CN105829689B

CN105829689B - 内燃机的排气净化装置

Info

Publication number: CN105829689B
Application number: CN201380081737.4A
Authority: CN
Inventors: 野木嘉人
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2018-09-04
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: US20170022939A1; JP6024834B2; EP3085933A1; KR101808473B1; KR20160088378A; RU2636600C1; WO2015092932A1; CN105829689A; JPWO2015092932A1; EP3085933A4; US10077744B2

Abstract

本发明涉及内燃机的排气净化装置，其实施如下的过浓控制，即，通过在节气门开度从基本节气门开度被切换为过浓控制用节气门开度且EGR率从基本EGR率被切换为过浓控制用EGR率的状态下，在膨胀行程或排气行程中向气缸内喷射追加的燃料，从而使从内燃机燃烧室被排出的废气的空燃比暂时性地降低。在开始实施过浓控制时，首先将低压侧EGR控制阀开度(VEGRL)切换为过浓控制用低压侧EGR控制阀开度(VEGRLR)。接下来，将高压侧EGR控制阀开度(VEGRH)切换为过浓控制用高压侧EGR控制阀开度(VEGRHR)。接下来，对节气门开度(VTH)进行控制，接下来开始实施追加的燃料(Qa)的喷射。

Description

内燃机的排气净化装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机的排气净化装置。

背景技术

已知一种如下的内燃机的排气净化装置，其为通过废气再循环通道而对内燃机进气通道与内燃机排气通道进行连结，并且将控制废气再循环率的废气再循环控制阀配置于废气再循环通道内，并实施在节气门开度减小且废气再循环率降低的状态下使从内燃机燃烧室排出的废气的空燃比暂时性地降低的过浓控制的内燃机的排气净化装置，所述内燃机的排气净化装置在开始实施过浓控制时，使废气再循环控制阀开度减小以使节气门开度减小且使废气再循环率降低(参照专利文献1)。

此外，还已知一种如下的内燃机的排气净化装置，其在过浓控制中，通过在节气门开度减小且废气再循环率降低的状态下于膨胀行程或排气行程中向气缸内喷射追加的燃料，从而使从内燃机燃烧室被排出的废气的空燃比暂时性地降低。在该排气净化装置中，由于在节气门开度减小且废气再循环率降低的状态下实施过浓控制，因此能够减少用于将废气的空燃比设为过浓所需的追加的燃料量。

而且，还已知一种如下的内燃机，所述内燃机具备：排气涡轮增压器，其通过被配置于内燃机排气通道内的排气涡轮而对被配置于节气门上游的内燃机进气通道内的压缩机进行驱动；高压侧废气再循环通道，其对排气涡轮上游的内燃机排气通道与节气门下游的内燃机进气通道进行连结；低压侧废气再循环通道，其对排气涡轮下游的内燃机排气通道与压缩机上游的内燃机进气通道进行连结；高压侧废气再循环控制阀，其为了对高压侧废气再循环率进行控制而被配置于高压侧废气再循环通道内；低压侧废气再循环控制阀，其为了对低压侧废气再循环率进行控制而被配置于低压侧废气再循环通道内。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2005-048724号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在具备高压侧废气再循环通道以及低压侧废气再循环通道的内燃机中，当在开始实施过浓控制时节气门开度及高压侧废气再循环控制阀开度以及低压侧废气再循环控制阀开度同时减少时，缸内气体量将大幅度地减少，从而使压缩端温度大幅度地降低。其结果为，产生失火的风险会增大。

本发明的目的在于，提供一种能够在过浓控制开始时抑制产生失火的风险的内燃机的排气净化装置。

用于解决课题的方法

根据本发明，提供了一种内燃机的排气净化装置，其具备：排气涡轮增压器，其通过被配置于内燃机排气通道内的排气涡轮而对被配置于节气门上游的内燃机进气通道内的压缩机进行驱动；高压侧废气再循环通道，其对排气涡轮上游的内燃机排气通道与节气门下游的内燃机进气通道进行连结；低压侧废气再循环通道，其对排气涡轮下游的内燃机排气通道与压缩机上游的内燃机进气通道进行连结；高压侧废气再循环控制阀，其为了控制高压侧废气再循环率而被配置于高压侧废气再循环通道内；低压侧废气再循环控制阀，其为了控制低压侧废气再循环率而被配置于低压侧废气再循环通道内，所述内燃机的排气净化装置实施如下的过浓控制，即，通过在被配置于所述进气通道内并对吸入空气量进行控制的节气门的开度即节气门开度从基本节气门开度被切换到小于该基本节气门开度的过浓控制用节气门开度、且高压侧废气再循环率从基本高压侧废气再循环率被切换到与该基本高压侧废气再循环率不同的过浓控制用高压侧废气再循环率、且低压侧废气再循环率从基本低压侧废气再循环率被切换为与该基本低压侧废气再循环率不同的过浓控制用低压侧废气再循环率的状态下，在膨胀行程或排气行程中向气缸内喷射追加的燃料，从而使从内燃机燃烧室被排出的废气的空燃比暂时性地降低，在所述内燃机的排气净化装置中，在开始实施过浓控制时，首先，对低压侧废气再循环控制阀开度进行控制以使低压侧废气再循环率被切换为过浓控制用低压侧废气再循环率，接着，对高压侧废气再循环控制阀开度进行控制以使高压侧废气再循环率被切换为过浓控制用高压侧废气再循环率，接着，使节气门开度被切换为过浓控制用节气门开度，接着，开始实施追加的燃料的喷射。

发明效果

能够在过浓控制开始时抑制产生失火的风险。

附图说明

图1为压燃式内燃机的整体图。

图2为图解性地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流入废气的空燃比的变化的图。

图5为表示NO_X净化率的图。

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流入废气的空燃比的变化的图。

图9为表示NO_X净化率的图。

图10为表示碳氢化合物的喷射周期ΔT与NO_X净化率之间的关系的图。

图11为表示碳氢化合物的喷射量的映射图。

图12为表示NO_X排放控制的图。

图13为表示排出NO_X量NOXA的映射图的图。

图14为表示燃料喷射正时的图。

图15为表示追加的燃料量Qa的映射图的图。

图16为过浓控制开始时的时序图。

图17为表示基本低压侧EGR率REGRLB的映射图的图。

图18为表示基本高压侧EGR率REGRHB的映射图的图。

图19为表示基本节气门开度VTHB的映射图的图。

图20为表示基本主燃料量QmB的映射图的图。

图21为表示基本主燃料喷射正时θmB的映射图的图。

图22为表示过浓控制用低压侧EGR率REGRLR的映射图的图。

图23为表示过浓控制用高压侧EGR率REGRHR的映射图的图。

图24为表示过浓控制用节气门开度VTHR的映射图的图。

图25为表示过浓控制用主燃料量QmR的映射图的图。

图26为表示过浓控制用主燃料喷射正时θmR的映射图的图。

图27为表示主燃料的增量的量dQm的映射图的图。

图28为过浓控制结束时的时序图。

图29为用于执行NO_X净化控制的流程图。

图30为用于执行由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用的流程图。

图31为用于执行过浓控制的流程图。

图32为用于执行过浓控制的流程图。

图33为本发明的其他实施例的过浓控制开始时的时序图。

图34为用于执行本发明的其他实施例的过浓控制的流程图。

图35为用于执行本发明的其他实施例的过浓控制的流程图。

图36为用于执行本发明的其他实施例的过浓控制的流程图。

具体实施方式

在图1中图示了压燃式内燃机的整体图。

如果参照图1，则分别为1表示内燃机主体、2表示各个气缸的燃烧室、3表示用于分别向各个燃烧室2内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，压缩机7a的入口经由配置有吸入空气量检测器8的进气导管8a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，在进气导管6周围配置有用于对流过进气导管6内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，内燃机冷却水被导入到冷却装置11内，通过内燃机冷却水从而使吸入空气被冷却。此外，在位于节气门10下游处的进气歧管4上安装有用于对进气歧管4内的压力、即进气压进行检测的压力传感器4p，在排气歧管5上安装有用于对排气歧管5内的压力、即排气压进行检测的压力传感器5p。而且，在排气歧管5上还安装有用于对排气歧管5内的废气的温度进行检测的温度传感器5t。

