CN105378242A - 内燃机的排气净化*** - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是在内燃机的排气通路中配置有包含SCR催化剂的排气净化装置的排气净化***中，抑制对内燃机的运转状态、排气净化装置的净化性能造成不良影响，并且调整NO2比率。为解决这样的课题，本发明的内燃机的排气净化***具备：处理单元，其在要使排气的NO2比率增加的情况下执行使在内燃机中燃烧的混合气的空燃比增加的处理和/或使通过EGR装置所回流的EGR气体增加的处理；和控制单元，其控制处理单元，以使得在排气净化装置的温度高的情况下与其温度低的情况相比，空燃比的增加量变大，并且EGR气体的增加量变少。

Description

内燃机的排气净化***
技术领域
本发明涉及内燃机的排气净化***。
背景技术
在专利文献1中记述了下述技术：在内燃机的排气通路中配置有包含选择还原型催化剂(SCR(SelectiveCatalyticReduction)催化剂)的排气净化装置的结构中，在排气中所含的氮氧化物(NOX)之中，二氧化氮(NO2)所占的比例(以下称为“NO2比率”)大于所期望的比率的情况下，通过使EGR(ExhaustGasRecirculation)气体的量减少，来使NO2比率降低。
在专利文献2中记述了：在内燃机的气缸内燃烧的混合气的空燃比大的情况(稀的情况)下，与其空燃比小的情况(浓的情况)相比，排气中的NO2比率变大。
在专利文献3中记述了下述技术：在内燃机的排气通路中配置有包含SCR催化剂的排气净化装置的结构中，控制EGR率和燃料喷射正时的任一者或两者，以使得NO2比率大致为1/2(50％)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-167549号公报
专利文献2：日本实开平03-87915号公报
专利文献3：日本特开2008-231950号公报
发明内容
然而，在调整NO2比率时，如果无意中变更混合气的空燃比和/或EGR气体的量，则存在内燃机的燃料消耗量增加、排气净化装置的净化性能降低的可能性。
本发明是鉴于上述实际情况而完成的，提供在内燃机的排气通路中配置有包含SCR催化剂的排气净化装置的排气净化***中，能够抑制对内燃机的运转状态、排气净化装置的净化性能等造成不良影响、并且调整NO2比率的技术。
本发明为解决上述课题，在具备排气净化装置和EGR装置的内燃机的排气净化***中，采用适合于内燃机的运转状态或排气净化装置的状态的方法调整NO2比率，所述排气净化装置配置在内燃机的排气通路中，且包含SCR催化剂，所述EGR装置使排气的一部分(EGR气体)从内燃机的排气通路向进气通路回流。
详细地讲，本发明涉及的内燃机的排气净化***的第一方案，具备：
排气净化装置，其配置在内燃机的排气通路中，包含选择还原型催化剂(SCR催化剂)；
EGR装置，其使在排气通路中流动的排气的一部分作为EGR气体向进气通路回流；
处理单元，其在要使排气中所含的NOX之中二氧化氮所占的比例即NO2比率增加的情况下执行使在内燃机中燃烧的混合气的空燃比增加和/或使通过EGR装置所回流EGR气体增加的处理；和
控制单元，其控制所述处理单元，以使得在排气净化装置的温度高的情况下与其温度低的情况相比，空燃比的增加量变大，并且EGR气体的增加量变少。
在混合气的空燃比大的情况(混合气的燃料浓度低的情况)下与其空燃比小的情况(混合气的燃料浓度高的情况)相比，从内燃机排出的排气的NO2比率变大。另外，在EGR气体的量多的情况、EGR率大的情况下，与EGR气体量少的情况、EGR率小的情况相比，从内燃机排出的排气的NO2比率变大。
然而，在EGR气体的量多的情况或EGR率大的情况下，与EGR气体量少的情况或EGR率小的情况相比，从内燃机排出的排气的温度容易变高。因此，在排气净化装置的温度高的状况下，如果EGR气体和/或EGR率增加，则存在排气净化装置的温度脱离活性温度区域(温度净化窗)的可能性。其结果，存在排气净化装置的净化性能降低、招致排放(emission)的恶化的可能性。
与此相对，在混合气的空燃比大的情况下与其空燃比小的情况相比，从内燃机排出的排气的温度变低。因此，在排气净化装置的温度高的状况下，如果空燃比增加(如果混合气中的燃料浓度降低)，则能够抑制排气净化装置的温度上升、并且使NO2比率增加。
因此，如果在排气净化装置的温度高的情况下与其温度低的情况相比，空燃比的增加量增大、并且EGR气体(或EGR率)的增加量减少，则能够将排气净化装置的温度上升量抑制为较少、并且使NO2比率增加。其结果，排气净化装置的净化性能变高。
再者，作为“空燃比的增加量增大、并且EGR气体的增加量减少”的方式，包括：EGR气体不增加而空燃比增加的方式；EGR气体减少并且空燃比增加的方式；以及，EGR气体稍微增加并且空燃比增加的方式。这三个方式可以根据排气净化装置的温度来灵活使用。
例如，在排气净化装置的温度超过温度净化窗的上限值的情况下，可以使EGR气体减少并且使混合气的空燃比增加。该情况下，能够使排气净化装置的温度降低、并且使NO2比率增加。另外，在排气净化装置的温度为温度净化窗的上限值以下、且排气净化装置的温度与上限值的差较小的情况下，可以不使EGR气体增加、而使混合气的空燃比增加。在该情况下，能够抑制排气净化装置的温度上升、并且使NO2比率增加。此外，在排气净化装置的温度为温度净化窗的上限值以下、且排气净化装置的温度与上限值的差较大的情况下，可以使EGR气体稍微增加、并且使混合气的空燃比增加。在该情况下，能够抑制排气净化装置的过量的温度上升、并且使NO2比率增加。而且，也能够得到由EGR气体的增加带来的减少NOX产生量的效果、抑制爆震的效果等。
再者，在排气净化装置的温度低于温度净化窗的下限值的情况下，控制单元可以控制处理单元，以使得空燃比的增加量变小、并且EGR气体的增加量变多。在该情况下，能够提高排气净化装置的温度、并且使NO2比率增加。
接着，本发明涉及的内燃机的排气净化***的第二方案，可以具备：
排气净化装置，其配置在内燃机的排气通路中，包含选择还原型催化剂(SCR催化剂)；
EGR装置，其使在排气通路中流动的排气的一部分作为EGR气体向进气通路回流；
处理单元，其在要使排气中所含的NOX之中二氧化氮所占的比例即NO2比率增加的情况下执行使在内燃机中燃烧的混合气的空燃比增加的处理和/或使通过EGR装置所回流的EGR气体增加的处理；和
控制单元，其控制所述处理单元，以使得在内燃机处于过渡运转状态的情况下至少使混合气的空燃比增加，并且与内燃机未处于过渡运转状态的情况相比，空燃比的增加量变大。
