内燃机的排气净化装置的制作方法

专利名称：内燃机的排气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的排气浄化装置。
背景技术：
已知有一种如下所述的内燃机在内燃机排气通路内配置有NOx吸留催化剂，该NOx吸留催化剂在流入的废气的空燃比为稀空燃比时吸留废气中包含的NOx，在流入的废气的空燃比为浓空燃比时释放出所吸留的NOx，在NOx吸留催化剂上游的内燃机排气通路内，配置有具有吸附功能的氧化催化剂，当要从NOx吸留催化剂中释放出NOx吋，向氧化催化剂上游的内燃机排气通路内供给烃，从而使流入到NOx吸留催化剂的废气的空燃比变成浓空燃比(例如參照专利文献I)。
在该内燃机中，要从NOx吸留催化剂释放出NOx时被供给的烃在氧化催化剂中成为气体状的烃，气体状的烃被送入到NOx吸留催化剂。其結果，从NOx吸留催化剂释放出的NOx被良好地还原。专利文献I :日本专利第3969450号但是，存在若NOx吸留催化剂处于高温，则NOx净化率降低这ー问题。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种内燃机的排气浄化装置，其即使在排气净化催化剂的温度处于高温吋，也能够得到较高的NOx净化率，而且能够确保高NOx净化率、并容易地使配置在排气净化催化剂下游的后处理装置升温。根据本发明，提供了 ー种内燃机的排气浄化装置，其中，在内燃机排气通路内配置有用于供给烃的烃供给阀，在烃供给阀下游的内燃机排气通路内配置有用于使废气中含有的NOx与重整后的烃发生反应的排气净化催化剂，在排气净化催化剂的废气流通表面上担载有贵金属催化剂，并且在贵金属催化剂周围形成有碱性的废气流通表面部分，排气净化催化剂具有如果使流入到排气净化催化剂的烃的浓度以预先決定的范围内的振幅以及预先決定的范围内的周期振动时，将废气中含有的NOx还原的性质，并且具有如果使烃浓度的振动周期比预先决定的范围长时，废气中含有的NOx的吸留量増大的性质，在内燃机运转时，排气浄化装置控制来自烃供给阀的烃的喷射量，以使流入到排气净化催化剂的烃的浓度变化的振幅成为上述预先決定的范围内的振幅，并且控制来自烃供给阀的烃的喷射周期，以使流入到排气净化催化剂的烃的浓度以上述预先決定的范围内的周期振动，在排气浄化催化剂下游的内燃机排气通路内配置有当烃被供给时温度由于烃的氧化反应热而上升的后处理装置，在要使后处理装置升温时，排气浄化装置使流入到排气净化催化剂的烃的浓度变化的振幅増大来使从排气浄化催化剂穿过的烃的穿过量増大。即使排气净化催化剂的温度变成高温，也能够得到高NOx浄化率，且通过增大烃的穿过量能够确保高NOx浄化率，同时使后处理装置升温。


图I是压缩点火式内燃机的整体图。图2是对催化剂载体的表面部分进行图解表示的图。图3是用于说明排气净化催化剂中的氧化反应的图。图4是表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化的图。图5是表示NOx净化率的图。图6A及6B是用于说明排气净化催化剂中的氧化还原反应的图。图7A及7B是用于说明排气净化催化剂中的氧化还原反应的图。
图8是表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化的图。图9是表示NOx净化率的图。图10是表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化的时间图。图11是表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化的时间图。图12是表示排气净化催化剂的氧化能力与要求最小空燃比X的关系的图。图13是表示能够获得同一 NOx净化率的、废气中的氧浓度与烃浓度的振幅AH的关系的图。图14是表示烃浓度的振幅AH与NOx净化率的关系的图。图15是表示烃浓度的振动周期A T与NOx净化率的关系的图。图16是表示向排气净化催化剂流入的废气的空燃比的变化等的图。图17是表示排出NOx量NOXA的映射的图。图18是表示燃料喷射时间的图。图19是表示烃供给量WR的映射的图。图20是表示来自烃供给阀的烃的喷射模式与向排气净化催化剂流入的废气中的烃浓度变化等的图。图21是表示来自烃供给阀的烃的喷射模式与向排气净化催化剂流入的废气中的烃浓度变化的图。图22是表示来自烃供给阀的烃的喷射模式与向排气净化催化剂流入的废气中的烃浓度变化的图。图23A 23C是表示烃的喷射时间等的图。图24是表示来自烃供给阀的烃的喷射模式与向排气净化催化剂流入的废气中的烃浓度变化的图。图25是表示来自烃供给阀的烃的喷射模式与向排气净化催化剂流入的废气中的烃浓度变化的图。图26是表示烃的喷射时间与喷射周期的关系的图。图27是微粒过滤器(Particulate Filter)的再生控制时的时间图。图28是用于进行NOx净化控制的流程图。图29及图30是用于进行再生控制的流程图。图3IA 3IC是表示各种实施例的图。
具体实施方式
图I表示了压缩点火式内燃机的整体图。參照图I可知，I表示内燃机主体，2表示各汽缸的燃烧室，3表示用于向各燃烧室2内分别喷射燃料的电子控制式燃料喷射阀，4表示进气岐管，5表示排气岐管。进气岐管4经由进气管道6与排气涡轮增压器7的压缩机7a的出ロ连结，压缩机7a的入口经由进气量检测器8与空气过滤器9连结。在进气管道6内配置有被步进电动机驱动的节气门10，并且在进气管道6周围配置有用于对在进气管道6内流过的进气进行冷却的冷却装置11。在图I所示的实施例中，内燃机冷却水被导入到冷却装置11内，进气被内燃机冷却水冷却。另ー方面，排气岐管5与排气涡轮增压器7的排气涡轮7b的入口连结。排气涡轮7b的出口经由排气管12与排气净化催化剂13的入口连结，排气净化催化剂13的出口经由排气管12与当烃被供给时温度由于烃的氧化反应热而上升的后处理装置14连结。在图I所示的实施例中，该后处理装置14由用于对废气中含有的微粒进行捕集的微粒过滤器构成。排气净化催化剂13上游的排气管12内配置有用于供给烃的烃供给阀15，该烃由被用作压缩点火式内燃机的燃料的轻油等燃料构成。在图I所示的实施例中，作为从烃供给阀 15供给的烃，使用了轻油。另外，本发明也能够应用于在稀空燃比的基础上进行燃烧的火花点火式内燃机。该情况下，从烃供给阀15供给由作为火花点火式内燃机的燃料而使用的汽油等燃料构成的烃。另ー方面，排气岐管5和进气岐管4经由废气再循环(以下称为EGR)通路16相互连结，在EGR通路16内配置有电子控制式EGR控制阀17。