CN105121799B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在内燃机中，于内燃机排气通道内配置有碳氢化合物供给阀(15)和排气净化催化剂(13)。在因从碳氢化合物供给阀(15)供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂(13)的温度上升量小于预先规定的上升量并且从碳氢化合物供给阀(15)喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀(15)供给燃料压力的降低量大于预先规定的降低量时，可判断为从碳氢化合物供给阀(15)喷射碳氢化合物时在碳氢化合物的喷射路径(69)中产生了堵塞。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的控制装置。
背景技术
已知一种如下的内燃机，其具备被配置在内燃机排气通道内的颗粒过滤器、被配置在颗粒过滤器上游的内燃机排气通道内的燃料添加阀、和用于对颗粒过滤器的温度进行检测的温度传感器，并且在应当使颗粒过滤器再生时，从燃料添加阀喷射燃料并通过喷射燃料的氧化反应热而使颗粒过滤器的温度上升至600℃左右的再生温度。但是，在此情况下，如果燃料添加阀产生了堵塞，则即使从燃料添加阀喷射燃料，颗粒过滤器的温度也变得不会上升至再生温度。因此，在该内燃机中，在尽管从燃料添加阀喷射燃料但颗粒过滤器的温度仍未上升至再生温度时，则判断为燃料添加阀产生了堵塞(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-267178
发明内容
但是，在燃料从燃料添加阀起沿着喷射路径被喷射时，在喷射路径周围的排气通道内壁面上将附着有喷射燃料，并在该所附着的喷射燃料上堆积有废气中所包含的排气微粒，其结果为，存在喷射路径产生堵塞的情况。在该情况下，例如即使为了使颗粒过滤器升温而从燃料添加阀喷射燃料，喷射燃料也会附着在所堆积的排气微粒上，其结果也无法向颗粒过滤器供给充足的喷射燃料。因此，在该情况下，即使燃料添加阀未堵塞，颗粒过滤器的温度也变得无法上升至再生温度。但是，在上述的内燃机中，在如此而使得燃料添加阀未堵塞的情况下，也会判断为燃料添加阀产生了堵塞。
本发明的目的在于，提供一种能够准确地对喷射路径中产生了堵塞或者燃料添加阀产生了堵塞的情况进行判断的内燃机的控制装置。
用于解决课题的方法
根据本发明提供一种内燃机的控制装置，其具备：排气净化催化剂，其被配置在内燃机排气通道内；碳氢化合物供给阀，其被配置在排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内；燃料供给装置，其用于向碳氢化合物供给阀供给燃料，该内燃机的控制装置使碳氢化合物从碳氢化合物供给阀沿着预先规定的喷射路径而向废气中喷射，并且在从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时，使被供给到碳氢化合物供给阀的燃料压力降低，其中，在由从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂的温度上升量小于预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量大于预先规定的降低量时，判断为在所述喷射路径中产生了堵塞。
而且，根据本发明还提供一种内燃机的控制装置，其具备，排气净化催化剂，其被配置在内燃机排气通道内；碳氢化合物供给阀，其被配置在排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内；燃料供给装置，其用于向碳氢化合物供给阀供给燃料，该内燃机的控制装置使碳氢化合物从碳氢化合物供给阀沿着预先规定的喷射路径而向废气中喷射，并且在从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时，使被供给到碳氢化合物供给阀的燃料压力降低，其中，在由从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂的温度上升量小于预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量小于预先规定的降低量时，判断为在碳氢化合物供给阀中产生了堵塞。
发明效果
在本发明的第一部分中，能够正地确判断出来自碳氢化合物供给阀的碳氢化合物在喷射路径中产生了堵塞，在本发明的第二部分中，能够正确地判断出碳氢化合物供给阀中产生了堵塞
附图说明
图1为压缩点火式内燃机的整体图。
图2为以图解的方式表示催化剂载体的表面部分的图。
图3为用于对排气净化催化剂中的氧化反应进行说明的图。
图4为表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化的图。
图5为表示NOX净化率R1的图。
图6A以及6B为用于对排气净化催化剂中的氧化还原反应进行说明的图。
图7A以及7B为用于对排气净化催化剂中的氧化还原反应进行说明的图。
图8为表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化的图。
图9为表示NOX净化率R2的图。
图10为表示碳氢化合物的喷射周期ΔT与NOX净化率R1的关系图。
图11A以及11B为表示碳氢化合物的喷射量等的映射图。
图12为表示NOX释放控制的图。
图13为表示燃料喷射正时的图。
图14A以及14B为用于对燃料供给装置等进行说明的图。
图15为表示向碳氢化合物供给阀被供给的燃料压力PX的变化等的时序图。
图16为表示排气净化催化剂的床温TC的变化等的时序图。
图17A以及17B为表示碳氢化合物的喷射量等的映射图。
图18为用于实施喷射控制的流程图。
图19为用于实施喷射控制的流程图。
图20为用于实施喷射控制的流程图。
图21为用于实施再生控制的流程图。
具体实施方式
图1为表示压缩点火式内燃机的整体图。
当参照图1时，1表示内燃机主体，2表示各气缸的燃烧室，3表示用于向各燃烧室2内分别喷射燃料的电子控制式燃料喷射阀，4表示进气歧管，5表示排气歧管。进气歧管4经由进气导管6而与排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口连结，且压缩机7a的入口经由吸入空气量检测器8而与空气滤清器9连结。在进气导管6内配置有通过致动器而被驱动的节气门10，而且在进气导管6周围配置有用于对在进气导管6内流动的吸入空气进行冷却的冷却装置11。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被引导至冷却装置11内，并通过内燃机冷却水而对吸入空气进行冷却。
另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气汽轮机7b的入口连结，且排气汽轮机7b的出口经由排气管12而与排气净化催化剂13的入口连结。在本发明的实施例中，该排气净化催化剂13由NOX吸留催化剂组成。排气净化催化剂13的出口与颗粒过滤器14连结，且在排气净化催化剂13上游的排气管12内配置有碳氢化合物供给阀15，所述碳氢化合物供给阀15用于供给作为压缩着火式内燃机的燃料而使用的轻油或由其它燃料组成的碳氢化合物。在图1所示的实施例中，使用了从碳氢化合物供给阀15供给的作为碳氢化合物的轻油。另外，本发明也能够应用于在过稀空燃比的条件下而实施燃烧的火花点火式内燃机。在此情况下，从碳氢化合物供给阀15供给作为火花点火式内燃机的燃料而使用的汽油或者供给由其它燃料组成的碳氢化合物。
另一方面，排气歧管5与进气歧管4经由废气再循环(以下，称为EGR)通道16而互相连结，并且在EGR通道16内配置有电子控制式EGR控制阀17。此外，在EGR通道16的周围配置有用于对EGR通道16内流动的EGR气体进行冷却的冷却装置18。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被引导至冷却装置18内，并通过内燃机冷却水而对EGR气体进行冷却。各燃料喷射阀3经由燃料供给管19而与共轨20连结，该共轨20经由电子控制式的喷出量可变的燃料泵21而与燃料罐22连结。被贮存于燃料罐22内的燃料通过燃料泵21而被供给至共轨20内，被供给至共轨20内的燃料经由各燃料供给管19而被供给至燃料喷射阀3。
