内燃机的排气净化装置的制作方法

专利名称：内燃机的排气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的排气净化装置。
背景技术：
已知有在内燃机的排气通路上配置吸留还原型NOx催化剂(以下，简单地称为NOx催化剂)的技术。该NOx催化剂，在流入的排气的氧气浓度高时吸留排气中的NOx，而在流入的排气的氧气浓度降低且存在还原剂时，则将吸留的NOx还原。
另外，燃料中含有的硫成分也与NOx同样被NOx催化剂吸留。这样被吸留的硫成分比NOx还难于排出，因而积存在NOx催化剂中。这称为硫中毒。由于该硫中毒，NOx催化剂中的NOx净化率降低，因此，需要在适当的时期实施用于从硫中毒中恢复过来的硫中毒恢复处理。使NOx催化剂升到高温，并且使理论空然比或者浓空燃比的排气在NOx催化剂中流通，来进行该硫中毒恢复处理。例如通过将燃料添加到NOx催化剂中，该燃料在NOx催化剂中反应从而使该NOx催化剂成为高温。在这种状态下进一步添加燃料使排气的空燃比成为浓空燃比，由此能够进行硫中毒恢复。
另外已知有如下技术具备载有或者在上游配备具有氧化能力的催化剂的微粒过滤器(以下，简单地称为过滤器)，来捕集排气中的颗粒状物质(以下，称为PM)。当过滤器捕集到的PM量达到一定量时，则向具有氧化能力的催化剂供给还原剂，使该过滤器的温度上升，由此可以将PM氧化并去除。将这样去除PM的处理称为过滤器的再生。以下，将硫中毒恢复处理称为S再生，将通过使PM氧化而去除该PM的处理称为PM再生。
而且，已知有从排气通路的上游侧开始，依次具有HC添加阀、氧化催化剂、樹:粒过滤器、HC添加阀、吸留还原型NOx催化剂、尿素选择还原型NOx催化剂的技术(例如，参照专利文献1 )。
5专利文献l:日本特表2006-512529号>^才艮
在PM再生与S再生重叠的情况下，当从上游侧的HC添加阀和下 游侧的HC添加阀，分别独立地添加HC时，则HC的供给量有可能过 量，在催化剂中未反应完而向大气中排出。

发明内容
本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够 在内燃机的排气净化装置中，抑制过量供给HC并且兼顾过滤器的再生和 NOx的净化的技术。
为了实现上述课题，本发明的内燃机的排气净化装置，釆用以下手段。 即，本发明的内燃机的排气净化装置，其特征在于，具备
第一排气净化装置，其具有净化NOx的功能；
第二排气净化装置，其与上述第一排气净化装置串联^:置，具有捕集 排气中的颗粒状物质的功能；
HC供给单元，其分别设置于上述第一排气净化装置及上述第二排气 净化装置，并将HC分别供给到上述第 一排气净化装置及上述第二排气净 化装置；
优先级决定单元，其决定向上述第一排气净化装置供给HC和向上述
第二排气净化装置供给HC，哪一个优先级高，
在向上述第一排气净化装置的HC供给要求和向上述第二排气净化装 置的HC供给要求重叠的情况下，与HC供给要求不重叠的情况相比，减 少向由上述优先级决定单元决定的优先级低的一方的HC供给量。
第一排气净化装置，至少包含用于净化NOx的催化剂，进而也可以组 合有其他的催化剂。而且，通过将HC供给到第一排气净化装置，例如能 够净化NOx、或恢复NOx的净化能力、或提高NOx的净化能力。
第二排气净化装置，例如可以使孩i粒过滤器载有具有氧化能力的催化 剂，也可以在微粒过滤器的上游侧配备具有氧化能力的催化剂。另外，也 可以组合有其他的催化剂。而且，通过将HC供给到第二排气净化装置，例如能够使微粒过滤器捕集到的颗粒状物质氧化。而且，第一排气净化装 置和第二排气净化装置串联配置。在这种情况下，哪一个在上游侧都可以。
而且，在成为向第一排气净化装置或者第二排气净化装置供给HC的 时期时，产生HC供给要求。而且如果有HC供给要求并且也满足其他条 件，则从各HC供给单元供给HC。
"向上述第一排气净化装置的HC供给要求和向上述第二排气净化装 置的HC供给要求重叠的情况"是指，向第一排气净化装置及第二排气净 化装置的HC供给要求同时产生的情况。此时，只要各个HC供给要求的 至少一部分重叠即可。
向上述第一排气净化装置供给HC和向上述第二排气净化装置供给 HC,哪一个优先级高，例如是根据供给HC的目的、第一排气净化装置或 第二排气净化装置的温度、或者内燃机l的运转状态而决定的。
而且，通过减少向优先级低的一方的HC的供给量，能够主要地向优 先级高的一方供给HC。此时，可以与向优先级低的一方的HC供给无关， 而决定向优先级高的一方的HC供给量或者供给时期。因此，可以对优先 级高的一方供给最适当量的HC。
在本发明中，上述优先级决定单元，把通过供给HC来设成还原气氛 的一方的优先级决定为高。
"通过供给HC来设成还原气氛的一方"，也可以是需要成为还原气氛 的一方，还可以是通过设成还原气氛来净化排气、或提高排气的净化能力、 或者恢复排气的净化能力的一方。即，将通过供给HC来设成还原气氛的 一方的优先级设为高，来优先供给HC，由此能够提高排气的净化能力等。
在本发明中，上述优先级决定单元，可以将若不供给HC排气的净化 功能则降低的降低程度大的一方的优先级，决定为高。
在此，根据排气净化装置的种类不同，有即使稍微停止供给HC，排 气的净化能力也不会立刻降低的装置。另一方面，也有一停止供给HC排 气的净化能力则立刻降低的装置。即，通过优先向容易引起排气的净化能 力降低的一方供给HC，能够抑制作为系统整体的排气的净化能力的降低。例如，尿素选择还原型NOx催化剂，在其温度低时则NOx的净化性 能变低。因此，在尿素选择还原型NOx催化剂的温度低时，如果不供给 用于使床层温度上升的HC，排气的净化功能降低的程度则较大。另外， 例如，在具备氨生成催化剂和选择还原催化剂，通过向该氨生成催化剂供 给HC来产生氨，并进行NOx的选择还原的情况下，如果不供给HC则 不产生氨。即，如果不供给HC， NOx的净化功能则降低，因此排气的净 化功能降低的程度较大。与此相对，在微粒过滤器中，在不供给HC的情 况下虽然不能氧化颗粒状物质，但是，捕集颗粒状物质的功能并不降低。 即，不供给HC时的排气的净化功能降低的程度比较小。
在本发明中，上述优先级决定单元，可以将向上述第一排气净化装置 供给HC的优先级决定为高。
即，在用于净化NOx的NOx催化剂等中，通过供给HC来还原NOx， 或进行硫中毒恢复。因此，若限制HC的供给，则不能还原NOx,或不能 吸留NOx，并有可能使NOx从该NOx催化剂中流出。另一方面，在捕 集颗粒状物质的微粒过滤器等中，即使限制了HC的供给，颗粒状物质 也几乎不从该微粒过滤器中流出。即，在考虑排气的净化时，可以优先 向第一排气净化装置供给HC。由此，就能够抑制NOx的流出。
在本发明中，在向上述第一排气净化装置或者上述第二排气净化装置 中的任意一方供给HC时，可以停止向另一方供给HC。