使EGR气体增加的处理直到反映到NO2比率为止所花费的时间，比使混合气的空燃比增加的处理直到反映到NO2比率为止所花费的时间长。因此，在内燃机处于过渡运转状态时，如果通过使EGR气体增加的处理来谋求NO2比率的增加，则存在NO2比率未成为适合于内燃机的过渡运转状态的比率的可能性。与此相对，在内燃机处于过渡运转状态时，如果通过使混合气的空燃比增加的处理来谋求NO2比率的增加，则NO2比率迅速增加。因此，能够使NO2比率成为适合于内燃机的过渡运转状态的比率。
再者，在空燃比的增加量变大了的情况下，存在内燃机的转矩变动变大的可能性。但是，可以认为在内燃机处于过渡运转状态时与其未处于过渡运转状态的情况相比，驾驶员能够容许的转矩变动变大。因此，能够减轻驾驶员感觉到的不适感、并且变更NO2比率。
在上述的第一方案或第二方案中，排气净化装置可以包含配置在SCR催化剂的上游的三元催化剂。在SCR催化剂的上游配置有三元催化剂的情况下，排气中的NO2通过三元催化剂还原为一氧化氮(NO)。但是，在三元催化剂的净化能力低的情况(例如，三元催化剂的温度脱离温度净化窗的情况、通过三元催化剂的排气的流速大的情况、或三元催化剂劣化了的情况等)下，通过三元催化剂还原的NO2的量变少。其结果，向SCR催化剂流入的排气的NO2比率变大。
于是，控制单元可以控制处理单元，以使得在三元催化剂的净化能力低的情况下与其净化能力高的情况相比，NO2比率的增加量变小。如果进行这样的控制，则在三元催化剂的净化能力低的情况下，会抑制向SCR催化剂流入的排气的NO2比率过度地变大。
另外，在上述的第一方案或第二方案中，排气净化装置可以包含配置在SCR催化剂的上游的吸藏还原型催化剂(NSR(NOXStorageReduction)催化剂)。在SCR催化剂的上游配置有NSR催化剂的情况下，排气中的NO通过NSR催化剂氧化为NO2。但是，在NSR催化剂的净化能力低的情况(例如，NSR催化剂的温度脱离温度净化窗的情况、通过NSR催化剂的排气的流速大的情况、或NSR催化剂劣化了的情况等)下，通过NSR催化剂氧化的NO的量变少。其结果，向SCR催化剂流入的排气的NO2比率变小。
于是，控制单元可以控制处理单元，以使得在NSR催化剂的净化能力低的情况下与其净化能力高的情况相比，NO2比率的增加量变大。如果进行这样的控制，则在NSR催化剂的净化能力低的情况下，会抑制向SCR催化剂流入的排气的NO2比率过度地变小。
再者，排气净化装置可以包含配置于SCR催化剂的上游的NSR催化剂和配置于NSR催化剂的上游的三元催化剂。在该情况下，控制单元根据三元催化剂的净化性能和NSR催化剂的净化性能来调整NO2比率的增加量即可。
例如，控制单元可以控制处理单元，以使得在三元催化剂的净化性能低且NSR催化剂的净化性能适当的情况下与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能都适当的情况相比，NO2比率的增加量变小。控制单元可以控制处理单元，以使得在三元催化剂的净化性能适当且NSR催化剂的净化性能低的情况下与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能都适当的情况相比，NO2比率的增加量变大。控制单元在三元催化剂和NSR催化剂的净化性能都低的情况下根据各催化剂的净化性能的降低程度来调整NO2比率的增加量即可。
再者，在火花点火式的内燃机中，在EGR气体的量多的情况或EGR率大的情况下，与EGR气体量少的情况或EGR率小的情况相比，存在变得难以发生爆震的倾向。因此，在容易发生爆震的状况下，如果EGR气体和/或EGR率减少，则有变得容易发生爆震的可能性。
因此，在内燃机的运转状态处于容易发生爆震的运转区域的情况下，需要通过三元催化剂的净化性能的降低等来减小NO2比率的增加量时，可以通过不使EGR气体的量减少、且调整空燃比来调整NO2比率。另外，也可以通过使EGR气体的量稍微减少、且调整空燃比来调整NO2比率。此外，也可以通过使EGR气体的量增加、且调整空燃比来调整NO2比率。根据这些方法，能够抑制爆震的发生并且使NO2比率成为所期望的比率。
再者，在上述的第一方案和第二方案中，EGR装置可以是包含将排气通路和进气通路连接的EGR通路、和变更该EGR通路的通路截面积的EGR阀等的装置，或者可以是能够通过变更进气阀的开闭正时和排气阀的开闭正时的至少一者来调整残留在气缸内的已燃气体(内部EGR气体)的量的可变动阀机构。
根据本发明，在内燃机的排气通路中配置有包含SCR催化剂的排气净化装置的排气净化***中，能够抑制对内燃机的运转状态、排气净化装置的净化性能等造成不良影响、并且调整NO2比率。
附图说明
图1是表示应用本发明的内燃机及其进气排气***的概略构成的图。
图2是表示内燃机的稀运转区域(稀薄运转区域)和理论配比运转区域的图。
图3是表示混合气的空燃比与NO2比率的相关性的图。
图4是表示EGR率与NO2比率的相关性的图。
图5是表示与NO2比率调整处理的执行方法对应的运转区域的图。
图6是表示排气的位置与NO2比率的关系的图。
图7是表示在执行NO2比率调整处理时ECU执行的处理程序的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。本实施方式中所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等，只要没有特别记载，就并不意味着将发明的技术范围仅限定于此。
图1是表示应用本发明的内燃机及其吸气排气***的概略构成的图。图1所示的内燃机1，是稀薄燃烧运转的四冲程循环的火花点火式内燃机(汽油发动机)。
内燃机1具有多个气缸2。再者，在图1中，内燃机1具有4个气缸2，但气缸2的数量也可以为3个以下、或5个以上。内燃机1具备用于向各气缸2供给燃料的燃料喷射阀3。燃料喷射阀3可以是向气缸2内喷射燃料的阀装置，或者也可以是向进气口内喷射燃料的阀装置。
内燃机1与进气管4连接。进气管4是用于将从大气中获取的新鲜气体(空气)向内燃机1引导的管。在进气管4的途中配置有进气节流阀40。进气节流阀40通过变更进气管4内的通路截面积来调整在进气管4内流动的空气的量。在比进气节流阀40靠下游的进气管4中配置有离心增压机(涡轮增压器)6的压缩机60。压缩机60利用后述的涡轮61的旋转能量来压缩进气。在比压缩机60靠下游的进气管4中配置有中冷器41。中冷器41在大气或冷却水等与进气之间进行热交换。
内燃机1与排气管5连接。排气管5是用于使从各气缸2排出的已燃气体(排气)流通的管。在排气管5的途中配置有涡轮增压器6的涡轮61。涡轮61将排气的热能转换为旋转能量。在比涡轮61靠下游的排气管5中配置有排气净化装置。
排气净化装置具备第一催化剂外壳50、第二催化剂外壳51和第三催化剂外壳52。第一催化剂外壳50收纳三元催化剂，所述三元催化剂由被氧化铝等的涂层被覆了的蜂窝结构体、和涂层所担载的贵金属(例如铂、钯或铑等)构成。