电子控制单元30由数字计算机构成，并具备通过双向母线31而被互相连接在一起的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入端口35以及输出端口36。在排气净化催化剂13的下游配置有用于对从排气净化催化剂13流出的废气的温度进行检测的温度传感器23，并且在颗粒过滤器14中安装有用于对颗粒过滤器14的前后差压进行检测的差压传感器24。这些温度传感器23、差压传感器24以及吸入空气量检测器8的输出信号经由各自所对应的AD转换器37而被输入到输入端口35。此外，在加速踏板40上连接有以与加速踏板40的踩踏量成比例的方式而产生输出电压的负载传感器41，负载传感器41的输出电压通过对应的AD转换器37而被输入到输入端口35。而且，在输入端口35上连接有例如在曲轴每旋转15°时产生输出脉冲的曲轴转角传感器42。另一方面，输出端口36经由对应的驱动电路38而与燃料喷射阀3、节气门10的驱动用致动器、碳氢化合物供给阀15、EGR控制阀17以及燃料泵21连接。
图2以图解的方式而图示了图1所示的排气净化催化剂13的基体上所负载的催化剂载体的表面部分。如图2所示，例如，该排气净化催化剂13在由氧化铝组成的催化剂载体50上负载有由铂Pt组成的贵金属催化剂51，而且在该催化剂载体50上还形成有碱性层53，所述碱性层53含有选自钾K、钠Na、铯Cs这种碱金属、钡Ba、钙Ca这种碱土类金属、镧系元素这种稀土类以及银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir这种能够向NOX提供电子的金属中的至少一种。此外，在排气净化催化剂13的催化剂载体50上除了铂Pt以外还能够负载铑Rh或钯Pd。另外，由于废气沿着催化剂载体50上流动，因此可以说贵金属催化剂51被负载于排气净化催化剂13的废气流通表面上。此外，由于碱性层53的表面呈碱性，因此碱性层53的表面被称为碱性的废气流通表面部分54。
当碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15被喷射到废气中时，该碳氢化合物在排气净化催化剂13中被重整。在本发明中设为，使用此时被重整后的碳氢化合物以使其在排气净化催化剂13中对NOX进行净化。图3以图解的方式而图示了此时在排气净化催化剂13中被实施的重整作用。如图3所示，从碳氢化合物供给阀15被喷射出的碳氢化合物HC通过贵金属催化剂51而成为碳数较少的自由基状的碳氢化合物HC。
图4图示了从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给正时与向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F)in的变化。另外，由于该空燃比(A/F)in的变化依存于流入排气净化催化剂13的废气中的碳氢化合物的浓度变化，因此也可以说图4所示的空燃比(A/F)in的变化表示了碳氢化合物的浓度变化。但是，由于当碳氢化合物浓度升高时空燃比(A/F)in降低，因此在图4中空燃比(A/F)in越趋于过浓侧，则碳氢化合物浓度越升高。
图5图示了通过使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度周期性地进行变化，从而如图4所示使向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F)in周期性地过浓时，相对于排气净化催化剂13的各催化剂温度TC的、由排气净化催化剂13所获得的NOX净化率。那么，本发明人经过长期进行有关NOX净化的研究，结果辨明了如下情况，即，当使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时，如图5所示，即使在350℃以上的高温区域也能够获得极高的NOX净化率R1。
而且，本发明者还辨明了如下情况，即，此时含有氮及碳氢化合物的大量的还原性中间体被持续保持或吸附于碱性层53的表面上，即排气净化催化剂13的碱性废气流通表面部分54上，并且该还原性中间体在获得高NOX净化率R1方面发挥了核心的作用。接下来，参照图6A及图6B对上述情况进行说明。另外，该图6A以及图6B以图解的方式而图示了排气净化催化剂13的催化剂载体50的表面部分，且在该图6A及图6B中图示出了推测为在使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时将会产生的反应。
图6A图示了流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度较低时的情况，图6B图示了从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物而使向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F)in被设为过浓时的情况，即，使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度升高时的情况。
那么，如图4所示，由于流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比除了一瞬间之外而被维持于过稀，因此流入排气净化催化剂13中的废气通常处于氧过剩的状态。此时废气中所包含的NO的一部分将附着于排气净化催化剂13上，且废气中所包含的NO的一部分如图6A所示在铂51上被氧化而成为NO2，随后该NO2进一步被氧化而成为NO3。此外，NO2的一部分成为NO2 -。因此，在铂Pt51上生成有NO2 -与NO3。附着于排气净化催化剂13上的NO以及铂Pt51上所生成的NO2 -与NO3活性较强，因此，以下将这些NO、NO2 -及NO3称为活性NOX *。
另一方面，当从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物而使向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F)in被设为过浓时，该碳氢化合物将遍及排气净化催化剂13的整体而依次吸附。这些附着的碳氢化合物的大部分依次与氧进行反应而被燃烧，并且所附着的碳氢化合物的一部分如图3所示，依次在排气净化催化剂13内被重整而成为自由基。因此，如图6B所示，活性NOX *周围的碳氢化合物浓度升高。然而，在活性NOX *被生成之后，当活性NOX *周围的氧浓度较高的状态持续一定时间以上时，活性NOX *将被氧化，并以硝酸离子NO3 -的形式被吸收至碱性层53内。然而，若在经过该一定时间之前使活性NOX *周围的碳氢化合物浓度升高，则如图6B所示，活性NOX *将在铂51上与自由基状的碳氢化合物HC进行反应，并由此而生成还原性中间体。该还原性中间体被附着或吸附于碱性层53的表面上。
另外，可认为此时最先被生成的还原性中间体为硝基化合物R-NO2。虽然当该硝基化合物R-NO2被生成时会成为腈化合物R-CN，但由于该腈化合物R-CN在该状态下只能存续一瞬间，因而会立即成为异氰酸盐化合物R-NCO。若该异氰酸盐化合物R-NCO进行水解，则会成为胺化合物R-NH2。但是在此情况下，可认为被水解的是异氰酸盐化合物R-NCO的一部分。因此，如图6B所示，可认为被保持或吸附于碱性层53的表面上的还原性中间体的大部分为异氰酸盐化合物R-NCO以及胺化合物R-NH2。
另一方面，如图6B所示，当在所生成的还原性中间体的周围附着有碳氢化合物HC时，还原性中间体将被碳氢化合物HC阻挡而无法进一步进行反应。在此情况下，当流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度降低，接着附着于还原性中间体的周围的碳氢化合物被氧化而消失，由此而使还原性中间体周围的氧浓度升高时，还原性中间体将与废气中的NOX或活性NOX *进行反应、或者与周围的氧进行反应、或者自己分解。由此，还原性中间体R-NCO或R-NH2如图6A所示被转换为N2、CO2、H2O，如此而对NOX进行净化。
