内燃机及其控制方法
阅读：1005发布：2020-07-08
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1.一种内燃机，具备废气的后处理装置、以及能够自由地改变排气阀的开阀时期的可变阀机构，该内燃机的特征在于，
具备以下的升温机构：在通过所述后处理装置进行废气的处理时，或者在将所述后处理装置再生时，所述可变阀机构将在通常燃烧时在排气冲程中开阀的所述排气阀在后燃烧期间的范围内开阀，将通过向气缸内喷射的燃料的燃烧而成为高温且高压的废气向所述后处理装置供给，从而将所述后处理装置的一部分或全部升温至预先设定的温度以上，并且具备以下的机构：将所述后处理装置的一部分或全部升温至预先设定的温度以上之后，与所述升温机构中的所述排气阀的开阀时期相应地，通过气缸内的燃料喷射阀的追加喷射或者设于排气路径的添加阀的喷射的至少某一方，在废气中添加未燃燃料成分。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，
将所述排气阀的开阀时机设定为做功冲程的早期、且作为后燃烧期间的范围内的
20°ATDC～50°ATDC，将所述排气阀的闭阀时机设定为比下死点靠前的50°ATDC～
90°ATDC。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，
在所述升温机构中的从所述排气阀的开阀时机到闭阀时机之间的范围内，设定所述燃料喷射阀的追加喷射开始的时机和结束的时机、或者所述添加阀的喷射开始的时机和结束的时机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其特征在于，
在多气缸内燃机中的任一个气缸的排气端口，具备所述添加阀。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机，其特征在于，
在所述后处理装置包含尿素SCR催化剂，并且在排气端口具备尿素添加阀，该尿素添加阀在所述升温机构中的从所述排气阀的开阀时机到闭阀时机之间的范围内喷射尿素水。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机，其特征在于，
具备以下的机构：在进行所述升温机构时，使所述燃料喷射阀的主喷射量增加，以补充由于将所述排气阀暂时开阀而降低的扭矩。
7.一种内燃机的控制方法，该内燃机具备废气的后处理装置，该内燃机的控制方法的特征在于，
在通过所述后处理装置进行废气的处理时，或者在将所述后处理装置再生时，将在通常燃烧时在排气冲程中开阀的排气阀在后燃烧期间的范围内开阀，将通过向气缸内喷射的燃料的燃烧而成为高温且高压的废气向所述后处理装置供给，
将所述后处理装置的一部分或全部升温至预定的温度以上之后，与所述排气阀的开阀时机相应地，通过气缸内的燃料喷射阀的追加喷射，或者通过设于排气路径的添加阀，在废气中添加未燃燃料成分。
内燃机及其控制方法
技术领域
背景技术
[0002] 目前，作为处理发动机(内燃机)的废气的后处理装置，有捕集PM(微粒)的DPF(柴油微粒捕集过滤器)、除NOx催化剂(氮氧化物还原催化剂)、DOC(柴油用氧化催化剂)、以及尿素SCR催化剂(尿素选择还原催化剂)等催化剂装置。实际上，在设于发动机的排气路径的情况下，将它们组合而净化废气(例如参照专利文献1、专利文献2和专利文献3)。
[0003] 在通过该后处理装置净化废气时，将废气温度升温至200度～250度左右的高温而使催化剂装置的催化剂活性化非常重要。另外，在燃烧由DPF捕集的PM而将DPF再生时，必须供给燃料且使其燃烧而升温。
[0004] 在此，以使废气成为高温状态并且从排气阀排出未燃燃料的方式，通过喷射器进行刚刚主喷射后的后喷射。
[0005] 该后喷射在气缸内的废气温度降低的状态下进行的情况下，产生以下问题：燃料附着于气缸衬套，燃料在润滑油中稀释，发动机的耐久性降低。另外，由于向低压、低温状态的气缸内喷射，因而还存在以下问题：供给燃料的热分解不进行，分解不会进行到对催化剂有利的HC成分。
