CN104870765B - 内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机的排气净化装置，在内燃机中，在内燃机排气通道内配置有排气净化催化剂(13)和碳氢化合物供给阀(15)，并具备使排气净化催化剂(13)下游的废气进行再循环的低压废气再循环装置(LPL)。在应该实施变矩器(27)的锁止离合器(66)的卡合作用时，在由低压废气再循环装置(LPL)所实现的废气再循环作用被实施且以预先规定的周期而从碳氢化合物供给阀(15)喷射了碳氢化合物的情况下，禁止锁止离合器(66)的非滑动卡合。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机。
背景技术
公知一种内燃机，在内燃机排气通道内配置有NOx吸留还原催化剂，并且在NOx吸留还原催化剂上游的内燃机排气通道内配置有碳氢化合物供给阀，并且具备低压废气再循环装置，所述低压废气再循环装置使NOx吸留还原催化剂下游的内燃机排气通道内的废气再循环至进气通道内，在使NOx吸留还原催化剂中所吸留着的NOx释放时，从碳氢化合物供给阀供给碳氢化合物并将流入到NOx吸留还原催化剂中的废气的空燃比暂时性地设为过浓(例如参照专利文献1)。但是，当在该内燃机中为了从NOx吸留还原催化剂中释放NOx而从碳氢化合物供给阀喷射了碳氢化合物时，包含大量的碳氢化合物的废气将会通过低压废气再循环装置而被再循环至进气通道内。其结果为，由于燃烧室内的空燃比降低从而会产生燃烧变动，进而将会产生对搭乘者带来不适感的转矩变动。因此，在该内燃机中，为了阻止产生这种转矩变动，在为了从NOx吸留还原催化剂中释放NOx而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物时，与由低压废气再循环装置实施的碳氢化合物的再循环时刻同步地降低被再循环至进气通道内的再循环废气量。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-222972号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，用于从NOx吸留还原催化剂中释放NOx的、来自碳氢化合物供给阀的碳氢化合物的喷射作用以相对较长的周期而被实施。在这种从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物的喷射周期相对较长的情况下，能够与由低压废气再循环装置实施的碳氢化合物的再循环时刻同步地降低再循环至进气通道内的再循环废气量。但是，在采用如下的新的NOx净化方法时，即，通过以与用于从NOx吸留还原催化剂中释放NOx的碳氢化合物的喷射周期相比而较短的周期而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物从而对NOx进行净化的新的NOx净化方法，则由于碳氢化合物的喷射周期较短，因此不能实现与由低压废气再循环装置实施的碳氢化合物的再循环时刻同步地降低再循环至进气通道内的再循环废气量。此外，当降低再循环至进气通道内的废气量时，存在燃烧室内所产生的NOx量增大这样的其他问题。
本发明的目的在于提供一种内燃机，所述内燃机在使用如下的方法时，即，通过以与用于从NOx吸留还原催化剂中释放NOx的碳氢化合物的喷射周期相比而较短的周期而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物从而对NOx进行净化的新的NOx净化方法，降低了被传递至搭乘者的转矩变动的水平。
用于解决课题的方法
根据本发明，提供了一种内燃机，其在内燃机排气通道内配置排气净化催化剂并且在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，且在该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，该排气净化催化剂具有如下的性质，即，当使流入到排气净化催化剂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对废气中所含有的NOX进行还原的性质、以及当使该碳氢化合物浓度的振动周期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，当在内燃机运转时以该预先规定的周期而从碳氢化合物供给阀喷射了碳氢化合物时，废气中所含有的NOX将在排气净化催化剂中被净化，其中，所述内燃机具备使排气净化催化剂下游的内燃机排气通道内的废气向进气通道内进行再循环的低压废气再循环装置，具备锁止离合器的变矩器被配置于内燃机的输出轴与变速器之间，且在锁止离合器的卡合作用未被实施时内燃机的输出轴被液力式地连结在变速器的输入轴上，而在锁止离合器的卡合作用被实施时内燃机的输出轴被机械式地连结在变速器的输入轴上，在应该实施锁止离合器的卡合作用时，在由上述低压废气再循环装置所实现的废气再循环作用被实施且以上述预先规定的周期而从碳氢化合物供给阀喷射了碳氢化合物的情况下，始终或者根据内燃机输出的转矩变动的大小而禁止锁止离合器的非滑动卡合。
发明效果
在通过低压废气再循环装置而使碳氢化合物再循环时，对锁止离合器的卡合作用进行控制以使内燃机中产生的转矩变动在变矩器中被吸收，由此而降低了被传递至搭乘者的转矩变动的水平。
附图说明
[图1]图1为压缩点火式内燃机的整体图。
[图2]图2A以及2B为图解表示变矩器的图。
[图3]图3为表示变矩器中的动力传递效率等的图。
[图4]图4为图解表示催化剂载体的表面部分的图。
[图5]图5为用于对排气净化催化剂中的氧化反应进行说明的图。
[图6]图6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7]图7为表示NOx净化率的图。
[图8]图8A以及8B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9]图9A以及9B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10]图10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11]图11为表示NOx净化率的图。
[图12]图12为表示碳氢化合物的喷射周期ΔT与NOx净化率之间的关系的图。
[图13]图13A以及13B为表示碳氢化合物的喷射时间等的图。
[图14]图14为表示NOx释放控制的图。
[图15]图15为表示排出NOx量NOXA的映射图的图。
[图16]图16为表示燃料喷射时刻的图。
[图17]图17为表示碳氢化合物供给量WR的映射图的图。
[图18]图18为用于实施NOx净化控制的流程图。
[图19]图19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等的图。
[图20]图20A、20B以及20C为表示由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用被实施的运转区域等的图。
[图21]图21为用于实施锁止控制的流程图。
[图22]图22为表示用于实施锁止控制的其他实施例的流程图。
[图23]图23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等的图。
[图24]图24为表示用于实施锁止控制的又一其他实施例的流程图。
[图25]图25为表示用于实施锁止控制的又一其他实施例的流程图。
[图26]图26为表示用于实施锁止控制的又一其他实施例的流程图。
具体实施方式
图1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表示用于分别向各燃烧室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6b而被连结于排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口，压缩机7a的入口经由进气导管6a以及吸入空气量检测器8而被连结于空气滤清器9。在进气管道6b内配置有通过作动器1而被驱动的节气门10，在进气管道6b周围配置有用于对流过进气管道6b内的吸入空气进行冷却的冷却装置11。图1所示的实施例中，内燃机冷却水被导入至冷却装置11内，吸入空气通过内燃机冷却水而被冷却。
