CN103270273A - 内燃机的排气加热装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的排气加热装置（44）用于对从内燃机向排气净化装置引导（38）中的排气进行加热，在该内燃机中串联地装有第一增压器（36）及与其相比配置在排气通路（27）的上游侧并用在内燃机的低旋转区域的第二增压器（37），所述内燃机具有：绕过第一增压器的排气涡轮（36b）的第一旁通通路（29）、绕过第二增压器的排气涡轮（37b）的第二旁通通路（32）、以及用于对所述第一旁通通路及第二旁通通路分别开闭的两个开闭阀（31、34），所述排气加热装置（44）配置在排气通路（27s）中的比排气通路和第二旁通通路的汇合部（33c）靠上游且比第二增压器的排气涡轮靠下游的位置，在排气通路中的比排气通路和第二旁通通路的分支部（33d）靠下游且比第二增压器的排气涡轮靠上游的位置，配置有能够调节流经该排气通路的排气的流量的阀（41）。

Description

内燃机的排气加热装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及在设置有排气净化装置的内燃机中为了使排气净化装置活化并维持活性状态而提高排气的温度的排气加热装置。
背景技术
能够比较容易地实现内燃机输出的提高的增压器存在与此同时带来燃料消耗增加这样的趋势。近年来，为了应对针对降低装有这样的增压器的内燃机的燃料消耗的强烈要求，在专利文献1、专利文献2中提出有装有特性不同的两台增压器的内燃机。两者都具有主要在内燃机的低旋转区域起作用的第一增压器和主要在除此之外的旋转区域起作用的第二增压器，相对于进气排气通路，将它们串联或并列地配置。
另一方面，为了应对内燃机的严格的排气限制，需要在内燃机起动时促进排气净化装置的活化、在内燃机的运转中维持排气净化装置的活性状态。因此，在比排气净化装置靠上游侧的排气通路中装有排气加热装置的内燃机在专利文献3等中被提出。该排气加热装置在排气中生成加热气体，将所生成的加热气体供给到下游侧的排气净化装置中，从而促进排气净化装置的活化、维持活性状态。因此，排气加热装置通常具有：将燃料供给到排气通路中的燃料供给阀、以及通过加热该燃料并对其点火而生成加热气体的电热塞等点火装置。并且，也已知有如下的排气加热装置：为了谋求该加热气体的升温，将小型的氧化催化剂配置在比点火装置靠下游侧的排气通路中。该氧化催化剂是具有其自身的发热功能和使燃料向低碳成分重整的重整功能的催化剂，但与作为排气净化装置的一部分而使用的氧化催化剂的组成不同。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-255902号公报
专利文献2：日本特开2009-270470号公报
专利文献3：日本特开2006-112401号公报
发明内容
发明要解决的课题
兼顾输出特性及燃料消耗与清洁的排气的内燃机在今后会成为重要的技术这是显而易见的，出于这种观点，可考虑将排气加热装置进而装入上述的装有两级式的排气涡轮式增压器的内燃机中。
在专利文献3公开的排气加热装置中，在与内燃机相关的进气流量变大的运转状态的情况下，流经排气通路的排气的流速也相对上升。因此，从排气加热装置的燃料供给阀被供给到了排气通路中的燃料不能停留在点火装置周围，即便点火了，也可能因排气的流动而导致火焰被吹灭，使得未燃烧的燃料向排气净化装置侧流入。
另一方面，在装有两级式的排气涡轮式增压器的内燃机中，基本上存在排气流量增多的趋势。而且，由于排气分别通过两台增压器的排气涡轮，因此，因向外部的散热、排气涡轮自身的热容量而导致排气温度大幅降低。其结果是，上述的不良情况更显著地呈现，仅在车辆的减速时等排气流量少时能够使排气加热装置工作。
本发明的目的在于提供一种排气加热装置，在装有两级式的排气涡轮式增压器的内燃机中，可以使燃料的点火稳定地持续。
用于解决课题的方案