另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气涡轮7b的入口连结，排气涡轮7b的出口经由排气管12a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NO_X吸留催化剂构成。排气净化催化剂13的出口经由排气管12b而与颗粒过滤器14连结。在排气净化催化剂13上游的排气管12a内配置有碳氢化合物供给阀15，所述碳氢化合物供给阀15用于供给由作为压燃式内燃机的燃料而被使用的轻油及其他燃料构成的碳氢化合物。在图1所示的实施例中，作为从碳氢化合物供给阀15被供给的碳氢化合物而使用轻油。颗粒过滤器14与排气管12c连结。另外，本发明也能够应用于在过稀空燃比的状态下实施燃烧的火花点火式内燃机中。在该情况下，从碳氢化合物供给阀15供给的是由作为火花点火式内燃机的燃料而被使用柴油及其他燃料构成的碳氢化合物。

另一方面，排气涡轮7b上游的排气歧管5与节气门10下游的进气歧管4经由高压侧废气再循环(以下，称为EGR)通道16H而被相互连结，在高压侧EGR通道16H内配置有电气控制式的高压侧EGR控制阀17H。此外，在高压侧EGR通道16H周围配置有用于对流过高压侧EGR通道16H内的EGR气体进行冷却的冷却装置18H。而且，在排气管12c内配置有排气节流阀29。排气节流阀29上游的排气管12c与吸入空气量检测器8下游的进气导入管8a经由低压侧EGR通道16L而被相互连结，在低压侧EGR通道16L内配置有电气控制式的低压侧EGR控制阀17L。此外，在低压侧EGR通道16L周围配置有用于对流过低压侧EGR通道16L内的EGR气体进行冷却的冷却装置18L。在其他实施例中省略了排气节流阀。在吸入空气量检测器8下游的进气导入管8a中安装有用于对进气导入管8a内的压力进行检测的压力传感器8p，并且在排气节流阀29上游的排气管12c中安装有用于对排气管12c内的压力进行检测的压力传感器12p。

各个燃料喷射阀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。被贮藏在燃料罐22内的燃料通过燃料泵21而向共轨20内供给，被供给到共轨20内的燃料经由各个燃料供给管19而向燃料喷射阀3供给。

电子控制单元30由数字计算机构成，且具备通过双向总线31而被相互连接的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下游的排气管12b中安装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24。从排气净化催化剂13流出的废气的温度表示排气净化催化剂13的温度。此外，在颗粒过滤器14中安装有用于对颗粒过滤器14的前后压差进行检测的差压传感器26。这些温度传感器24、差压传感器26、压力传感器4p、5p、8p、12p、温度传感器5t以及吸入空气量检测器8的输出信号分别经由所对应的AD转换器37而被输入到输入端口35。此外，在加速踏板40上连接有生成与加速踏板40的踏入量L成比例的输出电压的负载传感器41，负载传感器41的输出电压经由所对应的AD转换器37而被输入到输入端口35。而且，在输入端口35上连接有曲轴转角传感器42，所述曲轴转角传感器42在曲轴例如每旋转15°时产生输出脉冲。另一方面，输出端口36经由所对应的驱动电路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、高压侧EGR控制阀17H、低压侧EGR控制阀17L、排气节流阀29、以及燃料泵21连接。

图2图解性地图示了图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，在该排气净化催化剂13中，在例如由铝构成的催化剂载体50上负载有由铂Pt构成的贵金属催化剂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包含从钾K、钠Na、铯Cs这样的碱金属、钡Ba、钙Ca这样的碱土类金属、镧这样的稀土类以及银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir这样的能够向NO_X提供电子的金属中选出的至少一种元素。在该碱性层53内含有氧化铈CeO₂，因此排气净化催化剂13具有氧储存能力。此外，在排气净化催化剂13的催化剂载体50上，除铂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上而流动，因此也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，该碳氢化合物将在排气净化催化剂13中被重整。在本发明中，使用此时被重整的碳氢化合物而在排气净化催化剂13中对NO_X进行净化。图3图解性地图示了此时在排气净化催化剂13中所实施的重整作用。如图3所示，从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物HC通过贵金属催化剂51而成为碳数较少的基团状的碳氢化合物HC。

图4表示从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给定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变高时空燃比(A/F)in将变小，因此在图4中空燃比(A/F)in越趋向于过浓侧则碳氢化合物浓度越变高。

在图5中，针对排气净化催化剂13的各个催化剂温度TC而图示了通过使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度周期性地变化从而如图4所示那样使向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F)in周期性地设为过浓时的排气净化催化剂13的NO_X净化率。此外，经过长时间的关于NO_X净化的研究，结果明确了如下内容，即，当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进行振动时，即使如图5所示那样在400℃以上的高温区域中，也能够获得极高的NO_X净化率。

而且，还明确了如下内容，即，此时包括氮以及碳氢化合物在内的大量的还原性中间体被保持或被持续吸附在碱性层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，该还原性中间体在获得高NO_X净化率方面起到了主要作用。接下来，对于这部分内容参照图6A以及6B来进行说明。另外，在这些图6A以及6B中图解性地图示了排气净化催化剂13的催化剂载体50的表面部分，并且在这些图6A以及6B中图示了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进行振动时被推测为将产生的反应。

图6A表示流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度较低时的情况，图6B表示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，即流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度变高时的情况。

此外，由图4可知，由于流入排气净化催化剂13的废气的空燃比除了一瞬间以外均被维持为过稀的状态，因此流入排气净化催化剂13的废气通常处于氧过剩的状态。此时，废气中所包含的NO的一部分会附着在排气净化催化剂13上，并且废气中所包含的NO的一部分会像图6A所示那样在铂51上被氧化而成为NO₂，接着该NO₂被进一步氧化从而成为NO₃。此外，NO₂的一部分成为NO₂ ^-。因此，在铂Pt51上会生成NO₂ ^-与NO₃。附着在排气净化催化剂13上的NO以及在铂Pt51上生成的NO₂ ^-与NO₃活性较强，因此，在下文中，将这些NO、NO₂ ^-以及NO₃称为活性NO_X ^*。

另一方面，当从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物而使得向排气净化催化剂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的整体而依次附着。这些所附着的碳氢化合物的大部分将依次与氧发生反应并被燃烧，所附着的碳氢化合物的一部分将依次像图3所示那样在排气净化催化剂13内被重整，从而成为基团。因此，如图6B所示，活性NO_X ^*周围的碳氢化合物浓度变高。但是，当在生成了活性NO_X ^*之后，使活性NO_X ^*周围的氧浓度较高的状态持续固定时间以上时，活性NO_X ^*将被氧化，从而以硝酸离子NO₃ ^-的形态被吸收于碱性层53内。但是，如果在经过该固定时间之前使活性NO_X ^*周围的碳氢化合物浓度升高，则如图6B所示，活性NO_X ^*将在铂51上与基团状的碳氢化合物HC发生反应，并由此生成还原性中间体。该还原性中间体会附着或吸附在碱性层53的表面上。