[0006] 针对该问题，还有向排气管直接添加HC的方法，在该方法中，防止了燃料向润滑油的稀释，但由于是向比筒内更加低温低压下的喷射，因而与后喷射相比，在燃料的热分解上更加耗费时间的问题尚未解决。
[0007] 在先技术文献
[0008] 专利文献：
[0009] 专利文献1：日本特开2003-003831号公报
[0010] 专利文献2：日本特开2005-083351号公报
[0011] 专利文献3：日本特开2011-127471号公报
发明内容
[0012] 发明所要解决的课题
[0013] 本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于，提供一种内燃机及其控制方法，仅通过对现有的构成追加少许构造，或者完全不追加，就能够促进处理废气的后处理装置的及早升温，并且将较多地含有未燃燃料成分的废气供给至后处理装置。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 用于解决上述目的的本发明的内燃机，具备废气的后处理装置、以及能够自由地改变排气阀的开阀时期的可变阀机构，该内燃机的特征在于，具备以下的升温机构：在通过所述后处理装置进行废气的处理时，或者在将所述后处理装置再生时，所述可变阀机构将在通常燃烧时在排气冲程中开阀的所述排气阀在后燃烧期间的范围内开阀，将通过向气缸内喷射的燃料的燃烧而成为高温且高压的废气向所述后处理装置供给，从而将所述后处理装置的一部分或全部升温至预先设定的温度以上，并且具备以下的添加机构：将所述后处理装置的一部分或全部升温至预先设定的温度以上之后，与所述升温机构中的所述排气阀的开阀时期相应地，通过气缸内的燃料喷射阀的追加喷射或者设于排气路径的添加阀的喷射的至少某一方，在废气中添加未燃燃料成分。
[0016] 依照该构成，仅通过对现有的构成追加少许构成，或者完全不追加而仅仅变更排气阀开闭时机，就能够将成为高温的排气供给至后处理装置(DPF，催化剂)，将后处理装置的催化剂的温度急速地上升。另外，此后，通过燃料喷射阀的追加喷射或者添加阀的喷射中的至少任何一种将未燃燃料成分(以下，称为HC成分)添加至排气，从而能够将较多地含有HC成分的排气供给至后处理装置。
[0017] 因此，能够将热分解进行后的HC成分供给至后处理装置的催化剂，而且能够供给高温状态的DPF再生用燃料。结果，在达到催化剂之前，能够促进HC的分解，因而能够减少催化剂的贵金属量，能够降低成本。此外，由于HC分解的催化剂依赖度变低，因而即使催化剂劣化也能够稳定地进行后处理装置的再生。
[0018] 另外，在上述内燃机中，如果将所述排气阀的开阀时机设定为在做功冲程的早期且在作为后燃烧期间的范围内的20°ATDC～50°ATDC，并将所述排气阀的闭阀时机设定为比下死点靠前的50°ATDC～90°ATDC，则在后燃烧期间的开始(～ATDC15°左右)之后，在通过主喷射而气缸成为高温且高压的状态的时机，即，在非常早期的做功冲程(ATDC20°～50°)中，将排气阀开阀，从而能够在非常高的温度(800℃～400℃)下，将含有未燃燃料的排气供给至后处理装置，进行催化剂的提早升温和PM再生。
[0019] 另外，通过在比下死点靠前时闭合，从而能够防止在做功冲程初期打开之后，气缸内成为负压而排气被吸回。此后，排气阀在排气冲程中进行通常的开闭而排出燃烧后的排气。
[0020] 此外，在上述内燃机中，如果在所述升温的措施中的从所述排气阀的开阀时机直到闭阀时机之间的范围内，设定所述燃料喷射阀的追加喷射开始的时机和结束的时机、或者所述添加阀的喷射开始的时机和结束的时机，则能够在高温且高压下促进HC的分解，将HC气化后的状态的排气供给至后处理装置。由此，能够防止未燃燃料附着于气缸内。
