CN112739892A - 排气净化系统的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于排气净化系统并执行净化控制的ECU(30)，该排气净化系统具备设于排气通路(20)的NOx催化剂(23)以及检测NOx催化剂(23)的下游侧的空燃比的第二复合传感器(26)。计算从净化控制开始时起投入到NOx催化剂(23)的还原剂的累计值(T)。然后，判定计算出的累计值(T)超过了结束判定值(S)的情况。在净化控制开始后，判定由第二复合传感器(26)检测出的空燃比低于规定值的情况。在累计值(T)超过了结束判定值(S)的判定和空燃比低于规定值的判定中的任一个较早的时刻，结束净化控制。

Description

排气净化系统的控制装置
相关申请的相互参照
本申请基于2018年9月25日提出申请的日本申请第2018－179511号，在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及用于排气净化系统的控制装置。
背景技术
以往，作为内燃机的排气净化装置，已知有专利文献1所记载的装置。该内燃机的排气净化装置具备三元催化剂与设于三元催化剂的下游侧的NOx催化剂。该NOx催化剂例如吸藏在稀薄状态下排出的NOx，并且还原在过量运转下吸藏的NOx，从而净化排气。
在该排气净化装置中，计算在过量状态下还原NOx的净化控制中所投入的还原剂的投入累计量，若超过规定值则结束净化控制。具体而言，净化装置的控制装置基于设于比三元催化剂靠上游的空燃比传感器的输出，计算投入到净化装置的还原剂的量，预测三元催化剂中的还原剂消耗量，推断向NOx催化剂投入的还原剂的投入累计量。然后，在所推断的还原剂向NOx催化剂的投入累计量超过规定值的情况下，结束净化控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4759496号公报
发明内容
在专利文献1的排气净化装置中，仅通过还原剂的投入累计量的推断来进行净化控制的结束判定。然而，可知在NOx催化剂的还原中实际使用的还原剂的量由于各种原因而产生偏差。由于该偏差，若推断出的还原剂的投入累计量比实际使用的还原剂的量过剩，则导致HC排放以及燃料消耗性能的劣化，因此不优选。
本公开鉴于上述课题而完成，其主要的目的在于提供一种能够在抑制排气的劣化的同时，适当地进行NOx的还原的排气净化系统的控制装置。
本方式为一种控制装置，用于排气净化系统，为了使NOx催化剂进行NOx的还原，执行向所述NOx催化剂的上游侧供给所述还原剂的净化控制，该排气净化系统具备：作为NOx吸藏还原型催化剂的NOx催化剂，设于内燃机的排气通路，吸藏排气中的NOx，并且利用还原剂还原所吸藏的NOx，由此进行净化；以及空燃比传感器，检测所述NOx催化剂的下游侧的空燃比，其中，该控制装置具有：累计值计算部，计算从所述净化控制开始时起投入到所述NOx催化剂的所述还原剂的累计值；第一判定部，判定由所述累计值计算部计算出的所述累计值超过了结束判定值的情况；第二判定部，在所述净化控制开始后，判定由所述空燃比传感器检测出的空燃比低于规定值的情况；以及净化结束部，在所述累计值超过了所述结束判定值的判定和所述空燃比低于规定值的判定中的任一个较早的时刻，结束所述净化控制。
在本方式中，作为净化控制的结束条件具有两个判定条件，在满足了任一个较早的一方的结束判定条件的阶段，结束净化控制。在第一结束判定条件中，从净化控制开始时起累计投入到NOx催化剂的还原剂的量并计算累计值，在该累计值超过预先设定的结束判定值的情况下，结束净化控制。另一方面，在第二结束判定条件中，在由设于NOx催化剂的下游侧的空燃比传感器检测出的空燃比低于规定值的情况下、即还原剂的成分实际漏出到NOx催化剂的下游侧的情况下，结束净化控制。
这里，原本优选的是在第一结束判定条件下结束净化控制。这是因为，在第二结束判定条件中，还原剂的成分漏出到NOx催化剂的下游侧，另一方面，在第一结束判定条件中，能够在还原剂的成分不漏出到NOx催化剂的下游侧的情况下结束净化控制。然而，在第一结束判定条件中，由于NOx催化剂的个体差异、劣化、或者设定错误等，预先设定的结束判定值有时过大。因此，在仅具有第一结束判定条件的情况下，即使在NOx催化剂的还原结束后，也继续投入还原剂直到超过预先设定的结束判定值为止。