另外，此时可认为，最初生成的还原性中间体为硝基化合物R-NO₂。虽然当该亚硝基化合物R-NO₂被生成时会成为腈化合物R-CN，但是由于该腈化合物R-CN在该状态下仅仅能够存续一瞬间，因此其将立刻成为异氰酸盐化合物R-NCO。如果该异氰酸盐化合物R-NCO进行水解，则将成为胺化合物R-NH₂。但是，在该情况下可认为，被水解的是异氰酸盐化合物R-NCO的一部分。因此可认为，如图6B所示那样，被保持或被吸附在碱性层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，在所生成的还原性中间体的周围附着有碳氢化合物HC时，还原性中间体被碳氢化合物HC阻止从而无法进一步进行反应。在该情况下，流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度将降低，接着附着在还原性中间体周围的碳氢化合物将被氧化而消失，由此，当还原性中间体周围的氧浓度变高时，还原性中间体将与废气中的NO_X或活性NO_X ^*发生反应、或与周围的氧发生反应、或者自体分解。由此，如图6A所示，还原性中间体R-NCO或R-NH₂将被转变为N₂、CO₂、H₂O，如此使得NO_X被净化。

如此，在排气净化催化剂13中，通过提高流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度而生成了还原性中间体，并且在使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度降低之后，在氧浓度变高时使还原性中间体与废气中的NO_X或活性NO_X ^*或氧发生反应、或者自体分解，并由此使NO_X被净化。即，在通过排气净化催化剂13来对NO_X进行净化时，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变化。

当然，在该情况下，在生成还原性中间体时需要使碳氢化合物的浓度提高至足够高的浓度，而在使所生成的还原性中间体与废气中的NO_X或活性NO_X ^*或氧反应，或者使其自体分解时则需要使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的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅进行振动。另外，在该情况下，必须将这些还原性中间体保持在碱性层53上、即保持在碱性废气流通表面部分54上，直至所生成的还原性中间体R-NCO与R-NH₂与废气中的NO_X或活性NO_X ^*或氧发生反应为止，或者直至自体分解为止，为此而设置有碱性的废气流通表面部分54。

另一方面，如果将碳氢化合物的供给周期设定得较长，则在碳氢化合物被供给后，在到下一次碳氢化合物被供给之间，氧浓度变高的期间将变长，因此活性NO_X ^*将不会生成还原性中间体而是以硝酸盐的形态被吸收到碱性层53内。为了避免这种情况，而需要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周期进行振动。

因此，在本发明的实施例中，为了使废气中所包含的NO_X与被重整的碳氢化合物进行反应而生成包含氮以及碳氢化合物的还原性中间体R-NCO与R-NH₂，从而在排气净化催化剂13的废气流通表面上负载了贵金属催化剂51，并且为了使所生成的还原性中间体R-NCO与R-NH₂预先保持在排气净化催化剂13内，从而在贵金属催化剂51周围形成了碱性的废气流通表面部分54，并使被保持在碱性的废气流通表面部分54上的还原性中间体R-NCO与R-NH₂转换为N₂、CO₂、H₂O，而且将碳氢化合物浓度的振动周期设为持续生成还原性中间体R-NCO与R-NH₂所需的振动周期。顺便说明一下，在图4所示的示例中喷射间隔被设为3秒。

如果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与R-NH₂将从碱性层53的表面上消失，并且此时在铂Pt51上所生成的活性NO_X ^*将像图7A所示那样以硝酸离子NO₃ ^-的形态而扩散到碱性层53内，并成为硝酸盐。即，此时废气中的NO_X会以硝酸盐的形态被吸收到碱性层53内。

另一方面，在图7B中，图示了在以此方式NO_X以硝酸盐的形态被吸收到碱性层53内时流入排气净化催化剂13内的废气的空燃比被设为理论空燃比或过浓的情况。在该情况下，为了使废气中的氧浓度降低而使反应向逆向(NO₃ ^-→NO₂)进行，如此被吸收至碱性层53内的硝酸盐将依次成为硝酸离子NO₃ ^-并如图7B所示以NO₂的形态从碱性层53排出。接着被排出的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图示了碱性层53的NO_X吸収能力即将饱和前将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F)in暂时设为过浓的情况。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。在该情况下，在废气的空燃比(A/F)in过稀时被吸收至碱性层53内的NO_X在废气的空燃比(A/F)in暂时被设为过浓时从碱性层53中一举被排出并被还原。因此，在该情况下碱性层53起到了用于暂时吸收NO_X的吸收剂的作用。

另外，也存在此时碱性层53暂时吸附NO_X的情况，因此当作为包括吸收以及吸附这双方的用语而使用吸留这一用语时，此时碱性层53起到了用于暂时性地吸留NO_X的NO_X吸留剂的作用。即，在该情况下，如果将被供给到内燃机进气通道、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)之比称为废气的空燃比，则排气净化催化剂13将作为NO_X吸留催化剂而发挥功能，所述NO_X吸留催化剂在废气的空燃比过稀时对NO_X进行吸留，而当废气中的氧浓度降低时则将所吸留的NO_X排出。

图9的实线表示以此方式将排气净化催化剂13作为NO_X吸留催化剂而发挥功能时的NO_X净化率。另外，图9的横轴表示排气净化催化剂13的催化剂温度TC。在以此方式使排气净化催化剂13作为NO_X吸留催化剂而发挥功能的情况下，虽然在图9中像实线所示那样催化剂温度TC在300℃至400℃时能够获得极高的NO_X净化率，但在催化剂温度TC成为400℃以上的高温时NO_X净化率会降低。另外，在图9中，以虚线图示了图5所示的NO_X净化率。

如此当催化剂温度TC成为400℃以上时NO_X净化率会降低是因为，当催化剂温度TC成为400℃以上时硝酸盐会发生热解从而以NO₂的形态从排气净化催化剂13中被排出。即，只要是以硝酸盐的形态来吸留NO_X，则在催化剂温度TC较高时就将难以获得较高的NO_X净化率。但是，在图4至图6B所示的新的NO_X净化方法中，由图6A、6B可知，并未生成硝酸盐或者即使被生成了硝酸盐也是极其微量的，如此如图5所示那样即使在催化剂温度TC较高时也能够获得较高的NO_X净化率。

在本发明的实施例中，为了能够使用该新的NO_X净化方法来对NO_X进行净化，而将用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀15配置在内燃机排气通道内，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贵金属催化剂51且在贵金属催化剂51周围形成碱性的废气流通表面部分54，并且排气净化催化剂13具有当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进行振动时对废气中所包含的NO_X进行还原的性质，并且还具有当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包含的NO_X的吸留量增大的性质，而且，在内燃机运转时将以预先规定的周期从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物，并由此在排气净化催化剂13中对废气中所包含的NO_X进行还原。