[0021] 而且，在上述内燃机中，如果在多气缸内燃机中的任何一个气缸的排气端口具备所述添加阀，则能够在排气保持高温的状态下喷射添加剂，因而能够促进HC成分的气化。另外，在多气缸内燃机的情况下，在考虑该气化的促进的情况下，如果在任何一个气缸的排气端口具备添加阀，则能够最高效地将HC成分气化。
[0022] 再者，在上述内燃机中，如果在所述后处理装置包含尿素SCR催化剂，并且在排气端口具备尿素添加阀，该尿素添加阀在所述升温的措施中的从所述排气阀的开阀时机直到闭阀时机之间的范围内喷射尿素水，则能够促进高温下尿素的分解，从刚刚起动后起提高除NOx效果。
[0023] 再者，在上述内燃机中，如果具备一种措施，该措施在进行所述升温的措施时，以补充由于将所述排气阀暂时开阀而降低的扭矩的方式，使所述喷射阀的主喷射量增加，则能够通过增加主喷射量来修正由于在做功冲程的早期将排气阀暂时开阀而降低的扭矩。此时，根据相对于发动机转速和燃料喷射量的修正量映射来参照成为与通常燃烧时相同的扭矩那样的修正量即可。
[0024] 另外，用于解决上述问题的内燃机的控制方法是一种具备排气的后处理装置的内燃机的控制方法，其特征在于，在通过所述后处理装置进行排气的处理时，或者在将所述后处理装置再生时，将在通常燃烧时在排气冲程中开阀的排气阀在后燃烧期间的范围内开阀，将由于向气缸内喷射的燃料的燃烧而成为高温且高压的排气向所述后处理装置供给，并且，在将所述后处理装置的一部分或全部升温至预定的温度以上之后，与所述排气阀的开阀时机配合，通过气缸内的燃料喷射阀的追加喷射，或者通过设于排气路径的添加阀，在排气中添加未燃燃料成分。
[0025] 依照该方法，仅通过对现有的构成追加少许构成，或者完全不追加，就能够获得与上述同样的作用效果。因此，几乎不会花费追加成本，所以能够将制造成本降低。
[0026] 发明的效果
[0028] 图1是表示本发明的第一实施方式的内燃机的气缸的截面图。
[0029] 图2是表示本发明的第一实施方式的内燃机的概略图。
[0030] 图3是表示图1所示的内燃机的喷射器和排气阀的动作的图，(a)表示将后处理装置升温的措施，(b)表示向后处理装置供给未燃燃料的措施。
[0032] 图5是表示图1所示的内燃机的动作的流程图。
[0033] 图6是表示本发明的第二实施方式的内燃机的概略图。
[0034] 图7是表示本发明的第三实施方式的内燃机的概略图。
[0035] 图8是表示本发明的第四实施方式的内燃机的概略图。
具体实施方式
[0036] 以下参照附图说明本发明的实施方式的内燃机及其控制方法。该实施方式以串联四气缸的柴油发动机为例进行说明，但本发明并不限定于柴油发动机，还能够适用于汽油发动机，其气缸数或气缸的排列并不限定。此外，关于附图，为了容易理解构造而使尺寸变化，各部件、各零件的板厚、宽度和长度等的比率也未必与实际制造的比率相一致。
[0037] 首先，参照图1和图2说明本发明的第一实施方式的内燃机。首先，说明图1所示的本发明的第一实施方式的发动机(内燃机)的气缸。多气缸发动机的气缸1具备在气缸衬套2内往复运动的活塞3。
[0038] 在该活塞3的上部设置燃烧室4，具备：喷射器(燃料喷射阀)5，向该燃烧室4喷射燃料；排气阀装置6，从燃烧室4排出废气Ga；以及吸气阀装置7，向燃烧室4供给空气Ai。
[0039] 喷射器5是至少在主喷射(主喷射)之后进行后喷射(追加喷射)的可多级喷射的喷射阀，也可以构成为在主喷射之前进行引燃喷射或预喷射。
[0040] 排气阀装置6通过阀驱动装置6b开闭排气阀6a，向排气端口8a排出废气Ga。阀驱动装置6b与可变阀正时机构(可变阀机构)11连接，能够自由地变更排气阀6a的开阀和闭阀时机。
[0041] 该可变阀正时机构11例如在用凸轮机构形成阀驱动装置6b的情况下，由以下装置形成可变阀正时机构11：该装置通过油压将凸轮机构从曲柄轴进角或滞角。这些是所谓的被称为位相变化型可变阀正时机构的装置。在使排气阀6a的开阀时机可变的情况下，通过设于凸轮盘与凸轮轴之间的油压室的油压，使曲柄轴与凸轮轴的位相进角或滞角，从而可以改变排气阀6a的开阀时机。