以此方式，在排气净化催化剂13中，在通过使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度升高而生成还原性中间体，且使流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度降低后，在氧浓度升高时还原性中间体将与废气中的NOX、活性NOX *或氧反应、或者自己分解，由此而使NOX被净化。即，在通过排气净化催化剂13来净化NOX时，需要使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度周期性地进行变化。
当然，在这种情况下，在生成还原性中间体时需要将碳氢化合物的浓度提高至足够高的浓度，并且在使所生成的还原性中间体与废气中的NOX、活性NOX *或氧反应、或者自己分解时，需要将碳氢化合物的浓度降低至足够低的浓度。即，需要使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅而进行振动。另外，在这种情况下，所生成的还原性中间体R-NCO和R-NH2与废气中的NOX、活性NOX *或氧反应、或者自己分解之前，必须使这些还原性中间体保持于碱性层53上、即碱性废气流通表面部分54上，因此而设置了碱性的废气流通表面部分54。
另一方面，当延长碳氢化合物的供给周期时，在碳氢化合物被供给之后到接下来碳氢化合物被供给为止的期间内，氧浓度处于升高的期间将会变长，因此活性NOX *将不会生成还原性中间体而是以硝酸盐的形态被吸收至碱性层53内。为了避免这种情况，需要使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的周期而进行振动。
因此，在基于本发明的实施例中，为了使废气中所含有的NOX与被重整的碳氢化合物进行反应并生成包含氮以及碳氢化合物的还原性中间体R-NCO和R-NH2，而在排气净化催化剂13的废气流通表面上负载有贵金属催化剂51，且为了使所生成的还原性中间体R-NCO和R-NH2持续保持于排气净化催化剂13内，而在贵金属催化剂51周围形成有碱性的废气流通表面部分54，被保持于碱性的废气流通表面部分54上的还原性中间体R-NCO和R-NH2被转换为N2、CO2、H2O，碳氢化合物浓度的振动周期被设为，持续生成还原性中间体R-NCO和R-NH2所需的振动周期。另外，在图4所示的示例中喷射间隔被设为了3秒。
当将碳氢化合物浓度的振动周期、即从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物HC的喷射周期设为长于上述的预先规定的范围内的周期时，还原性中间体R-NCO和R-NH2将从碱性层53的表面上消失，此时在铂Pt53上所生成的活性NOX *将如图7A所示而以硝酸离子NO3 -的形态在碱性层53内扩散而成为硝酸盐。即，此时废气中的NOX将以硝酸盐的形态被吸收至碱性层53内。
另一方面，图7B图示了当NOX如此以硝酸盐的形态被吸收至碱性层53内时，将流入排气净化催化剂13内的废气的空燃比设为理论空燃比或过浓时的情况。在这种情况下，由于废气中的氧浓度降低因而使反应向反方向(NO3 -→NO2)进行，进而被吸收至碱性层53内的硝酸盐将依次成为硝酸根离子NO3 -，并如图7B所示而以NO2的形态从碱性层53被释放。接下来，被释放的NO2通过废气中所包含的碳氢化合物HC以及CO而被还原。
图8图示了在碱性层53的NOX吸收能力即将饱和之前，将流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in暂时性地设为过浓时的情况。另外，在图8所示的示例中，该过浓控制的时间间隔为1分钟以上。在这种情况下，废气的空燃比(A/F)in过稀时被吸收至碱性层53内的NOX会在废气的空燃比(A/F)in暂时性地被设为过浓时一举从碱性层53中被释放并被还原。因此在这种情况下，碱性层53发挥了用于暂时性地对NOX进行吸收的吸收剂的作用。
另外，此时也存在碱性层53暂时性地对NOX进行吸附的情况，因此若作为包括吸收及吸附两方的用语而使用所谓“吸留”这一用语，则此时碱性层53将发挥用于暂时性地对NOX进行吸留的NOX吸留剂的作用。即，在这种情况下，当将被供给至内燃机进气通道、燃烧室2以及排气净化催化剂13上游的排气通道内的空气以及燃料(碳氢化合物)之比称作“废气的空燃比”时，排气净化催化剂13作为如下的NOX吸留催化剂而发挥作用，所述NOX吸留催化剂在废气的空燃比为过稀时对NOX进行吸留，而当废气中的氧气浓度降低时将所吸留的NOX释放。
图9的实线表示使排气净化催化剂13如此作为NOX吸留催化剂而发挥作用时的NOX净化率R2。另外，图9的横轴表示排气净化催化剂13的催化剂温度TC。在使排气净化催化剂13如此作为NOX吸留催化剂而发挥作用的情况下，如图9中的实线所示，虽然在催化剂温度TC为250℃至300℃时能够获得极高的NOX净化率，但是当催化剂温度TC成为350℃以上的高温时NOX净化率R2将降低。另外，在图9中由虚线表示图5所示的NOX净化率R1。
NOX净化率R2以此方式在催化剂温度TC成为350℃以上时降低的原因在于，当催化剂温度TC成为350℃以上时，NOX将难以被吸留而且硝酸盐将进行加热分解从而以NO2的形态从排气净化催化剂13被释放。即，如果以硝酸盐的形态而吸留NOX，则在催化剂温度TC较高时将难以获得较高的NOX净化率R2。但是，在图4至图6B所示的新的NOX净化方法中，以硝酸盐的形态而被吸留的NOX量为少量，如此，如图5所示即使在催化剂温度TC较高时也能够获得较高的NOX净化率R1。
在基于本发明的实施例中采用了如下方式，即，为了能够使用该新的NOX净化方法而对NOX进行净化，从而将用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀15配置于内燃机排气通道内，且在碳氢化合物供给阀15下游的内燃机排气通道内配置排气净化催化剂13，在排气净化催化剂13的废气流通表面上负载有贵金属催化剂51并且在贵金属催化剂51周围形成有碱性的废气流通表面部分54，排气净化催化剂13具有如下的性质，即，具有在使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时对废气中所含有的NOX进行还原的性质，并且具有在将碳氢化合物浓度的振动周期设为长于该预先规定的范围时使废气中所含有的NOX的吸留量增大的性质，通过使内燃机运转时从碳氢化合物供给阀15以预先规定的周期而喷射碳氢化合物，从而使废气中所含有的NOX通过以上方式而在排气净化催化剂13中进行还原。
即，图4至图6B所示的NOX净化方法可以说是如下的方式，即，在使用形成了负载有贵金属催化剂且能够吸收NOX的碱性层的排气净化催化剂的情况下，在几乎不会形成硝酸盐的条件下而对NOX进行净化的新的NOX净化方法。实际上，在使用了该新的NOX净化方法的情况下，与使排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥作用的情况相比，从碱性层53检测出的硝酸盐为少量。另外，以下将该新的NOX净化方法称作“第一NOX净化方法”。
那么，如前文所述，当从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物的喷射周期ΔT延长时，在碳氢化合物被喷射之后到接下来碳氢化合物被喷射为止的期间内，活性NOX *周围的氧浓度处于升高的期间将会变长。在这种情况下，在图1所示的实施例中，当碳氢化合物浓度的喷射周期ΔT长于5秒钟左右时，活性NOX *将开始以硝酸盐的形态被吸收至碱性层53内，因此，如图10所示，当碳氢化合物浓度的振动周期ΔT长于5秒钟左右时，NOX净化率R1将下降。因此，在图1所示的实施例中，需要将碳氢化合物浓度的振动周期ΔT设为5秒以下。
另一方面，在基于本发明的实施例中，当碳氢化合物浓度的喷射周期ΔT大约为0.3秒以下时，所喷射的碳氢化合物将开始堆积于排气净化催化剂13的废气流通表面上，因此，如图10所示，当碳氢化合物浓度的喷射周期ΔT大约为0.3秒以下时，NOX净化率R1将下降。因此，在基于本发明的实施例中，碳氢化合物浓度的喷射周期被设为0.3秒至5秒之间。
