内燃机的排气加热装置及其控制方法.pdf

本发明的排气加热装置用于加热自内燃机向排气净化装置引导的排气，配置在第1排气通路中的比该第1排气通路与第2排气通路的合流部靠上游且比第1排气涡轮式增压器的排气涡轮靠下游的位置，所述内燃机装入有第1排气涡轮式增压器和第2排气涡轮式增压器，与第1排气涡轮式增压器相比主要在内燃机的低转速区域使用所述第2排气涡轮式增压器，所述第1排气通路经过第1排气涡轮式增压器的排气涡轮而与排气净化装置相连，所述第2排气通路以绕过第1排气涡轮式增压器的排气涡轮的状态经过第2排气涡轮式增压器的排气涡轮而与排气净化装置相连。

权利要求书一种内燃机的排气加热装置，该内燃机的排气加热装置用于加热自内燃机向排气净化装置导入的排气，该内燃机装入有第1排气涡轮式增压器和第2排气涡轮式增压器，所述第2排气涡轮式增压器与所述第1排气涡轮式增压器相比主要用在内燃机的低转速区域，其特征在于，
该排气加热装置配置在第1排气通路中的比该第1排气通路与第2排气通路的合流部靠上游且比所述第1排气涡轮式增压器的排气涡轮靠下游的位置，所述第1排气通路经过所述第1排气涡轮式增压器的排气涡轮而与所述排气净化装置相连，所述第2排气通路以绕过所述第1排气涡轮式增压器的排气涡轮的状态经过所述第2排气涡轮式增压器的排气涡轮而与所述排气净化装置相连。
根据权利要求1所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
排气加热装置具有燃料供给阀和点火部件，所述燃料供给阀用于将燃料供给到所述第1排气通路中，所述点火部件用于使自该燃料供给阀供给到所述第1排气通路中的燃料点火而燃烧。
根据权利要求2所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
在所述点火部件与所述排气净化装置之间的排气通路的中途配置有氧化催化剂。
根据权利要求2或3所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
所述第1排气通路和所述第2排气通路在所述内燃机与所述排气净化装置之间并联配置。
根据权利要求4所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
在所述第1排气通路中的比所述第1排气涡轮式增压器的排气涡轮靠上游侧的位置，配置有能够调整在该第1排气通路中流动的排气的流量的阀。
根据权利要求5所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
在自所述燃料供给阀将燃料供给到第1排气通路中的情况下，所述阀的开度被调整为使在所述第1排气通路中流动的排气的流量比在所述第2排气通路中流动的排气的流量少。
根据权利要求2或3所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
所述第2排气通路是与所述第1排气通路并联配置的旁通通路。
根据权利要求7所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
在所述旁通通路中配置有能够调整在该旁通通路中流动的排气的流量的阀。
根据权利要求8所述的内燃机的排气加热装置，其特征在于，
在自所述燃料供给阀将燃料供给到第1排气通路中的情况下，所述阀的开度被调整为使在所述第1排气通路中流动的排气的流量比在所述旁通通路中流动的排气的流量少。
一种排气加热装置的控制方法，该排气加热装置是权利要求5或8所述的排气加热装置，其特征在于，
该排气加热装置的控制方法具有检测内燃机的转速的步骤和下述步骤，即，在检测到的内燃机的转速为规定转速以下或可能堵塞所述第1排气通路的运转状态的情况下，使规定流量的排气流到所述第1排气通路中，并且使排气加热装置工作。

说明书内燃机的排气加热装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种在设有排气净化装置的内燃机中，为了使排气净化装置活化及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
能够比较容易地提高内燃机的输出的增压器具有同时带来油耗降低的倾向。近年来，为了应付克服装入有这种增压器的内燃机的油耗提高的强烈要求，在专利文献1、专利文献2中提出了装入有特性不同的2台增压器的内燃机。这两个内燃机均具备主要在内燃机的低转速范围内发挥功能的第1增压器和主要在上述低转速范围以外的转速范围内发挥功能的第2增压器，将这些增压器串联或并联地配置于进排气通路。
