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CN106468206A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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CN106468206A
CN106468206A CN201610669180.1A CN201610669180A CN106468206A CN 106468206 A CN106468206 A CN 106468206A CN 201610669180 A CN201610669180 A CN 201610669180A CN 106468206 A CN106468206 A CN 106468206A
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CN
China
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fuel
exhaust
face
purification catalyst
internal combustion
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Application number
CN201610669180.1A
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栗阪伊津也
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

提供在排气通路配设有NOx净化催化剂及排气净化过滤器的内燃机应用的能有效进行DPF再生处理、NOx净化处理等各处理的控制装置。在DPF的再生要求时NSR催化剂的端面堵塞率为预定值A以上的情况下，借助来自喷射器的延迟喷射量将NSR催化剂的入口温度设定得高且使来自燃料添加阀的燃料添加量减量(ST4)。由此并行进行NSR催化剂的端面堵塞消除处理和DPF再生控制。在DPF的再生要求时NSR催化剂的端面堵塞率小于预定值A的情况下，使来自喷射器的延迟喷射量减量而将NSR催化剂的入口温度设定得低且使来自燃料添加阀的燃料添加量增量(ST3)。由此并行进行基于Di‑Air的NOx净化和DPF再生控制。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置。尤其是，本发明涉及在排气通路配设有NOx净化催化剂以及排气净化过滤器的内燃机所应用的控制装置。
背景技术
以往，例如公知有在搭载于汽车等的柴油机(以下有时仅称为发动机)的排气通路配设有NOx净化催化剂(例如NSR(NOx Storage Reduction，NOx吸留还原)催化剂)以及排气净化过滤器(例如DPF(Diesel Particulate Filter，柴油机微粒过滤器))的结构(例如参照专利文献1)。NOx净化催化剂吸留废气中所含的氮氧化物(NOx)。排气净化过滤器捕集废气中的PM(Particulate Matter，颗粒物质)。
在这种发动机中，在NOx净化催化剂以及排气净化过滤器的上游侧设置有燃料添加阀，形成为能够利用该燃料添加阀添加燃料。若NOx净化催化剂的NOx吸留量达到规定量，则利用从燃料添加阀添加的燃料对由该NOx净化催化剂吸留的NOx进行还原处理(NOx净化处理)。并且，当在NOx净化催化剂吸附有硫成分(SOx)而产生硫(S)中毒的情况下，进行通过来自燃料添加阀的间歇性的燃料添加实现的燃料过量供给(Rich Spike)，除去硫成分，使NOx净化催化剂的NOx吸留能力恢复(硫再生处理)。并且，若排气净化过滤器的PM堆积量达到规定量，则利用从燃料添加阀添加的燃料的氧化反应而使过滤器内温度高温化。由此，使堆积于排气净化过滤器的PM氧化(燃烧)而将其除去(过滤器再生处理)。
专利文献1：日本特开2006－291823号公报
然而，当在NOx净化催化剂的端面附着有淀积物(deposit)等而产生了端面堵塞的情况下，该NOx净化催化剂的NOx吸留能力降低。因此，谋求进行消除该NOx净化催化剂的端面堵塞的处理。
然而，尚未提出在要求上述过滤器再生处理以及上述硫再生处理中的至少一方的情况下，满足该要求并且有效地进行NOx净化处理或者端面堵塞消除处理的技术。
发明内容
本发明是鉴于这点而完成的，其目的在于提供一种控制装置，该控制装置被应用于在排气通路配设有NOx净化催化剂以及排气净化过滤器的内燃机，能够有效地进行上述各处理中的多个处理。
用于达成上述目的的本发明的解决方案以如下的控制装置作为对象，该控制装置被应用于内燃机，上述内燃机从排气通路中的废气流动方向的上游侧至下游侧依次配设有NOx净化催化剂以及排气净化过滤器，并且上述内燃机具备：设置于上述排气通路且从上述NOx净化催化剂的上游侧供给燃料的燃料添加阀；以及向内燃机的燃烧室内供给燃料的燃料喷射阀，上述内燃机的控制装置分别对来自上述燃料添加阀的燃料的供给以及来自上述燃料喷射阀的燃料的供给进行控制。该控制装置具备端面堵塞识别部以及控制部。端面堵塞识别部推定或者检测上述NOx净化催化剂的废气流入侧的端面堵塞程度。当产生上述排气净化过滤器的再生要求以及上述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由上述端面堵塞识别部推定或者检测出的上述NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，与端面堵塞程度小于上述预定值的情况相比，上述控制部将利用从上述燃料喷射阀供给的燃料调整的上述NOx净化催化剂的入口温度设定得高、且将来自上述燃料添加阀的燃料的供给量设定得少。
根据该确定事项，当产生排气净化过滤器的再生要求以及NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由端面堵塞识别部推定或者检测出的NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，将利用从燃料喷射阀供给的燃料调整的NOx净化催化剂的入口温度设定得高(设定得比端面堵塞程度小于预定值的情况下高)、且将来自燃料添加阀的燃料的供给量设定得少(设定得比端面堵塞程度小于预定值的情况下少)。由此，能够将成为NOx净化催化剂的端面堵塞(NOx净化催化剂的入口部分处的端面堵塞)的原因的物质(淀积物等)氧化除去。并且，由于NOx净化催化剂的入口温度被设定得高，因此即便将来自燃料添加阀的燃料的供给量设定得少，也能够提高NOx净化催化剂的内部温度或被导入排气净化过滤器的废气温度，在NOx净化催化剂的再生要求时能够进行NOx净化催化剂的再生，且在排气净化过滤器的再生要求时能够进行排气净化过滤器的再生。这样，在NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，将NOx净化催化剂的入口温度设定得高、且将来自燃料添加阀的燃料的供给量设定得少，由此能够高效地并行进行针对NOx净化催化剂的端面堵塞消除处理、和NOx净化催化剂的再生处理以及排气净化过滤器的再生处理中的至少一方。