那么，在基于本发明的实施例中，在实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用时，采用如下方式进行控制，即，通过使来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物喷射量以及喷射正时变化，从而使流入排气净化催化剂13的流入废气的空燃比(A/F)in以及喷射周期ΔT成为对应于内燃机的运转状态的最佳值。在该情况下，在基于本发明的实施例中，在实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用时的最佳碳氢化合物喷射量WT，作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以图11A所示的映射图的形式被预先存储于ROM32内，此外，此时的最佳的碳氢化合物的喷射周期ΔT也作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以图11B所示的映射图的形式被预先存储于ROM32内。
接下来，参照图12以及图13对使排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥作用的情况下的NOX净化方法进行具体的说明。以下将以这种方式使排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥作用的情况下的NOX净化方法称作第二NOX净化方法。
如图12所示，在该第二NOX净化方法中，在被吸留于碱性层53内的吸留NOX量ΣNOX超过了预先规定的容许量MAX时，将流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in暂时性地设为过浓。当废气的空燃比(A/F)in被设为过浓时，废气的空燃比(A/F)in过稀时被吸留于碱性层53内的NOX将一举从碱性层53中被释放并被还原。由此使NOX被净化。另外，当内燃机的运转状态被确定时从内燃机被排出的NOX量由此被确定，该排出NOX量被预先求出。在图12所示的示例中，吸留NOX量ΣNOX根据基于内燃机的运转状态的排出NOX量而被计算出。
如图13所示，在该第二NOX净化方法中，通过从燃料喷射阀3向燃烧室2内喷射燃烧用燃料Q，且除此以外还喷射追加的燃料WR，从而使流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in被设为过浓。另外，图13的横轴表示曲轴转角。该追加的燃料WR在虽然进行燃烧但尚未表现为内燃机输出的正时、即压缩上止点后ATDC90°的稍靠前时被喷射。该燃料量WR作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而被预先存储于ROM32内。另外，在基于本发明的实施例中，概括而言，在催化剂温度TC较低时使用第二NOX净化方法，而在催化剂温度TC较高时使用第一NOX净化方法。
图14A以及14B表示图1所示的碳氢化合物供给阀15周围的放大图。另外，图14A图示了用于向碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物即燃料的燃料供给装置60。如图14A所示，燃料供给装置60具备由加压燃料充满的泵室61、用于对泵室61内的燃料进行加压的加压活塞62、用于对加压活塞62进行驱动的致动器63、经由燃料供给管64而与碳氢化合物供给阀15连结的加压燃料流出室65、用于对加压燃料流出室65内的燃料压力进行检测的压力传感器66。泵室61在一侧经由仅从燃料罐22向泵室61可流通的单向阀67而与燃料罐22连结，而在另一侧经由仅从泵室61向加压燃料流出室65可流通的单向阀68而与加压燃料流出室65连结。
在通过致动器63而使加压活塞62向图14A中的右方移动时，燃料罐22内的燃料将经由单向阀67而被输送至泵室61内，在通过致动器63而使加压活塞62向图14A中的左方移动时，泵室61内的燃料将被加压并经由单向阀68而被输送至加压燃料流出室65内。接下来，该燃料被供给于碳氢化合物供给阀15。向碳氢化合物供给阀15供给的燃料即碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15的喷嘴口起沿着喷射路径69而向废气中被喷射。在图14A所示的示例中，该碳氢化合物供给阀15的喷嘴口被配置在形成于排气管12的内壁面上的凹部70内，在该凹部70内形成有喷射路径69。
图15图示了实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用时来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射信号、用于通过致动器63而对加压活塞62进行驱动的泵驱动信号、向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的变化、流入排气净化催化剂13中废气的空燃比的变化。另外，向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX表示碳氢化合物供给阀15内的燃料压力即燃料供给管64内的燃料压力。当产生泵驱动信号时，致动器63被驱动并通过加压活塞62而对泵室61内的燃料进行加压，由此如图15中实线所示，向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX少许急速地上升。接下来，燃料压力PX因向泵室61泄漏的燃料等而稍微降低。如图15中实线所示，在每次产生泵驱动信号时该燃料压力PX一点点增大至目标燃料压力PXO为止。当燃料压力PX达到目标燃料压力PXO时，在此后燃料压力PX低于目标燃料压力PXO时，加压活塞62会被启动而实施燃料压力PX的增大作用。
另一方面，当产生碳氢化合物喷射信号时，碳氢化合物供给阀15开阀并由此而使燃料即碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15被喷射出。另外，此时的碳氢化合物供给阀15的开阀时间被设为根据图11A所示的映射图而计算出的喷射时间WT。当从碳氢化合物供给阀15喷射出碳氢化合物时，如图15中实线所示，向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX将急剧降低。当燃料压力PX降低时，在每当再次产生泵驱动信号时使加压活塞62启动而使燃料压力PX一点点地增大至目标燃料压力PXO为止。
但是，当碳氢化合物供给阀15产生堵塞时，每单位时间从碳氢化合物供给阀15喷射出碳氢化合物的量会减少，其结果为，如图15中虚线所示，在碳氢化合物供给阀15开阀时向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX2会变小。另外，图15中ΔPX1表示碳氢化合物供给阀15未堵塞时燃料压力PX的降低量。如此，当碳氢化合物供给阀15产生堵塞时，与碳氢化合物供给阀15未产生堵塞时相比，燃料压力PX的降低量ΔPX会变小，因此，在燃料压力PX的降低量ΔPX变小时能够判断为碳氢化合物供给阀15产生了堵塞。
那么，在图1中，例如在燃料喷射阀3产生了堵塞的情况下，从燃料喷射阀3喷射燃料时共轨20内的燃料压力的降低量会减少。但是，在此情况下，由于共轨20的容积较大，因而此时共轨20内的燃料压力的降低量极小。因此，难以通过此时共轨20内的燃料压力的降低量的变化来对燃料喷射阀3的堵塞进行检测。但是，在本发明所使用的燃料供给装置60中，蓄积了向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的部分的容积的总和、即燃料供给管64内与碳氢化合物供给阀15内与加压燃料流出室65内的容积的总和较小，因此，在碳氢化合物供给阀15产生了堵塞时，会表现出向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX较大。因此，在本发明中，能够通过燃料压力PX的降低量ΔPX而准确地对碳氢化合物供给阀15是否产生了堵塞进行检测。
另外，如图15所示，在燃料压力PX的降低量ΔPX从ΔPX1降低为ΔPX2时，降低程度最高时的燃料压力PX从PX1增大至PX2，且燃料压力PX降低之后而上升至目标压力PXO的时间tX从tX1缩短为tX2，此外，燃料压力PX降低之后而上升至目标压力PXO为止的泵驱动次数减少。在本发明中，作为囊括了这些全部现象的代表性的表示方式而使用了燃料压力PX的降低量ΔPX，因此，本发明中，所谓的燃料压力PX的降低量ΔPX较小是指，包括降低程度最高时的燃料压力PX增大、燃料压力PX降低之后而上升至目标压力PXO为止的时间tX缩短以及燃料压力PX降低之后而上升至目标压力PXO为止的泵驱动次数减少。