另一方面，排气歧管5被连结于排气涡轮增压器7的排气汽轮机7b的入口，排气汽轮机7b的出口经由排气管12a而被连结于排气净化催化剂13的入口。在依据本发明而实施的实施例中，该排气净化催化剂13由NOx吸留催化剂组成。在排气净化催化剂13的下游配置有颗粒过滤器14，且颗粒过滤器14的出口被连结于排气管12b。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用于供给由作为压缩点火式内燃机的燃料而被使用的轻油及其他燃料组成的碳氢化合物。在图1所示的实施例中，作为从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物而使用了轻油。另外，本发明还能够被应用于在过稀空燃比下实施燃烧的火花点火式内燃机中。此时，从碳氢化合物供给阀15供给由作为火花点火式内燃机的燃料而使用的汽油及其他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(以下称作“EGR”)通道16而被相互连结，在EGR通道16内配置有电子控制式的EGR控制阀17。此外，各燃料喷射阀3经由燃料供给管18而被连结于共轨19上，该共轨19通过电子控制式的喷出量可变的燃料泵20而被连结于燃料罐21上。燃料罐21内所储存的燃料通过燃料泵20而被供给至共轨19内，被供给至共轨19内的燃料经由各燃料供给管18而被供给至燃料喷射阀3。
另一方面，在颗粒过滤器14下游的排气管12b内配置有通过作动器而被驱动的排气控制阀22，该排气控制阀22与颗粒过滤器14之间的排气管14内经由EGR通道23而连结有进气管6a。在该EGR通道23内配置有电子控制式EGR控制阀24，而且在EGR通道23周围配置有冷却装置24，所述冷却装置24用于对流过EGR通道23内的废气进行冷却。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被导入至冷却装置24内，并通过内燃机冷却水而对废气进行冷却。在内燃机主体1上安装有与内燃机的输出轴连结的变矩器27，在该变矩器27上连结有变速器28。即，变矩器27被配置于内燃机的输出轴与变速器28之间。
电子控制单元30由数字计算机构成，其具备通过双向性主线31而被相互连接在一起的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(中央处理器)34、输入端口35以及输出端口36。在排气净化催化剂13的下游处安装有温度传感器25，所述温度传感器25用于在排气净化催化剂13的下游对排气净化催化剂13的温度进行检测，该温度传感器25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而被输出至输入端口35。。此外，在加速踏板40上连接有产生与加速踏板40的踩踏量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而被输入至输入端口35。而且在输入端口35上还连接有曲轴转角传感器42，所述曲轴转角传感器42在曲轴每旋转例如15°时产生输出脉冲。另一方面，输出端口36经由对应的驱动电路38而被连接于燃料喷射阀3、节气门10的驱动用作动器、碳氢化合物供给阀15、EGR控制阀17、24、燃料泵20以及排气控制阀22的驱动用作动器。此外，变矩器27以及变速器28被连接于输入端口35以及输出端口36的双方。
如上所述，在图1所示的实施例中，设置有由EGR通道16以及EGR控制阀17构成的废气再循环装置HPL、和由EGR通道23以及EGR控制阀24构成的废气再循环装置LPL这两个废气再循环装置。在这种情况下，从图1可知，排气歧管5内的废气在废气再循环装置HPL中被进行再循环，排气净化催化剂13以及颗粒过滤器14下游的排气管12b内的废气在废气再循环装置LPL中被进行再循环。但是在这种情况下，排气歧管5内的废气的压力与排气净化催化剂13以及颗粒过滤器14下游的排气管12b内的废气的压力相比而相当高。因此，以下将废气再循环装置HPL称作高压废气再循环装置，所述高压废气再循环装置使排气汽轮机7b上游的内燃机排气通道内的相对较高压的废气再循环到压缩机7a下游的进气通道内，以下将废气再循环装置LPL称作低压废气再循环装置，所述低压废气再循环装置使排气净化催化剂13以及颗粒过滤器14下游的内燃机排气通道内的相对较低压的废气再循环到压缩机7a上游的进气通道内。
图2A以及2B图解性地图示了变矩器27的结构。另外，图2A以及2B中，点划线Z表示变矩器27的中心轴线，图2A以及2B表示相对于该中心轴线的仅单侧的结构。当参照图2A以及2B时，60表示与内燃机的输出轴一起旋转的前盖，61表示变速器28的输入轴，62表示被固定于前盖60上并与前盖60一起旋转的泵轮，63表示被固定于变速器28的输入轴61上并与变速器28的输入轴61一起旋转的涡轮叶轮，64表示通过由变速器28的主体支承的单方向离合器机构在单方向上绕65中心轴线Z旋转的定子，66表示以与变速器28的输入轴61一起旋转且能够在中心轴线Z方向上移动的方式被花键嵌合在变速器28的输入轴61上的锁止离合器，67表示图2A以及2B中用于对作用于锁止离合器66的左侧的动作液压与作用于锁止离合器66的右侧的动作液压之间的液压差进行控制的压力控制装置。
压力控制装置67具有例如通过螺线管而被驱动的滑阀。如图2A中的箭头标记F所示，当从油泵喷出的工作油通过由压力控制装置67的滑阀所发挥的流道切换作用而被送入前盖60的内壁面与锁止离合器66之间时，图2A中作用于锁止离合器66的左侧的工作液压与作用于锁止离合器66的右侧的工作液压相比将变高。此时，锁止离合器66与前盖60的内壁面隔有间隔，因此锁止离合器66不会卡合。相对于此，如图2B中的箭头标记F所示，当从油泵喷出的工作油通过由压力控制装置67的滑阀所发挥的流道切换作用而被送入锁止离合器66的右侧时，图2B中作用于锁止离合器66的右侧的动作液压与作用于锁止离合器66的左侧的动作液压相比变高。此时，锁止离合器66被压接于前盖60的内壁面上，由此锁止离合器66成为卡合状态。
如图2A所示，在锁止离合器66与前盖60的内壁面隔有间隔时，即不实施锁止离合器66的卡合作用时，如箭头标记K所示工作油流通，并被泵轮62的旋转拖拽而使涡轮叶轮63旋转。即，此时，内燃机的输出轴被液力式地连结于变速器28的输入轴61上，并由此使变速器28的输入轴61旋转。另一方面，如图2B所示在使锁止离合器66压接在前盖60的内壁面上时，即实施锁止离合器66的卡合作用时，前盖60的旋转力经由锁止离合器66而被传递至变速器28的输入轴61。即，此时，内燃机的输出轴被机械式地连结于变速器28的输入轴61上。
另外，如图2B所示，在实施锁止离合器66的卡合作用时的锁止离合器66的卡合状态中存在两种卡合状态。其中之一为锁止离合器66不在前盖60的内壁面上滑动而进行压接时即锁止离合器66被完全结合于前盖60的内壁面上之时。此时，前盖60、泵轮62、涡轮叶轮63以及变速器28的输入轴61一起旋转。如此以下将锁止离合器66被完全结合于前盖60的内壁面上时的锁止离合器66的卡合状态称作非滑动卡合。
另一个为锁止离合器66在前盖60的内壁面上滑动的同时进行压接之时。此时，前盖60的旋转力一方面通过锁止离合器66而被传递至变速器28的输入轴61，另一方面通过泵轮62与涡轮叶轮63的液力式的结合而被传递至变速器28的输入轴61。此时，变速器28的输入轴61的转速与内燃机的输出轴的转速相比较慢。如此，以下将锁止离合器66在前盖60的内壁面上滑动的同时进行压接时的锁止离合器66的卡合状态称作滑动卡合或挠性锁止。在这种情况下，锁止离合器66的卡合状态能够通过使被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比变化从任意地进行控制。
图3中图示了变矩器27的动力传递效率、变速器28的输入轴61中的转矩变动水平、以及被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比与变矩器27的动力传递中的流体分担率(＝通过液力式的结合而被传递的动力/总传递动力)之间的关系。该流体分担率为0(％)是指，所有的动力均被机械式地传递、即锁止离合器66非滑动卡合的情况。相对于此，流体分担率为100(％)是指，所有的动力均被液力式地传递、即锁止离合器66没有卡合的情况。此外，流体分担率既不是0(％)也不是100(％)是指，一部分的动力被机械式地传递，一部分的动力被液力式地传递，即锁止离合器66滑动卡合的情况。
如图3所示，变矩器27的动力传递效率在流体分担率为0(％)时即锁止离合器66非滑动卡合时为100(％)，该变矩器27的动力传递效率随着流体分担率增大而降低。另一方面，图3中图示了变速器28的输入轴61的转矩变动水平的变化。另外，该转矩变动水平表示实际振动加速度相对于基准振动加速度之比，图3所示的变速器28的输入轴61的转矩变动水平以内燃机输出的转矩变动水平为70(dB)时为例进行表示。从图3可知，当流体分担率增大时变速器28的输入轴61中的转矩变动水平急剧地降低。另外，在依据本发明而实施的实施例中，锁止离合器66的卡合状态通过使被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比变化从而被控制，图3所示的示例中，被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比被设为越大，则锁止离合器66的卡合的程度越变强。