即，图4至图6B所示的NO_X净化方法可以说是在使用了负载有贵金属催化剂且能够吸收NO_X的碱性层的排气净化催化剂的情况下，几乎不形成硝酸盐便可对NO_X进行净化的新的NO_X净化方法。实际上，在使用了该新的NO_X净化方法的情况下，与使排气净化催化剂13作为NO_X吸留催化剂而发挥功能的情况相比，从碱性层53被检测出的硝酸盐是极其微量的。另外，在下文中，将该新的NO_X净化方法称为第一NO_X净化方法。

另外，如前文所述，如果从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物的喷射周期ΔT较长，则在碳氢化合物被喷射后，在下一次碳氢化合物被喷射期间，活性NO_X ^*周围的氧浓度变高的期间会变长。在该情况下，在图1所示的实施例中，如果碳氢化合物的喷射周期ΔT长于5秒左右，则活性NO_X ^*将开始以硝酸盐的形态被吸收到碱性层53内，因此，如果像图10所示那样使碳氢化合物浓度的振动周期ΔT长于5秒左右，则NO_X净化率将降低。因此，在图1所示的实施例中，需要将碳氢化合物的喷射周期ΔT设为5秒以下。

另一方面，在本发明的实施例中，当碳氢化合物的喷射周期ΔT成为约0.3秒以下时，被喷射的碳氢化合物将开始堆积在排气净化催化剂13的废气流通表面上，因此，如图10所示那样，当碳氢化合物的喷射周期ΔT成为约0.3秒以下时NO_X净化率将降低。因此，在本发明的实施例中，碳氢化合物的喷射周期被设为0.3秒至5秒之间。

此外，在本发明的实施例中，以如下方式实施控制，即，通过使从碳氢化合物供给阀15喷射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成为与内燃机的运转状态相对应的最佳值。在该情况下，在本发明的实施例中，将实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用时的最佳的碳氢化合物喷射量W作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图11所示的映射图的形态预先存储于ROM32内，而且，也将此时的最佳的碳氢化合物的喷射周期ΔT作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以映射图的形态预先存储于ROM32内。

接下来，参照图12至图15而对将排气净化催化剂13作为NO_X吸留催化剂而发挥功能时的NO_X净化方法进行具体说明。在下文中，将以此方式使排气净化催化剂13作为NO_X吸留催化剂而发挥功能时的NO_X净化方法称为第二NO_X净化方法。

在该第二NO_X净化方法中，如图12所示那样，在被吸留在碱性层53中的吸留NO_X量ΣNOX超过预先规定的容许量MAX时，将流入排气净化催化剂13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，在废气的空燃比(A/F)in过稀时被吸留在碱性层53内的NO_X将从碱性层53中一举被排出并被还原。由此，使NO_X被净化。

吸留NO_X量ΣNOX例如根据从内燃机被排出的NO_X量而被计算出。在本发明的实施例中，每单位时间从内燃机被排出的排出NO_X量NOXA作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图13所示映射图的形态被预先存储于ROM32内，并根据该排出NO_X量NOXA而计算出吸留NO_X量ΣNOX。在该情况下，如前文所述废气的空燃比(A/F)in被设为过浓的周期通常为1分钟以上。

如图14所示，在该第二NO_X净化方法中，从燃料喷射阀3向燃烧室2内除了喷射燃烧用燃料即主燃料Qm之外，还喷射追加的燃料Qa，由此将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F)in设为过浓。另外，图14的横轴表示曲轴转角。该追加的燃料Qa在例如压缩上止点后ATDC90°的稍靠前被喷射。该追加的燃料量Qa作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图15所示这种的映射图的形态被预先存储于ROM32内。

在本发明的实施例中，选择性地实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用与由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用。实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用与由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用中的哪一个，例由以下方式来决定。即，实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用时的NO_X净化率，如图5所示那样，当排气净化催化剂13的温度TC成为极限温度TX以下时将开始急速降低。相对于此，如图9所示那样，在实施由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用时的NO_X净化率，则在排气净化催化剂13的温度TC降低时比较缓慢地降低。因此，在本发明的实施例中，在排气净化催化剂13的温度TC高于极限温度TX时实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用，在排气净化催化剂13的温度TC低于极限温度TX时实施由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用。

但是，如果将从高压侧EGR通道16H向燃烧室2供给的EGR气体量GeH相对于向燃烧室2内供给的总气体量G之比称为高压侧EGR率REGRH(＝GeH/G)，则在本发明的实施例中将计算出实际的高压侧EGR率REGRH，并且对高压侧EGR控制阀17H的开度VEGRH进行控制以使实际的高压侧EGR率REGRH与目标高压侧EGR率REGRHT一致。此外，如果将从低压侧EGR通道16L向燃烧室2供给的EGR气体量GeL相对于向燃烧室2内供给的总气体量G之比称为低压侧EGR率REGRL(＝GeL/G)，则在本发明的实施例中将计算出实际的低压侧EGR率REGRL，并且对低压侧EGR控制阀17L的开度VEGRL以及排气节流阀29的开度进行控制以使实际的低压侧EGR率REGRL与目标低压侧EGR率REGRLT一致。

向燃烧室2内供给的总气体量G可根据由压力传感器4p所检测出的进气压而被计算出。来自高压侧EGR通道16H的EGR气体量GeH可根据由压力传感器4p所检测出的进气压、由压力传感器5p所检测出的排气压、以及高压侧EGR控制阀17H的开度而被计算处。来自低压侧EGR控制阀16L的EGR气体量GeL可根据由压力传感器8p所检测出的压力、由压力传感器17p所检测出的压力、以及低压侧EGR控制阀17L的开度而被计算出。因此，可计算出高压侧EGR率REGRH以及低压侧EGR率REGRL。另外，向燃烧室2内供给的总EGR气体量Ge用GeH+GeL来表示，因此作为向燃烧室2内供给的总EGR气体量相对于向燃烧室2内供给的总气体量之比的EGR率REGR可用Ge/G来表示。

另外，在本发明的实施例中，如上文所述那样，在第二NO_X净化方法中，为了将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F)in设为过浓，而实施使从燃烧室2排出的废气的空燃比暂时性地降低的过浓控制。在该情况下，通过向燃烧室2内喷射追加的燃料Qa，从而实施过浓控制。另外，在未从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物的情况下，流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F)in与从燃烧室2被排出的废气的空燃比一致。

图16表示过浓控制开始时的时序图，在图16中，时间ta1表示产生应该使过浓控制开始的信号的定时。

在时间ta1之前，即在未被实施过浓控制的通常控制时，目标低压侧EGR率REGRLT以及目标高压侧EGR率REGRHT分别被设定为基本低压侧EGR率REGRLB以及基本高压侧EGR率REGRHB。即，低压侧EGR控制阀开度VEGRL被设为将实际的低压侧EGR率REGRL设为基本低压侧EGR率REGRLB所需的基本低压侧EGR控制阀开度VEGRLB，高压侧EGR控制阀开度VEGRH被设为将实际的高压侧EGR率REGRH设为基本高压侧EGR率REGRHB所需的基本高压侧EGR控制阀开度VEGRHB。其结果为，低压侧EGR率REGRL以及高压侧EGR率REGRH分别成为基本低压侧EGR率REGRLB以及基本高压侧EGR率REGRHB。基本低压侧EGR率REGRLB以及基本高压侧EGR率REGRHB分别作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图17以及18所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内。

此外，节气门开度VTH被设定为基本节气门开度VTHB。其结果为，吸入空气量Ga成为根据基本节气门开度VTHB而规定的基本吸入空气量GaB。基本节气门开度VTHB作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图19所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内。

