的HC的浓度Rhc高。
从以上说明了的、图4中的用实线和单点划线示出的流出排气中的HC的浓度Rhc的比较可知，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况相比，将在所述燃料切断控制的执行结束后执行的浓化处理中的流入排气的目标空燃比设定为更高的值，从而能够更有效地抑制与所述浓化处理的执行相伴的滑离燃料成分的增加。另外，即使在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行EGR控制的情况相比将浓化处理中的流入排气的目标空燃比设定为更高的值，也能够将用于通过所述浓化处理来充分消耗保持于三元催化剂6的氧的燃料成分向所述三元催化剂6供给。
因此，根据本实施例的浓化处理，在燃料切断控制的执行结束后，能够更有效地抑制滑离燃料成分的增加，并且能够尽可能地早期地使三元催化剂6的状态恢复成能够充分发挥三元催化剂6的排气净化功能的状态。因此，能够在燃料切断控制的执行结束后使三元催化剂6的排气净化功能更适当地恢复。
在本实施例中，利用ECU10来执行燃料切断控制，所述ECU10在图2所示的流程的S105中燃料切断标志(F/C标志)被设为激活时，通过停止内燃机1中的来自燃料喷射阀的燃料喷射来执行燃料切断控制，在图3所示的流程的S207中燃料切断标志(F/C标志)被设为非激活时，通过再次开始内燃机1中的来自燃料喷射阀的燃料喷射来使燃料切断控制的执行结束。另外，在本实施例中，利用ECU10来执行浓化处理，所述ECU10在图3所示的流程的S208中开始浓化处理的执行，并调整内燃机1中的燃料喷射量以使流入排气的空燃比成为S203或S204中设定的目标空燃比A/Fint。
另外，在所述浓化处理中，继续所述浓化处理的执行直至三元催化剂6中的氧保持量Sox成为0，但并不一定必须按照上述方式进行。例如，也可以是，在执行浓化处理时，在预先设定的预定期间执行所述浓化处理。
<变形例>
在此，说明本实施例的浓化处理的变形例。如上所述，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，由于包括在即将开始执行所述燃料切断控制之前从内燃机1排出的已燃气体的气体流入三元催化剂6，所以能够降低流入气体的氧浓度。因此，在燃料切断控制的执行期间执行EGR控制的情况下，根据即将开始执行所述燃料切断控制之前的内燃机1的运转状态以及所述燃料切断控制执行期间的内燃机1的吸入空气量等，所述燃料切断控制的执行期间的流入气体的氧浓度成为不同。并且，当燃料切断控制执行期间的流入气体的氧浓度不同时，所述燃料切断控制的执行结束时间点的三元催化剂6中的氧保持状态也成为不同的状态。
在本变形例的浓化处理中，在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下，基于燃料切断控制的执行结束时间点下的流入气体的氧浓度，将在所述燃料切断控制的结束后执行的浓化处理中的流入排气的目标空燃比(即，第2目标浓空燃比)设定为不同的值。图5是示出本变形例的燃料切断控制的执行结束时间点下的流入气体的氧浓度Coxin、与第2目标浓空燃比A/Fint2的相关性的图表。如所述图表所示，在本变形例的浓化处理中，燃料切断控制的执行结束时间点下的流入气体的氧浓度Coxin越低，则将第2目标浓空燃比A/Fint2在浓空燃比的范围且比第1目标浓空燃比A/Fint1高的范围设定为更高的空燃比。此外，并不一定必须使第2目标浓空燃比A/Fint2相对于燃料切断控制的执行结束时间点下的流入气体的氧浓度Coxin线性地变更，也可以使第2目标浓空燃比A/Fint2的值阶段性地变更。也就是说，只要在燃料切断控制的执行结束时间点下的流入气体的氧浓度Coxin低时，与所述流入气体的氧浓度Coxin高时相比，将第2目标浓空燃比A/Fint2设定为更高的值即可。