因此，在本方式中，具有第二结束判定条件，在第二结束判定条件中，在由设于NOx催化剂的下游侧的空燃比传感器检测出的空燃比低于规定值的情况下，结束净化控制。由此，即使在由于个体差异等而投入量成为过剩的情况下，若空燃比低于规定值则也结束净化控制，从而能够抑制由个体差异等导致的还原剂的成分的剩余排出。
附图说明
关于本公开的上述目的及其他目的、特征、优点，通过参照所附的附图和下述的详细记述而更加明确。该附图为，
图1是内燃机的排气净化系统的概略构成图，
图2是稀薄运转中的时序图，
图3是在稀薄运转中实施的流程图，
图4是表示排气流量与判定值的关系的图，
图5是表示净化控制时的排气流量与基础投入量的关系的图，
图6是表示NOx吸藏量与吸藏量增益的关系的图，
图7是表示净化控制时的排气流量与目标空燃比的关系的图，
图8是净化控制执行中的时序图，
图9是表示其他实施方式的净化控制时的目标空燃比的时序图。
具体实施方式
本实施方式以作为内燃机的车载多缸4循环汽油发动机为对象，构建发动机的排气净化系统。将该发动机排气净化系统的概略构成图示于图1。另外，在以下的图中，仅例示了发动机10所具备的多个气缸中的一个气缸。
在发动机10的各气缸的内部能够往复移动地收容有活塞11。而且，在各气缸的活塞11的顶部侧(上侧)设有燃烧室12。燃烧室12经由进气口13而与进气通路14连通，并且经由排气口21而与排气通路20连通。
在发动机10的进气通路14以及排气通路20分别设有封堵进气口13的进气阀15以及封堵排气口21的排气阀16。通过进气阀15的开动作，进气通路14内的空气流入到燃烧室12内，通过排气阀16的开动作，燃烧室12内的排气被排出到排气通路20。进气阀15以及排气阀16的开闭定时(阀定时)由可变阀定时装置分别可变控制。
在燃烧室12设有火花塞17。通过包含点火线圈等的点火装置，在所希望的点火时期对火花塞17施加高电压。通过对火花塞17施加高电压，在对置电极间产生电弧放电，对燃烧室12内的混合气进行点火。
在发动机10的各气缸设有向燃烧室12内直接供给燃料的燃料喷射装置18。燃料喷射装置18经由未图示的燃料配管而与燃料箱连接。燃料箱内的燃料被供给到各气缸的燃料喷射装置18，从燃料喷射装置18向燃烧室12内喷射。
在排气通路20中，以串联的方式设有将排气中的CO、HC、NOx净化的三元催化剂22以及作为NOx吸藏还原型催化剂的NOx催化剂23。NOx催化剂23在排气中的空燃比为稀薄状态(氧化气氛)的情况下吸藏NOx，在空燃比为过量状态(还原气氛)的情况下将所吸藏的NOx还原净化。NOx催化剂23的还原剂为由过量燃烧产生的CO、HC。另外，也可以不将由过量燃烧产生的CO、HC作为还原剂，而在排气通路20设置燃料供给阀，将从燃料供给阀供给的燃料作为还原剂。
在排气通路20上，在比三元催化剂22靠上游侧设置检测排气的空燃比的空燃比传感器24，在三元催化剂22与NOx催化剂23之间设有第一复合传感器25，在NOx催化剂23的下游侧设有第二复合传感器26。复合传感器25、26具有NOx传感器与空燃比传感器(A/F传感器)的功能。另外，也可以不是复合传感器25、26，而分别设置NOx传感器与空燃比传感器。另外，也可以不具有NOx传感器的功能。而且，在排气通路20上也可以设有其他各种传感器。例如，在三元催化剂22与NOx催化剂23之间，也可以设有排气温度传感器。
这些各种传感器的输出被输入到ECU30。ECU30具备包括CPU、ROM、RAM等的微计算机，通过执行存储于ROM的各种控制程序，来进行使燃烧时的空燃比为稀薄状态的稀薄控制、使燃烧时的空燃比为过量状态而进行NOx催化剂23的还原的净化控制等。另外，ECU30相当于“控制装置”。
接下来，对进行净化控制的定时进行说明。图2是表示在进行稀薄控制以及净化控制的稀薄运转中进行NOx的吸藏以及还原的状态的时序图。在图2中，LNT－in表示流入到NOx催化剂23的排气中的NOx浓度，LNT－out表示从NOx催化剂23流出的排气中的NOx浓度。
在稀薄控制的期间，在NOx催化剂23中吸藏NOx，NOx催化剂23的NOx吸藏量增加。NOx吸藏量由公知的方法计算。具体而言，通过第一复合传感器25的NOx传感器，计算NOx浓度。或者，基于发动机转速、转矩等发动机10的运转条件，计算来自燃烧室12的NOx排出浓度，基于计算出的NOx排出浓度，计算通过三元催化剂22后的NOx浓度。然后，基于由这些方法计算出的NOx浓度，计算NOx吸藏量。具体而言，NOx吸藏量由以下的式子计算。