即，在"与HC供给要求不重叠的情况相比，减少向由上述优先级决 定单元决定的优先级低的一方的HC供给量"中，包括停止向优先级低的 一方供给HC的情况。由此，由于只将HC供给到优先级高的一方，因此 可以抑制因过量地供给HC引起的HC的流出。而且，向优先级低的一方 供给HC，可以只限于已停止向优先级高的一方供给HC时进行。
在本发明中，在向上述第一排气净化装置的HC供给要求和向上述第 二排气净化装置的HC供给要求重叠，并向优先级高的一方供给HC后， 当要向优先级低的一方供给HC时，可以将在向优先级高的一方供给HC 时向优先级低的一方的HC供给量减少的量加上来进行供给。
在向优先级高的一方供给HC时，减少了向优先级低的一方的HC的 供给量。而且，之后，若结束了优先级高的一方的HC供给，由于HC供^^要求不重叠，因此无需减少向优先级低的一方的HC的供给量。由于在 向优先级高的一方供给HC时，减少了向优先级低的一方的HC的供给量， 因此，此期间的向优先级低的一方的HC供给量少于要求量。即，在要向 优先级低的一方供给HC时，如果仅单纯地使HC的供给量与要求量一致， 则向优先级低的一方供给的HC的总量将减少。因此，由于HC不足而有 可能不能充分地获得HC供给的效果。与此相对，当要向优先级低的一方 供给HC时，通it^要求量上加上被减少的量的HC来进行供给，能够抑 制向该优先级低的一方供给的HC的总量的减少。
在本发明中，当正在向上述优先级低的一方供给HC时用于使该优先 级低的一方的温度上升的HC的要求量已增加的情况下，可以将用于使该 温度上升的HC的要求量已增加的一方的优先级设为高。
由此，由于对换了优先级，即使成为向到目前为止优先级高的一方供 给HC的时期，也继续向到目前为止优先级低的一方供给HC。在此，如 果例如由于内燃机的负荷变高，ii^空气量增加了，则不得不更多地供给 HC。这是因为，由于ii^空气量增多，为了降低空燃比而需要更多的HC， 或为了使排气净化装置的温度上升而需要更多的HC。即，HC的要求量增 多。然而，此时若使HC的供给量增加，排气的空燃比则有可能变得过低， HC从排气净化装置流出。另外，在对HC供给单元每单位时间可供给的 HC量有限制的情况下，则无法供给要求量的HC。即，由于用于使优先级 低的一方的温度上升的HC的要求量增加，有时HC的供给期间会延长。 但是，若成为向优先级高的一方供给HC的时期而减少了向优先级低的一 方的HC的供给量，该优先级低的一方的温度则会降低。即，供给HC的 效果有可能显著降低。
与此相对，通过使优先级高的一方和低的一方的优先级对换，能够优 先向到目前为止优先级低的一方供给HC,因此能够抑制HC不足的情况。 另外，如果是到目前为止优先级高的一方，则减少HC的供给量，但是， 由此，过去该优先级高的一方的温度将降低，因此，可以在之后供给更多 的HC。即，对于因减少HC的供给量而引起的该HC供给的效果的降低， 可以通过之后增加HC的供给量，或延长供给时间来恢复。
在本发明中，可以在HC的要求量减少到规定值以下之前，将用于使 上述温度上升的HC的要求量已增加的一方的优先级设为高。即，在HC的要求量已变少的情况下，由于没有理由保持优先^f换 后的状态，因此将优先级恢复原状。即，可以将这里的规定值，设为可以 消除上述HC的不足的HC的要求量。另外，规定值也可以大约为0。
在本发明中，在来自上述内燃机的排气的空燃比为规定值以下的情况 下，可以将为了成为还原气氛而进行HC供给的一方的优先级，设为高于 用于使上述温度上升的HC要求量已增加的一方的优先级。
例如在来自内燃机的排气的空燃比虽然未成为浓空燃比但却已降低的 情况下，可以减少通过供给HC来使空燃比降低成浓空燃比所需要的HC 的供给量。而且，通过提高要设成还原气氛的一方的优先级，可以减少 HC的供给量，因此可以抑制HC引起的温度上升，或减少从排气净化装 置中流出的HC量。在此，空燃比为规定值以下是指，成为能够充分地减 少来自HC供给单元的HC的供给量的空燃比的情况。
在本发明中，上述第一排气净化装置也可以构成为包含吸留还原型 NOx催化剂。
这种情况下的HC供给，是在NOx还原时及硫中毒恢复时进行。如 果是硫中毒恢复，在要使吸留还原型NOx催化剂的温度上升时，和要使 该吸留还原型NOx催化剂成为还原气氛时，供给HC。
在本发明中，上述第一排气净化装置也可以构成为包含尿素选择还原 型NOx催化剂。
这种情况下的HC供给，是在^f吏尿素选择还原型NOx催化剂的温度 上升到NOx还原所需的温度时进行。
在本发明中，上述第一排气净化装置也可以构成为包含，单独或一体 地具备吸留还原功能及氨选择还原功能的NOx催化剂。
例如也可以是一体地在下层具备吸留还原型NOx催化剂、在上层具备 沸石这样的吸附层的NOx催化剂。在这种情况下，在过量添加了 HC时会 在吸留还原型NOx催化剂中产生氨，并且氨被吸附于吸附层。从而，由于 能够进行NOx的吸留还原和基于吸附氨再排出的选择还原，因此能够在更 宽的运转区域进行NOx的净化。此外，也可以在NOx催化剂的上游侧具 备通过添加HC而生成氨的催化剂。另夕卜，也可以分别具备吸留还原型NOx
10催化剂和选择还原型NOx催化剂。这种情况下的HC供给，是在NOx催 化剂吸附氨时、NOx还原时、硫中毒恢复时、或者氨选择还原型NOx催 化剂升温时进行。
在本发明中，上述第二排气净化装置也可以构成为包含微粒过滤器和 具有氧化能力的催化剂。
这种情况的HC供给，是为了使微粒过滤器的温度上升而进行的。即， 在具有氧化能力的催化剂中使HC反应，并利用此时产生的热使颗粒状物 质氧化。此外，此时也可以以将微粒过滤器保持在氧化气氛中的方式来供 给HC。
在本发明中，上述第一排气净化装置构成为包含吸留还原型NOx催化 剂，上述第二排气净化装置构成为包含孩史粒过滤器和具有氧化能力的催化 剂，向上述第一排气净化装置的HC供给要求，是用于上述吸留还原型NOx 催化剂的硫中毒恢复的HC供给要求，向上述第二排气净化装置的HC供 给要求，也可以是用于氧化上述孩it粒过滤器捕集到的颗粒状物质的HC供 给要求。
即，在吸留还原型NOx催化剂的硫中毒恢复时，需要通过供给HC而 成为还原气氛。另外，为了使樣t粒过滤器捕集到的颗粒状物质氧化，需要 通过供给HC使该微粒过滤器的温度上升。此外，在微粒过滤器中载有具 有氧化能力的催化剂，或者在微粒过滤器的上游具备具有氧化能力的催化 剂。由此，可以在具有氧化能力的催化剂中使HC与排气中的氧气反应使 微粒过滤器的温度上升。在氧化气氛中进行该颗粒状物质的氧化。
在本发明中，向上述第一排气净化装置的HC供给要求，被分为用 于上升到目标温度的升温阶段，和上升到目标温度后的再生阶段，
在是上述升温阶段时，不是才艮据上述优先级而是根据上述第一排气净 化装置及上述第二排气净化装置各自的HC供给要求来供给HC，
