CN103477043A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

内燃机的排气净化装置具备：在内燃机排气通路中配置的烃供给阀、和使废气中含有的NOx与重整后的烃反应的排气净化催化剂。形成为进行从烃供给阀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供给烃的第1运转控制、和使预先决定的时间中的来自烃供给阀的烃的供给量比第1运转控制的烃的供给量多的第2运转控制。在第2运转控制中，以比第1运转控制中的烃的喷射压力小的喷射压力从烃供给阀供给烃。

Description

内燃机的排气净化装置

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化装置。

背景技术

柴油发动机、汽油发动机等内燃机的排气中例如含有一氧化碳（CO）、作为未燃燃料的烃（HC）、氮氧化物（NOx）或者颗粒状物质（PM：Particulate Matter）等成分。作为净化NOx的装置，公知有通过向排气净化催化剂供给还原剂来连续还原排气中含有的NOx的还原催化剂；或者在废气的空燃比为稀空燃比时吸留NOx，通过使废气的空燃比为浓空燃比而释放出吸留的NOx并且进行还原的NOx吸留催化剂。

另外，在日本特开平9-220440号公报中，公开了一种使废气中的NOx与烃反应而生成含氮烃化合物，接下来使含氮烃化合物与催化剂接触来进行还原的废气净化方法。在该公报中，公开了通过将NOx变换成含氮烃化合物后在催化剂上反应，使得NOx的净化率显著提高。

专利文献1:日本特开平9-220440号公报

在利用NOx吸留催化剂对NOx进行净化的情况下，存在NOx吸留催化剂的温度因流入NOx吸留催化剂的废气的温度上升等而上升的情况。可是，如果NOx吸留催化剂为规定的高温度以上，则存在NOx的净化率变小这一问题。

另一方面，在内燃机的排气净化装置中，存在需要使规定的催化剂、过滤器的湿度上升的情况。例如，有时排气净化装置中包含用于除去颗粒状物质的颗粒过滤器。颗粒过滤器如果持续运转则颗粒状物质将蓄积。为了将蓄积于颗粒过滤器的颗粒状物质除去，使颗粒过滤器上升到规定的温度以上。然后，通过对颗粒过滤器供给空气过剩的废气，可使颗粒状物质氧化而将其除去。

NOx吸留催化剂等排气净化催化剂具有氧化烃的氧化功能。通过对这样的具有氧化功能的催化剂供给烃，可使排气净化催化剂的温度上升。或者，可使从排气净化催化剂流出的废气的温度上升。其结果，能够使在排气净化催化剂的下游配置的颗粒过滤器等的温度上升。

然而，优选在向具有氧化功能的排气净化催化剂供给烃的情况下，抑制烃从排气净化催化剂的流出。当在排气净化催化剂的下游配置有具有氧化功能的其他催化剂时，有时烃在其他催化剂中氧化，使得其他催化剂温度过高。例如，当在排气净化催化剂的下游配置有含有氧化催化剂的颗粒过滤器时，存在从排气净化催化剂流出的烃流入到颗粒过滤器，使得颗粒过滤器超过允许温度之虞。或者，存在从排气净化催化剂流出的烃从颗粒过滤器中通过而产生白烟之虞。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具备对NOx进行净化的排气净化催化剂，在高温下也能以高净化率净化NOx，并且抑制烃从对NOx进行净化的排气净化催化剂流出的内燃机的排气净化装置。

本发明的内燃机的排气净化装置在内燃机排气通路内配置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碱性的废气流通表面部分。排气净化催化剂具有若使流入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则对废气中含有的NOx进行还原的性质，并且具有若使烃浓度的振动周期比预先决定的范围长则废气中含有的NOx的吸留量增大的性质。所述内燃机的排气净化装置被形成为在内燃机运转时进行第1运转控制和第2运转控制，其中，第1运转控制是按照流入排气净化催化剂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来控制来自烃供给阀的烃的供给量，并且按照流入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的方式来控制来自烃供给阀的烃的供给间隔的控制，第2运转控制是使预先决定的时间中的来自烃供给阀的烃的供给量比第1运转控制的烃的供给量多的控制。排气净化装置具备能够变更烃供给阀的烃的喷射图案的喷射图案变更装置。喷射图案变更装置被形成为能够变更烃供给阀的喷射压力。第1运转控制包括内燃机转速越增大则越使烃供给阀的喷射压力上升的控制。在第1运转控制中，基于根据内燃机的运转状态而设定的喷射压力从烃供给阀供给烃，在第2运转控制中，以比第1运转控制中的烃的喷射压力小的喷射压力从烃供给阀供给烃。

在上述发明中，喷射图案变更装置被形成为能够变更从烃供给阀喷射烃的喷射时间以及烃的供给间隔，在第2运转控制中，使从烃供给阀喷射烃的喷射时间比第1运转控制的喷射时间长，并使烃的供给间隔比第1运转控制的烃的供给间隔短。

在上述发明中，可基于内燃机的运转状态来预先决定流入排气净化催化剂的废气的空燃比的基准值，在第2运转控制的期间中，检测流入排气净化催化剂的废气的空燃比，在检测出的废气的空燃比小于废气的空燃比的基准值的情况下，进行使烃供给阀的喷射压力降低的修正。

在上述发明中，可在检测出的废气的空燃比小于废气的空燃比的基准值的情况下，进行延长烃供给阀的喷射时间的修正，并且进行缩短烃的供给间隔的修正。

在上述发明中，可基于内燃机的运转状态来预先决定流入排气净化催化剂的废气的温度的基准值，在第2运转控制的期间中，检测流入排气净化催化剂的废气的温度，在检测出的废气的温度小于废气的温度的基准值的情况下，进行使烃供给阀的喷射压力降低的修正。

在上述发明中，可在检测出的废气的温度小于废气的温度的基准值的情况下，进行延长烃供给阀的喷射时间的修正，并且进行缩短烃的供给间隔的修正。

在上述发明中，可基于内燃机的运转状态来预先决定从外部空气向燃烧室供给的空气量的基准值，在第2运转控制的期间中，检测从外部空气向燃烧室供给的空气量，在检测出的空气量小于空气量的基准值的情况下，进行使烃供给阀的喷射压力降低的修正。

在上述发明中，可在检测出的空气量小于空气量的基准值的情况下，进行延长烃供给阀的喷射时间的修正，并且进行缩短烃的供给间隔的修正。

在上述发明中，第2运转控制可包括与第1运转控制相比使排气净化催化剂中的烃的氧化反应增大，从而使排气净化催化剂的温度上升的控制。

根据本发明，可提供一种具备对NOx进行净化的排气净化催化剂，在高温下也能以高净化率净化NOx，并且抑制烃从对NOx进行净化的排气净化催化剂流出的内燃机的排气净化装置。

附图说明

图1是实施方式中的内燃机的整体图。

图2是将排气净化催化剂的催化剂载体的表面部分图解表示的图。

图3是对排气净化催化剂中的烃的氧化反应进行说明的图。

图4是表示第1NOx净化方法中的流入排气净化催化剂的废气的空燃比的变化的图。

图5是表示第1NOx净化方法中的NOx净化率的图。

图6A是对第1NOx净化方法中的排气净化催化剂的氧化还原反应进行说明的放大图。

图6B是对第1NOx净化方法中的还原性中间体的生成进行说明的放大图。

图7A是对第2NOx净化方法中的排气净化催化剂的NOx的吸留进行说明的放大图。

图7B是对第2NOx净化方法中的排气净化催化剂的NOx的释放以及还原进行说明的放大图。

图8是表示第2NOx净化方法中的流入排气净化催化剂的废气的空燃比的变化的图。

图9是表示第2NOx净化方法中的NOx净化率的图。

图10是表示第1NOx净化方法中的流入排气净化催化剂的废气的空燃比的变化的时序图。

图11是表示第1NOx净化方法中的流入排气净化催化剂的废气的空燃比的变化的另一时序图。

图12是表示第1NOx净化方法中的排气净化催化剂的氧化能力与要求最小空燃比X之间的关系的图。

图13是表示在第1NOx净化方法中可获得同一NOx净化率的废气中的氧浓度与烃浓度的振幅△H之间的关系的图。

图14是表示第1NOx净化方法中的烃浓度的振幅△H与NOx净化率之间的关系的图。

图15是表示第1NOx净化方法中的烃浓度的振动周期△T与NOx净化率之间的关系的图。

图16是表示第2NOx净化方法中的流入排气净化催化剂的废气的空燃比的变化等的图。

图17是表示从内燃机主体排出到内燃机排气通路的NOx量NOXA的映射的图。

图18是表示在燃烧室中进行辅助喷射时的燃料喷射定时的图。

图19是表示进行辅助喷射时的烃供给量WR的映射的图。

图20是对基于内燃机的运转状态的NOx净化方法的区域进行说明的曲线图。

图21是表示变更了烃供给阀的喷射时间时的流入排气净化催化剂的废气中的烃浓度变化等的图。

图22是说明相对于内燃机转速和燃料喷射量的排气净化催化剂的温度的图。

图23是表示来自烃供给阀的烃的喷射图案与流入排气净化催化剂的废气中的烃浓度变化的图。

图24是表示来自烃供给阀的烃的喷射图案与流入排气净化催化剂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图案与流入排气净化催化剂的废气中的烃浓度变化的图。