NOx吸藏量〔g〕＝Σ(NOx浓度[ppm]×排气流量[mol/s]×NOx摩尔质量[g/mol]/1000000)
然后，当NOx吸藏量达到规定的上限吸藏量时，开始净化控制。然后，NOx催化剂23中吸藏的NOx脱离而被还原，NOx催化剂23的NOx吸藏量下降。
接下来，对稀薄运转中的控制进行说明。图3是ECU30所实施的流程图，在进行稀薄运转的期间由ECU30以规定周期反复执行。
在S10中，判定净化标志是否为1。净化标志是表示实施了净化控制的状态的标志。在净化标志为1的状态下，进行净化控制，该净化控制进行NOx催化剂23的还原。
在S10中，在判定为净化标志不是1的情况下、即为稀薄控制中的情况下，进入S11，判定净化控制的开始条件是否成立。具体而言，在发动机10进行稀薄运转的期间，在NOx催化剂23中的NOx吸藏量已达到规定的判定值的情况下，判定为净化控制的开始条件成立。在S11中，在判定为净化控制的开始条件不成立的情况下，结束处理。
净化控制开始时的NOx吸藏量的判定值可以是一定，也可以如图4所示那样，由与排气流量以及NOx催化剂23的温度的关系来确定。排气流量越多，排气与催化剂的反应时间越短，NOx催化剂23的吸藏性能越低。因此，稀薄控制中的排气流量越多，越减小净化控制开始时的NOx吸藏量的判定值。另外，NOx催化剂23的温度越低，催化剂活性越降低且吸藏性能越将低。因此，NOx催化剂23的温度越低，越减小净化控制开始时的NOx吸藏量的判定值。而且，若NOx吸藏量超过判定值，则净化控制的开始条件成立。另外，判定值的计算中所使用的排气流量、NOx催化剂23的温度可以使用稀薄控制中的平均值，也可以使用规定的时刻处的排气流量、NOx催化剂23的温度。
在S11中，在判定为净化控制的开始条件成立的情况下，在S12中，将净化标志设定为1。然后，在S13中，设定净化控制的结束判定值S。结束判定值S可以是一定，也可以如图5以及图6所示那样，根据排气流量、NOx催化剂23的温度以及NOx吸藏量等而设定。图5是表示净化控制时的排气流量与还原剂的基础投入量的关系的图，图6是表示NOx吸藏量与吸藏量增益的关系的图。另外，结束判定值S与在净化控制中所投入的还原剂的量相同。
如图5所示，在三元催化剂22、NOx催化剂23等催化剂中，排气流量越多，催化剂与还原剂的反应时间越短，还原效率越降低。若还原效率降低，则还原所吸藏的NOx所需的还原剂的量增加。另外，催化剂的温度越低，催化剂的氧吸藏能力(OSC)越降低，因此还原所吸藏的NOx所需的还原剂的量减少。由此，使用图5的关系，根据排气流量与催化剂温度来计算还原剂的基础投入量。另外，排气流量与催化剂温度可以使用净化控制开始时的排气流量、催化剂温度。
结束判定值S基于NOx吸藏量而计算，基于NOx吸藏量计算吸藏量增益，在预先确定的基础值或基于图5计算出的基础值上乘以吸藏量增益而计算结束判定值S。吸藏量增益是根据NOx吸藏量越多、NOx催化剂23中的所需的还原材料越增加而确定的系数，具体而言，如图6所示，NOx催化剂23中的NOx吸藏量越多，越设定为较大的值。另外，三元催化剂22具有氧吸藏能力(OSC)，在吸藏于三元催化剂22的氧被还原的期间，还原所需的过量成分(HC、CO等)与三元催化剂22的氧发生反应而被消耗，在NOx催化剂23侧不投入还原所需的过量成分。因此，若不与NOx催化剂23的NOx吸藏量无关地投入某种程度的还原剂，则不进行NOx催化剂23的还原。因此，如图6所示，吸藏量增益向上方偏移三元催化剂22的氧吸藏能力的量。然后，使用图6所示的关系，根据NOx吸藏量来计算吸藏量增益。
另外，在S14～S18中，基于向NOx催化剂23的NOx流入量与由第二复合传感器26的NOx传感器检测出的NOx泄漏量，计算NOx催化剂23中的NOx吸藏率。NOx吸藏率有时因还原剂的不足蓄积未还原的NOx而下降。具体而言，在以前的净化控制时，若因NOx催化剂23的个体差异等而还原剂相对于NOx吸藏量不足，则在NOx催化剂23中蓄积未还原的NOx，NOx的吸藏未按预定进行，在NOx催化剂23的下游侧产生NOx的泄漏。因此，在S14～S18中，判定NOx催化剂23的还原剂相对于所吸藏的NOx是否不足。另外，S14～S18的处理也可以不在S11中净化条件成立的情况下进行，而在稀薄控制中以规定的间隔进行。
在S14中，累计在稀薄控制中流入到NOx催化剂23的NOx量，计算流入NOx量。具体而言，可以基于由第一复合传感器25检测出的NOx量来累计，也可以基于发动机10的运转状态计算排出到排气通路20的NOx量来累计。另外，流入NOx量可以在净化控制结束时复位。