在是上述再生阶段时，与HC供给要求不重叠的情况相比，减少向由 上述优先级决定单元决定的优先级低的一方的HC的供给量。
这里所说的目标温度是指，通过HC的供给可以提高第一排气净化装 置的净化能力，或使净化能力恢复，或进行NOx还原的温度，例如，是
iiNOx催化剂的激活温度、或者硫中毒恢复所需要的温度。在升温阶段，为 了使第一排气净化装置的温度上升到目标温度而供给HC。另外，在再生 阶段，在实际上已提高了第一排气净化装置的净化能力的状态下进行排气 的净化，或使净化能力恢复，或进行NOx的还原。
在此，由于在升温阶段只要使第一排气净化装置的温度上升即可，而 无需成为还原气氛。即，向第一排气净化装置供给HC,可以在保持氧化 气氛不变的状态下进行。因此，由于HC几乎不可能流到下游，因此可以 独立地分别将HC供给到第一排气净化装置及第二排气净化装置。即，可 以不根据优先级来供给HC 。
另一方面，在再生阶段，为了使第一排气净化装置成为还原气氛，若 向第二排气净化装置供给了要求量的HC，则HC有可能在催化剂中未氧 化完。即，通过根据优先级来供给HC，可以抑制HC的流出。
根据本发明涉及的内燃机的排气净化装置，可以抑制过量供给HC, 并且兼顾过滤器的再生和NOx的净化。


图1是表示本实施例涉及的内燃机及其排气系统的概略构成的图。
图2是表示实施例1的来自第一添加岡及第二添加阀的每单位时间的 HC添加量的变化的时间图。
图3是表示实施例1的HC添加控制的流程的流程图。
图4是表示实施例2的来自第一添加阀及第二添加阀的每单位时间的 HC添加量，以及来自各添加阀的添加量累计值、要求添加量累计值的变 化的时间图。
图5是表示实施例3的来自第一添加阀及第二添加阀的每单位时间的 HC添加量，以及来自各添加阀的添加量累计值、要求添加量累计值的变 化的时间图。
图6是表示实施例4的来自第一添加阀及第二添加阀的每单位时间的 HC添加量，以及来自各添加阀的添加量累计值、要求添加量累计值的变 化的时间图。图7是表示实施例7的来自第一添加阀及第二添加阀的每单位时间的 HC添加量的变化的时间图。
图8是表示代替吸留还原型NOx催化剂而具备尿素选择还原型NOx 催化剂的排气系统的概略构成的图。
图9 ;1表示具^^氨生成催化剂和NOx催化剂的排气系统的概略构成的图。
图IO是表示具备吸留还原型NOx催化剂和氨选择还原型NOx催化剂 的排气系统的概略构成的图。
图中l-内燃机；2-排气通路；5-第一添加阀；6-第二添加阀；7-ECU; 8-空燃比传感器；9-温度传感器；30-吸留还原型NOx催化剂；31-尿素选 "^还原型NOx催化剂；32-NOx催化剂；33-氨生成催化剂；34-氧化催化 剂；35-氨选择还原型NOx催化剂；36-氧化催化剂；37-N02生成催化剂； 41-微粒过滤器；42-氧化催化剂；51-尿素添加阀
具体实施例方式
以下，基于附图对本发明涉及的内燃机的排气净化装置的具体实施 例进行说明。
实施例1
图1是表示本实施例涉及的内燃机1及其排气系统的概略构成的图。 图1所示的内燃机1，是水冷式四冲程柴油发动机。
在内燃机l上连接有通向燃烧室的排气通路2。该排气通路2，在下 游与大气相通。
在上述排气通路2的途中，从内燃机1侧开始依次设置有吸留还 原型NOx催化剂30 (以下，称为NOx催化剂30 )和微粒过滤器41 (以 下，称为过滤器41)。另外，在过滤器41中载有氧化催化剂42。
NOx催化剂30，具有以下功能在流入的排气的氧气浓度高时吸留 排气中的NOx,在流入的排气的氧气浓度低且存在还原剂时，还原所吸 留的NOx。此外，在本实施例中NOx催化剂30，相当于本发明中的第一排气净化装置。另外，在本实施例中过滤器41及氧化催化剂42,相 当于本发明中的第二排气净化装置。在此，在NOx催化剂30中也可以 组合其他的催化剂。另外，氧化催化剂42,也可以不载于过滤器41中 而设置在该过滤器41的上游侧。氧化催化剂42，只要是具有氧化能力 的催化剂即可，例如也可以是三元催化剂或者NOx催化剂。
在NOx催化剂30上游的排气通路2上，具备第一添加阀5，其用 于向在该排气通路2中流通的排气中添加作为还原剂的HC (轻油)。另 外，在NOx催化剂30下游且氧化催化剂42上游的排气通路2上，具 备第二添加阀6,其用于向在该排气通路2中流通的排气中添加作为还 原剂的HC(轻油)。此外，在本实施例中第一添加阀5及第二添加阀6， 相当于本发明中的HC供给单元。
第一添加阀5及第二添加阀6，才艮据后述的来自ECU7的信号进4亍 开阀并向排气中喷射HC。从第一添加阀5或者第二添加阀6向排气通 路2内喷射的HC，使从排气通路2的上游流来的排气的空燃比降低。
而且，在NOx催化剂30所吸留的NOx还原时，执行所谓的燃料过 量供给控制，即，通过从第一添加阀5添加HC， 4吏流入到NOx催化剂 30的排气的空燃比以比较短的周期瞬时增加式地(短时间)成为浓空燃 比。此外，也可以通过多次添加HC来形成一次燃料过量供给。另外， 也可以在NOx催化剂30的石克中毒恢复时，从第一添加阀5向该NOx 催化剂30添加HC。
此外，NOx催化剂30的硫中毒恢复，由以下阶段构成升温阶段， 用于将NOx催化剂30的温度上升到硫中毒恢复所需的温度；和再生阶 段，用于在升温阶段之后从NOx催化剂30中排出硫成分。在升温阶段， 从第一添加阀5间歇地喷射少量的HC，以使流入到NOx催化剂30的 排气的空燃比成为稀空燃比。由此，HC和氧气在NOx催化剂30中反 应使该NOx催化剂30的温度上升。另外，在再生阶段，从第一添加阀 5添加HC而被设成规定的浓空燃比。此时，为了不使NOx催化剂30 的温度过度地上升，而间歇地祐 没成浓空燃比。
另夕卜，若通过从第二添加阀6喷射HC使HC在氧化催化剂42中反 应，过滤器41的温度则上升。在过滤器41再生时，在过滤器41的温度上升到PM氧化所需的温度后，从第二添加岡6间歇地喷射HC，来 保持该PM氧化所需的温度。此时，以使流入到过滤器41的排气的空 燃比为稀空燃比的方式从第二喷射阀6喷射HC，由此，过滤器41捕集 到的PM被氧化。
在如上所述构成的内燃机l中，还设置有用于控制该内燃机l的作 为电子控制单元的ECU7。该ECU7，是根据内燃机1的运转条件或驾 驶员的要求，来控制内燃机l的运转状态的单元。
另外，在NOx催化剂30和氧化催化剂42之间的排气通路上，安装 有测量排气的空燃比的空燃比传感器8，和测量排气的温度的温度传感 器9。
而且，通过电气布线空燃比传感器8和温度传感器9与ECU7连接， 这些传感器的输出信号被输出到ECU7。
另一方面，通过电气布线第一添加阀5及第二添加阀6与ECU7连 接，通过该ECU7来控制第一添加阀5及第二添加阀6。
