内燃机的排气净化装置的制作方法

1.本公开涉及内燃机的排气净化装置，详细而言，涉及具有捕集颗粒状物质的颗粒过滤器的内燃机的排气净化装置。


背景技术：

2.以将内燃机作为动力源的车辆的燃料经济性的改善为目的，有时在车辆的减速时进行停止燃料喷射的燃料切断。在燃料切断中，由于输出轴的转速的下降而内燃机有可能失速。在专利文献1记载的技术中，在具备带锁止离合器的变矩器的车辆中，在燃料切断的执行中将锁止离合器控制成接合状态或半接合状态，而防止失速。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2008
‑
025376号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.在进行理想配比燃烧的汽油发动机中，存在在排气通路具备汽油颗粒过滤器(gpf；gasoline particulate filter)的汽油发动机。gpf通过捕集从内燃机排出的颗粒状物质(pm；particulate matter)而防止pm向外部的放出。在除去堆积于gpf的pm的再生处理中，需要gpf的升温和向gpf的氧供给。在汽油发动机中，主要在向gpf供给氧的燃料切断中进行gpf的再生处理。
8.在此，在燃料切断中，为了防止内燃机的失速而要求将自动变速器的锁止离合器接合。然而，锁止离合器并不是在任何时候都能够接合。因为在作为自动变速器的润滑油的atf(automatic transmission fluid)的温度为极低温(例如
‑
10℃)的情况下由于锁止离合器的接合而有时产生称为颤振的振动。因此，在atf油温为极低温的情况等下，在锁止离合器的接合被限制的条件下，燃料切断的执行也被限制。
9.颗粒状物质pm在内燃机的冷机时特别容易排出。因此，在极寒环境等中频繁进行内燃机的短行程那样的条件下，无法得到gpf的再生处理的充分的机会，有可能pm的堆积量会增大。若向gpf的pm堆积量增大，则由于由压力损失增大引起的排压上升会招致内燃机的燃烧恶化或燃料经济性恶化。
10.本公开是鉴于上述那样的课题而完成的，其目的在于，提供在具备具有pm的捕集功能的gpf的内燃机中能够增加gpf的再生机会而防止pm堆积量的增大的内燃机的排气净化装置。
11.用于解决课题的技术方案
12.第1公开为了解决上述的课题，应用于内燃机的排气净化装置。排气净化装置具备：颗粒过滤器，配置于内燃机的排气通路，捕集排气中的颗粒状物质；自动变速器，具备带锁止离合器的变矩器；及控制装置，在内燃机的减速中且自动变速器的润滑油的温度相关
值比判定值高的情况下以进行燃料切断的方式控制内燃机，并且在燃料切断的执行中以将锁止离合器接合的方式控制自动变速器。控制装置构成为包括：堆积量推定部，推定向颗粒过滤器堆积的颗粒状物质的堆积量；和判定值变更部，在堆积量超过预定的第一堆积量的情况下，将判定值变更为比堆积量超过第一堆积量之前小的值。
13.第2公开在第1公开中还具有以下的特征。
14.控制装置还包括空燃比控制部，该空燃比控制部在堆积量超过比第一堆积量大的第二堆积量的情况下，与堆积量超过第二堆积量之前相比将内燃机的目标空燃比变更为稀空燃比。
15.第3公开在第2公开中还具有以下的特征。
16.空燃比控制部构成为，在内燃机的进气空气量比预定的判定空气量大的情况下，禁止目标空燃比向稀空燃比的变更。
17.第4公开在第2或第3公开中还具有以下的特征。
18.空燃比控制部构成为，在没有到达内燃机的燃烧变动极限的范围内将内燃机的目标空燃比变更为稀空燃比。
19.第5的公开在第2至第4公开中任1个公开中还具有以下的特征。
20.空燃比控制部构成为，内燃机的水温越高则将目标空燃比向越稀的空燃比变更。
21.发明的效果
22.根据第1公开，在向颗粒过滤器的颗粒状物质(pm)的堆积量增加了的情况下，能够增加减速中的燃料切断的执行机会。由此，能够增加颗粒过滤器的再生机会，因此能够防止pm的堆积量的增大。
23.另外，根据第2公开，通过将目标空燃比变更为稀空燃比，能够提高颗粒过滤器的再生效率。
24.另外，根据第3公开，在进气空气量比判定空气量大时，目标空燃比向稀空燃比的变更被禁止。由此，能够防止排出nox量增大。