另一方面，为了应付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，或者在内燃机的运转过程中维持其活性状态。因此，在专利文献3等中提出了在比排气净化装置靠上游侧的排气通路中装入有排气加热装置的内燃机。该排气加热装置在排气中产生加热气体，将该产生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或者维持活性状态。因此，排气加热装置通常具备：燃料供给阀，其将燃料供给到排气通路中；预热塞等点火装置，其加热该燃料而使该燃料点火，从而产生加热气体。此外，为了谋求该加热气体的升温，也公知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的结构。该氧化催化剂具有本身的发热功能和将燃料向低碳成分改性的功能，但是该氧化催化剂与用作排气净化装置的一部分的氧化催化剂的结构不同。
现有技术文献
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
发明要解决的问题
兼能确保输出特性及油耗和洁净的排气的内燃机在今后会成为重要的技术的这一点是明确的，从这种观点出发，对于上述的装入有2级式的排气涡轮式增压器的内燃机，可以考虑进一步装入排气加热装置。
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增加的运转状态的情况下，在排气通路中流动的排气的流速也相对上升。因此，自排气加热装置的燃料供给阀供给到排气通路中的燃料不能留在点火装置的周围，即使发生了点火，也会被排气的气流吹灭火焰，未燃烧的燃料可能向排气净化装置侧流入。
另一方面，在装入有2级式的排气涡轮式增压器的内燃机中，基本上有排气流量增多的倾向。而且，排气分别通过2台增压器的排气涡轮，所以向外部的散热、排气涡轮本身的热容量导致排气温度大幅下降。结果，上述的不良更加明显，只能在车辆减速时等排气流量较少时使排气加热装置工作。
本发明的目的在于，提供一种在装入有2级式的排气涡轮式增压器的内燃机中能够使燃料稳定地持续点火的排气加热装置。
用于解决问题的方案
本发明的第1技术方案的排气加热装置用于加热自内燃机向排气净化装置导入的排气，该内燃机装入有第1排气涡轮式增压器和第2排气涡轮式增压器，上述第2排气涡轮式增压器与上述第1排气涡轮式增压器相比主要在内燃机的低转速区域使用，该排气加热装置的特征在于，该排气加热装置配置在第1排气通路中的比该第1排气通路与第2排气通路的合流部靠上游且比上述第1排气涡轮式增压器的排气涡轮靠下游的位置，上述第1排气通路经过上述第1排气涡轮式增压器的排气涡轮而与上述排气净化装置相连，上述第2排气通路以绕过上述第1排气涡轮式增压器的排气涡轮的状态经过上述第2排气涡轮式增压器的排气涡轮而与上述排气净化装置相连。
在本发明中，在不必将排气引导到第1排气通路中的运转状态的情况、例如内燃机处于低转速区域内的情况下，使排气加热装置运行。由此产生的加热气体在第1排气通路和第2排气通路的合流部与在第2排气通路中流动的排气合流，向排气净化装置流入。
在根据本发明的内燃机的排气加热装置中，该排气加热装置也可以具备燃料供给阀和点火部件，上述燃料供给阀用于将燃料供给到第1排气通路中，上述点火部件用于使自该燃料供给阀供给到第1排气通路中的燃料点火而燃烧。另外，在点火部件与排气净化装置之间的排气通路的中途配置氧化催化剂是有效的。
第1排气通路和第2排气通路可以在内燃机与排气净化装置之间并联配置。在该情况下，可以在比第1排气涡轮式增压器的排气涡轮靠上游侧的第1排气通路中配置能调整在该第1排气通路中流动的排气的流量的阀。另外，在自燃料供给阀将燃料供给到第1排气通路中的情况下，该阀的开度可以调整为使在第1排气通路中流动的排气的流量比在第2排气通路中流动的排气的流量少。
或者，第1排气通路也可以是与第2排气通路并联配置的旁通通路。在该情况下，可以在旁通通路中配置能调整在该旁通通路中流动的排气的流量的阀。另外，在自燃料供给阀将燃料供给到第1排气通路中的情况下，该阀的开度可以调整为使在第1排气通路中流动的排气的流量比在旁通通路中流动的排气的流量少。
