內燃機的排氣凈化裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題是對內燃機啟動時的SCR催化劑的氨吸附量的不足進行抑制。于是，本發(fā)明提供一種能夠以稀空燃比運行的內燃機的排氣凈化裝置，在有了使內燃機停止的要求時，使內燃機以理論空燃比以下運行，直到SCR催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵?，然后使向內燃機的燃料供給停止。
【專利說明】
內燃機的排氣凈化裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及內燃機的排氣凈化裝置。
【背景技術】
[0002]在內燃機的排氣通路中配置吸藏還原型NOx催化劑(以下也稱為“NSR催化劑”)的技術，這是大家所知道的。NSR催化劑，在流入的排氣中的氧氣濃度高時吸藏排氣中的NOx，在流入的排氣中的氧氣濃度低且有還原劑存在時將吸藏的NOx還原。
[0003]NSR催化劑會因為燃料中所含的硫成分而發(fā)生硫中毒。于是有了以下技術:在有了使內燃機停止的要求的情況下，先將NSR催化劑的硫中毒消除，然后使內燃機實際停止(例如參照專利文獻I)，該技術是大家知道的。該技術中，為了消除硫中毒，使內燃機以濃空燃比運行。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻I:日本特開平10-231720號公報
【發(fā)明內容】
[0006]在比NSR催化劑靠下游側有時會設置選擇還原型NOx催化劑(以下也稱為SCR催化劑)。該SCR催化劑是通過還原劑將NOx選擇還原的催化劑。并且，在NSR催化劑中通過排氣中的此、出與勵1反應而生成氨。該氨能夠在SCR催化劑中作為還原劑利用。
[0007]在此，以高于理論空燃比的空燃比運行、即稀薄燃燒運行的內燃機，有時內燃機會在SCR催化劑的氣氛為稀空燃比的狀態(tài)下停止。這樣的狀態(tài)下，吸附于SCR催化劑的氨被排氣中的氧氣氧化，產生NOx。該NOx有時通過吸附于SCR催化劑的其它氨而被還原。通過反復如此進行，吸附于SCR催化劑的氨的量減少。再者，以下將像這樣吸附于SCR催化劑的氨的量減少的現(xiàn)象稱為“自耗”。由于該氨的自耗，在下一次的內燃機的啟動時SCR催化劑中氨的吸附量就有可能不足。為了上述的現(xiàn)有技術中的硫中毒的消除，進行了使NSR催化劑變?yōu)闈饪杖急饶菢拥目刂疲珱]有考慮到其下游的SCR催化劑的空燃比。根據(jù)以上說明可知，在下一次的內燃機的啟動時，有可能由于SCR催化劑的氨吸附量不足，而使SCR催化劑的NOx的凈化能力降低。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述那樣的問題而完成的，其目的是對內燃機的啟動時的SCR催化劑的氨吸附量的不足進行抑制。
[0009]為了完成上述課題，本發(fā)明的內燃機的排氣凈化裝置，是能夠以稀空燃比運行的內燃機的排氣凈化裝置，具備:選擇還原型NOx催化劑，其設置在所述內燃機的排氣通路中，能夠吸附氮，并以吸附的氨作為還原劑來還原NOx;空燃比控制部，其能夠使所述內燃機的空燃比變化;和發(fā)動機停止控制部，其在有了使所述內燃機停止的要求時實施停止控制，所述停止控制是先通過所述空燃比控制部使所述內燃機以理論空燃比以下運行，直到所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵拢缓笫瓜蛩鰞热紮C的燃料供給停止。
[0010]即使由于以稀空燃比運行內燃機而使SCR催化劑的空燃比變?yōu)橄】杖急龋材軌蛲ㄟ^在使內燃機停止前以理論空燃比以下運行內燃機，使SCR催化劑的空燃比成為理論空燃比以下。由此，能夠抑制氨的自耗。因此，能夠對內燃機的啟動時的SCR催化劑的氨吸附量的不足進行抑制。
[0011]另外，本發(fā)明的內燃機的排氣凈化裝置優(yōu)選還具備前段催化劑，所述前段催化劑設置在比所述選擇還原型NOx催化劑靠上游的排氣通路中，其排氣凈化能力會因HC中毒而降低，所述發(fā)動機停止控制部在所述停止控制中，在通過所述空燃比控制部使所述內燃機以理論空燃比以下運行到所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵潞?，進而在所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比為理論空燃比以下的狀態(tài)下通過所述空燃比控制部使所述內燃機以理論空燃比以上運行，直到所述前段催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫陨?，然后使向所述內燃機的燃料供給停止。
[0012]在停止向內燃機的燃料供給前使內燃機以理論空燃比以下運行的情況下，比SCR催化劑靠上游的前段催化劑的空燃比也變?yōu)槔碚摽杖急纫韵?。因此，前段催化劑中有可能發(fā)生HC中毒。因此，在SCR催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵潞?，使內燃機以理論空燃比以上運行，以使得前段催化劑的空燃比從理論空燃比以下的狀態(tài)變?yōu)槔碚摽杖急纫陨?。由此，能夠在前段催化劑的空燃比為理論空燃比以上的狀態(tài)下使內燃機停止。在使內燃機以稀空燃比運行到前段催化劑的空燃比變?yōu)橄】杖急鹊那闆r下，在SCR催化劑的空燃比變?yōu)橄】杖急惹笆箖热紮C停止。另一方面，在使內燃機以理論空燃比運行到SCR催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急鹊那闆r下，前段催化劑也變?yōu)槔碚摽杖急?，因此該情況下如果SCR催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急葎t可以立即使內燃機停止。這樣能夠抑制內燃機在前段催化劑發(fā)生HC中毒的狀態(tài)下被啟動。
[0013]另外，本發(fā)明的內燃機的排氣凈化裝置優(yōu)選還具備前段催化劑，所述前段催化劑設置在比所述選擇還原型NOx催化劑靠上游的排氣通路中，其排氣凈化能力會因HC中毒而降低，所述發(fā)動機停止控制部在所述停止控制中，調整所述內燃機的栗氣損失，使得向所述內燃機的燃料供給停止后、直到內燃機的轉速變?yōu)镺為止的期間的所述內燃機的吸入空氣量的總量成為規(guī)定空氣量，所述規(guī)定空氣量是在保持所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比為理論空燃比以下的狀態(tài)下使所述前段催化劑的空燃比成為理論空燃比以上所需的吸入空氣量的總量。
[0014]在SCR催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵潞?，為了使前段催化劑的空燃比成為理論空燃比以上而使內燃機以理論空燃比以上運行的情況下，會有燃料消耗。另一方面，通過在SCR催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵潞笸Ｖ谷剂系墓┙o，能夠減少燃料消耗量。在停止燃料供給后，在空氣不斷從內燃機排出的同時發(fā)動機轉速降下來。該發(fā)動機轉速降低步伐與栗氣損失具有相關關系。因此，通過調整栗氣損失，能夠調整在發(fā)動機轉速變?yōu)镺之前從內燃機排出的空氣的量。如果調整栗氣損失，使得從內燃機排出的空氣從前段催化劑通過，并且不到達SCR催化劑，則能夠抑制前段催化劑的HC中毒和SCR催化劑的氨自耗。