25.另外，根据第4公开，能够防止超过内燃机的燃烧变动极限地控制成稀空燃比。
26.另外，根据第5的公开，能够实现与水温相应的稀空燃比的最佳化。
附图说明
27.图1是用于说明实施方式1的排气净化装置的结构的图。
28.图2是示出ecu的功能框的图。
29.图3是示出在实施方式1中执行的减速燃料切断控制的例程的流程图。
30.图4是用于说明由减速锁止允许油温变更处理的执行有无引起的gpf的再生性能的差的时间图。
31.图5是示出在ecu中执行的pm堆积量推定处理的控制例程的流程图。
32.图6是示出规定了相对于发动机转速ne及发动机负荷kl的推定堆积量的pm排出映射的一例的图。
33.图7是示出运算相对于空燃比的推定堆积量的修正系数的空燃比修正映射的一例的图。
34.图8是示出运算相对于发动机水温的推定堆积量的修正系数的水温修正映射的一
例的图。
35.图9是示出运算推定再生量的再生量映射的一例的图。
36.图10是示出实施方式1的排气净化装置执行的允许油温变更处理的例程的流程图。
37.图11是按每个空燃比示出gpf的再生量相对于向gpf的pm堆积量的关系的图。
38.图12是示出燃烧变动及排出nox量相对于空燃比的关系的图。
39.图13是用于说明基于实施方式2的稀空燃比控制的实施正时的排出nox量及gpf床温的变化的差的时间图。
40.图14是在实施方式2的排气净化装置中执行的控制例程的流程图。
41.图15是规定了目标空燃比相对于发动机水温的关系的映射。
42.附图标记说明
43.8 喷射器
44.10 发动机
45.12 进气通路
46.14 排气通路
47.16 空气流量计
48.18 节气门
49.22 启动变换器(s/c)
50.24 gpf(汽油颗粒过滤器)
51.26 自动变速器
52.28 变矩器
53.29 锁止离合器
54.30 ecu(electronic control unit：电子控制单元)
55.32 转速传感器
56.34 水温传感器
57.36 油温传感器
58.38 排气温度传感器
59.40 空燃比传感器
60.100 排气净化装置
61.310 减速燃料切断控制部
62.312 堆积量推定部
63.314 减速锁止允许油温变更部
64.316 空燃比控制部
具体实施方式
65.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。不过，在以下所示的实施方式中提及了各要素的个数、数量、量、范围等数的情况下，除了特别明示了的情况或原理上明确地特定于该数的情况之外，本发明并不限定于该提及了的数。另外，在以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等，除了特别明示了的情况或明确地原理上特定于上述的构造、步骤等的
情况以外，上述的构造、步骤等对于本发明而言不一定是必须的。
66.1.实施方式1.
67.参照附图对实施方式1进行说明。
[0068]1‑
1.实施方式1的结构
[0069]
图1是用于说明实施方式1的排气净化装置的结构的图。如图1所示，本实施方式的排气净化装置100具备内燃机(发动机)10。发动机10作为动力源搭载于车辆。发动机10是以理想配比燃烧为基本的汽油发动机。在发动机10直列地设置有4个气缸，按每个气缸设置有喷射器8。在发动机10安装有进气歧管和排气歧管(均省略图示)。在进气歧管连接有用于向发动机10取入进气的进气通路12。在排气歧管连接有用于将从发动机10排出的排气向大气中放出的排气通路14。
[0070]
在进气通路12的中途配置有用于检测进气空气量的空气流量计16。在进气通路12中的空气流量计16的进气下游侧设置有节气门18。在排气通路14配置有作为三元催化剂的启动变换器(s/c)22。在排气通路14中的启动变换器22的排气下游侧配置有gpf(汽油颗粒过滤器)24。gpf24捕集从发动机10排出的pm(颗粒状物质)。
[0071]
发动机10的曲轴经由变矩器28而连接于自动变速器26的输入轴。在变矩器28，内置有用于将发动机10的输出轴与自动变速器26的输入轴接合为直接连结状态的锁止离合器29。
[0072]
