内燃机的排气净化装置和排气净化方法与流程

本发明涉及内燃机的排气净化装置和排气净化方法。

背景技术：

以往，已知为了抑制向大气中排出有害物质而在内燃机的排气通路设置用于净化废气中的有害物质的催化剂。但是，在内燃机的冷起动时那样的废气的温度低时，催化剂未活化，催化剂的排气净化性能低下。

在专利文献1所记载的废气净化装置中，催化剂具有吸附hc的hc吸附材料和吸附nox的nox吸附材料。在该废气净化装置中，hc的脱离开始温度和nox的脱离开始温度相同，由作为还原剂的hc在催化剂中净化nox。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-163878号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所记载的废气净化装置中，却全然未考虑从hc吸附材料脱离并供给到催化剂的hc的量。因此，在催化剂中并未有效地净化hc和nox，从而存在排气排放恶化之虞。

于是，鉴于上述课题，本发明的目的在于抑制在hc和nox从配置于内燃机的排气通路的吸附材料流出时排气排放恶化的问题。

用于解决课题的手段

本公开的要旨如下。

(1)一种内燃机的排气净化装置，具有：配置于内燃机的排气通路并吸附废气中的hc的hc吸附材料；配置于所述排气通路并吸附废气中的nox的nox吸附材料；在所述排气通路中配置于比所述hc吸附材料和所述nox吸附材料靠排气流动方向下游侧并在预定空燃比下净化hc和nox的催化剂；控制废气的空燃比的空燃比控制部；以及算出从所述hc吸附材料脱离的hc的浓度的hc浓度算出部；所述hc吸附材料中的hc的脱离温度的峰值和所述nox吸附材料中的nox的脱离温度的峰值大致相同；所述空燃比控制部在hc从所述hc吸附材料脱离时，基于由所述hc浓度算出部算出的所述hc的浓度而将流入所述催化剂的流入废气的空燃比控制为所述预定空燃比。

(2)如上述(1)所述的内燃机的排气净化装置，还具有：加热所述hc吸附材料的吸附材料加热装置；以及控制所述吸附材料加热装置的吸附材料加热部；所述吸附材料加热部在所述空燃比控制部基于由所述hc浓度算出部算出的所述hc的浓度而将所述废气的空燃比控制为所述预定空燃比时，由所述吸附材料加热装置将所述hc吸附材料的温度维持在所述hc的脱离温度附近。

(3)如上述(1)或(2)所述的内燃机的排气净化装置，还具有向比所述催化剂靠排气流动方向上游侧的所述排气通路供给空气的空气供给装置；

所述空燃比控制部基于由所述hc浓度算出部算出的所述hc的浓度、采用所述空气供给装置而将所述流入废气的空燃比控制为所述预定空燃比。

(4)如上述(1)至(3)中任一项所述的内燃机的排气净化装置，所述催化剂是三元催化剂；所述空燃比控制部在hc向所述hc吸附材料的吸附量为预先确定的hc基准量以下且nox向所述nox吸附材料的吸附量比预先确定的nox基准量多的情况下，将从所述内燃机的内燃机本体排出的废气的空燃比控制为理论空燃比。

(5)如上述(1)至(4)中任一项所述的内燃机的排气净化装置，所述催化剂是三元催化剂；所述空燃比控制部在hc向所述hc吸附材料的吸附量比预先确定的hc基准量多且nox向所述nox吸附材料的吸附量为预先确定的nox基准量以下的情况下，将从所述内燃机的内燃机本体排出的废气的空燃比控制为比理论空燃比稀。

(6)一种排气净化方法，是采用hc吸附材料、nox吸附材料和催化剂的排气净化方法，所述hc吸附材料配置于内燃机的排气通路并吸附废气中的hc，所述nox吸附材料配置于所述排气通路并吸附废气中的nox，所述催化剂在所述排气通路中配置于比所述hc吸附材料和所述nox吸附材料靠排气流动方向下游侧并在预定空燃比下净化hc和nox；在所述排气净化方法中，包括在hc从所述hc吸附材料脱离时基于从所述hc吸附材料脱离的hc的浓度而将流入所述催化剂的废气的空燃比控制为所述预定空燃比；所述hc吸附材料中的hc的脱离温度的峰值和所述nox吸附材料中的nox的脱离温度的峰值大致相同。

发明效果

根据本发明，抑制在hc和nox从配置于内燃机的排气通路的吸附材料流出时排气排放恶化的问题。

附图说明

图1是概略性地表示采用了本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的图。

图2表示三元催化剂的净化特性。

图3是表示使吸附了预定量的hc和nox的吸附材料的温度上升了时的hc和nox的脱离浓度的图表。

图4是表示第一实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。

图5是概略性地表示采用了本发明的第二实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的图。

图6是表示第二实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。

图7是概略性地表示采用了本发明的第二实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的排气通路的图。

图8是概略性地表示本发明的第三实施方式中的ecu的构成的图。

图9a是表示第三实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。

图9b是表示第三实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。

图9c是表示第三实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。

标号说明

20吸附材料

24催化剂

30ecu

31空燃比控制部

32hc浓度算出部

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式中的内燃机的排气净化装置和排气净化方法进行详细说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素赋予相同的参照号码。