本发明的第2技术方案的排气加热装置的控制方法，该排气加热装置是根据本发明的第1技术方案的如下的排气加热装置，即，第1排气通路和第2排气通路在内燃机与排气净化装置之间并联配置，在比第1排气涡轮式增压器的排气涡轮靠上游侧的第1排气通路中配置有能调整在该第1排气通路中流动的排气的流量的阀，或者该排气加热装置是根据本发明的第1技术方案的如下的排气加热装置，即，第1排气通路是与该第2排气通路并联配置的旁通通路，在该旁通通路中配置有能调整在该旁通通路中流动的排气的流量的阀，该排气加热装置的控制方法的特征在于，该排气加热装置的控制方法包括检测内燃机的转速的步骤和如下步骤，即，在检测到的内燃机的转速为规定转速以下或可能堵塞上述第1排气通路的运转状态的情况下，使规定流量的排气流到上述第1排气通路中，并且使排气加热装置工作的步骤。
在本发明中，在内燃机处于低转速区域内的情况下、可能堵塞第1排气通路的运转状态的情况下，调整阀的开度而使规定流量的排气流到第1排气通路中且使排气加热装置运行。由此产生的加热气体在第1排气通路和第2排气通路的合流部与在第2排气通路中流动的排气合流，向排气净化装置流入。
发明效果
采用本发明，即使是装入有2级式的排气涡轮式增压器的内燃机，在内燃机处于低转速区域的情况下，不仅在减速时，在加速时、稳态行驶时也能使排气加热装置稳定地工作。这在可能堵塞第1排气通路的运转状态的情况下也同样。而且，能够使加热气体在与第2排气通路的合流部与在第2排气通路中流动的排气高效地混合。
当在点火部件与排气净化装置之间的排气通路的中途配置有氧化催化剂的情况下，能够进一步高效地使加热气体高温化。
当在比第1排气涡轮式增压器的排气涡轮靠上游侧的第1排气通路中配置有能调整在该第1排气通路中流动的排气的流量的阀的情况下，只要内燃机处于低转速区域，就能可靠地使排气加热装置工作。特别是在将阀的开度调整为使在第1排气通路中流动的排气的流量比在第2排气通路中流动的排气的流量少的情况下，能够更加可靠地产生稳定的加热气体。
同样，当在旁通通路中配置有能调整在旁通通路中流动的排气的流量的阀的情况下，只要内燃机处于低转速区域内，就能可靠地使排气加热装置工作。特别是在将阀的开度调整为使在第1排气通路中流动的排气的流量比在旁通通路中流动的排气的流量少的情况下，能够更加可靠地产生稳定的加热气体。另外，可以兼用作为旁通通路、阀而装入在现有的2级式排气涡轮式增压器中的部件。
附图说明
图1是根据本发明的内燃机的排气加热装置的一实施方式的示意图。
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是表示发动机转速与涡轮转速的关系的曲线图。
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次序的流程图。
图5是根据本发明的内燃机的加热装置的另一实施方式的示意图。
图6是表示图5所示的实施方式中的排气加热装置的控制次序的流程图。
具体实施方式
参照图1～图4详细说明将本发明应用在装入有并联式的2级式排气涡轮式增压器的压燃方式的内燃机中的实施方式。但是，本发明不只限定于该种实施方式，可以根据所需的特性自由地改变其结构。例如对于将汽油、酒精或LNG（液化天然气）等作为燃料而利用火花塞使该燃料点火的火花点火式内燃机，本发明也是有效的。
图1中示意地表示本实施方式中的发动机系统的主要部分，图2中表示其控制模块，为了方便说明而省略了进排气用的气门机构、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自燃料喷射阀11直接喷射到处于压缩状态的燃烧室12内，而使轻油自然点火的压燃式的多气缸（在图示的例子中为4个气缸）内燃机。但是，在本发明的特性上也可以是单气缸的内燃机。利用ECU（Electronic Control Unit）14根据车辆的运转状态和由驾驶者实施的加速踏板13的踩下量，控制自该燃料喷射阀11供给到燃烧室12内的燃料的量及喷射正时。加速踏板13的踩下量由加速开度传感器15检测，其检测信息输出到ECU14，用于设定来自燃料喷射阀11的燃料的喷射量等。