但是，当内燃机的输出转矩变动并由此使变速器28的输入轴61产生转矩变动时车辆的驱动力将发生变动。此时，产生了转矩变动的情况将被搭乘者感觉到。在这种情况下，当锁止离合器66从非滑动卡合状态被切换为滑动卡合状态时，变速器28的输入轴61所产生的转矩变动将变小，因此，传递至搭乘者的转矩变动的水平将变小。另外，在这种情况下，虽然在变速器28的输入轴61中的转矩变动水平较低的情况下，并不会特别给搭乘者带来不适感，但是当变速器28的输入轴61中的转矩变动水平变大时，将会给搭乘者带来不适感。图3中的转矩变动水平XD表示给搭乘者带来不适感的转矩变动水平的边界值，如果变速器28的输入轴61中的转矩变动水平与该边界转矩变动水平XD相比而较低，则不会给搭乘者带来不适感。即，如果与变速器28的输入轴61中的转矩变动水平为边界转矩变动水平XD的流体分担率HR相比流体分担率变低，则不会给搭乘者带来不适感。该转矩变动水平XD通过实验而被预先求取。
接下来，参照图4对图1所示的排气净化催化剂13进行说明。另外，图4图解表示了被负载于图1所示的排气净化催化剂13的基体上的催化剂载体的表面部分。在该排气净化催化剂13中，如图4所示，在例如由铝构成的催化剂载体50上负载有由铂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包含选自钾K、钠Na、铯Cs这样的碱金属，钡Ba、钙Ca这样的碱土类金属，镧系元素这样的稀土类金属以及银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir这样能够向NOX供应电子的金属中的至少一种。在这种情况下，在排气净化催化剂13的催化剂载体50上除了铂以外还能够负载有铑Rh或钯Pd。另外，由于废气沿着催化剂载体50上流动，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的表面被称作“碱性的废气流通表面部分54”。
当从碳氢化合物供给阀15向废气中喷射碳氢化合物时，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，使用此时被重整后的碳氢化合物而在排气净化催化剂13中对NOx进行净化。图5图解表示了此时在排气净化催化剂13中实施的重整作用。如图5所示，从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物HC通过催化剂51而成为碳元素个数较少的基状的碳氢化合物HC。
图6表示从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给正时和流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in的变化。另外，由于该空燃比(A/F)in的变化依存于流入到排气净化催化剂13中的废气中的碳氢化合物的浓度变化，因此也可以说图6所示的空燃比(A/F)in的变化表示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将会变小，因此图6中空燃比(A/F)in越靠过浓侧则碳氢化合物浓度越高。
图7图示了相对于排气净化催化剂13的各催化剂温度TC如下情况下的排气净化催化剂13的NOx净化率，所述排气净化催化剂13的NOx净化率为，通过使流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度周期性地变化，从而如图6所示，将使流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in周期性地设为过浓时的排气净化催化剂13的NOx净化率。本发明者经过长时间的与NOx净化相关的研究，结果在该研究课程中发现，当使流入到排气净化催化剂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振动时，如图7所示，即使在400℃以上的高温区域中也能够获得极高的NOx净化率。
而且发现，此时包含氮以及碳氢化合物的大量的还原性中间体被保持或持续吸附于碱性层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，该还原性中间体在获得高NOX净化率的方面发挥了核心的作用。接下来，参照图8A以及8B对这种情况进行说明。另外，这些图8A以及8B图解表示了排气净化催化剂13的催化剂载体50的表面部分，在这些图8A以及8B中图示了，推测为在流入到排气净化催化剂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进行振动时将会产生的反应。
图8A图示了流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度较低时的情况，图8B图示了从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物从而使流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度变高时的情况。
而且，从图6可知，由于流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比除了一瞬间以外均被维持为过稀，因此流入到排气净化催化剂13中的废气通常为氧过剩状态。此时废气中所包含的NO的一部分附着于排气净化催化剂13上，废气中所包含的NO的一部分如图8A所示在铂51上被氧化而成为NO2，接着该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 －和NO3。附着于排气净化催化剂13上的NO以及在铂Pt51上生成的NO2 －与NO3活性变强，因此以下将这些NO、NO2－以及NO3称作活性NOX＊。
另一方面，当从碳氢化合物供给阀15供给有碳氢化合物并将流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比A/F)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。这些附着的碳氢化合物的大部分依次与氧反应并燃烧，所附着的碳氢化合物的一部分依次如图5所示而在排气净化催化剂13内被重整而成为基团。因此，如图8B所示，活性NOX ＊周围的碳氢化合物浓度将变高。但是在生成了活性NOX ＊之后，当活性NOX ＊周围的氧气浓度较高的状态持续固定时间以上时活性NOX ＊将会被氧化，并以硝酸离子NO3－的形态被吸收至碱性层53内。但是在经过该固定时间之前当活性NOX ＊周围的碳氢化合物浓度被设为较高时，如图8B所示，活性NOX ＊将在铂51上与基状的碳氢化合物HC反应，并由此生成还原性中间体。该还原性中间体被附着或吸附于碱性层53的表面上。
另外，此时认为第一次生成的还原性中间体为硝基化合物R－NO2。虽然在该硝基化合物R－NO2被生成时将会变成腈化合物R－CN，但是由于该腈化合物R－CN在该状态下只能瞬间存在，因此立即就会变成异氰酸酯化合物R－NCO。当该异氰酸酯化合物R－NCO水解时将变为胺化合物R－NH2。但是此时，认为被水解的是异氰酸酯化合物R－NCO的一部分。因此如图8B所示，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酯化合物R－NCO以及胺化合物R－NH2。
另一方面，如图8B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，还原性中间体将被碳氢化合物HC阻挡而不进一步进行反应。此时，流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度将会下降，接着附着于还原性中间体的周围的碳氢化合物因被氧化而消失，由此当还原性中间体周围的氧气浓度变高时，还原性中间体将与废气中的NOX和活性NOX ＊反应、或与周围的氧气反应、或者自体分解。由此，还原性中间体R－NCO和R－NH2如图8A所示而被转换为N2、CO2、H2O，进而使NOX被净化。
如此，在排气净化催化剂13中，通过使流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度变高，从而生成了还原性中间体，在减小流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度之后，在氧气浓度变高时还原性中间体将与废气中的NOX、活性NOX ＊和氧气反应、或者自体分解，由此对NOX进行净化。即，利用排气净化催化剂13对NOX进行净化，需要使流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度周期性地变化。
当然，在这种情况下，在生成还原性中间体中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NOX、活性NOX ＊和氧气反应、或者进行自体分解时，需要使碳氢化合物的浓度降低至足够低的浓度。即，需要使流入到排气净化催化剂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在与废气中的NOX、活性NOX ＊和氧气反应之前、或者自体分解之前，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，为此而设置了碱性的废气流通表面部分54。