另一方面，当产生排气净化过滤器的再生要求以及NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由端面堵塞识别部推定或者检测出的NOx净化催化剂的端面堵塞程度小于预定值的情况下，利用从燃料喷射阀供给的燃料调整的NOx净化催化剂的入口温度被设定得低(被设定得比端面堵塞程度为预定值以上的情况下低)、且来自燃料添加阀的燃料的供给量被设定得多(被设定得比端面堵塞程度为预定值以上的情况下多)。由此，能够将流入NOx净化催化剂的废气温度调整为适于NOx净化处理(将由NOx净化催化剂吸留的NOx还原的处理)的温度。并且，来自燃料添加阀的燃料的供给量被设定得多，由此，因NOx净化催化剂内部的燃料的氧化反应(燃烧)，NOx净化催化剂的内部温度或被导入排气净化过滤器的废气温度变高，在NOx净化催化剂的再生要求时能够进行NOx净化催化剂的再生，且在排气净化过滤器的再生要求时能够进行排气净化过滤器的再生。这样，在NOx净化催化剂的端面堵塞程度小于预定值的情况下，将NOx净化催化剂的入口温度设定得低、且将来自燃料添加阀的燃料的供给量设定得多，由此，能够高效地并行进行NOx净化催化剂中的NOx净化处理、和NOx净化催化剂的再生处理以及排气净化过滤器的再生处理中的至少一方。
并且，优选形成为：通过上述燃料喷射阀调整从内燃机的膨胀行程至排气行程的期间中的燃料喷射正时以及燃料喷射量，能够调整上述NOx净化催化剂的入口温度。
由此，能够通过相对于来自燃料添加阀的燃料的供给动作相独立地进行的燃料喷射阀的燃料喷射控制，进行NOx净化催化剂的入口温度的调整。也就是说，通过调整来自燃料喷射阀的燃料喷射正时以及燃料喷射量，能够高精度地调整NOx净化催化剂的入口温度。因此，能够将进行消除NOx净化催化剂的端面堵塞的处理时的NOx净化催化剂的入口温度、以及进行NOx净化催化剂中的NOx净化处理时的NOx净化催化剂的入口温度分别调整为适于进行相应的处理的温度，能够高效地进行处理(消除端面堵塞的处理或者NOx净化处理)。
并且，优选形成为：上述排气通路在上述NOx净化催化剂的上游侧处分支为第一排气通路和第二排气通路，在上述第一排气通路配设有第一增压器的涡轮叶轮，在上述第二排气通路配设有体型构成为比上述第一增压器的体型大的第二增压器的涡轮叶轮。并且，在上述排气通路设置有能够调整在上述第一排气通路流动的废气的流量与在上述第二排气通路流动的废气的流量之间的比率的流量调整构件。在该情况下，上述控制部优选构成为：当产生内燃机的负荷为规定值以下时的上述排气净化过滤器的再生要求以及上述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由上述端面堵塞识别部推定或者检测出的上述NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，与端面堵塞程度小于上述预定值的情况相比，以增大在上述第二排气通路流动的废气的流量相对于在上述第一排气通路流动的废气的流量的比率的方式对上述流量调整构件进行控制。
由此，当产生内燃机的负荷为规定值以下时的排气净化过滤器的再生要求以及NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，将在第二排气通路流动的废气的流量的比率设定得大(设定得比端面堵塞程度小于预定值的情况下大)。在该情况下，由于内燃机的负荷为规定值以下，因此体型较大地构成的第二增压器的做功量少(涡轮叶轮难以旋转，因此做功量少)，该第二增压器的涡轮叶轮中的热回收量少。并且，由于在第一排气通路流动的废气的流量变少，因此第一增压器的涡轮叶轮中的热回收量也变少。也就是说，能够将增压器整体的热回收量抑制得少。结果，能够提高流入NOx净化催化剂的入口的废气的温度，能够将成为NOx净化催化剂的端面堵塞的原因的物质有效地氧化除去。因此，能够有效果地消除上述端面堵塞。
并且，优选形成为：上述控制部构成为：当产生上述排气净化过滤器的再生要求以及上述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由上述端面堵塞识别部推定或者检测出的上述NOx净化催化剂的端面堵塞程度小于上述预定值的情况下，作为来自上述燃料添加阀的上述燃料的供给动作，以数秒的间隔间歇性地添加上述燃料。
根据该来自燃料添加阀的燃料的供给动作，提高流入NOx净化催化剂的燃料的浓度，由此生成还原性中间体，之后，降低流入NOx净化催化剂的燃料的浓度而提高氧浓度，由此，活性NOx与还原性中间体反应，NOx被净化。该用于进行NOx净化处理的燃料的添加控制被称为Di－Air(Diesel NOx Aftertreatment by Adsorbed Intermediate Reductants，通过吸附中间还原物的柴油机NOx后处理方式)控制，能够将可进行NOx净化处理的温度带扩大至高温区域，能够进行有效的NOx净化处理。
在本发明中，当产生排气净化过滤器的再生要求以及NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，根据NOx净化催化剂的端面堵塞程度设定NOx净化催化剂的入口温度以及来自燃料添加阀的燃料的供给量。由此，能够高效地并行进行针对NOx净化催化剂以及排气净化过滤器的多个处理。
附图说明
图1是示出实施方式所涉及的柴油机及其控制系统的简要结构的图。
图2是示出ECU等控制系统的结构的框图。
图3是示出排气净化处理切换控制的步骤的流程图。
图4是示出催化剂入口气体温度与NOx净化率之间的关系的一个例子的图。
图5是示出催化剂入口气体温度与升温喷射量之间的关系的喷射量设定映射表的图。
图6是分别示出第一处理并行控制以及第二处理并行控制各自的NSR催化剂以及DPF的温度的图。
图7是示出变形例中的发动机的排气系统的简要结构的图。
图8是示出变形例中的基本增压供气映射表的图。
图9是示出变形例中的端面堵塞消除处理增压供气映射表的图。
图10是示出变形例中的Di－Air增压供气映射表的图。
附图标记说明：
1：发动机(内燃机)；23：喷射器(燃料喷射阀)；26：燃料添加阀；3：燃烧室；73：排气通路；74：NSR催化剂(NOx净化催化剂)；76：DPF(排气净化过滤器)；100：ECU。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，对在搭载于汽车的共轨式缸内直喷型多缸(例如直列四缸)柴油机(内燃机)应用本发明的情况进行说明。
－发动机的结构－
首先，对本实施方式所涉及的柴油机(以下简称为发动机)的简要结构进行说明。图1是本实施方式所涉及的发动机1及其控制系统的简要结构图。
如图1所示，本实施方式所涉及的发动机1具备燃料供给系统2、燃烧室3、进气系统6以及排气系统7等。
燃料供给系统2具备共轨22和配设于各气缸的每一个并向燃烧室3供给燃料的喷射器(燃料喷射阀)23。向上述共轨22供给从燃料箱(省略图示)汲取并由供给泵21(参照图2)升压后的燃料。该燃料被分配至各喷射器23。喷射器23例如是压电喷射器。
上述供给泵21将从燃料箱汲取的燃料的一部分供给至燃料添加阀26。该燃料添加阀26由基于ECU 100所进行的燃料添加控制并根据需要朝排气系统7供给燃料的电子控制式的开闭阀构成。
进气系统6具备与进气歧管63连通的进气通路64。在该进气通路64，从进气流动方向的上游侧至下游侧依次配设有空气滤清器65、后述的涡轮增压器5的压缩机叶轮53、内部冷却器61、以及进气节气门(柴油机节气门)62。