本实施方式涉及的排气净化装置100具备ecu(electronic control unit)30。ecu30是对排气净化装置的整体进行综合控制的控制装置，本公开涉及的控制装置作为ecu30的一个功能而具体化。
[0073]
ecu30至少具有输入输出接口、rom、ram、cpu。输入输出接口取入排气净化装置100所具备的传感器的信号，并且对发动机10所具备的致动器输出操作信号。传感器安装于排气净化装置100的各处。在排气通路14中的启动变换器22的上游侧，设置有用于检测排气的空燃比a/f的空燃比传感器40。在排气通路14中的gpf24的上游侧，设置有用于检测gpf24的床温的排气温度传感器38。而且，也安装有检测发动机10的发动机转速ne的转速传感器32、用于检测发动机10的发动机水温thw的水温传感器34、用于检测自动变速器26的润滑油(atf)的温度(atf油温)的油温传感器36等。ecu30对取入了的各传感器的信号进行处理并按照预定的控制程序对各致动器进行操作。
[0074]
由ecu30操作的致动器包括喷射器8、节气门18、变矩器28的锁止离合器29等。在rom存储有包括用于控制发动机10的各种控制程序、映射的各种控制数据。cpu从rom读出控制程序并执行控制程序，基于取入了的传感器信号生成操作信号。此外，连接于ecu30的致动器、传感器除了图中示出的以外还存在许多，但在本说明书中省略其说明。
[0075]
图2是示出ecu的功能框的图。ecu30包括减速燃料切断控制部310、堆积量推定部312、减速锁止允许油温变更部314及空燃比控制部316作为用于控制排气净化装置100的功能框。以下，对在各个功能框中执行的处理详细地进行说明。
[0076]1‑
2.实施方式1的排气净化装置的基本动作
[0077]1‑2‑
1.减速燃料切断控制
[0078]
在由排气净化装置100的ecu30执行的发动机10的控制中包括减速燃料切断控制。减速燃料切断控制在ecu30的减速燃料切断控制部310中执行。在本实施方式的减速燃料切
断控制中，在搭载有发动机10的车辆的减速中预定的执行条件成立的情况下，以燃料经济性的改善为目的，停止从喷射器8的燃料喷射。
[0079]
不过，在减速燃料切断中，由于发动机10的输出轴的转速下降，因此发动机10有可能失速。因此，ecu30在减速燃料切断中将变矩器28的锁止离合器29控制成接合状态。由此，在减速燃料切断中发动机10的输出轴由车辆侧的输出轴被强制性地旋转，因此能够防止发动机10的失速。
[0080]
在减速燃料切断的执行条件中，除了车辆处于减速中以外，还包括能够实现锁止离合器29的接合。典型来说，ecu30在车辆的减速中自动变速器26的润滑油的油温即atf油温比预定的减速锁止允许油温高的情况下，允许锁止离合器29的接合，在atf油温比预定的减速锁止允许油温低的情况下，禁止锁止离合器29的接合。减速锁止允许油温是用于判定锁止离合器29的接合的允许及禁止的判定值。若在极寒环境中将锁止离合器29接合，则有可能无法容许由颤振现象引起的驾驶性能的恶化。因此，减速锁止允许油温被设定为例如从驾驶性能的观点出发被容许的下限温度。由此，防止减速燃料切断中的发动机10的失速，并且防止由颤振现象引起的驾驶性能的恶化。
[0081]1‑2‑
2.减速燃料切断控制的具体处理
[0082]
接着，参照流程图，对在实施方式1的排气净化装置100中执行的减速燃料切断控制的具体处理进行说明。图3是示出在实施方式1中执行的减速燃料切断控制的例程的流程图。此外，图3所示的例程在发动机10的运转中以预定的控制周期由ecu30反复执行。
[0083]
在图3所示的例程的步骤s100中，判定搭载有发动机10的车辆是否处于减速中。其结果，在车辆处于减速中的情况下移向步骤s102的处理，在不处于减速中的情况下结束本例程。
[0084]
在步骤s102中，判定atf油温是否比预定的减速锁止允许油温高。其结果，在判定不成立的情况下移向步骤s104的处理，锁止离合器29被维持为释放状态(锁止解除(off))。在步骤s104的处理完成时，结束本例程。
[0085]
另一方面，在步骤s102中判定成立的情况下移向步骤s106的处理，使锁止离合器29成为接合状态(锁止进行(on))。在步骤s106的处理完成时，处理移向步骤s108。在步骤s108中，执行燃料切断。在步骤s108的处理完成时，结束本例程。