另一方面，当使碳氢化合物的供给周期变长时，在供给了碳氢化合物之后接着供给碳氢化合物的期间内，氧气浓度变高的期间将会变长，因此活性NOX ＊不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，需要使流入到排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的周期进行振动。
因此，在依据本发明而实施的实施例中，为了使废气中所含有的NOX与被重整的碳氢化合物反应而生成包含氮以及碳氢化合物的还原性中间体R－NCO和R－NH2从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，为了将所生成的还原性中间体R－NCO和R－NH2保持于排气净化催化剂13内从而在贵金属催化剂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。顺便提及，图6所示的示例中喷射间隔被设为3秒。
在使碳氢化合物浓度的振动周期、即从碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物HC的喷射周期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上生成的活性NOX ＊如图9A所示，以硝酸离子NO3 －的形态扩散至碱性层53内，并成为硝酸盐。即，在这种情况下废气中的NOX以硝酸盐的形态被吸收至碱性层53内。
另一方面，图9B图示了在NOX如此以硝酸盐的形态被吸收至碱性层53内时流入到排气净化催化剂13内的废气的空燃比被设为理论空燃比或过浓时的情况。在这种情况下，由于废气中的氧气浓度降低因而使反应向反方向(NO3 －→NO2)进行，进而使被吸收至碱性层53内的硝酸盐依次变成硝酸离子NO3 －并如图9B所示以NO2的形态从碱性层53中被释放。接着被释放的NO2通过废气中所包含的碳氢化合物HC以及CO而被还原。
图10图示了在碱性层53的NOX吸收能力饱和的稍前将流入到排气净化催化剂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，图10所示的示例中该过浓控制的时间间隔为一分钟以上。在这种情况下，在废气的空燃比(A/F)in过稀时被吸收至碱性层53内的NOX会在废气的空燃比(A/F)in被暂时性地设为过浓时从碱性层53中被一举释放并还原。因此在这种情况下，碱性层53发挥用于暂时性地吸收NOX的吸收剂的作用。
另外，此时也存在碱性层53暂时性地吸附NOX的情况，因此当作为包括吸收以及吸附的双方的用语而使用吸留这样的用语时，此时碱性层53发挥用于暂时性地吸留NOX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)的比称作“废气的空燃比”时，排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥功能，所述NOX吸留催化剂在废气的空燃比过稀时吸留NOX，而当废气中的氧气浓度降低时释放所吸留的NOX。
图11表示以这种方式使排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥功能时的NOX净化率。另外，图11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作为NOX吸留催化剂而发挥功能的情况下，如图11所示，在催化剂温度TC为300℃至400℃时能够获得极高的NOX净化率，但是当催化剂温度TC为400℃以上的高温时NOX净化率将会降低。
如此，当催化剂温度TC变为400℃以上时NOX净化率降低的原因在于，当催化剂温度TC为400℃以上时硝酸盐将会热解并以NO2的形态从排气净化催化剂13中被释放。即，仅以硝酸盐的形态而吸留NOX，在催化剂温度TC较高时获得较高的NOX净化率是比较困难的。但是图6至图8B所示的新NOX净化方法中，从图8A、8B可以看出，未生成硝酸盐或者即使生成也为极少量，这样如图7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。
在依据本发明而实施的实施例中，为了能够使用该新NOX净化方法来对NOX进行净化，从而在内燃机排气通道内配置了用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀15，在碳氢化合物供给阀15下游的内燃机排气通道内配置了排气净化催化剂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，在使流入到排气净化催化剂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对废气中所含有的NOX进行还原的性质，并具有如下的性质，即，在使碳氢化合物浓度的振动周期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，在内燃机运转时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，由此在排气净化催化剂13中对废气中所含有的NOX进行还原。
即，可以说图6至图8B所示的NOX净化方法为，在使用负载有贵金属催化剂且形成有能够吸收NOX的碱性层的排气净化催化剂的情况下，在几乎不形成硝酸盐的条件下对NOX进行净化的新NOX净化方法。实际上，在使用该新NOX净化方法的情况下，与使排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥功能的情况相比，从碱性层53中检测出的硝酸盐为极少量。另外，以下将该新NOX净化方法称作“第一NOX净化方法”。
首先，如上所述，当使来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射周期ΔT变长时，在喷射了碳氢化合物之后接着喷射碳氢化合物的期间内，活性NOx *周围的氧浓度变高的期间将会变长。在这种情况下，图1所示的实施例中，当碳氢化合物的喷射周期ΔT长于5秒程度时，活性NOx *将以硝酸盐的形式开始被吸收至碱性层53内，因此，如图12所示，当碳氢化合物浓度的振动周期ΔT长于5秒程度时NOx净化率将会降低。因此，图1所示的实施例中，需将碳氢化合物的喷射周期ΔT设为5秒以下。
另一方面，在依据本发明而实施的实施例中，当碳氢化合物的喷射周期ΔT大致为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12所示当碳氢化合物的喷射周期ΔT大致为0.3秒以下时NOx净化率将会降低。因此，在依据本发明而实施的实施例中，碳氢化合物的喷射周期被设为0.3秒至5秒之间。
而且，在依据本发明而实施的实施例中，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时刻变化从而将流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in以及喷射周期ΔT控制为与内燃机的运转状态相对应的最佳值。在这种情况下，在依据本发明而实施的实施例中，在不实施由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用的同时实施由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用时的最佳碳氢化合物喷射量WT，作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数而以图13A所示的这种映射图的形式被预先存储于ROM32内，此外，此时的最佳碳氢化合物的喷射周期ΔT也作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数而以图13B所示的这种映射图的形式被预先存储于ROM32内。同样地，在实施由高压废气再循环装置HPL所实现的废气再循环作用的同时实施由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用时的最佳碳氢化合物喷射量WT以及喷射周期ΔT，也作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数分别被预先存储于ROM32内。
接下来参照图14至图17对将排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂而发挥功能的情况下的NOx净化方法进行具体说明。如此，以下将把排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂而发挥功能的情况下的NOx净化方法称作“第二NOx净化方法”。
在该第二NOx净化方法中，如图14所示，在碱性层53所吸留的吸留NOx量ΣNOX超过了预先规定的容许量MAX时将流入到排气净化催化剂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，在废气的空燃比(A/F)in过稀时碱性层53内所吸留的NOx从碱性层53中被一举释放而被还原。由此对NOx进行净化。