那么，当碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15被喷射出时，该碳氢化合物在排气净化催化剂13上被部分氧化或被氧化，此时通过所产生的氧化反应热而使排气净化催化剂13升温。关于通过从碳氢化合物供给阀15喷射出的碳氢化合物而使排气净化催化剂13升温的情况，而存在实施排气净化催化剂13的暖机的情况、使由排气净化催化剂13吸留的SOX释放的情况等的各种情况，而在下文中则以如下情况作为示例而对实施排气净化催化剂13的升温控制的情况进行说明，所述情况为，为了使颗粒过滤器14再生而通过从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物来使排气净化催化剂13升温。为了使颗粒过滤器14再生而需要使颗粒过滤器14的温度上升至600℃左右的再生温度，为此而需要使排气净化催化剂13的温度上升至颗粒过滤器14能够开始再生作用的目标温度。接下来，参照图16对排气净化催化剂13的升温控制进行说明。
图16图示了实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用并且实施颗粒过滤器14的再生控制的情况下的来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射信号和来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量和排气净化催化剂13的催化剂床温TC的变化。另外，图16中TCX表示颗粒过滤器14开始再生作用的目标温度。在图16中由A表示的区域中，未实施排气净化催化剂13的升温作用而在此时通过第一NOX净化方法而实施NOX净化作用。此时，排气净化催化剂13的催化剂床温TC被维持在比较低的温度。
接下来，实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用并且实施排气净化催化剂13的升温控制。此时，来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射周期被缩短，并且每单位时间来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物喷射量被增大。在基于本发明的实施例中，在实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用并且实施排气净化催化剂13的升温控制时的最佳的碳氢化合物喷射量FWT，作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以如图17A所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内，此外，此时的最佳的碳氢化合物的喷射周期ΔFT也作为来自燃料喷射阀3的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以图17B所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内。
当实施排气净化催化剂13的升温控制时，通常会如图16中实线所示，排气净化催化剂13的催化剂床温TC以ΔTC1而升高并到达目标温度TCX，从而实施颗粒过滤器14的再生作用。即，对于使排气净化催化剂13的催化剂床温TC升高ΔTC1所需的、对应于内燃机的运转状态的每单位时间的碳氢化合物喷射量被预先求出，并且以使排气净化催化剂13的催化剂床温TC升高所需的该预先计算出的每单位时间的碳氢化合物喷射量，而从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物。此时，排气净化催化剂13的催化剂床温TC升高ΔTC1而到达目标温度TCX，从而实施颗粒过滤器14的再生作用。
但是，在该情况下，例如当碳氢化合物供给阀15产生了堵塞时，即使为了使碳氢化合物以使排气净化催化剂13的催化剂床温TC升高ΔTC1所需的被预先求出的碳氢化合物喷射量而从碳氢化合物供给阀15喷射出从而发送了指令，来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量也会减少，其结果为，例如如图16中虚线所示，排气净化催化剂13的催化剂床温TC仅上升ΔTC2。因此，在该情况下，需要以排气净化催化剂13的催化剂床温TC到达目标温度TCX的方式而对每单位时间的碳氢化合物喷射量进行增大补正。但是，在以此方式根据排气净化催化剂13的催化剂床温TC而对碳氢化合物的喷射量进行补正的情况下，需要准确地对排气净化催化剂13的催化剂床温TC进行推断。
但是，如实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用的情况那样，当从碳氢化合物供给阀15每次喷射出大量的碳氢化合物时，排气净化催化剂13的催化剂床温TC的推断精度会降低。即，虽然在以往的颗粒过滤器的再生时也存在向燃烧室内或排气通道内供给追加的燃料的情况，但是如本发明中所述，实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用并且实施颗粒过滤器14的再生控制的情况，与以往情况相比，从碳氢化合物供给阀15每次喷射出的碳氢化合物量大幅度地增多。当每次喷射出的碳氢化合物量增多时，碳氢化合物不仅在排气净化催化剂13的前端进行反应，在下游侧也进行反应而产生反应热，其结果为，使排气净化催化剂13内的温度梯度变得不均匀。由于排气净化催化剂13的催化剂床温TC是通过对排气净化催化剂13内的某一处温度进行推断或检测而得出的，因此，当排气净化催化剂13内的温度梯度变得不均匀时，被推断或被检测出的温度不代表催化剂整体的床温TC，其结果为，使催化剂床温TC的推断精度降低。
如此，在实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用时，催化剂床温TC的推断精度会降低，因此，例如尽管碳氢化合物供给阀15未堵塞，也会存在误判断为碳氢化合物供给阀15堵塞的危险性。为了阻止这种误判断而需要对催化剂床温TC的推断精度的降低进行补正，因此在本发明中，并用了向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的检测结果的判断。由此，关于碳氢化合物供给阀15的堵塞，与根据催化剂床温TC的变化而判断的情况相比，能够以更高的精度进行判断。
但是，相对于排气净化催化剂13的催化剂床温TC的温度，除了会辨别出碳氢化合物供给阀15的堵塞之外，还会辨别出其它的现象造成较大的影响。接下来。参照图14B对该情况进行说明。即，当碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15沿着喷射路径69而被喷射出时，存在如下情况，即，在喷射路径69周围的排气管12的内壁面上、主要在凹部70的内壁面上会附着有喷射燃料，并且在该附着的喷射燃料上逐渐堆积废气中所含有的排气微粒。在该情况下，排气管12的内壁面上会附着有沉淀物71，并且会因该沉淀物71而使喷射路径69中产生堵塞。
如此，当沉淀物71附着于排气管12的内壁面上时，例如即使为了使颗粒过滤器14再生而从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物，碳氢化合物也会附着在沉淀物71上，其结果为，无法向排气净化催化剂13供给充足的碳氢化合物。因此，在该情况下，即使碳氢化合物供给阀15未堵塞，排气净化催化剂13的催化剂床温TC也无法到达目标温度TCX。即，即使碳氢化合物供给阀15已堵塞或因沉淀物71而使喷射路径69中产生了堵塞，因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量也会小于预先规定的上升量。换言之，在因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量小于预先规定的上升量相比时，则处于碳氢化合物供给阀15已堵塞或因沉淀物71而使喷射路径69中产生了堵塞。