在S15中，累计在稀薄控制中从NOx催化剂23漏出的NOx量，计算吸藏泄漏NOx量。基于由第二复合传感器26检测出的NOx量，累计漏出到NOx催化剂23的下游侧的NOx量。另外，为了累计从NOx催化剂23漏出的NOx量，在NOx催化剂23的下游侧至少需要NOx传感器。另外，吸藏泄漏NOx量可以在净化控制结束时复位。
在S16中，计算NOx吸藏率。NOx吸藏率(％)能够由以下的式子计算。NOx吸藏率(％)＝(1－吸藏泄漏NOx量/流入NOx量)×100
若蓄积未还原的NOx，则能够吸藏的NOx量减少而漏出的NOx量增加，因此吸藏率劣化，表示吸藏率的值变小。另外，S14～S16相当于“吸藏率计算部”。
在S17中，判定在S16中计算出的吸藏率是否低于规定吸藏率。在S17中，在判定为吸藏率大于规定吸藏率的情况下，结束处理。另一方面，在S17中，在判定为吸藏率低于规定吸藏率的情况下，判断为蓄积有未还原的NOx，在S18中，以在S13中设定的结束判定值S变大的方式变更结束判定值S，结束处理。即，以在净化控制中投入的还原剂的量在下次以后变多的方式进行变更，结束处理。作为结束判定值S的变更方法，在结束判定值S上乘以大于1的一定的比例、或者从结束判定值S增加一定的量，作为新的结束判定值S。另外，使结束判定值S为大值的变更量优选设为较大的值。这是因为，与投入量不足而未还原的状态持续相比，优选一次性大幅变更结束判定值S而投入量成为过剩，能够通过最小限的过量成分的流出结束净化控制。另外，也可以基于吸藏率，将所变更的量设为可变。而且，S18相当于“增加变更部”。
另一方面，在S10中，在判定为净化标志是1的情况下，在S20中，投入还原剂。具体而言，以成为规定的过量空燃比的方式，从燃料喷射装置18喷射燃料。图7是为了设定在净化控制时进行反馈控制的情况下的目标空燃比的映射的一个例子。在三元催化剂22、NOx催化剂23等催化剂中，根据催化剂中的贵金属的活性度，每单位时间能够处理的还原剂的上限量是变化的。例如，催化剂温度越低，活性度越下降，因此还原剂的处理能力降低。因此，优选催化剂温度越低，过量程度越弱。另外，优选排气流量越多，过量程度越弱。通过这样设定目标空燃比，期望每单位时间流入NOx催化剂23的还原剂的流量为一定。然后，使用图7所示的关系，根据排气流量与催化剂温度来计算目标空燃比。
在S21中，判定由第二复合传感器26检测出的空燃比是否低于规定值。当NOx催化剂23的还原结束时，过量成分向NOx催化剂23的下游侧漏出。在该情况下，由第二复合传感器26检测出的空燃比成为表示过量侧的值。即，判定NOx催化剂23的还原结束，由第二复合传感器26检测出的空燃比是否成为表示过量侧的值。在空燃比大于规定值的情况下、即由第二复合传感器26检测出的空燃比为表示理论配比附近的值且处于NOx催化剂23的还原中的情况下，进入S22。
在S22中，计算从净化控制开始时起的还原剂的累计值T。具体而言，通过对在上次处理中计算出的累计值T(n－1)加上从上次开始的期间所投入的还原剂的量，来计算累计值T(n)。所投入的还原剂的量可以根据过剩燃料量、即从燃料喷射量中减去当量燃料量(相对于空气量成为理论配比状态的燃料量)而得的值来求出，也可以根据空燃比传感器24中的输出值与空气量等运转条件来求出。另外，S22相当于“累计值计算部”。
在S23中，判定由S22计算出的累计值T是否超过了结束判定值S。在判定为累计值T未超过S13中所设定的结束判定值S的情况下，视为NOx催化剂23的还原处于中途而结束处理。
在S23中，在判定为累计值T超过了预先设定的结束判定值S的情况下，在S24中判断为NOx催化剂23的还原结束而结束净化控制。具体而言，将净化标志设为0，返回到稀薄控制等通常的控制。另外，将累计值T设定为0。另外，S23相当于“第一判定部”，S24相当于基于第一判定部的结果而结束的“净化结束部”。
另一方面，在S21中，在空燃比低于规定值的情况下、即在NOx催化剂23的下游侧检测出过量成分的情况下，进入S25。在S25中，判断为NOx催化剂23的还原已结束而结束净化控制。具体而言，使净化标志复位为0，并返回到通常的控制。另外，S21相当于“第二判定部”，S25相当于基于第二判定部的结果而结束的“净化结束部”。