吸留NOx量ΣNOX例如根据从内燃机排出的NOx量而被计算出。在依据本发明而实施的实施例中，每单位时间从内燃机排出的排出NOx量NOXA作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数而以图15所示的这种映射图的形式被预先存储于ROM32内，根据该排出NOx量NOXA而对吸留NOx量ΣNOX进行计算。在这种情况下，如上所述废气的空燃比(A/F)被设为过浓的周期通常为一分钟以上。
在该第二NOx净化方法中，如图16所示，通过从燃料喷射阀3向燃烧室2内除了喷射燃烧用燃料Q以外，还喷射追加的燃料WR，从而将流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)设为过浓。另外，图16的横轴表示曲轴转角。该追加的燃料WR在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°的稍前被喷射。该燃料量WR作为加速踏板40的踩踏量L以及内燃机转速N的函数而以图17所示的这种映射图的形式被预先存储于ROM32内。当然，在这种情况下，还能够通过增大来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物的喷射量从而将废气的空燃比(A/F)in设为过浓。
接下来，参照图18对NOX净化控制程序进行说明。另外，该程序以每固定时间的间隔而被执行。
参照图18，首先在步骤70中，对内燃机的运转状态是否处于应该实施由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用的运转状态中进行判断。另外，实施由该第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用的内燃机的运转状态被预先规定。在内燃机的运转状态不为应该实施由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用的运转状态时进入步骤71并实施由第二NOX净化方法所实现的NOX净化作用。
即，在步骤71中根据图15所示的映射图而对每单位时间的排出NOX量NOXA进行计算。接下来在步骤72中通过在ΣNOX上加上排出NOX量NOXA从而对吸留NOx量ΣNOX进行计算。接下来，在步骤73中对吸留NOX量ΣNOX是否超过了容许值MAX进行判断。当ΣNOX＞MAX时，进入步骤74，并根据图17所示的映射图来对追加的燃料量WR进行计算，并实施追加的燃料的喷射作用。此时，流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)被设为过浓。接下来，在步骤75中，在使用低压废气再循环装置LPL而实施废气的再循环作用时，关闭EGR控制阀24。接下来，在步骤76中对ΣNOX进行清除。
即，当为了从排气净化催化剂13中释放NOX而将流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in设为过浓时，一部分的碳氢化合物将穿过排气净化催化剂13。此时，在使用低压废气再循环装置LPL对废气进行再循环的情况下，穿过排气净化催化剂13的碳氢化合物将通过低压废气再循环装置LPL而被再循环至燃烧室2内。其结果为，燃烧室2内的空燃比降低从而使内燃机的输出转矩产生变动。因此，为了使穿过排气净化催化剂13的碳氢化合物不被再循环至燃烧室2内，而在碳氢化合物穿过排气净化催化剂13的期间内关闭EGR控制阀24。
另一方面，在步骤70中，在判断内燃机的运转状态为应该实施由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用的运转状态时，进入步骤77，并实施由第一NOX净化方法所实现的NOX净化处理。例如，当此时使用低压废气再循环装置LPL而对废气进行再循环时，以图13B所示的喷射周期ΔT从碳氢化合物供给阀15喷射图13A所示的喷射量WT的碳氢化合物。如此，在依据本发明而实施的实施例中，选择性地使用通过以预先规定的周期从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物从而对废气中所包含的NOx进行净化的第一NOx净化方法、和通过以与预先规定的周期相比而较长的周期将流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比设为过浓从而从排气净化催化剂13中释放吸留NOx并对NOx进行净化的第二NOx净化方法，在实施由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用的状态下实施由第二NOX净化方法所实现的NOX净化作用时，为了从排气净化催化剂13中释放吸留NOx而将流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比设为过浓时，暂时性地停止由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用。
而且，从排气净化催化剂13以及颗粒过滤器14流出至排气管12B内的废气的温度与被排出至排气歧管5内的废气的温度相比相当低，因此通过低压废气再循环装置LPL而被再循环至燃烧室2内废气的温度与通过高压废气再循环装置HPL而被再循环至燃烧室2内的废气的温度相比变得相当低。因此通过低压废气再循环装置LPL而对废气进行再循环的情况与通过高压废气再循环装置HPL而对废气进行再循环的情况相比，燃烧室2内的燃烧温度降低，燃烧室2内的NOX的生成量降低。即，使用低压废气再循环装置LPL对废气进行再循环的情况与使用高压废气再循环装置HPL对废气进行再循环的情况相比，能够降低从燃烧室2排出的NOX的量。
因此，在依据本发明而实施的实施例中，尽可能使用低压废气再循环装置LPL来实施废气的再循环作用，仅在与使用低压废气再循环装置LPL相比优先使用高压废气再循环装置HPL的情况下，使用高压废气再循环装置HPL。因此，在依据本发明而实施的实施例中，在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，还存在使用低压废气再循环装置LPL而对废气进行再循环的情况，在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，还存在使用高压废气再循环装置HPL而对废气进行再循环的情况。但是，在前者的情况下，即在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，使用低压废气再循环装置LPL而对废气进行再循环的情况下，将会产生若干问题。关于这一点，参照图19进行说明。
在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，即如图19所示在为了将流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in设为过浓而以较短的周期从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时，如上所述，虽然所喷射的一部分的碳氢化合物被部分氧化但是大部分的碳氢化合物被完全氧化。因此，当从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物时将在排气净化催化剂13中生成大量的二氧化碳CO2。此时，当实施由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用时，排气净化催化剂13中所生成的大量的二氧化碳CO2将经由低压废气再循环装置LPL的EGR通路23以及进气通道6a、6b而被再循环至燃烧室2内。如此当大量的二氧化碳CO2被再循环至燃烧室2内时，如图19所示，被供给至燃烧室2内的吸入空气量中的氧浓度将会暂时性地减少，从而使燃烧室2内的燃烧气体的空燃比暂时性地降低。其结果为，如图19所示，内燃机的输出转矩将以较短的周期降低，因此使内燃机的输出转矩产生变动。
在这种情况下，与实施由第二NOX净化方法所实现的NOX净化作用的情况同样，如果每当将流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)设为过浓时关闭低压废气再循环装置LPL的EGR控制阀24，则能够阻止内燃机的输出转矩变动。但是，在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)被设为过浓的周期极短，通过以这种较短的周期关闭低压废气再循环装置LPL的EGR控制阀24来阻止二氧化碳CO2被循环至燃烧室2内实际上较为困难。另一方面，如果在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，停止由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用，能够阻止二氧化碳CO2被循环至燃烧室2内，并由此能够阻止内燃机的输出转矩变动。但是，如果在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，停止由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用，则存在从内燃机排出的NOX量将会增大且NOX净化率降低的问题。