排气系统7具备与排气歧管72连通的排气通路73。在该排气通路73，从废气流动方向的上游侧至下游侧依次配设有涡轮增压器5的涡轮叶轮52、上述燃料添加阀26、NSR催化剂(NOx净化催化剂)74以及DPF(排气净化过滤器)76。因此，由上述燃料添加阀26添加的燃料从NSR催化剂74的上游侧被朝该NSR催化剂74以及DPF 76供给。
NSR催化剂74在废气的空燃比(A/F)为稀空燃比的状态下利用NOx吸留材料吸留废气中的NOx，另一方面，若废气的空燃比成为浓空燃比，则使从NOx吸留材料释放的NOx与废气中的氢(H2)、一氧化碳(CO)、烃(HC)等还原剂成分反应。即，NOx被还原而变成氮气N2，H2、CO、HC被氧化而变成水(H2O)或二氧化碳(CO2)。在本实施方式中，通过上述燃料添加阀26的燃料添加控制来进行这样的废气的空燃比的调整。
DPF 76是在多孔质陶瓷构造体中将多个微孔(cell)中的相邻的微孔的前端部和后端部交替封孔而成的构造。废气流入DPF 76的排气上游侧的端部敞开的微孔，并通过与相邻的微孔之间的多孔质的壁，此时，废气中的PM被捕集。并且，在本实施方式的DPF 76担载有铂等贵金属，当进行后述的DPF再生处理(过滤器再生处理)时，该贵金属作为促进所堆积的PM的氧化反应的氧化催化剂发挥功能。
在发动机1设有涡轮增压器(增压器)5。该涡轮增压器5具备利用涡轮轴51连结的涡轮叶轮52以及压缩机叶轮53。该涡轮增压器5利用涡轮叶轮52所承受的排气流(排气压力)使压缩机叶轮53旋转，由此来进行提高进气压力这一所谓的增压供气动作。
－ECU－
ECU 100具备由未图示的CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机和输入输出回路。如图2所示，在ECU 100的输入回路，连接有曲轴位置传感器40、共轨压力传感器41、节气门开度传感器42、空气流量计43、设于NSR催化剂74的上游侧(燃料添加阀26的下游侧)的A/F传感器44、同样设于NSR催化剂74的上游侧(燃料添加阀26的下游侧)的排气温度传感器45、水温传感器46、加速器开度传感器47、进气压力传感器48、进气温度传感器49、以及检测DPF 76的上游侧压力与下游侧压力之间的差压的差压传感器4A等。
另一方面，在ECU 100的输出回路，连接有上述供给泵21、喷射器23、燃料添加阀26以及进气节气门62。
而且，ECU 100基于根据来自上述各种传感器的输出、以及由利用该输出值的运算式求出的运算值，并根据需要参照存储于上述ROM的各种映射表，执行发动机1的各种控制。作为一个例子，ECU 100执行包括喷射器23所进行的燃料喷射控制(引燃喷射、主喷射、延迟喷射、后喷射各自的喷射量、喷射正时的控制)、燃料添加阀26的燃料添加控制等在内的发动机1的各种控制。
－排气净化处理－
接下来，在本实施方式中，对作为对NSR催化剂74以及DPF 76进行的处理的NOx净化处理、硫再生处理、DPF再生处理、以及端面堵塞消除处理各自的基本动作的概要分别进行说明。此外，本实施方式的特征在于并行地进行这些处理中的多个处理，对于并行地进行上述多个处理的情况下的执行正时及其控制，将在下文中说明。
(NOx净化处理)
在柴油机1中，在大部分的运转区域，废气的空燃比为稀空燃比，在通常的运转状态下，NSR催化剂74的周围氛围成为氧浓度高的状态，废气中的NOx由NSR催化剂74吸留。而且，NSR催化剂74的周围氛围成为低氧浓度的状况非常少，因此NOx的吸留量缓缓地增大，伴随于此NSR催化剂74的NOx吸留能力不断降低。
通过利用来自上述燃料添加阀26的燃料添加向废气中供给燃料，使废气的空燃比(A/F)暂时变成浓空燃比，使还原剂成分(HC(烃)等)的量增大，由此来进行NOx净化处理。由此，NSR催化剂74的周围成为还原氛围，所吸留的NOx被释放，被还原净化，由此，NSR催化剂74的NOx吸留能力恢复。
在本实施方式中的NOx净化处理中，以每次间隔数秒的方式间歇性地执行来自燃料添加阀26的燃料添加。该燃料添加动作被称为Di－Air控制。该Di－Air控制例如像在国际公开WO2012/140784号公报中也公开过的那样，以每次间隔数秒的方式间歇性地执行来自燃料添加阀26的燃料添加，使流入NSR催化剂74的烃的浓度暂时升高，由此生成还原性中间体，之后，使流入NSR催化剂74的烃的浓度降低而使氧浓度升高，由此使活性NOx与还原性中间体反应，对NOx进行净化。根据该Di－Air控制，能够将可进行NOx净化处理的温度带扩大至高温区域(例如450℃)，从而能够进行有效的NOx净化处理。
上述NOx净化处理基本上在基于发动机运转状态等而推定的NOx吸留量达到了规定的阈值(NSR催化剂74的NOx吸留能力饱和前的预定值)的情况下(产生了NOx净化处理要求的情况)下执行。作为推定NSR催化剂74中的NOx吸留量的方法，预先通过实验等求出对应于发动机旋转速度和来自喷射器23的燃料喷射量的NOx吸留量并制作成映射表而预先存储于ECU 100的ROM内，通过累计根据该映射表求出的NOx吸留量来推定NSR催化剂74中的NOx吸留量。并且，也可以预先通过实验等求出对应于来自燃料添加阀26的燃料添加量的NOx吸留量并制作成映射表而预先存储于ECU 100的ROM内，推定根据该映射表求出的NOx吸留量的累计值、与根据上述发动机旋转速度和来自喷射器23的燃料喷射量求出的NOx吸留量的累计值之和来作为NSR催化剂74中的NOx吸留量。
在本实施方式中，如将在下文中说明的那样，在未产生NOx净化处理要求的情况下，有时进行端面堵塞消除处理或硫再生处理。在该情况下，减去通过这些处理(端面堵塞消除处理或硫再生处理)而从NSR催化剂74释放的NOx量(例如，减去根据预先制作的NOx量减法映射表求出的NOx量)，推定NSR催化剂74中的NOx吸留量。
(硫再生处理)
在NSR催化剂74中，以与吸留NOx的机理相同的机理而产生硫成分(SOx)的吸附。一旦被吸附，则SOx与NOx相比更难以脱离，因此即便进行上述NOx净化处理，SOx也不脱离，而逐渐地在NSR催化剂74内蓄积，由此，NSR催化剂74的NOx吸留能力逐渐降低(硫中毒)。此外，NSR催化剂74内的SOx的蓄积量的推定基本上基于从前次的硫再生处理的结束时刻起的喷射器23的总燃料喷射量和燃料中的硫浓度来进行。
作为消除上述硫中毒的方法，在SOx的蓄积量达到规定量而产生了硫再生处理的要求的情况下，从燃料添加阀26进行间歇性的燃料添加，并进行燃料过量供给，使NSR催化剂74的环境温度升温至大约600～700℃的高温区域。由此，将吸附于NSR催化剂74的硫酸钡(BaSO4)热分解，并使其与排气中的烃(HC)或一氧化碳(CO)反应，还原为气体状的SO2等，从而实现NSR催化剂74的NOx吸留能力的恢复。
(DPF再生处理)
在柴油机1中，利用DPF 76捕集废气中所含的PM，但这样捕集到的PM堆积于DPF 76的微孔的壁面而成为废气的流动的障碍，通气阻力逐渐变大。
在DPF再生处理(PM再生处理)中，通过利用来自上述燃料添加阀26的燃料添加向废气中供给燃料，由此使堆积于DPF 76的PM燃烧除去。即，从燃料添加阀26添加的燃料与废气一起到达NSR催化剂74而被氧化，废气温度因伴随该氧化反应的发热而上升，从而DPF 76的温度上升。若DPF 76的温度升温至能够使PM燃烧的温度(例如600℃以上)，则堆积于DPF76的PM开始燃烧，DPF 76的温度因伴随该燃烧的发热而进一步上升。通过将这样的状态维持规定时间，所堆积的PM被除去，DPF 76的PM捕集能力恢复。
