CN106121786A - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无论催化剂温度如何均能够较可靠地对NO_X进行净化的内燃机的排气净化装置。在内燃机排气通道内，从排气上游侧依次配置有NO_X吸留还原催化剂22a、NO氧化催化剂22b、NO₂还原催化剂22c以及选择还原催化剂22d。向NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比暂时性地被切换为，适合于从被吸留在NO_X吸留还原催化剂内的NO_X生成氨的过浓空燃比。通过NO_X吸留还原催化剂而生成的氨被保持在选择还原催化剂中，之后流入选择还原催化剂的NO_X通过氨而被还原。此时通过NO氧化催化剂以及NO₂还原催化剂，从而使向选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例接近于选择还原催化剂的最佳比例。

Description

内燃机的排气净化装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机的排气净化装置。

背景技术

已知一种在空气过剩的条件下进行燃烧的内燃机的排气净化装置，具备：NO_X吸留还原催化剂，其被配置在内燃机排气通道内，并且在流入废气的空燃比为过稀时对NO_X进行吸留，而在流入废气的空燃比变为过浓时释放所吸留的NO_X并将释放出的NO_X还原成N₂或氨；氧化催化剂，其被配置在NO_X吸留还原催化剂下游的内燃机排气通道内，并将流入废气中的NO的一部分氧化成NO₂；选择还原催化剂，其被配置在氧化催化剂下游的内燃机排气通道内，并对流入废气中的氨进行保持，并且在氧化环境下通过氨而选择性地对流入废气中的NO_X进行还原，将向NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比暂时性地切换为，适合于从被吸留在NO_X吸留还原催化剂内的NO_X生成氨的过浓空燃比，在所述内燃机的排气净化装置中设定为，由NO_X吸留还原催化剂所生成的氨被保持在选择还原催化剂中，在向NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比被恢复至过稀状态时向选择还原催化剂流入的流入废气中的NO_X通过氨而被还原或净化(例如参照专利文献1)。

如果将废气中所包含的NO的量QNO相对于废气中所包含的NO的量QNO(mol)以及NO₂的量QNO₂(mol)的总和的比例称作NO比例(＝QNO/(QNO+QNO₂))，则可知在选择还原催化剂中，向选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例为0.5时、即向选择还原催化剂流入的流入废气中的NO量以及NO₂量相等时，NO_X净化率变得最高，而随着NO比例从0.5的最佳比例而变小或变大，NO_X净化率将变小。在专利文献1中，虽然从NO_X吸留还原催化剂流出的流出废气的NO比例非常高，但是通过氧化催化剂而使NO比例降低，从而接近选择还原催化剂的最佳比例。因此，通过设置氧化催化剂，从而提高了选择还原催化剂的NO_X净化率。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2009-540189号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在后文中会详细叙述，本申请发明人已经明确了当NO_X吸留还原催化剂的温度非常高时，从NO_X吸留还原催化剂流出的流出废气的NO比例将变低。因此，如果在NO_X吸留还原催化剂的温度非常高时由于氧化催化剂废气而使NO比例进一步降低，则有可能使向选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例过度地降低。即，在催化剂温度较高时向选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例有可能远离选择还原催化剂的最佳比例，从而选择还原催化剂的NO_X净化率有可能变低。

用于解决课题的方法

根据本发明提供一种内燃机的排气净化装置，其为在空气过剩的条件下进行燃烧的内燃机的排气净化装置，且具备：NO_X吸留还原催化剂，其被配置在内燃机排气通道内，并被构成为，在向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比为过稀时对NO_X进行吸留，而在向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比变为过浓时释放所吸留的NO_X并将释释放的NO_X还原成N₂或氨；NO氧化催化剂，其被配置在所述NO_X吸留还原催化剂下游的内燃机排气通道内，且被构成为，将向所述NO氧化催化剂流入的流入废气中的NO的一部分氧化成NO₂；NO₂还原催化剂，其被配置在所述NO氧化催化剂下游的内燃机排气通道内，且被构成为，在氧化环境下将向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气中的NO₂的一部分还原成NO；选择还原催化剂，其被配置在所述NO₂还原催化剂下游的内燃机排气通道内，且被构成为，对向所述选择还原催化剂流入的流入废气中的氨进行保持，并且在氧化环境下通过所述氨而选择性地对向所述选择还原催化剂流入的流入废气中的NO_X进行还原；控制器，其将向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比暂时性地切换为，适合于从被吸留在所述NO_X吸留还原催化剂内的NO_X生成氨的过浓空燃比，在所述内燃机的排气净化装置中设定为，由所述NO_X吸留还原催化剂所生成的氨被保持在所述选择还原催化剂中，在向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比被恢复至过稀状态之后，向所述选择还原催化剂流入的流入废气中的NO_X通过所述氨而被还原。