图26是表示变更了烃供给阀的喷射压力时的流入排气净化催化剂的废气中的烃浓度变化等的图。

图27是表示来自烃供给阀的烃的喷射图案与流入排气净化催化剂的废气中的烃浓度变化等的图。

图28是表示来自烃供给阀的烃的喷射图案与流入排气净化催化剂的废气中的烃浓度变化等的图。

图29A是对基于内燃机的运转状态的烃供给阀的喷射压力进行说明的图。

图29B是基于内燃机的运转状态的烃供给阀的喷射压力的映射。

图30A是对基于内燃机的运转状态的烃供给阀的喷射时间进行说明的图。

图30B是基于内燃机的运转状态的烃供给阀的喷射时间的映射。

图31是基于内燃机的运转状态的来自烃供给阀的烃的供给间隔的映射。

图32是在第1运转控制以及第2运转控制中，对烃供给阀的喷射图案和流入排气净化催化剂的烃浓度的变化进行说明的图。

图33是在实施方式中从第1运转控制切换成第2运转控制的时序图。

图34A是在第2运转控制中从烃供给阀供给的烃的喷射压力的映射。

图34B是在第2运转控制中从烃供给阀供给的烃的喷射时间的映射。

图35是在第2运转控制中从烃供给阀供给的烃的供给间隔的映射。

图36是实施方式中的其他排气净化装置的概略图。

图37是在第2运转控制中流入排气净化催化剂的废气的空燃比的基准值的映射。

图38A是相对于流入排气净化催化剂的废气的空燃比的比率的、烃供给阀的喷射压力的修正系数的曲线图。

图38B是相对于流入排气净化催化剂的废气的空燃比的比率的、烃供给阀的喷射时间的修正系数的曲线图。

图38C是相对于流入排气净化催化剂的废气的空燃比的比率的、烃的供给间隔的修正系数的曲线图。

图39是在第2运转控制中对烃供给阀的喷射图案进行修正的控制的流程图。

图40是实施方式中的又一排气净化装置的概略图。

图41是在第2运转控制中流入排气净化催化剂的废气的温度的基准值的映射。

图42A是相对于流入排气净化催化剂的废气的温度的比率的、烃供给阀的喷射压力的修正系数的曲线图。

图42B是相对于流入排气净化催化剂的废气的温度的比率的、烃供给阀的喷射时间的修正系数的曲线图。

图42C是相对于流入排气净化催化剂的废气的温度的比率的、来自烃供给阀的烃的供给间隔的修正系数的曲线图。

图43是在第2运转控制中向燃料室供给的空气量的基准值的映射。

图44A是相对于向燃烧室供给的空气量的比率的、烃供给阀的喷射压力的修正系数的曲线图。

图44B是相对于向燃烧室供给的空气量的比率的、烃供给阀的喷射时间的修正系数的曲线图。

图44C是相对于向燃烧室供给的空气量的比率的、烃的供给间隔的修正系数的曲线图。

具体实施方式

参照图1至图44C，对实施方式中的内燃机的排气净化装置进行说明。在本实施方式中，以车辆中安装的压缩点火式内燃机为例来进行说明。

图1是本实施方式中的内燃机的整体图。内燃机具备内燃机主体1。另外，内燃机具备对排气进行净化的排气净化装置。内燃机主体1包括：作为各气缸的燃烧室2、用于向各个燃烧室2喷射燃料的电子控制式的燃料喷射阀3、进气岐管4以及排气岐管5。

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的出口连结。压缩机7a的入口经由吸入空气量检测器8与空气过滤器9连结。在进气管道6内配置有被步进马达驱动的节流阀10。并且，在进气管道6的中途配置有用于对在进气管道6内流动的进气进行冷却的冷却装置11。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被导向冷却装置11。进气被内燃机冷却水冷却。

本实施方式的排气净化装置具备用于对NOx进行净化的排气净化催化剂13。另外，排气净化装置具备在排气净化催化剂13的下游配置的作为后处理装置的颗粒过滤器14。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的出口与颗粒过滤器14连结。

在排气净化催化剂13上游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或其他燃料构成。在本实施方式中，作为从烃供给阀15供给的烃，使用了轻油。此外，本发明也能够应用于燃烧时的空燃比被控制成稀空燃比的火花点火式内燃机。该情况下，从烃供给阀供给由作为火花点火式内燃机的燃料而使用的汽油或其他燃料构成的烃。

烃供给阀15与高压燃料室62连接。高压燃料室62经由加压泵61与燃料箱22连接。通过加压泵61进行的驱动，燃料箱22的燃料被向高压燃料室62供给。在高压燃料室62中贮存高压的燃料。高压燃料室62的燃料的压力与从烃供给阀15喷射烃时的喷射压力对应。在高压燃料室62中配置有燃料压力传感器63作为检测燃料压力的压力检测器。根据燃料压力传感器63的输出，能够检测烃供给阀15的喷射压力。

在排气岐管5与进气岐管4之间，为了进行排气再循环（EGR）而配置有EGR通路16。EGR通路16中配置有电子控制式的EGR控制阀17。另外，在EGR通路16的中途配置有用于对在EGR通路16内流动的EGR气体进行冷却的冷却装置18。在图1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。

各个燃料喷射阀3经由燃料供给管19与共轨20连结。共轨20经由电子控制式的排出量可变的燃料泵21与燃料箱22连结。燃料箱22中贮存的燃料被燃料泵21向共轨20内供给。供给到共轨20内的燃料经由各个燃料供给管19向燃料喷射阀3供给。

电子控制单元30包括数字计算机。本实施方式中的电子控制单元30作为排气净化装置的控制装置发挥功能。电子控制单元30包括通过双方向性总线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、输入端口35和输出端口36。

在排气净化催化剂13的下游配置有用于检测排气净化催化剂13的温度的温度传感器23。对颗粒过滤器14安装有用于检测颗粒过滤器14的前后压差的压差传感器24。另外，在颗粒过滤器14的下游配置有用于检测颗粒过滤器14的温度的作为温度检测器的温度传感器25。这些温度传感器23、25、压差传感器24以及进气量检测器8的输出信号分别经由对应的AD变换器37被输入到输入端口35。

另外，加速器踏板40上连接有产生与加速器踏板40的踩踏量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变换器37被输入到输入端口35。并且，输入端口35上连接有曲轴转角传感器42，该曲轴转角传感器42在曲轴每旋转例如15°时就产生输出脉冲。根据曲轴转角传感器42的输出，能够检测出曲柄角度、内燃机转速。另一方面，输出端口36经由对应的驱动电路38与燃料喷射阀3、节流阀10的驱动用步进马达、烃供给阀15、EGR控制阀17以及燃料泵21连接。这些燃料喷射阀3、节流阀10、烃供给阀15以及EGR控制阀17等由电子控制单元30控制。

燃料压力传感器63的输出信号被输入给电子控制单元30。另外，加压泵61被电子控制单元30控制。加压泵61被控制成使高压燃料室62内部的压力成为所要求的烃供给阀15的喷射压力。烃供给阀15的喷射压力可基于内燃机的运转状态来设定。或者，喷射压力也可以与内燃机的运转状态无关地近似维持为恒定。

颗粒过滤器14是将排气中含有的碳微粒、硫酸盐等颗粒状物质（颗粒）除去的过滤器。颗粒过滤器14例如具有蜂窝构造，具有在气体的流动方向延伸的多个流路。在多个流路中，交替形成有下游端被密封的流路和上游端被密封的流路。流路的隔壁由堇青石那样的多孔质材料形成。当排气从该隔壁通过时，颗粒被捕捉。颗粒状物质被颗粒过滤器14捕集。通过在空气过剩的气氛中将温度例如上升到650℃左右，可使依次堆积到颗粒过滤器14的颗粒状物质被氧化而除去。

颗粒过滤器14上堆积的颗粒状物质的量例如可根据压差传感器24的输出来推定。当颗粒过滤器14的前后压差超过了预先决定的判定值时，可判别为颗粒过滤器14上堆积的颗粒状物质的量超过了判定值。

图2对排气净化催化剂的基体上担载的催化剂载体的表面部分进行了图解表示。在该排气净化催化剂13中，如图2所示，例如在由氧化铝构成的催化剂载体50上担载有作为催化剂粒子的贵金属催化剂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一个的碱性层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。

另一方面，在图2中，贵金属催化剂51由铂Pt构成，贵金属催化剂52由铑Rh构成。此外，该情况下，贵金属催化剂51、52也可以都由铂Pt构成。另外，在排气净化催化剂13的催化剂载体50上除了担载铂Pt以及铑Rh之外，还可以担载钯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由铂Pt、铑Rh以及钯Pd中的至少一方构成。

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图解表示。如图3所示，从烃供给阀15喷射出的烃HC通过催化剂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的烃的供给定时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越变为浓空燃比，则烃浓度越高。

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变化时的由排气净化催化剂13实现的NOx净化率。本发明人长期间不断进行与NOx净化相关的研究，在该研究课程中获知：如果流入到排气净化催化剂13的烃的浓度以预先决定的范围内的振幅以及预先决定的范围内的周期进行振动，则如图5所示那样，即使在400℃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净化率上起到核心作用。接下来，参照图6A以及6B对该情况进行说明。其中，这些图6A以及6B对排气净化催化剂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中表示了推测在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振幅以及预先决定的范围内的周期进行振动时产生的反应。