＜第一实施方式＞

首先，参照图1～图4，对本发明的第一实施方式进行说明。

＜内燃机整体的说明＞

图1是概略性地表示采用了本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机50的图。图1所示的内燃机50是火花点火式内燃机(例如汽油发动机)。内燃机50搭载于车辆。

内燃机50具有包括汽缸体2和固定于汽缸体2上的汽缸盖4的内燃机本体1。在汽缸体2内配置有在形成于汽缸体2的汽缸内往复运动的活塞3。在活塞3与汽缸盖4之间，形成有进行混合气的燃烧的燃烧室5。

在汽缸盖4形成有进气道7和排气道9，进气道7和排气道9与燃烧室5相连通。另外，内燃机具有配置于汽缸盖4内的进气门6和排气门8。进气门6开关进气道7，排气门8开关排气道9。

另外，内燃机50具有配置于汽缸盖4的内壁面的中央部的火花塞10和配置于汽缸盖4的内壁面周边部的燃料喷射阀11。火花塞10构成为根据点火信号而产生火花。另外，燃料喷射阀11根据喷射信号而向燃烧室5内喷射预定量的燃料。在本实施方式中，作为燃料，采用理论空燃比为14.6的汽油。

另外，内燃机50具有进气支管13、稳压箱14、进气管15、空气滤清器16和节气门18。各汽缸的进气道7经由分别对应的进气支管13而连结于稳压箱14，稳压箱14经由进气管15而连结于空气滤清器16。进气道7、进气支管13、稳压箱14、进气管15等形成将空气导向燃烧室5的进气通路。节气门18配置于稳压箱14与空气滤清器16之间的进气管15内，由节气门驱动执行器17驱动。节气门18由节气门驱动执行器17转动，从而能够改变进气通路的开口面积。

另外，内燃机50具有排气歧管19、排气管22、吸附材料20和催化剂24。各汽缸的排气道9连结于排气歧管19。排气歧管19具有连结于各排气道9的多个支部和这些支部集合了的集合部。排气歧管19的集合部连结于内置有吸附材料20的上游侧壳体21。上游侧壳体21经由排气管22而连结于内置有催化剂24的下游侧壳体23。排气道9、排气歧管19、上游侧壳体21、排气管22、下游侧壳体23等形成用于排出由燃烧室5中的混合气的燃烧所生成的废气的排气通路。

内燃机50的各种控制由电子控制单元(ecu)30来执行。ecu30是包括中央运算装置(cpu)、rom和ram那样的存储器、输入端口、输出端口等的数字计算机。ecu30基于内燃机50的各种传感器的输出等来控制内燃机50的各种执行器。

在进气管15，配置有用于检测在进气管15内流动的空气的流量的空气流量计39。空气流量计39与ecu30电连接，空气流量计39的输出被输入到ecu30。另外，在吸附材料20，配置有用于检测吸附材料20的温度的吸附材料温度传感器40。吸附材料温度传感器40与ecu30电连接，吸附材料温度传感器40的输出被输入到ecu30。

另外，在加速踏板42，连接着产生与加速踏板42的踏入量成正比的输出电压的负荷传感器43。负荷传感器43与ecu30电连接，负荷传感器43的输出被输入到ecu30。ecu30基于负荷传感器43的输出而算出内燃机负荷。

另外，在内燃机50中设置有曲轴角传感器44，曲轴角传感器44例如曲轴每旋转15度就产生输出脉冲。曲轴角传感器44与ecu30电连接，曲轴角传感器44的输出被输入到ecu30。ecu30基于曲轴角传感器44的输出而算出内燃机转速。

另外，ecu30与火花塞10、燃料喷射阀11和节气门驱动执行器17电连接来控制它们。具体地说，ecu30控制火花塞10的点火正时、燃料喷射阀11的喷射正时和喷射量、以及节气门18的开度。

此外，上述的内燃机是以汽油为燃料的无增压内燃机，但内燃机的构成不限于上述构成。因此，汽缸排列、燃料的喷射方式、进排气系统的构成、可变气门机构的构成、增压器的有无那样的内燃机的具体的构成可以与图1所示的构成不同。例如，燃料喷射阀11可以配置成向进气道7内喷射燃料。

＜内燃机的排气净化装置＞

以下，对本发明的第一实施方式的内燃机的排气净化装置(以下，仅称为“排气净化装置”)进行说明。

排气净化装置具有吸附材料20和催化剂24。吸附材料20包括配置于排气通路并吸附废气中的hc(烃(碳氢化合物))的hc吸附材料、以及配置于排气通路并吸附废气中的nox(氮氧化物)的nox吸附材料。因此，吸附材料20吸附在排气通路流动的废气中的hc和nox。在本实施方式中，hc吸附材料和nox吸附材料一体形成，作为吸附材料20而被收容于相同的壳体。例如，吸附材料20是在蜂窝载体的单元壁形成有吸附材料层而成的蜂窝吸附体。