另外，在EGR通路16周围，配置有用于对在EGR通路16内流过的EGR气体进行冷却的冷却装置18。在图I所示的实施例中，内燃机冷却水被导入到冷却装置18内，EGR气体被内燃机冷却水冷却。另ー方面，各燃料喷射阀3经由燃料供给管19与共轨20连结，该共轨20经由电子控制式的喷出量可变的燃料泵21与燃料贮藏罐22连结。燃料贮藏罐22内贮藏的燃料通过燃料泵21被供给至共轨20内，供给到共轨20内的燃料经由各燃料供给管19被供给至燃料喷射阀3。电子控制単元30由数字计算机构成，具备通过双方向性总线31相互连接的ROM (只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU (微处理器)34、输入端ロ 35和输出端ロ 36。在排气净化催化剂13的下游安装有用于检测排气净化催化剂13的温度的温度传感器23。而且，在微粒过滤器14的下游安装有用于对微粒过滤器14的温度进行检测的温度传感器25，微粒过滤器14中安装有用于对微粒过滤器14前后的压差进行检测的压差传感器24。这些温度传感器23、25、压差传感器24以及进气量检测器8的输出信号经由各自对应的AD转换器37被输入至输入端ロ 35。另外，加速器踏板40上连接有产生与加速器踏板40的踏入量L成比例的输出电压的负载传感器41,负载传感器41的输出电压经由对应的AD转换器37被输入至输入端ロ 35。并且，输入端ロ 35上连接有曲轴转角传感器42，该曲轴转角传感器42每当曲轴旋转例如15°时就产生输出脉沖。另ー方面，输出端ロ 36经由对应的驱动电路38与燃料喷射阀3、节气门10的驱动用步进电动机、烃供给阀15、EGR控制阀17及燃料泵21连接。图2对排气浄化催化剂13的基体上担载的催化剂载体的表面部分进行了图解表示。在该排气浄化催化剂13中，如图2所示，例如在由氧化铝构成的催化剂载体50上担载有贵金属催化剂51、52，并且在该催化剂载体50上形成有含有从如钾K、钠Na、铯Cs那样的碱金属、如钡Ba、钙Ca那样的碱土类金属、如镧系元素那样的稀土类以及如银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir那样的能够对NOx供给电子的金属中选择出的至少ー个的碱性层53。由于废气沿着催化剂载体50上流动，所以可以说贵金属催化剂51、52被担载于排气净化催化剂13的废气流通表面上。另外，由于碱性层53的表面呈碱性，所以碱性层53的表面被称为碱性的废气流通表面部分54。另ー方面，在图2中，贵金属催化剂51由钼Pt构成,贵金属催化剂52由错Rh构成。即，催化剂载体50上担载的贵金属催化剂51、52由钼Pt以及铑Rh构成。另外，除了钼Pt以及铑Rh之外，还可以在排气净化催化剂13的催化剂载体50上担载钯Pd，或者可以取代铑Rh而担载钯Pd。即，催化剂载体50上担载的贵金属催化剂51、52由铑Rh以及钯Pd中的至少一方和钼Pt构成。如果从烃供给阀15向废气中喷射烃，则该烃在排气净化催化剂13中被重整。在本发明中，使用此时被重整后的烃，在排气净化催化剂13中对NOx进行净化。图3对此时在排气净化催化剂13中进行的重整作用进行了图解表示。如图3所示，从烃供给阀15喷 射出的烃HC由于催化剂51而成为碳数少的自由基状的烃HC。图4表示来自烃供给阀15的烃的供给时刻与向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F)in的变化。其中，由于该空燃比(A/F)in的变化依赖于流入到排气净化催化剂13的废气中的烃的浓度变化，所以也可以说图4所示的空燃比(A/F) in的变化表示了烃的浓度变化。不过，由于如果烃浓度变高，则空燃比(A/F) in变小，所以在图4中空燃比(A/F) in越向浓侧变化，烃浓度越高。图5针对排气净化催化剂13的各催化剂温度TC，表示了通过使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度周期性变化，如图4所示那样使向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F) in变化时的排气净化催化剂13的NOx浄化率。本发明人长期间不断进行与NOx浄化相关的研究，在该研究课程中获知如果流入到排气净化催化剂13的烃的浓度以预先決定的范围内的振幅以及预先決定的范围内的周期进行振动，则如图5所示那样，即使在4000C以上的高温区域也能获得极高的NOx净化率。并且获知此时含有氮及烃的大量还原性中间体被保持或持续吸附在碱性层53的表面上、即排气浄化催化剂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浄化率上发挥重要作用。接下来，參照图6A以及6B对该情况进行说明。其中，这些图6A以及6B对排气浄化催化剂13的催化剂载体50的表面部分进行了图解表示，这些图6A以及6B中表示推测为在使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度以预先決定的范围内的振幅以及预先決定的范围内的周期进行振动时产生的反应。图6A是表示流入到排气净化催化剂13的烃的浓度低时的图，图6B是表示从烃供给阀15供给烃，从而流入到排气净化催化剂13的烃的浓度变高时的图。从图4可知，流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比除了一瞬间之外都被維持在稀空燃比，所以流入到排气净化催化剂13的废气通常处于氧过度的状态。因此，废气中含有的NO如图6A所示那样，在钼51上被氧化而成为NO2,接着，该NO2被进ー步氧化而成为NO30另外，NO2的一部分成为NO2'该情况下，NO3的生成量远比NO2-的生长量多。因此，在钼Pt51上会生成大量的NO3和少量的NO2'这些NO3以及NO2-活性强，以下将这些NO3以及NO2-称为活性NO/。另ー方面，如果从烃供给阀15供给烃，则如图3所示那样，该烃在排气净化催化剂13内被重整，成为自由基。其结果，如图6B所示那样，活性NO/周围的烃浓度变高。如果在生成了活性NO/之后，活性NO/周围的氧浓度高的状态继续一定时间以上，则活性NO/被氧化，以硝酸离子N03_的形式被吸收到碱性层53内。但是，如果在该一定时间经过之前活性NO/周围的烃浓度变高，则如图6B所示，活性NO/在钼51上与自由基状的烃HC反应，由此生成还原性中间体。