[0015]另外，與所述規(guī)定空氣量多時相比，在所述規(guī)定空氣量少時所述發(fā)動機停止控制部還能夠增大所述栗氣損失。
[0016]規(guī)定空氣量越少，從內燃機排出的空氣的量可以越少。由于通過增大栗氣損失而使發(fā)動機轉速更快地降低，因此在發(fā)動機轉速變?yōu)镺之前從內燃機排出的空氣的量減少。因此，規(guī)定空氣量越少，能夠抑制由增大栗氣損失造成的從內燃機排出的空氣的量過多。另一方面，在規(guī)定空氣量多時，通過減小栗氣損失，能夠在直到內燃機的轉速變?yōu)镺為止的期間，從內燃機排出更多的空氣，因此能夠抑制空氣不足。像這樣，通過根據(jù)規(guī)定空氣量調整栗氣損失，能夠抑制從內燃機排出的空氣的量發(fā)生過多或不足。
[0017]另外，優(yōu)選與所述內燃機的溫度低時相比，在所述內燃機的溫度高時，所述發(fā)動機停止控制部增大所述栗氣損失。
[0018]與內燃機的溫度低時相比，在內燃機的溫度高時，發(fā)動機轉速難以降低。因此，在內燃機的溫度高時，在直到內燃機的轉速變?yōu)镺為止的期間從內燃機排出的空氣的量有可能過多。該情況下，通過增大栗氣損失，能夠快速降低內燃機的轉速，因此，能夠減少從內燃機排出的空氣的量。因此，能夠抑制空氣過多。另一方面，在內燃機的溫度低時，在停止燃料的供給后內燃機的轉速容易降低，因此從內燃機排出的空氣的量有可能不足。該情況下，通過減小栗氣損失，能夠抑制內燃機的轉速降低，因此能夠使從內燃機排出的空氣的量增加。像這樣，通過根據(jù)內燃機的溫度來調整栗氣損失，能夠抑制從內燃機排出的空氣的量過多或不足。
[0019]另外，優(yōu)選所述前段催化劑包含三元催化劑和吸藏還原型NOx催化劑中的至少一種催化劑，所述三元催化劑設置在所述內燃機的排氣通路中，具有氧吸藏能力，所述吸藏還原型NOx催化劑設置在所述內燃機的排氣通路中，在稀空燃比時吸藏NOx，在理論空燃比以下時還原NOx，在所述前段催化劑包含三元催化劑和吸藏還原型NOx催化劑這兩者時，所述吸藏還原型NOx催化劑設置在比所述三元催化劑靠下游。
[0020]在三元催化劑和NSR催化劑中能夠生成氨，因此通過在比SCR催化劑靠上游設置這些催化劑，能夠向SCR催化劑供給氨。在此，通過實施停止控制，這些催化劑也可變?yōu)槔碚摽杖急纫韵隆Ｔ撉闆r下，這些催化劑有可能發(fā)生HC中毒。對此，在內燃機的停止時，如果預先使三元催化劑和NSR催化劑中變?yōu)槔碚摽杖急纫陨?，則能夠消除HC中毒。因此，能夠抑制在下一次的內燃機的啟動時這些催化劑的凈化能力降低。
[0021]另外，所述發(fā)動機停止控制部在有了使所述內燃機停止的要求、且吸附于所述選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的條件成立的情況下，實施所述停止控制。
[0022]自耗是如上述那樣吸附于SCR催化劑的氨通過排氣中的氧氣而被氧化，產生NOx，該NOx通過吸附于SCR催化劑的其它氨而被還原，由此SCR催化劑中的氨的吸附量減少的現(xiàn)象。如果吸附于SCR催化劑的氨自耗的條件不成立，則即使內燃機停止了，氨也不會自耗，因此在停止向內燃機供給燃料前不需要以理論空燃比以下運行。該情況下，通過不實施停止控制就立即停止內燃機，能夠減少燃料的消耗量。
[0023]另外，本發(fā)明的內燃機的排氣凈化裝置優(yōu)選具備空燃比檢測裝置，所述空燃比檢測裝置用于檢測或推定所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比，所述發(fā)動機停止控制部在由所述空燃比檢測裝置檢測或推定的空燃比為稀空燃比的情況下，判定為吸附于所述選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的條件成立。
[0024]在內燃機以稀空燃比運行了的情況下，SCR催化劑的空燃比變?yōu)橄】杖急?，因此在SCR催化劑中氨自耗。在這樣的狀態(tài)的情況下，由空燃比檢測裝置檢測或推定的空燃比變?yōu)橄】杖急?。因此，在由空燃比檢測裝置檢測或推定出的空燃比為稀空燃比的情況下，在SCR催化劑中會發(fā)生自耗。另一方面，在內燃機以理論空燃比以下運行了的情況下，由空燃比檢測裝置檢測或推定出的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵?，在SCR催化劑中氨不會自耗。該情況下，能夠不實施停止控制就立即停止內燃機。
[0025]另外，本發(fā)明的內燃機的排氣凈化裝置優(yōu)選具備溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置用于檢測或推定所述選擇還原型NOx催化劑的溫度，所述發(fā)動機停止控制部在由所述溫度檢測裝置檢測或推定出的溫度為吸附于該選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的起始溫度以上即下限溫度以上的情況下，判定為吸附于所述選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的條件成立。
[0026]如果SCR催化劑的溫度低于下限溫度，則在SCR催化劑中氨不會自耗，因此能夠判定為吸附于SCR催化劑的氨自耗的條件不成立。因此，即使不實施停止控制也能夠立即停止內燃機。另一方面，如果SCR催化劑的溫度為下限溫度以上，則會發(fā)生氨的自耗。因此，能夠判定吸附于SCR催化劑的氨自耗的條件成立。
[0027]另外，本發(fā)明的內燃機的排氣凈化裝置優(yōu)選具備溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置用于檢測或推定所述選擇還原型NOx催化劑的溫度，所述發(fā)動機停止控制部在由所述溫度檢測裝置檢測或推定出的溫度低于氨殘存于所述選擇還原型NOx催化劑中的溫度的上限值即上限溫度的情況下，判定為吸附于所述選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的條件成立。
[0028]如果SCR催化劑的溫度過高，則SCR催化劑不能持續(xù)吸附氨，氨從SCR催化劑脫離。從SCR催化劑脫離的氨幾乎都從SCR催化劑流出。如果單位時間從SCR催化劑脫離的氨的量多于單位時間吸附于SCR催化劑的氨的量，則來自于SCR催化劑的氨逐漸減少。即，即使向SCR催化劑供給了氨，SCR催化劑中的氨的吸附量也減少。在內燃機停止時，如果氨的溫度高于上限溫度，則成為SCR催化劑幾乎不吸附氨的狀態(tài)，因此能夠自耗的氨也幾乎沒有殘留。因此，在SCR催化劑的溫度高于上限溫度的情況下，SCR催化劑中沒有氨殘留，因此不會發(fā)生氨的自耗。因此，能夠判定為吸附于SCR催化劑的氨自耗的條件不成立。在這樣的溫度的情況下，不需要實施停止控制，因此能夠立即停止內燃機。另一方面，如果SCR催化劑的溫度為上限溫度以下，則在SCR催化劑中會殘存氨，因此會發(fā)生氨的自耗。因此，能夠判定為吸附于SCR催化劑的氨自耗的條件成立。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制內燃機啟動時SCR催化劑的氨吸附量的不足。
【附圖說明】
[0030]圖1是表示實施例1-3涉及的內燃機、及其吸氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的概略構造的圖。
[0031]圖2是表示內燃機停止時的各種數(shù)值的變化的時間圖。
[0032]圖3是實施例1涉及的內燃機停止時的控制的流程圖。
[0033]圖4是表示SCR催化劑的溫度與氨的消失速度的關系的圖。