图6A是表示了流入到排气净化催化剂13的烃的浓度低时的图，图6B是表示了被从烃供给阀15供给烃、流入到排气净化催化剂13的烃的浓度变高时的图。

由于从图4可知，流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比除了瞬时之外被维持在稀空燃比，所以流入到排气净化催化剂13的废气通常处于氧过剩的状态。此时，废气中含有的NO的一部分附着在排气净化催化剂13上，废气中含有的NO的一部分如图6A所示那样，在铂的贵金属催化剂51上被氧化而成为NO₂，接着，该NO₂被进一步氧化而成为NO₃。另外，NO₂的一部分成为NO₂ ^－。因此，在铂Pt的贵金属催化剂51上生成NO₂ ^－和NO₃。附着在排气净化催化剂13上的NO以及在铂Pt51上生成的NO₂ ^－和NO₃活性强，因此，以下将这些NO、NO₂ ^-以及NO₃称为活性NO_X。

另一方面，如果从烃供给阀15供给烃，则该烃吸附在排气净化催化剂13的整体。这些吸附的烃的大部分依次与氧反应而燃烧，吸附的烃的一部分依次如图3所示那样，在排气净化催化剂13内被重整，成为自由基。因此，如图6B所示那样，活性NO_X周围的烃浓度变高。不过，如果在生成了活性NO_X之后，活性NO_X周围的氧浓度高的状态继续一定时间以上，则活性NO_X被氧化，以硝酸离子NO₃ ^-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_X周围的烃浓度变高，则如图6B所示，活性NO_X在铂的贵金属催化剂51上与自由基状的烃HC反应，由此生成还原性中间体。该还原性中间体被保持或吸附在碱性层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-NO₂。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，所以立即成为异氰酸盐化合物R-NCO。该异氰酸盐化合物R-NCO如果水解，则成为胺化合物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。

另一方面，当烃HC吸附在如图6B所示那样生成的还原性中间体的周围时，还原性中间体被烃HC阻止而不再进行反应。该情况下，流入到排气净化催化剂13的烃的浓度降低，接着吸附在还原性中间体的周围的烃被氧化而消失，由此，若还原性中间体周围的氧浓度变高，则如图6A所示那样，还原性中间体与活性NO_X反应、或与周围的氧反应、或者自分解。由此，还原性中间体R-NCO、R-NH₂被变换成N₂、CO₂、H₂O，这样一来，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的烃的浓度提高，可生成还原性中间体，在使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度降低后，当氧浓度变高时，还原性中间体与活性NO_X、氧发生反应，或者自分解，由此NOx被净化。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的烃的浓度周期性地变化。

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_X、氧发生反应，或者使其自分解，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的烃的浓度以预先决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R-NCO、R-NH₂与活性NO_X、氧发生反应为止，或者到自分解为止，必须在碱性层53上、即碱性废气流通表面部分54上保持这些还原性中间体，为此，设置了碱性的废气流通表面部分54。

另一方面，如果延长烃的供给间隔，则在被供给烃之后到下一次被供给烃的期间，氧浓度变高的期间变长，因此，活性NO_X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，在本发明涉及的实施例中，为了使废气中含有的NOx与重整后的烃反应，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了贵金属催化剂51、52，为了将生成的还原性中间体R-NCO、R-NH₂预先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，碱性的废气流通表面部分54上所保持的还原性中间体R-NCO、R-NH₂被变换成N₂、CO₂、H₂O，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所必要的振动周期。顺便说明，在图4所示的例子中，供给间隔被设为3秒。

如果使烃浓度的振动周期、即烃HC的供给间隔比上述的预先决定的范围内的周期长，则还原性中间体R-NCO、R-NH₂从碱性层53的表面上消失，此时在铂Pt的贵金属催化剂53上生成的活性NO_X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。

另一方面，图7B表示了在NOx如此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况。该情况下，由于废气中的氧浓度降低，所以反应向相反方向（NO₃ ^-→NO₂）进行，这样一来，被吸收到碱性层53内的硝酸盐依次成为硝酸离子NO₃ ^-，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吸收能力饱和稍微之前，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况。其中，在图8所示的例子中，该浓空燃比控制的时间间隔为1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53一气释放出而被还原。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，如果作为包括吸收以及吸附这双方的用语而使用吸留这一用语，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废气的空气与燃料（烃）之比称为废气的空燃比，则排气净化催化剂13作为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如此作为NOx吸留催化剂发挥功能时的NOx净化率。其中，图9的横轴表示了排气净化催化剂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℃到400℃时，可获得极高的NOx净化率，但如果催化剂温度TC成为400℃以上的高温，则NOx净化率降低。

这样当催化剂温度TC变为400℃以上时NOx净化率降低的原因在于，如果催化剂温度TC变为400℃以上，则硝酸盐热分解，以NO₂的形式被从排气净化催化剂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净化率。但是，在图4～图6A、图6B所示的新的NOx净化方法中，由图6A、图6B可知，不生成硝酸盐或者即使生成也极其微量，这样一来，即使如图5所示那样催化剂温度TC高时，也能获得高的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的烃的浓度以预先决定的范围内的振幅以及预先决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决定的范围长，则废气中含有的NOx的吸留量增大的性质，在内燃机运转时，使流入到排气净化催化剂13的烃的浓度以预先决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。

即，可以说图4～图6A、图6B所示的NOx净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进行净化的新的NOx净化方法。实际上，在采用了该新的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1NOx净化方法。

接下来，参照图10～图15对该第1NOx净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的变化同时表示了流入到排气净化催化剂13的烃的浓度变化。此外，在图10中，△H表示了流入到排气净化催化剂13的烃HC的浓度变化的振幅，△T表示了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表示了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础（base）空燃比。换言之，该基础空燃比（A/F）b表示停止了烃供给时流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比。另一方面，在图10中，X表示生成的活性NO_X不以硝酸盐的形式被吸留到碱性层53内而为了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_X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_X与重整后的烃反应来生成还原性中间体所需的烃的浓度的下限，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_X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维持为稀空燃比并使空燃比（A/F）in周期性降低，可生成还原性中间体。

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，对排气净化催化剂13而言，例如若使贵金属催化剂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，排气净化催化剂13的氧化能力根据贵金属催化剂51的担载量或酸性的强度而变化。

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维持为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，其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被设为浓空燃比时一部分的烃不被完全氧化而被部分氧化，即烃被重整，这样一来，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设为浓空燃比。

另一方面，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维持为稀空燃比并使空燃比（A/F）in周期性降低，则一部分的烃不被完全氧化而被部分氧化，即烃被重整，这样一来，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周期性设为浓空燃比，则大量的烃不被氧化而只从排气净化催化剂13排出，这样一来，被白白消耗掉的烃量增大。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为稀空燃比。

即可知：需要要求最小空燃比X如图12所示那样，排气净化催化剂13的氧化能力越强则越降低。这样，要求最小空燃比X根据排气净化催化剂13的氧化能力的不同而为稀空燃比或浓空燃比，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。

如果基础空燃比（A/F）b变大、即烃被供给前的废气中的氧浓度变高，则将空燃比（A/F）in设为要求最小空燃比X以下需要的烃的供给量增大，与之相伴，无助于生成还原性中间体的多余的烃量也增大。该情况下，为了对NOx良好地进行净化，需要如前述那样使该多余的烃氧化，因此，为了对NOx良好地进行净化，多余的烃量越多，则越需要大量的氧。

该情况下，如果提高废气中的氧浓度，则可以增大氧量。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，则越需要增大烃浓度的振幅。

图13表示了可获得同一NOx净化率时的、烃被供给之前的废气中的氧浓度与烃浓度的振幅△H之间的关系。从图13可知，为了获得同一NOx净化率，烃被供给之前的废气中的氧浓度越高，则越需要使烃浓度的振幅△H增大。即，为了获得同一NOx净化率，基础空燃比（A/F）b越高，则需要越使烃的浓度的振幅△T增大。如果换成其他说法，则为了对NOx良好地进行净化，基础空燃比（A/F）b越低，则可以使烃浓度的振幅△T越减少。

基础空燃比（A/F）b最低是加速运转时，此时，如果烃浓度的振幅△H为200ppm左右，则能够对NOx良好地进行净化。基础空燃比（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△H为200ppm以上，则能够获得良好的NOx净化率。

另一方面，可知在基础空燃比（A/F）b最高时，如果将烃浓度的振幅△H设为10000ppm左右，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为200ppm到10000ppm。

另外，如果烃浓度的振动周期△T变长，则在烃被供给之后到下次烃被供给的期间，活性NO_X周围的氧浓度变高的期间变长。该情况下，如果烃浓度的振动周期△T比5秒程度长，则活性NO_X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△T比5秒程度长，则NOx净化率降低。因此，需要烃浓度的振动周期△T为5秒以下。

另一方面，如果烃浓度的振动周期△T大致为0.3秒以下，则被供给的烃开始在排气净化催化剂13的废气流通表面上堆积，因此，如图15所示那样，如果烃浓度的振动周期△T大致为0.3秒以下，则NOx净化率降低。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。

在本发明涉及的实施例中，能够按照通过使来自烃供给阀15的1次烃的供给量以及供给间隔变化，来使烃浓度的振幅△H以及振动周期△T成为与内燃机的运转状态对应的最佳值的方式进行控制。能够获得烃浓度的振幅△H的烃的供给量作为燃料喷射阀3的燃料喷射量Q以及内燃机转速N的函数，被以映射的形式预先存储在电子控制单元30的ROM32内。另外，烃浓度的振动周期△T、即烃的供给间隔也以将燃料喷射阀3的燃料喷射量Q以及内燃机转速N作为函数的映射的形式，预先存储到ROM32内。

接下来，参照图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净化方法具体进行说明。以下将如此地使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂发挥功能时的NOx净化方法称为第2NOx净化方法。

在该第2NOx净化方法中，如图16所示，当被碱性层53吸留的吸留NOx量∑NOX超过了预先决定的允许量MAX时，流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比（A/F）in暂时被设为浓空燃比。如果废气的空燃比（A/F）in被设为浓空燃比，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53一气地释放出而被还原。由此，NOx被净化。