在不根据第一判定部的结果而根据第二判定部的结果结束净化控制的情况下，存在所设定的结束判定值S大于实际用于还原的还原剂的量、投入的还原剂的量成为过剩的隐患。在结束判定值S过大的情况下，在NOx催化剂23的下游侧流出过量成分，并不优选。因此，在结束判定值S过大的情况下，需要以下次以后的结束判定值S变小的方式进行变更。
然而，在净化控制执行中，若瞬间投入高浓度(或者高流量)的还原剂，则会产生超过NOx催化剂23的还原剂处理能力、还原剂漏出到NOx催化剂23的下游的、所谓的还原剂的窜漏(日文：吹き抜け)的现象。在产生了还原剂的窜漏的情况下，在NOx催化剂23的下游侧检测出的空燃比瞬间低于规定值。在这种情况下，若判断为还原剂的量过剩，并变更结束判定值S，则下次以后的净化控制时的还原剂会不足。因此，通过S26以及S27，判定是结束判定值S过大而投入量过剩、还是产生了还原剂的窜漏。
在S26中，取得还原剂的累计值T。具体而言，与S22相同，通过对在上次处理中计算出的累计值T(n－1)加上从上次开始的期间所投入的还原剂的量，来计算累计值T(n)。该累计值T为从净化控制开始时到结束时刻为止的还原剂的累计值T。然后，在S27中，判定在S26中所取得的累计值T是否超过了禁止值。在禁止值是比结束判定值S小的值，并且在正常结束了NOx催化剂23的还原的情况下，是小到不能够作为累计值T的程度的值。具体而言，为结束判定值S的一半左右的值。另外，在S27中，在判定累计值T超过了禁止值之后，将累计值T设定为0。另外，也可以不在各净化控制结束时(S24、S27)进行将还原剂的累计值T设为0的处理，而在S12、即净化控制开始时，进行将上次的累计值T设为0的处理。
在S27中，在累计值T小于禁止值的情况下，判断为产生了还原剂的窜漏，结束处理。另一方面，在S23中，在累计值T超过了禁止值的情况下，在S28中，以在S13中设定的结束判定值S变小的方式进行变更，结束处理。即，以净化控制中所投入的还原剂的量在下次以后变少的方式进行变更，结束处理。作为结束判定值S的变更方法，在结束判定值S上乘以小于1的一定的比例、或者从结束判定值S减去一定的量，作为新的结束判定值S。另外，使结束判定值S为小值的变更量优选设为较小的值。这是因为，若一次性大幅变更，则存在还原剂的投入量不足而成为还原不足的隐患。另外，也可以基于结束判定值S与累计值T的差分、或者基于累计值T，将所变更的量设为可变。而且，S28相当于“减少变更部”。
图8是净化控制执行中的时序图。具体而言，图8的(a)是由于还原剂的累计值T超过了结束判定值S而结束了净化控制的情况下的时序图，图8的(b)是空燃比低于规定值而结束了净化控制的情况下的时序图，图8的(c)是产生还原剂的窜漏，空燃比低于规定值而结束了净化控制的情况下的时序图。另外，图8的(a)是满足第一判定部的判定条件而结束了净化控制的情况下的时序图，图8的(b)、(c)是满足第二判定部的判定条件而结束了净化控制的情况下的时序图。
首先，使用图8的(a)，对由于还原剂的累计值T超过了结束判定值S而结束的情况进行说明。当在定时t11净化标志被设为1而开始净化控制时，在NOx催化剂23的下游侧由第二复合传感器26检测的空燃比成为表示理论配比附近的状态的值。另外，即使开始净化控制，空燃比也不会立即成为理论配比附近的值。这是因为，从切换到过量燃烧(净化控制)到燃烧气体到达第二复合传感器26需要规定的时间。另外，当开始净化控制时，还原剂的累计值T逐渐增加。
在NOx催化剂23中的还原进行，在定时t12，当还原剂的累计值T超过结束判定值S时，结束净化控制。净化标志被设为0，还原剂的累计值T被设定为0。然后，当结束净化控制而开始稀薄控制时，由第二复合传感器26检测的空燃比成为表示稀薄状态的值。
净化控制在很多情况下，如图8的(a)那样，由于还原剂的累计值T超过结束判定值S而结束。在这种结束方法中，投入还原剂直到预先设定的结束判定值S为止，从而可充分地进行NOx催化剂23的还原。另外，与基于第二判定部的结束判定条件相比，过量成分不会漏出到NOx催化剂23的下游侧而优选。
接下来，使用图8的(b)，对空燃比低于规定值而结束的情况进行说明。当在定时t21净化标志被设为1而开始净化控制时，在NOx催化剂23的下游侧由第二复合传感器26检测的空燃比成为表示理论配比附近的状态的值。另外，当开始净化控制时，还原剂的累计值T逐渐增加。