发明效果

无论催化剂温度如何均能够较为可靠地对NO_X进行净化。

附图说明

图1为内燃机的整体图。

图2A为NO_X吸留还原催化剂的催化剂载体的表面部分的剖视图。

图2B为NO_X吸留还原催化剂的催化剂载体的表面部分的剖视图。

图3为表示向NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比AFE与NO_X吸留还原催化剂的NH₃生成率RGAMN之间的关系的图。

图4为对吸留还原处理进行说明的时序图。

图5为表示每单位时间被吸留至NO_X吸留还原催化剂的NO_X量qNOX的映射图。

图6为表示实施吸留还原处理时的NO_X吸留还原催化剂的NO_X净化率RPNOXa与催化剂温度TC之间的关系的线图。

图7为表示催化剂温度TC、向NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比AFE以及选择还原催化剂的氨保持量QNH3的变化的时序图。

图8为表示选择还原催化剂的NO_X净化率PRNOXd与向选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例RNO之间的关系的图。

图9为表示NO比例等与催化剂温度TC之间的关系的图。

图10为表示NO比例等与排气通道内的位置之间的关系的图。

图11为表示NO_X还原控制程序的流程图。

图12为表示吸留还原处理程序的流程图。

图13为表示排气后处理装置的其他的实施例的图。

具体实施方式

图1图示了将本发明应用于压燃点火式内燃机中的情况。在未图示的另外的实施例中，本发明被应用于火花点火式内燃机中。

参照图1，1表示内燃机主体、2表示各个气缸的燃烧室、3表示用于向燃烧室2内分别喷射燃料的电磁控制式燃料喷射阀、4表示进气歧管、5表示排气歧管。进气歧管4经由进气导管6而与排气涡轮增压器7的压缩机7c的出口连结，且压缩机7c的入口经由进气导入管8而与空气流量计9以及空气滤清器10连接。在进气导管6内配置有电控式节气门11，而且进气导管6周围还配置有用于对进气导管6内流动的吸入空气进行冷却的冷却装置12。另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气汽轮机7t的入口连结，且排气汽轮机7t的出口与排气后处理装置20连结。

各燃料喷射阀3经由燃料供给管13而与共轨14连结，该共轨14经由电控式的喷出量可变的燃料泵15而与燃料罐16连结。燃料罐16内的燃料通过燃料泵15而被供给到共轨14内，被供给到共轨14内的燃料经由各燃料供给管13而被供给到燃料喷射阀3。另外，共轨14中安装有对共轨14内的燃料压力进行检测的燃料压传感器(未图示)，燃料泵15的燃料喷出量以基于来自燃料压传感器的信号而使共轨14内的燃料压与目标压一致的方式而被进行控制。

排气歧管5与进气歧管4经由废气再循环(以下称为EGR)通道17而被相互连结，并且在EGR通道17内配置有电控式EGR控制阀18。此外，EGR通道17周围配置有用于对EGR通道17内流动的EGR气体进行冷却的冷却装置19。

排气后处理装置20具备与排气汽轮机7t的出口连结的排气管21，该排气管21与NO_X吸留还原催化剂22a的入口连结。NO_X吸留还原催化剂22a的出口经由排气管21a而与NO氧化催化剂22b的入口连结。NO氧化催化剂22b的出口经由排气管21b而与NO₂还原催化剂22c的入口连结。NO₂还原催化剂22c的出口经由排气管21c而与选择还原催化剂22d连结。选择还原催化剂22d的出口与排气管21d连接。