吸附材料20在内燃机50的冷起动时那样的废气的温度低时，吸附hc和nox，抑制hc和nox流入催化剂24。因此，由吸附材料20来吸附hc和nox，从而能够抑制在废气的温度低时排气排放恶化的问题。

具体地说，吸附材料20在吸附材料20的温度小于hc的脱离温度时，吸附流入吸附材料20的废气中的hc。另一方面，吸附材料20在吸附材料20的温度为hc的脱离温度以上时，使吸附于吸附材料20的hc脱离。此外，hc的脱离温度是指hc的脱离速度为预定值以上时的温度。

另外，吸附材料20在吸附材料20的温度小于nox的脱离温度时，吸附流入吸附材料20的废气中的nox。另一方面，吸附材料20在吸附材料20的温度为nox的脱离温度以上时，使吸附于吸附材料20的nox脱离。此外，nox的脱离温度是指nox的脱离速度为预定值以上时的温度。此外，hc的脱离温度和nox的脱离温度预先通过实验而取得。

催化剂24在排气通路中配置于比吸附材料20靠排气流动方向下游侧，净化hc和nox。催化剂24是例如三元催化剂。具体地说，催化剂24是使由陶瓷构成的载体承载具有催化剂作用的贵金属(例如铂(pt))和具有氧气吸藏能力的助催化剂(例如氧化铈(ceo2))而得的。

图2表示三元催化剂的净化特性。如图2所示，催化剂24对未燃气体(hc、co)和nox的净化率在流入催化剂24的废气的空燃比为理论空燃比附近区域(图2中的净化窗口a)时较高。

另外，催化剂24利用助催化剂、根据废气的空燃比而吸藏或释放氧气。具体地说，催化剂24在废气的空燃比比理论空燃比稀时，吸藏废气中的过剩的氧气。另一方面，催化剂24在废气的空燃比比理论空燃比浓时，释放为了未燃气体氧化而不足的氧气。结果，即使在废气的空燃比稍稍偏离理论空燃比的情况下，也能将催化剂24的表面上的空燃比维持为理论空燃比附近，在催化剂24中有效地净化未燃气体和nox。

另外，排气净化装置具有空燃比控制部31和hc浓度算出部32。空燃比控制部31控制废气的空燃比。hc浓度算出部32算出从吸附材料20脱离的hc的浓度(以下，称为“hc脱离浓度”)。在本实施方式中，ecu30作为空燃比控制部31和hc浓度算出部32而发挥作用。

例如，空燃比控制部31控制从内燃机50的内燃机本体1排出的废气(以下，称为“内燃机排出气体”)的空燃比。此外，内燃机排出气体的空燃比与比吸附材料20靠排气流动方向上游侧的废气的空燃比相当。

具体地说，空燃比控制部31通过控制燃料喷射阀11的燃料喷射量来控制内燃机排出气体的空燃比。燃料喷射量fa基于目标空燃比taf和吸入空气量ia而由下述式(1)算出。吸入空气量ia由空气流量计39检测。

fa＝ia/taf…(1)

此外，空燃比控制部31也可以基于配置于比吸附材料20靠排气流动方向上游侧的排气通路的空燃比传感器的输出来反馈控制燃料喷射阀11的燃料喷射量。在此情况下，空燃比控制部31将燃料喷射阀11的燃料喷射量控制成，使得由空燃比传感器检测出来的空燃比成为目标空燃比。

如上述那样，在吸附材料20的温度为hc的脱离温度以上时，吸附于吸附材料20的hc脱离。另一方面，在吸附材料20的温度为nox的脱离温度以上时，吸附于吸附材料20的nox脱离。从吸附材料20脱离的hc和nox与废气一起流入催化剂24。

图3是表示使吸附了预定量的hc和nox的吸附材料20的温度上升了时的hc和nox的脱离浓度的图表。在图3中，用实线表示hc脱离浓度，用虚线表示从吸附材料20脱离的nox的浓度(以下，称为“nox脱离浓度”)。

在本实施方式中，如图3所示，在吸附材料20，hc的脱离温度的峰值thc和nox的脱离温度的峰值tnox大致相同。换言之，吸附材料20、即hc吸附材料和nox吸附材料构成为，hc的脱离温度的峰值thc和nox的脱离温度的峰值tnox大致相同。

此外，hc的脱离温度的峰值thc意味着hc脱离浓度为最大时的吸附材料20的温度。同样地，nox的脱离温度的峰值tnox意味着nox脱离浓度为最大时的吸附材料20的温度。另外，在本说明书中，hc的脱离温度的峰值thc和nox的脱离温度的峰值tnox大致相同意味着峰值之差(图3中的tnox-thc)在20℃以内。