[0034]圖5是實施例2涉及的內燃機的停止時的控制的流程圖。
[0035]圖6是表示內燃機停止時的各種數(shù)值的變化的時間圖。
[0036]圖7是實施例3涉及的內燃機停止時的控制的流程圖。
[0037]圖8是表示實施例4涉及的內燃機、及其吸氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的概略構造的圖。
[0038]圖9是表示內燃機的冷卻水溫度、從停止向內燃機供給燃料時起、到內燃機的轉速變?yōu)镺為止所需要的吸入空氣量的累計值(規(guī)定空氣量)、和必要栗氣損失之間的關系的圖。
[0039]圖10是表示內燃機的停止時的各種數(shù)值的變化的時間圖。
[0040]圖11是表示內燃機的停止時的發(fā)動機轉速、節(jié)氣門開度、旁通閥開度的變化的時間圖。
[0041 ]圖12是實施例4涉及的內燃機的停止時的控制的流程圖。
[0042]圖13是用于校正必要栗氣損失的流程圖。
[0043]附圖標記說明
[0044]I內燃機
[0045]16節(jié)氣門
[0046]20IG 開關
[0047]31三元催化劑
[0048]32吸藏還原型NOx催化劑(NSR催化劑)
[0049]33選擇還原型NOx催化劑(SCR催化劑)
[0050]42吸氣管
[0051]72排氣管
[0052]83噴射閥
[0053]90ECU
[0054]91第一空燃比傳感器
[0055]92第二空燃比傳感器
[0056]93第三空燃比傳感器
[0057]94第四空燃比傳感器
[0058]95空氣流量計
[0059]97加速踏板開度傳感器
[0060]98曲軸位置傳感器
【具體實施方式】
[0061]下面，參照附圖、基于實施例對用于實施本發(fā)明的方式進行示例性地詳細說明。該實施例所記載的構成部件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等，只要沒有特別記載，就沒有意思要將本發(fā)明的范圍限定于此。
[0062]〈實施例1>
[0063]圖1是表示本實施例涉及的內燃機及其吸氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的概略構造的圖。圖1所示的內燃機I是汽油發(fā)動機。內燃機I例如搭載于車輛。
[0064]在內燃機I上連接有排氣管72。在該排氣管72的管道中途，從上游側起依次具備三元催化劑31、吸藏還原型NOx催化劑32(以下稱為NSR催化劑32)、選擇還原型NOx催化劑33(以下稱為SCR催化劑33)。
[0065]三元催化劑31在催化劑氣氛為理論空燃比或其附近時將N0x、HC和CO凈化除去。該三元催化劑31具有氧吸藏能力。即，在流入的排氣的空燃比為稀空燃比時吸藏過剩量的氧氣，在流入的排氣的空燃比為濃空燃比時放出不足量的氧氣，由此來凈化排氣。通過這樣的氧吸藏能力，三元催化劑31即使在理論空燃比以外也能夠凈化除去HC、C0和NOx。再者，也可以設置具有氧化能力的其它催化劑(例如氧化催化劑)來代替三元催化劑31。
[0066]另外，NSR催化劑32在流入的排氣的氧氣濃度高時吸藏排氣中的NOx，在流入的排氣的氧氣濃度低且有還原劑存在時將吸藏的NOx還原。即，在稀空燃比時吸藏NOx，在理論空燃比以下時還原NOx。作為向NSR催化劑32供給的還原劑，可以利用從內燃機I排出的未燃燒燃料即HC或CO。
[0067]再者，在排氣從三元催化劑31或NSR催化劑32流過時，有時排氣中的NOx與HC或H2反應而生成氨(NH3)。例如，如果通過水煤氣變換反應或蒸汽重整反應而由排氣中的OKH2O產生H2,則該H2在三元催化劑31或NSR催化劑32中與NO反應生成氨。氨是在從三元催化劑31或NSR催化劑32通過的排氣的空燃比為理論空燃比以下時生成的。再者，在實施例中三元催化劑31和NSR催化劑32相當于本發(fā)明的前段催化劑。
[0068]SCR催化劑33預先吸附有還原劑，在NOx通過時，由吸附上的的還原劑將NOx選擇還原。作為向SCR催化劑33供給的還原劑，可以利用通過三元催化劑31或NSR催化劑32而生成的氨。
[0069]另外，在比三元催化劑31靠上游的排氣管72上，安裝有檢測排氣的空燃比的第一空燃比傳感器91。另外，在比三元催化劑31靠下游且比NSR催化劑32靠上游的排氣管72上，安裝有檢測排氣的空燃比的第二空燃比傳感器92。
[0070]另外，在比NSR催化劑32靠下游且比SCR催化劑33靠上游的排氣管72上，安裝有檢測排氣的空燃比的第三空燃比傳感器93。并且，在比SCR催化劑33靠下游的排氣管72上，安裝有檢測排氣的空燃比的第四空燃比傳感器94、和檢測排氣的溫度的排氣溫度傳感器99。根據(jù)排氣溫度傳感器99的檢測值能夠求出SCR催化劑33的溫度。
[0071]另外，在內燃機I上安裝有向該內燃機I供給燃料的噴射閥83。另一方面，在內燃機I上連接有吸氣管42。在吸氣管42的管道中途設置有調整內燃機I的吸入空氣量的節(jié)氣門
16。在比節(jié)氣門16靠上游的吸氣管42上，安裝有檢測內燃機I的吸入空氣量的空氣流量計95ο
[0072]與上述那樣構建的內燃機I一起，并行設置有用于控制該內燃機I的電子控制單元E⑶90。該E⑶90，根據(jù)內燃機I的運行條件、駕駛員的要求來控制內燃機IA⑶90介由電配線連接上述傳感器、以及加速踏板開度傳感器97和曲軸位置傳感器98，這些各種傳感器的輸出信號被輸入ECU90，所述加速踏板開度傳感器97根據(jù)駕駛員踩油門踏板的踩下量輸出電信號并檢測發(fā)動機負載，所述曲軸位置傳感器98檢測發(fā)動機轉速。另一方面，ECU90介由電配線連接噴射閥83、節(jié)氣門16，通過該ECU90控制噴射閥83的開關時間、節(jié)氣門16的開度。并且，在E⑶90上連接有IG開關20，如果駕駛員操作IG開關20，則E⑶90使內燃機I啟動或停止。
[0073]ECU90基于內燃機I的運行狀態(tài)(例如發(fā)動機轉速和油門開度)設定目標空燃比。并且，控制節(jié)氣門16或噴射閥83，使得實際的空燃比變?yōu)槟繕丝杖急?。再者，本實施例涉及的內燃機I進行稀薄燃燒運行(即稀空燃比下的運行)。但在內燃機I的冷啟動時、高負荷運行時、以及NSR催化劑32的硫中毒消除時等，有時以理論空燃比以下的空燃比運行。再者，在實施例中控制空燃比的E⑶90，相當于本發(fā)明的空燃比控制部。
[0074]在此，吸附于SCR催化劑33的氨，通過SCR催化劑33中的氨的自耗而消失。氨的自耗，是吸附于SCR催化劑33的氨與周圍的氧氣反應變?yōu)镹Ox，進而該NOx與吸附于SCR催化劑33的氨反應，因此氨被消耗的現(xiàn)象。
[0075]為了抑制氨的自耗，ECU90在有了使內燃機I停止的要求的情況下，在使SCR催化劑33的空燃比成為濃空燃比后使內燃機I停止。再者，本實施例中，在駕駛員操作IG開關20想要使內燃機I停止時，視為有了使內燃機I停止的要求(發(fā)出內燃機I的停止要求)。此外，混合動力車要由通過內燃機I的行駛切換為通過電動機的行駛的情況、和要進行空轉停止的情況等，都可以視為有了使內燃機I停止的要求。