而且在本实施例中，在同步进行NOx催化剂30的硫中毒恢复处理 和过滤器41的再生处理的情况下，当正在从第一添加阀5添加HC时， 停止从第二添加阀6添加HC。即，通过优先从第一添加阀5添加HC， 来优先进行NOx催化剂30的硫中毒恢复。对于此，也可以设成，优先 正在对空燃比进行控制侧的、或者要成为还原气氛侧的、进而若不进行 HC添加则排放恶化侧的HC添加。此外，在本实施例中，使向NOx 催化剂30添加HC优先的ECU7，相当于本实施例中的优先级决定单 元。
在NOx催化剂30的温度达到硫中毒恢复所需要的温度后，且从第 一添加阀5进行燃料过量供给控制时，流入到过滤器41的排气的空燃 比间歇地成为浓空燃比。在已成为浓空燃比时即使从第二添加阀6进行 HC添加，也由于排气中的氧气不足，使HC在氧化催化剂42中未氧化 完。这样，未氧化完的HC从过滤器41流出。
与此相对，在从第一添加阀5添加HC时，只要不从第二添加阀6 添加HC，就能够抑制HC从过滤器41流出。
15在此，图2是表示实施例1的来自第一添加阀5以及第二添加阀6的 每单位时间的HC添加量的变化的时间图。该时间图，是同步进行NOx 催化剂30的硫中毒恢复和过滤器41的再生时的时间图。也可以将每单 位时间的HC添加量，i殳成用规定期间除该规定期间内的HC添加量而 得到的值。即，在间歇地进行HC添加的情况下，可以用平均值。
在图2中的用A表示的时间，NOx催化剂30的温度达到了硫中毒 恢复所需要的温度(即，目标温度)。而且，在该时间开始从第一添加 阀5进行的用于石克中毒恢复的HC添加。在用B表示的时间之前进行该 从第一添加阀5进行的HC添加。该从A到B的期间，是优先从第一 添加阀5添加HC的期间，并停止从第二添加阀6添加HC。
而且，在用B表示的时间，例如，成为NOx催化剂30的温度有可 能过热的温度，停止从第一添加阀5添加HC。因此，开始优先级低的 从第二添加阀6进4亍的HC添加。在此，由于在从A到B的期间内， 停止了从第二添加阀6添加HC，因而过滤器41的温度已降低。因此有 可能使过滤器41的再生变得困难。
因此，在用B表示的时间之后，j吏来自第二添加阀6的HC添加量 多于通常的添加量。通常的HC添加量是指，NOx催化剂30的硫中毒 恢复和过滤器41的再生不重叠的情况下从第二添加阀6添加的HC量。 例如，通过间歇地缩短添加HC时的间隔，或者提高HC的喷射压力， 就能够使HC添加量多于通常的添加量。此时，只将HC添加量增多能 够抑制过滤器41的温度降低的量。
另一方面，当正在从第二添加阀6进4亍HC添加时，由于未向NOx 催化剂30添加HC,因此该NOx催化剂30的温度降低。然后，在用C 表示的时间，NOx催化剂30的温度降低到即使进行HC添加也不会过 热的温度。即，在从B到C的期间内，调节NOx催化剂30的温度使 其成为目标温度。而且，由于从第一添加阀5添加HC—方的优先级高 于从第二添加阀6添加HC的优先级，因此，若在用C表示的时间开始 从第一添加阀5添加HC，则停止从第二添加阀6添加HC。
在此，需要将NOx催化剂30的硫中毒恢复设成为还原气氛的期间。 而且，若由于不能确保该期间而不能进行硫中毒恢复，则NOx的净化变得困难，因此NOx有可能向NOx催化剂30的下游流出。另一方面， 在过滤器41的再生中，即使短期间停止添加HC并已使该过滤器41的 温度降低，PM也几乎不从过滤器41中流出。总之，即使相比从第二 添加阀6添加HC而优先进4亍从第一添加阀5添加HC,也可以抑制PM 的流出。
然而，若正在从第一添加阀5添加HC时停止从第二添加阀6添加 HC，过滤器41的温度则降低。之后，若使从第二添加岡6添加的HC 量，与未停止从第二添加阀6添加HC的情况相同，则有可能使过滤器 41的温度上升变得不充分，该过滤器41的再生变得困难。因此，在要 从第二添加阀6添加HC时，将HC添加量增加与停止该第二添加阀6 的期间相应的量。
此外，在正在使NOx催化剂30的温度上升到疏中毒恢复所需要的 温度的期间(以下，成为升温阶段)，即^f吏从第一添加阀5添加HC，经 过该NOx催化剂30的排气的空燃比也不成为浓空燃比。因此，即使从 第一添加阀5和第二添加阀6同时添加HC,由于能够4吏几乎全部的HC 在氧化催化剂42中反应，因此HC也几乎不向该过滤器41的下游流出。 总之，在NOx催化剂30的升温阶段，可以分别独立地进行NOx催化 剂30的硫中毒恢复和过滤器41的再生。即，也可以同时进行从第一添 加阀5添加HC和从第二添加阀6添加HC。然而，根据来自内燃机l 的排气的空燃比或者来自第一添加阀5的HC添加量的不同，也有可能 在氧化催化剂42中成为浓空燃比，因此可以考虑这些因素来决定从笫 二添加阀6添加HC的时期。
接下来，图3是表示本实施例的HC添加控制流程的流程图。每隔 规定时间重复执行^^呈序。
在步骤101中，判定是否有PM再生要求及S再生要求。有PM再 生要求是指，需要进行过滤器41的再生。另外，有S再生要求是指， 需要进行NOx催化剂30的硫中毒恢复。
在步骤101中，在作出肯定判定的情况下向步骤102推进。另一方 面在作出否定判定的情况下暂时结束本程序。
在步骤102中，通过从第一添加阀5添加HC使NOx催化剂30的温度上升。即，使该NOx催化剂30的温度上升到可进行NOx催化剂 30的硫中毒恢复的温度。此时，调节HC添加量以使排气的空燃比为稀 空燃比。
在步骤103中，通过从第二添加阀6添加HC来4吏过滤器41的温度 上升。即，使该过滤器41的温度上升到可进行过滤器41再生的温度。 此时，调节HC添加量以使排气的空燃比为稀空燃比。
在步骤104中，判定S再生条件是否已成立。S再生条件是指，NOx 催化剂30的硫中毒恢复所需要的条件。例如，判定NOx催化剂30的 温度是否为600n以上。
当在步骤104中作出肯定判定的情况下向步骤105推进。另一方面 在作出否定判定的情况下返回步骤102， NOx催化剂30以及过滤器41 的温度继续上升。此外，作出肯定判定的时刻为图2中的用A表示的时 间。
在步骤105中，判定S再生添加条件是否已成立。S再生添加条件 是指，不会由于添加HC而产生异常的条件。例如，判定是否不会由于 添加HC而使NOx催化剂30过热。
当在步骤105中作出肯定判定的情况下向步骤106推进。另一方面 在作出否定判定的情况下向步骤108推进。
在步骤106中，停止从第二添加阀6添加HC。即，由于使NOx催 化剂30的硫中毒恢复优先，所以停止用于过滤器41温度上升的HC添 加。
在步骤107中，允许从第一添加阀5添加HC。即，开始从第一添 加阀5添加HC。这是用于使排气空燃比成为浓空燃比并从NOx催化剂 30排出石克成分的HC添加。此外，若4吏开始从第一添加阀5添加HC, 和停止从第二添加阀6添加HC同时进行，则有可能使排气中的HC量 暂时过量。因此，在已停止从第二添加阀6添加HC后，开始从第一添 加阀5添加HC。也可以在从第二添加阀6添加HC停止后，例如经过 100ms之后再允许从第一添加阀5添加HC。