因此，在本实施方式中，在内燃机50被暖机(预热)、废气的温度上升时，hc和nox大致同时从吸附材料20脱离而流入催化剂24。此时，从图2可知，催化剂24在理论空燃比(在本实施方式中为14.6)下能够有效地净化hc和nox。

但是，在hc从吸附材料20脱离了时，即使将内燃机排出气体的空燃比控制为理论空燃比，流入催化剂的废气(以下，称为“流入废气”)的空燃比也会因hc而变得比理论空燃比浓。此时，流入废气的空燃比的浓程度(与理论空燃比之差)根据hc脱离浓度而变化。

于是，在本实施方式中，空燃比控制部31在hc从吸附材料20脱离了时，基于由hc浓度算出部32算出的hc脱离浓度而将流入废气的空燃比控制为理论空燃比。由此，即使在hc的脱离中，也能够使催化剂24中的空燃比成为理论空燃比，进而能够抑制在hc和nox从吸附材料20流出时排气排放恶化的问题。

＜空燃比控制＞

以下，参照图4的流程图，对在本实施方式中用于净化hc和nox的空燃比控制进行说明。图4是表示第一实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。本控制例程由ecu30以预定的执行间隔反复执行。

首先，在步骤s101中，空燃比控制部31取得吸附材料20的温度。例如，空燃比控制部31基于吸附材料温度传感器40的输出而算出吸附材料20的温度。在此情况下，吸附材料20的温度由吸附材料温度传感器40检测。此外，也可以是，吸附材料温度传感器40配置于比吸附材料20靠排气流动方向上游侧的排气通路，检测流入吸附材料20的废气的温度。另外，也可以是，空燃比控制部31基于内燃机50的运转状态(吸入空气量等)而算出吸附材料20的温度。在此情况下，可以省略吸附材料温度传感器40。

接着，在步骤s102中，空燃比控制部31判定吸附材料20的温度是否处于hc的脱离温度附近。hc的脱离温度附近被预先确定，例如被设定为与hc的脱离温度之差在预定值以内的温度区域。另外，也可以是，hc的脱离温度附近被设定为hc的脱离温度与比hc的脱离温度高的预定温度之间的温度区域。

在步骤s102中判定为吸附材料20的温度并非处于hc的脱离温度附近的情况下，本控制例程前进到步骤s103。空燃比控制部31执行通常控制。具体地说，空燃比控制部31根据内燃机50的运转状态而将内燃机排出气体的空燃比控制为目标空燃比(例如理论空燃比)。在步骤s103后，结束本控制例程。

另一方面，在步骤s102中判定为吸附材料20的温度处于hc的脱离温度附近的情况下，本控制例程前进到步骤s104。在步骤s104中，hc浓度算出部32由下述式(2)算出hc脱离浓度dc。

dc＝vdh/(vex+vdh)…(2)

在此，vdh是hc的脱离速度，vex是废气的流量。废气的流量vex采用流量传感器、计算式或映射、通过公知的方法而算出。另外，hc浓度算出部32例如由下述式(3)算出hc的脱离速度。

vdh＝adh·exp(-edh(1-ch·θ)/rt)·θ·φ…(3)

在此，r是气体常数，adh是频率因子，edh是活化能，φ是位点密度(sitedensity)，ch是修正系数。频率因子adh、活化能edh、位点密度φ和修正系数ch由实验等而预先确定。另外，t是吸附材料20的温度。另外，θ是位点吸附率(0～1)，例如通过用当前的吸附量除以最大吸附量而算出。

此外，hc浓度算出部32也可以采用预先制成的映射、基于吸附材料的温度t和位点吸附率θ而算出hc的脱离速度vdh。

接着，在步骤s105中，空燃比控制部31基于由hc浓度算出部32算出的hc脱离浓度而算出内燃机排出气体的目标空燃比，以使得流入废气的空燃比成为理论空燃比。具体地说，空燃比控制部31由下述式(4)算出内燃机排出气体的目标空燃比taf。

taf＝afst+δaf…(4)

在此，afst是理论空燃比(在本实施方式中为14.6)。另外，δaf是内燃机排出气体的空燃比afen与流入废气的空燃比afct之差(δaf＝afen-afct)。空燃比例如由下述式(5)、(6)算出。

af＝(a/(pco+pco2+phc))·(1-ph2o-bpco+cpco2-phc)…(5)

ph2o＝d·r·(pco+pco2)/(1+pco/(e·pco2)+d·r·(pco+pco2))…(6)

在此，a、b、c、d和e是预先确定的常数。另外，r是燃料中的h和c的原子数比(h/c)。另外，pco是废气中的co浓度，pco2是废气中的co2浓度，phc是废气中的hc浓度，ph2o是废气中的h2o浓度。内燃机排出气体中的co浓度、co2浓度和hc浓度采用传感器、计算式或映射、通过公知的方法而算出。另外，内燃机排出气体中的h2o浓度由上述式(6)算出。