该DPF再生处理基本上在推定出DPF 76的PM堆积量达到了预定值的情况下(产生了DPF再生处理要求的情况)下执行。也就是说，预先将上述差压传感器4A的输出信号(差压)与PM的堆积量之间的关系制作成映射表而存储于ECU 100的ROM内，根据该映射表求出PM的堆积量，并在该堆积量达到了预定值的情况下执行DPF再生处理。
在本实施方式中，如将在下文中说明的那样，在未产生PM再生处理要求的情况下，有时进行端面堵塞消除处理或硫再生处理。在该情况下，减去通过这些处理(端面堵塞消除处理或硫再生处理)而从DPF 76被除去的PM量(例如减去根据预先制作的PM量减法映射表求出的PM量)，从而推定DPF 76的PM堆积量。
(端面堵塞消除处理)
若在排气温度较低的状况(例如350℃以下)下发动机1持续运转，则会生成废气中的炭烟与HC结合而形成的淀积物，该淀积物堆积于NSR催化剂74。并且，有时上述PM也堆积于NSR催化剂74。此时，淀积物或PM集中地堆积于NSR催化剂74的废气流入侧(排气流动方向的上游侧)的端面部分，在该端面产生堵塞。若像这样在NSR催化剂74的端面产生堵塞，则在NSR催化剂74内能够吸留NOx的区域受到限制，NOx可吸留量降低。
端面堵塞消除处理在NSR催化剂74的端面堵塞率成为预定值以上的情况(产生了端面堵塞消除处理要求的情况)下执行。具体而言，通过从上述喷射器23进行延迟喷射(从发动机1的膨胀行程至排气行程的期间中的燃料喷射)，使NSR催化剂74的上游侧的废气温度上升，并使该高温的废气流入NSR催化剂74，由此将成为该端面堵塞的原因的淀积物或PM氧化除去。更具体而言，一边从喷射器23进行延迟喷射，一边利用上述排气温度传感器45检测流入NSR催化剂74的废气温度(入口气体温度)，并以使得该废气温度达到端面堵塞消除处理所需要的温度(例如500℃)的方式，对延迟喷射的喷射量以及喷射正时进行反馈控制。并且，也可以通过实验或者仿真求出延迟喷射的喷射量以及喷射正时与流入NSR催化剂74的废气温度之间的关系，并制作成映射表预先存储于ECU 100的ROM内，并以根据该映射表求出的喷射量以及喷射正时执行延迟喷射。由于像这样调整NSR催化剂74的上游侧的废气温度而进行端面堵塞消除处理，因此上述喷射器23构成本发明中提到的燃料喷射阀(供给用于调整NSR催化剂74(NOx净化催化剂)的入口温度的燃料的构件)。
此外，作为推定NSR催化剂74中的端面堵塞率的方法，预先通过实验或者仿真制作以发动机旋转速度、来自喷射器23的燃料喷射量以及废气温度为参数的淀积物堆积量映射表，并存储于上述ECU 100的ROM。而且，基于该淀积物堆积量映射表求出淀积物堆积量。并且，预先通过实验或者仿真制作根据该淀积物堆积量求出NSR催化剂74中的端面堵塞率的端面堵塞率映射表，并存储于上述ECU 100的ROM。而且，根据该端面堵塞率映射表求出NSR催化剂74的端面堵塞率。求出该端面堵塞率的动作在上述ECU 100中进行。因此，该ECU 100中的求出端面堵塞率的功能部分相当于本发明中提到的端面堵塞识别部(推定NSR催化剂74的端面堵塞程度的端面堵塞识别部)。并且，作为该端面堵塞识别部，预先设置检测NSR催化剂74的上游侧压力与下游侧压力之间的差压的差压传感器，将该差压传感器的输出信号(差压)与端面堵塞率之间的关系制作成映射表并预先存储于ECU 100的ROM内，并根据该映射表求出NSR催化剂74的端面堵塞率(本发明中提到的端面堵塞程度的检测)。
在本实施方式中，如将在下文中说明的那样，在未产生端面堵塞消除处理要求的情况下，有时进行硫再生处理或DPF再生处理。在该情况下，减去通过这些处理(硫再生处理或DPF再生处理)而从NSR催化剂74的端面被除去的淀积物量(例如减去根据预先制作的淀积物量减法映射表求出的淀积物量)，推定NSR催化剂74的端面堵塞率。
－排气净化处理切换动作－
接下来，对作为本实施方式的特征的排气净化处理切换动作进行说明。在该排气净化处理切换动作中，当产生上述DPF再生处理的要求以及上述硫再生处理的要求中的至少一方时，根据NSR催化剂74的端面堵塞程度，进行通过来自上述喷射器23的燃料喷射控制(更具体而言为延迟喷射的控制)实现的NSR催化剂74的入口温度的调整、以及来自燃料添加阀26的燃料添加量的控制。以下，对本实施方式中的排气净化处理切换动作的概要进行说明。
当因上述DPF 76中的PM的堆积量达到了规定的阈值而产生DPF再生处理的要求时、或因NSR催化剂74的SOx堆积量达到了预定值而产生硫再生处理的要求时，在该时刻的NSR催化剂74的端面堵塞率小于预定值(端面堵塞程度小于预定值)的情况下，以使得能够并行地进行DPF再生处理以及硫再生处理中的所要求的处理和NOx净化处理(上述Di－Air控制)的方式，执行喷射器23的燃料喷射控制以及燃料添加阀26的燃料添加控制。以下，将该控制称为第一处理并行控制。
另一方面，当产生上述DPF再生处理的要求时、或产生上述硫再生处理的要求时，在该时刻的NSR催化剂74的端面堵塞率为预定值以上(端面堵塞程度为预定值以上)的情况下，以使得能够并行地进行DPF再生处理以及硫再生处理中的所要求的处理和端面堵塞消除处理的方式，执行喷射器23的燃料喷射控制以及燃料添加阀26的燃料添加控制。以下，将该控制称为第二处理并行控制。
具体而言，作为上述第一处理并行控制中的喷射器23的燃料喷射控制，延迟喷射量以及延迟喷射正时被控制为能够将流入NSR催化剂74的废气温度调整为适于Di－Air控制的温度(例如450℃)的值。例如，预先通过实验或者仿真求出延迟喷射量以及延迟喷射正时与流入NSR催化剂74的废气温度之间的关系，制作成映射表并存储于ECU 100的ROM，并根据该映射表求出该废气温度变成适于Di－Air控制的温度的延迟喷射量以及延迟喷射正时。
并且，作为该第一处理并行控制中的燃料添加阀26的燃料添加控制，在产生硫再生处理要求以及DPF再生处理要求的情况下，燃料添加量被控制为如下的量：能够使NSR催化剂74的内部温度上升至能够进行硫再生处理的温度(例如650℃)、且能够使被导入DPF76的废气的温度上升至能够进行DPF再生处理的温度(例如600℃)的量。例如，预先通过实验或者仿真求出流入NSR催化剂74的废气温度、燃料添加量、NSR催化剂74的内部温度、以及被导入DPF 76的废气的温度之间的关系，制作成映射表并存储于ECU 100的ROM，并根据该映射表求出使得NSR催化剂74的内部温度成为能够进行硫再生处理的温度、且被导入DPF76的废气温度成为能够进行DPF再生处理的温度的燃料添加量。此外，在产生DPF再生处理要求、但未产生硫再生处理要求的情况下，进行仅满足DPF再生处理要求(使被导入DPF 76的废气的温度上升至能够进行DPF再生处理的温度)的燃料添加阀26的燃料添加控制。另一方面，在产生硫再生处理要求、但未产生DPF再生处理要求的情况下，进行仅满足硫再生处理要求(使NSR催化剂74的内部温度上升至能够进行硫再生处理的温度)的燃料添加阀26的燃料添加控制。