吸留NOx量∑NOX例如可以根据从内燃机排出的NOx量计算。在本发明涉及的实施例中，从内燃机每单位时间排出的排出NOx量NOXA作为来自燃料喷射阀3的喷射量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ROM32内，可以根据该排出NOx量NOXA计算出吸留NOx量∑NOX。该情况下，如前所述，废气的空燃比（A/F）in被设为浓空燃比的周期通常为1分钟以上。

在该第2NOx净化方法中，如图18所示那样，除了从燃料喷射阀3向燃烧室2内喷射作为燃烧用燃料的主喷射的喷射量Q之外，还以喷射量WR喷射作为辅助喷射的追加燃料，由此流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比（A/F）in被设为浓空燃比。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期、即在压缩上止点后ATDC为90°的稍微近前被喷射。辅助喷射的喷射量WR作为来自燃料喷射阀3的喷射量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ROM32内。当然，该情况下通过使来自烃供给阀15的烃的供给量增大，也能够使废气的空燃比（A/F）in为浓空燃比。

图20中表示了对本实施方式的排气净化装置的NOx的净化方法进行说明的曲线图。横轴是内燃机转速N，纵轴是来自燃料喷射阀3的燃料喷射量Q。图20是对本实施方式中的排气净化装置的基本NOx净化方法进行说明的图。

在本实施方式的排气净化装置中，基于内燃机转速以及燃料喷射量，决定了实施第1NOx净化方法的区域以及实施第2NOx净化方法的区域。为了通过第1NOx净化方法以高的净化率进行NOx的净化，优选排气净化催化剂13活化。即，为了从流入到排气净化催化剂13的NOx充分进行活性NOx的生成、烃的部分氧化、以及还原性中间体的生成等，优选排气净化催化剂活化。在排气净化催化剂13的温度低的区域，可通过NOx的吸留从废气中除去NOx。对排气净化催化剂13的温度低的区域的NOx的净化率而言，第2NOx净化方法比第1NOx净化方法高。

在本实施方式的排气净化装置中，在燃料喷射阀的燃料喷射量Q小且内燃机转速N小的区域采用第2NOx净化方法，在其他的区域采用第1NOx净化方法。这样，能够根据内燃机的运转状态来选择第1NOx净化方法以及第2NOx净化方法中NOx的净化率高的NOx净化方法。

在通过第1NOx净化方法进行净化的情况下，无论是什么样的运转状态都能获得高的NOx净化率，优选被供给的烃不从排气净化催化剂13穿过。针对该点进行研究的结果获知，在排气净化催化剂13中被完全氧化的烃的量与被部分氧化的烃的量决定着NOx净化率和烃的穿过量。接下来，参照图21对此进行说明。

图21中表示了从烃供给阀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图案A、B、C。该情况下，对喷射时间而言，喷射图案A最短，喷射图案C最长。而且，图21中表示了在基于各喷射图案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21中表示了基于各喷射图案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。另一方面，如果废气中的烃浓度、即每单位废气量的烃量增大，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中被完全氧化的极限，该极限在图21中用XA表示。

即，在图21中，由于当烃浓度比极限XA低时，全部的烃被完全氧化，所以在图21中比极限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，以下将该极限XA称为完全氧化极限。

另一方面，在图21中比完全氧化极限XA靠上方的阴影区域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21中的阴影区域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1NOx净化方法的NOx的净化作用。需要说明的是，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。

另一方面，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步增大，则一部分的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的烃从排气净化催化剂13穿过。发生该烃的穿过的烃的极限在图21中用XB表示，以下将该极限XB称为穿过极限。在图21中，比该穿过极限XB靠上方的阴影区域RC表示了烃的穿过量。

为了使用第1NOx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，在由阴影区域RB表示的被部分氧化的烃量不充分的情况下，NOx净化率降低。图21中的喷射图案A表示了如此被部分氧化的烃量不足的情况，该情况下，如图21所示，NOx净化率降低。

另一方面，在图21中表示了为了增大由阴影区域RB表示的被部分氧化的烃量，与喷射图案A相比喷射图案B的喷射时间变长的情况。如果喷射时间变长，则被部分氧化的烃量增大，由此如图21所示那样NOx净化率变高。

在图21中表示了为了进一步增大部分氧化的烃量，与喷射图案B相比喷射图案C的喷射时间更长的情况。该情况下，如图21所示，NOx净化率提高。但该情况下，由于烃浓度超过穿过极限XB，所以发生烃的穿过。

在基于第1NOx净化方法进行NOx净化作用时，优选不发生烃的穿过。因此，在图21所示的例子中，采用烃浓度的峰值（最大值）成为穿过极限XB的喷射图案B。当然，在如喷射图案A所示那样即使烃浓度的峰值达不到穿过极限XB也能获得足够高的NOx净化率的情况下，可以使用喷射图案A。

如果排气净化催化剂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增大，即针对烃的氧化速度增大，其结果若排气净化催化剂13的温度上升，则完全氧化极限XA上升。另一方面，如果排气净化催化剂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，所以穿过极限XB也上升。即，如果排气净化催化剂13的温度上升，则完全氧化极限XA与穿过极限XB都上升。因此，在利用第1NOx净化方法进行NOx的净化时，需要考虑该情况来进行烃的喷射控制。

图22至图25表示了考虑该情况来进行烃的喷射控制的运转例。其中，在该运转例中喷射压力被维持为一定，通过在喷射压力一定的状态下控制喷射时间，来控制烃的喷射量。

首先若对图22进行说明，则图22表示了稳定运转时的排气净化催化剂13的温度TC1、TC2、TC3（TC3>TC2>TC1）的代表性的一个例子。其中，在图22中，纵轴表示向燃烧室2内喷射的燃料喷射量Q，横轴表示内燃机转速N。根据图22可知，当内燃机转速N相同时，燃料喷射量Q越增大、即内燃机负载越高，则排气净化催化剂13的温度越高，在燃料喷射量Q相同时、即内燃机负载相同时，内燃机转速N越增大、即进气量越增大，则排气净化催化剂13的温度越稍微降低。

这样，排气净化催化剂13的温度根据内燃机的运转状态而发生变化。另一方面，对从内燃机每单位时间排出的NOx量而言，内燃机负载越变高则越增大，内燃机转速越变高则越增大。因此，考虑这些情况来决定烃的喷射时间。

图23表示了图22的EO、F1、F2处的、即同一转速不同负载下的稳定运转时的喷射图案。即，在同一转速的状态下负载越高则排气净化催化剂13的温度越高，因此，完全氧化极限XA以及穿过极限XB也变高。另一方面，在同一转速的状态下负载越高则来自内燃机的排出NOx量越增大，因此，此时需要负载越高，则越增大由阴影区域RB表示的被部分氧化的烃量。因此，此时在运转例中如图23所示那样，按照烃浓度的峰值成为穿过极限XB的方式，随着负载变高，喷射时间增大。

图24表示了图22的EO、G1、G2处的、即同一负载不同转速下的稳定运转时的喷射图案。即，在同一负载的状态下转速越高则排气净化催化剂13的温度越稍微变低，因此，完全氧化极限XA以及穿过极限XB也稍微变低。另一方面，在同一负载的状态下转速越高则来自内燃机的每单位时间的排出NOx量越增大，因此，此时也需要转速越高，则越增大由阴影区域RB表示的被部分氧化的烃量。

另一方面，转速越高则废气的流速越快，喷射出的烃分散到大量的废气中。因此，如图24所示那样，转速越高，则生成了NOx的净化所需量的部分氧化烃时的烃浓度的峰值越降低。在该运转例中，为了生成NOx的净化所需量的部分氧化烃，随着转速变高，喷射时间变长。

图25表示了图22的E0、H1、H2处的稳定运转时的喷射图案。即，转速以及负载越高，则排气净化催化剂13的温度越高，因此，完全氧化极限XA以及穿过极限XB也越高。另一方面，内燃机转速以及负载越高，则来自内燃机的每单位时间的排出NOx量越增大，因此，此时转速以及负载越高，则需要越增大由阴影区域RB表示的被部分氧化的烃量。因此，在运转例中如图25所示，为了能够生成NOx的净化所需量的部分氧化烃，随着转速以及负载变高而延长喷射时间。

这样，燃料喷射量Q越增大、即内燃机负载越增大则可使烃供给阀的喷射时间越长，内燃机转速N越高则可使烃供给阀的喷射时间越长。进行该运转例时的烃供给阀的喷射时间例如作为燃料喷射量Q以及内燃机转速N的函数被以映射的形式预先存储到ROM32内。

然而，在上述的运转例中，如图24以及图25所示，如果内燃机转速变高，则即使延长烃供给阀的喷射时间，流入排气净化催化剂的废气的烃浓度的最大值也被限制。因此，需要延长将烃供给阀打开的喷射时间，使由阴影区域RB表示的被部分氧化的烃量增大。

本实施方式中的内燃机的排气净化装置具备能够变更烃供给阀的烃的喷射图案的喷射图案变更装置。烃的喷射图案包括烃供给阀的喷射时间、烃的供给间隔。并且，喷射图案包括烃供给阀的喷射压力。本实施方式中的喷射图案变更装置具有对从烃供给阀喷射烃时的喷射压力进行变更的功能。参照图1，本实施方式中的喷射图案变更装置包括加压泵61以及高压燃料室62。能够通过加压泵61的动作来调整高压燃料室62的烃的压力，而且调整烃供给阀15的喷射压力。