第二催化剂外壳51配置在第一催化剂外壳50的下游。第二催化剂外壳51收纳吸藏还原型催化剂(NSR催化剂)，所述吸藏还原型催化剂由被氧化铝等的涂层被覆了的蜂窝结构体、涂层所担载的贵金属(铂、钯、铑等)、涂层所担载的NOX吸藏剂(碱类、碱土类等)构成。
第三催化剂外壳52配置在第二催化剂外壳51的下游。第三催化剂外壳52收纳SCR催化剂，所述SCR催化剂由蜂窝结构体、将蜂窝结构体被覆的氧化铝系或沸石系的涂层、和涂层所担载的贵金属(铂、钯等)构成，所述蜂窝结构体由堇青石或Fe-Cr-Al系的耐热钢形成。
内燃机1具备EGR装置7。EGR装置7具备EGR通路70、EGR阀71和EGR冷却器72。EGR通路70将排气管5的比涡轮61靠上游的部位与进气管4的比中冷器41靠下游的部位连接。EGR通路70是将在排气管5中流通的排气的一部分(EGR气体)向进气管4引导的通路。EGR阀71和EGR冷却器72配置在EGR通路70的途中。EGR阀71是通过变更EGR通路70的通路截面积来调整EGR气体量的阀装置。EGR冷却器72是在流通于EGR通路70中的EGR气体与冷却水或大气之间进行热交换的设备。
作为这样构成的内燃机1，设有电子控制单元(ECU)8。ECU8与空燃比传感器(空燃比传感器)9、氧浓度传感器(O2传感器)10、第一温度传感器11、第二温度传感器12、第三温度传感器13、曲轴位置传感器14、油门位置传感器15和空气流量计42等的各种传感器电连接。
空燃比传感器9安装在比第一催化剂外壳50靠上游的排气管5中，输出与向第一催化剂外壳50流入的排气的空燃比相关的电信号。氧浓度传感器10安装在第一催化剂外壳50与第二催化剂外壳51之间的排气管5中，输出与从第一催化剂外壳50流出的排气的氧浓度相关的电信号。第一温度传感器11安装在第一催化剂外壳50与第二催化剂外壳51之间的排气管5中，输出与从第一催化剂外壳50流出的排气的温度相关的电信号。第二温度传感器12安装于第二催化剂外壳51与第三催化剂外壳52之间的排气管5中，输出与从第二催化剂外壳51流出的排气的温度相关的电信号。第三温度传感器13安装于比第三催化剂外壳52靠下游的排气管5中，输出与从第三催化剂外壳52流出的排气的温度相关的电信号。曲轴位置传感器14安装于内燃机1中，输出与曲轴的旋转位置相关的电信号。油门位置传感器15安装于油门踏板16，输出与油门踏板16的操作量(油门开度)相关的电信号。空气流量计42安装于比进气节流阀40靠上游的进气管4中，输出与在进气管4中流通的空气的质量(吸入空气量)相关的电信号。
另外，ECU8与燃料喷射阀3、进气节流阀40和EGR阀71等各种设备电连接。ECU8基于所述的各种传感器的输出信号来控制所述的各种设备。
例如，ECU8根据曲轴位置传感器14的输出信号来运算曲轴的旋转速度(内燃机转速)。ECU8基于内燃机转速、油门位置传感器15的输出信号(油门开度)等来运算内燃机1的目标吸入空气量。ECU8控制进气节流阀40的开度以使得空气流量计42的输出信号(吸入空气量)与目标吸入空气量一致。
ECU8基于空气流量计42的输出信号(吸入空气量)、油门开度、内燃机转速等来控制燃料喷射阀3的开阀正时(燃料喷射正时)、开阀期间(燃料喷射量)。此时，ECU8可以反馈控制燃料喷射量以使得空燃比传感器9的输出信号与目标空燃比一致。
再者，如图2所示，ECU8在内燃机1的运转状态处于低转速-低负荷区域或中转速-中负荷区域的情况(图2中的区域A)下，将目标空燃比设定为比理论空燃比高的稀空燃比。以下，将区域A称为稀运转区域。ECU8在内燃机1的运转状态处于高负荷区域或高转速区域的情况(图2中的区域B)下，将目标空燃比设定为理论空燃比。如果相应于图2所示那样的区域来调整混合气的空燃比，则能够将内燃机1的燃料消耗量抑制为较少。
然而，在目标空燃比被设定为稀空燃比的情况下，收纳于第一催化剂外壳50中的三元催化剂的NOX净化性能变低。因此，在目标空燃比被设定为稀空燃比的情况下，需要利用第二催化剂外壳51中的NSR催化剂和第三催化剂外壳52中的SCR催化剂来净化排气中的NOX。
在此，NSR催化剂在向第二催化剂外壳51流入的排气的氧浓度高时，吸藏或吸附排气中的NOX。NSR催化剂在向第二催化剂外壳51流入的排气的氧浓度低、且排气中包含烃(HC)、一氧化碳(CO)等还原成分时，释放吸藏于该NSR催化剂中的NOX，并使放出的NOX还原为氮(N2)。
因此，ECU8在所述稀运转区域中周期性地执行燃料过量供给(RichSpike)处理。燃料过量供给处理是调整燃料喷射量和/或吸入空气量以使得排气中的氧浓度变低且HC、CO的浓度变高的处理。燃料过量供给处理，在NSR催化剂的NOX吸藏量变为一定量以上时、从前次的燃料过量供给处理结束时起的运转时间(优选为目标空燃比设定为稀空燃比的运转时间)变为一定时间以上时、或从前次的燃料过量供给处理结束时起的行驶距离(优选为目标空燃比设定为稀空燃比的行驶距离)变为一定距离以上时执行即可。
作为燃料过量供给处理的具体执行方法，可以采用执行使燃料喷射阀3的燃料喷射量增加的处理、和使进气节流阀40的开度减少的处理中的至少一种处理的方法。再者，在燃料喷射阀3向气缸2内直接喷射燃料的构成中，可以采用在气缸2的排气行程中从燃料喷射阀3喷射燃料的方法来执行燃料过量供给处理。
SCR催化剂吸附排气中所含的氨(NH3)。SCR催化剂通过使被该SCR催化剂吸附的NH3与排气中的NOX反应，来使NOX还原为氮(N2)。再者，向SCR催化剂供给的NH3在三元催化剂、NSR催化剂中生成。例如，在执行了燃料过量供给处理的情况下，在三元催化剂中NOX的一部分被还原为NH3，在NSR催化剂中从该NSR催化剂放出的NOX的一部分被还原为NH3。此时，在NSR催化剂中生成的NH3的量根据执行燃料过量供给处理的间隔、执行燃料过量供给处理时的空燃比等而变化。因此，在向SCR催化剂供给NH3的情况下，只要燃料过量供给处理的执行间隔设定为适合于NH3生成的间隔、或执行燃料过量供给处理时的空燃比设定为适合于NH3生成的空燃比(例如14.1左右)即可。
在SCR催化剂中NOX被还原的情况下，会发生以下的3种还原反应。
(1)4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
(2)NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
(3)6NO2+8NH3→7N2+12H2O