在该情况下，在碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15被喷射出时向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX减小时，可判断为碳氢化合物供给阀15已堵塞，因此，在因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量小于预先规定的上升量时向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX减小时，可判断为因沉淀物71而使喷射路径69中产生了堵塞。
因此，在本发明中，内燃机的控制装置具备被配置在内燃机排气通道内的排气净化催化剂13、被配置在排气净化催化剂13上游的内燃机排气通道内的碳氢化合物供给阀15、用于向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料供给装置60，所述内燃机的控制装置使碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15沿着预先规定的喷射路径69而向废气中喷射，并且在从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时，使被供给到碳氢化合物供给阀15的燃料压力PX降低，其中，在由从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量小于预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的供给燃料压力的降低量大于预先规定的降低量时，可判断为在喷射路径69中产生了堵塞。
图18为表示用于实施此发明的喷射控制程序，并且该程序每隔固定时间间隔而被实施。
参照图18，首先在步骤80中，从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物而实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用。接下来，在步骤81中，对排气净化催化剂13的催化剂床温TC的变化进行推断。该催化剂床温TC可利用模型进行推断，也可根据温度传感器23的输出值而进行推断。接下来，在步骤82中，通过燃料压力传感器66而对向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的变化进行检测。
接下来，在步骤83中，对由从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量ΔTC是否小于预先规定的设定量并且在从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的燃料压力PX的降低量ΔPX是否大于预先规定的设定量进行判断。在该情况下，作为相对于温度上升量ΔTC的预先规定的设定量，例如被设为相当于预先求出的温度上升量ΔTC1的百分之八十的温度上升量，作为相对于供给燃料压力PX的降低量ΔPX而预先规定的设定量，例如被设为相当于碳氢化合物供给阀15未堵塞时的供给燃料压力PX的降低量ΔPX1的百分之八十的燃料压力降低量。
在步骤83中，在判断为因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量ΔTC小于预先规定的设定量、并且从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的供给燃料压力PX的降低量ΔPX大于预先规定的设定量时，进入步骤84，并判断为在喷射路径69中产生了堵塞。
另一方面，当根据向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX而判断为碳氢化合物供给阀15处于堵塞时，如果排气净化催化剂13的催化剂床温TC达到目标温度TCX，则实际上会对碳氢化合物供给阀15是否堵塞存在疑问。与此相对，在根据向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX而判断为碳氢化合物供给阀15处于堵塞时，在排气净化催化剂13的催化剂床温TC未达到目标温度TCX的情况下，碳氢化合物供给阀15处于堵塞的可能性极高。
即，在从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15供给的燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX变小时，且因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量小于预先规定的上升量时，可判断为碳氢化合物供给阀15处于堵塞。
因此，本发明中内燃机的控制装置具备：被配置在内燃机排气通道内的排气净化催化剂13、被配置排气净化催化剂13上游的内燃机排气通道内的碳氢化合物供给阀15、用于向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料供给装置60，所述内燃机的控制装置使碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15沿着预先规定的喷射路径69而向废气中喷射，并且在从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时，使被供给到碳氢化合物供给阀15的燃料压力PX降低，其中，在由从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量小于预先规定的上升量并且从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的供给燃料压力的降低量小于预先规定的降低量时，可判断为碳氢化合物供给阀15产生了堵塞。
图19图示了用于实施该发明的喷射控制程序，该程序每隔固定时间间隔而被实施。
参照图18，首先在步骤90中，从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物而实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用。接下来，在步骤91中，对排气净化催化剂13的催化剂床温TC的变化进行推断。该催化剂床温TC可利用模型进行推断，也可根据温度传感器23的输出值而进行推断。接下来，在步骤92中，通过燃料压力传感器66而对向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的变化进行检测。
接下来，在步骤93中，对由从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量ΔTC是否小于预先规定的设定量并且在从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的燃料压力PX的降低量ΔPX是否小于预先规定的设定量进行判断。在该情况下，与图18所示的喷射控制程序相同，作为相对于温度上升量ΔTC的预先规定的设定量，例如被设为相当于预先求出的温度上升量ΔTC1的百分之八十的温度上升量，作为相对于供给燃料压力PX的降低量ΔPX的预先规定的设定量，例如被设为相当于碳氢化合物供给阀15未堵塞时的供给燃料压力PX的降低量ΔPX1的百分之八十的燃料压力降低量。
在步骤93中，在判断为因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量ΔTC小于预先规定的设定量、并且从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的供给燃料压力PX的降低量ΔPX小于预先规定的设定量时，进入步骤94，并判断为碳氢化合物供给阀15产生了堵塞。