在NOx催化剂23中的还原进行，在定时t22，NOx催化剂23的还原结束，当过量成分流出到NOx催化剂23的下游侧时，由第二复合传感器26检测的空燃比低于规定值。当空燃比低于规定值时，结束净化控制。然后，净化标志成为0，还原剂的累计值T被设定为0。当结束净化控制而开始稀薄控制时，第二复合传感器26检测的空燃比成为表示稀薄状态的值。
另外，在结束了净化控制的阶段，还原剂的累计值T虽然超过了禁止值，但低于结束判定值S。由此，认为结束判定值S过大、还原剂过剩。在该情况下，以下次以后的结束判定值S变小的方式进行变更。
如图8的(b)所示，在预先设定的结束判定值S过大、还原剂过剩的情况下，在还原剂的累计值T超过结束判定值S之前，过量成分流出到NOx催化剂23的下游侧，第二复合传感器26检测的空燃比低于规定值。一旦过量成分流出到NOx催化剂23的下游侧，则结束净化控制，由此能够抑制过量成分的剩余排出。
这样，在满足了图8的(a)所示的结束判定条件和图8的(b)所示的结束判定条件这两个净化控制的结束判定条件下的任一个条件的情况下，结束净化控制。因此，在正确地设定了结束判定值S的情况下，过量成分不会漏出到NOx催化剂23的下游侧而结束净化控制。另一方面，在结束判定值S过大而还原剂成为过剩的情况下，若空燃比低于规定值则结束净化控制，由此能够使过量成分漏出的量为最小限。
另外，使用图8的(c)，对产生还原剂的窜漏，空燃比低于规定值而结束的情况进行说明。当在定时t31净化标志成为1而开始净化控制时，在NOx催化剂23的下游侧由第二复合传感器26检测的成为表示空燃比理论配比附近的状态的值。另外，当开始净化控制时，还原剂的累计值T逐渐增加。
在定时t23，当还原剂瞬间成为高浓度而产生还原剂的窜漏，过量成分流出到NOx催化剂23的下游侧时，第二复合传感器26所检测的空燃比低于规定值。当空燃比低于规定值时，结束净化控制。然后，净化标志成为0，还原剂的累计值T被设定为0。当结束净化控制而开始稀薄控制时，第二复合传感器26检测的空燃比成为表示稀薄状态的值。
另外，在结束了净化控制的阶段，由于还原剂的累计值T未超过禁止值，因此推断为产生了还原剂的窜漏。在该情况下，不实施使下次以后的结束判定值S变小那样的校正。这是因为，在窜漏的情况下，若对结束判定值S进行减少变更，则在下次以后存在NOx成为未还原状态的隐患。
在以上说明的在本实施方式中起到以下的效果。
在本实施方式中，具有两个净化控制的结束判定条件，在满足了任一较早的一方的结束判定条件的阶段，结束净化控制。作为第一结束判定条件，从净化控制开始时起累计投入到NOx催化剂23的还原剂的量并计算累计值T，在该累计值T超过预先设定的结束判定值S的情况下，结束净化控制。
另一方面，在第二结束判定条件中，继续进行净化控制直到由设于NOx催化剂23的下游侧的第二复合传感器26检测出的空燃比低于规定值为止、即直到还原剂的成分实际漏出到NOx催化剂23的下游侧为止。因此，原本优选在第一结束判定条件下结束净化控制。这是因为，在第二结束判定条件中，还原剂的成分漏出到NOx催化剂23的下游侧，另一方面，在第一结束判定条件中，能够在还原剂的成分不漏出到NOx催化剂23的下游侧的情况下结束净化控制。
然而，在第一结束判定条件中，由于NOx催化剂23的个体差异、劣化、设定错误等，在预先设定的结束判定值S下，还原剂有时变得过大。因此，在仅具有第一结束判定条件的情况下，即使在NOx催化剂23的还原结束后，也继续投入还原剂直到超过预先设定的结束判定值S为止。因此，在本实施方式中，作为第二结束判定条件，在由设于NOx催化剂23的下游侧的第二复合传感器26检测出的空燃比低于规定值的情况下，结束净化控制。因此，即使在由于设定错误等而投入量成为过剩的情况下，若空燃比低于规定值，则也结束净化控制，从而能够抑制由设定错误等导致的还原剂的成分的剩余排出。
另外，在判定为累计值T超过所设定的结束判定值S之前，由第二复合传感器26检测出的空燃比低于规定值而结束了净化控制的情况下，认为由于NOx催化剂23的个体差异、劣化、设定错误等而预先设定的结束判定值S过大而还原剂成为过剩。在该情况下，以结束判定值S变小的方式对结束判定值S进行减少变更。其结果，在下次以后的净化控制中，结束判定值S变小，所投入的还原剂变少，能够抑制还原剂成为剩余。
另外，在累计值T小于结束判定值S的情况下，若进一步小于禁止值，则在NOx催化剂23中未完成NOx还原的可能性较高，认为空燃比低于规定值的现象源于瞬间的高浓度输出。在这种情况下，若进行校正，则下次的还原量会成为不足。因此，在小于禁止值的情况下，禁止对结束判定值S进行减少变更。由此，能够抑制产生由误学习导致的还原剂的不足。