该还原性中间体附着或被吸附在碱性层53的表面上。其中，此时可以认为最初生成的还原性中间体是硝基化合物R_N02。如果生成该硝基化合物R-NO2,则成为腈化合物R-CN，但由于该腈化合物R-CN在该状态下只能瞬间存续，所以会立即成为异氰酸盐化合物R-NC0。该异氰酸盐化合物R-NCO如果发生水解，则会成为胺化合物R_NH2。不过在该情况下，认为被水解的是异氰酸盐化合物R-NCO的一部分。因此，可以认为如图6B所示那样被保持或者吸附在碱性层53的表面上的还原性中间体的大部分是异氰酸盐化合物R-NCO以及胺化合物R-NH2。另ー方面，如果烃HC包围如图6B所示那样生成的还原性中间体的周围，则还原性中间体被烃HC阻止而不再进行反应。该情况下，会使得流入到排气净化催化剂13的烃的浓度降低，由此若氧浓度变高，则还原性中间体周围的烃会被氧化。其结果，如图6A所示那 样，还原性中间体与活性NO/反应。此时，活性NO/与还原性中间体R-NCO、R-NH2反应，成为N2、CO2、H2O,由此NOx被净化。这样，在排气净化催化剂13中，通过使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度变高，来生成还原性中间体，然后通过使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度降低并提高氧浓度，使得活性NO/与还原性中间体反应，对NOx加以净化。即，为了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的烃的浓度周期性变化。当然，该情况下，为了生成还原性中间体需要使烃的浓度提高到足够高的浓度，为了使生成的还原性中间体与活性NO/反应，需要使烃的浓度降低到足够低的浓度。即，需要使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度以预先決定的范围内的振幅振动。其中，该情况下，到生成的还原性中间体与活性NO/反应为止，必须在碱性层53上、即碱性废气流通表面部分24上保持足够量的还原性中间体R-NC0、R-NH2，因此，设置了碱性的废气流通表面部分24。另ー方面，如果延长烃的供给周期，则在被供给烃之后到下一次被供给烃的期间，氧浓度变高的期间增长，因此，活性NO/不生成还原性中间体而以硝酸盐的形式被吸收到碱性层53内。为了避免该情况，需要使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度以预先决定的范围内的周期振动。鉴于此，在本发明的实施例中，为了使废气中含有的NOx与重整后的烃反应，来生成包含氮以及烃的还原性中间体R-NCO、R-NH2，在排气净化催化剂13的废气流通表面上担载贵金属催化剂51、52，为了将生成的还原性中间体R-NCO、R-NH2保持在排气净化催化剂13内，在贵金属催化剂51、52周围形成碱性的废气流通表面部分54，N0x由于碱性的废气流通表面部分54上所保持的还原性中间体R-NC0、R-NH2的还原作用而被还原，烃浓度的振动周期被设为持续生成还原性中间体R-NCO、R-NH2所需要的振动周期。顺便说明，在图4所不的例子中，喷射间隔被设为3秒。如果使烃浓度的振动周期、即烃HC的供给周期比上述的预先決定的范围内的周期长，则还原性中间体R-NC0、R-NH2从碱性层53的表面上消失，此时在钼Pt53上生成的活性NO/如图7A所示那样，以硝酸离子NO3-的形式扩散到碱性层53内，成为硝酸盐。即，此时废气中的NOx以硝酸盐的形式被吸收到碱性层53内。另ー方面，图7B表示在NOx如此地以硝酸盐的形式被吸收到碱性层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者浓空燃比的情況。该情况下，由于废气中的氧浓度降低，所以反应向相反方向(N03_ —NO2)进行，这样ー来，被吸收到碱性层53内的硝酸盐依次成为硝酸离子NO3-,从而如图7B所示那样被以NO2的形式从碱性层53释放出。接下来，释放出的NO2被废气中含有的烃HC以及CO还原。图8表示了在碱性层53的NOx吸收能力刚刚饱和之前，将流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F) in暂时设为浓空燃比的情況。其中，在图8所示的例子中，该浓空燃比控制的时间间隔为I分钟以上。该情况下，废气的空燃比(A/F) in为稀空燃比时被吸收到碱性层53内的NOx，在废气的空燃比(A/F) in暂时被设为浓空燃比时，从碱性层53 —气释放出而被还原。因此，该情况下，碱性层53起到用于暂时吸收NOx的吸收剂的作用。此外，此时还存在碱性层53暂时吸附NOx的情况，因此，如果使用吸留这ー用语作为包括吸收以及吸附双方的用语，则此时碱性层53起到用于暂时吸留NOx的NOx吸留剂的作用。即，该情况下，如果将向内燃机进气通路、燃烧室2以及排气净化催化剂13上游的排气通路内供给的空气与燃料(烃)之比称为废气的空燃比，则排气净化催化剂13在废气的空燃比为稀空燃比时吸留NOx，如果废气中的氧浓度降低，则作为将吸留的NOx释放出的NOx吸留催化剂发挥功能。图9表示了使排气净化催化剂13如此地作为NOx吸留催化剂发挥功能时的NOx浄化率。其中，图9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吸留催化剂发挥功能的情况下，如图9所示，当催化剂温度TC为300°C到400°C时，可获得极高的NOx净化率，但如果催化剂温度TC成为400°C以上的高温，则NOx净化率降低。这样当催化剂温度TC变为400°C以上时NOx浄化率降低的原因在干，如果催化剂温度TC变为400°C以上，则硝酸盐热分解，被以NO2的形式从排气净化催化剂13释放出。即，只要以硝酸盐的形式吸留NOx，则在催化剂温度TC高时便难以得到高的NOx浄化率。但是，在图4 图6A、6B所示的新的NOx净化方法中，由图6A、6B可知，不生成硝酸盐或者即使生成也极其微量，这样ー来，即使如图5所示那样催化剂温度TC高吋，也能获得高NOx净化率。