[0076]因此，ECU90在有了使內燃機I停止的要求的情況下，在停止向內燃機I的燃料供給之前，使內燃機I以濃空燃比運行，在以該濃空燃比運行時的排氣充滿SCR催化劑33時、SPSCR催化劑33的空燃比變?yōu)闈饪杖急葧r，停止向內燃機I供給燃料。再者，將下述控制稱為停止控制，所述控制是在有了使內燃機I停止的要求時，使內燃機I以濃空燃比以下運行，直到SCR催化劑33的空燃比變?yōu)闈饪杖急?，然后停止向內燃機I供給燃料。對于判斷SCR催化劑33的空燃比是否變?yōu)闈饪杖急鹊姆椒?，可以想到有幾種，但在本實施例中，在由第四空燃比傳感器94檢測出的排氣的空燃比變?yōu)闈饪杖急葧r，判斷成是SCR催化劑33的空燃比變?yōu)闈饪杖急取４送?，例如，如果以濃空燃比使內燃機I運行了規(guī)定時間，也可以判斷成是SCR催化劑33的空燃比變?yōu)闈饪杖急?。該?guī)定時間，可以作為直到SCR催化劑33的空燃比變?yōu)闈饪杖急葹橹沟臅r間、預先通過實驗或模擬等求出。另外，也可以采用公知的技術，基于內燃機I的運行狀態(tài)，推定SCR催化劑33的空燃比。再者，在實施例中第四空燃比傳感器94或推定SCR催化劑33的空燃比的E⑶90，相當于本發(fā)明的空燃比檢測裝置。
[0077]圖2是表示內燃機I的停止時的各種數(shù)值的變化的時間圖。車速是搭載有內燃機I的車輛的速度。發(fā)動機出A/F是從內燃機I排出的氣體的空燃比，是在內燃機I中的燃燒時的空燃比。SCR出A/F是從SCR催化劑33流出的排氣的空燃比，是由第四空燃比傳感器94檢測出的排氣的空燃比。實線表示實施了本實施例涉及的控制的情況，虛線表示當發(fā)生內燃機I的停止要求時立即停止燃料的供給而使內燃機I停止、即實施了以往的控制的情況。
[0078]首先，對實施了以往的控制的情況進行說明。TI時車速變?yōu)镺。由此，內燃機I實施空轉，因此從Tl開始的發(fā)動機轉速變?yōu)榭辙D速度。再者，空轉中，內燃機I以理論空燃比運行，因此發(fā)動機出A/F變?yōu)槔碚摽杖急?。T2時IG開關20為OFF。即，T2時產生內燃機I的停止要求。以往，為了在產生內燃機I的停止要求時立即使內燃機I停止，從T2開始停止燃料的供給。因此，從T2起發(fā)動機轉速開始降低。從T2開始停止燃料的供給，因此從T2開始發(fā)動機出A/F變?yōu)楦哂诶碚摽杖急取Ｒ酝那闆r下，為了使內燃機I立即停止，以空轉速度運行時的排氣達不到SCR催化劑33，因此SCR出A/F保持為稀空燃比的狀態(tài)，沒有變化。
[0079]然后，對實施了本實施例涉及的控制的情況進行說明。到T2為止與以往情況相同。當在T2產生使內燃機I停止的要求時，從T2開始以濃空燃比運行內燃機I。即，從T2開始進行停止控制。發(fā)動機出A/F從T2開始變?yōu)闈饪杖急龋珴饪杖急鹊呐艢獾竭_SCR催化劑33需要花費時間。因此，從T3起SCR出A/F開始降低，在T4時SCR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急?。在此，由于SCR催化劑33具備一定程度的氧吸藏能力，因此如果濃空燃比的排氣流入SCR催化劑33，則從該SCR催化劑33放出氧氣。在該氧氣放出的期間，SCR催化劑33的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急?。在本實施例中，當SCR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急纫韵聲r，為了使內燃機I實際停止，停止燃料的供給。即，在T4時停止燃料的供給，發(fā)動機轉速開始降低，并且發(fā)動機出A/F變?yōu)橄】杖急?。再者，只要不特別說明，在提到使內燃機I停止的情況下，就表示停止燃料的供給。在本實施例中，從T2到T4的期間實施停止控制。由于在比SCR催化劑33靠上游側存在濃空燃比的排氣，因此即使是從T4往后，直到內燃機I的轉速變?yōu)镺為止，都向SCR催化劑33供給濃空燃比的排氣。并且，在T5時吸藏于SCR催化劑33的氧氣耗盡，從該T5開始SCR出A/F降低而變?yōu)闈饪杖急取?br>[0080]圖3是本實施例涉及的內燃機I的停止時的控制的流程圖。本流程在內燃機I的運行中通過ECU90以規(guī)定的時間間隔實施。再者，在本實施例中處理本流程的ECU90，相當于本發(fā)明的發(fā)動機停止控制部。
[0081]在步驟SlOl中，判定是否有了內燃機I的停止要求。即，判定是否成為圖2涉及的T2的時刻。例如，在IG開關20為OFF時判定為有了內燃機I的停止要求。在步驟SlOI中判定為肯定的情況下向步驟S102推進，另一方面，在判定為否定的情況下結束本流程。
[0082]在步驟S102中，內燃機I以濃空燃比運行。即，內燃機I的目標空燃比為濃空燃比。此時的目標空燃比，可以預先通過實驗或模擬等求出。由此，如圖2涉及的T2?T3所示，使發(fā)動機出A/F為濃空燃比。因此，在排氣管72中流動的排氣的空燃比從內燃機I側開始緩緩變?yōu)闈饪杖急取?br>[0083]在步驟S103中，判定SCR出A/F是否為理論空燃比以下。即，判定SCR催化劑33的空燃比是否變?yōu)槔碚摽杖急纫韵?。這也可以稱為判定是否到達圖2涉及的T3的時刻。在本步驟中，判定了是否可以使以濃空燃比的運行結束。在由第四空燃比傳感器94檢測出的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵碌那闆r下可以判定為SCR出A/F為理論空燃比以下，也可以以濃空燃比使內燃機I運行了規(guī)定時間，就判定為SCR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急纫韵隆２⑶?，由于也可以推定SCR出A/F，因此可以利用該推定值進行判定。在步驟S103中判定為肯定的情況下，由于到達圖2涉及的T4的時刻，因此向步驟S104推進。另一方面，在步驟S103中判定為否定的情況下，返回步驟S102。即，繼續(xù)進行以濃空燃比的運行，直到SCR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急纫韵隆?br>[0084]在步驟S104中，允許使內燃機I停止。由此，停止向內燃機I供給燃料。然后，內燃機I通過慣性旋轉，轉速緩緩降低，最終變?yōu)镺。
[0085]再者，在圖3所示的流程圖中，為了使SCR催化劑33的空燃比迅速降低，在步驟S102中以濃空燃比運行，但也可以不是這樣，而是以理論空燃比運行。通過以理論空燃比運行內燃機I，雖然花費時間，但能夠使SCR催化劑33的空燃比為理論空燃比。如果SCR催化劑33的空燃比成為理論空燃比，則能夠抑制氨的自耗。
[0086]另外，在本實施例中，三元催化劑31和NSR催化劑32并不是必需的。也可以代替三元催化劑31和NSR催化劑32，而具備向SCR催化劑33供給氨的例如氨添加閥，從而省去三元催化劑31和NSR催化劑32。
[0087]如以上那樣，內燃機I停止后的SCR催化劑33的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵拢虼嗽趦热紮CI停止后的SCR催化劑33中能夠抑制氨自耗。由此，能夠在內燃機I的停止后抑制氨的吸附量減少，從而能夠抑制下一次的內燃機I的啟動時的NOx的凈化率的降低。
[0088]〈實施例2>
[0089]在本實施例中，設定實施停止控制的條件。其它裝置等與實施例1相同，因此省略說明。在本實施例中，基于SCR催化劑33的溫度或SCR催化劑33的空燃比，判定是否實施停止控制。
[0090]在此，吸附于SCR催化劑33的氨，除了自耗以外，也因為氨從SCR催化劑33的脫離而消失。氨的脫離，是在SCR催化劑33的溫度較高時氨從吸附位點離開的現(xiàn)象。
[0091]即使是內燃機I被停止而不存在向SCR催化劑33流入的NOx的情況，也會發(fā)生氨的脫離和氨的自耗。在此，圖4是表示SCR催化劑33的溫度與氨的消失速度的關系的圖。氨的消失速度是單位時間從SCR催化劑33消失的氨的量。圖4中的實線表示由氨的脫離導致的氨的消失速度，虛線表示由氨的自耗導致的氨的消失速度。