另外，由于NOx催化剂23的个体差异等，有时因所设定的结束判定值S而产生还原剂的不足。若还原剂不足，则在NOx催化剂23中蓄积未还原的NOx，在NOx催化剂23的下游侧产生NOx的泄漏。因此，将能够检测NOx的第二复合传感器26设于NOx催化剂23的下游侧，检测NOx泄漏量，基于NOx泄漏量来计算NOx吸藏率。在该NOx吸藏率低于规定吸藏率的情况下，以结束判定值S变大的方式对结束判定值S进行增加变更。其结果，在下次以后的净化控制中还原剂的投入量变多，能够抑制未还原的NOx的蓄积，并抑制NOx吸藏性能的劣化。
＜其他实施方式＞
本公开并不限定于上述实施方式，例如也可以如以下那样实施。
·也可以使净化控制时的目标空燃比不一定，在三元催化剂22的还原结束之前，提高过量程度。图9是表示净化控制时的目标空燃比的时序图的一个例子。
当在净化控制开始后实施过量程度强的第一控制时，由处于三元催化剂22的下游侧的第一复合传感器25检测出的空燃比从表示稀薄状态的值变为表示理论配比状态的值。在实施第一控制且三元催化剂22中所吸藏的氧残留某种程度的期间，排气中的过量成分(HC、CO等)与吸藏在三元催化剂22中的氧发生反应而被消耗。因此，从三元催化剂22流出的排气的空燃比成为表示理论配比附近的值。而且，在实施第一控制且直到三元催化剂22中所吸藏的氧剩余减少为止的期间，由第一复合传感器25检测的空燃比维持为表示理论配比附近的值。
当三元催化剂22中所吸藏的氧剩余减少时，通过三元催化剂22而供给到NOx催化剂23的过量成分的浓度增加。由此，由第一复合传感器25检测出的空燃比变化为表示过量侧的值。当检测到第一复合传感器25中的空燃比变化为表示过量侧的值时，切换为第二控制，过量程度减弱。这样，通过切换空燃比，从而迅速地进行三元催化剂22的还原，并且在三元催化剂22的还原结束之后，过量程度减弱。由此，在由于还原剂的过剩而过量成分从NOx催化剂23漏出的情况下，能够减小过量成分的流出量。
而且，在这样设为两个阶段的目标空燃比的情况下，将对由图7求出的目标空燃比乘以第一控制与第二控制中不同的系数而得的值设为目标空燃比。另外，第一控制的经纬数设定为比第二控制的系数大。另外，净化控制中的目标空燃比不仅可以如图7所示那样为两个阶段的情况，也可以分成多个阶段而实施，也可以线性地变更。
在将目标空燃比设定为两个阶段的情况下，在图3的处理的S20中，判定是处于第一控制中还是处于第二控制中，设定目标空燃比，投入还原剂。另外，也可以代替在图8的处理的S26中取得累计值T、在S27中判定累计值T是否为禁止值以上，而在第一控制期间空燃比低于规定值的情况下，判断为产生了还原剂的窜漏。这是因为，还原剂的窜漏容易在还原剂的过量程度强的第一控制期间产生。对根据空燃比低于规定值的定时是否为第一控制中来判定是否产生了窜漏的方法进行具体说明。代替S26以及S27而判定是否为第一控制中。然后，在判定为是第一控制中的情况下、即在第一控制期间空燃比低于规定值的情况下，判断为产生了窜漏，不进行校正而结束处理。另一方面，在判定为不是第一控制中的情况下、即在第二控制期间空燃比低于规定值的情况下，在S28中，进行使结束判定值S减少的变更。另外，也可以在判定是否超过了禁止值的基础上进行这种判定。
这样，若在NOx催化剂23的上游设有三元催化剂22，则即使开始净化控制，若三元催化剂22的还原不结束，则也几乎不向NOx催化剂23投入还原剂。由此，为了迅速地进行三元催化剂22的还原，并且抑制在过剩的情况下产生的过量成分的漏出，最初优选增大过量程度，在三元催化剂22的还原结束之后，优选过量程度较小。因此，净化控制的最初进行增强过量程度的第一控制，之后进行过量程度弱的第二控制。由于还原剂的窜漏容易在过量程度大的第一控制时产生，因此在进行第一控制的期间，在NOx催化剂23的下游侧的空燃比低于规定值的情况下，能够推断为是还原剂的窜漏。因此，在第一控制期间，在NOx催化剂23的下游侧的空燃比低于规定值而结束了净化控制的情况下，禁止校正投入量。由此，能够抑制产生由误学习导致的还原剂的不足。
·在净化控制中，也可以是除了实施使实际空燃比与目标空燃比一致的空燃比反馈控制的以外，作为燃料喷射量，设定成为过量空燃比的燃料量而实施开放控制的构成。