相对于此，如参照图3所说明的那样，当将变矩器27的锁止离合器66从非滑动卡合状态切换为滑动卡合状态时，将能够减小传递至搭乘者的转矩变动的水平。因此，在本发明中，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，锁止离合器66将不会成为非滑动卡合状态。另一方面，在内燃机输出转矩的变动水平较低的情况下，即使将锁止离合器66设为非滑动卡合状态，传递至搭乘者的转矩变动的水平也会变低。因此，在内燃机输出转矩的变动水平较低的情况下，无需将锁止离合器66从非滑动卡合状态切换为滑动卡合状态。
因此，在本发明中，在锁止离合器66的卡合作用未被实施时内燃机的输出轴被液力式地连结在变速器28的输入轴61上，在锁止离合器66的卡合作用被实施时内燃机的输出轴被机械式地连结在变速器28的输入轴61上，在应该实施锁止离合器66的卡合作用时，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用被实施且以预先规定的周期ΔT而从碳氢化合物供给阀15喷射了碳氢化合物的情况下，始终或者根据内燃机输出的转矩变动的大小而禁止锁止离合器66的非滑动卡合。
接下来，参照图20A至图20C而对禁止锁止离合器66的非滑动卡合的内燃机的运转状态进行说明。图20A中图示了由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施的内燃机的运转区域、和由高压废气再循环装置HPL所实现的废气的再循环作用被实施的内燃机的运转区域，阴影线表示由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施的内燃机的运转区域。另外，图20A中，横轴表示内燃机转速N，纵轴表示加速踏板40的踩踏量L。从图20A可知，在内燃机高负载中高速运转时由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施。
图20B中图示了由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用被实施的内燃机的运转区域、和由第二NOX净化方法所实现的NOX净化作用被实施的内燃机的运转区域，阴影线表示由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用被实施的内燃机的运转区域。另外，图20B中横轴表示内燃机转速N，纵轴表示加速踏板40的踩踏量L。从图20B中可知，在内燃机高负载中高速运转时由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用被实施。
接下来，图20C中图示了实施锁止控制内燃机的运转区域、和锁止控制未被实施的内燃机的运转区域，阴影线表示实施锁止控制内燃机的运转区域。另外，图20C中横轴表示内燃机转速N，纵轴表示加速踏板40的踩踏量L。此外，图20C所示的例子中，当锁止控制被实施时锁止离合器66将被设为非滑动卡合状态，在锁止控制未被实施时锁止离合器66的卡合将被解除。另外，从图20C中可知，在内燃机中高速运转时锁止控制将被实施。
图20A至图20C中，在内燃机的运转状态处于用黑色圆圈X表示的运转状态时，由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施，从而实施由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用。此时，锁止控制未被实施。因此，此时，由于即使内燃机输出转矩发生变动，该转矩变动也几乎不会被传递至搭乘者，因此不会产生任何问题。另一方面，在内燃机的运转状态处于用黑色圆圈Y表示的运转状态时，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且实施由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用的状态下，锁止控制被实施。因此，此时，由于存在通过内燃机输出的转矩变动的水平而使该转矩变动传递至搭乘者的情况，因此需要采取某种准备。此时，在依据本发明而实施的第一实施例中，禁止锁止离合器66的非滑动卡合。
图21图示了用于执行该第一实施例的锁止控制程序。另外，该程序以每固定时间的间隔而被执行。
当参照图21时，首先在步骤80中，对内燃机的运转状态是否处于图20C中阴影线所示的锁止控制实施例区域中进行判断。在内燃机的运转状态不处于锁止控制实施例区域时结束处理周期，在内燃机的运转状态处于锁止控制实施例区域中时进入步骤81。在步骤81中，对内机的运转状态是否处于图20A中阴影线所示的LPL区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于LPL区域中时，即由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施时进入步骤82。
在步骤82中，对内燃机的运转状态是否处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于第一NOX净化方法区域中时，即在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，进入步骤84并禁止锁止控制。此时，在该第一实施例中，为了使锁止离合器66不为非滑动卡合状态而将被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比设得较小。相对于此，在步骤81中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20A中阴影线所示的LPL区域中时，即在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用未被实施时进入步骤83，此外，在步骤82中判断出内燃机的运转状态不处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中时，即未实施此由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用时进入步骤83。在步骤83中，锁止控制被实施。此时，在该第一实施例中，被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比被设为较大，从而使锁止离合器66非滑动卡合。
接下来，对即使内燃机的输出转矩变动，转矩变动产生也几乎不会被搭乘者感觉到的第二实施例进行说明。在该第二实施例中，为了实现即使内燃机的输出转矩变动转矩变动产生也几乎不会被搭乘者感觉到，而在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，将锁止离合器66设为完全不卡合的状态。即，在该第二实施例中，在应该实施锁止离合器66的卡合作用时，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用被实施且以预先规定的周期ΔT而从碳氢化合物供给阀15喷射了碳氢化合物的情况下，除了锁止离合器66的非滑动卡合以外还禁止锁止离合器66的滑动卡合。在这种情况下，图21所示的锁止控制程序的步骤84中，禁止锁止离合器66的非滑动卡合以及锁止离合器66的滑动卡合的双方。
接下来，对在内燃机的输出转矩变动时降低被搭乘者感觉到的转矩变动的水平的第三实施例进行说明。在该第三实施例中，为了降低被搭乘者感觉到的转矩变动的水平，而在应该实施锁止离合器66的卡合作用时由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施的情况下，实施锁止离合器66的滑动卡合。即，实施锁止离合器66的挠性锁止控制。
图22图示了用于执行该第三实施例的锁止控制程序。另外，该程序以每固定时间的间隔而被执行。
当参照图22时，首先在步骤90中，对内燃机的运转状态是否处于图20C中阴影线所示的锁止控制实施例区域中进行判断。在内燃机的运转状态不处于锁止控制实施例区域中时结束处理周期，在内燃机的运转状态处于锁止控制实施例区域中时进入步骤91。在步骤91中，对内燃机的运转状态是否处于图20A中阴影线所示的LPL区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于LPL区域中时，即由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施时进入步骤92。