借助进气歧管16与发动机10相连接的进气管17与进气歧管16一起划分成进气通路18，在其上游侧和下游侧具有相对于分支进气管19的分支部19d和合流部19c。也就是说，分支进气管19的两端在进气通路18的上游侧的分支部19d和下游侧的合流部19c处与进气管17相连接。换言之，分支进气管19和位于进气通路18的上游侧的分支部19d与下游侧的合流部19c之间的进气管17的部分为并联配置的状态。在本实施方式中，为了方便，将利用分支进气管19划分成的部分称作第1进气通路18f，将利用位于进气通路18的上游侧的分支部19d与下游侧的合流部19c之间的进气管17划分成的部分称作第2进气通路18s。
在比进气通路18的上游侧的分支部19d更靠上游侧的进气管17中安装有空气流量计20和进气温度传感器21，利用该空气流量计20和进气温度传感器21检测到的与进气流量和进气温度相关的信息输出到ECU14。ECU14根据来自上述空气流量计20和进气温度传感器21的检测信息等，进行来自燃料喷射阀11的燃料的喷射量的修正。
在比进气通路18的下游侧的合流部19c更靠下游侧的进气管17中设置有内部冷却器22和节气门23，上述内部冷却器22为了提高在进气通路18中流动的进气的填充密度而冷却进气，上述节气门23用于调整进气通路18的开度。本实施方式中的节气门23与被驾驶者调整踩下量的加速踏板13的开度机械性地联动，但是当然也可以采用能够依据车辆的运转状态电气性地修正开度的节气门。
借助排气歧管24与发动机10相连接的排气管25与排气歧管24一起划分成排气通路26，在上游侧和下游侧具备与分支排气管27相关的分支部27d和合流部27c。也就是说，分支排气管27的两端在排气通路26的上游侧的分支部27d和下游侧的合流部27c处与排气管25相连接。换言之，分支排气管27和位于排气通路26的上游侧的分支部27d与下游侧的合流部27c之间的排气管25的部分为并联配置的状态。在本实施方式中，由分支排气管27划分成的部分与本发明的第1排气通路26f相对应。另外，利用位于排气通路26的上游侧的分支部27d与下游侧的合流部27c之间的排气管25划分成的部分与本发明中的第2排气通路26s相对应。
第1排气涡轮式增压器（以下简称为增压器）28跨过第1进气通路18f和第1排气通路26f地配置，其压缩机28a位于第1进气通路18f，并且排气涡轮28b位于第1排气通路26f。另外，与第1增压器28相比主要在发动机10的低转速区域使用的第2增压器29跨过第2进气通路18s和第2排气通路26s地配置。该第2增压器29的压缩机29a位于第2进气通路18s，并且其排气涡轮29b位于第2排气通路26s。因而，自上游侧的分支部27d分支形成的第2排气通路26s以绕过第1增压器28的排气涡轮28b的状态经过第2增压器29的排气涡轮29b而在下游侧的合流部27c与第1排气通路26f合流。排气净化装置30与位于比排气通路26的下游侧的合流部27c更靠下游的位置的排气管25相连结。
在比第1增压器28的压缩机28a靠下游侧的第1进气通路18f中，配置有用于开闭该第1进气通路18f的进气开闭阀31。开闭阀驱动电动机32与进气开闭阀31相连结，ECU14依据车辆的运转状态控制开闭阀驱动电动机32的工作，切换进气开闭阀31的开闭动作。基本上，在发动机转速、即每单位时间内的发动机转速Nn为第1增压器28开始发挥增压能力的转速NR（以下将该转速NR记作燃料供给判定转速）以上的情况下，进气开闭阀31成为全开状态。相反，在每单位时间内的发动机转速Nn小于燃料供给判定转速NR的情况下，将进气开闭阀31控制为大致全闭状态。因此，发动机10的曲柄转角相位由曲柄转角传感器33检测，其检测信息输出到ECU14，ECU14根据来自该曲柄转角传感器33的信息而算出发动机转速Nn。
在比第1增压器28的排气涡轮28b靠上游侧的第1排气通路26f中，配置有能够调整在该第1排气通路26f中流动的排气的流量的流量调整阀34。另外，用于检测该流量调整阀34的开度的阀开度传感器35与该流量调整阀34相连结，其检测信息输出到ECU14。由ECU14控制工作的调整阀驱动电动机36也与流量调整阀34相连结，根据车辆的运转状态和来自阀开度传感器35的检测信息，控制该流量调整阀34的开度。在自后述的排气加热装置37的燃料供给阀38将燃料供给到第1排气通路26f中的情况下，将流量调整阀34控制为使在第1排气通路26f中流动的排气的流量比在第2排气通路26s中流动的排气的流量少。更详细而言，利用ECU14借助调整阀驱动电动机36将流量调整阀34的开度设定为，使利用排气加热装置37在第1排气通路26f内产生的火焰不会不点火的程度的流速的排气在第1排气通路26f中流动。由此，能够使不会发生不点火的那样的规定流量的排气在第1排气通路26f中流动，向排气净化装置30引导由排气加热装置37获得的加热气体。