本发明第一形态的内燃机的排气加热装置用于对从内燃机向排气净化装置引导的排气进行加热，该内燃机在排气通路中串联地装有第一排气涡轮式增压器及与该第一排气涡轮式增压器相比配置在所述排气通路的上游侧并主要用在内燃机的低旋转区域的第二排气涡轮式增压器，所述内燃机具有：绕过所述第一排气涡轮式增压器的排气涡轮的第一旁通通路、绕过所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮的第二旁通通路、以及用于对所述第一旁通通路及第二旁通通路分别独立地进行开闭的两个开闭阀，所述内燃机的排气加热装置的特征在于，该排气加热装置配置在所述排气通路中的比所述排气通路和所述第二旁通通路的汇合部靠上游且比所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮靠下游的位置，在所述排气通路中的比所述排气通路和所述第二旁通通路的分支部靠下游且比所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮靠上游的位置，配置有能够调节流经该排气通路的排气的流量的阀。
在本发明中，在需要使排气加热装置工作的情况下，将大部分排气引导到第二旁通通路，对阀的开度进行调节，使得一部分排气流过第二排气涡轮式增压器的排气涡轮向排气加热装置引导。由该排气加热装置的工作产生的加热气体，在排气通路和第二旁通通路的汇合部与流经第二旁通通路的排气汇合，并向排气净化装置流入。
在本发明的内燃机的排气加热装置中，排气加热装置可以构成为具有：用于将燃料供给到排气通路中的燃料供给阀、以及用于对从该燃料供给阀供给到了排气通路中的燃料点火并使其燃烧的点火构件。在这种情况下，可以在点火构件和排气净化装置之间的排气通路的中途配置氧化催化剂。另外，在使用点火构件对燃料点火的情况下，优选为，阀的开度被调节成使通过第二排气涡轮式增压器的排气涡轮的排气的流量比流经第二旁通通路的排气的流量少。
本发明的第二形态是上述本发明的第一形态的排气加热装置的控制方法，其特征在于，具有：判定排气净化装置是否活化的步骤；检测内燃机的旋转速度的步骤；基于检测到的内燃机的旋转速度，设定所述阀的开度的步骤；以及在判断为所述排气净化装置未活化的情况下，驱动所述阀以使该阀成为已设定的开度，将规定流量的排气引导到所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮中，并且使排气加热装置工作的步骤。
在本发明中，在不需要将排气引导到第二排气涡轮式增压器中的运转状态的情况下，例如在内燃机处于低旋转以外的区域的情况下，调节处于闭阀状态的阀的开度，使得规定流量的排气也被引导到第二排气涡轮式增压器的排气涡轮中的同时，使排气加热装置运转。由此产生的加热气体在排气通路和第二旁通通路的汇合部与流经第二旁通通路的排气汇合，并向排气净化装置流入。
在本发明的第二形态的排气加热装置的控制方法中，在判断为排气净化装置未活化的情况下、驱动阀以使该阀成为已设定的开度、将规定流量的排气引导到第二排气涡轮式增压器的排气涡轮中、并且使排气加热装置工作的步骤，可以包括驱动第二开闭阀以使第二旁通通路成为全打开状态的步骤。
发明的效果
根据本发明，即便在装有两级式的排气涡轮式增压器的内燃机中，也可以通过调节阀的开度使排气加热装置稳定地工作。而且，可以使加热气体在与排气通路汇合的汇合部与流经第二旁通通路的排气高效地混合。
在将氧化催化剂配置在点火构件和排气净化装置之间的排气通路的中途的情况下，可以更高效地使加热气体高温化。
在调节了阀的开度以使流经第一排气通路的排气的流量比流经第二排气通路的排气的流量少的情况下，可以更可靠地产生稳定的加热气体。
在调节了阀的开度以使通过第二排气涡轮式增压器的排气涡轮的排气的流量比流经第二旁通通路的排气的流量少并使用点火构件对燃料点火的情况下，可以更可靠地产生稳定的加热气体。
附图说明
图1是本发明的内燃机的排气加热装置的一实施方式的概念图。
图2是图1所示的实施方式中的主要部分的控制框图。
图3是表示发动机转速和涡轮转速之间的关系的曲线图。
图4是表示图1所示的实施方式中的排气加热装置的控制顺序的流程图。
具体实施方式