[0092]TA是氨自耗的起始溫度(以下也稱為下限溫度)，TB是氨殘存于SCR催化劑33中的溫度的上限值(以下也稱為上限溫度)。如果SCR催化劑33的溫度高于上限溫度TB，則即使供給氨，脫離的氨量也比新吸附的氨量多，其結果，SCR催化劑33中氨不再有殘留。如圖4所示，氨的自耗從下限溫度TA的溫度開始，溫度越高，由氨的自耗導致的氨的消失速度越快。但是，如果SCR催化劑33的溫度高于上限溫度TB，則與氨的自耗相比，脫離的影響變得更大。并且，如果SCR催化劑33的溫度高于上限溫度TB，則即使向SCR催化劑33供給了氨，氨也會從SCR催化劑33脫離，因此難以增加氨的吸附量。如果SCR催化劑33上沒有氨吸附，則不會發(fā)生氨的自耗。即，在SCR催化劑33的溫度為下限溫度以上且上限溫度以下的情況下，才會發(fā)生氨的自耗。
[0093]根據(jù)以上敘述，在本實施例中，在有了使內燃機I停止的要求、且SCR催化劑33的溫度為下限溫度TA以上或上限溫度TB以下的情況下，實施停止控制。再者，對于在本實施例中，在有了使內燃機I停止的要求、且SCR催化劑33的溫度為下限溫度TA以上且上限溫度TB以下的情況下，實施停止控制的情況進行說明。
[0094]在SCR催化劑33的溫度低于下限溫度TA的情況下，在SCR催化劑33中幾乎不發(fā)生氨的自耗，因此不需要為了抑制氨的自耗而實施停止控制。另外，在SCR催化劑33的溫度高于上限溫度TB的情況下，由于SCR催化劑33上幾乎沒有氨吸附，因此不需要為了抑制氨的自耗而實施停止控制。像這樣，在不需要使SCR催化劑33的空燃比為濃空燃比的情況下，通過不實施停止控制而迅速使內燃機I停止，能夠減少燃料的消耗量。
[0095]另外，在本實施例中，在有了使內燃機I停止的要求的情況下，只要是SCR催化劑33的空燃比為稀空燃比的情況，就實施停止控制。在SCR催化劑33的空燃比不為稀空燃比、SP為理論空燃比或濃空燃比的情況下，由于排氣中幾乎不含氧氣，在內燃機I的停止后氨幾乎不發(fā)生自耗，因此不需要實施停止控制。該情況下，通過迅速使內燃機I停止，能夠減少燃料的消耗量。
[0096]圖5是本實施例涉及的內燃機I的停止時的控制的流程圖。本流程在內燃機I的運行中通過ECU90以規(guī)定的時間間隔實施。對于與上述流程進行相同處理的步驟，使用相同標記并省略說明。再者，在本實施例中處理本流程的ECU90，相當于本發(fā)明的發(fā)動機停止控制部。
[0097]在圖5所示的流程中，當在步驟SlOl中判定為肯定時向步驟S201推進。在步驟S201中，判定SCR催化劑33的溫度是否為下限溫度TA以上且上限溫度TB以下。在本步驟中，判定了SCR催化劑33的溫度是否在氨自耗的范圍中。下限溫度TA例如為350°C，上限溫度TB例如為500°C，但該值根據(jù)SCR催化劑33的組成等而有所不同，因此預先通過試驗或模擬求出。SCR催化劑33的溫度，通過排氣溫度傳感器99得到。再者，也可以基于內燃機I的運行狀態(tài)推定SCR催化劑33的溫度。在本實施例中，排氣溫度傳感器99或推定SCR催化劑33的溫度的ECU90，相當于本發(fā)明的溫度檢測裝置。在步驟S201中判定為肯定的情況下向步驟S202推進，另一方面，在判定為否定的情況下向步驟S104推進。
[0098]在步驟S202中，判定SCR出A/F是否高于理論空燃比。即判定SCR催化劑33的空燃比是否為稀空燃比。在本步驟中，判定是否需要使SCR催化劑33的空燃比降低為理論空燃比以下。在步驟S202中判定為肯定的情況下向步驟S102推進，另一方面，在判定為否定的情況下向步驟S104推進。
[0099]像這樣，只要是在SCR催化劑33的空燃比變?yōu)榘弊院牡南】杖急取⑶襍CR催化劑33的溫度成為氨的吸附量減少的溫度時，就實施停止控制，由此能夠抑制使內燃機I超過所需地運行。因此，能夠減少燃料的消耗量。
[0100]再者，在本實施例中，在與SCR催化劑33的溫度相關的條件和與SCR催化劑33的空燃比相關的條件都成立的情況下，實施停止控制，但也可以不是這樣，而是在任一方的條件成立的情況下以濃空燃比運行，這也能夠減少燃料的消耗量。即，也可以省略上述步驟S201或步驟S202的一方。
[0101]另外，在本實施例中，在SCR催化劑33的溫度為下限溫度TA以上且上限溫度TB以下的情況下實施停止控制，但也可以不是這樣，而是在SCR催化劑33的溫度為下限溫度TA以上時即使不為上限溫度TB以下也實施停止控制，而且當SCR催化劑33的溫度為上限溫度TB以下時即使不為下限溫度TA以上也實施停止控制。
[0102]〈實施例3>
[0103]本實施例涉及的停止控制中，在使內燃機I停止之前使SCR催化劑33的空燃比為濃空燃比之后，進而運行內燃機I，使得三元催化劑31和NSR催化劑32的空燃比從通過之前的處理而成為空燃比的狀態(tài)變?yōu)槔碚摽杖急纫陨希缓笸Ｖ瓜騼热紮CI的燃料供給而使內燃機I停止。在上述實施例中，三元催化劑31和NSR催化劑32不是必需的要素，但在本實施例中，三元催化劑31和NSR催化劑32的至少一者成為必需的要素。再者，在本實施例中，對具備三元催化劑31和NSR催化劑32這兩者的情況進行說明。
[0104]在此，如果在使內燃機I停止之前與實施例1同樣地運行內燃機I以使得SCR催化劑33的空燃比變?yōu)闈饪杖急龋瑒t三元催化劑31和NSR催化劑32的空燃比也變?yōu)闈饪杖急?。于是，在三元催化?1和NSR催化劑32中會發(fā)生由HC導致的中毒(HC中毒)。由于該HC中毒，在下一次的內燃機I啟動時三元催化劑31和NSR催化劑32的凈化能力有可能降低。
[0105]另一方面，在本實施例中，在使內燃機I停止之前，首先，使SCR催化劑33的空燃比為濃空燃比，然后，在SCR催化劑33的空燃比為濃空燃比的狀態(tài)下，使三元催化劑31和NSR催化劑32的空燃比為理論空燃比以上。由此，能夠在下一次的內燃機I的啟動時，以三元催化劑31、NSR催化劑3 2、SCR催化劑33的凈化能力都高的狀態(tài)啟動內燃機I。再者，如果三元催化劑31和NSR催化劑32的空燃比過高，則凈化能力有可能降低，因此可以預先通過實驗或模擬等求出空燃比的最佳值。
[0106]圖6是表示內燃機I的停止時的各種數(shù)值的變化的時間圖。實線表示實施了本實施例涉及的控制的情況，虛線表示實施了實施例1或實施例2涉及的控制的情況。三元催化劑出A/F是從三元催化劑31流出的排氣的空燃比，是由第二空燃比傳感器92檢測出的排氣的空燃比。NSR出A/F是從NSR催化劑32流出的排氣的空燃比，是由第三空燃比傳感器93檢測出的排氣的空燃比。圖6中的Tl?T5，與圖2所不的同一標記表不相同的時刻。
[0107]到T4為止，實線和虛線都在相同的軌跡上。再者，在T2時變?yōu)闈饪杖急群?，最初最上游的三元催化?1變?yōu)闈饪杖急龋缓笠訬SR催化劑32、SCR催化劑33的順序變?yōu)闈饪杖急取Ｔ僬?，由于三元催化?1和NSR催化劑32具備氧吸藏能力，因此在三元催化劑出A/F變?yōu)闈饪杖急戎?，在從三元催化?1放出氧氣的期間，三元催化劑出A/F變?yōu)槔碚摽杖急龋贜SR出A/F變?yōu)闈饪杖急戎?，在從NSR催化劑32放出氧氣的期間，NSR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急取２⑶?，在本實施例中，與實施例1或實施例2不同，從T4開始使內燃機I以理論空燃比運行。由此，發(fā)動機出A/F從Τ4之后變?yōu)槔碚摽杖急取Ｈ缓?，以三元催化劑出A/F、NSR出A/F的順序，空燃比開始上升。并且，當在T6時NSR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急?，就停止向內燃機I供給燃料。該情況下，由于理論空燃比的排氣沒有到達SCR催化劑33，因此SCR催化劑33的空燃比維持濃空燃比的狀態(tài)。但在NSR催化劑32與SCR催化劑33的距離近的情況下，在內燃機I的轉速變?yōu)镺為止的期間，理論空燃比的排氣可能會到達SCR催化劑33，因此有時SCR催化劑33的空燃比也會上升，但由于排氣的空燃比為理論空燃比，因此在SCR催化劑33中氨的自耗受到抑制。在本實施例中，在T2?T6的期間實施停止控制。