电控单元或控制器30由数字计算机组成，并具备通过双向总线31(bidirectionalbus)而被相互连接的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以及输出端口36。在排气管21a中安装有用于对从NO_X吸留还原催化剂22a流出的流出废气的温度进行检测的温度传感器23。从NO_X吸留还原催化剂22a流出的流出废气的温度表示NO_X吸留还原催化剂22a的温度。空气流量计9以及温度传感器23的输出电压经由各自所对应的AD转换器37而被输入到输入端口35。此外，在加速踏板39上连接有以与加速踏板39的踩踏量成比例的方式输出电压的负载传感器40，负载传感器40的输出电压通过相对应的AD转换器37而被输入到输入端口35。而且，例如在曲轴每旋转30度时产生输出脉冲的曲轴转角传感器41与输入端口35连接。CPU34基于来自曲轴转角传感器41的输出脉冲而对内燃机转速进行计算。而且，表示点火开关42被设为开启或关闭的输出脉冲与输入端口35连接。点火开关42由车辆操作者操作。另一方面，输出端36经由对应的驱动电路38而分别与燃料喷射阀3、节气门11的驱动装置、燃料泵15以及EGR控制阀18连接。

NO_X吸留还原催化剂22a呈蜂窝状结构，并具备由薄壁的基材而被相互分离的多个废气流通通道。NO_X吸留还原催化剂22a的基材中例如负载有由氧化铝组成的催化剂载体55，图2A以及图2B以图解的方式而图示了该催化剂载体的表面部分的截面。如图2A以及图2B所示，在催化剂载体55的表面上分散并负载有贵金属催化剂56，而且在催化剂载体55的表面上还形成有碱性层57。

在基于本发明的实施例中，作为贵金属催化剂56可使用选自铂Pt、铑Rh以及钯Pd中的至少一种，作为构成碱性层57的成分例如可使用选自钾K、钠Na及铯Cs这种碱金属、钡Ba及钙Ca这种碱土类、镧系元素这种稀土类以及银Ag、铜Cu、铁Fe及铱Ir这种能够向NO_X提供电子的金属中的至少一种。

将被供给到进气通道、燃烧室2及排气通道内的与某位置相比靠上游的排气通道内的空气及燃料之比称作“该位置处的废气的空燃比”，并且当作为包含吸收及附着的双重含义的用语而使用“吸留”这一用语时，碱性层57实施NO_X的吸留释放作用，即，当流入的废气的空燃比为过稀时对NO_X进行吸留，而当流入的废气中的氧浓度降低时释放所吸留的NO_X。

即，对作为贵金属催化剂56而使用铂Pt并且作为构成碱性层57的成分而使用钡Ba的情况的示例进行说明，当流入废气的空燃比为过稀时、即流入废气中的氧浓度较高时，流入废气中所包含的NO如图2A所示在铂56上被氧化而成为NO₂。如此生成的NO₂以及流入废气中的NO₂接着通过由铂56提供电子而成为NO₂ ^-。该NO₂ ^-接着以硝酸根离子NO₃ ^-的形态扩散至碱性层57内而成为硝酸盐。如此NO_X以硝酸盐的形态被吸收到碱性层57内。另外，还存在NO以及NO₂通过吸附而被暂时性地保持在碱性层57中的情况。

另一方面，当NO_X以硝酸盐的形态被碱性层57吸收时流入废气的空燃比被设为过浓时，由于流入废气中的氧浓度降低而使反应逆向(NO₃ ^-→NO₂)进行，进而如图2B所示，碱性层57内的硝酸根离子NO₃ ^-以NO₂的形态从碱性层57被释放。接着，被释放的NO₂通过流入废气中所包含的还原剂例如HC、CO、H₂而被还原。

此时，从碱性层57而被释放的NO_X根据向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比的过浓程度而被还原成氮N₂或氨NH₃。图3图示了向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE与NO_X吸留还原催化剂22a的NH₃生成率RGAMN之间的关系。NO_X吸留还原催化剂22a的NH₃生成率RGAMN被定义为，由从碱性层57被释放的NO_X而生成的NH₃的量QAMN(mol)相对于从碱性层57被释放的NO_X的量QNOXR(mol)的比例(RGAMN＝QAMN/QNOXR)。另外，在图3中，AFS表示理论空燃比(＝14.6)。如图3所示，随着流入废气的空燃比AFE变小、即随着流入废气的空燃比AFE的过浓程度变大，NH₃生成率RGAMN升高。