参照图1～图4详细说明将本发明应用于装有串联式的两级式的排气涡轮式增压器的压燃式的内燃机中的实施方式。但是，本发明并不仅限于如上所述的实施方式，可以根据所要求的特性，自由变更其结构。例如，对于将汽油、醇或LNG（液化天然气）等作为燃料并利用火花塞对其点火的火花点火式内燃机，本发明也是有效的。
图1示意性表示本实施方式中的发动机系统的主要部分，图2表示其控制模块，但为了便于说明而省略了用于进气排气的气门机构、EGR装置等。本实施方式中的发动机10是通过将作为燃料的轻油从燃料喷射阀11直接喷射到处于压缩状态的燃烧室12内来使其自发点火的压燃式的多气缸（在图示例中为4气缸）内燃机。但是，从本发明的特性来看，可以是单气缸的内燃机。从该燃料喷射阀11被供给到燃烧室12内的燃料的量及喷射正时，基于驾驶员踩踏加速踏板13的踩踏量和车辆的运转状态，由ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）14控制。加速踏板13的踩踏量由油门开度传感器15检测，其检测信息被输出到ECU14中，用于设定从燃料喷射阀11喷射燃料的喷射量等。
经由进气歧管16与发动机10连接的进气管17与进气歧管16一同划分出进气通路18，在其上游侧及下游侧具有与划分出进气旁通通路19的进气旁通管20分支或汇合的分支部20d及汇合部20c。即，进气旁通管20的两端在进气通路18的上游侧的分支部20d和下游侧的汇合部20c与进气管17连接。换言之，位于分支部20d和汇合部20c之间的进气管17的部分与进气旁通管20成为并列配置的状态。以下，为了便于说明而将比分支部20d靠上游侧的进气通路18称为第一进气通路18f。另外，为了便于说明而将由分支部20d和汇合部20c之间的进气管17划分出的部分称为第二进气通路18s。
在比分支部20d更靠上游侧的进气管17中安装有空气流量计21和进气温度传感器22，与由所述空气流量计21和进气温度传感器22检测到的进气流量及进气温度相关的信息被输出到ECU14中。ECU14基于来自这些空气流量计21及进气温度传感器22的检测信息等，进行从燃料喷射阀11喷射燃料的喷射量的修正。
在比汇合部20c更靠下游侧的进气管17中设置有：为了提高流经进气通路18的进气的填充密度而对进气进行冷却的中间冷却器23、以及用于调节进气通路18的开度的节气门24。本实施方式中的节气门24以电气方式与加速踏板13连接，以便相对于由驾驶员调节踩踏量的加速踏板13的开度，根据车辆的运转状态，由ECU14修正进气通路18的开度。但是，当然也可以采用以机械方式与加速踏板13连接的节气门24，以使进气通路18的开度与该加速踏板13的开度准确地对应。
在进气旁通管20的中途设置有用于开度进气旁通通路19的进气旁通阀25。旁通阀驱动电机26与该进气旁通阀25连结，根据车辆的运转状态，ECU14控制旁通阀驱动电机26的工作，以便切换进气旁通阀25的开闭动作。
划分出排气通路27的排气管28在其上游侧及下游侧具有与划分出第一排气旁通通路29的第一排气旁通管30分支或汇合的分支部30d及汇合部30c。即，第一排气旁通管30的两端在排气通路27的上游侧的分支部30d和下游侧的汇合部30c与排气管28连接。换言之，位于排气通路27的上游侧的分支部30d和下游侧的汇合部30c之间的排气通路27的部分（以下，为了便于说明而将该部分记为第一排气通路27f）和第一排气旁通通路29成为并列配置的状态。在该第一排气旁通管30中设置有用于开闭第一排气旁通通路29的第一排气旁通阀31，其开闭动作基于车辆的运转状态由ECU14控制。此前的旁通阀驱动电机26与本实施方式中的第一排气旁通阀31和进气旁通阀25一同连结，与该进气旁通阀25的开闭动作大致相反地连动地对第一排气旁通通路29进行开闭。但是，也可以相对于该第一排气旁通阀31连结单独的促动器，并相对于进气旁通阀25独立地进行第一排气旁通通路29的开闭操作。