而且，追加的燃料量Qa被设定为零。即，追加的燃料Qa未被喷射。其结果为，废气的空燃比(A/F)in成为与理论空燃比AFS相比而较稀薄的基本空燃比AFB。

而且，主燃料Qm被设定为基本主燃料量QmB。基本主燃料量QmB为，产生要求输出时所需的燃料量。基本主燃料量QmB作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图20所示的映射图的形态而被预先存储于ROM32内。

而且，主燃料的喷射正时θm被设定为基本喷射正时θmB。基本喷射正时θmB作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图21所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内。

在该情况下，进气压Pin成为基本进气压PinB，排气压Pex成为基本排气压PexB。因此，用排气压Pex与进气压Pin之差来表示的泵气损失PL(＝Pex-Pin)成为基本泵气损失PLB(＝PexB-PinB)。另外，如果考虑到进气压Pin以及排气压Pex是根据节气门开度VTH、低压侧EGR率REGRL以及高压侧EGR率REGRH而被规定的，则可以说基本泵气损失PLB也是根据基本节气门开度VTHB、基本低压侧EGR率REGRLB以及基本高压侧EGR率REGRHB而被规定的。

另一方面，压缩端温度TCE成为基本压缩端温度TCEB。另外，如果考虑到压缩端温度TCE根据气缸内气体量而被规定，而气缸内气体量根据节气门开度VTH、低压侧EGR率REGRL以及高压侧EGR率REGRH而被规定，则可以说基本压缩端温度TCEB也是根据基本节气门开度VTHB、基本低压侧EGR率REGRLB以及基本高压侧EGR率REGRHB而被规定的。

当在时间ta1处产生了应该开始进行过浓控制的信号时，首先，将目标低压侧EGR率REGRLT从基本低压侧EGR率REGRLB切换为与基本低压侧EGR率REGRLB不同的过浓控制用低压侧EGR率REGRLR，由此将低压侧EGR控制阀开度VEGRL从基本低压侧EGR控制阀开度VEGRLB切换为过浓控制用低压侧EGR控制阀开度VEGRLR。在图16所示的实施例中，目标低压侧EGR率REGRLT被减小至零，因此低压侧EGR控制阀开度VEGRL被减小至零。过浓控制用低压侧EGR率REGRLR作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图22所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内。

另一方面，此时目标高压侧EGR率REGRHT被维持为基本高压侧EGR率REGRHB，由此高压侧EGR控制阀开度VEGRH被维持为基本高压侧EGR控制阀开度VEGRHB。因此，高压侧EGR率REGRH被维持为基本高压侧EGR率REGRHB。

此外，节气门开度VTH也被维持为基本节气门开度VTHB。因此，吸入空气量Ga被维持为基本吸入空气量GaB。

而且，追加的燃料量Qa被维持为零。即，追加的燃料Qa的喷射还未开始。

其结果为，由于EGR气体量减小，因此进气压Pin从基本进气压PinB开始降低。此外，由于EGR气体量减小因而废气温度上升，因此排气压Pex从基本排气压PexB起上升。因此，泵气损失PL从基本泵气损失PLB起而变大。其结果为，有可能产生在过浓控制开始时内燃机输出暂时性地降低、且内燃机输出变化较大的情况。因此，在图16所示的示例中，主燃料量Qm相对于基本主燃料量QmB而增大了增量的量dQm。其结果为，阻止了在过浓控制开始时内燃机输出变化较大的情况。

增量的量dQm根据泵气损失PL相对于基本泵气损失PLB的偏差dPL(＝PL-PLB)而被设定。具体而言，以随着偏差dPL变小而变少的方式来设定增量的量dQm。增量的量dQm以图27所示的映射图的形态而被预先存储于ROM32内。

其结果为，如图16所示，废气的空燃比(A/F)in降低了与主燃料Qm的增量的量dQm相对应的量。

此外，由于气缸内气体量减小，因此压缩端温度TCE从基本压缩端温度TCEB开始降低。其结果为，主燃料Qm的燃烧正时延迟。因此，有可能产生在过浓控制开始时内燃机输出暂时降低、内燃机输出变化较大的情况。因此，在如图16所示的示例中，主燃料喷射正时θm从基本主燃料喷射正时θmB切换为过浓控制用喷射正时θmR。在图16所示的示例中，主燃料的喷射正时θm被提前。其结果为，主燃料Qm的燃烧正时提前，从而阻止了在过浓控制刚结束后内燃机输出变动变大的情况。过浓控制用喷射正时θmR作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图26所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内。

另外，在图16所示的示例中，过浓控制用低压侧EGR率REGRLR被设定为零。即，使在过浓控制中来自低压侧EGR通道16L的EGR气体供给停止。在其他的实施例中，过浓控制用低压侧EGR率REGRLR被设定为大于零，并且在过浓控制中从低压侧EGR通道16L供给EGR气体。

接下来，在时间ta2处，当低压侧EGR率REGRL被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR时，目标高压侧EGR率REGRHT从基本高压侧EGR率REGRHB被切换为与基本高压侧EGR率REGRHB不同的过浓控制用高压侧EGR率REGRHR，由此高压侧EGR控制阀开度VEGRH从基本高压侧EGR控制阀开度VEGRHB被切换为过浓控制用高压侧EGR控制阀开度VEGRHR。过浓控制用高压侧EGR控制阀开度VEGRHR为，将高压侧EGR率REGRH设为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR所需的高压侧EGR控制阀开度。在图16所示的示例中，目标高压侧EGR率REGRHT被减小，因此高压侧EGR控制阀开度VEGRH被减小。其结果为，高压侧EGR率REGRH降低。过浓控制用高压侧EGR率REGRHR作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图23所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内。

其结果为，由于进一步增大了泵气损失PL，因此主燃料Qm的增量的量dQm也进一步增大。此外，废气的空燃比(A/F)in进一步降低。另外，节气门开度VTH依然被维持为基本节气门开度VTHB，从而使追加的燃料Qa的喷射被停止。

当使来自低压侧EGR通道16L的EGR气体量与来自高压侧EGR通道16H的EGR气体量同时减小时，气缸内气体将大幅减少，从而压缩端温度TCE大幅降低。其结果为，提高了产生失火的风险。另一方面，从降低低压侧EGR控制阀开度VEGRL到减少向燃烧室2内供给的EGR气体量所需的时间与从降低高压侧EGR控制阀开度VEGRH到减少向燃烧室2内供给的EGR气体量所需的时间相比而较长。因此，在图16所示的实施例中，首先，使低压侧EGR控制阀开度VEGRL降低，接着，使高压侧EGR控制阀开度VEGRH降低。

另外，在图16所示的示例中，过浓控制用高压侧EGR率REGRHR被设定为大于零。即，在过浓控制中从低压侧EGR通道16L供给EGR气体。在其他的实施例中，过浓控制用高压侧EGR率REGRHR被设定为零，并且在过浓控制中使来自高压侧EGR通道16H的EGR气体供给停止。

接下来，在时间ta3处，当高压侧EGR率REGRH被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR时，即当低压侧EGR率REGRL以及高压侧EGR率REGRH的双方分别被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR以及过浓控制用高压侧EGR率REGRHR时，节气门开度VTH将从基本节气门开度VTHB被切换为与基本节气门开度VTHB相比而较小的过浓控制用节气门开度VTHR。其结果为，吸入空气量Ga减小至过浓控制用吸入空气量GaR。过浓控制用节气门开度VTHR作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图24所示的映射图的形态被预先存储于ROM32内。