鉴于此，在本发明中，将用于供给烃的烃供给阀15配置在内燃机排气通路内，在烃供给阀15下游的内燃机排气通路内配置用于使废气中含有的NOx与重整后的烃发生反应的排气净化催化剂13，在排气净化催化剂13的废气流通表面上担载有贵金属催化剂51、52，并且在贵金属催化剂51、52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具有如果使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度以预先決定的范围内的振幅以及预先決定的范围内的周期振动，则将废气中含有的NOx还原的性质，并且具有如果使烃浓度的振动周期比该预先決定的范围长，则废气中含有的NOx的吸留量増大的性质，在内燃机运转时，使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度以预先決定的范围内的振幅以及预先决定的范围内的周期振动，由此在排气净化催化剂13中将废气中含有的NOx还原。S卩，可以说图4 图6A、6B所示的NOx浄化方法是在使用了形成有担载贵金属催、化剂且能够吸留NOx的碱性层的排气净化催化剂时，几乎不形成硝酸盐地对NOx进行了净化的新的NOx浄化方法。实际上，在采用了该新的NOx浄化方法的情况下，与使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂发挥功能的情况相比，从碱性层53检测出的硝酸盐极微量。其中，以下将该新的NOx净化方法称为第INOx净化方法。接下来，參照图10 图15对该第INOx浄化方法更详细地进行说明。图10将图4所示的空燃比(A/F) in的变化放大表示。其中，如前所述，向该排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F) in的变化同时表示流入到排气净化催化剂13的烃的浓度变化。此外，在图10中，A H表示流入到排气净化催化剂13的烃HC的浓度变化的振幅，AT表示流入到排气净化催化剂13的烃浓度的振动周期。并且，在图10中，(A/F)b表示对用于产生内燃机输出的燃烧气体的空燃比进行表示的基本(base)空燃比。換言之，该基本空燃比(A/F)b表示停止了烃的供给时流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比。另ー方面，在图10中，X表示为了使生成的活性NO/不以硝酸盐的形式被吸留到碱性层53内而生成还原性中间体所使用的空燃比(A/F)in的上·限，为了使活性NO/与重整后的烃反应来生成还原性中间体，需要使空燃比(A/F) in比该空燃比的上限X低。若以其他的说法表述，则图10的X表示使活性NO/与重整后的烃反应来生成还原性中间体所需要的烃的浓度的下限，为了生成还原性中间体，需要使烃的浓度比该下限X高。该情况下，是否生成还原性中间体由活性NO/周围的氧浓度与烃浓度的比率、即空燃比(A/F) in决定，以下将为了生成还原性中间体而需要的上述空燃比的上限X称为要求最小空燃比。在图10所示的例子中，要求最小空燃比X为浓空燃比，因此，该情况下为了生成还原性中间体，空燃比(A/F) in被瞬时设为要求最小空燃比X以下、即设为浓空燃比。与此相对，在图11所示的例子中，要求最小空燃比X为稀空燃比。该情况下，通过将空燃比(A/F)in維持在稀空燃比并使空燃比(A/F) in周期性地降低，来生成还原性中间体。该情况下，要求最小空燃比X为浓空燃比还是稀空燃比，依赖于排气净化催化剂13的氧化能力。该情况下，对排气浄化催化剂13而言，例如若使贵金属51的担载量增大则氧化能力变强，如果使酸性增强则氧化能力变强。因此，排气浄化催化剂13的氧化能力根据贵金属51的担载量、酸性的強度而变化。在使用了氧化能力强的排气净化催化剂13的情况下，如果如图11所示那样将空燃比(A/F) in維持在稀空燃比并且使空燃比(A/F) in周期性降低，则在空燃比(A/F) in降低时导致烃被完全氧化，结果无法生成还原性中间体。与此相对，在使用了氧化能力强的排气净化催化剂13的情况下，如果如图10所示那样使空燃比(A/F) in周期性为浓空燃比，则在空燃比(A/F) in被设于浓空燃比时烃不被完全氧化而被部分氧化，即烃被重整，这样ー来，可生成还原性中间体。因此，在使用了氧化能力强的排气净化催化剂13的情况下，需要将要求最小空燃比X设于浓空燃比。另ー方面，在使用了氧化能力弱的排气净化催化剂13的情况下，如果如图11所示那样将空燃比(A/F) in維持在稀空燃比并使空燃比(A/F) in周期性降低，则烃不被完全氧化而被部分氧化，即烃被重整，这样ー来，可生成还原性中间体。与此相对，在使用了氧化能力弱的排气净化催化剂13的情况下，如果如图10所示那样将空燃比(A/F)in周期性设于浓空燃比，则大量的烃不被氧化而只从排气浄化催化剂13排出，这样ー来，被无谓消耗的烃量増大。因此，在使用了氧化能力弱的排气净化催化剂13的情况下，需要使要求最小空燃比X位于稀空燃比。即可知需要如图12所示那样，排气浄化催化剂13的氧化能力越强则越降低要求最小空燃比X。这样，要求最小空燃比X由于排气浄化催化剂13的氧化能力的不同而位于稀空燃比或位于浓空燃比，下面以要求最小空燃比X为浓空燃比的情况为例，对流入到排气净化催化剂13的烃的浓度变化的振幅、流入到排气净化催化剂13的烃浓度的振动周期进行说明。如果基本空燃比(A/F)b变大、即被供给烃之前的废气中的氧浓度变高，则需要将空燃比(A/F) in设为要求最小空燃比X以下所需的烃的供给量増大，与之相伴，无助于还原性中间体的生成的多余的烃量也増大。该情况下，为了对NOx良好地进行净化，需要使该剩余的烃氧化，因此，为了对NOx良好地进行净化，剰余的烃量越多，越需要大量的氧。