在本变形例中，将如图5所示那样的、燃料切断控制的执行结束时间点下的流入气体的氧浓度Coxin与第2目标浓空燃比A/Fint2的相关性作为映射或函数预先存储于ECU10。并且，在图3所示的流程的S204中，在将浓化处理中的流入排气的目标空燃比A/Fint设定为第2目标浓空燃比A/Fint2时，使用所述映射或函数来算出所述第2目标浓空燃比A/Fint2。
通过按上述方式设定第2目标浓空燃比A/Fint2，从而在燃料切断控制的执行期间执行了EGR控制的情况下的浓化处理中，能够更有效地抑制滑离燃料成分的增加，并且能够尽可能早期地使三元催化剂6的状态恢复到能够充分发挥三元催化剂6的排气净化功能的状态。

Claims (3)

1.一种内燃机的排气净化系统，其特征在于，包括：
EGR装置，其包括EGR通路，所述EGR通路设置成将所述内燃机中的排气通路与进气通路连通；
三元催化剂，其设置于所述排气通路；以及
电子控制单元，其构成为在所述内燃机的减速运转时，执行停止所述内燃机中的燃料喷射的燃料切断控制，
所述电子控制单元构成为，在所述燃料切断控制的执行结束后，执行使流入所述三元催化剂的排气的空燃比降低至比理论空燃比低的浓空燃比的浓化处理，
所述电子控制单元构成为，在所述燃料切断控制的执行开始时预定的EGR条件成立了的情况下，在所述燃料切断控制的执行期间执行EGR控制，所述EGR控制是使在所述排气通路流动的气体的一部分通过所述EGR通路向所述进气通路导入的控制，
所述电子控制单元构成为，控制流入所述三元催化剂的排气的空燃比，以使在所述燃料切断控制的执行期间执行了所述EGR控制、然后在所述燃料切断控制的执行结束后执行所述浓化处理的情况下的空燃比，与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行所述EGR控制的情况下的空燃比相比，在浓空燃比的范围成为更高的空燃比。
2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在所述燃料切断控制的执行期间执行了所述EGR控制的情况下，在所述燃料切断控制的执行结束后执行所述浓化处理时，进行控制，以使在所述燃料切断控制的执行结束时间点流入所述三元催化剂的气体的氧浓度低时与所述气体的氧浓度高时相比，流入所述三元催化剂的排气的空燃比在所述浓空燃比的范围成为更高的空燃比。
3.一种内燃机的排气净化系统的控制方法，所述排气净化系统包括EGR装置、三元催化剂以及电子控制单元，所述EGR装置包括EGR通路，所述EGR通路设置成将所述内燃机中的排气通路与进气通路连通，所述EGR装置构成为执行使在所述排气通路流动的气体的一部分通过所述EGR通路向所述进气通路导入的EGR控制，所述三元催化剂设置于所述排气通路，
所述控制方法的特征在于，包括：
在所述内燃机的减速运转时，利用所述电子控制单元执行停止所述内燃机中的燃料喷射的燃料切断控制；
在所述燃料切断控制的执行结束后，利用所述电子控制单元执行使流入所述三元催化剂的排气的空燃比降低至比理论空燃比低的浓空燃比的浓化处理；
在所述燃料切断控制的执行开始时预定的EGR条件成立了的情况下，在所述燃料切断控制的执行期间利用所述电子控制单元执行EGR控制，所述EGR控制是使在所述排气通路流动的气体的一部分通过所述EGR通路向所述进气通路导入的控制；以及
在所述燃料切断控制的执行结束后执行所述浓化处理时，利用所述电子控制单元进行控制，以使在所述燃料切断控制的执行期间执行了所述EGR控制的情况下与在所述燃料切断控制的执行期间没有执行所述EGR控制的情况下相比，流入所述三元催化剂的排气的空燃比在浓空燃比的范围成为更高的空燃比。
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