图3中表示本实施方式中的第1增压器28和第2增压器29的特性。惯性质量相对大的第1增压器28几乎不具有在发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下的区域的增压能力。相对于此，惯性质量相对小的第2增压器29自第1增压器28不发挥功能的低发动机转速的区域发挥增压能力。因而，在发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下的情况下，ECU14将进气开闭阀31和流量调整阀34基本保持为大致全闭状态，使进气和排气在第2进气通路18s和第2排气通路26s中流动。但是，在需要自燃料供给阀38将燃料供给到第1排气通路26f内的情况下，稍微打开流量调整阀34，向第1排气通路26f引导排气的一部分。
在第1排气通路26f中的位于比第1排气通路26f与第2排气通路26s的合流部27c靠上游且比第1增压器28的排气涡轮28b靠下游的位置配置有排气加热装置37。该排气加热装置37用于产生加热气体而将该加热气体供给到配置在下游侧的排气净化装置30中，维持该排气净化装置30的活化及活性状态。本实施方式中的排气加热装置37自上游侧依次具备燃料供给阀38和作为本发明中的点火部件的预热塞39。在本实施方式中，自上游侧依次具备预热塞39与合流部27c之间的第1排气通路26f和辅助氧化催化剂40。
燃料供给阀38用于将燃料供给到第1排气通路26f内，利用ECU14根据排气净化装置30的活性状态的有无和车辆的运转状态，控制该燃料供给阀38的供给正时、供给量。
预热塞39用于使自燃料供给阀38供给到第1排气通路26f内的燃料点火。用于对该预热塞39供电的未图示的直流电源和升压电路与该预热塞39相连接，该预热塞39的表面温度由ECU14控制。另外，作为本发明的点火部件，也可以代替预热塞39地使用陶瓷加热器等。
基本上只在发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下且排气净化装置30为非活性状态的情况下，进行自燃料供给阀38向第1排气通路26f内的燃料的供给动作和预热塞39的加热。但是，只要是不必将排气引导到第1排气通路26f中的运转状态、即不必使第1增压器28发挥功能的运转状态，就能够使排气加热装置37没有任何问题地工作。另外，在使排气净化装置30、辅助氧化催化剂40活化的情况下，即使发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以上，即使是将排气引导到第1排气通路26f中而使第1增压器28发挥功能的运转状态，也能依据需要使排气加热装置37工作。
在预热塞39与排气净化装置30之间的排气通路26的中途配置有辅助氧化催化剂40。在本实施方式中，将该辅助氧化催化剂40配置在比合流部27c靠上游侧的第1排气通路26f中，但也可以配置在比合流部27c靠下游侧的排气通路26中。辅助氧化催化剂40具有比第1排气通路26f的截面积小的截面积，因而可使排气的一部分不通过该辅助氧化催化剂40地通过。也就是说，通过辅助氧化催化剂40的排气的流速比不通过该辅助氧化催化剂40的排气的流速低，能够使通过辅助氧化催化剂40的排气进一步升温。也可以在辅助氧化催化剂40充分高温、即活化了的状态下，切断对预热塞39的通电，在辅助氧化催化剂40内使混合气体直接燃烧。但是，在发动机10的冷态起动时等辅助氧化催化剂40未活化的情况下，需要对预热塞39通电。另外，当辅助氧化催化剂40为高温时，未燃混合气体中的碳数多的碳化氢分解，改性为碳数少的反应性高的碳化氢。换言之，该辅助氧化催化剂40一方面作为本身急速发热的急速发热体而发挥功能，另一方面也作为产生改性了的燃料的燃料改性催化剂而发挥功能。
像这样在第1排气通路26f中产生加热气体，已成为高温的排气经过辅助氧化催化剂40而进一步升温，未燃气体也在辅助氧化催化剂40的作用下燃烧，或者改性为活性高的碳化氢。并且，上述气体在合流部27c成为与在第2排气通路26s中流动的排气混合的状态，供给到排气净化装置30中。结果，能够迅速地进行排气净化装置30的活化和活性状态的维持。特别是，该排气加热装置37对改善在发动机10刚刚冷态起动后的所谓冷喷射的状态是极有利的。