所述(2)的反应速度比所述(1)和所述(3)的反应速度快。另外，所述(2)的还原反应在比所述(1)和所述(3)低的温度区域发生。因此，通过促进所述(2)的反应，能够提高SCR催化剂的NOX净化性能。在此，所述(2)的还原反应在排气中所含的一氧化氮(NO)的量(摩尔)和二氧化氮(NO2)的量(摩尔)大致相等时容易发生。由于NO和NO2占有排气中的NOX的大部分，因此所述(2)的还原反应在NO2比率大致为1/2时变得活跃。
因此，本实施例的内燃机的排气净化***，在三元催化剂和/或NSR催化剂的NOX净化性能低的情况、或SCR催化剂的温度低的情况下，进行使向SCR催化剂流入的排气的NO2比率接近1/2的处理(以下称为“NO2比率调整处理”)。以下，对NO2比率调整处理的执行方法进行描述。
排气的NO2比率根据混合气的空燃比或EGR气体的量而变化。图3是表示混合气的空燃比与NO2比率的相关性的图。在图3中，在混合气的空燃比大的情况(稀的情况)下与其空燃比小的情况(浓的情况)相比，NO2比率变大。图4是表示EGR率(相对于被吸入到气缸2内的气体量的EGR气体量的比率)与NO2比率的相关性的图。在图4中，在EGR率大的情况下与EGR率小的情况相比，NO2比率变大。再者，由于EGR气体量越多EGR率越大，因此也可以说在EGR气体量多的情况下与EGR气体量少的情况相比，NO2比率变大。
然而，在需要使NO2比率变更的情况下，如果无意中变更混合气的空燃比和/或EGR率(EGR气体量)，则有对内燃机1的运转状态、排气净化装置的净化性能等造成不良影响的可能性。例如，在三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂中的至少一种催化剂的温度高的情况下，如果EGR率增加，则排气的温度上升。其结果，存在三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度变得高于温度净化窗的可能性。如果三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂中的至少一种催化剂的温度变得高于温度净化窗，则存在这些催化剂的净化性能反而降低，并招致排放的恶化的可能性。
另外，在三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂中的至少一种催化剂的温度低的情况下，如果EGR率减少、或混合气的空燃比增加(向稀侧的空燃比变更)，则排气的温度降低。其结果，存在三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度变得低于温度净化窗的可能性。如果三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂中的至少一种催化剂的温度变得低于温度净化窗，则存在这些催化剂的净化性能反而降低，并招致排放的恶化的可能性。
此外，在内燃机1处于稳态运转状态的情况等，如果混合气的空燃比增减，则存在发生内燃机的转矩变动的可能性。在该情况下，车辆的驾驶员有可能感觉到不适感。
因此，在本实施例的NO2比率调整处理中，ECU8在内燃机1的运转状态属于在上述的图2的说明中已经描述的稀运转区域(图2中的区域A)时，如果需要变更NO2比率，则采用与内燃机的运转状态、排气净化装置的状态等相应的方法来执行NO2比率调整处理。
首先，ECU8在需要使NO2比率增加的情况下，如果三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂中的至少一种催化剂的温度高，则与这些催化剂的温度低时相比，减少EGR气体的增加量，并且增大空燃比的增加量。例如，如图5所示，在稀运转区域之中内燃机负荷小且内燃机转速大的区域(图5中的区域A1)中，与其它的稀运转区域相比，将EGR气体的增加量抑制为较少，并且增大空燃比的增加量。优选的是，ECU8在三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度高于规定温度(例如温度净化窗的上限值、或该上限值减去规定的差量(margin)而得到的温度)的情况下，可以通过不使EGR气体增加、但使混合气的空燃比增加，来使NO2比率增加。另外，ECU8，在所述区域A1中，三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度越高，就越减少EGR气体的增加量、且增大空燃比的增加量。此外，在三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度与温度净化窗的上限值近似的情况或超过所述上限值的情况下，可以使EGR气体的量减少、并且使空燃比增加。在该情况下，由于排气的温度进一步变低，因此能够将三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度控制在温度净化窗内、并且增大NO2比率。
如果采用这样的方法执行NO2比率调整处理，则能够将从内燃机1排出的排气的温度抑制为较低、并且使NO2比率增加。其结果，能够抑制三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的过度升温、并且提高SCR催化剂的NOX净化性能。如果三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的过度升温受到抑制，则能够抑制三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的除了NOX以外的净化率(例如，烃(HC)、一氧化碳(CO)等的净化率)降低。
然而，在稀运转区域之中内燃机负荷大的区域(图5中的区域A3)中，容易发生爆震。因此，在内燃机1的运转状态属于所述区域A3时，如果采用使EGR气体的量减少、并且使空燃比增加的方法来谋求NO2比率的增加，则存在变得更容易发生爆震的可能性。另外，在所述区域A3中使NO2比率减少的情况下，如果采用使EGR气体量减少的方法来谋求NO2比率的减少，则变得更容易发生爆震。因此，即使在要使NO2比率减少的情况下，如果内燃机1的运转状态属于所述区域A3，则优选采用不使EGR气体量减少、而使混合气的空燃比减少(向浓侧的空燃比变更)的方法使NO2比率减少。以下，将如所述区域A3那样容易发生爆震的运转区域记为“爆震区域”。