在位于比从第一排气旁通管30分支的分支部30d更靠上游侧的位置的排气管28中，在其上游侧及下游侧还具有与划分出第二排气旁通通路32的第二排气旁通管33分支或汇合的分支部33d及汇合部33c。即，第二排气旁通管33的两端在排气通路27的上游侧的分支部33d和下游侧的汇合部33c与排气管28连接。换言之，位于排气通路27的上游侧的分支部33d和下游侧的汇合部33c之间的排气通路27的部分（以下为便于说明而将其记为第二排气通路27s）与第二排气旁通通路32成为并列配置的状态。在该第二排气旁通管33中设置有用于开闭第二排气旁通通路32的第二排气旁通阀34，其开闭动作基于车辆的运转状态由ECU14控制。在本实施方式中，第二旁通阀驱动电机35与该第二排气旁通阀34连结，经由该第二旁通阀驱动电机35控制第二排气旁通阀34的开闭动作。
第一增压器36跨设于第一进气通路18f和第一排气通路26f，该第一增压器36的压缩机36a位于第一进气通路18f中，并且，排气涡轮36b位于第一排气通路27f中。因此，在分支部30d从第一排气通路27f分支的第一排气旁通通路29，以绕过了第一增压器36的排气涡轮36b的状态在其下游侧的汇合部30c与第一排气通路27f一同汇合于排气通路27。另外，与第一增压器36相比主要用在发动机10的低旋转区域的第二增压器37跨设于第二进气通路18s和第二排气通路26s。该第二增压器37的压缩机37a位于第二进气通路18s中，该第二增压器37的排气涡轮37b位于由第二排气旁通管33划分出的第二排气通路27s中。因此，在分支部33d从第二排气通路27s分支的第二排气旁通通路32，以绕过了第二增压器37的排气涡轮37b的状态在其下游侧的汇合部33c与第二排气通路27s一同汇合于比分支部30d靠上游侧的排气通路27。
用于对由燃烧室12内的混合气体的燃烧而生成的有害物质进行无害化处理的排气净化装置38，与位于比与所述第一排气旁通管30汇合的汇合部30c靠下游侧的位置的排气管28连结。本实施方式中的排气净化装置38从排气通路27的上游侧开始依次具有氧化催化剂39、三元催化剂以及NOX催化剂，但为了便于说明，仅图示出在最上游端侧配置的氧化催化剂39。在该氧化催化剂39中装有对其温度（以下将其记为催化剂温度）Tn进行检测并将检测到的温度输出到ECU14中的催化剂温度传感器40。
在比第二增压器37的排气涡轮37b靠上游且比从第二排气旁通管33分支的分支部33d靠下游侧的第二排气通路27s的中途，设置有能够调节流经该第二排气通路27s的排气的流量的流量调节阀41。另外，在该流量调节阀41上连结有用于检测其开度的阀开度传感器42，其检测信息被输出到ECU14中。由ECU14控制其工作的调节阀驱动电机43也与流量调节阀41连结，基于车辆的运转状态及来自阀开度传感器42的检测信息，调节该流量调节阀的开度。
另外，由第二旁通阀驱动电机35进行的此前的第二排气旁通阀34的开闭动作相对于流量调节阀41的开闭动作，基本上相反地被驱动。更具体地说，仅在流量调节阀41处于全打开状态的情况下将第二排气旁通阀34保持在全关闭状态。与此相对，在排气被引导到第二排气旁通通路27s中的情况下，第二排气旁通阀34及流量调节阀41的开度被控制，以便达到所需要的增压压力。
在比第二增压器37的排气涡轮37b靠下游且比与第二排气旁通管33汇合的汇合部33c靠上游侧的第二排气通路27s的中途，装有排气加热装置44。该排气加热装置44用于生成加热气体并将其供给到在下游侧配置的排气净化装置38中，以使其活化并维持活性状态。本实施方式中的排气加热装置44从上游侧开始依次具有：燃料供给阀45、作为本发明中的点火构件的电热塞46、以及辅助氧化催化剂47。
燃料供给阀45用于将燃料供给到第二排气通路27s内，基于排气净化装置38是否处于活性状态和车辆的运转状态，由ECU14控制该燃料供给阀的供给正时、供给量。从该燃料供给阀45向第二排气通路27s内供给燃料的供给动作在排气净化装置38处于非活性状态的情况下进行。因此，即便在不需要将排气引导到第二排气通路27s中的运转状态、即不需要使第二增压器37起作用的运转状态下，也根据需要使排气加热装置44工作。另外，即便在将排气引导到第二排气通路27s中以使第二增压器37起作用的运转状态下，也根据需要使排气加热装置44工作。