另外，为了提高自燃料供给阀38喷射到第1排气通路26f内的燃料的点火性，将形成为板状的气化促进机构与燃料供给阀38和预热塞39相面对地设置也是有效的。该气化促进机构具有如下功能：与自燃料供给阀38喷射的燃料碰撞，从而使该燃料飞散而促进燃料的雾化、即气化。
排气净化装置30用于使因在燃烧室12内的混合气体的燃烧而产生的有害物质无害化。本实施方式中的排气净化装置30自排气通路26的上游侧依次具备氧化催化剂41、三效催化剂和NOx催化剂，但为了方便图示，只图示了配置在最上游端侧的氧化催化剂41。在该氧化催化剂41中装入有检测该氧化催化剂41的炉底（日文：炉床）温度而输出到ECU14的催化剂温度传感器42。
ECU14根据车辆的运转状态和来自催化剂温度传感器42的检测信号，按照预先设定的程序，控制流量调整阀34、排气加热装置37、即燃料供给阀38和预热塞39的工作。在本实施方式中，根据来自催化剂温度传感器42的检测信号，在催化剂炉底温度Tn为成为其活化的指标的TR以下的情况下，判断为排气净化装置30未活化。并且，在发动机转速Nn小于第1增压器28不发挥增压能力的燃料供给判定转速NR的情况下，将流量调整阀34保持为稍微打开了的状态而也将排气的一部分引导到第1排气通路26f。并且，对预热塞39通电，并且自燃料供给阀38供给燃料，使通过第1增压器28的排气涡轮28b的排气升温。相反，在催化剂炉底温度Tn高于活化判定温度TR的情况下，判断为排气净化装置30已活化，停止自燃料供给阀38的燃料的供给，并且切断对预热塞39的通电。另外，在发动机转速Nn为第1增压器28发挥增压能力的燃料供给判定转速NR以上的情况下，将进气开闭阀31和流量调整阀34分别保持为全开状态，发挥由第1增压器28产生的增压效果。在该情况下，即使自燃料供给阀38将燃料供给到第1排气通路26f内而利用预热塞39使该燃料点火，由于在第1排气通路26f中流动的排气的流速变快，所以不点火的可能性仍然高。因而，在该情况下不使排气加热装置37工作。
图4的流程图中表示这种排气加热装置37的控制次序。即，在S11的步骤中判定由催化剂温度传感器42检测的氧化催化剂41的温度Tn是否为活化判定基准温度TR以下。这里，在判定为氧化催化剂41的温度Tn为活化判定基准温度TR以下、即氧化催化剂41处于非活性状态的情况下，转移到S12的步骤，判定发动机转速Nn是否为燃料供给判定转速NR以下。这里，在判定为发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下、即第1增压器28未发挥增压功能的情况下，转移到S13的步骤，判定标记是否设置。由于最初未设置标记，所以转移到S14的步骤而设置标记，在S15的步骤中对预热塞39通电。此外，在S16的步骤中将流量调整阀34的开度调整为使排气的一部分微量流过第1排气通路26f，在S17的步骤中自燃料供给阀38将燃料喷射到第1排气通路26f中。由此，在排气微量流过的第1排气通路26f中进行燃料的点火，所获得的加热气体在辅助氧化催化剂40的作用下进一步升温。并且，在与第2排气通路26s的合流部与由此流入的排气混合而向排气净化装置30引导，实现排气净化装置30的升温。
接着，在S18的步骤中判定氧化催化剂41的温度Tn是否高于活化判定基准温度TR。这里，在判定为氧化催化剂41的温度Tn高于活化判定基准温度TR、即氧化催化剂41已活化的情况下，转移到S19的步骤，停止自燃料供给阀38的燃料的供给，并且停止流量调整阀34的开度控制。并且，依据发动机转速Nn将流量调整阀34切换为大致全闭状态或全开状态。此外，在停止了对预热塞39的通电后，转移到S20的步骤而重新设置标记，结束一连串的控制。
当在之前的S18的步骤中判定为氧化催化剂41的温度Tn为活化判定基准温度TR以下、即氧化催化剂41还未活化的情况下，返回到S12的步骤。并且，判定发动机转速Nn是否为燃料供给判定转速NR以下，只在发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下的情况下，继续对第1排气通路26f进行燃料的供给，谋求氧化催化剂41的活化。另外，当在S13的步骤中判定为标记被设置、即来自燃料供给阀38的燃料的供给是第2次以后的情况下，转移到S17的步骤而继续燃料的供给。