图20为表示喷射控制程序其它的实施例。在该实施例中，在碳氢化合物供给阀15处于堵塞的可能性极高时，实施使从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物增量的增量补正。更加具体而言，在该实施例中，来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量WTO被设为，图11A所示的喷射量WT或图17A所示的喷射量FWT乘以补正系数K(≥1.0)而得到的值(＝K·WT或K·FWT)。而且，在该实施例中，在从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时，向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX减小时，供给燃料压力PX的降低量ΔPX越减小则补正系数K越被设为较大。例如，在从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时，在向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX如图15所示而从碳氢化合物供给阀15未堵塞时的降低量ΔPX1减少至降低量ΔPX2时，补正系数K被设为K＝ΔPX1/ΔPX2。
另一方面，在该实施例中，在判断为因沉淀物71而使喷射路径69中产生了堵塞时，为了通过废气流而将沉淀物71吹散，而实施对废气量进行增大的废气量的增大作用。在该情况下，内燃机负载越高则从内燃机排出的废气量越增大，且越使EGR控制阀17的开度缩小即越使废气的再循环量减少则从内燃机排出的废气量越增大。因此，在基于本发明的实施例中，通过使废气的再循环量减少而使废气量增大。在该情况下，优选为，通过在内燃机高负载运转时关闭EGR控制阀17而使废气的再循环作用停止，从而使废气量增大。
图20图示了用于实施该发明的喷射控制程序，该程序每隔固定时间间隔而被实施。
参照图20，首先在步骤100中，来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量WTO(＝K·WT或K·FWT)通过图11A所示的喷射量WT或图17A所示的喷射量FWT乘以补正系数K而被计算出。即，作为来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量WTO，在使用图11A所示的喷射量WT的情况下，被设为图11A所示的喷射量WT乘以补正系数K而得到的值(＝K·WT)，作为来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量WTO，在使用图17A所示的喷射量FWT的情况下，被设为图17A所示的喷射量FWT乘以补正系数K而得到的值(＝K·FWT)。
在步骤101中，使碳氢化合物以步骤100中被计算出的喷射量WTO而从碳氢化合物供给阀15喷射出，并实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用。接下来，在步骤102中，对排气净化催化剂13的催化剂床温TC的变化进行推断。该催化剂床温TC可利用模型进行推断，也可根据温度传感器23的输出值而进行推断。接下来，在步骤103中，通过燃料压力传感器66而对向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的变化进行检测。
接下来，在步骤83中，对由从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量ΔTC是否小于预先规定的设定量进行判断。在该情况下，作为相对于温度上升量ΔTC的预先规定的设定量，例如被设为相当于预先求出的温度上升量ΔTC1的百分之八十的温度上升量。在因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量ΔTC小于预先规定的设定量时，进入步骤105，并对从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的供给燃料压力PX的降低量ΔPX是否大于预先规定的设定量进行判断。在该情况下，作为相对于供给燃料压力PX的降低量ΔPX的预先规定的设定量，例如被设为在碳氢化合物供给阀15未堵塞时供给燃料压力PX的降低量ΔPX1的百分之八十的燃料压力降低量。
在步骤105中，在判断为从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的供给燃料压力PX的降低量ΔPX大于预先规定的设定量时，判断为在喷射路径69中产生了堵塞，并进入步骤106而实施废气量的增大作用。与此相对，在步骤105中，在判断为从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15的供给燃料压力PX的降低量ΔPX小于预先规定的设定量时，可判断为碳氢化合物供给阀15处于堵塞，从而进入步骤107对补正系数K进行计算。即，实施使碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物增量的增量补正。
图21图示了在为了实施颗粒过滤器14的再生控制而发出了指令时于实施升温控制之前对向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX进行检测的实施例。另外，在由差压传感器24而检测出的颗粒过滤器14的前后差压超过了预先规定的设定压力时，为了实施颗粒过滤器14的再生控制而发送指令，并在发送应该实施颗粒过滤器14的再生控制的指令时实施图21所示的再生控制。该再生控制程序每隔固定时间间隔而被实施。
参照图21，首先，在步骤110中，对向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX的检测是否结束进行判断。在向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX的检测尚未结束时，进入步骤111，来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量WTO(＝K·WT)通过图11A所示喷射量WT乘以补正系数K而计算出。接下来，在步骤112中，使碳氢化合物以步骤111中所计算出的喷射量WTO而从碳氢化合物供给阀15喷射出，从而实施依据第一NOX净化方法的NOX净化作用。接下来，在步骤113中，对内燃机的平稳状态是否持续一定时间以上即内燃机的平稳状态是否稳定进行判断。在内燃机的平稳状态处于稳定时，进入步骤114。
在步骤114中，通过燃料压力传感器66而对向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的变化进行检测。接下来，在步骤115中，对从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15供给燃料压力PX的降低量ΔPX是否小于预先规定的设定量进行判断。在该情况下，作为相对于供给燃料压力PX的降低量ΔPX而预先规定的设定量，例如被设为相当于碳氢化合物供给阀15未堵塞时供给燃料压力PX的降低量ΔPX1的百分之八十的燃料压力降低量。在步骤115中，在判断为从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀15供给燃料压力PX的降低量ΔPX小于预先规定的设定量时，可判断为碳氢化合物供给阀15产生了堵塞，并进入步骤116对补正系数K进行计算。即，实施使从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物增量的增量补正。
在向碳氢化合物供给阀15供给燃料的燃料压力PX的降低量ΔPX的检测结束时，从步骤110进入步骤117，来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量WTO(＝K·FWT)通过图17A所示的喷射量FWT乘以补正系数K而被计算出。接下来，在步骤118中，使碳氢化合物以步骤117中所计算出的喷射量WTO而从碳氢化合物供给阀15喷射，从而开始排气净化催化剂13的升温控制。接下来，在步骤117中，对排气净化催化剂13的催化剂床温TC的变化进行推断。该催化剂床温TC可利用模型进行推断，也可根据温度传感器23的输出值而进行推断。接下来，在步骤120中，对排气净化催化剂13的升温作用是否结束进行判断。在排气净化催化剂13的升温作用结束时，进入步骤121。