另一方面，作为上述第二处理并行控制中的喷射器23的燃料喷射控制，延迟喷射量以及延迟喷射正时被控制为能够使流入NSR催化剂74的废气温度上升至能够进行端面堵塞消除处理的温度(例如500℃)的值。例如，如上所述，预先通过实验或者仿真求出延迟喷射量以及延迟喷射正时与流入NSR催化剂74的废气温度之间的关系，制作成映射表并存储于ECU 100的ROM，并根据该映射表求出使得该废气温度成为能够进行端面堵塞消除处理的温度的延迟喷射量以及延迟喷射正时。
并且，作为该第二处理并行控制中的燃料添加阀26的燃料添加控制，燃料添加量被设定为比上述第一处理并行控制中的燃料添加量少。这是因为：如上所述，流入NSR催化剂74的废气温度变高，因此，即便将燃料添加阀26的燃料添加量设定得少，也能够使NSR催化剂74的内部温度上升至能够进行硫再生处理的温度，或能够使被导入DPF 76的废气的温度上升至能够进行DPF再生处理的温度。此外，即便在这种情况下，当同时产生硫再生处理要求以及DPF再生处理要求的情况下，进行满足硫再生处理要求且满足DPF再生处理要求的燃料添加阀26的燃料添加控制。另一方面，在产生DPF再生处理要求、但未产生硫再生处理要求的情况下，进行仅满足DPF再生处理要求(使被导入DPF 76的废气的温度上升至能够进行DPF再生处理的温度)的燃料添加阀26的燃料添加控制。并且，在产生硫再生处理要求、但未产生DPF再生处理要求的情况下，进行仅满足硫再生处理要求(使NSR催化剂74的内部温度上升至能够进行硫再生处理的温度)的燃料添加阀26的燃料添加控制。
这样，当产生DPF再生处理的要求(本发明中提到的排气净化过滤器的再生要求)以及硫再生处理的要求(本发明中提到的NOx净化催化剂的再生要求)中的至少一方时，在NSR催化剂74的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，相比该端面堵塞程度小于预定值的情况，将利用从喷射器23供给的燃料调整的NSR催化剂74的入口温度设定得高，且将来自燃料添加阀26的燃料的供给量设定得少。该控制在上述ECU 100中进行。因此，该ECU 100中的进行上述控制的功能部分(当产生DPF再生处理的要求以及硫再生处理的要求中的至少一方时，在NSR催化剂74的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，相比该端面堵塞程度小于预定值的情况，将利用从喷射器23供给的燃料调整的NSR催化剂74的入口温度设定得高、且将来自燃料添加阀26的燃料的供给量设定得少的功能部分)相当于本发明中提到的控制部。
以下，按照图3的流程图对该排气净化处理切换控制的具体的步骤进行说明。在发动机1启动后，在上述ECU 100中间隔规定时间反复执行该流程。
首先，在步骤ST 1中，判定是否存在DPF再生处理要求以及硫再生处理要求中的至少一方。如上所述，在DPF 76中的PM的堆积量达到规定的阈值的情况下产生DPF再生处理要求。并且，在NSR催化剂74中的SOx堆积量达到规定的阈值的情况下产生硫再生处理要求。
当任一要求均不存在、在步骤ST 1中判定为否的情况下，直接返回。
另一方面，当存在DPF再生处理要求以及硫再生处理要求中的至少一方、在步骤ST1中判定为是的情况下，移至步骤ST 2，判定上述NSR催化剂74的端面堵塞率是否超过预定值A。也就是说，判定根据上述的淀积物堆积量映射表以及端面堵塞率映射表求出的NSR催化剂74的端面堵塞率是否超过预定值A。该步骤ST 2中求出NSR催化剂74的端面堵塞率的处理相当于本发明中提到的端面堵塞识别部中的推定NOx净化催化剂的端面堵塞程度的处理或者检测端面堵塞程度的处理。
当NSR催化剂74的端面堵塞率小于预定值A、在步骤ST 2中判定为否的情况下，也就是说，在例如尽管产生了DPF再生处理要求以及硫再生处理要求中的至少一方、但未产生NSR催化剂74中的端面堵塞消除处理要求的情况下，移至步骤ST 3，执行上述的第一处理并行控制。也就是说，不从上述喷射器23执行延迟喷射、或者减少延迟喷射的喷射量等，以使得废气温度不会过度上升，将流入NSR催化剂74的废气温度调整为适于Di－Air控制的温度。并且，伴随于此，对燃料添加阀26的燃料添加量进行增量控制。例如，在DPF再生处理要求以及硫再生处理要求均产生的情况下，作为燃料添加阀26的燃料添加量的增量控制，控制为如下的量：能够使NSR催化剂74的内部温度上升至能够进行硫再生处理的温度、且能够使被导入DPF 76的废气的温度上升至能够进行DPF再生处理的温度的量。由此，因NSR催化剂74内部的燃料(烃)的氧化反应，NSR催化剂74的内部温度上升至能够进行硫再生处理的温度，且被导入DPF 76的废气的温度上升至能够进行DPF再生处理的温度。并且，在产生DPF再生处理要求、但未产生硫再生处理要求的情况下，进行仅满足DPF再生处理要求的燃料添加阀26的燃料添加控制。并且，在产生硫再生处理要求、但未产生DPF再生处理要求的情况下，进行仅满足硫再生处理要求的燃料添加阀26的燃料添加控制。
这样，在NSR催化剂74的端面堵塞率小于预定值A的情况下，将NSR催化剂74的入口温度设定得低、且将来自燃料添加阀26的燃料添加量设定得多，由此能够使NSR催化剂74中的NOx净化处理(Di－Air控制)、与NSR催化剂74的硫再生处理和DPF 76的DPF再生处理中的至少一方高效率地并行进行。
另一方面，当NSR催化剂74的端面堵塞率为预定值A以上、在步骤ST 2中判定为是的情况下，也就是说，例如在DPF再生处理要求和硫再生处理要求的至少一方、以及NSR催化剂74中的端面堵塞消除处理要求均产生的情况下，移至步骤ST 4，执行上述的第二处理并行控制。也就是说，控制来自上述喷射器23的延迟喷射的喷射量以及喷射正时(控制为能够使流入NSR催化剂74的废气温度上升至能够进行端面堵塞消除处理的温度的值)，使流入NSR催化剂74的废气温度上升。由此，将成为端面堵塞的原因的淀积物等氧化除去。并且，伴随于此，对燃料添加阀26的燃料添加量进行减量控制，使朝NSR催化剂74供给的燃料减量。这是因为：如上所述，NSR催化剂74的入口温度被设定得高，因此，即便将来自燃料添加阀26的燃料添加量设定得少，也能够使NSR催化剂74的内部温度上升至能够进行硫再生处理的温度，能够将被导入DPF 76的废气温度确保为能够进行DPF再生处理的温度，因此使得不会过度地进行燃料添加。具体而言，例如在DPF再生处理要求以及硫再生处理要求均产生的情况下，作为燃料添加阀26的燃料添加量的减量控制，控制为如下的量：能够使NSR催化剂74的内部温度上升至能够进行硫再生处理的温度、且能够使被导入DPF 76的废气的温度上升至能够进行DPF再生处理的温度的量。并且，在产生DPF再生处理要求、但未产生硫再生处理要求的情况下，进行仅满足DPF再生处理要求的燃料添加阀26的燃料添加控制(燃料添加的减量控制)。并且，在产生硫再生处理要求、但未产生DPF再生处理要求的情况下，进行仅满足硫再生处理要求的燃料添加阀26的燃料添加控制(燃料添加的减量控制)。
这样，在NSR催化剂74的端面堵塞率为预定值A以上的情况下，将NSR催化剂74的入口温度设定得高，且将来自燃料添加阀26的燃料添加量设定得少，由此，能够使NSR催化剂74的端面堵塞消除处理、与NSR催化剂74的硫再生处理和DPF的DPF再生处理中的至少一方高效率地并行进行。
上述步骤ST3、ST4的处理相当于本发明中提到的控制部中的NOx净化催化剂的入口温度的调整、以及来自燃料添加阀的燃料的供给量的设定。