在算出内燃机排出气体的空燃比afen的情况下，在上述式(5)、(6)中采用内燃机排出气体中的co浓度、co2浓度和hc浓度。另一方面，在算出流入排出气体的空燃比afct的情况下，在上述式(5)、(6)中采用流入排出气体中的co浓度、co2浓度和hc浓度。流入废气中的co浓度和co2浓度与内燃机排出气体中的co浓度和co2浓度相同。但是，流入废气包括从吸附材料20脱离了的hc。因此，流入废气中的hc浓度通过将在步骤s104中算出的hc脱离浓度和内燃机排出气体中的hc浓度相加而算出(流入废气中的hc浓度＝内燃机排出气体中的hc浓度+hc脱离浓度)。

接着，在步骤s106中，空燃比控制部31执行用于净化hc和nox的排气净化控制。具体地说，空燃比控制部31将燃料喷射阀11的燃料喷射量控制成，使得内燃机排出气体的空燃比成为目标空燃比。在步骤s106后，结束本控制例程。

＜第二实施方式＞

第二实施方式中的内燃机的排气净化装置和排气净化方法除了以下说明的点之外，基本上与第一实施方式中的内燃机的排气净化装置和排气净化方法相同。因此，以下，对本发明的第二实施方式，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。

图5是概略性地表示采用了本发明的第二实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机50’的图。在第二实施方式中，内燃机50’还具有向比催化剂24靠排气流动方向上游侧的排气通路供给空气的空气供给装置60。空气供给装置60包括空气供给通路61、气泵62、空气开关阀63和止回阀64。气泵62、空气开关阀63和止回阀64配置于空气供给通路61。

空气供给通路61连接进气通路和排气通路。具体地说，空气供给通路61连接进气管15和排气歧管19。气泵62由电动马达驱动，对进气通路内的空气加压并将其供给到排气歧管19。空气开关阀63开关空气供给通路61。止回阀64防止空气从排气通路向进气通路的倒流。

气泵62和空气开关阀63与ecu30电连接，由ecu30控制。在由空气供给装置60向排气通路供给空气时，打开空气开关阀63，驱动气泵62。结果，通过了空气滤清器16的空气的一部分通过空气供给通路61而被供给到排气通路。空气供给装置60是所谓的二次空气供给装置。此外，空气的供给源也可以是进气通路以外的。

在第二实施方式中，空燃比控制部31基于由hc浓度算出部32算出的hc脱离浓度、采用空气供给装置60而将流入废气的空燃比控制为理论空燃比。由此，能够更高精度地控制流入废气的空燃比。另外，即使内燃机50’停止，也能够由空气供给装置60将空气供给到排气通路而使得流入废气的空燃比为理论空燃比，能够有效地净化从吸附材料20脱离的hc和nox。

＜空燃比控制＞

以下，参照图6的流程图，对在本实施方式中用于净化hc和nox的空燃比控制进行说明。图6是表示第二实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。本控制例程由ecu30以预定的执行间隔反复执行。

步骤s201～步骤s204与图4的步骤s101～步骤s104同样地执行。在本控制例程中，在步骤s204后，在步骤s205中，空燃比控制部31基于由hc浓度算出部32算出的hc脱离浓度而算出向排气通路的目标空气供给量，以使得流入废气的空燃比成为理论空燃比。

接着，在步骤s206中，空燃比控制部31执行排气净化控制。具体地说，空燃比控制部31将空气供给装置60控制成，使得从空气供给装置60供给到排气通路的空气的量成为目标空气供给量。具体地说，空燃比控制部31通过控制气泵62的吐出量来控制空气供给量。在步骤s206后，结束本控制例程。

＜第三实施方式＞

第三实施方式中的内燃机的排气净化装置和排气净化方法除了以下说明的点之外，基本上与第一实施方式中的内燃机的排气净化装置和排气净化方法相同。因此，以下，对本发明的第三实施方式，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。

图7是概略性地表示采用了本发明的第三实施方式的内燃机的排气净化装置的内燃机的排气通路的图。在第三实施方式中，排气净化装置还具有加热吸附材料20的吸附材料加热装置26和加热催化剂24的催化剂加热装置27。吸附材料加热装置26在排气通路中配置于比吸附材料20靠排气流动方向上游侧。催化剂加热装置27在排气通路中配置于吸附材料20与催化剂24之间。

此外，吸附材料加热装置26也可以与吸附材料20是一体的。例如，吸附材料加热装置26和吸附材料20可以收容于同一壳体。另外，催化剂加热装置27也可以与催化剂24是一体的。例如，催化剂加热装置27和催化剂24可以收容于同一壳体。