图26中表示了使烃供给阀的喷射压力变化时的流入排气净化催化剂的废气的烃浓度的说明图。图26是在内燃机的一个稳定运转状态下，使烃供给阀的喷射压力变化时的图。例如，在各个喷射图案中，内燃机转速以及燃烧室中的燃料喷射量相同。图26中记载有烃的喷射图案D、喷射图案E以及喷射图案F。对各个喷射图案D、E、F而言，作为烃供给阀打开的时间长度的喷射时间相同。按照烃的喷射图案D、喷射图案E以及喷射图案F的顺序，使供给烃时的喷射压力缓缓升高。

在喷射图案D中，流入排气净化催化剂的废气的烃浓度的最大值比完全氧化极限XA大，比穿过极限XB小。在喷射图案E中，烃浓度的最大值几乎与穿过极限XB一致。并且，在喷射图案F中，烃浓度的最大值比穿过极限XB高。即，在喷射图案F中，产生了从排气净化催化剂穿过的烃。这样可知，如果提高烃供给阀的喷射压力，则流入排气净化催化剂的废气的烃浓度的最大值变高。即，通过变更烃供给阀的喷射压力，可以调整废气的烃浓度的最大值。

鉴于此，在本实施方式的进行第1NOx净化方法的运转控制中，进行内燃机转速越增大，则使烃供给阀的喷射压力越上升的控制。进行控制，以使流入排气净化催化剂的废气的烃浓度的最大值几乎与穿过极限一致。在本发明中，将基于要求负载进行运转的内燃机的通常运转中、通过第1NOx净化方法进行NOx的净化的运转控制称为第1运转控制。

参照图27至图31，对本实施方式的第1运转控制进行说明。在本实施方式的第1运转控制中，当进行来自烃供给阀15的烃的喷射控制时除了喷射时间之外，还控制喷射压力。具体而言，控制烃的喷射时间以及喷射压力，以便确保根据内燃机的运转状态而被要求的由阴影区域RB表示的被部分氧化的烃量，并使烃浓度的峰值与穿过极限XB一致。

在图22的EO、F1、F2中，通过如图23所示那样只使喷射时间变化，能够使烃浓度的峰值与穿过极限XB一致。因此，此时不特别变更喷射压力，喷射压力被维持为一定。

与此相对，在图22的EO、G1、G2中，即使如图24所示那样只使喷射时间变化，烃浓度的峰值也不会达到穿过极限XB。鉴于此，在本实施方式的第1运转控制中，在图22的E0、G1、G2中，内燃机转速越高则越提高喷射压力，以便如图27所示那样烃浓度的峰值与穿过极限XB一致。另一方面，如果提高喷射压力则确保被要求的部分氧化量所需的喷射时间变短。例如若将图24的G2与图27的G2进行比较，则可知该情况。

图28表示了图22的EO、H1、H2处的通常运转时的喷射图案。根据图28可知，内燃机转速以及负载越高则喷射压力越被提高。另外，若与图25的喷射图案进行比较，则该情况下在H1、H2点处喷射时间也变短。由于若喷射时间变短则完全被氧化的烃量减少，所以具有可减少燃料消耗量这一优点。

在图29A以及图30A中，表示了当内燃机稳定运转时能够生成NOx的净化所需量的被部分氧化的烃的等喷射压力线WP或者等喷射时间线WT。根据图29A以及图30A可知，燃料喷射量Q越增大、即内燃机负载越增大，则烃的喷射压力WP以及喷射时间WT越大，内燃机转速N越高则烃的喷射压力WP以及喷射时间WT越大。这些稳定运转中的喷射压力WP以及喷射时间WT作为燃料喷射量Q以及内燃机转速N的函数分别被以图29B以及图30B所示那样的映射的形式预先存储在ROM32内。另外，如图31所示，稳定运转中的烃浓度的振动振幅△T、即烃的供给间隔TS也同样作为燃料喷射量Q以及内燃机转速N的函数被以映射的形式预先存储在ROM32内。

这样，在本实施方式的第1运转控制中，可基于图29B所示的喷射压力WP、图30B所示的喷射时间WT、以及图31所示的供给间隔TS，从烃供给阀喷射烃。作为内燃机的运转状态，例如可举出图22的EO点所示的低内燃机转速以及低燃料喷射量的状态、和H2点所示的转速比低内燃机转速高的高内燃机转速以及喷射量比低燃料喷射量多的高燃料喷射量的状态。在第1运转控制中，当从低内燃机转速以及低燃料喷射量的状态转移到高内燃机转速以及高燃料喷射量的状态时，可进行延长烃供给阀的喷射时间，并且提高喷射压力的控制。通过进行该控制，能够抑制为了净化NOx而供给的烃的量，并以高的净化率对NOx进行净化。

参照图1，本实施方式的排气净化装置在排气净化催化剂13的下游配置有颗粒过滤器14。为了除去颗粒过滤器14上堆积的颗粒状物质，进行使颗粒过滤器14的温度上升的控制。在本实施方式的控制中，使向排气净化催化剂13供给的烃的量增加。即，进行使在预先决定的时间中向排气净化催化剂13供给的烃增量的烃增量运转。例如，使每单位时间平均化的向排气净化催化剂供给的烃的量增加。在本发明中，将在进行第1运转控制的期间中，使预先决定的时间中的从烃供给阀向排气净化催化剂供给的烃的量增加的控制称为第2运转控制。

通过增加向排气净化催化剂13供给的烃的量，在排气净化催化剂13中烃的氧化反应增加。因此，排气净化催化剂13的温度上升，从排气净化催化剂13流出的废气的温度上升。其结果，流入到颗粒过滤器14的废气的温度上升，可使颗粒过滤器14的温度上升。

在本实施方式的第1运转控制中，基于内燃机的运转状态，根据图23所示的喷射图案、图27所示的喷射图案、或者图28所示的喷射图案中的任意一个来进行烃的供给。即，按照流入排气净化催化剂的废气的烃浓度的最大值与穿过极限XB几乎一致的方式，进行烃的供给。

在使向排气净化催化剂供给的烃的量增加的情况下，可延长烃供给阀的1次喷射的喷射时间。可是，如果在烃浓度的最大值与穿过极限XB几乎一致时延长喷射时间，则导致烃从排气净化催化剂穿过。例如参照图21，在以喷射图案B供给烃时，如果延长喷射时间而以喷射图案C供给烃，则导致烃浓度超过穿过极限XB。其结果，烃从排气净化催化剂穿过。

或者，在使向排气净化催化剂供给的烃的量增加的情况下，可提高烃供给阀的喷射压力。可是，如果在烃浓度的最大值与穿过极限XB几乎一致时提高喷射压力，则会导致烃从排气净化催化剂穿过。例如参照图26，在以喷射图案E供给烃时，如果提高喷射压力而以喷射图案F供给烃，则导致烃浓度超过穿过极限XB。因此，烃从排气净化催化剂穿过。并且，如果为了使向排气净化催化剂供给的烃增量而使废气的空燃比向浓空燃比侧变化，则在排气净化催化剂中烃的分散变得不充分。因此，烃的氧化反应变得不充分，从排气净化催化剂穿过的烃的量增加。

参照图1，在本实施方式的内燃机的排气净化装置中，从排气净化催化剂13流出的烃流入到颗粒过滤器14。若烃流入到颗粒过滤器14，则存在烃从颗粒过滤器14穿过而产生白烟的情况。或者，在颗粒过滤器14含有氧化催化剂的情况下，存在烃被氧化、颗粒过滤器14的温度比允许温度高的情况。

鉴于此，在本实施方式的第2运转控制中，当使向排气净化催化剂供给的烃的量增加时，进行使来自烃供给阀的喷射压力比第1运转控制中的喷射压力低的控制。

图32中表示了本实施方式的第2运转控制中的烃的喷射图案与烃浓度的说明图。图32中记载了第1运转控制以及第2运转控制的例子。作为第1运转控制中的烃的喷射图案，例示了图21所示的烃的喷射图案B。另外，作为第2运转控制的例子，记载了喷射图案G。各个喷射图案中的内燃机的运转状态相同。例如，内燃机转速以及燃烧室中的燃料喷射量相同。

在第1运转控制的喷射图案B中，根据1次喷射的喷射时间WT与喷射压力WP来进行烃的供给。与此相对，在第2运转控制的喷射图案G中，根据1次喷射时间WTA与喷射压力WPA来进行烃的供给。进行第2运转控制中的喷射时间WTA比第1运转控制中的喷射时间WT长的控制。通过进行该控制，可增多1次喷射中的烃的供给量。

并且，第2运转控制的喷射压力WPA被设定得比第1运转控制的喷射压力WP小。通过进行该控制，可抑制流入排气净化催化剂的废气的烃浓度的最大值。在图32所示的例子中，可抑制烃浓度的最大值超过穿过极限XB。

若将第1运转控制中的烃浓度的变化与第2运转控制中的烃浓度的变化进行比较，则烃浓度的最大值与烃的穿过极限XB几乎一致。并且，由于喷射图案G与喷射图案B相比喷射时间被设定得长，所以可延长烃被供给的时间。其结果，若比较对烃被完全氧化的量进行表示的阴影区域RA，则可知第2运转控制的比第1运转控制的大。即，在第2运转控制中与第1运转控制相比，可在排气净化催化剂中完全氧化更多的烃，能够使排气净化催化剂的温度上升。