[0108]另外，在T6之后停止向內燃機I供給燃料，但直到內燃機I的轉速變?yōu)镺為止，從內燃機I排出氣體。即，在T6之后，發(fā)動機出A/F變?yōu)橄】杖急龋绻撆艢獾竭_三元催化劑31，則三元催化劑31的空燃比變?yōu)橄】杖急?。再者，由于三元催化?1具備氧吸藏能力，因此在剛到T6后三元催化劑31吸藏氧氣的期間，三元催化劑出A/F會變?yōu)槔碚摽杖急取?br>[0109]圖7是本實施例涉及的內燃機I的停止時的控制的流程圖。本流程在內燃機I的運行中通過ECU90以規(guī)定的時間間隔實施。對于與上述流程進行相同的處理的步驟，使用相同標記并省略說明。再者，在本實施例中處理本流程的ECU90，相當于本發(fā)明的發(fā)動機停止控制部。
[0110]在圖7所示的流程圖中，當在步驟S103中判定為肯定時向步驟S301推進。在步驟S301中，內燃機I以理論空燃比運行。由此，在排氣管72中流動的排氣的空燃比從內燃機I側起緩緩變?yōu)槔碚摽杖急取?br>[0111]在步驟S302中，判定NSR出A/F是否為理論空燃比。即，判定NSR催化劑32的空燃比是否變?yōu)槔碚摽杖急?。在本步驟中，判定是否到達圖6的T6 ASR出A/F為由第三空燃比傳感器93檢測出的空燃比。在本步驟中，判定是否可以結束以理論空燃比的運行。在步驟S302中判定為肯定的情況下向步驟S104推進，另一方面，在判定為否定的情況下返回步驟S301。SP，繼續(xù)進行以理論空燃比的運行，直到NSR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急葹橹埂?br>[0112]另外，在圖7所示的流程圖中，當在步驟S202中判定為否定時，向步驟S303推進。在步驟S303中，判定SCR出A/F是否為理論空燃比。即，在本步驟中，判定SCR催化劑33的空燃比是否為濃空燃比。在此，在SCR催化劑33的空燃比為濃空燃比的情況下，認為內燃機I以濃空燃比運行，因此認為比SCR催化劑33靠上游的三元催化劑31和NSR催化劑32也變?yōu)闈饪杖急取Ｈ绻鸖CR催化劑33為濃空燃比，則不需要以濃空燃比的運行，但由于在三元催化劑31和NSR催化劑32中有可能發(fā)生HC中毒，因此當SCR出A/F為濃空燃比時，向步驟S301推進，使內燃機I以理論空燃比運行。
[0113]另一方面，在SCR催化劑33的空燃比為理論空燃比的情況下，認為內燃機I以理論空燃比運行了，因此認為比SCR催化劑33靠上游的三元催化劑31和NSR催化劑32也變?yōu)槔碚摽杖急取Ｔ撉闆r下，即使不實施停止控制，而立即停止內燃機I也沒有問題，因此向步驟S104推進。
[0114]再者，與實施例1同樣地，也可以省略步驟S201和步驟S202的至少一者。在省略步驟S202的情況下，也可以省略步驟S303。另外，在本實施例中具備三元催化劑31和NSR催化劑32兩者，但也可以不是這樣，在即使是只具備任一方的情況也可以同樣地操作。例如，在具備三元催化劑31、不具備NSR催化劑32的情況下，在步驟S302中判定三元催化劑出A/F是否為理論空燃比即可。另外，在本實施例中，在步驟S301中以理論空燃比運行內燃機I，但可以不是這樣，而以稀空燃比運行。通過以稀空燃比運行，也能夠抑制三元催化劑31和NSR催化劑32中的HC中毒。但如果三元催化劑31和NSR催化劑32中成為氧過剩的狀態(tài)則凈化能力降低，因此可以通過實驗或模擬等求出要設為何種程度的空燃比。
[0115]另外，在步驟S302中，也可以不利用由第三空燃比傳感器93檢測出的排氣的空燃比，例如如果使內燃機I以理論空燃比運行了規(guī)定時間，則可以判定為NSR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急?。該?guī)定時間，可以作為從以理論空燃比開始運行內燃機I的時刻起、直到NSR催化劑32的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急葹橹沟臅r間，預先通過實驗或模擬等求出。
[0116]如以上說明的那樣，根據(jù)本實施例，能夠抑制SCR催化劑33中的氨的自耗，并且抑制三元催化劑31和NSR催化劑32中的HC中毒，因此能夠在下一次的內燃機I的啟動時進而提高排氣的凈化能力。
[0117]〈實施例4>
[0118]在實施例3涉及的停止控制中，在有了內燃機I的停止要求時，以濃空燃比運行，然后為了消除HC中毒而以理論空燃比運行。另一方面，在本實施例涉及的停止控制中，在有了內燃機I的停止要求時，以濃空燃比運行，然后不進行以理論空燃比的運行，就停止燃料的供給，并調整直到內燃機I的轉速變?yōu)镺為止的內燃機I的轉速的降低步伐，由此向三元催化劑31和NSR催化劑32適量供給氧。由此，就消除了三元催化劑31和NSR催化劑32的HC中毒。
[0119]在此，圖8是表示本實施例涉及的內燃機I及其吸氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的概略構造的圖。主要對于與圖1不同的地方進行說明。在內燃機I的缸蓋10上，形成有從吸氣管42通向汽缸2的吸氣通路連接部41和從排氣管72通向汽缸2的排氣通路連接部71。在吸氣通路連接部41的汽缸2側的端部具備吸氣閥5。吸氣閥5的開關通過吸氣側凸輪6進行。另外，在排氣通路連接部71的汽缸2側的端部具備排氣閥9。排氣閥9的開關通過排氣側凸輪11進行。吸氣通路連接部41和吸氣管42包含在吸氣通路4中。排氣通路連接部71和排氣管72包含在排氣通路7中。
[0120]吸氣側凸輪6安裝在吸氣側凸輪軸22，進而在吸氣側凸輪軸22的端部設有吸氣側滑輪24。在吸氣側凸輪軸22和吸氣側滑輪24之間，設有能夠變更吸氣側凸輪軸22和吸氣側滑輪24的相對旋轉相位的可變旋轉相位機構(以下稱為“吸氣側VVT”)23。
[0121]另外，排氣側凸輪11安裝在排氣側凸輪軸25，進而在排氣側凸輪軸25的端部設有排氣側滑輪27。在排氣側凸輪軸25和排氣側滑輪27之間，設有能夠變更排氣側凸輪軸25和排氣側滑輪27的相對旋轉相位的可變旋轉相位機構(以下稱為“排氣側VVT”)26。
[0122]并且，吸氣側滑輪24和排氣側滑輪27，從曲軸13獲得驅動力而旋轉。吸氣側VVT23通過變更曲軸13的旋轉角與吸氣側凸輪軸22的旋轉角的關系，能夠變更吸氣閥5的開關時機。另外，排氣側VVT26通過變更曲軸13的旋轉角與排氣側凸輪軸25的旋轉角的關系，能夠變更排氣閥9的開關時機。再者，變更吸氣閥5或排氣閥9的開關時機的機構不限于此，也可以使用其它機構。
[0123]并且，介由連桿14而與內燃機I的曲軸13連結著的活塞15，在汽缸2內往復運動。在吸氣管42的管道中途，設有以排氣的能量為驅動源而工作的渦輪增壓器50的壓縮機51。在比壓縮機51靠上游的吸氣管42中具備節(jié)氣門16。
[0124]另一方面，在排氣管72的管道中途設有渦輪增壓器50的渦輪52。另外，設有將比渦輪52靠上游側的排氣管72與比渦輪52靠下游側的排氣管72連接起來的旁路通道53，在該旁路通道53中設有將該旁路通道53開關的旁通閥54。并且，在比旁路通道53靠下游的排氣管72中設有第一空燃比傳感器91。