电热塞46是在从燃料供给阀45被供给到了第二排气通路27s内的燃料不自发点火这样的情况下用于对其点火的部件。在该电热塞46上连接有用于向其供电的未图示的直流电源和升压电路，该电热塞46的表面温度由ECU14控制。另外，作为本发明的点火构件，也可以代替电热塞46而使用陶瓷加热器等。
辅助氧化催化剂47配置在电热塞46和排气净化装置38之间的排气通路27的中途。在本实施方式中，虽然将该辅助氧化催化剂47配置在比汇合部33c靠上游侧的第二排气通路27s中，但也可以配置在比汇合部33c靠下游侧的排气通路27中。辅助氧化催化剂47具有比第二排气通路27s的截面积小的截面积，因此，一部分排气能够不流过该辅助氧化催化剂47地通过。即，流过辅助氧化催化剂47的排气的流速比不流过辅助氧化催化剂47的排气的流速低，能够使流过辅助氧化催化剂47的排气进一步升温。在辅助氧化催化剂47处于足够的高温、即活化的状态下，也可以切断对电热塞46通电、使混合气体在辅助氧化催化剂47内直接燃烧。但是，在发动机10的冷起动时等辅助氧化催化剂47未活化的情况下，需要对电热塞46进行通电。另外，在辅助氧化催化剂47成为高温时，未燃烧混合气体中的碳数量多的碳氢化合物分解，被重整为碳数量少的反应性高的碳氢化合物。换言之，该辅助氧化催化剂47一方面作为其自身急速发热的急速发热体起作用，另一方面也作为生成被重整的燃料的燃料重整催化剂起作用。在本实施方式中，设置有检测辅助氧化催化剂47的温度（以下将其记为辅助催化剂温度）TSn并将其输出到ECU14中的辅助温度传感器48。而且，基于来自该辅助温度传感器48的检测信息，由ECU14确定是否存在对电热塞46进行的通电。
像这样，在第二排气通路27s中生成加热气体，成为了高温的排气流过辅助氧化催化剂47进一步升温，未燃烧气体也借助辅助氧化催化剂47燃烧或被重整为活性高的碳氢化合物。接着，它们成为在汇合部33c与流经第二排气旁通通路32的排气混合的状态并向排气净化装置38侧供给。其结果是，即便在车辆行驶中，也可以迅速使排气净化装置31活化并维持活性状态。
另外，为了提高从燃料供给阀45喷射到了第二排气通路27s内的燃料的点火性，与燃料供给阀45及电热塞46相对地设置呈板状的气化促进部件也是有效的。该气化促进部件具有如下功能：从燃料供给阀45喷射的燃料与其碰撞，从而使燃料飞散以促进燃料的雾化即气化。
图3表示本实施方式中的第一及第二增压器36、37的特性。惯性质量相对较大的第一增压器36几乎不具有发动机旋转速度、即每单位时间的发动机转速Nn不足规定转速NR（以下将其记为增压状态判定转速）的区域内的增压能力。即，发动机转速Nn为增压状态判定转速NR以上的区域是第一增压器36发挥增压能力的区域。与此相对，惯性质量相对较小的第二增压器37从第一增压器36不起作用的低发动机转速的区域起发挥增压能力。因此，在发动机转速Nn不足增压状态判定转速NR的情况下，ECU14不使第一增压器36工作而使第二增压器37工作。具体而言，将第一排气旁通阀31及流量调节阀41基本上保持在大致全打开状态，将进气旁通阀25及第二排气旁通阀34保持在全关闭状态。另外，在发动机转速Nn为增压状态判定转速NR以上的情况下，不使第二增压器37工作而使第一增压器36工作。具体而言，将第一排气旁通阀31及流量调节阀41保持在全关闭状态，将进气旁通阀25及第二排气旁通阀34基本上保持在大致全打开状态。因此，发动机10的曲轴转角相位由曲轴转角传感器49检测，其检测信息被输出到ECU14中，ECU14基于来自该曲轴转角传感器49的信息算出发动机转速Nn。
在为了谋求排气净化装置38的活化而需要从燃料供给阀45将燃料供给到第二排气通路27s中的情况下，仅一部分排气向第二排气通路27s流动。具体而言，将流量调节阀41从全打开状态稍微缩小开度或从全关闭状态稍微打开，并且，控制第二排气旁通阀34的开度以使要供给的量的排气被引导到第二排气通路27s中。由此，从燃料供给阀45喷射到第二排气通路27s的燃料由电热塞46点火且不会失火地成为加热气体，在与第二排气旁通管33汇合的汇合部33c，与从第二排气旁通通路32流入的排气混合。而且，排气净化装置38的活化被促进。