当在S12的步骤中判定为发动机转速Nn大于燃料供给判定转速NR、第1增压器28处于增压状态的情况下，转移到S21的步骤，判定标记是否设置。这里，在判定标记被设置、即来自燃料供给阀38的燃料的供给是第2次以后的情况下，转移到S19的步骤，停止自燃料供给阀38的燃料的供给。此外，停止流量调整阀34的开度控制而将流量调整阀34切换为全开状态。另外，在发动机转速Nn大于燃料供给判定转速NR的情况下，也将进气开闭阀31切换为全开状态。
当在S21的步骤中判定为标记未设置、即未进行自燃料供给阀38的燃料的供给的情况下，不做任何操作地结束该控制流程。另外，当在S11的步骤中判定为氧化催化剂41的温度Tn高于活化判定基准温度TR、即氧化催化剂41已活化的情况下，也同样。
在上述的实施方式中，在发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下的情况下，将燃料供给到第1排气通路26f中。但是，在关闭流量调整阀34而使排气不在第1排气通路26f中流动的运转状态的情况下，也可以将燃料供给到第1排气通路26f中。在该情况下，优选打开流量调整阀34一点而将排气引导到第1排气通路26f中。
也可以在相对于排气通路26串联配置有上述的第1增压器28和第2增压器29的发动机系统中应用本发明。图5中示意地表示这种本发明的另一实施例，对于与之前的实施方式同一功能的要素，止于标注同一附图标记而省略重复的说明。即，划分出进气通路18的进气管17在上游侧和下游侧具有与进气旁通管43相关的分支部43d和合流部43c。也就是说，进气旁通管43的两端在进气通路18的上游侧的分支部43d和下游侧的合流部43c与进气管17相连接。换言之，进气旁通管43和位于进气通路18的上游侧的分支部43d与下游侧的合流部43c之间的进气管17的部分为并联配置的状态。在本实施方式中，为了方便说明，将比进气旁通管43靠上游侧的进气通路18称作第1进气通路18f。另外，将由位于进气通路18的上游侧的分支部43d与下游侧的合流部43c之间的进气管17划分形成的部分称作第2进气通路18s。
在进气旁通管43的中途安装有用于对该进气旁通管43内进行开闭的进气旁通阀44，其开闭动作由ECU14依据车辆的运转状态借助未图示的进气旁通阀驱动电动机而控制。
划分出进气通路18的排气管25在上游侧和下游侧具有与第1排气旁通管45相关的分支部45d和合流部45c。也就是说，第1排气旁通管45的两端在排气通路26的上游侧的分支部45d和下游侧的合流部45c与排气管25相连接。换言之，第1排气旁通管45和位于排气通路26的上游侧的分支部45d与下游侧的合流部45c之间的排气管25的部分为并联配置的状态。排气净化装置30与位于比第1排气旁通管45靠下游侧的位置的排气管25相连结。位于比第1排气旁通管45更靠上游侧的位置的排气管25在上游侧和下游侧还具有与第2排气旁通管46相关的分支部46d和合流部46c。也就是说，第2排气旁通管46的两端在排气通路26的上游侧的分支部46d和下游侧的合流部46c与排气管25相连接。换言之，第2排气旁通管46和位于排气通路26的上游侧的分支部46d与下游侧的合流部46c之间的排气管25的部分为并联配置的状态。在本实施方式中，由位于与第1排气旁通管45相关的上游侧的分支部45d与下游侧的合流部45c之间的排气管25划分的部分对应为本发明中的第1排气通路26f。另外，从与第2排气旁通管46相关的分支部46d到与第1排气旁通管45相关的分支部45d的排气管25的部分和第1排气旁通管45对应为本发明的第2排气通路26s。
第1增压器28跨过第1进气通路18f和第1排气通路26f地配置，其压缩机28a位于第1进气通路18f，并且排气涡轮28b位于第1排气通路26f。另外，与第1增压器28相比主要在发动机10的低转速区域使用的第2增压器29跨过第2进气通路18s和第2排气通路26s地配置。该第2增压器29的压缩机29a位于第2进气通路18s，其排气涡轮29b位于与第2排气旁通管46相关的分支部46d与合流部46c之间的第2排气通路26s。因而，通过第2增压器29的排气涡轮29b的第2排气通路26s以利用第1排气旁通管45绕过第1增压器28的排气涡轮28b的状态在下游侧的合流部45c与第1排气通路26f合流。
在比第1增压器28的排气涡轮28b靠下游且比与第1排气旁通管45的合流部45c靠上游侧的第2排气通路26s的中途，装入有排气加热装置37。另外，在比与第1排气旁通管45的合流部45c靠下游侧的排气通路26中配置有排气净化装置30。