接着，ECU8，在需要使NO2比率增加的情况下，如果三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂中的至少一种催化剂的温度低，则与这些催化剂的温度高时相比，增多EGR气体的增加量、并且将空燃比的增加量抑制为较小。例如，如图5所示，在稀运转区域之中内燃机负荷小且内燃机转速小的区域(图5中的区域A2)中，与其它的稀运转区域相比，增多EGR气体的增加量、并且减小空燃比的增加量。优选的是，ECU8在三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度低于规定温度(例如，温度净化窗的下限值、或该下限值加上规定的差量而得到的温度)的情况下，可以通过不使空燃比增加、但使EGR气体量增加，来使NO2比率增加。另外，ECU8，在所述区域A2中，三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度越低，可以越增多EGR气体的增加量、并且减小空燃比的增加量。再者，在三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度与温度净化窗的下限值近似的情况或低于所述下限值的情况下，可以减小空燃比、并且使EGR气体量增加。在该情况下，由于排气的温度进一步提高，因此能够将三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度控制在温度净化窗内、并且增大NO2比率。
如果采用这样的方法执行NO2比率调整处理，则能够提高从内燃机1排出的时刻的排气的温度、并且使NO2比率增加。其结果，能够抑制三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的过度的温度降低、并且提高SCR催化剂的NOX净化性能。如果三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的过度的温度降低得到抑制，则能够抑制三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的除了NOX以外的净化率(例如，烃(HC)、一氧化碳(CO)等的净化率)降低。
再者，在内燃机1处于过渡运转状态时，优选采用不变更EGR气体量、而变更混合气的空燃比的方法来执行NO2比率调整处理。从ECU8输出与EGR阀71的开度变更相关的指令值开始到NO2比率变化为止花费某种程度的时间(应答延迟时间)。因此，在内燃机1处于过渡运转时，即使实施与EGR气体量的变更相伴的NO2比率调整处理，也存在实际的NO2比率未变为适合于过渡运转状态的比率的可能性。其结果，存在内燃机1过渡运转时的排放恶化的可能性。与此相对，从ECU8输出与空燃比的变更(燃料喷射量的变更)相关的指令值开始到NO2比率变化为止所花费的时间，与所述应答延迟时间相比充分短。因此，在内燃机1过渡运转时，如果采用不变更EGR气体量、而使空燃比增加的方法来执行NO2比率调整处理，则能够抑制排放的恶化、并且调整NO2比率。然而，不变更EGR气体量、而变更混合气的空燃比的方法，与将EGR气体量的变更和空燃比的变更并用的方法相比，内燃机1的转矩变动有可能变大。但是，可以认为，在内燃机1处于过渡运转状态时，与其处于稳态运转状态时等相比，驾驶员能够容许的转矩变动变大。因此，能够减轻驾驶员感觉到的不适感、并且调整NO2比率。
如果如上述那样根据内燃机1的运转状态、排气净化装置的状态等来变更NO2比率调整处理的执行方法，则能够抑制燃料消耗量的增加、爆震的发生、驾驶员感觉到的不适感、或排放的恶化等、并且调整NO2比率。
再者，向SCR催化剂流入的排气的NO2比率，根据三元催化剂、NSR催化剂的状态而变化。在此，将排气的位置与各位置的NO2比率的关系示于图6。图6中的纵轴表示NO2比率，横轴表示排气的位置。另外，图6中的P1表示比第一催化剂外壳50靠上游的位置，P2表示第一催化剂外壳50与第二催化剂外壳51之间的位置，P3表示第二催化剂外壳51与第三催化剂外壳52之间的位置。
在图6中，在三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况下，如图6中的实线的箭头所示，从内燃机1排出的NO2的一部分由三元催化剂的钯还原为NO。其结果，从第一催化剂外壳50流出的排气(图6中P2位置的排气)的NO2比率，变得比向第一催化剂外壳50流入的排气(图6中P1位置的排气)的NO2比率小。另外，在第二催化剂外壳51中，排气中所含的NO的一部分由SCR催化剂的铂氧化为NO2。其结果，从第二催化剂外壳51流出的排气(图6中P3位置的排气)的NO2比率(图6中R0)，变得比向第二催化剂外壳51流入的排气(从第一催化剂外壳50流出的排气)的NO2比率大。
与此相对，在三元催化剂的净化性能低的情况下，通过三元催化剂还原的NO2的量变少。因此，如图6中的单点划线的箭头所示，P2位置的NO2比率，与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况相比变大。其结果，P3位置的NO2比率(图6中R1)，变得比三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况下的NO2比率R0大。
在NSR催化剂的净化性能低的情况下，在NSR催化剂中被氧化的NO的量变少。因此，如图6中的虚线的箭头所示，P3位置的NO2比率(图6中的R2)，变得比三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况下的NO2比率R0小。
在三元催化剂和NSR催化剂的净化性能低的情况下，通过三元催化剂还原的NO2的量变少，并且通过NSR催化剂氧化的NO的量变少。因此，如图6中的双点划线的箭头所示，P3位置的NO2比率(图6中的R3)变为与P1位置的NO2比率近似的大小。但是，P3位置的NO2比率R3，根据三元催化剂和NSR催化剂的各自的性能降低程度而变化。
因此，在三元催化剂和NSR催化剂的至少一方的净化性能降低的情况下，需要根据净化性能的降低程度来变更从内燃机1排出的排气的NO2比率。
首先，在三元催化剂的净化性能降低的情况下，与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况相比，向SCR催化剂流入的排气的NO2比率变大。因此，只要使从内燃机1排出的排气的NO2比率，与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况相比变小即可。详细而言，在三元催化剂的净化性能降低的情况下，与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况相比，使EGR气体的增加量和空燃比的增加量的至少一方变小即可。在内燃机1的运转状态属于在上述的图5的说明中已描述的区域A3(爆震区域)时，可以不变更EGR气体的量、而减小空燃比的增加量。