[0086]1‑2‑
3.由gpf进行的pm的捕集和再生处理
[0087]
gpf24捕集在从发动机10排出的排气中包含的pm。在gpf24中堆积捕集到的pm。为了在gpf24中继续捕集pm，需要用于除去堆积于gpf24的pm而使gpf24的捕集能力再生的再生处理。作为这样的再生处理，可考虑通过将gpf24置于高温且稀的气氛下来使捕集到的pm被动地燃烧除去的处理。在以理想配比燃烧为基本的汽油发动机中，能够利用通常运转时的排气热使gpf24升温至能够实现再生处理的温度。另外，gpf24的稀的气氛，典型来说，在发动机10的减速燃料切断中实现。也就是说，gpf24的再生处理在gpf24的预热后的减速燃料切断中被动地执行。
[0088]1‑
3.实施方式1的排气净化装置的特征动作
[0089]1‑3‑
1.减速锁止允许油温变更处理的概要
[0090]
接着，对作为实施方式1的排气净化装置的特征动作的减速锁止允许油温变更处理进行说明。发动机10在从发动机启动到气缸壁面等被预热为止的期间排出大量的pm。pm
排出量处于气缸壁面温度越低则越增加的倾向，特别是在环境温度为0℃以下那样的极寒环境下，pm排出量处于呈指数函数地增加的倾向。
[0091]
在这样的极寒环境下，假定发动机10反复进行短行程的状况。由于gpf24配置于排气通路14，因此，即使在极寒环境下的冷启动时，也比较早地被预热到能够实现再生处理的床温。然而，润滑自动变速器26的atf存在与gpf24相比温度上升缓慢的倾向。因此，在极寒环境下发动机10反复进行短行程的状况下，不使atf油温到达减速锁止允许油温而有可能无法充分得到减速燃料切断的执行机会。若在gpf24中被捕集的pm量比被再生处理的pm量多的状况持续，则gpf24中的pm堆积量会持续增加。gpf24中的pm的过度堆积会招致伴随于排压的上升的燃烧恶化及燃料经济性的恶化。
[0092]
因此，本实施方式的排气净化装置100的特征在于，进行根据向gpf24的pm堆积量来变更允许温度的允许油温变更处理。典型来说，ecu30的堆积量推定部312基于发动机10的运转状态来推定向gpf24堆积的pm堆积量。然后，ecu30的减速锁止允许油温变更部314在推定出的pm堆积量即推定堆积量比预定的阈值a大的情况下，将车辆的减速时的减速锁止允许油温(判定值)变更为比通常时低的值。减速锁止允许油温变更部314由于变更作为判定值的减速锁止允许油温，因此也称为“判定值变更部”。此处的阈值a是作为有可能引起发动机10的燃烧恶化的pm堆积量而通过实验或模拟预先确定的值。阈值a也称为第一堆积量。根据这样的控制，在极寒环境下能够增加减速燃料切断的执行机会，因此，能够期待通过进行gpf24的再生处理实现的pm堆积量的减少。
[0093]
图4是用于说明由减速锁止允许油温变更处理的执行有无引起的gpf的再生性能的差的时间图。此外，图4中的(a)示出gpf24的床温的时间变化，图4中的(b)示出搭载了发动机10的车辆的车速的时间变化，图4中的(c)示出减速锁止允许油温不降低的情况下的燃料切断的执行有无，图4中的(d)示出减速锁止允许油温不降低的情况下的堆积于gpf24的pm堆积量的时间变化，图4中的(e)示出atf油温的时间变化，图4中的(f)示出减速锁止允许油温降低了的情况下的燃料切断的执行有无，图4中的(g)示出减速锁止允许油温降低了的情况下的堆积于gpf24的pm堆积量的时间变化。
[0094]
如图4中的(e)所示，在不执行允许油温变更处理的情况下，在例如时间t2下atf油温到达减速锁止允许油温。在该情况下，如图4中的(e)所示，在时间t2之后得到减速燃料切断的执行机会，因此，gpf24的再生处理也在时间t2之后进行。其结果，如图4中的(d)所示，pm堆积量到时间t2为止持续上升，结果失去再生处理的执行机会。
[0095]
与此相对，如图4中的(e)所示，在通过允许油温变更处理而减速锁止允许油温降低了的情况下，在例如比时间t2早的时间t1下atf油温到达减速锁止允许油温。在该情况下，如图4中的(f)所示，在时间t1之后得到减速燃料切断的执行机会，因此，gpf24的再生处理也在时间t1之后进行。其结果，如图4中的(g)所示，pm堆积量从时间t3起转为减少，最终的pm堆积量与图4中的(d)所示的pm堆积量相比大幅减少。