当使EGR气体量与吸入空气量Ga同时减少时，气缸内气体中的氧浓度有可能会大幅度地减少。其结果为，提高了产生失火的风险。因此，在图16所示的实施例中，首先使低压侧EGR控制阀开度VEGRL以及高压侧EGR控制阀开度VEGRH降低，接着使节气门开度VTH降低。

接下来，在时间ta4处，当吸入空气量Ga被切换为根据过浓控制用节气门开度VTHR而被规定的过浓控制用吸入空气量GaR时，开始进行追加的燃料Qa的喷射。在该情况下，由于在吸入空气量Ga减小且EGR率降低的状态下喷射追加的燃料Qa，因此能够减少将废气的空燃比(A/F)in设为过浓时所需的追加的燃料Qa。

此外，主燃料量Qm被切换为过浓控制用主燃料量QmR。在图16所示的示例中，通过使追加的燃料Qa的一部分在燃烧室2内燃烧，从而产生了少量的内燃机输出。因此，过浓控制用主燃料量QmR与基本主燃料量QmB相比而被少许减量，以使实际的内燃机输出与要求输出一致。过浓控制用主燃料量QmR作为加速踏板40的踏入量L以及内燃机转速N的函数而以图25所示的映射图的形态预先被存储于ROM32内。另外，当主燃料量Qm被切换为过浓控制用主燃料量QmR时，由增量的量dQm所产生的主燃料Qm的增量将停止。

其结果为，废气的空燃比(A/F)in大幅降低。在图16所示的示例中，废气的空燃比(A/F)in被设为与理论空燃比AFS相比而较浓。

图28表示过浓控制结束时的时序图。

当在时间tb1处产生应该结束过浓控制的信号时，目标低压侧EGR率REGRLT以及目标高压侧EGR率REGRHT分别从过浓控制用低压侧EGR率REGRLR以及过浓控制用高压侧EGR率REGRHR恢复至基本低压侧EGR率REGRLB以及基本高压侧EGR率REGRHB，由此使低压侧EGR控制阀开度VEGRL以及高压侧EGR控制阀开度VEGRH分别从过浓控制用低压侧EGR控制阀开度VEGRLR以及过浓控制用高压侧EGR控制阀开度VEGRHR恢复至基本低压侧EGR控制阀开度VEGRLB以及基本高压侧EGR控制阀开度VEGRHB。其结果为，低压侧EGR率REGRL以及高压侧EGR率REGRH上升，并且分别恢复至基本低压侧EGR率REGRLB以及基本高压侧EGR率REGRHB。

此外，节气门开度VTH从过浓控制用节气门开度VTHR恢复至基本节气门开度VTHB。其结果为，吸入空气量Ga增大，并且恢复至基本吸入空气量GaB。

而且，追加的燃料量Qa被设为零。即，停止追加的燃料Qa的喷射。

而且，主燃料量Qm从过浓控制用主燃料量QmR恢复至基本主燃料量QmB。此外，主燃料喷射正时θm从过浓控制用主燃料喷射正时θmR恢复至基本主燃料喷射正时θmB。其结果为，废气的空燃比(A/F)in恢复至基空燃比AFB。

其结果为，进气压Pin上升，并且恢复至基本进气压PinB。此外，排气压Pex降低，并且恢复至基本排气压PexB。因此，泵气损失PL减少，并且恢复至基本泵气损失PLB。而且，压缩端温度TCE上升，并且恢复至基本压缩端温度TCEB。

以此方式来结束过浓控制，并开始通常控制。

图29表示用于执行本发明的实施例的NO_X净化控制的程序。该程序每隔固定时间的中断而被执行。

如果参照图29，则首先最初在步骤100中，决定实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用与由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用中的哪一个净化作用。接着，在步骤101中，对是否应该实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用进行判断。在应该实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用时，进入步骤102并实施由第一NO_X净化方法实现的NO_X净化作用。即，以根据内燃机的运转状态而被预先决定的喷射周期ΔT而从碳氢化合物供给阀15喷射图11所示的喷射量W的碳氢化合物。

在步骤101中，在应该执行由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用时，进入步骤103并执行实施由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用的程序。该程序被图示于图30中。

图30表示实施由第二NO_X净化方法实现的NO_X净化作用的程序。该程序通过图29的步骤103而被执行。

如果参照图30，则首先最初在步骤200中，根据图13所示的映射图而计算出每单位时间的排出NO_X量NOXA。在接下来的步骤201中，通过对排出NO_X量NOXA进行累计，从而计算出吸留NO_X量ΣNOX(ΣNOX＝ΣNOX+NOXA)。接下来，在步骤202中，对吸留NO_X量ΣNOX是否超过了容许值MAX进行判断。在ΣNOX≤MAX时，结束处理循环。

当ΣNOX＞MAX时，则从步骤202进入步骤203，并且执行实施过浓控制的程序。该程序图示于图31以及图32中。在接下来的步骤204中，吸留NO_X量ΣNOX被清零。

图31以及图32表示实施过浓控制的程序。该程序通过图30的步骤203而被执行。

如果参照图31以及图32，则首先最初在步骤300中，对是否设定有标记X进行判断。该标记X在应该实施追加的燃料Qa的喷射时被设定(X＝1)，在除此之外的情况下被复位(X＝0)。在标记X1被复位时，从步骤300进入步骤301。在步骤301中，根据图22的映射图而计算出过浓控制用低压侧EGR率REGRLR，并将目标低压侧EGR率REGRLT设定为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR。在接下来的步骤302中，对低压侧EGR率REGRL是否被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR进行判断。在低压侧EGR率REGRL未被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR时，从步骤302进入步骤303。在步骤303中，根据图18的映射图而计算出基本高压侧EGR率REGRHB，并将目标高压侧EGR率REGRHT设定为基本高压侧EGR率REGRHB。在接下来的步骤304中，根据图19的映射图而计算出基本节气门开度VTHB，并将节气门开度VTH设定为基本节气门开度VTHB。在接下来的步骤305中，根据图20的映射图而计算出基本主燃料量QmB，并根据图27的映射图而计算出增量的量dQm，并且计算出主燃料量Qm(Qm＝QmB+dQm)。接着，跳转到步骤313。

当低压侧EGR率REGRL被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR时，从步骤302进入步骤306。在步骤306中，根据图23的映射图而计算出过浓控制用高压侧EGR率REGRHR，并将目标高压侧EGR率REGRHT设定为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR。在接下来的步骤307中，对高压侧EGR率REGRH是否被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR进行判断。在高压侧EGR率REGRH未被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR时，从步骤307进入步骤304。在高压侧EGR率REGRH被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR时，从步骤307进入步骤308。在步骤308中，根据图24的映射图而计算出过浓控制用节气门开度VTHR，并将节气门开度VTH设定为过浓控制用节气门开度VTHR。

在接下来的步骤309中，对吸入空气量Ga是否被切换为过浓控制用吸入空气量GaR进行判断。在吸入空气量Ga未被切换为过浓控制用吸入空气量GaR时，从步骤309进入步骤305。在吸入空气量Ga被切换为过浓控制用吸入空气量GaR时，从步骤309进入步骤310。在步骤310中，实施追加的燃料Qa的喷射。在接下来的步骤311中，根据图25的映射图而计算出过浓控制用主燃料量QmR，并将主燃料量Qm设定为过浓控制用主燃料量QmR。在接下来的步骤312中，设置标记X(X＝1)。接着，进入步骤313。