在NSR催化剂的净化性能降低的情况下，与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况相比，向SCR催化剂流入的排气的NO2比率变小。因此，只要使从内燃机1排出的排气的NO2比率，与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况相比变大即可。详细而言，在NSR催化剂的净化性能降低的情况下，与三元催化剂和NSR催化剂的净化性能适当的情况相比，使EGR气体的增加量和空燃比的增加量的至少一方变大即可。
在三元催化剂和NSR催化剂的净化性能降低的情况下，根据三元催化剂和NSR催化剂的各自的性能的降低程度来修正EGR气体的增加量或空燃比的增加量即可。在此，三元催化剂和NSR催化剂的净化性能，在各催化剂劣化的情况、各催化剂的温度脱离温度净化窗的情况、通过各催化剂的排气的流速大的情况等降低。
再者，三元催化剂和NSR催化剂具有氧吸藏能力，因此能够通过确定氧吸藏能力的劣化程度来确定各催化剂的劣化程度。作为确定氧吸藏能力的劣化程度的方法，可以采用如在日本特开平8-260949号公报中所记载的已知的方法。如果预先求出三元催化剂的劣化程度与三元催化剂的NO2还原率(相对于向三元催化剂流入的NO2量，通过三元催化剂还原的NO2的量的比例)的关系，则能够确定在三元催化剂劣化的情况下通过该三元催化剂还原的NO2的量。同样地，如果预先求出NSR催化剂的劣化程度与NSR催化剂的NO氧化率(相对于向NSR催化剂流入的NO的量，通过NSR催化剂氧化的NO的量的比例)的关系，则能够确定在NSR催化剂劣化的情况下通过该NSR催化剂氧化的NO的量。
三元催化剂的温度和NSR催化剂的温度，能够根据第一温度传感器11和第二温度传感器12的测定值来分别确定。如果预先求出三元催化剂的温度与三元催化剂的NO2还原率的关系，则能够确定在三元催化剂的温度脱离温度净化窗的情况下通过该三元催化剂还原的NO2的量。同样地，如果预先求出NSR催化剂的温度与NSR催化剂的NO氧化率的关系，则能够确定在NSR催化剂的温度脱离温度净化窗的情况下通过该NSR催化剂氧化的NO的量。
通过三元催化剂和NSR催化剂的排气的流速，能够根据空气流量计42的测定值和内燃机转速来确定。如果预先求出通过三元催化剂的排气的流速与三元催化剂的NO2还原率的关系，则能够确定在通过三元催化剂的排气的流速大的情况下通过该三元催化剂还原的NO2的量。同样地，如果预先求出通过NSR催化剂的排气的流速与NSR催化剂的NO氧化率的关系，则能够确定在通过NSR催化剂的排气的流速高的情况下通过该NSR催化剂氧化的NO的量。
另一方面，从内燃机1排出的排气的NO2比率，能够以混合气的空燃比、EGR气体的量、燃料喷射正时等为参数来运算。因此，可以将从内燃机1排出的排气的NO2比率、三元催化剂的NO2还原率、和NSR催化剂的NO氧化率作为参数，算出向SCR催化剂流入的排气的NO2比率。在该情况下，可以在ECU8的ROM中存储确定了从内燃机1排出的排气的NO2比率、三元催化剂的NO2还原率、NSR催化剂的NO氧化率、和向SCR催化剂流入的排气的NO2比率的关系的映射图(map)或函数式。
如上述那样，如果根据三元催化剂和NSR催化剂的净化性能来变更从内燃机1排出的排气的NO2比率，则即使是三元催化剂和NSR催化剂的至少一方的净化性能降低的情况，也能够使向SCR催化剂流入的排气的NO2比率成为所期望的比率。
另外，在第二催化剂外壳51与第三催化剂外壳52之间的排气管5中安装有NOX传感器的构成中，从内燃机1排出的排气的NO2比率可以基于NOX传感器的测定值来进行反馈控制。在此，无论NO2比率如何，排气中所含的NO2的量为大致恒定。因此，NO2比率调整处理执行前的NOX传感器的测定值与NO2比率调整处理执行后的NOX传感器的测定值之差，相当于NO的变化量。如果采用这样的方法确定NO的变化量，则也能够确定NO2比率调整处理执行后的NO2比率。因此，能够进行基于NO2比率调整处理执行后的NO2比率与目标NO2比率之差的反馈控制。如果采用这样的方法执行反馈控制，则能够使向SCR催化剂流入的NO2比率更切实地接近目标NO2比率。
再者，由于在SCR催化剂的温度、SCR催化剂的NOX净化率、和向SCR催化剂流入的排气的NO2比率之间存在相关性，因此可以利用以SCR催化剂的温度和SCR催化剂的NOX净化率为自变量的映射图、函数式来求出向SCR催化剂流入的排气的NO2比率。此时，作为SCR催化剂的温度，可以采用第三温度传感器13的测定值。SCR催化剂的NOX净化率，可以将向第三催化剂外壳52流入的排气中所含的NOX的量(NOX流入量)和从第三催化剂外壳52流出的排气中所含的NOX的量(NOX流出量)作为参数进行运算。NOX流入量和NOX流出量，能够通过在第三催化剂外壳52的前后的排气管5中安装NOX传感器来求出。
以下，基于图7对本实施例中的NO2比率调整处理的执行步骤进行说明。图7是表示在执行NO2比率调整处理时ECU8执行的处理程序的流程图。该处理程序预先存储于ECU8的ROM中，由ECU8(CPU)周期性地执行。
在图7的处理程序中，ECU8首先在S101的处理中，判别内燃机1的运转状态是否属于上述的稀运转区域。在S101的处理中作出否定判定的情况下，ECU8暂时结束本程序的执行。在S101的处理中作出肯定判定的情况下，ECU8向S102的处理推进。
在S102的处理中，ECU8判别向SCR催化剂流入的排气的NO2比率是否小于目标NO2比率Rno2trg。在此所说的“目标NO2比率Rno2trg”是排气中所含的NOX之中NO2所占的比例变为1/2的NO2比率，优选为相对于排气中所含的NO和NO2的总量的、NO2的量的比例变为1/2的NO2比率(NO的量和NO2的量变为相等的NO2比率)。但是，上述的(2)的还原反应变得最活跃的NO2比率，有时根据向SCR催化剂流入的HC的量或附着于SCR催化剂的HC的量而变化。例如，如果向SCR催化剂流入的HC的量或附着于SCR催化剂的HC的量变多，则上述的(2)的还原反应变得最活跃的NO2比率变得大于1/2。因此，所述目标NO2比率可以根据向SCR催化剂流入的HC的量、SCR催化剂的HC附着量而变更。
在所述S102的处理中，如果三元催化剂的净化性能适当、且NSR催化剂的净化性能降低，则ECU8可以判定为NO2比率Rno2小于目标NO2比率Rno2trg。另外，ECU8也可以如上述那样将从内燃机1排出的排气的NO2比率、三元催化剂的NO2还原率、和NSR催化剂的NO氧化率作为参数来运算出向SCR催化剂流入的排气的NO2比率Rno2，并将该NO2比率Rno2与目标NO2比率Rno2trg进行比较。此外，ECU8也可以将SCR催化剂的温度(第三温度传感器13的测定值)和SCR催化剂的NOX净化率作为参数来运算出向SCR催化剂流入的排气的NO2比率Rno2，并将该NO2比率Rno2与目标NO2比率Rno2trg进行比较。