在步骤108中，停止从第一添加岡5添加HC。即，由于有可能使
18NOx催化剂30过热，因此停止用于使NOx催化剂30温度上升的HC 添加。
在步骤109中，允许从第二添加阀6添加HC。即，开始从第二添 加阀6添加HC。 由于从第二添加阀6添加HC的优先级低于从第一添 加阀5添加HC的优先级，因此在已停止从第一添加阀5添加HC时， 从第二添加阀6添加HC。由此，过滤器41的温度上升。
根据以上说明的本实施例，在同时进行NOx催化剂30的硫中毒恢 复和过滤器41再生时，主要向NOx催化剂30添加HC，由此可以抑制 向大气中排出HC。
实施例2
在本实施例中，为了不使NOx催化剂30的温度过度上升，在已停 止了从第一添加阀5添加HC时，从第二添加阀6等间隔地进行HC的 喷射。
例如推定停止从第一添加阀5添加HC的期间，并计算出该期间中 的要求添加量和可添加次数，从而在每次添加时添加相同量的HC。
在此，图4是表示来自第一添加阀5及第二添加阀6的每单位时间 的HC添加量，以及来自各添加阀的添加量累计值、要求添加量累计值 的变化的时间图。
在用A表示的时间，开始从第一添加阀5添加HC，并4亭止了从第 二添加阀6添加HC。在用B表示的时间，停止从第一添加阀5添加 HC，并开始了从第二添加阀6添加HC。在用C表示的时间，开始从 第一添加阀5添加HC,并停止了从第二添加阀6添加HC。
图4中的实线，表示来自第一添加阀5及第二添加阀6的每单位时 间的HC添加量。也可以将每单位时间的HC添加量"i殳成，用规定时间 除该规定时间内全部HC添加量得到的值。即，在间歇地进行HC添加 的情况下，可以用平均值。
图4中的单点划线是各个添加阀的添加量累计值。添加量累计值是 指，将实际从各个添加阀添加的每单位时间的HC量进行累计所得到的
19值。以下将第一添加阀5的添加量累计值，设为第一添加量累计值 Qadsuml ( mm3 )，以下将第二添加阀6的添加量累计值，^没为第二添 加量累计值Qadsum2 ( mm3 )。
另外，图4中的虚线是各个添加阀的要求添加量累计值。要求添加 量累计值是指，将对各个添加阀要求添加的每单位时间的HC量进行累 计所得到的值。以下将第一添加阀5的要求添加量累计值，设为第一要 求添加量累计值Qrqsuml ( mm3 )，将第二添加阀6的要求添加量累计 值，设为第二要求添加量累计值Qrqsum2 ( mm3 )。
而且，可以利用以下/>式推定停止从第一添加阀5添加HC的期间。 Tleanl = (Qadsuml —Qrqsuml)/Qrql''. (1)
其中，Tleanl是推定期间(sec )， Qrql是第一添加阀5的每单位 时间的要求添加量(以下，称为第一要求添加量瞬时值)(mm"sec)。 该推定期间Tleanl ，是从当前时间点到马上要开始下一次的利用第 一添 加阀5的HC添加为止的期间的推定值。该期间，才艮据流入到NOx催 化剂30的排气量或温度，或者NOx催化剂30的目标温度或在当前时 间点的温度等而改变。因此，将这些值作为参数来设定第一要求添加量 累计值Qrqsuml。预先通过实验等求出这些参数与第一要求添加量累计 值Qrqsuml的关系。
即，停止从第一添加阀5添加HC，是为了使NOx催化剂30的温 度与目标温度一 致，因此基于与NOx催化剂30的温度相关的参数，来 设定第一要求添加量累计值Qrqsuml。而且，利用^>式(1),计算出 NOx催化剂30的温度在怎样的期间降低到目标温度。
接下来，可以利用以下公式求出，从当前时间点到马上要利用第一 添加阀5开始添加HC为止的来自第二添加阀6的要求添加量的总量(以 下，称为推定全部要求添加量)Qadsum2' ( mm3),。
Qadsum2， =Qadsum2 + Qrq2X Tleanl
其中，Qrq2是第二添加阀6的每单位时间的要求添 量(以下， 称为第二要求添加量瞬时值)(mm"sec)。即，通过将开始从第二添加阀6添加HC起到当前为止的实际添加 量的总和(第二添加量累计值Qadsum2)，与在剩余期间内添加的预定 的HC量的总和相加，计算出推定全部要求添加量Qadsum2'。
而且，可以利用以下乂>式求出来自第二添加阀6的每单位时间的 HC添加量Qad2 ( mm3/sec )。
Qad2=Qadsum2，/Tleanl
此外，从第二添加阀6添加HC是间歇地进行的。这是因为，例 如若从第二添加岡6连续添加HC，则HC的喷射压力降低，HC的添 加量不稳定。另外，还因为通过与内燃机l的旋转同步地添加HC，能 够使HC加入到排气流中。基于这些原因，计算出在从当前时间点到马 上要开始从第一添加阀5添加HC为止的期间内，能够从第二添加阀6 添加HC的次数(以下，称为可添加次数)Nad。
而且，可以利用以下^>式求出每一次从第二添加阀6添加的HC 量(以下，称为第二最终添加量)Qadf2 (mm3/次)。
Qadf2 = Qad2/Nad
而且，在已4亭止从第一添加阀5添加HC的期间内，从第二添加 阀6以等间隔并以可添加次数Nad来反复喷射第二最终添加量Qadf2 的HC。由此，可以4吏开始从第一添加阀5添加HC起到马上要开始下 一次的HC添加为止的期间内的、来自第二添加阀6的HC喷射量的总 量，与NOx催化剂30的硫中毒恢复和过滤器41的再生不重叠时的情 况相同。由此，由于可以抑制过滤器41的温度降低，因此可以迅速地 完成该过滤器41的再生。
此外，对于一般使用的HC添加阀，设定能够进行添加的HC的 下限值。即使意欲添加少于该下限值的量的HC,由于添加量的精度降 低，因此在这种情况下不进行HC添加。
因此，在第二最终添加量Qadf2少于对第二添加阀6i殳定的下限 值的情况下，进一步增大添加间隔并且增加每一次的添加量。例如，在 按照可添加次数Nad，累计第二最终添加量Qadf2,且该累计值少于下限值的情况下，不从第二添加岡6添加HC，在成为下限值以上时添加 该累计值的量的HC。
可以利用以下/>式求出此时的添加间隔N。
N = Qadmn2/Qadf2
其中，Qadmn2是对第二添加阀6设定的HC添加量的下限值(mm3/ 次)。另外，对小数点以下的数进行进位。
而且，可以利用以下/〉式求出变更后的可添加次数Nad'。
Nad，-Nad/N
于是，通过进一步增大来自第二添加阀6的HC添加的间隔，能够 进行HC添加。
实施例3
在此，若在正在从第二添加阀6添加HC过程中(包含间歇地喷 射中的喷射停止时)，内燃机l的负荷变高，则有时第一要求添加量累 计值Qrqsuml ( mm3)会增多。由此，有时从第一添加岡5添加HC的 开始时期会提前。而且，若从第一添加阀5添加HC的开始时期早于推 定时期，则为了抑制从过滤器41流出HC而不得不停止从第二添加阀6 添加HC，因此过滤器41的温度有可能降低。