在第1排气旁通管45和第2排气旁通管46中分别装入有能够开闭这些排气旁通管的第1排气旁通阀47和第2排气旁通阀48。这些排气旁通阀的开闭动作由ECU14借助均未图示的第1排气旁通阀驱动电动机和第2排气旁通阀驱动电动机分别控制。在本实施方式中，能够将第1排气旁通阀47的开度控制为使排气的一部分在第2排气通路26s内流动，相对应地在第1排气旁通阀47中安装有阀开度传感器35。也就是说，第1排气旁通阀47与之前的实施方式中的流量调整阀34相对应。
因而，在自燃料供给阀38将燃料供给到第1排气通路26f中的情况下，第1排气旁通阀47的开度控制为使在第1排气通路26f中流动的排气的流量比在第2排气通路26s中流动的排气的流量少。更详细而言，利用ECU14借助第1排气旁通阀驱动电动机将第1排气旁通阀47的开度设定为使利用排气加热装置37在第1排气通路26f内产生的火焰不会不点火的程度的流速的排气在第1排气通路26f中流动。
图6中表示本实施方式中的第1增压器28和第2增压器29的特性。惯性质量相对大的第1增压器28几乎不具有在发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下的区域内的增压能力。相对于此，惯性质量相对小的第2增压器29自第1增压器28不发挥功能的低发动机转速的区域发挥增压能力。因而，在发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下的情况下，ECU14将进气旁通阀44和第2排气旁通阀48基本保持为大致全闭状态，将第1排气旁通阀47保持为全开状态。另外，在发动机转速Nn大于燃料供给判定转速NR的情况下，将第2排气旁通阀48保持为大致全闭状态。此外，在发动机转速Nn大于第2增压器停止判定转速NS的情况下，将进气旁通阀44和第2排气旁通阀48保持为全开状态，抑制由第2增压器29进行的增压。
在需要自燃料供给阀38将燃料供给到第1排气通路26f内的情况下，将第1排气旁通阀47自全开状态减小一点，向第1排气通路26f引导排气的一部分。不过，该操作只在处于发动机转速Nn为燃料供给判定转速NR以下的区域的第1排气旁通阀47为全开状态的情况下执行。由此，自燃料供给阀38喷射到第1排气通路26f中的燃料在预热塞39的作用下点火，不会不点火地成为加热气体而在与第1排气旁通管45的合流部45c与自第2排气通路26s流入的排气混合。于是，促进排气净化装置30的活化。
亦如上述所述，需注意的是，在即使自燃料供给阀38喷射的燃料在第1排气通路26f内不点火也没有问题的情况下，也能以任意的运转状态使排气加热装置37工作。
另外，本发明只应该根据其权利要求书所述的事项来解释，在上述的实施方式中，除所述的事项以外也可以进行本发明的概念所包含的所有变更、修正。也就是说，上述实施方式中的全部事项并不用于限定本发明，而是包括不直接与本发明具有关系的所有结构，根据本发明的用途、目的等可以任意地变更。
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、加速开度传感器；16、进气歧管；17、进气管；18、进气通路；18f、第1进气通路；18s、第2进气通路；19、分支进气管；19d、分支部；19c、合流部；20、空气流量计；21、进气温度传感器；22、内部冷却器；23、节气门；24、排气歧管；25、排气管；26、排气通路；26f、第1排气通路；26s、第2排气通路；27、分支排气管；27d、分支部；27c、合流部；28、第1增压器；28a、压缩机；28b、排气涡轮；29、第2增压器；29a、压缩机；29b、排气涡轮；30、排气净化装置；31、进气开闭阀；32、开闭阀驱动电动机；33、曲柄转角传感器；34、流量调整阀；35、阀开度传感器；36、调整阀驱动电动机；37、排气加热装置；38、燃料供给阀；39、预热塞；40、辅助氧化催化剂；41、氧化催化剂；42、催化剂温度传感器；43、进气旁通管；43d、分支部；43c、合流部；44、进气旁通阀；45、第1排气旁通管；45d、分支部；45c、合流部；46、第2排气旁通管；46d、分支部；46c、合流部；47、第1排气旁通阀；48、第2排气旁通阀；Nn、发动机转速；NR、燃料供给判定转速；NS第2增压器停止判定转速；Tn、催化剂炉底温度；TR、活化判定温度。