在步骤313中，根据图26的映射图而计算出过浓控制用主燃料喷射正时θmR，并将主燃料喷射正时θm设定为过浓控制用主燃料喷射正时θmR。

在接下来的步骤314中，对是否应该结束过浓控制进行判断。当未被判断为应该结束过浓控制时进入步骤315。在步骤315中，根据图22的映射图而计算出过浓控制用低压侧EGR率REGRLR，并将目标低压侧EGR率REGRLT设定为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR。在接下来的步骤316中，根据图23的映射图而计算出过浓控制用高压侧EGR率REGRHR，并将目标高压侧EGR率REGRHT设定为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR。在接下来的步骤317中，根据图24的映射图而计算出过浓控制用节气门开度VTHR，并将节气门开度VTH设定为过浓控制用节气门开度VTHR。在接下来的步骤318中，根据图25的映射图而计算出过浓控制用主燃料量QmR，并将主燃料量Qm设定为过浓控制用主燃料量QmR。在接下来的步骤319中，根据图26的映射图而计算出过浓控制用主燃料喷射正时θmR，并将主燃料喷射正时θm设定为过浓控制用主燃料喷射正时θmR。在接下来的步骤320中，实施追加的燃料Qa的喷射。

当例如以固定时间而实施了过浓控制时，则判断为应该结束过浓控制。在判断为应该结束过浓控制时，从步骤314进入步骤321。在步骤321中，根据图17的映射图而计算出基本低压侧EGR率REGRLB，并将目标低压侧EGR率REGRLT设定为基本低压侧EGR率REGRLB。在接下来的步骤322中，根据图18的映射图而计算出基本高压侧EGR率REGRHB，并将目标高压侧EGR率REGRHT设定为基本高压侧EGR率REGRHB。在接下来的步骤323中，根据图19的映射图而计算出基本节气门开度VTHB，并将节气门开度VTH设定为基本节气门开度VTHB。在接下来的步骤324中，根据图20的映射图而计算出基本主燃料量QmB，并将主燃料量Qm设定为基本主燃料量QmB。在接下来的步骤325中，根据图21的映射图而计算出基本主燃料喷射正时θmB，并将主燃料喷射正时θm设定为基本主燃料喷射正时θmB。在接下来的步骤326中，停止追加的燃料Qa的喷射。在接下来的步骤327中，将标记X复位(X＝0)。

接下来，对本发明的其他的实施例进行说明。

在图16所示的实施例中，在开始进行过浓控制时，首先将低压侧EGR控制阀开度VEGRL切换为过浓控制用低压侧EGR控制阀开度VEGRLR，接着当低压侧EGR率REGRL从基本低压侧EGR率REGRLB被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR时，将高压侧EGR控制阀开度VEGRH切换为过浓控制用高压侧EGR控制阀开度VEGRHR。

在该情况下，过浓控制被开始的时间点处的基本低压侧EGR率REGRLB以及过浓控制用低压侧EGR率REGRLR根据该时间点处的内燃机运转状态而被规定。因此，从基本低压侧EGR率REGRLB向过浓控制用低压侧EGR率REGRLR变化的变化量dREGRL(＝REGRLB-REGRLR)有时小也有时大。

但是，在该变化量dREGRL较大时，低压侧EGR率REGRL切换到过浓控制用低压侧EGR率REGRLR需要较长时间，因此高压侧EGR控制阀开度VEGRH被切换为过浓控制用高压侧EGR控制阀开度VEGRHR需要较长时间。其结果为，从产生应该开始过浓控制的信号至追加的燃料Qa被喷射为止需要较长时间，因此废气的空燃比(A/F)in被切换为过浓为止需要较长时间。

因此，在本发明的其他的实施例中，在低压侧EGR率的变化量dREGRL与预先规定的界限量dREGRLX相比而较大时，目标低压侧EGR率REGRLT以及目标高压侧EGR率REGRHT同时分别被设定为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR以及过浓控制用高压侧EGR率REGRHR，由此使低压侧EGR控制阀开度VEGRL以及高压侧EGR控制阀开度VEGRH同时分别被设定为过浓控制用低压侧EGR控制阀开度VEGRLR以及过浓控制用高压侧EGR控制阀开度VEGRHR。其结果为，能够缩短至废气的空燃比(A/F)in被切换为过浓为止的时间。

图33表示变化量dREGRL大于界限量dREGRLX的情况。当在时间tc1下产生应该开始进行过浓控制的信号时，目标低压侧EGR率REGRLT从基本低压侧EGR率REGRLB被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR，由此低压侧EGR控制阀开度VEGRL从基本低压侧EGR控制阀开度VEGRLB被切换为过浓控制用低压侧EGR控制阀开度VEGRLR。同时，目标高压侧EGR率REGRHT从基本高压侧EGR率REGRHB被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR，由此高压侧EGR控制阀开度VEGRH从基本高压侧EGR控制阀开度VEGRHB被切换为过浓控制用高压侧EGR控制阀开度VEGRHR。此外，此时开始进行主燃料Qm的增量，主燃料喷射正时θm从基本主燃料喷射正时θmB被切换为过浓控制用喷射正时θmR。

在图17所示的示例中，接下来，当到时间tc2时，高压侧EGR率REGRH被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR。接下来，当到时间tc3时，低压侧EGR率REGRL被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR。在其他的示例中，首先将低压侧EGR率REGRL切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR，接着将高压侧EGR率REGRH切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR。在另一个示例中，低压侧EGR率REGRL以及高压侧EGR率REGRH大致同时分别被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR以及过浓控制用高压侧EGR率REGRHR。

无论如何，当低压侧EGR率REGRL以及高压侧EGR率REGRH分别被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR以及过浓控制用高压侧EGR率REGRHR时，节气门开度VTH均将从基本节气门开度VTHB被切换为过浓控制用节气门开度VTHR。

接下来，当在时间tc4处吸入空气量Ga被切换为根据过浓控制用节气门开度VTHR而被规定的过浓控制用吸入空气量GaR时，开始进行追加的燃料Qa的喷射。此外，此时主燃料Qm的增量被停止，并且将主燃料Qm切换为过浓控制用主燃料量QmR。

在变化量dREGRL小于界限量dREGRLX时，以与图16所示的实施例相同的方式，首先将低压侧EGR控制阀开度VEGRL切换为过浓控制用低压侧EGR控制阀开度VEGRLR，接着将高压侧EGR控制阀开度VEGRH切换为过浓控制用高压侧EGR控制阀开度VEGRHR。

图34至图36表示实施本发明的其他的实施例的过浓控制的程序。该程序通过图30的步骤203而被执行。

如果对图34至图36所示的程序与图31以及图32所示的程序的不同点进行说明，则在步骤300中，在标记被复位(X＝0)时，接下来将进入步骤300a。在步骤300a中，根据图17的映射图而计算出基本低压侧EGR率REGRLB，并根据图22的映射图而计算出过浓控制用低压侧EGR率REGRLR，并且计算出变化量dREGRL(dREGRL＝REGRLB-REGRLR)。在接下来的步骤300b中，对变化量dREGRL是否大于界限量dREGRLX进行判断。在dREGRL≤dREGRLX时，接着进入步骤301。