在所述S102的处理中作出肯定判定的情况(Rno2＜Rno2trg)下，ECU8向S103的处理推进。在S103的处理中，ECU8判别EGR阀71是否发生了异常。EGR阀71是否异常的判定，基于另外的异常诊断处理的诊断结果来进行。
在所述S103的处理中作出肯定判定的情况下，ECU8向S104的处理推进，通过使混合气的空燃比(A/F)增加而使NO2比率Rno2增加。在该情况下，即使EGR阀71发生了异常，也能够使NO2比率Rno2增加。
在所述S103的处理中作出否定判定的情况下，ECU8向S105的处理推进，判别内燃机1是否处于过渡运转状态。在S105的处理中作出肯定判定的情况下，ECU8向S104的处理推进，通过使混合气的空燃比(A/F)增加而使NO2比率Rno2增加。在该情况下，能够使向SCR催化剂流入的排气的NO2比率Rno2迅速增加。其结果，即使是内燃机1处于过渡运转状态的情况，也能够提高SCR催化剂的NOX净化性能。
在所述S105的处理中作出否定判定的情况下，ECU8向S106的处理推进，判别三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方是否处于高温状态。例如，如果三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方的温度高于温度净化窗的上限值、或该上限值减去规定的差量而得到的值，则ECU8判定为三元催化剂、NSR催化剂和三元催化剂的至少一方处于高温状态。再者，ECU8也可以在内燃机1的运转状态属于在上述的图5的说明中已描述的区域A1时判定为三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方处于高温状态。
在所述S106的处理中作出肯定判定的情况下，ECU8向S104的处理推进，通过使混合气的空燃比(A/F)增加而使NO2比率Rno2增加。在该情况下，可不使三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度过度上升而提高SCR催化剂的NOX净化性能。
在所述S106的处理中作出否定判定的情况下，ECU8向S107的处理推进，通过使EGR气体量增加而使NO2比率Rno2增加。在该情况下，能够抑制NOX生成量的增加、爆震的发生等、并且提高SCR催化剂的NOX净化性能。
再者，也可以不需要执行所述S105的处理和所述S106的处理这两者，而仅执行任一处理。即，也可以在所述S105的处理和所述S106的处理的任一处理中作出肯定判定的情况下执行所述S104的处理，在所述S105的处理和所述S106的处理的任一处理中作出否定判定的情况下执行所述S107的处理。
另外，在所述S102的处理中作出否定判定的情况(Rno2≥Rno2trg)下，ECU8向S108的处理推进，判别向SCR催化剂流入的排气的NO2比率Rno2是否大于目标NO2比率Rno2trg。在S108的处理中作出否定判定的情况(Rno2＝Rno2trg)下，ECU8暂时结束本程序的执行。在S108的处理中作出肯定判定的情况(Rno2＞Rno2trg)下，ECU8向S109的处理推进。
在S109的处理中，ECU8判别内燃机1的运转状态是否属于在上述的图5的说明中已描述的区域A3(爆震区域)。在S109的处理中作出肯定判定的情况下，ECU8向S110的处理推进。
在S110的处理中，ECU8通过减小混合气的空燃比(A/F)而使NO2比率Rno2减少。在该情况下，由于EGR气体没有被减量，因此能够抑制爆震的发生、并且提高SCR催化剂的NOX净化性能。
在所述S109的处理中作出否定判定的情况下，ECU8向S111的处理推进，判别三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方是否处于低温状态。例如，如果三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方的温度低于温度净化窗的下限值、或该下限值加上规定的差量而得到的值，则ECU8判定为三元催化剂、NSR催化剂和三元催化剂的至少一方处于高温状态。再者，ECU8也可以在内燃机1的运转状态属于在上述的图5的说明中已描述的区域A2时判定为三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方处于低温状态。
在所述S111的处理中作出肯定判定的情况下，ECU8向S110的处理推进，通过减小混合气的空燃比(A/F)而使NO2比率Rno2减少。在该情况下，由于EGR气体没有被减量，因此能够抑制排气温度的降低、并且使NO2比率Rno2减少。其结果，能够不使三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度过度降低而提高SCR催化剂的NOX净化性能。
在所述S111的处理中作出否定判定的情况下，ECU8向S112的处理推进，通过使EGR气体减量而使NO2比率Rno2减少。在该情况下，由于混合气的空燃比(A/F)没有变小，因此能够不使内燃机1的燃料消耗量增加而使NO2比率Rno2减少。
如以上所述那样，通过ECU8执行图7的处理程序，可实现本发明涉及的控制手段。其结果，能够不对内燃机1的运转状态、排气净化装置的净化性能造成不良影响、并且提高排气净化装置的NOX净化性能。
＜变形例1＞
在上述的实施例中，在NO2比率小于目标NO2比率、且EGR阀71没有发生故障的情况下，如果内燃机1处于过渡运转状态(如果在图7的S105的处理中作出肯定判定)，则不使EGR气体量增加而使空燃比增加，但也可以使EGR气体量增加、并且使空燃比增加。例如，在内燃机1处于比较平稳的加速运转状态的情况下，在内燃机1的过渡运转期间中EGR气体量的增加有可能反映到NO2比率。因此，通过使EGR气体量增加、并且使空燃比增加，能够期望抑制NOX生成量的增加、爆震的发生的效果，并且提高NO2比率。
＜变形例2＞
在上述的实施例中，在NO2比率小于目标NO2比率、且EGR阀71没有发生故障的情况下，如果排气净化装置处于高温状态(如果在图7的S106的处理中作出肯定判定)，则不使EGR气体量变化而使空燃比增加，但也可以使EGR气体量变化、并且使空燃比增加。
具体而言，在三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方的温度超过温度净化窗的上限值的情况下，可以使EGR气体减少、并且使空燃比增加。在该情况下，能够使三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度降低、并且使NO2比率增加。