由于进行这样的排气净化处理切换控制，因此由上述ECU 100构成本发明所涉及的内燃机的控制装置。该控制装置接收是否存在DPF再生处理要求的信息(有无排气净化过滤器的再生要求的信息)以及是否存在硫再生处理要求的信息(有无NOx净化催化剂的再生要求的信息)等来作为输入信号。并且，该控制装置构成为输出针对喷射器23的燃料喷射指令信号以及针对燃料添加阀26的燃料添加指令信号来作为输出信号。
图4是示出被导入NSR催化剂74的废气温度(以下称为催化剂入口气体温度)与NSR催化剂74中的NOx净化率之间的关系的一个例子的图。并且，图5是示出上述第一处理并行控制以及上述第二处理并行控制各自的催化剂入口气体温度与燃料添加阀26的燃料添加量(以下称为升温喷射量(用于使DPF 76升温的喷射量))的喷射量设定表。并且，图6是分别示出存在DPF再生处理要求的情况(未产生硫再生处理要求的情况)下的上述第一处理并行控制以及第二处理并行控制各自的NSR催化剂74以及DPF 76的温度的图。该图6中的P1示出进行第一处理并行控制的情况下的NSR催化剂74以及DPF 76各自的温度。并且，图6中的P2示出进行第二处理并行控制的情况下的NSR催化剂74以及DPF 76各自的温度。
在上述第一处理并行控制中，催化剂入口气体温度被设定为较低的值、且燃料添加阀26的燃料添加量(升温喷射量)被设定为较多的量。也就是说，催化剂入口气体温度被设定为较低的值(图4以及图5中的T1)，由此，能够通过执行上述Di－Air控制得到较高的NOx净化率。并且，将该情况下的燃料添加阀26的燃料添加量(升温喷射量)被设定为较多的量(图5中的Q1)，由此，如图6中P1所示，能够使被导入DPF 76的废气温度上升至能够进行DPF再生处理的温度。
并且，在上述第二处理并行控制中，催化剂入口气体温度被设定为较高的值、且燃料添加阀26的燃料添加量(升温喷射量)被设定为较少的量。也就是说，催化剂入口气体温度被设定为较高的值(图4以及图5中的T2、T3)，由此，良好地进行NSR催化剂74中的端面堵塞的消除。并且，该情况下的燃料添加阀26的燃料添加量(升温喷射量)被设定为较少的量(图5中的Q2、Q3)，由此，如图6中P2所示，导入DPF 76的废气温度被维持为能够进行DPF再生处理的温度。也就是说，不需要过度地进行燃料添加。
如以上说明了的那样，在本实施方式中，当产生DPF再生处理要求以及硫再生处理要求中的至少一方时，根据NSR催化剂74的端面堵塞程度，进行通过来自上述喷射器23的燃料喷射控制(更具体而言为延迟喷射的控制)实现的NSR催化剂74的入口温度的控制、以及来自燃料添加阀26的燃料添加量的控制。由此，能够使DPF 76的DPF再生处理和NSR催化剂74的硫再生处理中的所被要求的处理(一方或者双方)、以及针对NSR催化剂74的处理(NOx净化处理或者端面堵塞消除处理)高效地并行进行。
－变形例－
在上述的实施方式中，通过来自喷射器23的延迟喷射的控制来调整被导入NSR催化剂74的废气温度。在本变形例中，除此之外，还通过对排气系统所具备的涡轮增压器5中的热回收量进行控制，来调整被导入NSR催化剂74的废气温度。其它的结构以及动作与上述实施方式相同，因此，此处，主要对涡轮增压器5的结构以及控制该涡轮增压器5中的热回收量的动作进行说明。
首先，对本例中的涡轮增压器5的结构进行说明。图7是示出本例所涉及的发动机1的排气系统的简要结构的图。如该图7所示，本例所涉及的发动机1所具备的涡轮增压器5由并联型的序列式涡轮增压器(sequential turbo charger)构成。
具体而言，发动机1的排气通路73在NSR催化剂74以及DPF 76的上游侧处分支为第一排气通路73a和第二排气通路73b。
在第一排气通路73a，配设有以在该第一排气通路73a流动的废气的能量作为驱动源而工作的第一涡轮增压器55的涡轮叶轮55a。并且，在第二排气通路73b，配设有以在该第二排气通路73b流动的废气的能量作为驱动源而工作的第二涡轮增压器56的涡轮叶轮56a。该第二涡轮增压器56构成为体型比第一涡轮增压器55的体型大(涡轮叶轮56a的外径大)。因此，在内燃机负荷小、流入该第二涡轮增压器56的涡轮叶轮56a的废气的能量小的情况下，该第二涡轮增压器56的涡轮叶轮56a不旋转、或者旋转速度低，因此该第二涡轮增压器56做功量少、废气的能量的回收量少。
在相比各涡轮增压器55、56的涡轮叶轮55a、56a靠下游的位置，第一排气通路73a与第二排气通路73b汇合。在相比该汇合位置靠下游的排气通路，配设有与上述实施方式相同的NSR催化剂74以及DPF 76。
在各涡轮增压器55、56的上游侧的第一排气通路73a与第二排气通路73b的分支部分设置有流量调整阀(流量调整构件)77。该流量调整阀77由上述ECU 100控制，能够调整第一排气通路73a中的废气的流量与第二排气通路73b中的废气的流量之间的比率。也就是说，该流量调整阀77能够切换为如下各种状态：关闭第二排气通路73b而使废气仅在第一排气通路73a流动的状态(使废气仅在第一涡轮增压器55的涡轮叶轮55a流动的状态)；关闭第一排气通路73a而使废气仅在第二排气通路73b流动的状态(使废气仅在第二涡轮增压器56的涡轮叶轮56a流动的状态)；以及使废气在第一排气通路73a以及第二排气通路73b双方流动、并调整二者的流量的比率的状态(使废气在第一涡轮增压器55的涡轮叶轮55a以及第二涡轮增压器56的涡轮叶轮56a双方流动的状态)。
本例中的燃料添加阀26配设于相比第一排气通路73a与第二排气通路73b的分支位置靠上游侧的位置。因此，即便是在废气仅在第一排气通路73a以及第二排气通路73b中的一方流动的状态下，在从燃料添加阀26进行燃料添加的情况下，该燃料也朝NSR催化剂74以及DPF 76流动。并且，该燃料添加阀26也可以向排气歧管72内部添加燃料。
作为以上述方式构成的涡轮增压器55、56的基本控制，当内燃机负荷小时、或发动机旋转速度低时，进行由体型小的第一涡轮增压器55执行的增压供气动作。由此，提高内燃机负荷小时、或发动机旋转速度低时的增压供气动作的响应性(减小涡轮迟滞(turbolag))。另一方面，当内燃机负荷大时、或发动机旋转速度高时，进行由体型大的第二涡轮增压器56执行的增压供气动作。由此，能够得到与要求转矩对应的较高的增压压力。另外，涡轮增压器55、56的基本控制是指：不存在上述DPF再生处理要求以及上述硫再生处理要求、且NSR催化剂74的端面堵塞率小于预定值A的情况下的控制。
图8示出涡轮增压器55、56的基本控制中使用的基本增压供气映射表的一个例子。该基本增压供气映射表中，“HP”表示仅使用第一涡轮增压器55的运转区域、即使废气仅在第一排气通路73a流动的运转区域。并且，“LP”示出仅使用第二涡轮增压器56的运转区域、即使废气仅在第二排气通路73b流动的运转区域。并且，“HP+LP”示出使用第一涡轮增压器55以及第二涡轮增压器56双方的运转区域、即使废气在第一排气通路73a以及第二排气通路73b双方流动的运转区域。
如该基本增压供气映射表所示，当内燃机负荷小时或发动机旋转速度低时，仅进行由第一涡轮增压器55执行的增压供气动作。而且，随着内燃机负荷以及发动机旋转速度变高，从同时采用第一涡轮增压器55以及第二涡轮增压器56的增压供气动作过渡至仅由第二涡轮增压器56执行的增压供气动作。