该情况下，如果提高废气中的氧浓度，则能够增大氧量。因此，为了对NOx良好地进行净化，需要在被供给烃之前的废气中的氧浓度高时，提高烃供给后的废气中的氧浓度。即，被供给烃之前的废气中的氧浓度越高，越需要增大烃浓度的振幅。图13表示可获得同一 NOx净化率时的、被供给烃之前的废气中的氧浓度与烃浓度的振幅AH的关系。从图13可知，为了获得同一 NOx净化率，被供给烃之前的废气中的氧浓度越高，则越需要使烃浓度的振幅AH増大。即，为了获得同一 NOx浄化率，基本空燃比(A/F)b越高，则需要越使烃的浓度的振幅AT増大。如果换成其他说法，则为了使NOx良好地浄化，基本空燃比(A/F)b越低，就可以使烃浓度的振幅AT越減少。另外，基本空燃比(A/F)b最低的时候是加速运转时，此时，如果烃浓度的振幅AH为200ppm程度，则能够对NOx良好地进行净化。基本空燃比(A/F)b通常比加速运转时大，因此，如果如图14所示那样烃浓度的振幅AH为200ppm以上，则能够获得良好的NOx浄化率。另ー方面，可知在基本空燃比(A/F)b最高时，如果将烃浓度的振幅AH设为IOOOOppm程度，则能够获得良好的NOx净化率。因此，在本发明中，烃浓度的振幅被预先决定的范围设为200ppm到lOOOOppm。另外，如果烃浓度的振动周期△ T变长，则在被供给烃之后，在接下来被供给烃的期间，活性NO/周围的氧浓度变高。该情况下，如果烃浓度的振动周期AT比5秒程度长，则活性NO/开始以硝酸盐的形式被吸收到碱性层53内，因此，如图15所示那样，如果烃浓度的振动周期AT比5秒程度长，则NOx浄化率降低。因此，需要使烃浓度的振动周期AT为5秒以下。另ー方面，如果烃浓度的振动周期A T大致为0. 3秒以下，则被供给的烃在排气净化催化剂13的废气流通表面上开始堆积，因此，如图15所示那样，如果烃浓度的振动周期A T大致为0. 3秒以下，则NOx浄化率降低。鉴于此，在本发明中，将烃浓度的振动周期设定为0.3秒到5秒之间。接下来，參照图16 图19，对使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂发挥功能时的NOx浄化方法具体进行说明。以下将如此使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂发挥功能时的NOx净化方法称为第2N0x净化方法。
在该第2N0x净化方法中，如图16所示，当被碱性层53吸留的吸留NOx量E NOX超过了预先決定的允许量MAX时，流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F) in暂时为浓空燃比。如果废气的空燃比(A/F) in为浓空燃比，则当废气的空燃比(A/F)in为稀空燃比时被吸留到碱性层53内的NOx从碱性层53 —气地释放出而被还原。由此，NOx被净化。吸留NOx量E NOX例如可以根据从内燃机排出的NOx量计算。在本发明的实施例中，从内燃机每单位时间排出的排出NOx量NOXA作为喷射量Q以及内燃机转速N的函数，以图17所示那样的映射的形式被预先存储在R0M32内，可以根据该排出NOx量NOXA计算出吸留NOx量E N0X。该情况下，如前所述，废气的空燃比(A/F) in为浓空燃比的周期通常为I分钟以上。在该第2N0x净化方法中，如图18所示那样从燃料喷射阀3向燃烧室2内施加燃烧用燃料Q，通过喷射追加的燃料WR，流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F)in为浓空燃比。其中，图18的横轴表示了曲柄角。该追加的燃料WR在虽然燃烧但没有成为内燃机输出而展现的时间、即在压缩上死点后ATDC为90°的稍微近前被喷射。该燃料量WR作为喷射量Q以及内燃机转速N的函数，以图19所示那样的映射的形式被预先存储在R0M32内。当然，该情况下通过使来自烃供给阀15的烃的供给量増大，也能够使废气的空燃比(A/F) in位于浓空燃比。如果再次返回到针对第INOx净化方法的说明，则为了使用第INOx净化方法对NOx良好地进行净化，需要如前述那样，恰当地控制烃浓度的振幅AH以及振动周期AT。即，为了使用第INOx浄化方法对NOx良好地进行净化，需要按照向排气净化催化剂13流入的废气的空燃比(A/F) in成为要求最小空燃比X以下的方式来控制烃浓度的振幅AH，并将烃浓度的振动周期控制在0. 3秒到5秒之间。该情况下，在本发明中，烃浓度的振动周期A T被控制成对来自烃供给阀15的烃 的喷射量进行控制，烃浓度的振动周期AT通过控制来自烃供给阀15的烃的喷射周期而被 控制。需要说明的是，该情况下，来自烃供给阀15的烃的喷射量被控制成对来自烃供给阀15的烃的喷射时间或者喷射压的至少一方进行控制。另外，当利用第INOx净化方法来进行NOx的净化作用时，最被要求的是无论在何种运转状态下都能获得高的NOx浄化率，被供给的烃不穿过排气净化催化剂13。通过对该点进行研究，结果明确了在排气净化催化剂13中被完全氧化的烃的量与部分氧化的烃的量左右着NOx浄化率和烃的穿过量。下面參照图20对此进行说明。图20中表示从烃供给阀15以相同的喷射压但以不同的喷射时间喷射的烃的三个喷射模式a、b、c。该情况下，对喷射时间而言，喷射模式A最短，喷射模式C最长。而且，图20中表示在基于各喷射模式A、B、C进行了喷射后，流入到排气净化催化剂13的废气中的烃浓度的时间性变化。并且，在图20中表示基于各喷射模式A、B、C进行喷射时的NOx净化率与排气净化催化剂13的烃的穿过量。当流入到排气净化催化剂13的废气中的烃浓度、即每单位废气量的烃量少时，导致该烃在排气净化催化剂13中被完全氧化。另ー方面，如果废气中的烃浓度、即每单位废气量的烃量増大，则在排气净化催化剂13中不能将全部的烃完全氧化。此时，一部分的烃被部分氧化。这样，废气中的烃浓度存在全部的烃在排气净化催化剂13中被完全氧化的界限，该界限在图20中用XA表示。
S卩，在图20中，由于当烃浓度比界限XA低时，全部的烃被完全氧化，所以在图20中比界限XA靠下方的阴影区域RA中，全部的烃被完全氧化。该情况下，阴影区域RA的面积表示烃量，因此，与阴影区域RA相当的量的烃被完全氧化。其中，以下将该界限XA称为完全氧化界限。另ー方面，在图20中比完全氧化界限XA靠上方的区域RB中，在排气净化催化剂
13中进行烃的部分氧化作用。该情况下，图20中阴影区域RB表示了被部分氧化的烃量。由于从该被部分氧化的烃生成还原性中间体，所以通过该被部分氧化的烃来进行基于第INOx浄化方法的NOx的浄化作用。此外，实际上该部分氧化后的烃的一部分在还原性中间体的生成中未被使用而被氧化，由部分氧化后的剩余的烃生成还原性中间体。