即，当向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被设为过浓程度比较小的过浓空燃比AFRN时，NH₃生成率RGAMN变低，因此从碱性层57被释放的NO_X几乎全部被还原成N₂。故此，过浓空燃比AFRN可以说是适合于将被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X还原成N₂的过浓空燃比。该过浓空燃比AFRN例如为13.0左右。与此相对，当向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被设为过浓程度比较大的过浓空燃比AFRA时，NH₃生成率RGAMN将变高，因此从碱性层57被释放的NO_X几乎全部被还原成NH₃。故此，过浓空燃比AFRA可以说是适合于由被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X生成氨的过浓空燃比。该过浓空燃比AFRA例如为12.0左右。如此，NO_X吸留还原催化剂22a被构成为，当流入废气的空燃比为过稀时对NO_X进行吸留，而当流入废气的空燃比变为过浓时释放所吸留的NO_X并且将释放出的NO_X还原成N₂或氨。

另一方面，NO氧化催化剂22b被构成为，将向NO氧化催化剂22b流入的流入废气中的NO的一部分氧化成NO₂。NO氧化催化剂22b也呈蜂窝状结构，并具备由薄壁的基材而被相互分离的多个废气流通通道。NO氧化催化剂22b的基材中例如负载有由氧化铝组成的催化剂载体，并在催化剂载体上负载有选自铂Pt、铑Rh及钯Pd中的至少一种贵金属催化剂。另外，NO氧化催化剂22b几乎不具备NO₂还原能力。

此外，NO₂还原催化剂22c被构成为，在氧化环境下将向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气中的NO₂的一部分还原成NO。NO₂还原催化剂22c也呈蜂窝状结构，并具备由薄壁的基材而被相互分离的多个废气流通通道。NO₂还原催化剂22c的基材中例如负载有由氧化铝组成的催化剂载体，并在催化剂载体上负载有选自钾K及锂Li中的至少一种碱性催化剂。另外，NO₂还原催化剂22c几乎不具备NO氧化能力。

选择还原催化剂22d被构成为，对向选择还原催化剂22d流入的流入废气中的氨NH₃进行保持，并且在氧化环境下通过氨而选择性地对向选择还原催化剂22d流入的流入废气中的NO_X进行还原。在这种情况下可认为氨通过吸附而被保持在选择还原催化剂22d中。选择还原催化剂22d也呈蜂窝状结构，并具备由薄壁的基材而被相互分离的多个废气流通通道。选择还原催化剂22d的基材中例如负载有由二氧化钛TiO₂组成的催化剂载体，并在催化剂载体上负载有氧化钒V₂O₅。或者，选择还原催化剂22d的基材中例如负载有由沸石组成的催化剂载体，并在催化剂载体上负载有铜Cu。

另外，在基于本发明的实施例中通常在空气过剩的条件下进行燃烧。在这种情况下，由于向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比过稀，因此此时向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气中的NO_X被吸留到NO_X吸留还原催化剂22a内。然而，当内燃机持续运转时NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留量会变多，最终而使NO_X吸留还原催化剂22a无法对NO_X进行吸留。因此，在基于本发明的实施例中，在NO_X吸留还原催化剂22a因NO_X而饱和之前，将向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比暂时性地切换为过浓，由此而使NO_X从NO_X吸留还原催化剂22a释放并还原或净化成N₂。其结果为，使NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留量减少，进而使NO_X吸留还原催化剂22a可吸留的NO_X量被恢复。

即，如图4中X所示，当NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留量QNOX超过上限量QNOXUL时，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被暂时性地切换为适合于将NO_X还原成N₂的过浓空燃比AFRN。其结果为，被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的几乎全部的NO_X被释放，进而使NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留量QNOX恢复为零。如此，流入废气的空燃比AFE向过浓的切换以隔开时间间隔的方式而被反复实施，从而可使NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留能力反复恢复。