另外，在吸附材料20，配置有用于检测吸附材料20的温度的吸附材料温度传感器40。吸附材料温度传感器40与ecu30电连接，吸附材料温度传感器40的输出被输入到ecu30。另外，在催化剂24，配置有用于检测催化剂24的温度的催化剂温度传感器41。催化剂温度传感器41与ecu30电连接，催化剂温度传感器41的输出被输入到ecu30。

此外，也可以是，吸附材料温度传感器40配置于吸附材料加热装置26与吸附材料20之间的排气通路，检测流入吸附材料20的废气的温度。另外，也可以是，催化剂温度传感器41配置于催化剂加热装置27与催化剂24之间的排气通路，检测流入催化剂24的废气的温度。

图8是概略性地表示本发明的第三实施方式中的ecu30’的构成的图。排气净化装置还具有控制吸附材料加热装置26的吸附材料加热部33和控制催化剂加热装置27的催化剂加热部34。在第二实施方式中，ecu30’作为空燃比控制部31、hc浓度算出部32、吸附材料加热部33和催化剂加热部34而发挥作用。

吸附材料加热部33将吸附材料加热装置26控制成，使得吸附材料20的温度成为所希望的温度。吸附材料加热装置26是例如电加热器。在此情况下，吸附材料加热部33控制向吸附材料加热装置26的通电量。此外，吸附材料加热装置26也可以是燃烧器。在此情况下，吸附材料加热部33例如控制向吸附材料加热装置26的空气供给量。

催化剂加热部34将催化剂加热装置27控制成，使得催化剂24的温度成为所希望的温度。催化剂加热装置27是例如电加热器。在此情况下，催化剂加热部34控制向催化剂加热装置27的通电量。吸附材料20的温度和催化剂24的温度相互独立地被控制。此外，催化剂加热装置27也可以是燃烧器。在此情况下，催化剂加热部34例如控制向催化剂加热装置27的空气供给量。

吸附材料加热部33在空燃比控制部31基于hc浓度算出部32算出的hc脱离浓度而将流入废气的空燃比控制为理论空燃比时，由吸附材料加热装置26将吸附材料20的温度维持在hc的脱离温度附近。由此，能够抑制hc脱离浓度的变动，能够抑制hc脱离浓度的算出精度的降低。因此，能够抑制在hc和nox从吸附材料20脱离时流入废气的空燃比偏离理论空燃比。另外，能够在所希望的正时使hc和nox从吸附材料20脱离来净化hc和nox。

另外，在hc的吸附量少而nox的吸附量多的情况下，主要将nox从吸附材料20供给到催化剂24。在此情况下，催化剂24在理论空燃比下能够有效地净化nox。另外，在hc的吸附量少的情况下，流入废气的空燃比与内燃机排出气体的空燃比相同。因此，空燃比控制部31在hc向吸附材料20的吸附量为预先确定的hc基准量以下且nox向吸附材料20的吸附量比预先确定的nox基准量多的情况下，将内燃机排出气体的空燃比控制为理论空燃比。由此，在主要从吸附材料20脱离nox的情况下，能够在催化剂24中有效地净化nox。

另一方面，在hc的吸附量多而nox的吸附量少的情况下，主要将hc从吸附材料20供给到催化剂24。在此情况下，通过将与hc反应的氧气与hc一起供给到催化剂24，能够有效地净化hc。因此，空燃比控制部31在hc向吸附材料20的吸附量比预先确定的hc基准量多且nox向吸附材料20的吸附量为预先确定的nox基准量以下的情况下，将内燃机排出气体的空燃比控制为比理论空燃比稀。由此，在主要从吸附材料20脱离hc的情况下，能够在催化剂24中有效地净化hc。

＜空燃比控制＞

图9a～图9c是表示第三实施方式中的空燃比控制的控制例程的流程图。本控制例程由ecu30’以预定的执行间隔反复执行。

首先，在步骤s301中，空燃比控制部31算出nox向吸附材料20的吸附量和hc向吸附材料20的吸附量。例如，空燃比控制部31如下述式(7)所示，通过对从吸附速度va减去脱离速度vd而得的值进行时间积分而算出吸附量m。

m＝∫(va-vd)dt…(7)

例如，空燃比控制部31由下述式(8)算出吸附速度va，由下述式(9)算出脱离速度vd。

va＝aa·exp(-ea/rt)·p·(1-θ)·φ…(8)

vd＝ad·exp(-ed(1-c·θ)/rt)·θ·φ…(9)

在此，r是气体常数，aa和ad是频率因子，ea和ed是活化能，φ是位点密度，c是修正系数。频率因子aa、ad、活化能ea、ed、位点密度φ和修正系数c是针对hc和nox的各自由实验等而预先确定的。另外，t是吸附材料20的温度。另外，θ是位点吸附率(0～1)，例如通过用当前的吸附量除以最大吸附量而算出。