另ー方面，如果流入到排气净化催化剂13的废气中的烃浓度、即每单位废气量的烃量进一歩増大，则一部分烃在排气净化催化剂13中非但未被完全氧化甚至未被部分氧化，该情况下未被氧化的一部分烃从排气净化催化剂13穿过。发生该烃的穿过的烃的界限在图20中用XB表示，以下将该界限XB称为穿过界限。在图20中，比该穿过界限XB靠上方的阴影区域RC表示了烃的穿过量。为了使用第INOx净化方法对废气中含有的NOx进行净化，需要使相对于废气中含有的NOx量为足够量的烃部分氧化，在被部分氧化的烃量RB不充分的情况下，NOx净化率降低。图20中的喷射模式A表示如此地被部分氧化的烃量RB不足的情況，该情况下，如图20所示，NOx净化率降低。另ー方面，在图20中表示了为了增大被部分氧化的烃量RB而使喷射模式B比喷射模式A喷射时间增长的情況。如果喷射时间变长，则由于被部分氧化的烃量RB増大，所以如图20所示那样NOx浄化率变高。其中，图20表示了即便是喷射模式B，被部分氧化的烃量RB也若干不足的情況。在图20中表示了为了进ー步增大部分氧化的烃量RB而使喷射模式C比喷射模式B喷射时间进一歩地变长的情況。该情况下，如图20所示，NOx浄化率提高。但该情况下，由于烃浓度超过穿过界限XB，所以发生烃的穿过。在基于第INOx浄化方法进行NOx浄化作用时，通常需要不发生烃的穿过。因此，在本发明中，当基于第INOx浄化方法进行NOx浄化作用时，通常使用在图20所示的例子中烃浓度的峰值为穿过界限XB的喷射模式B。当然，在如喷射模式A所示那样即使烃浓度的峰值达不到穿过界限XB，也能获得足够高的NOx浄化率的情况下，可以使用喷射模式A。BP,在本发明中，当基于第INOx浄化方法进行NOx浄化作用时，通常可以使用喷射模式A或喷射模式B中的任意ー个。如果排气浄化催化剂13的温度上升，则在排气净化催化剂13中每单位时间被氧化的烃量増大，即针对烃的氧化速度増大，结果若排气净化催化剂13的温度上升，则完全氧化界限XA上升。另ー方面，如果排气浄化催化剂13的温度上升，则由于在温度上升之前穿过的烃被部分氧化，所以穿过界限XB也上升。即，如果排气浄化催化剂13的温度上升，则完全氧化界限XA与穿过界限XB都上升。因此，在利用第INOx浄化方法进行NOx的浄化时，需要考虑该情况来进行烃的喷射控制。图21以及图22表示考虑该情况来进行烃的喷射控制时的ー个例子。其中，图21所示的例子表示通过在将喷射压维持为一定的状态下控制喷射时间，来控制烃的喷射量的情況，图22所示的例子表示通过控制喷射压以及喷射时间这双方，来控制烃的喷射量的情况。另外，在图21以及图22中，A1表示内燃机转速以及负载比较低时的喷射模式，A3表示内燃机转速以及负载比较高时的喷射模式，A2表示内燃机转速以及负载分别为A1所示的情况与A3所示的情况的中间情况的喷射模式。即，随着内燃机转速以及负载变高，喷射模式从A1向A3变化。内燃机转速以及负载越高，排气净化催化剂13的温度越高，因此，内燃机转速以及负载越高，则完全氧化界限XA以及穿过界限XB也越高。另ー方面，转速以及负载越高，来自内燃机的每单位时间的排出NOx量越増大，因此，内燃机转速以及负载越高，则越需要増大被部分氧化的烃量RB。该情况下，为了使被部分氧化的烃量RB増大，需要使烃的喷射量増大。因此，为了能够生成NOx的浄化所需要的量的部分氧化烃，在图21所示的例子中，随着内燃机转速以及负载变高通过延长喷射时间来使喷射量増量，在图22所示的例子中， 随着内燃机转速以及负载变高，通过将喷射压以及喷射时间都增长来使喷射量増量。这样，通过仅控制喷射时间，或者通过控制喷射压以及喷射时间这双方，都能够控制喷射量，下面以通过仅控制喷射时间来控制喷射量的情况为例，对本发明进行说明。图23A表示在通过如此地只控制喷射时间来控制喷射量的情况下，能够生成NOx的浄化所需要的量的部分氧化烃的等喷射时间线。从图23A可知，对于烃的喷射时间而言，向燃烧室2内喷射的燃料喷射量Q越増大、即内燃机负载越增大则越长，内燃机转数N越高则越长。该喷射时间WT作为燃料喷射量Q以及内燃机转速N的函数，被以图23B所示那样的映射的形式预先存储在R0M32内。而且，最佳的烃浓度的振动振幅AT、即烃的喷射周期AT也同样作为喷射量Q以及内燃机转速N的函数，被以图23C所示那样的映射的形式预先存储在R0M32内。在内燃机运转时，如果从烃供给阀15以图23B所示的喷射时间WTij以及图23C所示的喷射周期ATij喷射烃，则能够进行基于第INOx浄化方法的良好的NOx浄化作用。图24表示如此进行基于第INOx浄化方法的良好的NOx浄化作用时烃的喷射模式与烃浓度变化。此时，图24中由区域RA表示的量的烃被完全氧化，此时，排气浄化催化剂13由于该烃的氧化反应热而被维持为活化的状态。如前所述，在图I所示的实施例中，后处理装置14由微粒过滤器构成，该微粒过滤器14上担载有如钼Pt那样的贵金属。即，该微粒过滤器14具有氧化功能，因此，如果该微粒过滤器14被供给烃，则微粒过滤器14由于烃的氧化反应热而温度上升。另ー方面，在前述那样进行了基于第INOx浄化方法的NOx浄化作用时，由图24可知，通常烃的喷射量被控制成烃不从排气净化催化剂13穿过。因此，通常微粒过滤器14不因烃的氧化反应热而温度上升，微粒过滤器14由在排气净化催化剂13中被提供热的废气加热。因此，通常微粒过滤器14的温度比排气净化催化剂13的温度低，在微粒过滤器14被配置成进ー步远离排气净化催化剂13的情况下，微粒过滤器14的温度更低。另外，当微粒过滤器14的微粒捕集量超过了一定程度吋，需要使微粒过滤器14的温度上升到650°C程度，使堆积的微粒燃烧而将其除去。即，需要使微粒过滤器14再生。该情况下，排气净化催化剂13中的氧化反应活跃，由此使废气温上升，如果使微粒过滤器14的温度上升到650°C程度的再生温度，则导致排气净化催化剂13的温度变得极高。其結果，排气净化催化剂13发生热劣化，根据情况会产生NOx浄化率降低的问题。鉴于此，该情况下，在本发明中如图25所示那样使烃的浓度变化的振幅増大，使从排气浄化催化剂13穿过的烃的穿过量RC増大，利用穿过的烃在微粒过滤器14上的氧化反应热来使微粒过滤器14升温。S卩，如果进行一般性表述，则在本发明中，当被供给烃时温度由于烃的氧化反应热而上升的后处理装置14被配置在排气净化催化剂13下游的内燃机排气通路内，当要使后处理装置14升温吋，使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度变化的振幅増大，来使从排气浄化催化剂13穿过的烃的穿过量RC増大。该情况下，在本发明的实施例中，如在图25中用WTK表示那样，与进行基于第INOx净化方法的NOx净化作用时的喷射时间TW(图24)相比，喷射时间变长，由此使喷射量增大、使烃的穿过量RC増大。
这样，如果喷射量増大，则通过与图24比较可以明确，被部分氧化的烃量RB也增大，因此，此时生成足够量的还原性中间体。因此，此时能够进行基于第INOx浄化方法的良好的NOx净化作用。另外，如果喷射量増大，则由于在排气净化催化剂13中被完全氧化的烃量RA增大，所以氧化反应热増大，其结果排气净化催化剂13的温度上升。但此时排气净化催化剂13自身不需要特别地升温，排气净化催化剂13的温度只要維持此时的温度即可。该情况下，为了将排气净化催化剂13的温度維持不变，需要将每单位时间被完全氧化的烃量维持