在步骤92中，对内燃机的运转状态是否处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于第一NOX净化方法区域中时，即在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，进入步骤94，以使锁止离合器66成为滑动卡合状态、即成为挠性锁止状态的方式对被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比进行控制。相对于此，在步骤91中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20A中阴影线所示的LPL区域中时，即在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用未被实施时进入步骤93，此外，在步骤92中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中时，即在由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用未被实施时，进入步骤93。在步骤93中，实施锁止控制。此时，锁止离合器66被设为非滑动卡合。
接下来，以对内燃机输出61的转矩变动水平ΔD进行检测，并将该检测出的转矩变动水平ΔT与图3所示的转矩变动水平XD进行比较而对锁止离合器66的卡合作用进行控制的方式，对各种实施例进行说明。如上所述，该转矩变动水平XD表示给搭乘者带来不适感的转矩变动水平的边界值，如果内燃机输出的转矩变动水平ΔT低于该边界转矩变动水平XD，则不会给搭乘者带来不适感。图23中图示了由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时的、流入到排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in的变化、和被供给至燃烧室2内的吸入空气量中的氧浓度的变化、内燃机的输出转矩的变化以及内燃机输出的转矩变动水平ΔT的变化。此外，图23中还图示了边界转矩变动水平XD。另外，图23的(A)图示了内燃机输出的转矩变动水平ΔT较低时，图23的(B)图示了内燃机输出的转矩变动水平ΔT较高时。
内燃机输出的转矩变动水平ΔT例如根据内燃机的输出轴的转速的变动量而在电子控制单元30中被计算出。此外，在依据本发明而实施的实施例中，变速器28的输入轴61的转矩变动水平也例如根据变速器28的输入轴61的转速的变动量而在电子控制单元30中被计算出。在依据本发明而实施的第四实施例中，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施的情况下，图23的(A)图示了内燃机输出的转矩变动水平ΔT低于边界转矩变动水平XD时，且锁止离合器66被设为非滑动卡合状态，图23的(B)图示了内燃机输出的转矩变动水平ΔT高于边界转矩变动水平XD时，并禁止锁止离合器66成为非滑动卡合状态。即，在该第四实施例中，在应该实施锁止离合器66的卡合作用时，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用被实施且以预先规定的周期ΔT而从碳氢化合物供给阀15喷射了碳氢化合物的情况下，在内燃机输出的转矩变动的大小超过了预先规定的值时，禁止锁止离合器66的非滑动卡合。
图24图示了用于执行该第四实施例的锁止控制程序。另外，该程序以每固定时间的间隔而被执行。
当参照图24时，首先在步骤100中，对内燃机的运转状态是否处于图20C中阴影线所示的锁止控制实施例区域中进行判断。在内燃机的运转状态不处于锁止控制实施例区域时结束处理周期，在内燃机的运转状态处于锁止控制实施例区域中时进入步骤101。在步骤101中，对内燃机的运转状态是否处于图20A中阴影线所示的LPL区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于LPL区域中时，即由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施时进入步骤102。
在步骤102中，对内燃机的运转状态是否处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于第一NOX净化方法区域中时，即在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，进入步骤103，并对内燃机输出的转矩变动水平ΔT进行计算。接下来，在步骤104中，对内燃机输出的转矩变动水平ΔT是否大于边界转矩变动水平XD进行判断。在转矩变动水平ΔT大于边界转矩变动水平XD时，进入步骤106并禁止锁止控制。此时，在该第四实施例中，为了使锁止离合器66不为非滑动卡合状态而将被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比设得较小。
相对于此，在步骤101中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20A中阴影线所示的LPL区域中时，即在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用未被实施时，进入步骤105，此外，在步骤102中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中时，即由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用未被实施时，进入步骤105。而且，在步骤104中判断出内燃机输出的转矩变动水平ΔT小于边界转矩变动水平XD也进入步骤105。在步骤105中，实施锁止控制。此时，在该第四实施例中，锁止离合器66被设为非滑动卡合。
接下来，对即使内燃机的输出转矩变动但转矩变动产生也几乎不会被搭乘者感觉到的第五实施例进行说明。在该第五实施例中，为了实现即使内燃机的输出转矩变动但转矩变动产生也几乎不会被搭乘者感觉到，而在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施的情况下，在内燃机输出的转矩变动的大小超过了预先规定的值时，将锁止离合器66设为完全不卡合的状态。即，在该第五实施例中，在应该实施锁止离合器66的卡合作用时，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用被实施且以预先规定的周期ΔT而从碳氢化合物供给阀15喷射了碳氢化合物的情况下，在内燃机输出的转矩变动的大小超过了预先规定的值时，除了锁止离合器66的非滑动卡合以外还禁止锁止离合器66的滑动卡合。在这种情况下，在图24所示的锁止控制程序的步骤106中，禁止锁止离合器66的非滑动卡合以及锁止离合器66的滑动卡合的双方。
接下来，对在内燃机的输出转矩变动时减低被搭乘者感觉到的转矩变动的水平的第六实施例进行说明。在该第六实施例中，为了降低被搭乘者感觉到的转矩变动的水平，而在应该实施锁止离合器66的卡合作用时由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施的情况下，在内燃机输出的转矩变动的大小超过了预先规定的值时，实施锁止离合器66的滑动卡合。即，实施锁止离合器66的挠性锁止控制。
图25图示了用于执行该第六实施例的锁止控制程序。另外，该程序以每固定时间的间隔而被执行。
当参照图25时，首先在步骤110中，对内燃机的运转状态是否处于图20C中阴影线所示的锁止控制实施例区域中进行判断。在内燃机的运转状态不处于锁止控制实施例区域时结束处理周期，在内燃机的运转状态处于锁止控制实施例区域中时进入步骤111。在步骤111中，对内燃机的运转状态是否处于图20A中阴影线所示的LPL区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于LPL区域中时，即由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施时进入步骤112。
在步骤112中，对内燃机的运转状态是否处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于第一NOX净化方法区域中时，即在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，进入步骤113，并对内燃机输出的转矩变动水平ΔT进行计算。接下来，在步骤114中，对内燃机输出的转矩变动水平ΔT是否大于边界转矩变动水平XD进行判断。在转矩变动水平ΔT大于边界转矩变动水平XD时进入步骤116并实施锁止离合器66的挠性锁止控制。
相对于此，在步骤111中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20A中阴影线所示的LPL区域中时，即在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用未被实施时进入步骤115，此外，在步骤112中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中时，即由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用未被实施时进入步骤115。而且，在步骤114中判断出内燃机输出的转矩变动水平ΔT小于边界转矩变动水平XD时也进入步骤115。在步骤115中，实施锁止离合器66的锁止控制。此时，在该第六实施例中，锁止离合器66被设为非滑动卡合。