[0042] 该阀驱动装置6b和可变阀正时机构11并不限定于上述的构成，例如也可以在阀驱动装置6b设置具有多个凸轮的凸轮机构，在可变阀正时机构11使用切换该多个凸轮的装置，或在排气阀装置6使用螺线管电磁阀。
[0043] 吸气阀装置7通过阀驱动装置7b开闭吸气阀7a，从吸气端口9a供给空气Ai。阀驱动装置7b使用在凸轮机构或螺线管设置柱塞的电磁驱动装置等。该阀驱动装置7b能够使用公知技术的阀驱动装置。
[0044] 喷射器5和可变阀正时机构11分别构成为，通过被称为发动机控制单元的ECU(控制装置)12来控制它们的动作。该ECU12与各种传感器连接，是通过电路担负发动机10的控制的、综合地进行电气控制的微型控制器，在该实施方式中，控制喷射器5的燃料喷射量和燃料喷射、以及排气阀6a的开阀时机。
[0045] 如图2所示，该实施方式的发动机10将上述气缸1设于由缸体和缸头构成的发动机本体13，具备由排气端口8a和排气歧管8b构成的排气路径8、以及由吸气端口9a和吸气歧管9b构成的吸气路径9。此外，具备EGR系统(废气再循环装置)15，该EGR系统15具备涡轮增压机14、EGR冷却器15a和EGR阀15b。
[0046] 在排气路径8设置处理废气的后处理装置20，后处理装置20具备催化剂装置21和DPF22。催化剂装置21由具有LNT催化剂的除NOx催化剂(氮氧化物还原催化剂)21a、DOC(柴油用氧化催化剂)21b构成。在吸气路径9具备吸气过滤器16、中间冷却器17和吸气节流阀18。
[0047] 另外，作为与所述的ECU12连接的传感器，具备曲柄角传感器23、凸轮角传感器24、DPF温度传感器25a和25b、以及DPF差压传感器26a和26b。使用由该曲柄角传感器
23检测的曲柄角、以及由凸轮角传感器24检测的凸轮角，ECU12调节喷射器5的喷射时机、排气阀6a的开阀时机。在发动机10还设有其它各种传感器，但在实施方式的说明中省略。
23检测的曲柄角、以及由凸轮角传感器24检测的凸轮角，ECU12调节喷射器5的喷射时机、排气阀6a的开阀时机。在发动机10还设有其它各种传感器，但在实施方式的说明中省略。
[0048] 上述的发动机10的构成是公知的构成，各装置也能够使用公知的技术。在该实施方式中，将至少具备除NOx催化剂21a或DOC21b等催化剂装置21和DPF22的后处理装置20设于排气路径8，并且设置能够自由地变更排气阀6a的开阀时机的可变阀正时机构11即可，其它构成并不限定于上述的构成。
[0049] 接着，参照图3和图4说明发动机10的动作。在此，在燃烧的上死点前，设喷射初期的预混合燃烧期间为PB，设主燃烧的扩散燃烧期间为DB，设在做功冲程初期喷射的未燃燃料所燃烧的期间、即后燃烧期间为AB。另外，设喷射器5的主喷射的开始时机为A1，设结束时机为A2，设做功冲程中的排气阀6a的开阀时机为A3，设闭阀时机为A4，设排气冲程中的排气阀6a的开阀时机为A5。
[0050] 在将后处理装置20的温度升温的情况下，或者在使DPF23的PM燃烧而再生的情况下，首先，如图3(a)所示，ECU12将喷射器5的喷射时机保持为通常喷射时期的状态，控制可变阀正时机构11，在与在通常时的排气冲程中进行的时机不同的时机，将排气阀6a开阀和闭阀。
[0051] 接着，喷射器5从喷射开始时机A1到喷射结束时机A2进行主喷射。然后，从喷射结束时机A2起，后燃烧期间AB开始。在该后燃烧期间AB的范围内将排气阀6a开阀。此时的排气阀6a的开阀时机A3是做功冲程早期的、后燃烧期间AB刚开始后不久的时机。
[0052] 在该实施方式中，后燃烧期间AB的开始是从喷射结束时机A2起，更具体地在0°ATDC～20°ATDC的范围内，其结束比下死点(90°ATDC)靠前。所以，开阀时机A3在从做功冲程早期的后燃烧期间AB的开始直到下死点的范围内，优选地在0°ATDC～