在基于本发明的实施例中，为了使向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE成为过浓，不仅从燃料喷射阀3向燃烧室2内喷射内燃机输出用燃料，还喷射追加的燃料。该追加的燃料在虽然进行燃烧但未有助于内燃机输出的正时、即例如压缩上止点后ATDC90°的稍靠前时被喷射。在未图示的其他的实施例中，通过向NO_X吸留还原催化剂22a上游的排气通道内喷射追加的燃料(碳氢化合物)，从而可使向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE成为过浓。总之，以NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留量QNOX几乎成为零的方式而对追加的燃料的量进行设定。

此外，在基于本发明的实施例中，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE为过稀时通过累计每单位时间被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X量qNOX，从而可计算出NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留量QNOX(QNOX＝QNOX+qNOX)。每单位时间被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X量qNOX与每单位时间流入NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X的量相等，并且作为表示内燃机运转状态、例如表示内燃机负载的内燃机输出用燃料量QF以及内燃机转速Ne的函数以如图5中的映射图的形式而被预先存储于ROM32内。

如此，在下文中将如下的处理称作吸留还原处理，即，通过将向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE暂时性地切换为适合于将被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X还原成N₂的过浓空燃比AFRN，从而对NO_X进行还原的处理。

图6图示了实施吸留还原处理时的NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X净化率RPNOXa与NO_X吸留还原催化剂22a的温度即催化剂温度TC之间的关系。另外，当以QNOXain来表示在与实施流入废气的空燃比AFE向过浓切换的切换作用的时间间隔相比而较长的固定期间内流入NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X的总量(mol)，且以QNOXaout表示该固定期间内从NO_X吸留还原催化剂22a流出的NO_X的总量(mol)时，NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X净化率RPNOXa可以利用下式而被计算出。

RPNOXa＝(QNOXain-QNOXaout)/QNOXain

参照图6，在催化剂温度TC较低时NO_X净化率RPNOXa随着催化剂温度TC升高而上升。当催化剂温度TC进一步升高而达到峰值温度TCP时，NO_X净化率RPNOXa达到峰值RPNOXaP。当催化剂温度TC进一步升高时，NO_X净化率RPNOXa降低。即，NO_X净化率RPNOXa随着催化剂温度TC从峰值温度TCP降低而降低，并且随着催化剂温度TC从峰值温度TCP上升而降低。

NO_X净化率RPNOXa随着催化剂温度TC从峰值温度TCP降低而降低的主要原因为，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气中的NO随着催化剂温度TC从峰值温度TCP降低而变得难以被氧化成NO₂，并且NO_X变得较难以被吸收至碱性层57。另一方面，NO_X净化率RPNOXa随着催化剂温度TC从峰值温度TCP上升而降低的主要原因为，碱性层57内的硝酸盐的热分解随着催化剂温度TC从峰值温度TCP上升而被促进。即，当碱性层57内的硝酸盐进行热分解时，NO_X从碱性层57以NO的形态而被释放，此时向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气中几乎未包含HC、CO等，因此被释放的NO不会被还原而是从NO_X吸留还原催化剂22a流出。

进一步参照图6，在催化剂温度TC处于低温侧设定温度TCSL至高温侧设定温度TCSH的吸留还原温度范围TRSR内时，NO_X净化率RPNOXa成为被预先确定的设定NO_X净化率RPNOXaS以上。另一方面，在催化剂温度TC低于低温侧设定温度TCSL时以及高于高温侧设定温度TCSH时，NO_X净化率RPNOXa会低于设定NO_X净化率RPNOXaS。因此，即使在NO_X净化率RPNOXa较低时实施吸留还原处理，换言之即使为了将向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE切换为过浓而喷射追加的燃料，也无法将追加的燃料有效地利用于NO_X还原。

因此在基于本发明的实施例中设置为，在催化剂温度TC处于吸留还原温度范围TRSR内时实施吸留还原处理，在催化剂温度TC处于吸留还原温度范围TRSR以外时不实施吸留还原处理。其结果为，能够有效地利用燃料，并且能够较为可靠地对NO_X进行还原。另外，低温侧设定温度TCSL例如为200℃左右。另一方面，高温侧设定温度TCSH例如为350℃左右。在未图示的其他的实施例中，高温侧设定温度TCSH被设定为，高于上述的峰值温度TCP的温度。