为一定。每单位时间被完全氧化的烃量可以通过将一次喷射的完全氧化烃量RA除以喷射周期A TK而得到的值(RA/A TK)来表示。该情况下，由于一次喷射的完全氧化烃RA与喷射量成比例，喷射量与喷射时间WTK成比例，所以每单位时间被完全氧化的烃量可以由将喷射时间WTK除以喷射周期A TK而得到的值(WTK/A TK)来代表。因此，为了将排气净化催化剂13的温度維持不变，只要使该值(WTK/A TK)与图24所示的情况的(WT/A T)相等即可。(WTK/A TK) = (WT/ A T)时的关系如图26所示。由图26可知，为了将排气净化催化剂13的温度維持不变，需要在喷射时间从WT增大为WTK时，将喷射周期从△ T増大到ATK。即，在本发明的实施例中，当要使后处理装置14升温时，通过增大来自烃供给阀15的烃的喷射量，来増大流入到排气净化催化剂13的烃的浓度变化的振幅，此时随着烃的喷射量増大，烃的喷射周期变长。图27表示微粒过滤器的再生控制时的烃的穿过量RC、排气净化催化剂13的温度TC变化、和微粒过滤器14的温度TM的变化。其中，在图27中，TMX表示微粒过滤器14再生时的目标温度、即再生温度。在图27中，如果在时刻b微粒过滤器14的再生控制开始，则烃的喷射量増大，由此烃的穿过量RC増大。如果烃的穿过量RC増大，则穿过的烃的氧化反应热会使得微粒过滤器14的温度TM上升。如图27所示，烃的穿过量RC随着微粒过滤器14的温度TM接近于再生温度TMX而减少，如果微粒过滤器14的温度TM达到再生温度TMX，则控制烃的穿过量RC，以使微粒过滤器14的温度TM被维持为再生温度TMX。S卩，在该实施例中，后处理装置13升温时的目标温度被预先决定，当要使后处理装置13升温吋，控制烃的穿过量RC，以使后处理装置13的温度上升到目标温度。另ー方面，当为了使微粒过滤器14升温而增大烃的喷射量吋，为了将排气净化催化剂13的温度TC维持为一定，喷射周期变长。但实际上微粒过滤器14的温度TC未被维持为一定而变动的情况较多。鉴于此，在本发明的实施例中，预先设定了有可能引起排气净化催化剂13的热劣化的排气净化催化剂13的允许上限温度TCX，在进行微粒过滤器14的升温控制时、即进行后处理装置14的升温控制时，为了在排气净化催化剂13的温度TC超过了该允许上限温度TCX时使排气净化催化剂13的温度降低，烃的喷射周期变长。并且，在本发明的实施例中，当进行微粒过滤器14的升温控制时、即进行后处理装置14的升温控制时，为了在排气净化催化剂13的温度TC降低到活化温度TCtl时将排气浄化催化剂13的温度TC維持在活化温度TCtl以上，烃的喷射周期缩短。这样，在本发明的实施例中，后处理装置14的升温作用通过使烃的喷射量变化而被控制，排气净化催化剂13的温度TC通过使烃的喷射周期变化而被控制。
图28表示了 NOx净化控制程序。该程序基于每隔一定时间的中断而执行。參照图28，首先在步骤60中根据来自温度传感器23的输出信号来判别排气浄化催化剂13的温度TC是否超过了活化温度TQ。当TC彡TC0时、即排气净化催化剂13活化时，进入到步骤61，判别是否是微粒过滤器14的再生控制中。当是微粒过滤器14的再生控制中时，结束处理循环。与之相对，在不是微粒过滤器14的再生控制中时，进入到步骤62，基于压差传感器24的输出信号来判别微粒过滤器14的前后压差是否超过了表示应该再生的压差P。。当AP彡Ptl时，进入到步骤64，以从图23B计算出的喷射时间WTij及从图23C计算出的喷射周期ATij进行烃的供给处理。此时，执行基于第INOx浄化方法的NOx浄化作用。另ー方面，当在步骤62中判别为AP > Pci时，进入到步骤63，执行微粒过滤器14的再生控制。用于进行该再生控制的程序表示在图29以及图30中。另ー方面，当在步骤60中判断为TC < TC0时，判断为应该采用第2N0x净化方法，然后进入到步骤65。在步骤65中，根据图17所示的映射计算出每单位时间的排出NOx量NOXA。接下来，在步骤66中通过对E NOX加上排出NOx量NOXA，来计算出吸留NOx量E NOX。接着，在步骤67中判别吸留NOx量E NOX是否超过了允许值MAX。如果E NOX > MAX，则进入到步骤68，根据图19所示的映射计算出追加的燃料量WR，进行追加的燃料的喷射作用。接下来，在步骤69中将E NOX清零。图29以及图30所示的再生控制程序也当再生控制开始时，基于每隔一定时间的中断而执行。在该再生控制程序中，首先在步骤70中根据图23B所示的映射计算出与运转状态对应的喷射时间WT，接着在步骤71中根据图23C所示的映射计算出与运转状态对应的喷射周期AT。接下来，在步骤72中读入由温度传感器25检测出的微粒过滤器14的温度TM，接着在步骤73中读入由温度传感器23检测出的排气净化催化剂13的温度TC。接下来，在步骤74中基于下式计算出再生时的烃的喷射时间WTK。WTK — WT [1+C (TMX-TM)]这里，C是常量，TMX是图27所示的再生温度。在上式中，C (TMX-TM)表示喷射时间WT的增量比例，微粒过滤器14的温度TM与再生温度TMX之差越大，该喷射时间WT的増量比例越大。接下来，在步骤75中基于下式计算出再生时的烃的喷射周期ATK。ATK — (WTK/WT) AT由上式可知，再生时的喷 射时间WTK越増大，再生时的喷射周期ATK越变长。接下来，在步骤76 步骤80中，修正再生时的喷射周期ATK，以使排气净化催化剂13的温度TC维持在活化温度TCO与允许上限温度TCX之间。S卩，在步骤76中，判别排气浄化催化剂13的温度TC是否超过了允许上限温度TCX。当TC>TCX时，进入到步骤77，对喷射周期的修正值A d加上一定值a。接下来，在步骤80中，对喷射周期ATK加上修正值Ad。因此，此时喷射周期ATK变长。另ー方面，当在步骤76中判别为TC ( TCX时，进入到步骤78，判别排气净化催化剂13的温度TC是否为活化温度TCtl以下。当TC彡TCtl时，进入到步骤79，从修正值Ad减去一定值，然后进入到步骤80。因此，此时喷射周期ATK变短。另ー方面，当在步骤78中判别为TOTCtl时，进入到步骤80。接下来，在步骤81中，以在步骤74中计算出的喷射时间WTK以及在步骤80中计算出的喷射周期A TK来进行烃的供给处理。此时，执行基于第INOx浄化方法的NOx浄化作用，并执行微粒过滤器14的再生处理。