·在发动机10从稀薄运转切换为通常运转(理论配比状态下的运转)的情况下，也可以与周期无关地进行图3的处理，在S11中判定为净化控制的开始条件成立，实施净化控制。这样，在从稀薄运转切换为理论配比状态下的运转时，能够在将NOx催化剂23等中所吸藏的NOx预先处理之后切换运转状态。
·也可以代替三元催化剂22而使用氧化催化剂。另外，除了三元催化剂22与NOx催化剂23之外，也可以设置其他催化剂。
·也可以在排气通路20与进气通路14之间设置利用排气的流动压缩进气侧的空气的增压器。
·内燃机并不局限于向燃烧室12喷射燃料的汽油发动机，可以是向进气通路14喷射燃料的汽油发动机，也可以是柴油发动机。
·本公开所记载的控制部(控制装置)及其方法也可以由通过构成编程为执行由计算机程序具体化的一个或多个功能的处理器以及存储器而提供的专用计算机来实现。或者，本公开所记载的控制部及其方法也可以由通过一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的专用计算机来实现。或者，本公开所记载的控制部及其方法也可以由编程为执行一个或多个功能的处理器以及存储器与利用一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成的一个以上的专用计算机来实现。另外，计算机程序也可以作为由计算机执行的指令存储于计算机可读取的非迁移有形记录介质。
本公开遵照实施例进行了记述，但可理解为本公开并不限定于该实施例、构造。本公开还包括各种变形例、等效范围内的变形。除此之外，各种组合、方式、进而在它们中能够仅包含一个要素、其以上、或其以下的其他组合、方式也落入本公开的范畴、思想范围内。

Claims (5)

1.一种排气净化系统的控制装置(30)，用于排气净化系统，为了使NOx催化剂(23)进行NOx的还原，执行向所述NOx催化剂的上游侧供给还原剂的净化控制，该排气净化系统具备：
作为NOx吸藏还原型催化剂的所述NOx催化剂(23)，设于内燃机(10)的排气通路(20)，吸藏排气中的NOx，并且利用所述还原剂还原所吸藏的NOx，由此进行净化；以及
空燃比传感器(26)，检测所述NOx催化剂的下游侧的空燃比，其中，所述控制装置(30)具有：
累计值计算部，计算从所述净化控制开始时起投入到所述NOx催化剂的所述还原剂的累计值；
第一判定部，判定由所述累计值计算部计算出的所述累计值超过了结束判定值的情况；
第二判定部，在所述净化控制开始后，判定由所述空燃比传感器检测出的空燃比低于规定值的情况；以及
净化结束部，在所述累计值超过了所述结束判定值的判定以及所述空燃比低于所述规定值的判定中的任一个较早的时刻，结束所述净化控制。
2.如权利要求1所述的排气净化系统的控制装置，其中，
所述排气净化系统的控制装置具有减少变更部，该减少变更部在所述累计值超过了所述结束判定值的判定之前，根据由所述空燃比传感器检测出的空燃比低于所述规定值的判定而结束了所述净化控制的情况下，变更所述结束判定值，以使下次以后的净化控制中的所述结束判定值变小。
3.如权利要求2所述的排气净化系统的控制装置，其中，
所述减少变更部在根据由所述空燃比传感器检测出的空燃比低于所述规定值的判定而结束了所述净化控制的情况下，若由所述累计值计算部计算出的所述累计值小于比所述结束判定值小的禁止值，则禁止所述结束判定值的变更。
4.如权利要求2或3所述的排气净化系统的控制装置，其中，
在所述排气通路上，在所述NOx催化剂的上游侧设有三元催化剂(22)，
所述还原剂为燃料，
所述净化控制具有由所述三元催化剂进行还原的过量程度强的第一控制、以及在所述第一控制结束后实施且过量程度比所述第一控制的过量程度弱的第二控制，
所述减少变更部在所述第一控制中，在根据由所述空燃比传感器检测出的空燃比低于所述规定值的判定而结束了所述净化控制的情况下，禁止所述结束判定值的变更。
5.如权利要求1至4中任一项所述的排气净化系统的控制装置，
在所述排气通路上，在所述NOx催化剂的下游侧设有NOx传感器(26)，
所述排气净化系统的控制装置具有：
吸藏率计算部，在使所述内燃机的空燃比为稀薄的稀薄控制中，基于向所述NOx催化剂的NOx流入量与由所述NOx传感器检测出的NOx泄漏量，计算所述NOx催化剂中的NOx吸藏率；以及
增加变更部，在由所述吸藏率计算部计算出的所述NOx吸藏率低于规定吸藏率的情况下，变更所述结束判定值，以使下次以后的净化控制中的所述结束判定值变大。
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