作为本例的特征，当存在上述DPF再生处理要求以及上述硫再生处理要求中的至少一方的情况下，NSR催化剂74的端面堵塞率为预定值A以上的情况下以及堵塞率小于预定值A的情况下的各情况下的涡轮增压器55、56的使用方式与上述的涡轮增压器55、56的基本控制不同。以下具体地进行说明。
图9是当存在DPF再生处理要求以及硫再生处理要求中的至少一方时的NSR催化剂74的端面堵塞率为预定值A以上的情况下使用的(在上述第二处理并行控制中使用的)增压供气映射表(端面堵塞消除处理增压供气映射表)。在该增压供气映射表中，随着从内燃机负荷以及发动机旋转速度均低的运转区域向内燃机负荷以及发动机旋转速度均高的运转区域过渡，作为涡轮增压器55、56的使用方式，切换如下四个模式。此处，假设随着从内燃机负荷以及发动机旋转速度均低的运转区域向内燃机负荷以及发动机旋转速度均高的运转区域过渡，而从第一增压模式向第四增压模式过渡的情况进行说明。
在第一增压模式(图中的低转速以及低负荷侧的“LP”)中，仅使用第二涡轮增压器56。也就是说，以使得废气仅在第二排气通路73b流动的方式对流量调整阀77进行开度控制。在该情况下，由于内燃机负荷以及发动机旋转速度均低，因此即便废气流动，第二涡轮增压器56也不工作。因此，利用第二涡轮增压器56回收的废气的热的量少。并且，由于废气不在第一排气通路73a流动，因此并不利用第一涡轮增压器55回收废气的热。结果，能够使高温的废气流入NSR催化剂74，能够良好地进行端面堵塞消除处理。
在第二增压模式(图中的“LP+HP”)中，使废气在第一排气通路73a以及第二排气通路73b双方流动。在该情况下，以使得在第二排气通路73b流动的废气的量比在第一排气通路73a流动的废气的量多的方式对流量调整阀77进行开度控制。由此，能够抑制由第二涡轮增压器56回收的废气的热量(与上述第一增压模式的情况相同地抑制所回收的废气的热量)，并且能够利用第一涡轮增压器55得到与内燃机负荷对应的所需要的增压压力。
在第三增压模式(图中的“HP+LP”)中，使废气在第一排气通路73a以及第二排气通路73b双方流动。在该情况下，以使得在第一排气通路73a流动的废气的量比在第二排气通路73b流动的废气的量多的方式对流量调整阀77进行开度控制。由此，使用第一涡轮增压器55而以较高的效率得到足够的增压压力，并且使多余的能量向第二涡轮增压器56流动，由此抑制所回收的废气的热量，使高温的废气流入NSR催化剂74。
在第四增压模式(图中的高转速以及高负荷侧的“LP”)中，仅使用第二涡轮增压器56。也就是说，以使得废气仅在第二排气通路73b流动的方式对流量调整阀77进行开度控制。在该情况下，能够以较高的效率得到与较高的内燃机负荷对应的增压压力。
图10是示出当存在DPF再生处理要求以及硫再生处理要求中的至少一方时的NSR催化剂74的端面堵塞率小于预定值A的情况下所使用的(在上述第一处理并行控制中使用的)增压供气映射表(Di－Air控制增压供气映射表)。在该增压供气映射表中，也随着从内燃机负荷以及发动机旋转速度均低的运转区域向内燃机负荷以及发动机旋转速度均高的运转区域过渡，作为涡轮增压器55、56的使用形态，切换四个模式。此处，也对随着从内燃机负荷以及发动机旋转速度均低的运转区域向内燃机负荷以及发动机旋转速度均高的运转区域过渡，而从第一增压模式向第四增压模式过渡的情况进行说明。
在第一增压模式(图中的低转速以及低负荷侧的“LP”)中，与上述的端面堵塞率为预定值A以上的情况下的第一增压模式相同，仅使用第二涡轮增压器56。也就是说，以使得废气仅在第二排气通路73b流动的方式对流量调整阀77进行开度控制。在该情况下，如上所述，利用第二涡轮增压器56回收的废气的热的量少。并且，由于废气不在第一排气通路73a流动，因此并不利用第一涡轮增压器55回收废气的热。
在第二增压模式(图中的“HP”)中，仅使用第一涡轮增压器55。也就是说，以使得废气仅在第一排气通路73a流动的方式对流量调整阀77进行开度控制。在该情况下，通过第一涡轮增压器55回收的废气的热的回收量变多，能够使低温的废气流入NSR催化剂74，从而被设定为适于执行上述Di－Air控制的温度。此外，在该情况下，当增压压力过度地变高的情况下，通过进气节气门62的开度调整来调整流入燃烧室3内的空气量。
在第三增压模式(图中的“LP+HP”)中，以使得废气在第一排气通路73a以及第二排气通路73b双方流动的方式对流量调整阀77进行开度控制。在该情况下，使在第二排气通路73b流动的废气的量比在第一排气通路73a流动的废气的量多。由此，能够抑制利用第二涡轮增压器56回收的废气的热量，并且能够利用第一涡轮增压器55得到所需要的增压压力。
在第四增压模式(图中的高转速以及高负荷侧的“LP”)中，与上述的端面堵塞率为预定值A以上的情况下的第四增压模式相同，仅使用第二涡轮增压器56。也就是说，以使得废气仅在第二排气通路73b流动的方式对流量调整阀77进行开度控制。在该情况下，能够以较高的效率得到与较高的内燃机负荷对应的增压压力。
这样，在本例中，通过控制涡轮增压器5中的热回收量来调整被导入NSR催化剂74的废气温度。因此，能够以更高的精度调整被导入NSR催化剂74的废气温度，能够设定为分别适于上述端面堵塞消除处理以及Di－Air控制的温度。
而且，在对图9的端面堵塞消除处理增压供气映射表与图10的Di－Air控制增压供气映射表进行比较的情况下，在内燃机负荷低的运转区域(本发明中提到的内燃机负荷为预定值以下时；例如上述第二增压模式)，在端面堵塞消除处理增压供气映射表中，使废气在第二排气通路73b流动的区域变大。也就是说，第二涡轮增压器56的使用频度变大。若像这样第二涡轮增压器56的使用频度变大，则因处于内燃机负荷低的运转区域，体型较大地构成的第二涡轮增压器56的做功量少(涡轮叶轮56a难以旋转，因此做功量少)，在该第二涡轮增压器56的涡轮叶轮56a回收的热回收量少。并且，由于在第一排气通路73a流动的废气的流量变少，因此在第一涡轮增压器55的涡轮叶轮55a回收的热回收量也变少。这样，在端面堵塞消除处理增压供气映射表中，能够将涡轮增压器55、56整体的热回收量抑制得较少。结果，能够提高流入NSR催化剂74的废气的温度，能够将成为NSR催化剂74的端面堵塞的原因的物质有效地氧化除去。
这样，当产生了内燃机负荷为预定值以下时的DPF 76的再生要求(DPF再生要求)以及NSR催化剂74的再生要求(硫再生要求)中的至少一方时，在NSR催化剂74的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，与端面堵塞程度小于上述预定值的情况相比，增大在第二排气通路73b流动的废气的流量相对于在第一排气通路73a流动的废气的流量的比率(本发明中提到的进行通过控制部执行的流量调整构件的控制)，由此，能够有效地消除NSR催化剂74的端面堵塞。
－其它实施方式－
在以上说明了的实施方式以及变形例中，对在排气系统7作为NOx净化催化剂具备NSR催化剂74的发动机1中应用本发明的情况进行了说明。本发明也能够在代替NSR催化剂74或者除了NSR催化剂74还具备DOC(Diesel Oxidation Catalyst，柴油机氧化催化剂)的发动机中应用。
并且，作为来自用于调整NSR催化剂74的入口气体温度的喷射器23的燃料喷射，并不限于延迟喷射，也可以是后喷射。
产业上的可利用性
本发明能够应用于在排气通路配设有NOx净化催化剂以及排气净化过滤器、且从它们的上游侧进行燃料添加的内燃机的控制装置。