ECU14对进气旁通阀25及第一、第二排气旁通阀31、34以及流量调节阀41、排气加热装置44即燃料供给阀45及电热塞46的工作进行控制。对上述部件进行的控制基于车辆的运转状态和来自辅助温度传感器48及催化剂温度传感器40的检测信号，按照预先设定的程序如下进行。即，基于来自催化剂温度传感器40的检测信号，在氧化催化剂39的温度Tn不足作为其活化的指标的温度（以下将其记为活化指标温度）TR的情况下，判断为排气净化装置38未活化，使排气加热装置44工作。反之，在催化剂温度Tn为该活化指标温度TR以上的情况下，判断为排气净化装置38已活化并停止排气加热装置44的工作。另外，在辅助氧化催化剂47的温度TSn不足作为其活化的指标的温度（以下将其记为活化指标温度）TSR的情况下，判断为辅助氧化催化剂47未活化并对电热塞46通电。反之，在辅助催化剂温度TSn为活化指标温度TSR以上的情况下，判断为辅助氧化催化剂47已活化并停止对电热塞46通电。另一方面，在发动机转速Nn为增压状态判定转速NR以上的状态下使排气加热装置44工作的情况下，只要将处于全关闭状态的流量调节阀41保持在稍微打开的状态即可。即，可以将进气旁通阀25、第二排气旁通阀34保持在全打开状态并将第一排气旁通阀31保持在全关闭状态。这样，将一部分排气引导到第二排气通路27s中，可以进行燃料的点火并且防止燃料的失火（作为一例，成为图3的箭头A那样的特性）。反之，在发动机转速Nn不足增压状态判定转速NR的情况下，在将进气旁通阀25、第二排气旁通阀34保持在全关闭状态并将第一排气旁通阀31、流量调节阀41保持在全打开状态时，有可能导致燃料不点火或失火。因此，在这种情况下，将流量调节阀41保持在从全打开状态稍微打开的状态，并且，控制处于全关闭状态的第二排气旁通阀34的开度，以使要供给的量的排气被引导到第二排气通路27s。由此，将大部分排气引导到第二排气旁通通路32中，被供给到第二排气通路27s中的燃料不产生失火（作为一例，成为图3的箭头B那样的特性）。
像这样，此前的流量调节阀41的开度被调节，以免从上述的排气加热装置44的燃料供给阀45被供给到第二排气通路27s中的燃料失火。即，使被引导到第二排气通路27s中的排气的流量比流经第二排气旁通通路32的排气的流量少。更具体地说，流量调节阀41的开度经由调节阀驱动电机43由ECU14设定成，使得由第二排气通路27s内的燃料的点火而产生的火焰不失火这种程度的流速的排气流经第二排气通路27s。由此，可以使不产生失火这样的规定流量的排气流到第二排气通路27s中，可以将利用排气加热装置44得到的加热气体向排气净化装置38引导。
图4的流程图表示如上所述的排气加热装置44的控制顺序。即，在S11的步骤中判定由催化剂温度传感器40检测到的氧化催化剂39的温度Tn是否不足该活化指标温度TR。在此，在判断为催化剂温度Tn为活化指标温度TR以上、即由于氧化催化剂39处于活性状态而不需要使排气加热装置44工作的情况下，什么都不做而反复进行该S11的步骤中的判定处理。另外，当在S11的步骤中判断为催化剂温度Tn不足活化指标温度TR、即由于氧化催化剂39处于非活性状态而需要使排气加热装置44工作的情况下，转到S12的步骤。在该S12的步骤中，判定由辅助温度传感器48检测到的辅助氧化催化剂47的温度TSn是否不足该活化指标温度TSR。在此，在判断为辅助催化剂温度TSn不足活化指标温度TSR、即由于辅助氧化催化剂47处于非活性状态而需要对电热塞46通电的情况下，转到S13的步骤。在该S13的步骤中，判定用于向电热塞46通电的标记是否已被设定。由于最初该标记未被设定，因此转到S14的步骤并设定标记，并且，在S15的步骤中对电热塞46通电。而且，在S15的步骤中，基于发动机转速Nn设定进气旁通阀25、第一、第二排气旁通阀31、34及流量调节阀41的开闭状态。