90°ATDC的范围内，更优选地在20°ATDC～50°ATDC的范围内。
90°ATDC的范围内，更优选地在20°ATDC～50°ATDC的范围内。
[0053] 通过将排气阀6a在非常早的做功冲程的开阀时机A3开阀，如图4所示，能够将废气温度非常高(800℃～400℃)的废气Ga向后处理装置20供给。另外，由于开阀时机A3也在后燃烧期间AB的范围内，因而未燃燃料残留在气缸1内，能够将在高温且高压下气化的未燃燃料成分(以下称为“HC成分”)向后处理装置20供给。
[0054] 如果在做功冲程的初期开阀，则存在气缸1内反而成为负压而吸回废气Ga的可能性，因而最晚必须在下死点之前闭合，排气阀6a的闭阀时机A4如图3(a)所示，是比下死点靠前的时机，优选为50°ATDC～90°ATDC。由此，能够防止废气Ga向气缸1内吸回。
[0055] 此后，将排气阀6a在通常的开阀时机A5再次打开，排出残留的燃烧后废气Ga。进行该动作，将高温且高压的废气Ga向后处理装置20供给，将后处理装置20的催化剂装置21和DPF22的一部分或全部升温至预先设定的温度以上，此后，如图3(b)所示，不改变排气阀6a的开阀时机A3和闭阀时机A4，ECU12控制喷射器5而在主喷射之后开始后喷射。
[0056] 该后喷射的开始时机和结束时机在从排气阀6a的开阀时机A3到闭阀时机A4的期间的范围内即可，在该实施方式中为大致同时。以往，如果做功冲程初期的后燃烧期间拖长，则废气温度上升，存在烟尘的生成增加的倾向。可是，在该实施方式中，在后喷射中喷射的燃料在排气阀6a开阀后立即排出至排气管，因而不会引起烟尘的生成。该未燃燃料能够在高温且高压下推进燃料分解，成为适于在后处理装置20中利用的HC成分。
[0057] 依照上述动作，由于在非常早的做功冲程的后燃烧期间AB的范围内将排气阀6a开阀，因而将在扩散燃烧期间DB成为高温且高压的废气Ga向后处理装置20供给而升温之后，能够在较多地含有HC成分的状态下向后处理装置20供给，所以能够将后处理装置20的一部分或全部升温，在升温后热分解向催化剂装置21和DPF22进行，供给气化的HC成分。
[0058] 另外，不进行后喷射而能够进行DPF22中的PM的再生，能够解决在使用后喷射进行PM的再生时发生的以下问题：燃料附着于气缸衬套2，油稀释且渗漏气体增加，从而使发动机10的耐久性显著降低。
[0059] 由此，后处理装置20能够进一步获得以下的效果。在除NOx催化剂21a中，能够通过较冷时的提早升温或富含时的HC分解而使净化率提高。另外，在DOC21b中，能够使供给的HC成分在高温的废气Ga下容易燃烧，而且热容量也小，因而特别是能够促进刚起动后等的催化剂装置的急速升温。此外，在除NOx催化剂21a、DOC21b等催化剂装置21中，能够促进HC成分的分解，因而能够减少催化剂装置21的贵金属量，能够降低成本。再者，在DPF22中，HC成分的分解的催化剂依赖度低，因而即使催化剂劣化也能够稳定地进行PM再生。
[0060] 而且，不必另外追加装置，仅通过排气阀6a的开闭时机的变更、喷射器5的喷射时机的变更，几乎不花费追加成本就能够获得上述的效果。
[0061] 在进行上述动作时，如果增加从喷射器5喷射的主喷射的喷射量，则能够通过在做功冲程的早期将排气阀6a开阀而防止扭矩的降低。此时的喷射量，能够补充由于将排气阀6a开阀而降低的扭矩部分并获得与通用燃烧时同等的扭矩，使相对于发动机转速和燃料喷射量的修正量映射预先存储在ECU12中，在上述动作时，ECU12读出该修正量映射而修正喷射量。
[0062] 接着，参照图5所示的流程图，说明上述的发动机10的控制方法。在该流程图中记载的控制方法是由ECU12运算的程序。在此，设由设于DPF22上游的DPF传感器25a检测的温度为DPF22的前温度Ta，设由设于DPF22下游的DPF传感器25b检测的温度为DPF22的后温度Tb，设由DPF差压传感器26a和26b检测的DPF22的前后的压力差为ΔP。