接着，在步骤82中，判别微粒过滤器14的再生处理是否结束，如果微粒过滤器的再生处理结束，则进入到步骤83，将修正值A d清零。在増大烃的喷射量，使得烃从排气净化催化剂13穿过时，流入到微粒过滤器14的废气的空燃比间歇性地成为浓空燃比。这样当废气的空燃比成为浓空燃比吋，由于废气中几乎不存在氧，所以浓空燃比的废气中烃不被氧化，烃被排出到大气中。但是，由于微粒过滤器14捕集微粒而使得废气的流路复杂地弯曲，因此即使流入到微粒过滤器14的废气的空燃比间歇性地成为浓空燃比，该废气也会在微粒过滤器14内与稀空燃比的废气混合而成为稀空燃比。因此，流入到微粒过滤器14内的烃在微粒过滤器14内被氧化，这样ー来，烃不会从微粒过滤器14流出。另外，在增大了烃的喷射量时，当存在在微粒过滤器14内浓空燃比的废气与稀空燃比的废气不充分混合的危险性时，优选如图31A所示那样，在微粒过滤器14上游的排气管12a内配置废气混合器45。图31B表示了使用担载有NOx选择还原催化剂的微粒过滤器作为后处理装置14的情況。另外，图31C表示了使用NOx选择还原催化剂作为后处理装置14的情況。在这些情况下，如图31B以及图31C所示那样，在后处理装置14上游的排气管12a内配置有尿素水供给阀46，从尿素水供给阀46向废气中供给尿素水。废气中含有的NOx基于由尿素水生成的氨气而在NOx选择还原催化剂中被还原。其中，这些NOx选择还原催化剂例如由Cu沸石构成，因此，NOx选择还原催化剂具有不算强的氧化功能。在图31B所示的实施例中，后处理装置14的升温控制时的升温目标温度被设为微粒过滤器的再生温度。另ー方面，在图31C所示的实施例中，后处理装置14的升温控制时的升温一目标温度被设为NOx选择还原催化剂的活化温度。即，在图3IC所示的实施例中，当要将NOx选择还原催化剂活化吋，烃的喷射量被増量。需要说明的是，如果大幅地増加烃的喷射量，则在排气净化催化剂13内生成氨气，因此，流入到后处理装置14的废气中含有氨气。如果不存在氧，则该氨气也不产生NOx的选择还原作用。因此，在图31B以及图31C所示的实施例中，当存在浓空燃比的废气与稀空燃比的废气在后处理装置14内不充分混合的危险性时，优选将图31A所示那样的废气混合器45配置在排气管12a内。此外，作为其他实施例，也可以在排气净化催 化剂13上游的内燃机排气通路内配
置用于使烃重整的氧化催化剂。附图标记的说明4…吸气岐管；5…排气岐管；7…排气涡轮增压器；12、12a…排气管；13…排气净化催化剂；14…微粒过滤器；15…烃供给阀。
权利要求
1.一种内燃机的排气净化装置，其中， 在内燃机排气通路内配置有用于供给烃的烃供给阀，在烃供给阀下游的内燃机排气通路内配置有用于使废气中含有的NOx与重整后的烃发生反应的排气净化催化剂，在该排气净化催化剂的废气流通表面上担载有贵金属催化剂，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果使流入到排气净化催化剂的烃的浓度以预先决定的范围内的振幅以及预先决定的范围内的周期振动时，将废气中含有的NOx还原的性质，并且具有如果使该烃浓度的振动周期比该预先决定的范围长时，废气中含有的NOx的吸留量增大的性质，在内燃机运转时，该排气净化装置控制来自烃供给阀的烃的喷射量，以使流入到排气净化催化剂的烃的浓度变化的振幅成为该预先决定的范围内的振幅，并且控制来自烃供给阀的烃的喷射周期，以使流入到排气净化催化剂的烃的浓度以预先决定的范围内的周期振动，在排气净化催化剂下游的内燃机排气通路内配置有当烃被供给时温度由于烃的氧化反应热而上升的后处理装置，当要使后处理装置升温时，该排气净化装置使流入到排气净化催化剂的烃的浓度变化的振幅增大来使从排气净化催化剂穿过的烃的穿过量增大。
2.根据权利要求I所述的内燃机的排气净化装置，其中， 后处理装置升温时的目标温度被预先决定，当要使后处理装置升温时控制烃的穿过量，以使后处理装置的温度上升到该目标温度。
3.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其中， 当要使后处理装置升温时，通过增大来自烃供给阀的烃的喷射量，来使流入到排气净化催化剂的烃的浓度变化的振幅增大，此时随着烃的喷射量增大，烃的喷射周期变长。
4.根据权利要求3所述的内燃机的排气净化装置，其中， 排气净化催化剂的允许上限温度被预先设定，在当进行后处理装置的升温控制时排气净化催化剂的温度超过了该允许上限温度的情况下，为了使排气净化催化剂的温度降低而使烃的喷射周期变长。
5.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其中， 上述后处理装置包括微粒过滤器、或者担载有NOx选择还原催化剂的微粒过滤器，上述目标温度是微粒过滤器的再生温度。
6.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其中， 上述后处理装置包括NOx选择还原催化剂，上述目标温度是NOx选择还原催化剂的活化温度。
7.根据权利要求I所述的内燃机的排气净化装置，其中， 在上述排气净化催化剂内，废气中含有的NOx与重整后的烃发生反应，从而生成含有氮以及烃的还原性中间体，上述烃的喷射周期是持续生成还原性中间体所需要的周期。
8.根据权利要求7所述的内燃机的排气净化装置，其中， 上述烃的喷射周期在0. 3秒 5秒之间。
9.根据权利要求I所述的内燃机的排气净化装置，其中， 上述贵金属催化剂由铑Rh以及钯Pd中的至少一种和钼Pt构成。
10.根据权利要求I所述的内燃机的排气净化装置，其中， 在上述排气净化催化剂的废气流通表面上，形成有包含碱金属、或碱土类金属、或稀土类、或者能够对NOx提供电子的金属的碱性层，该碱性层的表面形成上述碱性的废气流通表面部分。 ·
全文摘要
在内燃机中，内燃机排气通路内配置有烃供给阀(15)、排气净化催化剂(13)、和微粒过滤器(14)。在内燃机运转时，按照流入到排气净化催化剂(13)的烃的浓度变化的振幅成为预先决定的范围内的振幅的方式，控制来自烃供给阀(15)的烃的喷射量。当使微粒过滤器(14)的温度上升到再生温度时，烃的喷射量增大，由此从排气净化催化剂(13)穿过的烃的穿过量增大。
文档编号F01N3/36GK102753794SQ20118000192
公开日2012年10月24日 申请日期2011年2月7日 优先权日2011年2月7日
发明者森俊博, 美才治悠树 申请人:丰田自动车株式会社