图33中表示了本实施方式中的排气净化装置的从第1运转控制切换成第2运转控制时的时序图。到时刻t1为止，进行第1运转控制。对于来自烃供给阀的烃的喷射图案而言，根据预先决定的供给间隔TS进行烃的供给。另外，例如以图32所示的喷射图案B进行烃的供给。颗粒过滤器中的颗粒状物质的堆积量随着运转继续而逐渐增加。在时刻t1，颗粒过滤器中的颗粒状物质的堆积量超过预先决定的判定值。

在时刻t1，为了进行颗粒过滤器的再生而从第1运转控制切换成第2运转控制。在第2运转控制中，例如从图32所示的喷射图案B变更成喷射图案G。另外，本实施方式的第2运转控制中的烃的供给间隔TSA比第1运转控制中的供给间隔TS短。其中，本实施方式中的烃的供给间隔是1次烃喷射的开始时刻、与下一次烃喷射的开始时刻之间的时间长度。

在本实施方式的第2运转控制中，变更喷射图案中来自烃供给阀的喷射压力、喷射时间以及烃的供给间隔。在相同的内燃机的运转状态时，通过使第2运转控制与第1运转控制相比烃的喷射压力降低，能够抑制排气净化催化剂13中烃的穿过，并且使烃的供给量增加。第2运转控制中的喷射压力、喷射时间以及供给间隔例如与第1运转控制同样，能够根据将内燃机转速与燃料喷射量作为函数的映射来设定。

图34A中表示了进行第2运转控制时的烃供给阀的喷射压力的映射。图34B是进行第2运转控制时的烃供给阀的喷射时间的映射。图35是进行第2运转控制时的烃的供给间隔的映射。各个映射表示了第2运转控制的稳定运转中的值。进行第2运转控制时的烃供给阀的喷射压力WPA、喷射时间WTA以及烃的供给间隔TSA可将内燃机转速以及燃料喷射量作为函数来设定。这些映射也可以预先存储在电子控制单元。

在从第1运转控制切换为第2运转控制的情况下，可从第1运转控制用的喷射图案的映射切换为第2运转控制用的喷射图案的映射，来变更来自烃供给阀的烃的喷射图案。

在进行使颗粒过滤器14的温度上升的第2运转控制的期间中，例如可通过温度传感器25检测颗粒过滤器14的温度，在颗粒过滤器14上升到预先决定的温度之前，继续进行第2运转控制。

在颗粒过滤器14的温度达到了预先决定的温度的情况下，例如可进行用于将颗粒过滤器14的温度维持在规定的温度以上的控制。在该控制中，也可以进行使预先决定的时间中的烃的供给量比第1运转控制的烃的供给量多的第2运转控制。其中，在维持温度的情况下，与使颗粒过滤器的温度上升的控制相比，可减少烃的供给量。例如，与使颗粒过滤器的温度上升的控制的情况相比，能够以提高喷射压力、缩短喷射时间的喷射图案进行烃的供给。

在本实施方式的内燃机中，分别具有第1运转控制中的来自烃供给阀的喷射图案的映射、和第2运转控制中的来自烃供给阀的喷射图案的映射，但并不限于该方式，也可以构成为通过修正第1运转控制中的喷射图案来设定第2运转控制的喷射图案。例如，可以通过对第1运转控制的喷射图案的喷射时间乘以预先决定的大于1的系数，来设定第2运转控制中的喷射时间。可以通过对第1运转控制中的喷射压力乘以预先决定的小于1的系数，来设定第2运转控制中的喷射压力。

另外，在本实施方式中，作为第2运转控制，对使颗粒过滤器的温度上升到颗粒状物质能够氧化的温度以上的控制进行了说明，但并不限于该方式，第2运转控制可应用于使来自烃供给阀的烃的供给量比第1运转控制的烃的供给量多的任意运转控制。

例如，在内燃机的废气中有时含有硫氧化物（SOx）。本实施方式中的排气净化催化剂在利用第2NOx净化方法对NOx进行净化的情况下，在吸留NOx的同时也吸留SOx。参照图7A，在本实施方式中，SOx被吸留在排气净化催化剂13的碱性层53。若吸留有SOx，则NOx的可吸留量降低。这样，如果使排气净化催化剂作为NOx吸留催化剂发挥功能，则会产生所谓的硫中毒。为了消除硫中毒，可进行从排气净化催化剂释放出SOx的硫中毒恢复处理。SOx与NOx相比，被以稳定的状态吸留在排气净化催化剂中。因此，在硫中毒恢复处理中，例如通过使排气净化催化剂升温到600℃以上，并供给废气的空燃比为浓空燃比或者理论空燃比的废气，来使SOx释放出。当在这样的硫中毒恢复处理中使排气净化催化剂的温度上升时，也可以应用本实施方式中的第2运转控制。

另外，在排气净化装置进行第2NOx净化方法的情况下，NOx被吸留在排气净化催化剂的碱性层53中。因此，在从第2NOx净化方法切换成第1NOx净化方法的情况下，进行使碱性层53中吸留的NOx释放出的控制。例如，如图8或者图16所示，将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为浓空燃比来使NOx释放出。然后，从第2NOx净化方法切换成第1NOx净化方法。可是，在排气净化催化剂中吸留的NOx比规定的量多的情况下，即使将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为浓空燃比，有时在碱性层53中也残存NOx。如果以碱性层53中残存有NOx的状态进行第1NOx净化方法，则存在碱性层53中残存的NOx流出的情况。

因此，当应该从第2NOx净化方法切换为第1NOx净化方法时，在排气净化催化剂中吸留的NOx量比预先决定的量多的情况下，可以在切换成第1NOx净化方法的同时，以短时间对排气净化催化剂供给大量的烃。通过该控制，可以释放出排气净化催化剂的碱性层中残存的NOx并使其还原。这样，在为了处理碱性层中残存的NOx而大量供给烃的控制中，也可以应用本实施方式中的第2运转控制。

接下来，参照图36至图44C，对本实施方式中的第2运转控制的烃供给阀的喷射图案的修正进行说明。上述的实施例基于内燃机的稳定运转来决定烃供给阀的喷射图案。可是，在内燃机的过渡运转中，存在从稳定运转下的内燃机的运转状态脱离的情况。例如，在刚刚从高内燃机转速以及燃料喷射量多的状态转移到低内燃机转速以及燃料喷射量少的状态之后，排气净化催化剂的温度比稳定运转的时高。并且，例如若内燃机主体、烃供给阀或者排气净化催化剂等发生劣化等，则存在从预先设想的内燃机的运转状态脱离的情况。

鉴于此，在本实施方式的内燃机的排气净化装置中，在进行第2运转控制的期间中检测内燃机的运转状态，基于检测出的内燃机的运转状态来进行对烃供给阀的烃的喷射图案加以修正的修正控制。

在本实施方式的第1修正控制中，检测流入排气净化催化剂的废气的空燃比，基于检测出的废气的空燃比来修正喷射图案。

图36中表示了本实施方式中的其他排气净化装置的概略图。其他排气净化装置包括比排气净化催化剂13靠上游侧配置的空燃比传感器26。本实施方式的空燃比传感器26可根据废气的空燃比输出连续的值。即，空燃比传感器26是具有废气的空燃比与输出值近似成比例的关系的线性空燃比传感器。废气的空燃比越大（废气的空燃比越为稀空燃比）则空燃比传感器26的输出越大。

空燃比传感器26比烃供给阀15靠下游配置。空燃比传感器26对由烃供给阀15供给的含有烃的废气的空燃比进行检测。空燃比传感器26的输出被输入给电子控制单元30。

在本实施方式中，内燃机的稳定运转下的流入排气净化催化剂13的废气的空燃比的基准值被预先决定。在检测流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比，且检测出的废气的空燃比从废气的空燃比的基准值脱离的情况下，基于检测出的废气的空燃比以及废气的空燃比的基准值来变更烃供给阀15中的烃的喷射图案。

在检测出的废气的空燃比小于废气的空燃比的基准值时，排气净化催化剂13中的烃的氧化反应性变差。即，在排气净化催化剂13中，烃的氧化反应不足。因此，存在烃从排气净化催化剂13穿过的情况。在本实施方式的第1修正控制中，检测出的废气的空燃比越小，则使烃供给阀15的喷射压力越降低。即，降低流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比的浓空燃比深度。通过降低流入到排气净化催化剂13的废气的烃浓度的最大值，可抑制在排气净化催化剂中烃穿过的情况。

图37表示了本实施方式中的废气的空燃比的基准值的映射。在本实施方式中，设定了内燃机的稳定运转下的流入排气净化催化剂的废气的空燃比的基准值。作为用于设定废气的空燃比的基准值的内燃机的运转状态，可以例示内燃机转速、燃烧室中的燃料喷射量、以及来自烃供给阀的烃的供给量。这里，来自烃供给阀的烃的供给量可基于内燃机转速以及燃料喷射量来设定。因此，在本实施方式中，作为用于设定废气的空燃比的基准值的内燃机的运转状态，采用了内燃机转速以及燃料喷射量。在本实施方式中，流入排气净化催化剂的废气的空燃比的基准值EAFi可基于内燃机转速N以及燃料喷射量Q来设定。

接下来，基于所设定的废气的空燃比的基准值、由空燃比传感器检测出的废气的空燃比，来设定烃供给阀的喷射压力、喷射时间以及烃的供给间隔。在本实施方式中，通过对在第2运转控制中设定的喷射压力WPA、喷射时间WTA以及供给间隔TSA乘以修正系数，来修正各自的值。