与此相对，在本实施例中，在从第二添加阀6添加HC的初期尽 可能地增加HC的添加量。例如，可以将此时的添加量，i史为HC不从 过滤器41流出的添加量、不产生白烟的添加量、或者流入到过滤器41 的排气的空燃比为规定的空燃比(例如16)的添加量。将此时流入到过 滤器41的排气的空燃比称为临界空燃比。
图5是表示来自第一添加阀5及第二添加阀6的每单位时间的HC 添加量，以及来自各添加阀的添加量累计值、要求添加量累计值的变化 的时间图。
图5中的实线，表示来自第一添加阀5及第二添加阀6的每单位时间的HC添加量。单点划线是将实际从各个添加阀添加的每单位时间 的HC量进行累计所得到的值亦即添加量累计值。虚线是将对各个添加 阀要求添加的每单位时间的HC量进行累计所得到的值亦即要求添加量 累计值。
在用A表示的时间，开始从第一添加阀5添加HC，并停止了从 第二添加阀6添加HC。在用B表示的时间，停止从第一添加阀5添加 HC，并开始了从第二添加阀6添加HC。在用C表示的时间，开始从 第一添加阀5添加HC，并停止了从第二添加阀6添加HC。在用D表 示的时间，来自第二添加阀6的HC添加量成为通常的添加量。即,在 从B到D的期间内，尽可能地增加来自第二添加阀6的HC添加量。
在此，可以用以下公式表示临界空燃比。
临界空燃比=进入空气量/ (气缸内喷射量+第二添加阀添加量)
其中，进入空气量是指进入到内燃机l的空气量，气缸内喷射量是 指，喷射到内燃机1的气缸内的HC量。第二添加阀添加量是指，来自 第二添加阀6的每单位时间的HC添加量(mm3/sec)。
即，可以用以下7>式求出第二添加阀添加量。 第二添加阀添加量=(进入空气量/临界空燃比)-气缸内喷射量。
按照该第二添加阀添加量进行HC添加，在第二添加量累计值 Qadsum2与第二要求添加量累计值Qrqsum2相等时，切换为通常的添 加量。该通常的添加量是指，NOx催化剂30的硫中毒恢复和过滤器41 的再生不重叠的情况下来自第二添加阀6的HC添加量。可以通过延长 每一次的HC喷射时间或者升高HC的喷射压力来进行第二添加阀添加 量的增加。
此外，也可以基于以下量来修正第二添加阀添加量，即从第一 添加阀5添加的HC附着在排气通路2中的量以及从那里蒸发的量，或 者从第二添加阀6添加的HC附着在排气通路2中的量以及从那里蒸发 的量。
通过这样尽可能地增加从第二添加阀6进行HC添加的初期的HC添加量，就能够迅速地供给与不能从第二添加阀6添加HC的期间相应 的量的HC。即，即使由于内燃机l的负荷提高了，在中途停止了从第 二添加阀6添加HC，也能够抑制过滤器41的温度降低。
实施例4
在本实施例中，当正在从第二添加阀6进行HC添加时，由于内 燃机l的负荷的变化等而增加了添加HC的要求量的情况下，到从第二 添加阀6添加HC结束之前，停止从第一添加阀5添加HC。
例如在由于加速而增加了进入空气量并增加了第二添加阀6的要 求添加量的情况下，若第一添加阀5已停止的剩余的期间短，则难于配 合第二添加阀6的要求添加量的增加而进行HC添加。即，有可能^f吏排 气的空燃比成为浓空燃比，或超过第二添加阀6可添加的每单位时间的 HC添加量。然而，若限制了从第二添加阀6的每单位时间的HC添加 量，则有可能到第一添加阀5的HC添加开始之前，未添加完第二添加 阀6的要求添加量。若在这样未从第二添加阀6添加完HC的情况下， 停止从第二添加阀6添加HC并开始从第一添加阀5添加HC，过滤器 41的温度则有可能降低，使该过滤器41的再生变得困难。
与此相对，在本实施例中，在来自第二添加阀6的HC添加量的 剩余量成为规定值以下之前，禁止从第一添加阀5添加HC,而继续从 第二添加阀6添加HC。将此时的规定值，^没为可以继续过滤器41再生 的值，预先通过实验等求出。
此时虽然不能进行硫中毒恢复，然而，由于在已禁止从第一添加 阀5添加HC的期间，NOx催化剂30的温度降4氐，因此可以从该第一 添加阀5进4亍HC添加的时间变长。即，可以延长从第一添加阀5添加 HC的时间来进行硫中毒恢复，从而减少作为系统整体的缺点。
图6,是表示来自第一添加阀5及第二添加阀6的每单位时间的 HC添加量，以及来自各添加阀的添加量累计值、要求添加累计值的变 化的时间图。
图6中的实线，表示来自第一添加阀5及第二添加阀6的每单位 时间的HC添加量。单点划线是将实际从各个添加阀添加的每单位时间的HC量进行累计所得到的值亦即添加量累计值。虚线是将对各个添加 阀要求添加的每单位时间的HC量进行累计所得到的值亦即要求添加量 累计值。
在用A表示的时间，开始从第一添加岡5添加HC,并停止了从 第二添加阀6添加HC。在用B表示的时间，停止从第一添加阀5添加 HC，并开始了从第二添加阀6添加HC。用C表示的时间，是在内燃 机l的负荷未变化的情况下，推定为成为NOx催化剂30的温度不会过 热的温度的时间。在用E表示的时间，内燃机l的负荷增加。因此，增 加了来自第二添加阀6的HC添加量。在用F表示的时间，停止了从第 二添加阀6添加HC。即，从第二添加阀6添加HC的期间延长了与从 C到F期间相应的时间。另外，在从E到F的期间，与从B到E期间 相比，增加了来自第二添加阀6的HC添加量。
通过这样优先从第二添加阀6添加HC,可以抑制作为系统整体 的功能降低的同时，促进过滤器41的再生。
另一方面，若例如由于加速，喷射到气缸内的HC量增加了，来 自内燃机l的排气的空燃比(以下，称为燃烧空燃比)则降低。在这种 情况下，即使与燃烧空燃比降低的量相应减少了来自第一添加阀5的 HC添加量，也能够成为所要求的浓空燃比，因此可以进行硫中毒恢复。 因此在本实施例中，在燃烧空燃比已成为规定值(例如从20到16)以 下的情况下，开始从第一添加阀5添加HC。此时，虽然停止了从第二 添加阀6添加HC，但是，将此时未添加完的剩余的HC，加到下次的 从第二添加阀6进行的HC添加中。
于是，可以减小由于从第一添加阀5添加HC而引起的NOx催化 剂30的温度上升。另夕卜，可以减少从NOx催化剂30流出的HC。由此， 可以抑制过滤器41的温度变动，或者将NOx催化剂30或氧化催化剂 42的温度保持在激活温度的范围内。
实施例5
在本实施例中，对用于用NOx催化剂30还原NOx的HC添加， 和用于过滤器41再生的HC添加重叠的情况进行说明。图7，是表示本实施例的来自第一添加阀5及第二添加阀6的每 单位时间的HC添加量的变化的时间图。从第一添加阀5添加HC,是 用于还原NOx催化剂30的燃料过量供给。NOx吸留量累计值，表示 NOx催化剂30所吸留的NOx的总量。NOx吸留量累计值的阔值，例 如是指有可能使NOx催化剂30所吸留的NOx饱和的NOx吸留量、或 者使其具有余量的值，在NOx吸留量累计值为阔值以上的情况下，进 行NOx的还原。对于图7中的第二添加阀添加量及第二添加阀累计值， 以与图4同样的含义而使用。而且，在从A到B的期间内，从第一添 加岡5添加HC，停止从第二添加阀6添加HC。另外，在从B到C的 期间内，停止从第一添加阀5添加HC,而从第二添加阀6添加HC。