[0063] 首先，进行步骤S1，判断DPF22的前温度Ta是否低于预定的判定温度Tc。该判定温度Tc是能够判断后处理装置20内的催化剂装置的温度较低的情况的温度。该判定温度Tc是根据催化剂装置的种类、排气路径8内的构成而变化的温度。
[0064] 接着，进行步骤S2，判断DPF22的前后的压力差ΔP是否小于预定的判定压力值Pc。已知如果DPF22的前后的压力差ΔP变大则PM堵塞DPF22，因而该判定压力值Pc设定为能够判断PM不堵塞在DPF22内而功能不降低的程度的值。
[0065] 在步骤S1和S2中判断为DPF前温度Ta低、即后处理装置20内的催化剂装置21需要升温，并且判断为DPF22的前后的压力差ΔP大、即需要DPF22的再生的情况下，接着进行步骤S3，喷射器5进行增加了喷射量的主喷射。该喷射量的增加量使用如前所述由喷射量的修正映射修正的量，防止由于以下进行的冲程所产生的扭矩的降低。
[0066] 接着，进行步骤S4，将排气阀6a在做功冲程早期的后燃烧期间AB开阀，在下死点前闭阀。此时的开阀时机和闭阀时机为所述的开阀时机A3和闭阀时机A4。接着，进行步骤S5，将排气阀6a在排气冲程开阀、闭阀。
[0067] 接着进行步骤S6，判断DPF22的前温度Ta是否为催化剂活性温度Td以上。在该步骤S6中，DPF22的前温度Ta低于催化剂活性温度Td的情况下，即，在后处理装置20的催化剂装置21不能够充分地升温的情况下，再次进行步骤S3至步骤S5。该催化剂活性温度Td是在后处理装置20的催化剂装置21成为预定的温度以上时表示的温度，根据后处理装置20的催化剂装置21的种类等而变化，优选地设定在180℃～250℃的范围内。
[0068] 如果DPF22的前温度Ta达到催化剂活性温度Td，则接着进行步骤S7，将排气阀6a在做功冲程早期的后燃烧期间AB开阀。接着进行步骤S8，喷射器5在从排气阀6a开阀到闭阀之间进行后喷射。然后，进行步骤S9，将排气阀6a在下死点前闭阀。该步骤S7～S9是在所述的步骤S4期间进行后喷射的步骤。这样，HC成分供给至催化剂装置21且燃烧，催化剂装置21的温度进一步上升。另外，HC成分供给至DPF22，燃烧PM。
[0069] 接着进行步骤S10，将排气阀6a在排气冲程开阀、闭阀。接着进行步骤S11，判断DPF22的前温度Ta是否在异常催化剂温度Te以上。如果DPF22的前温度Ta成为异常催化剂温度Te以上，则催化剂装置21的温度过度升高，催化剂装置21发生故障，因而在此情况下，该控制方法结束。该异常催化剂温度Te预先存储于ECU12，优选地设定为650℃～750℃。
[0070] 在该步骤S11中，能够判断催化剂装置21的温度的异常升温即可，并不限定于上述的方法。例如，也可以进行催化剂温度推定步骤：从在后喷射中喷射的燃料量算出发热量，与催化剂的特性相应地推定催化剂温度。
[0071] 在DPF22的前温度Ta低于异常催化剂温度Te的情况下，接着进行步骤S11，判断DPF22的前后的压力差ΔP是否小于判定压力值Pc。在压力差ΔP小于判定压力值Pc的情况下，能够将DPF22的PM再生，该控制方法结束。
[0072] 在压力差ΔP为判定压力值Pc以上的情况下，接着进行步骤S12，判断DPF22的后温度Tb是否为异常DPF温度Tf以上。如果DPF22的后温度Tb为异常DPF温度Tf以上，则DPF22的温度过度升高，DPF22发生故障，因而在此情况下，该控制方法结束。该异常DPF温度Tf预先存储于ECU12，优选地设定为650℃～750℃。
[0073] 依照以上的发动机10的控制方法，仅通过变更排气阀6a的开闭时机和喷射器5的喷射时机，不另外追加新的装置，就能够获得在上述的发动机10的动作中阐述的作用效果。此外，能够监测催化剂装置21的温度和DPF22的温度，并防止各装置的异常升温。除了上述方法以外，也可以使用在检测到各装置的异常升温时调节在做功冲程初期的后喷射中喷射的燃料量的方法、或使排气阀6a的开阀开始时期滞角的方法，来调整各装置的温度。