[0096]
这样，根据允许油温变更处理，在极寒环境下的发动机启动时，能够提前开始gpf24的再生处理。由此，能够减少向gpf24的pm堆积量，因此能够防止发动机10的燃烧恶化及燃料经济性恶化。
[0097]1‑3‑
2.减速锁止允许油温变更处理的具体处理
[0098]
在gpf24中，pm的捕集和由再生处理实现的pm的除去同时进行。ecu30的堆积量推
定部312在发动机10的运转中总是运算堆积于gpf24的pm的总堆积量的推定值即推定总堆积量。首先，在减速锁止允许油温变更处理的具体处理的说明之前，对gpf24中的堆积量推定处理进行说明。
[0099]1‑3‑
3.堆积量推定处理
[0100]
图5是示出在ecu30中执行的pm堆积量推定处理的控制例程的流程图。图5所示的控制例程在发动机10的运转中以预定的控制周期反复执行。
[0101]
在图5所示的控制例程的步骤s120中，运算在本次的控制例程中新堆积于gpf24的pm的推定堆积量。图6是示出规定了相对于发动机转速ne及发动机负荷kl的推定堆积量的pm排出映射的一例的图。在此，使用图6所示的pm排出映射，运算相对于当前的发动机10的发动机转速ne及发动机负荷kl的推定堆积量。
[0102]
在接下来的步骤s122中，将在步骤s120的处理中运算出的推定堆积量利用空燃比进行修正。图7是示出运算相对于空燃比的推定堆积量的修正系数的空燃比修正映射的一例的图。发动机10的空燃比越稀则向排气通路14排出的pm量越小。因此，空燃比修正系数kaf是空燃比越稀则作为越小的值而运算出。在此，使用图7所示的空燃比修正映射，运算与由空燃比传感器40检测出的当前的空燃比对应的空燃比修正系数kaf。然后，通过对在步骤s120的处理中运算出的推定堆积量乘以空燃比修正系数kaf，从而运算修正后的推定堆积量。
[0103]
在接下来的步骤s124中，将在步骤s122的处理中运算出的推定堆积量进一步利用发动机水温进行修正。图8是示出运算相对于发动机水温的推定堆积量的修正系数的水温修正映射的一例的图。发动机10的发动机水温thw越高则向排气通路14排出的pm量越小。因此，水温修正系数kthw是发动机水温越高则作为越小的值而运算出。在此，使用图8所示的水温修正映射，运算与由水温传感器34检测出的当前的发动机水温thw对应的水温修正系数kthw。然后，通过对在步骤s122的处理中运算出的推定堆积量乘以水温修正系数kthw，从而运算修正后的推定堆积量。
[0104]
在接下来的步骤s126中，判定gpf24的gpf床温是否比预定床温trege大。此处的预定床温trege作为在gpf24中进行再生处理的床温的下限值而使用预先确定的值。其结果，在没有确认到判定的成立的情况下，使gpf24中的再生量的推定值即推定再生量为0(零)，处理移向步骤s130。另一方面，在确认到步骤s126的判定的成立的情况下，处理移向步骤s128。
[0105]
在步骤s128中，运算gpf24中的推定再生量。图9是示出运算推定再生量的再生量映射的一例的图。gpf24的pm堆积量越多则gpf24中的再生量越多。另外，gpf24的床温越高则gpf24中的再生量越多。而且，向gpf24流入的排气的空燃比越稀则gpf24中的再生量越多。在图9所示的再生量映射中，gpf24的再生量与gpf24的pm堆积量、gpf24的床温、及排气的空燃比建立关联。在此，与在上次的例程中运算出的推定总堆积量、由排气温度传感器38检测出的gpf24的床温对应的再生量作为推定再生量而从再生量映射运算出。在步骤s128的处理完成时，处理移向接下来的步骤s130。
[0106]
在步骤s130中，通过从在步骤s124中运算出的推定堆积量减去在步骤s128中运算出的推定再生量，从而运算本例程中的最终的推定堆积量。在接下来的步骤s132中，运算gpf24中的推定总堆积量的本次值。在此，通过对在上次的例程中运算出的推定总堆积量的
上次值加上在本次的例程的步骤s130中运算出的推定堆积量，从而运算推定总堆积量的本次值。