在NOx的还原与过滤器41的再生重叠的情况下，与硫中毒恢复 的情况同样，优先从第一添加阀5添加HC。而且，与通常相比4吏来自 第二添加阀6的HC添加量增加。在此，基于NOx吸留量累计值来推 定已停止从第一添加阀5添加HC的期间，即从B到C的期间。例如， 可以基于内燃机l的运转状态(例如内燃机转数及内燃机负荷)来推定 从该内燃机l排出的NOx量，基于该值求出NOx吸留量累计值。在这 样求出的NOx吸留量累计值达到阈值时成为用C表示的时间。之后， 与上述的实施例相同地控制各个添加阀。
如以上说明的那样，根据本实施例，即使在NOx的还原和过滤器 41的再生重叠的情况下，通过优先NOx的还原，可以抑制NOx的流出。 另外，对于过滤器41的再生，也可以获得与硫中毒恢复同样的效果。
实施例6
在上述的本实施例中，虽然将NOx催化剂30设置在过滤器41 的上游侧，然而也可以将过滤器41设置在NOx催化剂30的上游侧。
另外，在上述的实施例中，虽然具备吸留还原型NOx催化剂，然 而也可以代替它具备尿素选择还原型NOx催化剂。尿素选择还原型 NOx催化剂，是通过向排气中添加尿素来净化NOx的催化剂。
图8是表示代替吸留还原型NOx催化剂，而具备尿素选择还原型 NOx催化剂的排气系统的概略构成的图。在内燃机l的排气通路2上， 从内燃机1侧(即上游侧)开始依次设置有尿素添加阀51、第一添加
26阀5、氧化催化剂34、尿素选择还原型NOx催化剂31、第二添加阀6、 载有氧化催化剂42的过滤器41。此外，尿素添加阀51和第一添加阀5， 可以交换顺序。另外，氧化催化剂34，也可以是具有氧化能力的其他的 催化剂(例如三元催化剂)。在这样的构成中，氧化催化剂34及尿素选 择还原型NOx催化剂31，相当于本发明中的第一排气净化装置。
尿素添加阀51，根据来自ECU7的信号进行开岡，向排气中添加 尿素溶液。尿素通过加水分解或热分解而生成氨。该氨在尿素选择还原 型NOx催化剂31中选择性地与排气中的NOx作用，来还原该NOx。
然而，在尿素选择还原型NOx催化剂31中，有适于进行NOx还 原的温度区域，若该尿素选择还原型NOx催化剂31的温度过低，NOx 的净化功能则降低。因此，在本实施例中，在尿素选择还原型NOx催 化剂31的温度低于适于进行NOx还原的温度区域的情况下，从第一添 加阀5进行HC添加。由于所添加的HC在氧化催化剂34中-皮氧化而 产生热，从而使尿素选择还原型NOx催化剂31的温度上升。
在此，虽然有使尿素选择还原型NOx催化剂31的温度上升的要 求，但是如果不从第一添加阀5添加HC，排气净化功能降低的程度则 增大。即，若不从第一添加阀5添加HC，则难于净化NOx。另一方面， 即使不从第二添加阀6添加燃料，PM也几乎不从过滤器41流出。因此， 在本实施例中，向尿素选择还原型NOx催化剂31添加HC的优先级， 高于向过滤器41添加HC的优先级，因而优先向尿素选择还原型NOx 催化剂31添加HC。即，在过滤器41的再生要求与尿素选择还原型NOx 催化剂31的温度上升重叠的情况下，优先向尿素选择还原型NOx催化 剂31添加HC。这也可以说，通过供给HC而设成还原气氛的优先级高。
另外，虽然在上述的实施例中具备吸留还原型NOx催化剂，然而 也可以代替它而采用以下的构成。图9，是表示具备氨生成催化剂33 和NOx催化剂32的排气系统的概略构成的图。在内燃机l的排气通路 2上，从内燃机1侧(即上游侧)开始依次设置有第一添加阀5、载 有氧化催化剂42的过滤器41、第二添加阀6、氨生成催化剂33、 NOx 催化剂32。在这样的构成中，氨生成催化剂33及NOx催化剂32，相 当于本发明中的第一排气净化装置。
27氨生成催化剂33,是通过过量添加HC而生成氨的催化剂，例如 是三元催化剂。NOx催化剂32，是一体地在下层具备吸留还原型NOx 催化剂，在上层具备例如沸石之类的吸附层的NOx催化剂。若从第二 添加阀6添加了 HC，则在氨生成催化剂33中生成氨，该氨被吸附于 NOx催化剂32的吸附层。该氨选择性地与排气中的NOx作用从而还原 该NOx。另外，在NOx催化剂32的下层吸留NOx。而且，通过从第 二添加阀6添加HC来还原所吸留的NOx。
在是这样的NOx催化剂32的情况下，在氨生成催化剂33中生成 氨时，以及还原吸留还原型NOx催化剂所吸留的NOx时，需要从第二 添加阀6添加HC。在此，尽管有从第二添加阀6添加HC的要求，但 是，如果不从第二添加阀6添加HC，排气净化功能降低的程度则增大。 即，若不从第二添加阀6添加HC,则难于净化NOx。另一方面，即l吏 不从第一添加阀5添加燃料，PM也几乎不从过滤器41流出。因此，在 本实施例中，设成向NOx催化剂32或氨生成催化剂33添加HC的优 先级，高于向过滤器41添加HC的优先级，优先向NOx催化剂32或 氨生成催化剂33添加HC。即，在过滤器41的再生要求与还原NOx 的要求重叠的情况下，优先向NOx催化剂32或氨生成催化剂33添加 HC。这也可以说，通过供给HC而设成还原气氛的优先级高。
并且，虽然在上述的实施例中具备吸留还原型NOx催化剂，然而 也可以代替它而采用以下的构成。图10，是表示具备吸留还原型NOx 催化剂30和氨选择还原型NOx催化剂35的排气系统的概略构成的图。 在内燃机l的排气通路2上，从内燃机l侧(即上游侧)依次设置有 第一添加阀、氧化催化剂42、过滤器41、第二添加阀6、吸留还原型 NOx催化剂30、 N02生成催化剂37、氨选择还原型NOx催化剂35以 及氧化催化剂36。在这样的构成中，吸留还原型NOx催化剂30、 N02 生成催化剂37、氨选择还原型NOx催化剂35以及氧化催化剂36,相 当于本发明中的第 一排气净化装置。
在此，若从第二添加阀6向吸留还原型NOx催化剂30过量地添 加了 HC，则能够在该吸留还原型NOx催化剂30中生成氨。该氨被吸 附于氨选择还原型NOx催化剂35。而且，在氨选择还原型NOx催化剂 35中，氨选择性地与排气中的NOx作用，还原该NOx。另外，NCh生成催化剂37提高排气中的N02的比率，由此，更易于在氨选择还原型 NOx催化剂35中将NOx还原。从氨选择还原型NOx催化剂35流出的 HC和氨，被下游的氧化催化剂36氧化。
在这样构成的排气净化装置中，在对吸留还原型NOx催化剂30 中吸留的NOx进行还原时，或向氨选择还原型NOx催化剂35供给氨 时，是从第二添加阀6向吸留还原型NOx催化剂30添加HC。在此， 尽管有从第二添加阀6添加HC的要求，但是，如果不从第二添加阀6 添加HC,排气净化功能降低的程度则增大。即，若不从第二添加阀6 添加HC，则难于净化NOx。另一方面，即使不从第一添加阀5添加燃 料，PM也几乎不从过滤器41流出。因此，在本实施例中，设成向吸 留还原型NOx催化剂30添加HC的优先级，高于向过滤器41添加HC 的优先级，优先向吸留还原型NOx催化剂30添加HC。即，在过滤器 41的再生要求与还原NOx的要求重叠的情况下，优先向吸留还原型 NOx催化剂30添加HC。这也可以说，通过供给HC而设成还原气氛 的优先级高。