在步骤121中，对因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量ΔTC是否小于预先规定的设定量进行判断。在该情况下，作为相对于温度上升量ΔTC而预先规定的设定量，例如被设为相当于预先求出的温度上升量ΔTC1的百分之八十的温度上升量。在因从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂13的温度上升量ΔTC小于预先规定的设定量时，进入步骤122，并对补正系数K是否大于设定值K0即碳氢化合物供给阀15是否堵塞进行判断。在补正系数K大于设定值K0时，即，在碳氢化合物供给阀15产生了堵塞时，进入步骤123，并实施使从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物增量的增量补正。
在图21所示的实施例中，在处于图16中由A表示的运转区域时对向碳氢化合物供给阀15供给燃料压力的降低量进行检测，并在实施了升温作用时实施排气净化催化剂13的温度上升量的检测。另一方面，如前文所述，在实施排气净化催化剂13的升温控制时，与图16中由A表示的运转区域时相比，每单位时间从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物量将增大。因此，在对排气净化催化剂13的温度上升量进行检测时的每单位时间的碳氢化合物供给量与对向碳氢化合物供给阀15供给燃料压力的降低量进行检测时的每单位时间的碳氢化合物供给量相比而被设为较大。此外，在图21所示的实施例中，在使颗粒过滤器14再生而使来自碳氢化合物供给阀15的每单位时间的碳氢化合物供给量增大时，对排气净化催化剂13的温度上升量进行检测。
另外，作为其它的实施例，还能够在排气净化催化剂13上游的内燃机排气通道内配置用于使碳氢化合物重整的氧化催化剂。
符号说明
4 进气歧管；
5 排气歧管；
7 排气涡轮增压器；
12 排气管；
13 排气净化催化剂；
14 颗粒过滤器；
15 碳氢化合物供给阀。

Claims (11)

1.一种内燃机的控制装置，具备：
排气净化催化剂，其被配置在内燃机排气通道内；
碳氢化合物供给阀，其被配置在排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内；
燃料供给装置，其用于向碳氢化合物供给阀供给燃料，
该内燃机的控制装置使碳氢化合物从碳氢化合物供给阀沿着预先规定的喷射路径而向废气中喷射，并且在从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时，使被供给到碳氢化合物供给阀的燃料压力降低，
其中，在由从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂的温度上升量小于预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量大于预先规定的降低量时，判断为在所述喷射路径中产生了堵塞。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
在由从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂的温度上升量小于预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量大于预先规定的降低量时，实施使废气量增大的废气量增大作用。
3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中，
具备用于使废气再循环到内燃机进气通道内的废气再循环装置，并且通过使废气的再循环量减少从而使废气量增大。
4.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
在由从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂的温度上升量小于所述预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量小于所述预先规定的降低量时，判断为在碳氢化合物供给阀中产生了堵塞。
5.如权利要求4所述的内燃机的控制装置，其中，
在由从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂的温度上升量小于所述预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量小于所述预先规定的降低量时，实施使从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物增量的增量补正。
6.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
对所述排气净化催化剂的温度上升量进行检测时的每单位时间的碳氢化合物供给量被设定为，大于对向所述碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量进行检测时的每单位时间的碳氢化合物供给量。
7.一种内燃机的控制装置，具备：
排气净化催化剂，其被配置在内燃机排气通道内；
碳氢化合物供给阀，其被配置在排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内；
燃料供给装置，其用于向碳氢化合物供给阀供给燃料，
该内燃机的控制装置使碳氢化合物从碳氢化合物供给阀沿着预先规定的喷射路径而向废气中喷射，并且在从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时，使被供给到碳氢化合物供给阀的燃料压力降低，
其中，在由从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂的温度上升量小于预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量小于预先规定的降低量时，判断为在碳氢化合物供给阀中产生了堵塞。
8.如权利要求7所述的内燃机的控制装置，其中，
在由从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物所导致的排气净化催化剂的温度上升量小于所述预先规定的上升量、并且从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时向碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量小于所述预先规定的降低量时，实施使从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物增量的增量补正。
9.如权利要求7所述的内燃机的控制装置，其中，
对所述排气净化催化剂的温度上升量进行检测时的每单位时间的碳氢化合物供给量被设定为，大于对向所述碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量进行检测时的每单位时间的碳氢化合物供给量。
10.如权利要求9所述的内燃机的控制装置，其中，
在排气净化催化剂的废气流通表面上负载有贵金属催化剂并且在该贵金属催化剂周围形成有碱性的废气流通表面部分，排气净化催化剂具有如下性质，即，具有在使流入排气净化催化剂的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时对废气中所含有的NOX进行还原的性质，并且具有在将该碳氢化合物浓度的振动周期设为长于该预先规定的范围时使废气中所含有的NOX的吸留量增大的性质，在以使流入排气净化催化剂的碳氢化合物的浓度以该预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动的方式对来自碳氢化合物供给阀的碳氢化合物的喷射量以及喷射周期进行了控制时，对向所述碳氢化合物供给阀的供给燃料压力的降低量进行检测，且在对所述排气净化催化剂的温度上升量进行检测时使每单位时间的碳氢化合物供给量增大。
11.如权利要求10所述的内燃机的控制装置，其中，
在排气净化催化剂下游的内燃机排气通道内配置有颗粒过滤器，并且在为了使颗粒过滤器再生而使来自碳氢化合物供给阀的每单位时间的碳氢化合物供给量增大时，对所述排气净化催化剂的温度上升量进行检测。
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Granted publication date: 20171027

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