相对于此，当dREGRL＞dREGRLX时，接着将进入步骤300c，并且将目标低压侧EGR率REGRLT设定为通过步骤300a而被计算出的过浓控制用低压侧EGR率REGRLR。此外，根据图23的映射图而计算出过浓控制用高压侧EGR率REGRHR，并将目标高压侧EGR率REGRHT设定为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR。在接下来的步骤300d中，对低压侧EGR率REGRL是否已被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR且高压侧EGR率REGRH是否已被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR进行判断。在低压侧EGR率REGRL尚未被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR或高压侧EGR率REGRH尚未被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR时，接着进入步骤304。相对于此，在判断为低压侧EGR率REGRL已被切换为过浓控制用低压侧EGR率REGRLR且高压侧EGR率REGRH已被切换为过浓控制用高压侧EGR率REGRHR时，进入步骤308。

在上文所述的本发明的各个实施例中，为了使NO_X从排气净化催化剂13被排出而实施过浓控制。在其他的实施例中，为了使SO_X从排气净化催化剂13被排出而实施过浓控制。在该情况下的过浓控制中，排气净化催化剂13的温度被保持在SO_X释放温度(例如600℃)以上，并且流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F)in被保持在与理论空燃比相比而过浓。在另一个其他实施例中，为了使排气净化催化剂13的温度上升而实施过浓控制。在该情况下的过浓控制中，流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F)in被保持在与理论空燃比相比而过稀。

另外，作为另一个实施例，还可以在排气净化催化剂13上游的内燃机排气通道内配置用于对碳氢化合物进行重整的氧化催化剂。

符号说明

2 燃烧室；

4 进气歧管；

5 排气歧管；

10 节气门；

12a、12b、12c 排气管；

13 排气净化催化剂；

15 碳氢化合物供给阀；

16H 高压侧EGR通道；

16L 低压侧EGR通道；

17H 高压侧EGR控制阀；

17L 低压侧EGR控制阀。

Claims

1.一种内燃机的排气净化装置，所述内燃机具备：

排气涡轮增压器，其通过被配置于内燃机排气通道内的排气涡轮而对被配置于节气门上游的内燃机进气通道内的压缩机进行驱动；

高压侧废气再循环通道，其对所述排气涡轮上游的内燃机排气通道与所述节气门下游的内燃机进气通道进行连结；

低压侧废气再循环通道，其对所述排气涡轮下游的内燃机排气通道与所述压缩机上游的内燃机进气通道进行连结；

高压侧废气再循环控制阀，其为了控制高压侧废气再循环率而被配置于所述高压侧废气再循环通道内；

低压侧废气再循环控制阀，其为了控制低压侧废气再循环率而被配置于所述低压侧废气再循环通道内，

所述内燃机的排气净化装置实施如下的过浓控制，即，通过在被配置于所述进气通道内并对吸入空气量进行控制的所述节气门的开度即节气门开度从基本节气门开度被切换至小于所述基本节气门开度的过浓控制用节气门开度、且高压侧废气再循环率从基本高压侧废气再循环率被切换至与所述基本高压侧废气再循环率不同的过浓控制用高压侧废气再循环率、且低压侧废气再循环率从基本低压侧废气再循环率被切换至与所述基本低压侧废气再循环率不同的过浓控制用低压侧废气再循环率的状态下，在膨胀行程或排气行程中向气缸内喷射追加的燃料，从而使从内燃机燃烧室被排出的废气的空燃比暂时性地降低，

所述内燃机的排气净化装置的特征在于，

在开始实施所述过浓控制时，第一对低压侧废气再循环控制阀开度进行控制以使所述低压侧废气再循环率被切换为所述过浓控制用低压侧废气再循环率，第二对高压侧废气再循环控制阀开度进行控制以使所述高压侧废气再循环率被切换为所述过浓控制用高压侧废气再循环率，第三使所述节气门开度被切换为所述过浓控制用节气门开度，第四开始实施追加的燃料的喷射。

2.如权利要求1所述的排气净化装置，其中，

在所述低压侧废气再循环率被切换至所述过浓控制用低压侧废气再循环率时，对所述高压侧废气再循环控制阀开度进行控制以使所述高压侧废气再循环率被切换为所述过浓控制用高压侧废气再循环率。

3.如权利要求1或2所述的排气净化装置，其中，

在所述低压侧废气再循环率从所述基本低压侧废气再循环率被切换至所述过浓控制用低压侧废气再循环率时的所述低压侧废气再循环率的变化量大于预先规定的界限量时，在对所述低压侧废气再循环控制阀开度进行控制以使所述低压侧废气再循环率被切换为所述过浓控制用低压侧废气再循环率的同时，对所述高压侧废气再循环控制阀开度进行控制以使所述高压侧废气再循环率被切换为所述过浓控制用高压侧废气再循环率。

4.如权利要求1或2所述的排气净化装置，其中，

在所述低压侧废气再循环率被切换至所述过浓控制用低压侧废气再循环率时以及所述高压侧废气再循环率被切换至所述过浓控制用高压侧废气再循环率时，将所述节气门开度切换为所述过浓控制用节气门开度。

5.如权利要求1或2所述的排气净化装置，其中，

在所述节气门开度被切换至所述过浓控制用节气门开度后，且在吸入空气量被切换至根据所述过浓控制用节气门开度而被规定的过浓控制用吸入空气量时，开始实施追加的燃料的喷射。

6.如权利要求1或2所述的排气净化装置，其中，

从所述低压侧废气再循环控制阀开度被切换至所述过浓控制用低压侧废气再循环控制阀开度起至开始实施追加的燃料的喷射为止，使主燃料量被增量。

7.如权利要求6所述的排气净化装置，其中，

根据泵气损失相对于基本泵气损失的偏差而对主燃料的增量的量进行设定，其中，所述基本泵气损失根据所述基本节气门开度、所述基本高压侧废气再循环率以及所述基本低压侧废气再循环率而被规定。

8.如权利要求1、2、7中的任意一项所述的排气净化装置，其中，

在对所述低压侧废气再循环控制阀开度进行控制以使所述低压侧废气再循环率被切换为所述过浓控制用低压侧废气再循环率时，主燃料喷射正时从基本主燃料喷射正时被切换为过浓控制用主燃料喷射正时。

9.如权利要求1、2、7中的任意一项所述的排气净化装置，其中，

在内燃机排气通道内配置排气净化催化剂并且在所述排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内配置碳氢化合物供给阀，

在所述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所述贵金属催化剂周围形成有碱性的废气流通表面部分，

所述排气净化催化剂具有如下的性质，即，当使流入所述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包含的NO_X进行还原，并且具有如下的性质，即，当使所述碳氢化合物浓度的振动周期长于所述预先规定的范围时增大废气中所包含的NO_X的吸留量，

所述内燃机的排气净化装置选择性地使用第一NO_X净化方法和第二NO_X净化方法，所述第一NO_X净化方法为，通过从所述碳氢化合物供给阀以所述预先规定的范围内的周期来喷射碳氢化合物从而对废气中所包含的NO_X进行净化的方法，所述第二NO_X净化方法为，通过以与所述预先规定的范围相比而较长的周期而将流入所述排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓从而使吸留NO_X从所述排气净化催化剂中被释放出而对NO_X进行净化的方法，

在所述第二NO_X净化方法中，实施所述过浓控制，以使将流入所述排气净化催化剂的废气的空燃比设为与理论空燃比相比而过浓。