此外，在上述的本实施例中，当正在从笫一添加阀5或第二添加 阀6中的任意一方添加HC时，停止从另一方添加HC,但是，代替此， 也可以与通常相比减少从另一方添加的HC添加量。所谓通常的添加量， 是不同时进行NOx催化剂30的硫中毒恢复或者NOx催化剂30中的 NOx还原和过滤器41的再生时的HC添加量。
权利要求
1.一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，具有第一排气净化装置，其具有净化NOx的功能；第二排气净化装置，其与上述第一排气净化装置串联设置，具有捕集排气中的颗粒状物质的功能；HC供给单元，其分别设置于上述第一排气净化装置及上述第二排气净化装置，并将HC分别供给到上述第一排气净化装置及上述第二排气净化装置；优先级决定单元，其决定向上述第一排气净化装置供给HC和向上述第二排气净化装置供给HC，哪一个优先级高，在向上述第一排气净化装置的HC供给要求和向上述第二排气净化装置的HC供给要求重叠的情况下，与HC供给要求不重叠的情况相比，减少向由上述优先级决定单元决定的优先级低的一方的HC供给量。
2. 根据权利要求l所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于， 上述优先级决定单元，把通过供给HC来设成还原气氛的一方的优先级决定为高。
3. 根据权利要求l所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于， 上述优先级决定单元，将若不供给HC排气的净化功能则降低的降低程度大的一方的优先级，决定为高。
4. 根据权利要求l所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于， 上述优先级决定单元，将向上述笫一排气净化装置供给HC的优先级决定为高。
5. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的内燃机的排气净化装置， 其特征在于，在向上述第 一排气净化装置或者上述第二排气净化装置中的任意一方 供给HC时，停止向另一方供给HC。
6. 根据权利要求1至5中的任意一项所述的内燃机的排气净化装置， 其特征在于，在向上述第一排气净化装置的HC供给要求和向上述第二排气净化装 置的HC供给要求重叠，并向优先级高的一方供给HC后，当要向优先级 低的一方供给HC时，将在向优先级高的一方供给HC时向优先级低的一 方的HC供给量减少的量加上来进行供给。
7. 根据权利要求1至6中的任意一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，当正在向上述优先级低的一方供给HC时用于使该优先级低的一方的温度上升的HC的要求量已增加的情况下，将用于使该温度上升的HC的要求量已增加的一方的优先级提高。
8. 根据权利要求7所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，在HC的要求量减少到规定值以下之前,将用于使上述温度上升的HC的要求量已增加的一方的优先级提高。
9. 根据权利要求7或8所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，在来自上述内燃机的排气的空燃比为规定值以下的情况下，将为了成为还原气氛而进行HC供给的一方的优先级，设为高于用于使上述温度上升的HC要求量已增加的一方的优先级。
10. 根据权利要求1至9中的任意一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，上述第一排气净化装置构成为包含吸留还原型NOx催化剂。
11. 根据权利要求1至9中的任意一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，上述第一排气净化装置构成为包含尿素选择还原型NOx催化剂。
12. 根据权利要求1至9中的任意一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，上述第一排气净化装置构成为包含，单独或一体地具备吸留还原功能及氨选择还原功能的NOx催化剂。
13. 根据权利要求1至12中的任意一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，上述第二排气净化装置构成为包含孩i粒过滤器和具有氧化能力的催化剂。
14. 根据权利要求1至9中的任意一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，上述第一排气净化装置构成为包含吸留还原型NOx催化剂，上述第二排气净化装置构成为包^^微粒过滤器和具有氧化能力的催化剂，向上述第一排气净化装置的HC供给要求，是用于上述吸留还原型NOx催化剂的硫中毒恢复的HC供给要求，向上述第二排气净化装置的HC供给要求，是用于氧化上述微粒过滤器捕集到的颗粒状物质的HC供给要求。
15.根据权利要求l所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，向上述第一排气净化装置的HC供给要求，被分为用于上升到目标温度的升温阶段，和上升到目标温度后的再生阶段，在是上述升温阶段时，不是根据上述优先级而是根据上述第一排气净化装置及上述第二排气净化装置各自的HC供给要求来供给HC，在是上述再生阶段时，与HC供给要求不重叠的情况相比，减少向由上述优先级决定单元决定的优先级低的一方的HC的供给量。
全文摘要
一种内燃机的排气净化装置，能够抑制过量供给HC并且兼顾过滤器的再生和NOx的净化。具备净化NOx的第一排气净化装置；与第一排气净化装置串联设置的、捕集PM的第二排气净化装置；将HC分别供给到第一排气净化装置及第二排气净化装置的HC供给单元；决定向第一排气净化装置供给HC和向第二排气净化装置供给HC中，哪一个优先级高的优先级决定单元，在向第一排气净化装置的HC供给要求和向第二排气净化装置的HC供给要求重叠的情况下，与HC供给要求不重叠的情况相比，减少向优先级低的一方的HC供给量。
文档编号F01N3/24GK101688460SQ20088002197
公开日2010年3月31日 申请日期2008年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者井上三树男, 福田光一朗, 美才治悠树 申请人:丰田自动车株式会社