接下来，对即使内燃机的输出转矩变动也不会给搭乘者带来不适感的第七实施例进行说明。在该第七实施例中，与第六实施例同样地，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施的状态下，在内燃机输出的转矩变动的大小超过了预先规定的值时，实施锁止离合器66的挠性锁止控制。但是，此时，在该第七实施例中，为了实现即使内燃机的输出转矩变动也不会给搭乘者带来不适感，从而以使变速器28的输入轴61的转矩变动水平ΔT成为预先规定的边界转矩变动水平XD的方式通过压力控制装置67而对锁止离合器66的卡合状态进行反馈控制。具体而言，以使变速器的输入轴的转矩变动水平ΔT成为预先规定的边界转矩变动水平XD的方式而对被施加于压力控制装置67的螺线管上的驱动脉冲的占空比进行反馈控制。此时，如图3所示，流体分担率成为用HR表示的率。
接下来，对在内燃机的输出转矩变动时也不会给搭乘者带来不适感的第八实施例进行说明。在该第八实施例中，与图24所示的第四实施例同样地，在应该实施锁止离合器66的卡合作用时，由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施且由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施的情况下，在内燃机输出的转矩变动水平ΔT高于边界转矩变动水平XD时，禁止锁止离合器66的非滑动卡合。但是，在该第八实施例中，在此时内燃机输出的转矩变动水平ΔT低于边界转矩变动水平XD情况下，实施锁止离合器66的滑动卡合。即，实施锁止离合器66的挠性锁止控制。如此在内燃机输出的转矩变动水平ΔT低于边界转矩变动水平XD时，当将锁止离合器66设为滑动卡合状态时，将不会给搭乘者带来不适感，并能够提高变矩器27的动力传递效率。
如此，在第八实施例中，在应该实施锁止离合器66的卡合作用时，在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气再循环作用被实施且以预先规定的周期ΔT而从碳氢化合物供给阀15喷射了碳氢化合物的情况下，在内燃机输出的转矩变动的大小超过了预先规定的值时，禁止锁止离合器66的非滑动卡合并且禁止锁止离合器66的滑动卡合，在内燃机输出的转矩变动的大小小于预先规定的值时实施锁止离合器66的滑动卡合。
图26图示了用于执行该第八实施例的锁止控制程序。另外，该程序以每固定时间的间隔而被执行。
当参照图26时，首先在步骤120中，对内燃机的运转状态是否为图20C中阴影线所示的锁止控制实施例区域进行判断。在内燃机的运转状态不处于锁止控制实施例区域时结束处理周期，在内燃机的运转状态处于锁止控制实施例区域中时进入步骤121。在步骤121中，对内燃机的运转状态是否处于图20A中阴影线所示的LPL区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于LPL区域中时，即由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用被实施时进入步骤122。
在步骤122中，对内燃机的运转状态是否处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中进行判断。在内燃机的运转状态处于第一NOX净化方法区域中时，即在由第一NOx净化方法所实现的NOx净化作用被实施时，进入步骤123并对内燃机输出的转矩变动水平ΔT进行计算。接下来，在步骤124中对内燃机输出的转矩变动水平ΔT是否大于边界转矩变动水平XD进行判断。在转矩变动水平ΔT大于边界转矩变动水平XD时进入步骤126禁止锁止离合器66的非滑动卡合。相对于此，在步骤124中，在判断出内燃机输出的转矩变动水平ΔT小于边界转矩变动水平XD时进入步骤127并将锁止离合器66设为滑动卡合。即，实施锁止离合器66的挠性锁止控制。
另一方面，在步骤121中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20A中阴影线所示的LPL区域中时，即在由低压废气再循环装置LPL所实现的废气的再循环作用未被实施时进入步骤125，此外，在步骤122中，在判断出内燃机的运转状态不处于图20B中阴影线所示的第一NOX净化方法区域中时，即由第一NOX净化方法所实现的NOX净化作用未被实施时进入步骤125。在步骤125中，实施锁止离合器66的锁止控制。此时，在该第八实施例中，锁止离合器66被设为非滑动卡合。
另外，作为其他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重整碳氢化合物的氧化催化剂。
符号说明
4…进气歧管；
5…排气歧管；
7…排气涡轮增压器；
12a、12b…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；
28…变矩器；
66…锁止离合器；
HPL…高压废气再循环装置；
LPL…低压废气再循环装置。
Claims (5)
1.一种内燃机，其在内燃机排气通道内配置排气净化催化剂并且在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，且在该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，该排气净化催化剂具有如下的性质，即，当使流入到排气净化催化剂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对废气中所含有的NOX进行还原的性质、以及当使该碳氢化合物浓度的振动周期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，当在内燃机运转时以该预先规定的范围内的周期而从碳氢化合物供给阀喷射了碳氢化合物时，废气中所含有的NOX将在排气净化催化剂中被净化，其中，
所述内燃机具备使排气净化催化剂下游的内燃机排气通道内的废气向进气通道内进行再循环的低压废气再循环装置，具备锁止离合器的变矩器被配置于内燃机的输出轴与变速器之间，且在锁止离合器的卡合作用未被实施时内燃机的输出轴被液力式地连结在变速器的输入轴上，而在锁止离合器的卡合作用被实施时内燃机的输出轴被机械式地连结在变速器的输入轴上，在应该实施锁止离合器的卡合作用时，在由上述低压废气再循环装置所实现的废气再循环作用被实施且以上述预先规定的范围内的周期而从碳氢化合物供给阀喷射了碳氢化合物的情况下，始终禁止锁止离合器的非滑动卡合并且实施锁止离合器的滑动卡合，或者，根据内燃机输出的转矩变动的大小而禁止锁止离合器的非滑动卡合并且实施锁止离合器的滑动卡合。
2.如权利要求1所述的内燃机，其中，
在应该实施锁止离合器的卡合作用时，在由上述低压废气再循环装置所实现的废气再循环作用被实施且以上述预先规定的范围内的周期而从碳氢化合物供给阀喷射了碳氢化合物的情况下，在内燃机输出的转矩变动的大小超过了预先规定的值时，禁止锁止离合器的非滑动卡合，并实施锁止离合器的滑动卡合。
3.如权利要求2所述的内燃机，其中，
具备用于对锁止离合器的卡合状态进行控制的压力控制装置，并且在锁止离合器的滑动卡合被实施时，以使变速器的输入轴的转矩变动水平成为预先规定的临界转矩变动水平的方式而通过该压力控制装置来对锁止离合器的卡合状态进行反馈控制。
4.如权利要求1所述的内燃机，其中，
在应该实施锁止离合器的卡合作用时，在由上述低压废气再循环装置所实现的废气再循环作用被实施且以上述预先规定的范围内的周期而从碳氢化合物供给阀喷射了碳氢化合物的情况下，在内燃机输出的转矩变动的大小超过了预先规定的值时，禁止锁止离合器的非滑动卡合并且禁止锁止离合器的滑动卡合，而在内燃机输出的转矩变动的大小与预先规定的值相比而较小时，实施锁止离合器的滑动卡合。
5.如权利要求1所述的内燃机，其中，
选择性地使用通过以该预先规定的范围内的周期而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物从而对废气中所含有的NOX进行净化的第一NOX净化方法、和通过以与该预先规定的范围内的周期相比而较长的周期将流入到排气净化催化剂中的废气的空燃比设为过浓从而使吸留NOX从排气净化催化剂中释放并对NOX进行净化的第二NOX净化方法，并且在由上述低压废气再循环装置所实现的废气再循环作用被实施的状态下实施了由第二NOX净化方法实现的NOX净化作用时，在为了从排气净化催化剂中释放吸留NOX而将流入到排气净化催化剂中的废气的空燃比设为了过浓时，暂时性地停止由该低压废气再循环装置所实现的废气再循环作用。
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