图38A是利用检测出的废气的空燃比，设定烃供给阀的喷射压力时的修正系数的曲线图。横轴是废气的空燃比的基准值EAFi相对于检测出的废气的空燃比EAF的比率（EAFi/EAF）。即，横轴表示了废气的空燃比的比率。纵轴是喷射压力的修正系数KWP。废气的空燃比的基准值EAFi相对于检测出的废气的空燃比EAF的比率越大（检测出的废气的空燃比越为浓空燃比），则喷射压力的修正系数KWP越小。即，进行检测出的废气的空燃比越小则越降低喷射压力的控制。尤其在检测出的废气的空燃比小于废气的空燃比的基准值时，进行使烃供给阀的喷射压力比修正前降低的修正。

图38B是利用检测出的废气的空燃比，来设定烃供给阀的喷射时间时的修正系数的曲线图。废气的空燃比的基准值EAFi相对于检测出的废气的空燃比EAF的比率越大，则越增大喷射时间的修正系数KWT。进行检测出的废气的空燃比EAF越小，则越延长烃供给阀的喷射时间的控制。即，检测出的废气的空燃比EAF越小，则烃供给阀的喷射时间越长。尤其在检测出的废气的空燃比EAF小于废气的空燃比的基准值EAFi的情况下，进行使烃供给阀的喷射时间比修正前延长的修正。

图38C是采用检测出的废气的空燃比，来设定烃供给阀的供给间隔时的修正系数的曲线图。进行废气的空燃比的基准值EAF相对于检测出的废气的空燃比EAF的比率越大，则越减小烃供给阀的供给间隔的修正系数KTS的控制。进行检测出的废气的空燃比越小，则越缩短供给间隔的控制。即，进行检测出的废气的空燃比越小，则供给间隔越缩短的控制。尤其在检测出的废气的空燃比EAF小于废气的空燃比的基准值的情况下，进行使烃的供给间隔比修正前缩短的修正。

这样，进行检测出的实际的废气的空燃比越小则越降低喷射压力的修正，能够抑制烃的穿过。可使流入排气净化催化剂的废气的烃的浓度的最大值为穿过极限以下。

另外，通过进行延长烃供给阀的喷射时间的修正，能够使修正后的1次烃的供给量与修正前的1次烃的供给量几乎相同。即，进行使烃的喷射压力降低并且延长烃的喷射时间的修正，来修正喷射图案，以使每1次的烃的供给量不变化。通过进行该控制，可使预先决定的时间中的来自烃供给阀的烃的供给量与修正前相同。例如，能够确保排气净化催化剂的升温所需烃的供给量。另外，可以进行延长烃供给阀的喷射时间的修正，并且，进行将来自烃供给阀的烃的供给间隔缩短的修正。即，可以进行将烃的供给间隔缩短的修正。

此外，在上述的第1修正控制中，在废气的空燃比的基准值相对于实际的废气的空燃比的比率小于1的区域中，也进行了修正烃供给阀的喷射图案的控制，但并不限于该方式，在废气的空燃比的基准值相对于实际的废气的空燃比的比率小于1的区域中，也可以不修正喷射图案。即，可以仅在检测出的实际的废气的空燃比为废气的空燃比的基准值以下的情况下，进行第1修正控制。

图39中表示了本实施方式的第2运转控制中的修正控制的流程图。图39所示的流程图例如可在第2运转控制的期间中以预先决定的时间间隔反复进行。

在步骤101中，检测内燃机的运转状态。在本实施方式中，检测内燃机转速以及燃烧室中的燃料喷射量。并且，在第1修正控制中，利用空燃比传感器26检测流入到排气净化催化剂13的废气的空燃比。

从步骤102到步骤104，对烃供给阀的喷射压力WPA进行修正。在步骤102中，设定烃供给阀的喷射压力WPA。第2运转控制中的烃供给阀的喷射压力WPA可使用检测出的内燃机转速以及燃料喷射量，根据图34A所示的映射来设定。

接下来，在步骤103中设定喷射压力的修正系数KWP。根据图37所示的映射，来设定与内燃机的运转状态对应的废气的空燃比的基准值EAFi。计算出废气的空燃比的基准值EAFi相对于检测出的废气的空燃比EAF的比率（EAFi/EAF）。可将图38A所示的喷射压力的修正系数KWP相对于废气的空燃比的比率的值预先存储到电子控制单元。能够基于废气的空燃比的比率（EAFi/EAF）来设定喷射压力的修正系数KWP。

在步骤104中，计算出修正后的喷射压力WPX。在本实施方式，将对喷射压力WPA乘以修正系数KWP而得到的值设定为修正后的喷射压力WPX。这样，可修正烃供给阀的喷射压力。

接下来，在步骤105到步骤107中，对喷射时间WTA进行修正。在喷射时间WTA的修正中，也能通过与喷射压力WPA的修正同样的控制来进行。

在步骤105中，可基于图34B所示的映射，根据内燃机转速以及燃料喷射量来设定喷射时间WTA。

在步骤106中，设定喷射时间的修正系数KWT。计算出废气的空燃比的基准值相对于检测出的废气的空燃比的比率（EAFi/EAF）。可将图38B所示的与废气的空燃比的比率（EAFi/EAF）对应的喷射时间的修正系数KWT的值预先存储到电子控制单元。能够基于废气的空燃比的比率（EAFi/EAF）来设定喷射时间的修正系数KWT。

在步骤107中，通过对喷射时间WTA乘以喷射时间的修正系数KWT，可设定修正后的喷射时间WTX。

接下来，在步骤108到步骤110中，对烃的供给间隔TSA进行修正。关于烃的供给间隔，也可以通过与喷射压力以及喷射时间同样的方法来修正。

在步骤108中，设定烃的供给间隔TSA。烃的供给间隔TSA可使用图35所示的映射，基于内燃机转速与燃料喷射量来设定。

在步骤109中，设定烃的供给间隔的修正系数KTS。计算出废气的空燃比的基准值相对于检测出的废气的空燃比的比率（EAFi/EAF）。可以将图38C所示的供给间隔的修正系数KTS相对于废气的空燃比的比率（EAFi/EAF）的值预先存储到电子控制单元。可基于废气的空燃比的比率（EAFi/EAF）来设定烃的供给间隔的修正系数KTS。

在步骤110中，设定修正后的烃的供给间隔TSX。修正后的供给间隔TSX可通过对供给间隔TSA乘以修正系数KTS来设定。

在步骤111中，根据修正后的喷射压力WPX、修正后的喷射时间WTX以及修正后的供给间隔TSX，从烃供给阀进行烃的供给。

在第1修正控制中，即使因内燃机的过渡运转、设备的劣化等而从预先设想的稳定运转时的运转状态脱离，也能够修正烃的喷射图案，从排气净化催化剂流出烃。

接下来，对本实施方式中的第2修正控制进行说明。在第2修正控制中，检测流入到排气净化催化剂的废气的温度，基于检测出的废气的温度来修正烃供给阀的烃的喷射图案。

当流入到排气净化催化剂的废气的温度比在稳定运转的状态下设想的废气的温度低时，排气净化催化剂的温度也比设想的温度低。如果排气净化催化剂的温度降低，则由于排气净化催化剂的氧化能力降低，所以不被排气净化催化剂氧化而流出的烃增加。即，从排气净化催化剂穿过的烃的量增加。因此，在第2修正控制中，检测流入到排气净化催化剂的废气的温度，进行检测出的废气的温度越低，则越降低烃供给阀的喷射压力的控制。

图40是本实施方式中的又一排气净化装置的概略图。在又一排气净化装置中，在排气净化催化剂13的上游侧配置有作为温度检测器的温度传感器27。温度传感器27检测流入到排气净化催化剂13的废气的温度。温度传感器27的输出被输入给电子控制单元30。

图41中表示了流入排气净化催化剂的废气的温度的基准值的映射。流入到排气净化催化剂13的废气的温度根据内燃机的运转状态而变化。如图41所示，内燃机的稳定运转下的流入排气净化催化剂的废气的温度的基准值TGi被预先决定。在本实施方式中，以内燃机转速N以及燃料喷射量Q为函数的流入排气净化催化剂的废气的温度的基准值TGi被存储到电子控制单元30。

图42A是烃供给阀的喷射压力的修正系数的曲线图。横轴是流入排气净化催化剂的废气的温度的基准值TGi相对于流入排气净化催化剂的废气的温度TG的比率（TGi/TG）。纵轴是喷射压力的修正系数KWP。可进行流入排气净化催化剂的废气的温度越低，则使烃供给阀的喷射压力越低的修正。尤其在检测出的废气的温度比废气的温度的基准值小的情况下，可进行使烃供给阀的喷射压力比修正前降低的修正。

图42B是烃供给阀的喷射时间的修正系数的曲线图。横轴是流入排气净化催化剂的废气的温度的比率（TGi/TG）。纵轴是喷射时间的修正系数KWT。可进行流入排气净化催化剂的废气的温度越低，则越延长烃供给阀的喷射时间的修正。尤其在检测出的废气的温度比废气的温度的基准值小的情况下，进行使烃供给阀的喷射时间比修正前延长的修正。在第2修正控制中，也控制成修正后的1次烃的供给量与修正前的1次烃的供给量相同。

图42C是烃的供给间隔的修正系数的曲线图。横轴是流入排气净化催化剂的废气的温度的比率（TGi/TG）。纵轴是烃的供给间隔的修正系数KTS。进行流入排气净化催化剂的废气的温度越低，则使烃的供给间隔的修正系数KTS越小的控制。由于流入排气净化催化剂的废气的温度越低则越延长烃的喷射时间，所以进行使来自烃供给阀的烃的供给间隔缩短的控制。尤其在检测出的废气的温度比废气的温度的基准值小的情况下，进行使烃的供给间隔比修正前缩短的修正。