Claims (10)

1.一种内燃机的控制装置，
所述内燃机的控制装置被应用于内燃机，所述内燃机从排气通路中的废气流动方向的上游侧至下游侧依次配设有NOx净化催化剂以及排气净化过滤器，并且所述内燃机具备：设置于所述排气通路且从所述NOx净化催化剂的上游侧供给燃料的燃料添加阀；以及向内燃机的燃烧室内供给燃料的燃料喷射阀，所述内燃机的控制装置对来自所述燃料添加阀的燃料的供给以及来自所述燃料喷射阀的燃料的供给分别进行控制，
其特征在于，
所述内燃机的控制装置具备：
端面堵塞识别部，该端面堵塞识别部推定或者检测所述NOx净化催化剂的废气流入侧的端面堵塞程度；以及
控制部，当产生所述排气净化过滤器的再生要求以及所述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由所述端面堵塞识别部推定或者检测出的所述NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，与所述端面堵塞程度小于所述预定值的情况相比，所述控制部将利用从所述燃料喷射阀供给的燃料调整的所述NOx净化催化剂的入口温度设定得高、且将来自所述燃料添加阀的燃料的供给量设定得少。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
当产生所述排气净化过滤器的再生要求以及所述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由所述端面堵塞识别部推定或者检测出的所述NOx净化催化剂的端面堵塞程度小于预定值的情况下，所述控制部以使得能够并行地进行所述排气净化过滤器的再生要求和所述NOx净化催化剂的再生要求中的所要求的处理以及NOx净化处理的方式，对来自所述燃料喷射阀的燃料的供给以及来自所述燃料添加阀的燃料的供给分别进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
当产生所述排气净化过滤器的再生要求以及所述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由所述端面堵塞识别部推定或者检测出的所述NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，所述控制部以使得能够并行地进行所述排气净化过滤器的再生要求和所述NOx净化催化剂的再生要求中的所要求的处理以及端面堵塞消除处理的方式，对来自所述燃料喷射阀的燃料的供给以及来自所述燃料添加阀的燃料的供给分别进行控制。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
通过所述燃料喷射阀调整从内燃机的膨胀行程至排气行程的期间中的燃料喷射正时以及燃料喷射量，能够调整所述NOx净化催化剂的入口温度。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述排气通路在所述NOx净化催化剂的上游侧处分支为第一排气通路和第二排气通路，在所述第一排气通路配设有第一增压器的涡轮叶轮，在所述第二排气通路配设有体型构成为比所述第一增压器的体型大的第二增压器的涡轮叶轮，在所述排气通路设置有能够调整在所述第一排气通路流动的废气的流量与在所述第二排气通路流动的废气的流量之间的比率的流量调整构件，所述控制部构成为：当产生内燃机的负荷为规定值以下时的所述排气净化过滤器的再生要求以及所述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由所述端面堵塞识别部推定或者检测出的所述NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，与所述端面堵塞程度小于所述预定值的情况相比，以增大在所述第二排气通路流动的废气的流量相对于在所述第一排气通路流动的废气的流量的比率的方式对所述流量调整构件进行控制。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述控制部构成为：当产生所述排气净化过滤器的再生要求以及所述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由所述端面堵塞识别部推定或者检测出的所述NOx净化催化剂的端面堵塞程度小于所述预定值的情况下，作为来自所述燃料添加阀的所述燃料的供给动作，以数秒的间隔间歇性地添加所述燃料。
7.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
作为所述第一增压器以及第二增压器的基本控制，随着所述内燃机的负荷以及发动机旋转速度变高，从仅由所述第一增压器执行的增压供气动作，经过同时采用所述第一增压器以及所述第二增压器的增压供气动作，过渡至仅由所述第二增压器执行的增压供气动作。
8.根据权利要求5或7所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
当产生所述排气净化过滤器的再生要求以及所述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由所述端面堵塞识别部推定或者检测出的所述NOx净化催化剂的端面堵塞程度为预定值以上的情况下，随着所述内燃机的负荷以及所述发动机旋转速度变高，作为所述第一增压器以及所述第二增压器的使用方式，切换如下四个模式：
以使得仅使用所述第二增压器的方式控制所述流量调整构件的第一增压模式；
以使得废气在所述第一排气通路以及所述第二排气通路的双方流动、且在所述第二排气通路流动的废气的量比在所述第一排气通路流动的废气的量多的方式控制所述流量调整构件的第二增压模式；
以使得废气在所述第一排气通路以及所述第二排气通路的双方流动、且在所述第一排气通路流动的废气的量比在所述第二排气通路流动的废气的量多的方式控制所述流量调整构件的第三增压模式；以及
以使得仅使用所述第二增压器的方式控制所述流量调整构件的第四增压模式。
9.根据权利要求5或7所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
当产生所述排气净化过滤器的再生要求以及所述NOx净化催化剂的再生要求中的至少一方时，在由所述端面堵塞识别部推定或者检测出的所述NOx净化催化剂的端面堵塞程度小于预定值的情况下，随着所述内燃机的负荷以及所述发动机旋转速度变高，作为所述第一增压器以及所述第二增压器的使用方式，切换如下四个模式：
以使得仅使用所述第二增压器的方式控制所述流量调整构件的第一增压模式；
以使得仅使用所述第一增压器的方式控制所述流量调整构件的第二增压模式；
以使得废气在所述第一排气通路以及所述第二排气通路的双方流动的方式控制所述流量调整构件的第三增压模式；以及
以使得仅使用所述第二增压器的方式控制所述流量调整构件的第四增压模式。
10.根据权利要求5、7、8、9中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
通过控制所述第一增压器以及所述第二增压器中的热回收量来调整被导入所述NOx净化催化剂的废气温度。
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