例如，在发动机转速Nn不足增压状态判定转速NR的情况下，进气旁通阀25、第二排气旁通阀34成为全关闭状态，与此相对，第一排气旁通阀31、流量调节阀41被保持在全打开状态。因此，流量调节阀41及第二排气旁通阀34的开度被控制，以便成为在由电热塞46对被供给到了第二排气通路27s中的燃料点火的情况下使得燃料不失火这种程度的流速。更具体地说，将流量调节阀41从全打开状态缩小开度并且控制第二排气旁通阀34的开度，使得所需的量的排气被引导到第二排气通路27s中。由此，流经第二排气通路27s的排气的流量被节流，将剩下的排气向第一排气旁通通路32引导。另外，在发动机转速Nn为增压状态判定转速NR以上的情况下，进气旁通阀25、第二排气旁通阀34成为全打开状态，与此相对，第一排气旁通阀31及流量调节阀41被保持在全关闭状态。因此，将流量调节阀41从全关闭状态稍微打开，以使被供给到了第二排气通路27s中的燃料点火，从而将一部分排气也引导到第二排气通路27s中。
接着，在S17的步骤中，从燃料供给阀45将燃料喷射到第二排气通路27s中。由此，在排气稍微流动的第二排气通路27s中进行燃料的点火，所得到的加热气体通过辅助氧化催化剂47进一步升温。接着，在与第一排气旁通通路32汇合的汇合部33c，与流到此处的排气混合后向排气净化装置38被引导，从而实现排气净化装置38的升温。接着，在S18的步骤中判定由催化剂温度传感器40检测到的催化剂温度Tn是否为该活化指标温度TR以上。在此，在判断为催化剂温度Tn不足活化指标温度TR、即由于氧化催化剂39处于非活性状态而需要使排气加热装置44的工作继续的情况下，回到S12的步骤并重复此前的处理。另外，在判断为催化剂温度Tn为活化指标温度TR以上、即由于氧化催化剂39成为了活性状态而需要使排气加热装置44的工作停止的情况下，转到S19的步骤。在该S19的步骤中，判定是否进行了标记的设定，在判断为标记已被设定的情况下，在S20的步骤中停止对电热塞46通电，接着在S21的步骤中使标记复位。此后，在S22的步骤中使来自燃料供给阀45的燃料的供给停止，并且，结束S16的步骤中的阀开度控制，再次回到S11的判定步骤。由此，进气旁通阀25、第一、第二排气旁通阀31、34及流量调节阀41的开闭状态被控制成使第一及第二增压器36、37根据发动机转速Nn最有效地进行工作。
另一方面，当在此前的S13的步骤中判断为标记已被设定、即电热塞46处于通电状态的情况下，直接转到S16的步骤并使排气加热装置44的工作继续。
另外，当在此前的S12的步骤中判断为辅助催化剂温度TSn为活化指标温度TSR以上、即由于辅助氧化催化剂47处于活性状态而不需要对电热塞46通电的情况下，转到S23的步骤。在该S23的步骤中，判定标记是否已被设定。当在此判断为标记已被设定、即对电热塞46进行通电的情况下，转到S24中并停止对电热塞46通电，接着在S21的步骤中使标记复位。此后，转到此前的S16的步骤并使排气加热装置44的工作继续。与此相对，当在S23的步骤中判断为标记未被设定、即电热塞46处于不通电状态的情况下，直接转到S16的步骤并使排气加热装置44的工作继续。
另外，在即便从燃料供给阀45喷射到第二排气通路27s的燃料失火也不会出问题的情况下，可以在任意的运转状态下使排气加热装置44工作，这种情况请注意。
另外，本发明仅由其权利要求书所记载的事项来进行解释，在上述实施式中，也能够采用本发明的概念所包含的所有变更、修正所记载的事项以外的事项。即，上述实施方式中的所有事项并非用于限定本发明，也包含与本发明不存在直接关系的所有结构，根据其用途、目的等可以任意地进行变更。
附图标记说明
10  发动机
11  燃料喷射阀
12  燃烧室
13  加速踏板
14  ECU
15  油门开度传感器
16  进气歧管
17  进气管
18  进气通路
18f 第一进气通路
18s 第二进气通路
19  进气旁通通路
20  进气旁通管
20d 分支部
20c 汇合部
21  空气流量计
22  进气温度传感器
23  中间冷却器
24  节气门
25  进气旁通阀
26  旁通阀驱动电机
27  排气通路
27f 第一排气通路
27s 第二排气通路
28  排气管
29  第一排气旁通通路
30  第一排气旁通管
30d 分支部