在本实施方式的第2修正控制中，也可以通过与图39所示的控制同样的控制，来修正烃的喷射压力、喷射时间以及烃的供给间隔。即，在图39的步骤101中，检测流入到排气净化催化剂的废气的温度。在步骤103中，可基于图42A的曲线图来设定喷射压力的修正系数KWP。能够基于图42B的曲线图来设定步骤106中的喷射时间的修正系数KWT。能够基于图42C的曲线图来设定步骤109中的供给间隔的修正系数KTS。

在第2修正控制中，也与第1修正控制同样，即使因内燃机的过渡运转、设备的劣化等而从预先设想的稳定运转时的运转状态脱离，也能够抑制烃从排气净化催化剂流出。此外，在第2修正控制中，也可以在废气的温度的基准值相对于检测出的实际的废气的温度的比率小于1的区域中，不修正喷射图案。即，可以仅在实际的废气的温度为废气的温度的基准值以下的情况下，进行第2修正控制。

接下来，对本实施方式中的第3修正控制进行说明。在第3修正控制中，基于流入到燃烧室的进气量来修正来自烃供给阀的烃的喷射图案。

在本实施方式的第3修正控制中，检测从外部空气向燃烧室供给的空气量。即，检测向燃烧室供给的新气的量。在向燃烧室供给的空气量比预先决定的向燃烧室供给的空气量的基准值小的情况下，向排气净化催化剂供给的氧量变少。排气净化催化剂中的烃的氧化的反应性降低。因此，在第3修正控制中，进行从外部空气向燃烧室供给的空气量越小，则使烃供给阀的喷射压力越降低的修正。参照图1，从外部空气向燃烧室供给的空气量、即进气量可由进气量检测器（空气流量计）8来检测。

图43中表示了进气量的基准值的映射。在本实施方式中，内燃机的稳定运转下的进气量的基准值FAi被预先决定。可基于内燃机的运转状态来设定进气量的基准值FAi。在本实施方式中，将以内燃机转速N以及燃料喷射量Q作为函数的进气量的基准值FAi的映射预先存储到电子控制单元。

图44A使喷射压力的修正系数的曲线图。在本实施方式的第3修正控制中，计算出进气量的基准值FAi相对于检测出的进气量FA的比率（FAi/FA）。可基于进气量的比率（FAi/FA）来设定喷射压力的修正系数KWP。能够进行检测出的进气量越小，则将喷射压力设定得越低的修正。尤其在检测出的进气量比进气量的基准值小的情况下，可进行使烃供给阀的喷射压力降低的修正。

图44B是喷射时间的修正系数的曲线图。能够基于进气量的比率（FAi/FA）来设定喷射时间的修正系数KWT。可按照检测出的进气量FA越小，则喷射时间越长的方式进行修正。尤其在检测出的进气量比进气量的基准值小的情况下，可进行使烃供给阀的喷射时间比修正前延长的修正。在第3修正控制中，也按照来自烃供给阀的每1次烃的供给量在修正前与修正后几乎相同的方式，进行使喷射时间延长的修正。

图44C是供给间隔的修正系数KTS的曲线图。能够基于进气量的比率（FAi/FA）来设定修正系数KWT。由于检测出的进气量FA越小则每1次的喷射时间越长，所以可进行使烃的供给时间缩短的修正。尤其在检测出的进气量比进气量的基准值小的情况下，进行使烃的供给间隔比修正前缩短的修正。

在本实施方式的第3修正控制中，也能够通过与图39所示的控制同样的控制，来修正烃的喷射压力、喷射时间以及烃的供给间隔。即，在图39的步骤101中，通过进气量检测器来检测进气量FA。在步骤103中，能够基于图44A的曲线图来设定喷射压力的修正系数KWP。可以基于图44B中的曲线图来设定步骤106中的喷射时间的修正系数KWT。可基于图44C的曲线图来设定步骤109中的供给间隔的修正系数KTS。

在第3修正控制中也与第1修正控制同样，即使因内燃机的过渡运转、设备的劣化等而从预先设想的稳定运转时的运转状态脱离，也能抑制烃从排气净化催化剂流出。此外，在第3修正控制中，也可以构成为在进气量的基准值相对于检测出的实际的进气量的比率小于1的区域中，不修正喷射图案。即，可以仅在实际的进气量为进气量的基准值以下的情况下，进行第3修正控制。

在上述的修正控制的例子中，作为表示内燃机的运转状态的变量，例示了流入排气净化催化剂的废气的空燃比、流入排气净化催化剂的废气的温度、以及向燃烧室供给的空气量，但并不限于该方式，能够采用对排气净化催化剂中的烃的氧化反应性造成影响的任意变量。即，修正控制能够基于对排气净化催化剂中的烃的氧化反应性造成影响的任意的表示内燃机的运转状态的变量、和该变量的预先决定的基准值来进行修正。

例如，在本实施方式的第2修正控制中，检测了流入到排气净化催化剂的废气的温度，但也可以取代流入到排气净化催化剂的废气的温度而检测排气净化催化剂的温度。另外，也可以取代废气的温度的基准值而设定排气净化催化剂的温度的基准值。即，可以预先决定排气净化催化剂的温度的基准值，基于检测出的排气净化催化剂的温度、和排气净化催化剂的温度的基准值，来变更来自烃供给阀的烃的喷射图案。

并且，在上述的修正控制的例子中，基于表示内燃机的运转状态的变量与实际检测出的变量的比率来进行修正，但并不限于该方式，能够基于表示内燃机的运转状态的变量的基准值、和实际检测出的变量，采用任意的修正方法。例如，可基于从实际检测出的表示内燃机的运转状态的变量减去了该变量的基准值而得到的值来进行修正。

需要说明的是，上述的控制在具有各自的作用以及功能的范围内能够适当地变更步骤的顺序。在上述的各个附图中，对同一或者等同的部分赋予了相同的附图标记。此外，上述的实施方式只是例示，不对发明进行限定。而且，在实施方式中包括技术方案所示的变更。

附图标记说明：1-内燃机主体；2-燃烧室；3-燃料喷射阀；8-进气量检测器；13-排气净化催化剂；14-颗粒过滤器；15-烃供给阀；22-燃料箱；25-温度传感器；26-空燃比传感器；27-温度传感器；30-电子控制单元；50-催化剂载体；51、52-贵金属催化剂；53-碱性层；54-废气流通表面部分；61-加压泵；62-高压燃料室；63-燃料压力传感器。

Claims (9)

1.一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，

在内燃机排气通路内配置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若使流入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则对废气中含有的NOx进行还原的性质，并且具有若使烃浓度的振动周期比该预先决定的范围长则废气中含有的NOx的吸留量增大的性质，

所述内燃机的排气净化装置被形成为在内燃机运转时进行第1运转控制和第2运转控制，其中，所述第1运转控制是按照流入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的方式来控制来自烃供给阀的烃的供给量，并且按照流入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的方式来控制来自烃供给阀的烃的供给间隔的控制，所述第2运转控制是使预先决定的时间中的来自烃供给阀的烃的供给量比第1运转控制的烃的供给量多的控制，

该内燃机的排气净化装置具备能够变更烃供给阀的烃的喷射图案的喷射图案变更装置，

喷射图案变更装置被形成为能够变更烃供给阀的喷射压力，

第1运转控制包括内燃机转速越增大则越使烃供给阀的喷射压力上升的控制，

在第1运转控制中，基于根据内燃机的运转状态而设定的喷射压力从烃供给阀供给烃，在第2运转控制中，以比第1运转控制中的烃的喷射压力小的喷射压力从烃供给阀供给烃。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

喷射图案变更装置被形成为能够变更从烃供给阀喷射烃的喷射时间以及烃的供给间隔，

在第2运转控制中，使从烃供给阀喷射烃的喷射时间比第1运转控制的喷射时间长，并使烃的供给间隔比第1运转控制的烃的供给间隔短。

3.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

基于内燃机的运转状态来预先决定流入排气净化催化剂的废气的空燃比的基准值，

在第2运转控制的期间中，检测流入排气净化催化剂的废气的空燃比，在检测出的废气的空燃比小于废气的空燃比的基准值的情况下，进行使烃供给阀的喷射压力降低的修正。

4.根据权利要求3所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在检测出的废气的空燃比小于废气的空燃比的基准值的情况下，进行延长烃供给阀的喷射时间的修正，并且进行缩短烃的供给间隔的修正。

5.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

基于内燃机的运转状态来预先决定流入排气净化催化剂的废气的温度的基准值，

在第2运转控制的期间中，检测流入排气净化催化剂的废气的温度，在检测出的废气的温度小于废气的温度的基准值的情况下，进行使烃供给阀的喷射压力降低的修正。

6.根据权利要求5所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在检测出的废气的温度小于废气的温度的基准值的情况下，进行延长烃供给阀的喷射时间的修正，并且进行缩短烃的供给间隔的修正。

7.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

基于内燃机的运转状态来预先决定从外部空气向燃烧室供给的空气量的基准值，

在第2运转控制的期间中，检测从外部空气向燃烧室供给的空气量，在检测出的空气量小于空气量的基准值的情况下，进行使烃供给阀的喷射压力降低的修正。

8.根据权利要求7所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在检测出的空气量小于空气量的基准值的情况下，进行延长烃供给阀的喷射时间的修正，并且进行缩短烃的供给间隔的修正。

9.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

第2运转控制包括与第1运转控制相比使排气净化催化剂中的烃的氧化反应增大，从而使排气净化催化剂的温度上升的控制。

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