[0125]在內燃機I，設有檢測該內燃機I的冷卻水的溫度的水溫傳感器96。通過水溫傳感器96，能夠檢測內燃機I的溫度。再者，可以設置檢測潤滑油的溫度而不是冷卻水的溫度的傳感器。吸氣側VVT23、排氣側VVT26、旁通閥54介由電配線與ECU90連接，通過該ECU90控制這些設備。另外，水溫傳感器96介由電配線與ECU90連接，該水溫傳感器96的輸出信號被輸人ECU90。
[0126]在此，ECU90調整內燃機I的栗氣損失，使得在從停止向內燃機I供給燃料到發(fā)動機轉速變?yōu)镺為止的期間，從內燃機I排出的氣體量變?yōu)槟軌蛳齆SR催化劑32中的HC中毒的氣體量。栗氣損失可以通過節(jié)氣門16、吸氣側VVT23、排氣側VVT26、旁通閥54的至少I個進行調整。
[0127]再者，在本實施例中，調整栗氣損失，使得從停止向內燃機I供給燃料起到內燃機I的轉速變?yōu)镺為止從內燃機I排出的氣體量的累計值(即總量)、變?yōu)橄喈斢趶钠?的出口(即汽缸2與排氣通路連接部71的邊界)到SCR催化劑33的入口為止的排氣通路7的容積的氣體量。由于沒有向內燃機I供給燃料，因此從內燃機I排出的氣體的量的累計值，與內燃機I的吸入空氣量的累計值相等。再者，在本實施例中，相當于從汽缸2的出口到SCR催化劑33的入口為止的排氣通路7的容積的氣體量，相當于本發(fā)明的規(guī)定空氣量。在此，節(jié)氣門16的開度小時與大時相比，栗氣損失增大。另外，與旁通閥54的開度大時相比，在旁通閥54的開度小時栗氣損失增大。并且，例如吸氣閥5和排氣閥9的開度變?yōu)樽畲蟮臅r期越遠離活塞15的速度最快的時期，則栗氣損失越大。
[0128]從停止向內燃機I供給燃料時起、到內燃機I的轉速變?yōu)镺為止的時間，除了栗氣損失以外，也受到摩擦損失的影響。由于內燃機I的溫度越低，摩擦損失越大，所以直到內燃機I的轉速變?yōu)镺為止的時間越短。因此，在本實施例中，檢測冷卻水溫度作為內燃機I的溫度，并根據(jù)該冷卻水溫度來調整栗氣損失。再者，在本實施例中，對基于規(guī)定空氣量和冷卻水溫度來調整栗氣損失的例子進行說明，但也可以不是這樣，而是僅基于規(guī)定空氣量或冷卻水溫度中的一者來調整栗氣損失。
[0129 ]圖9是表示內燃機I的冷卻水溫度、從停止向內燃機I供給燃料時起、到內燃機I的轉速變?yōu)镺為止所需的吸入空氣量的累計值(規(guī)定空氣量)、與必要栗氣損失的關系的圖。必要栗氣損失，是從停止向內燃機I供給燃料時起、到內燃機I的轉速變?yōu)镺為止從內燃機I排出的氣體的量的累計值、與相當于從汽缸2的出口到SCR催化劑33的入口為止的排氣通路7容積的氣體量變?yōu)橄嗟葧r的栗氣損失。規(guī)定空氣量是與從汽缸2的出口到SCR催化劑33的入口為止的排氣通路7的容積對應的值。該值可以預先求出。冷卻水溫度可以由水溫傳感器96求出。再者，根據(jù)三元催化劑31和NSR催化劑32的氧吸藏能力，直到NSR催化劑32的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急葹橹顾璧难鯕獾牧坑兴兓?。由于三元催化?1和NSR催化劑32的氧吸藏能力因劣化等而變化，因此可以根據(jù)三元催化劑31和NSR催化劑32的氧吸藏能力來改變規(guī)定空氣量，但在本實施例中，為了進行更簡單的控制，對于三元催化劑31和NSR催化劑32的氧吸藏能力的變化不作考慮。
[0130]如圖9所示，規(guī)定空氣量越大，則必要栗氣損失越小。即，規(guī)定空氣量越大，就需要使內燃機I運行更長時間，因此必要栗氣損失越小。另外，冷卻水溫度越低，必要栗氣損失越小。即，冷卻水溫度越低，摩擦損失越大，因此必要栗氣損失越小。
[0131]圖9所示的關系可以預先通過實驗或模擬等求出。并且，利用圖9所示的關系求出必要栗氣損失，進而調整實際的栗氣損失成為必要栗氣損失。再者，可以預先通過實驗或模擬等求出必要栗氣損失與節(jié)氣門16的開度、吸氣閥5的開關時機、排氣閥9的開關時機、旁通閥54的開度之間的關系。另外，也可以不求出必要栗氣損失，預先制作能夠根據(jù)規(guī)定空氣量和冷卻水溫度來直接求出節(jié)氣門16的開度、吸氣閥5的開關時機、排氣法9的開關時機、旁通閥54的開度的圖儲存于ECU90。
[0132]圖10是表示內燃機I停止時的各種數(shù)值的變化的時間圖。實線表示實施了本實施例涉及的控制的情況，虛線表示實施了實施例3涉及的控制的情況。到T4為止，實線和虛線在相同的軌跡上。另外，圖11是表示內燃機I的停止時的發(fā)動機轉速、節(jié)氣門開度、旁通閥開度的變化的時間圖。圖11中，在節(jié)氣門開度和旁通閥開度方面，實線表示必要栗氣損失小的情況，一點劃線表不必要栗氣損失大的情況。圖1O和圖11中的Tl?T6，與圖6所不的同一標記表不相同的時刻。
[0133]當在T4時SCR出A/F—變?yōu)槔碚摽杖急?，在本實施例中向內燃機I的燃料供給就被停止。因此，在T4之后內燃機I的轉速降低，但可根據(jù)此時的必要栗氣損失，設定節(jié)氣門16的開度、吸氣閥5的開關時機、排氣閥9的開關時機、旁通閥54的開度中的至少I個。由此，調整發(fā)動機轉速的降低的步伐，從而也調整向排氣管72排出的空氣的量。再者，栗氣損失的調整可以在T4的時刻進行，但也可以在T4之前或T4之后進行。另外，當在調整栗氣損失時需要內燃機I的油壓、或需要內燃機I的動力的情況等，可以一邊向內燃機I供給燃料，一邊調整栗氣損失。即，即使SCR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急?，也可以進行用于調整栗氣損失的燃料供給。
[0134]在內燃機I的轉速變?yōu)镺的時刻T7，NSR出A/F變?yōu)槔碚摽杖急取Ｔ赥7的時刻，三元催化劑31大致由空氣充滿，三元催化劑出A/F高于理論空燃比。另一方面，在T7的時刻，空氣沒有到達SCR催化劑33，因此SCR出A/F為濃空燃比。
[0135]圖12是本實施例涉及的內燃機I的停止時的控制的流程圖。本流程在內燃機I的運行中通過ECU90以規(guī)定的時間間隔實施。對于與上述流程進行相同處理的步驟，使用相同標記并省略說明。再者，在本實施例中處理本流程的ECU90，其相當于本發(fā)明中的發(fā)動機停止te制部。
[0136]在圖12所示的流程中，在步驟S103中判定為肯定的情況或在步驟S303中判定為否定的情況下，向步驟S401推進。在步驟S401中，算出必要栗氣損失。必要栗氣損失是根據(jù)內燃機I的冷卻水溫度和規(guī)定空氣量、基于圖9而算出的。并且，在步驟S402中，調整栗氣損失，使得在步驟S401中算出的必要栗氣損失與實際的栗氣損失相等。然后，向步驟S104推進。再者，與實施例1同樣地，也可以省略步驟S201和步驟S202中的至少一者。在省略步驟S202的情況下，也可以省略步驟S303。
[0137]然而，由于各裝置的個體差異、老化等，摩擦損失會發(fā)生變化。因此，即使依據(jù)預先求出的圖9的關系求出必要栗氣損失，有時也會與實際需要的栗氣損失存在差異。因此在本實施例中，可以在調整栗氣損失后，檢測各催化劑的空燃比，并基于該結果來校正必要栗氣損失。
[0138]例如，在內燃機I的轉速變?yōu)镺之后，SCR催化劑33的空燃比變?yōu)橄】杖急鹊那闆r下，在停止向內燃機I供給燃料后會從內燃機I排出超過所需的空氣。該情況下，通過校正使得必要栗氣損失更大，能夠更快地停止內燃機I，因此能夠抑制SCR催化劑33的空燃比變?yōu)橄】杖急?。例如，可以將必要栗氣損失乘以規(guī)定的系數(shù)來校正必要栗氣損失，或者根據(jù)由第四空燃比傳感器94檢測出的空燃比校正必要栗氣損失。