另外，p是废气中的被吸附物质(nox或hc)的浓度，采用nox浓度传感器、hc浓度传感器、空燃比传感器、计算式或映射、通过公知的方法而算出。在算出nox的吸附量时，为了算出nox的吸附速度而将废气中的nox浓度代入上述式(8)的p。另一方面，在算出hc的吸附量时，为了算出hc的吸附速度而将废气中的hc浓度代入上述式(8)的p。

此外，空燃比控制部31也可以采用预先制成的映射、基于吸附材料的温度t、位点吸附率θ和废气中的被吸附物质的浓度p而算出吸附速度va。同样地，空燃比控制部31也可以采用预先制成的映射、基于吸附材料的温度t和位点吸附率θ而算出脱离速度vd。

接着，在步骤s302中，空燃比控制部31判定nox的吸附量是否为第一nox基准量an1以上或hc的吸附量是否为第一hc基准量ah1以上。第一nox基准量an1被预先确定，被设定为小于吸附材料20中的nox的最大吸附量的值。第一hc基准量ah1被预先确定，被设定为小于吸附材料20中的hc的最大吸附量的值。

在步骤s302中判定为nox的吸附量小于第一nox基准量an1且hc的吸附量小于第一hc基准量ah1的情况下，结束本控制例程。另一方面，在步骤s202中判定为nox的吸附量为第一nox基准量an1以上或hc的吸附量为第一hc基准量ah1以上的情况下，本控制例程前进到步骤s303。

在步骤s303中，空燃比控制部31判定nox的吸附量是否为第二nox基准量an2以下。第二nox基准量an2被预先确定，被设定为小于第一nox基准量an1的值。例如，第二nox基准量an2被设定为吸附材料20中的nox的最大吸附量的1/5以下的值。在步骤s303中判定为nox的吸附量比第二nox基准量an2多的情况下，本控制例程前进到步骤s304。

在步骤s304中，空燃比控制部31判定hc的吸附量是否为第二hc基准量ah2以下。第二hc基准量ah2被预先确定，被设定为小于第一hc基准量ah1的值。例如，第二hc基准量ah2被设定为吸附材料20中的hc的最大吸附量的1/5以下的值。在步骤s304中判定为hc的吸附量比第二hc基准量ah2多的情况下，本控制例程前进到步骤s305。

在步骤s305中，催化剂加热部34通过控制催化剂加热装置27而使得催化剂24的温度成为活性温度以上。活性温度被预先确定。具体地说，催化剂加热部34将催化剂加热装置27反馈控制成，使得由催化剂温度传感器41检测出来的催化剂24的温度成为活性温度以上。此外，也可以是，催化剂加热部34基于内燃机50的运转状态(吸入空气量等)、向催化剂加热装置27的通电量等而算出催化剂24的温度，并将催化剂加热装置27反馈控制成，使得算出的催化剂24的温度成为活性温度以上。在此情况下，可以省略催化剂温度传感器41。

接着，在步骤s306中，吸附材料加热部33通过控制吸附材料加热装置26而使得吸附材料20的温度处于hc的脱离温度附近。具体地说，吸附材料加热部33将吸附材料加热装置26反馈控制成，使得由吸附材料温度传感器40检测出来的吸附材料20的温度处于hc的脱离温度附近。此外，也可以是，吸附材料加热部33基于内燃机50的运转状态(吸入空气量等)、向吸附材料20的通电量等而算出吸附材料20的温度，并将吸附材料加热装置26反馈控制成，使得算出的吸附材料20的温度处于hc的脱离温度附近。在此情况下，可以省略吸附材料温度传感器40。

接着，步骤s307～步骤s309与图4的步骤s104～步骤s106同样地执行，hc和nox被净化。

本控制例程在步骤s309后返回步骤s303。直到nox的吸附量降低而达到第二nox基准量an2为止、或直到hc的吸附量降低而达到第二hc基准量ah2为止，反复执行步骤s303～步骤s309。此外，nox的吸附量和hc的吸附量由上述式(7)更新。

在步骤s303中判定为nox的吸附量为第二nox基准量an2以下的情况下，本控制例程前进到步骤s310。在步骤s310中，空燃比控制部31判定hc的吸附量是否为第二hc基准量ah2以下。在判定为hc的吸附量比第二hc基准量ah2多的情况下，本控制例程前进到步骤s311。

在步骤s311中，与步骤s305同样地，催化剂加热部34通过控制催化剂加热装置27而使得催化剂24的温度成为活性温度以上。接着，在步骤s312中，与步骤s306同样地，吸附材料加热部33通过控制吸附材料加热装置26而使得吸附材料20的温度处于hc的脱离温度附近。

接着，在步骤s313中，空燃比控制部31执行hc净化控制。具体地说，空燃比控制部31将内燃机排出气体的空燃比控制为比理论空燃比稀。

例如，空燃比控制部31通过执行停止燃料向内燃机50的燃烧室5的供给的燃料切断控制而使得内燃机排出气体的空燃比比理论空燃比稀。在执行了燃料切断控制时，内燃机排出气体成为空气，空气流入催化剂24。因此，能够不排出nox而由空气中的氧气有效地净化hc。