30c 汇合部
31  第一排气旁通阀
32  第二排气旁通通路
33  第二排气旁通管
33d 分支部
33c 汇合部
34  第二排气旁通阀
35  第二旁通阀驱动电机
36  第一增压器
36a 压缩机
36b 排气涡轮
37  第二增压器
37a 压缩机
37b 排气涡轮
38  排气净化装置
39  氧化催化剂
40  催化剂温度传感器
41  流量调节阀
42  阀开度传感器
43  调节阀驱动电机
44  排气加热装置
45  燃料供给阀
46  电热塞
47  辅助氧化催化剂
48  辅助温度传感器
49  曲轴转角传感器
Nn  发动机转速
NR  增压状态判定转速
Tn  催化剂温度
TR  活化指标温度
TSn  辅助催化剂温度
TSR  活化指标温度

Claims (6)

1.一种内燃机的排气加热装置，用于对从内燃机向排气净化装置引导的排气进行加热，该内燃机在排气通路中串联地装有第一排气涡轮式增压器及与该第一排气涡轮式增压器相比配置在所述排气通路的上游侧并主要用在内燃机的低旋转区域的第二排气涡轮式增压器，所述内燃机具有：绕过所述第一排气涡轮式增压器的排气涡轮的第一旁通通路、绕过所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮的第二旁通通路、以及用于对所述第一旁通通路及第二旁通通路分别独立地进行开闭的两个开闭阀，所述内燃机的排气加热装置的特征在于，
该排气加热装置配置在所述排气通路中的比所述排气通路和所述第二旁通通路的汇合部靠上游且比所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮靠下游的位置，
在所述排气通路中的比所述排气通路和所述第二旁通通路的分支部靠下游且比所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮靠上游的位置，配置有能够调节流经该排气通路的排气的流量的阀。
2.如权利要求1所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
排气加热装置具有：用于将燃料供给到所述排气通路中的燃料供给阀、以及用于对从该燃料供给阀供给到了所述排气通路中的燃料点火并使其燃烧的点火构件。
3.如权利要求2所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
在所述点火构件和所述排气净化装置之间的所述排气通路的中途配置有氧化催化剂。
4.如权利要求2或3所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
在使用所述点火构件对燃料点火的情况下，所述阀的开度被调节成使通过所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮的排气的流量比流经所述第二旁通通路的排气的流量少。
5.一种排气加热装置的控制方法，是权利要求1～权利要求4中任一项所述的排气加热装置的控制方法，其特征在于，具有：
判定排气净化装置是否活化的步骤；
检测内燃机的旋转速度的步骤；
基于检测到的所述内燃机的旋转速度，设定所述阀的开度的步骤；以及
在判断为所述排气净化装置未活化的情况下，驱动所述阀以使该阀成为已设定的开度，将规定流量的排气引导到所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮中，并且使排气加热装置工作的步骤。
6.如权利要求5所述的排气加热装置的控制方法，其特征在于，
在判断为所述排气净化装置未活化的情况下、驱动所述阀以使该阀成为已设定的开度、将规定流量的排气引导到所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮中、并且使排气加热装置工作的步骤，包括驱动所述第二开闭阀以使所述第二旁通通路成为全打开状态的步骤。
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