在三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方的温度为温度净化窗的上限值以下、且与上限值的差较小的情况下，可以不使EGR气体增加而使混合气的空燃比增加。在该情况下，能够抑制三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度上升、并且使NO2比率增加。
在三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方的温度为温度净化窗的上限值以下、且与上限值的差较大的情况下，可以使EGR气体稍微增加、并且使混合气的空燃比增加。在该情况下，能够抑制三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的过度的温度上升、并且使NO2比率增加。而且，也能够得到由EGR气体的增加带来的NOX生成量减少的效果、和抑制爆震的效果等。
＜变形例3＞
在上述的实施例中，在NO2比率小于目标NO2比率、且EGR阀71没有发生故障的情况下，如果内燃机1不处于过渡运转状态、且排气净化装置不处于高温状态(如果在图7的S106的处理中作出否定判定)，则不变更空燃比而使EGR气体量增加，但也可以变更空燃比、并且使EGR气体量增加。
具体而言，也可以在内燃机1的转矩变动处于允许范围的范围内使空燃比增加、并且使EGR气体量增加。在该情况下，能够得到由空燃比的增加带来的燃料消耗量减少的效果、并且使NO2比率增加。
＜变形例4＞
在上述的实施例中，在NO2比率大于目标NO2比率的情况下，如果内燃机1的运转状态处于爆震区域(如果在图7的S109的处理中作出肯定判定)，则不变更EGR气体量而使空燃比减少，但也可以使EGR气体量变更、并且使空燃比减少。
具体而言，在内燃机1的运转状态属于爆震区域的情况下，如果内燃机负荷较低、或气缸2内的气氛的温度较低，则可以使EGR气体量稍微减少、并且使空燃比减少。在该情况下，能够将与空燃比的减少相伴的燃料消耗量的增加抑制为较少、并且减小NO2比率。
另外，在内燃机1的运转状态属于爆震区域的情况下，如果内燃机负荷较高、或气缸2内的气氛的温度较高，则可以使EGR气体量增加、并且使空燃比减少。在该情况下，能够更切实地抑制爆震的发生、并且减小NO2比率。
＜变形例5＞
在上述的实施例中，在NO2比率大于目标NO2比率、且内燃机1的运转状态不属于爆震区域的情况下，如果排气净化装置处于低温状态(如果在图7的S111的处理中作出否定判定)，则不变更空燃比而使EGR气体量减少，但也可以使空燃比变更、并且使EGR气体量减少。
具体而言，在三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方的温度低于温度净化窗的下限值的情况下，可以使空燃比减少、并且使EGR气体量增加。在该情况下，能够使三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度上升、并且使NO2比率减少。
在三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方的温度为温度净化窗的下限值以上的情况下，可以使空燃比稍微减少、并且使EGR气体量增加。在该情况下，能够抑制三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度降低、并且使NO2比率减少。
在三元催化剂、NSR催化剂和SCR催化剂的至少一方的温度为温度净化窗的下限值以上、且与下限值的差较大的情况下，可以不使空燃比减少而使EGR气体量增加。在该情况下，能够抑制三元催化剂、NSR催化剂或SCR催化剂的温度降低、以及与空燃比的减少相伴的燃料消耗量的增加、并且使NO2比率减少。
在此，上述的变形例1～5可以适当组合。在该情况下，能够适当地抑制燃料消耗量的增加、爆震的发生、驾驶员感觉到的不适感、或排放的恶化等、并且调整NO2比率。
再者，在上述的本实施例中，对在第三催化剂外壳52的上游配置有第一催化剂外壳50和第二催化剂外壳4的例子进行了描述，但也可以仅配置有第一催化剂外壳50和第二催化剂外壳4的任一方，或者，也可以不配置第一催化剂外壳50和第二催化剂外壳4。
附图标记说明
1内燃机
2气缸
3燃料喷射阀
4进气管
5排气管
6涡轮增压器
7EGR装置
8ECU
9空燃比传感器
10氧浓度传感器
11第一温度传感器
12第二温度传感器
13第三温度传感器
16油门踏板
40进气节流阀
50第一催化剂外壳
51第二催化剂外壳
52第三催化剂外壳
60压缩机
61涡轮
70EGR通路
71EGR阀
72EGR冷却器

Claims (4)

1.一种内燃机的排气净化***，具备：
排气净化装置，其配置在内燃机的排气通路中，包含选择还原型催化剂；
EGR装置，其使在排气通路中流动的排气的一部分作为EGR气体向进气通路回流；
处理单元，其在要使排气中所含的NOX之中的二氧化氮所占的比例即NO2比率增加的情况下执行使在内燃机中燃烧的混合气的空燃比增加的处理和/或使通过EGR装置所回流的EGR气体增加的处理；和
控制单元，其控制所述处理单元，以使得在排气净化装置的温度高的情况下与其温度低的情况相比，空燃比的增加量变大，并且EGR气体的增加量变少。
2.一种内燃机的排气净化***，具备：
排气净化装置，其配置在内燃机的排气通路中，包含选择还原型催化剂；
EGR装置，其使在排气通路中流动的排气的一部分作为EGR气体向进气通路回流；
处理单元，其在要使排气中所含的NOX之中的二氧化氮所占的比例即NO2比率增加的情况下执行使在内燃机中燃烧的混合气的空燃比增加的处理和/或使从内燃机的排气通路向进气通路回流的EGR气体增加的处理；和
控制单元，其控制所述处理单元，以使得在内燃机处于过渡运转状态的情况下至少使空燃比增加，并且与内燃机未处于过渡运转状态的情况相比，空燃比的增加量变大。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化***，所述排气净化装置包含配置在选择还原型催化剂的上游的三元催化剂，
所述控制单元控制所述处理单元，以使得在所述三元催化剂的净化能力低的情况下与其净化能力高的情况相比，NO2比率的增加量变小。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的内燃机的排气净化***，所述排气净化装置包含配置在所述选择还原型催化剂的上游的吸藏还原型催化剂，
所述控制单元控制所述处理单元，以使得在所述吸藏还原型催化剂的净化能力低的情况下与其净化能力高的情况相比，NO2比率的增加量变大。
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