CN101688460A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

内燃机的排气净化装置

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、微粒过滤器、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)。

专利文献1：日本特表2006-512529号公报

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，采用以下手段。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。

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，例如可以使微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1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供给要求不重叠，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，通过在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，进入空气量增加了，则不得不更多地供给HC。这是因为，由于进入空气量增多，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级对换后的状态，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，是在要使尿素选择还原型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。另外，也可以分别具备吸留还原型NOx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，也可以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。

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，为了使微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。

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NOx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。

附图说明

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是表示具备氨生成催化剂和NOx催化剂的排气系统的概略构成的图。

图10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：1-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-尿素选择还原型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-NO₂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1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，根据后述的来自ECU7的信号进行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，使流入到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的硫中毒恢复时，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，而间歇地被设成浓空燃比。

另外，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，从第二添加阀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1中，还设置有用于控制该内燃机1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1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。

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，设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进行的用于硫中毒恢复的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进行的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，使来自第二添加阀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进行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一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而优先进行从第一添加阀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，若使从第二添加阀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的温度上升到硫中毒恢复所需要的温度的期间(以下，成为升温阶段)，即使从第一添加阀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，由于能够使几乎全部的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1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第二添加阀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本程序。

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来使过滤器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600℃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排出硫成分的HC添加。此外，若使开始从第一添加阀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，停止从第一添加阀5添加HC。即，由于有可能使NOx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。

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添加量设成，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Qadsum1(mm³)，以下将第二添加阀6的添加量累计值，设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Qrqsum1(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，可以利用以下公式推定停止从第一添加阀5添加HC的期间。

Tlean1＝(Qadsum1一Qrqsum1)/Qrq1 …(1)

其中，Tlean1是推定期间(sec)，Qrq1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)(mm³/sec)。该推定期间Tlean1，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，根据流入到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Qrqsum1。预先通过实验等求出这些参数与第一要求添加量累计值Qrqsum1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Qrqsum1。而且，利用公式(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+Qrq2×Tlean1

其中，Qrq2是第二添加阀6的每单位时间的要求添加量(以下，称为第二要求添加量瞬时值)(mm³/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，可以利用以下公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’/Tlean1

此外，从第二添加阀6添加HC是间歇地进行的。这是因为，例如若从第二添加阀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1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，可以利用以下公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，在已停止从第一添加阀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，可以使开始从第一添加阀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6设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，不从第二添加阀6添加HC，在成为下限值以上时添加该累计值的量的HC。

可以利用以下公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，可以利用以下公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1的负荷变高，则有时第一要求添加量累计值Qrqsum1(mm³)会增多。由此，有时从第一添加阀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，设为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1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，可以用以下公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1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1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，有可能使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，设为可以继续过滤器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的温度降低，因此可以从该第一添加阀5进行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。用C表示的时间，是在内燃机1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1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1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。另外，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吸留量累计值的阈值，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吸留量累计值为阈值以上的情况下，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，从第一添加阀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，与通常相比使来自第二添加阀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1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1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1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的信号进行开阀，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中被氧化而产生热，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1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。

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1的排气通路2上，从内燃机1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、NO₂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、NO₂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，NO₂生成催化剂37提高排气中的NO₂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，当正在从第一添加阀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。

Claims (15)

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1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1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1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，将向上述第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微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含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1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。

Images