[0074] 接着，参照图6，同时说明本发明的第二实施方式的发动机。该发动机30是除了第一实施方式的发动机的构成以外，在排气端口8a具备HC添加喷嘴(添加阀)31的构成。如该实施方式那样设置了HC添加喷嘴31的情况下，喷射器5将单元喷射器等适用于以下情况等即可：不对应于多级喷射的情况；即使对应于多级喷射，如果后喷射量增加则发生油稀释的问题的情况；如果后喷射量增加则对筒内的燃烧产生影响的情况。
[0075] 该HC添加喷嘴31优选地配备于燃烧室4附近的排气端口8a，以便尽可能地在废气Ga保持高温的状态下喷射而促进气化。另外，HC添加喷嘴31的配置数量，发动机30那样的多气缸发动机的情况下，如果配备于任何一个气缸1的排气端口8a，则在HC成分的气化方面是适当的。此外，假设在难以向排气端口8a安装的情况下，其配置位置可以在涡轮增压机14正下方的排气歧管8b内。
[0076] 该发动机30的动作，除了在第一实施方式中说明的后喷射之外、或者不进行后喷射，从HC添加喷嘴31将HC添加至废气Ga的、此时的HC添加喷嘴31的喷射时机为在所述的追加喷射中说明的范围内的时机。
[0077] 依照该构成，即使替换后喷射而使用HC添加喷嘴31，也能够获得与所述同样的作用效果，因而不能进行后喷射的发动机也能够应用。
[0078] 接着，参照图7，说明本发明的第三实施方式的发动机。该发动机40，代替第一实施方式的发动机的后处理装置的催化剂装置的除NOx催化剂而具备尿素SCR装置(尿素选择性还原催化剂)41a，并且在排气端口8a具备尿素添加喷嘴42。该尿素添加喷嘴42设于排气端口8a或者排气端口8a的附近，是在做功冲程早期的从排气阀6a排出高温废气Ga时喷射尿素水的喷射阀。该喷射的时机为与所述的HC添加喷嘴同样的时机。
[0079] 依照该构成，在高温且高压下尿素的分解被促进，尿素提早蒸发，且能够促进氨气化，能够在发动机40的刚起动后发挥除NOx效果。另外，由于能够防止尿素水在特定的温度下作为固态物质析出，因而不会闭塞排气管。
[0080] 接着，参照图8，说明本发明的第四实施方式的发动机。该发动机50除了第一实施方式的发动机的构成以外，在各排气端口8a具备端口内氧化催化剂51。依照该构成，能够使供给至端口内氧化催化剂51的HC成分在高温废气容易地燃烧，还能够减小热容量，因而特别是能够将刚起动后的催化剂急速地升温。
[0081] 将上述的第一至第四实施方式搭载于车辆时，也可以分别组合。
[0082] 工业实用性
[0083] 本发明的内燃机不新追加装置，或者仅追加少许构成，就能够促进处理废气的后处理装置的提早升温，并且将较多地含有未燃燃料成分的废气供给至后处理装置，因而特别是能够用于搭载了柴油发动机的车辆。
[0084] 符号说明
[0085] 1 气缸(气缸)
[0086] 2 气缸衬套
[0087] 3 活塞
[0088] 4 燃烧室
[0089] 5 喷射器
[0090] 6 排气阀装置
[0091] 7 吸气阀装置
[0092] 8 排气路径
[0093] 9 吸气路径
[0094] 10、30、40、50 发动机(内燃机)
[0095] 11 可变阀正时机构
[0096] 12 ECU(控制装置)
[0097] 13 发动机本体
[0098] 14 涡轮增压机
[0099] 15 EGR系统
[0100] 20 后处理装置
[0101] 21 催化剂装置
[0102] 21a 除NOx催化剂(氮氧化物还原催化剂)
[0103] 21b DOC(柴油用氧化催化剂)
[0104] 22 DPF(柴油微粒捕集过滤器)
[0105] 31 HC添加喷嘴(添加阀)
[0106] 41a 尿素SCR装置(尿素选择的还原催化剂)
[0107] 42 尿素添加喷嘴(尿素添加阀)
[0108] 51 端口内氧化催化剂
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