[0107]1‑3‑
4.减速锁止允许油温变更处理
[0108]
接着，对减速锁止允许油温变更处理进行说明。减速锁止允许油温变更处理由ecu30的减速锁止允许油温变更部314执行。图10是示出实施方式1的排气净化装置所执行的允许油温变更处理的例程的流程图。图10所示的控制例程在发动机10的运转中以预定的控制周期反复执行。在图10所示的例程的步骤s140中，判定mode＝0的成立。减速锁止允许油温被设定为通常的减速锁止允许油温即toil_norm和温度比toil_norm低的toil_low中的任一方。此处的mode是用于对当前设定的减速锁止允许油温进行判断的标志。mode＝0时，减速锁止允许油温被设定为toil_norm，mode＝1时，减速锁止允许油温被设定为toil_low。步骤s140的判定的结果，在mode＝0时处理移向步骤s142。
[0109]
在接下来的步骤s142中，判定在pm堆积量推定处理中推定出的推定总堆积量是否比阈值a大。其结果，在没有确认到判定的成立的情况下，处理移向步骤s154，减速锁止允许油温被维持为toil_norm。
[0110]
另一方面，在骤s142中确认到判定的成立的情况下，处理移向步骤s144。在步骤s144中，mode被设定为1，移向接下来的步骤s146。在步骤s146中，减速锁止允许油温被设定为toil_low。
[0111]
在步骤s140的判定中不是mode＝0的情况下，减速锁止允许油温被设定为toil_low。在该情况下，处理移向步骤s150，判定在pm堆积量推定处理中推定出的推定总堆积量是否比阈值c大。此处的阈值c是用于防止减速锁止允许油温的设定波动(不稳定)的推定总堆积量的阈值，被设定为比阈值a小的附近值。在确认到此处的判定的成立的情况下，处理移向步骤s146而减速锁止允许油温被维持为toil_low。另一方面，在步骤s150中，在没有确认到判定的成立的情况下，处理移向步骤s152。
[0112]
在步骤s152中，mode被设定为0，移向接下来的步骤s154。在步骤s154中，减速锁止允许油温被设定为toil_norm。
[0113]
这样，根据在实施方式1的排气净化装置100中执行的允许油温变更处理，根据gpf24的推定总堆积量来变更减速锁止允许油温。由此，在极寒环境下的发动机启动时，能够提前得到减速燃料切断的机会，因此，能够从较早的阶段开始gpf24的再生处理。
[0114]1‑
4.实施方式1的系统的变形例
[0115]
实施方式1的排气净化装置100也可以采用如以下那样变形而得到的方式。
[0116]
堆积量推定处理的具体方法没有限定。即，gpf24中的pm的推定总堆积量也可以使用利用了gpf24前后的差压的方法等其他的公知的方法进行运算。该变形例对于后述的实施方式2的排气净化装置也能够同样适用。
[0117]
在减速锁止允许油温变更处理中，也可以是根据gpf24中的pm的推定总堆积量而使减速锁止允许油温3个阶段以上地变更的结构。根据这样的结构，与gpf24的pm堆积量相应的减速锁止允许油温的设定被更加细分化，因此可实现pm的过度堆积的抑制和驾驶性能的兼顾的最佳化。
[0118]
减速锁止允许油温变更处理是以车辆的减速中的锁止允许油温为变更对象的处理，不是包含减速中以外的锁止允许油温的变更的处理。因此，虽然对于减速中以外的锁止
允许油温的设定没有限定，但例如能够不依赖于pm堆积量而设定为固定值(例如toil_norm)。在锁止离合器29被释放了的状态下，与被接合了的状态相比发动机10所要求的功增加与传递效率下降相应的量。因此，根据这样的结构，直到atf油温超过toil_norm为止，能够以不允许减速时以外的锁止离合器29的接合的方式进行限制。由此，能够促进排气温度度的上升，因此有助于gpf24的提前预热。该变形例对于后述的实施方式2的排气净化装置也能够同样适用。
[0119]
锁止离合器29的锁止的允许判定不限于使用atf油温的控制，也可以使用与atf油温具有相关性的其他值。这样的温度相关值例如可举出发动机10的发动机水温、润滑发动机10的内部的发动机油的油温等。该变形例对于后述的实施方式2的排气净化装置也能够同样适用。
[0120]
2.实施方式2.