此外，燃料切断控制在预定的执行条件成立时执行。预定的执行条件例如在加速踏板42的踏入量为零或大致为零(即，内燃机负荷为零或大致为零)且内燃机转速为比怠速时的转速高的预定的转速以上时成立。在步骤s313中预定的执行条件不成立时，空燃比控制部31可以通过减少燃料相对于吸入空气量的量而使得内燃机排出气体的空燃比比理论空燃比稀。

本控制例程在步骤s313后返回步骤s310。然后，直到hc的吸附量降低而达到第二hc基准量ah2为止，反复执行步骤s310～步骤s313。此外，hc的吸附量由上述式(7)更新。在步骤s310中判定为hc的吸附量为第二hc基准量ah2以下的情况下，结束本控制例程。

另外，在步骤s304中判定为hc的吸附量为第二hc基准量ah2以下的情况下，本控制例程前进到步骤s314。在步骤s314中，空燃比控制部31判定nox的吸附量是否为第二nox基准量an2以下。在判定为nox的吸附量比第二nox基准量an2多的情况下，本控制例程前进到步骤s315。

在步骤s315中，与步骤s305同样地，催化剂加热部34通过控制催化剂加热装置27而使得催化剂24的温度成为活性温度以上。接着，在步骤s316中，吸附材料加热部33通过控制吸附材料加热装置26而使得吸附材料20的温度处于nox的脱离温度附近。

nox的脱离温度附近被预先确定，例如被设定为与nox的脱离温度之差在预定值以内的温度区域。另外，也可以是，nox的脱离温度附近被设定为nox的脱离温度与比nox的脱离温度高的预定温度之间的温度区域。另外，在本实施方式中，在吸附材料20，hc的脱离温度的峰值thc和nox的脱离温度的峰值tnox大致相同，所以，也可以将nox的脱离温度附近设定为与hc的脱离温度附近相同的温度区域。

接着，在步骤s317中，空燃比控制部31执行nox净化控制。具体地说，空燃比控制部31将内燃机排出气体的空燃比控制为理论空燃比。

本控制例程在步骤s317后返回步骤s314。然后，直到nox的吸附量降低而达到第二nox基准量an2为止，反复执行步骤s314～步骤s317。此外，nox的吸附量由上述式(7)更新。在步骤s314中判定为nox的吸附量为第二nox基准量an2以下的情况下，结束本控制例程。

此外，也可以省略步骤s305和步骤s311。

另外，在设置有内燃机50的车辆是混合动力车辆且内燃机50由电动机驱动旋转的情况下，空燃比控制部31可以通过由电动机驱动内燃机50旋转而使得内燃机排出气体的空燃比比理论空燃比稀。也就是说，空燃比控制部31可以通过所谓的电动旋转(motoring)而使得内燃机排出气体的空燃比比理论空燃比稀。

在实施了电动旋转时，内燃机排出气体成为空气，空气流入催化剂24。因此，能够不排出nox而由空气中的氧气有效地净化hc。另外，此时，在混合动力车辆中，由电动机输出行驶用的动力，所以，即使车辆在行驶中，也能够通过电动旋转而有效地净化hc。而且，即使在车辆的停止中，也能够通过电动旋转而有效地净化hc。

＜其它实施方式＞

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限于这些实施方式，能够在权利要求书的记载内实施各种修正和改变。例如，若hc吸附材料和nox吸附材料的温度差小，则也可以分体设置hc吸附材料和nox吸附材料。例如，可以在不同的壳体内收容hc吸附材料和nox吸附材料。在此情况下，在第二实施方式中，可以分别设置加热hc吸附材料的hc吸附材料加热装置和加热nox吸附材料的nox吸附材料加热装置。

另外，也可以是，催化剂24在预定空燃比下净化hc和nox，空燃比控制部31在hc从hc吸附材料脱离时，基于由hc浓度算出部32算出的hc脱离浓度而使流入废气的空燃比控制为上述预定空燃比。也就是说，催化剂24可以是三元催化剂以外的催化剂。

在此情况下，在图4的步骤s105和图9a的步骤s308中，空燃比控制部31基于由hc浓度算出部32算出的hc脱离浓度而算出内燃机排出气体的目标空燃比，以使得流入废气的空燃比成为上述预定空燃比。另外，在图6的步骤s205中，空燃比控制部31基于由hc浓度算出部32算出的hc脱离浓度而算出向排气通路的目标空气供给量，以使得流入废气的空燃比成为上述空燃比。

另外，内燃机50也可以是柴油发动机。另外，吸附材料20也可以与催化剂24是一体的。例如，吸附材料20和催化剂24可以收容于同一壳体。

另外，上述的实施方式能任意组合来实施。例如，可以组合第二实施方式和第三实施方式，代替图9a的步骤s308和步骤s309而执行图6的步骤s205和步骤s206。