[0139]另外，在內燃機I的轉速變?yōu)镺之后，三元催化劑31的空燃比為理論空燃比以下的情況下，在停止向內燃機I供給燃料后從內燃機I排出的空氣的量會不足。該情況下，通過校正使得必要栗氣損失更小，能夠使內燃機I運轉更長時間，因此能夠使三元催化劑31的空燃比為稀空燃比。例如，可以將必要栗氣損失乘以規(guī)定的系數(shù)來校正必要栗氣損失，或者根據(jù)由第二空燃比傳感器92檢測出的空燃比校正必要栗氣損失。
[0140]并且，在內燃機I的轉速變?yōu)镺之后，NSR催化劑32的空燃比為稀空燃比的情況下，在停止向內燃機I供給燃料后，從內燃機I排出的空氣的量會不足。該情況下，通過校正使得必要栗氣損失更小，由此能夠使內燃機I運轉更長時間，能夠使NSR催化劑32的空燃比為理論空燃比以上。例如，可以將必要栗氣損失乘以規(guī)定的系數(shù)來校正必要栗氣損失，或者根據(jù)由第三空燃比傳感器93檢測出的空燃比來校正必要栗氣損失。
[0141]圖13是用于校正必要栗氣損失的流程圖。本流程在內燃機I的轉速變?yōu)镺的時刻開始。
[0142]在步驟S501中，判定SCR出A/F是否為理論空燃比以下。在本步驟中，判定在停止控制中SCR催化劑33的空燃比是否成為適當?shù)闹?。在步驟S501判定為肯定的情況下向步驟S502推進，另一方面，在判定為否定的情況下向步驟S506推進，栗氣損失增加。
[0143]在步驟S502中，判定三元催化劑出A/F是否大于理論空燃比。在本步驟中，判定在停止控制中三元催化劑31的空燃比是否成為適當?shù)闹?。在步驟S502中判定為肯定的情況下向步驟S503推進，另一方面，在判定為否定的情況下向步驟S505推進，栗氣損失減少。
[0144]在步驟S503中，判定NSR出A/F是否為理論空燃比以上。在本步驟中，判定在停止控制中NSR催化劑32的空燃比是否成為適當?shù)闹?。在步驟S503中判定為肯定的情況下向步驟S504推進，另一方面，在判定為否定的情況下向步驟S505推進，栗氣損失減少。
[0145]在步驟S504中，由于認為必要栗氣損失為適當?shù)闹?，因此不進行必要栗氣損失的校正就結束流程。
[0146]如以上說明的那樣，根據(jù)本實施例，不需要為了抑制三元催化劑31和NSR催化劑32的HC中毒而向內燃機I供給燃料，因此能夠減少燃料的消耗量。
【主權項】
1.一種內燃機的排氣凈化裝置，所述內燃機能夠以稀空燃比運行，所述排氣凈化裝置具備: 選擇還原型NOx催化劑，其設置在所述內燃機的排氣通路中，能夠吸附氨，并以吸附的氨作為還原劑來還原NOx ； 空燃比控制部，其能夠使所述內燃機的空燃比變化;和 發(fā)動機停止控制部，其在有了使所述內燃機停止的要求時實施停止控制，所述停止控制是先通過所述空燃比控制部使所述內燃機以理論空燃比以下運行，直到所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵?，然后使向所述內燃機的燃料供給停止。2.根據(jù)權利要求1所述的內燃機的排氣凈化裝置，還具備前段催化劑，所述前段催化劑設置在比所述選擇還原型NOx催化劑靠上游的排氣通路中，其排氣凈化能力會因HC中毒而降低， 所述發(fā)動機停止控制部在所述停止控制中，在通過所述空燃比控制部使所述內燃機以理論空燃比以下運行到所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫韵潞?，進而以所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比為理論空燃比以下的狀態(tài)通過所述空燃比控制部使所述內燃機以理論空燃比以上運行，直到所述前段催化劑的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急纫陨?，然后使向所述內燃機的燃料供給停止。3.根據(jù)權利要求1所述的內燃機的排氣凈化裝置，還具備前段催化劑，所述前段催化劑設置在比所述選擇還原型NOx催化劑靠上游的排氣通路中，其排氣凈化能力會因HC中毒而降低， 所述發(fā)動機停止控制部在所述停止控制中，調整所述內燃機的栗氣損失，使得向所述內燃機的燃料供給停止后、直到內燃機的轉速變?yōu)镺為止的期間的所述內燃機的吸入空氣量的總量成為規(guī)定空氣量，所述規(guī)定空氣量是以所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比為理論空燃比以下的狀態(tài)使所述前段催化劑的空燃比成為理論空燃比以上所需的吸入空氣量的總量。4.根據(jù)權利要求3所述的內燃機的排氣凈化裝置，與所述規(guī)定空氣量多時相比，在所述規(guī)定空氣量少時所述發(fā)動機停止控制部增大所述栗氣損失。5.根據(jù)權利要求3或4所述的內燃機的排氣凈化裝置，與所述內燃機的溫度低時相比，在所述內燃機的溫度高時，所述發(fā)動機停止控制部增大所述栗氣損失。6.根據(jù)權利要求2?5的任一項所述的內燃機的排氣凈化裝置，所述前段催化劑包含三元催化劑和吸藏還原型NOx催化劑中的至少一種催化劑， 所述三元催化劑設置在所述內燃機的排氣通路中，具有氧吸藏能力， 所述吸藏還原型NOx催化劑設置在所述內燃機的排氣通路中，在稀空燃比時吸藏NOx，在理論空燃比以下時還原NOx， 在所述前段催化劑包含三元催化劑和吸藏還原型NOx催化劑這兩者時，所述吸藏還原型NOx催化劑設置在比所述三元催化劑靠下游。7.根據(jù)權利要求1所述的內燃機的排氣凈化裝置，所述發(fā)動機停止控制部在有了使所述內燃機停止的要求、且吸附于所述選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的條件成立的情況下，實施所述停止控制。8.根據(jù)權利要求7所述的內燃機的排氣凈化裝置，具備空燃比檢測裝置，所述空燃比檢測裝置用于檢測或推定所述選擇還原型NOx催化劑的空燃比， 所述發(fā)動機停止控制部在由所述空燃比檢測裝置檢測或推定的空燃比為稀空燃比的情況下，判定吸附于所述選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的條件成立。9.根據(jù)權利要求7或8所述的內燃機的排氣凈化裝置，具備溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置用于檢測或推定所述選擇還原型NOx催化劑的溫度， 所述發(fā)動機停止控制部在由所述溫度檢測裝置檢測或推定的溫度為吸附于該選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的起始溫度以上即下限溫度以上的情況下，判定吸附于所述選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的條件成立。10.根據(jù)權利要求7?9的任一項所述的內燃機的排氣凈化裝置，具備溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置用于檢測或推定所述選擇還原型NOx催化劑的溫度， 所述發(fā)動機停止控制部在由所述溫度檢測裝置檢測或推定的溫度低于氨殘存于所述選擇還原型NOx催化劑中的溫度的上限值即上限溫度的情況下，判定吸附于所述選擇還原型NOx催化劑的氨自耗的條件成立。
【文檔編號】F01N3/20GK105937424SQ201610121227
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】田中孝佳, 篠田祥尚
【申請人】豐田自動車株式會社