[0121]
接着，对实施方式2的排气净化装置进行说明。
[0122]2‑
1.实施方式2所涉及的排气净化装置的结构
[0123]
实施方式2所涉及的排气净化装置的结构与图1所示的实施方式1的排气净化装置100相同。因而，省略实施方式2所涉及的排气净化装置的详细的说明。
[0124]2‑
2.实施方式2所涉及的排气净化装置的特征
[0125]
在实施方式1的排气净化装置100中，通过在极寒环境下提前得到减速燃料切断的机会，从而提前促进gpf24的再生处理。与此相对，实施方式2的排气净化装置100的特征在于，在有可能仅通过减速燃料切断无法应对的情况下将目标空燃比向稀变更的稀空燃比控制。稀空燃比控制由ecu30的空燃比控制部316执行。
[0126]
图11是按每个空燃比示出gpf的再生量相对于向gpf的pm堆积量的关系的图。如图11所示，空燃比越稀则gpf24的再生量处于越增大的倾向。因此，如果将目标空燃比控制成稀空燃比，则能够提高gpf24的再生效率。
[0127]
然而，稀空燃比控制中的目标空燃比并非能够没有限制地向稀控制。图12是示出燃烧变动及排出nox量相对于空燃比的关系的图。如图12所示，排出nox量在微稀时(例如a/f＝16)为最大，之后随着变稀而存在减少的倾向。另外，燃烧变动在从理想配比到微稀为止的期间被抑制得低，但之后存在越稀则越急剧地上升的倾向。因此，在稀空燃比控制中，通过在不超过按发动机每个水温特定的燃烧变动极限的范围内控制成稀空燃比，能够减少排出nox并且提高gpf24的再生效率。
[0128]
此外，稀空燃比控制优选限定在车辆的减速时等、进气空气量为少量的期间而实施。图13是用于说明基于实施方式2的稀空燃比控制的实施正时的排出nox量及gpf床温的变化的差的时间图。图13中的(a)示出搭载了发动机10的车辆的车速的时间变化，图13中的(b)示出进气空气量的时间变化。如图13中的(a)及(b)所示，时间t2～时间t3的期间、时间t4～时间t5的期间、及时间t6～时间t7的期间是车辆主要减速的减速期间，也是进气空气量比其他期间小的期间。图13中的(c)示出将稀空燃比控制仅限制于该减速期间的情况的gpf床温的时间变化，图13中的(d)示出在整个期间中执行了稀空燃比控制的情况的gpf床温的时间变化。而且，图13中的(e)示出将稀空燃比控制仅限制于该减速期间的情况的排出nox量的时间变化，图13中的(f)示出在整个期间中执行了稀空燃比控制的情况的排出nox量的时间变化。
[0129]
如图13所示，时间t1～时间t2的期间是车速及进气空气量上升的车辆的加速中的期间，时间t2～时间t3的期间是减速期间。在图中的(f)所示的例子中，由于在加速中的期间执行稀空燃比控制，因此伴随于进气空气量增加而排出nox量增大。另一方面，由于在减速中的期间进气空气量为少量，因此即使执行稀空燃比控制，排出nox也被维持为少量。
[0130]
与此相对，在图中的(e)所示的例子中，由于在加速中的期间不执行稀空燃比控制，因此通过理想配比燃烧而排出nox被抑制得低。另一方面，虽然在减速中的期间执行稀空燃比控制，但由于进气空气量为少量，因此排出nox被维持为少量。
[0131]
这样，在将稀空燃比控制仅限制于减速期间的情况下，能够在加速中及减速中这两个期间中有效地抑制排出nox量的增加。另外，如图中的(e)及(f)所示，在时间t2～时间t3的减速期间，相对于gpf24的热容量而进气空气量为少量，因此即使执行稀空燃比控制，也能够将gpf24的床温的下降抑制为最小限度。
[0132]2‑
3.在实施方式2的排气净化装置中执行的控制的具体处理
[0133]
图14是在实施方式2的排气净化装置100中执行的控制例程的流程图。图14所示的控制例程在发动机10的运转中由ecu30以预定的控制周期反复执行。在图14所示的例程的步骤s200中，判定mode＝0的成立。此处的mode是用于对当前设定的减速锁止允许油温及稀空燃比控制的执行有无进行判断的标志。mode＝0时，减速锁止允许油温被设定为toil_norm，不执行稀空燃比控制。mode＝1时，减速锁止允许油温被设定为toil_low，不执行稀空燃比控制。并且，mode＝2时，减速锁止允许油温被设定为toil_low，执行稀空燃比控制。步骤s200的判定的结果，在mode＝0时处理移向步骤s202。
[0134]
在接下来的步骤s202中，判定在pm堆积量推定处理中推定出的推定总堆积量是否比阈值a大。其结果，在没有确认到判定的成立的情况下，处理移向步骤s212，减速锁止允许油温被维持为toil_norm。
[0135]
另一方面，在步骤s202中确认到判定的成立的情况下，处理移向步骤s204。在步骤s204中，设定为mode＝1，移向接下来的步骤s206。
[0136]
在步骤s200的判定中不是mode＝0的情况下，减速锁止允许油温已经被设定为toil_low。在该情况下，处理移向步骤s210，判定在pm堆积量推定处理中推定出的推定总堆积量是否比阈值c大。此处的处理与图10所示的控制例程的步骤s150是同样的。其结果，在没有确认到判定的成立的情况下，能够判断为pm过度堆积于gpf24的可能性低。在该情况下，处理移向步骤s212而减速锁止允许油温被设定为toil_norm，在接下来的步骤s214中目标空燃比被设定为理想配比，在接下来的步骤s216中设定为mode＝0。在步骤s216的处理完成时，结束本例程。
[0137]
另一方面，在步骤s210中，在确认到判定的成立的情况下，处理移向步骤s220。在步骤s220中，判定mode＝1的成立。其结果，在确认到判定的成立的情况下，处理移向步骤s206。在步骤s206中，判定在pm堆积量推定处理中推定出的推定总堆积量是否比阈值b大。此处的阈值b是比阈值a大的值，也称为第二堆积量。其结果，在推定总堆积量为阈值b以下的情况下，移向接下来的步骤s208，减速锁止允许油温被设定为toil_low。在步骤s208的处理完成时，结束本控制例程。
[0138]
另一方面，在步骤s206的判定中，在推定总堆积量比阈值b大的情况下，即使执行减速锁止允许油温变更处理，也能够判断为无法充分得到减速燃料切断的机会。在该情况
下，移向接下来的步骤s230，设定为mode＝2。在步骤s230的处理完成时，处理移向接下来的步骤s232。
[0139]
另外，在步骤s220中，在没有确认到mode＝1的成立的情况下，判断为当前的mode为2，处理移向步骤s232。在步骤s232中，判定稀标志(稀flag)是否激活(on)。此处的稀标志是用于对是否通过稀空燃比控制而当前的目标空燃比被设定为稀空燃比进行判断的标志。其结果，在稀标志不激活(off)的情况下移向步骤s234。
[0140]
在步骤s234中，判定由空气流量计16检测出的进气空气量ga是否比预定的低ga值即galo大。此处的galo是在将空燃比控制成稀空燃比的情况下作为能够将排出nox抑制在能够容许的范围的进气空气量ga而通过实验或模拟预先确定的判定空气量。其结果，在进气空气量ga为galo以下的情况下，判断为能够执行稀空燃比控制而移向接下来的步骤s236。
[0141]
在步骤s236中，稀标志被设定为on。在接下来的步骤s238中，通过稀空燃比控制而目标空燃比被控制成稀空燃比。图15是规定了目标空燃比相对于发动机水温的关系的映射。在该映射中，不超过燃烧变动极限的范围的稀极限值作为目标空燃比而按发动机每个水温而规定。典型来说，目标空燃比以发动机水温越高则成为越稀的空燃比的方式被规定。在此，按照图15所示的映射，目标空燃比被设定为与由水温传感器34检测出的发动机水温thw对应的目标空燃比的值。在步骤s238的处理完成时，处理移向步骤s208，减速锁止允许油温被设定为toil_low。
[0142]
另一方面，在步骤s234的判定中，在进气空气量ga比作为判定空气量的galo大的情况下，判断为在基于稀空燃比的运转中无法将排出nox抑制在能够容许的范围，移向接下来的步骤s240。在步骤s240中，稀标志被设定为off。在接下来的步骤s242中，目标空燃比被控制成理想配比空燃比。在步骤s242的处理完成时，处理移向步骤s208，减速锁止允许油温被设定为toil_low。
[0143]
在步骤s232中稀标志为on的情况下，处理移向步骤s244。在步骤s244中，判断由空气流量计16检测出的进气空气量ga是否比预定的高ga值即gahi大。此处的gahi是用于防止空燃比的设定在稀空燃比与理想配比空燃比之间振荡的进气空气量的阈值，被设定为比galo大的附近值。其结果，在进气空气量ga为gahi以下的情况下，移向步骤s236而使稀标志为on，在进气空气量ga比gahi大的情况下，移向步骤s240而使稀标志为off。
[0144]
这样，根据在实施方式2的排气净化装置100中执行的包含空燃比控制的允许油温变更处理，在允许油温变更处理中也无法充分得到减速燃料切断的机会的情况下，能够将目标空燃比控制成稀空燃比。由此，能够从较早的阶段开始gpf24的再生处理。
[0145]2‑
4.实施方式2的系统的变形例
[0146]
实施方式2的排气净化装置100也可以采用如以下那样变形的方式。
[0147]
稀空燃比控制中的目标空燃比的设定不限于使用图15的映射的方法。即，稀空燃比控制中的目标空燃比也可以是稀空燃比的固定值。