如此，在催化剂温度TC处于吸留还原温度范围TRSR内时，通过吸留还原处理而使NO_X被还原。与此相对，在催化剂温度TC高于高温侧设定温度TCSH时，在本发明的实施例中以如下方式而使NO_X被还原。即，在催化剂温度TC超过高温侧设定温度TCSH而上升时，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被暂时性地切换为，适合于从被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X生成氨的过浓空燃比AFRA。其结果为，NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留能力被恢复，并且由被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的几乎全部的NO_X而生成氨。该氨从NO_X吸留还原催化剂22a流出，接着流入选择还原催化剂22d内并被保持于此。

之后，即在向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE恢复至过稀状态，并且NO_X吸留还原催化剂的温度高于高温侧设定温度TCSH时，从NO_X吸留还原催化剂22a流出的NO_X接着流入选择还原催化剂22d。在基于本发明的实施例中，向NO氧化催化剂22b、NO₂还原催化剂22c以及选择还原催化剂22d流入的流入废气的空燃比与向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE一致。因此，此时流入选择还原催化剂22d内的NO_X在氧化环境下通过被保持在选择还原催化剂22d中的氨而被还原。

当选择还原催化剂22d中NO_X通过氨而被还原时，被保持在选择还原催化剂22d内的氨的量将逐渐减少。只要在选择还原催化剂22d内保持有氨，则在选择还原催化剂22d中NO_X就将被还原。另外，在向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被暂时性地切换为过浓空燃比AFRA时所生成的氨的量、即被保持在选择还原催化剂22d中的氨的初始量，根据流入废气的空燃比AFE被切换为过浓空燃比AFRA时的NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留量而可变。

而且在基于本发明的实施例中，在应当停止内燃机运转的信号被发出时、即例如点火开关42被设置为关闭时，也将向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE暂时性地切换为，适合于从被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X生成氨的过浓空燃比AFRA。其结果为，NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留能力被恢复，并且从被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的几乎全部的NO_X生成氨。该氨接着流入选择还原催化剂22d内并被保持于此。接着，内燃机运转被停止。

在内燃机运转停止过程中，氨被持续保持在选择还原催化剂22d内。接着，内燃机运转被重新启动，当催化剂温度TC超过低温侧设定温度TCSL而上升时、即催化剂温度TC处于吸留还原温度范围TCSR内时，上述的吸留还原处理被启动，由此而使NO_X被还原。另一方面，在催化剂温度TC低于低温侧设定温度TCSL的区间不实施吸留还原处理。在这种情况下，穿过NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X将流入选择还原催化剂22d内。此时，只要选择还原催化剂22d处于活化状态，即可通过被保持在选择还原催化剂22d内的氨而被还原。

即，图7中X1表示内燃机运转被启动的正时。此时选择还原催化剂22d的氨保持量QNH3成为量QNH3X。当内燃机运转被启动时，催化剂温度TC逐渐上升，选择还原催化剂22d的温度也同样上升。接下来，当选择还原催化剂22d活化时，流入废气中的NO_X通过被保持在选择还原催化剂22d内的氨而被还原。因此，如图7中X2所示，选择还原催化剂22d的氨保持量QNH3开始逐渐减少。

接下来，如图7中X3所示，当催化剂温度TC超过低温侧设定温度TCSL而上升时，即催化剂温度TC处于吸留还原温度范围TRSR内时，吸留还原处理被启动。即，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE将隔开时间间隔而反复被暂时性地切换为过浓空燃比AFRN。只要催化剂温度TC处于吸留还原温度范围TRSR内，就将实施吸留还原处理。

接下来，如X4所示，当催化剂温度TC超过高温侧设定温度TCSH而上升时，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被暂时性地切换为过浓空燃比AFRA。其结果为，选择还原催化剂22d的氨保持量QNH3被增大至初始量QNH3Y。只要催化剂温度TC处于吸留还原温度范围TRSR外，则吸留还原处理将会被停止，因此向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被维持在过稀状态。在这种情况下，NO_X将到达选择还原催化剂22d，并通过保持在选择还原催化剂22d内的氨而被还原。其结果为，选择还原催化剂22d的氨保持量QNH3逐渐减少。

接下来，如图7中X5所示，当催化剂温度TC超过高温侧设定温度TCSH而降低时、即催化剂温度TC恢复至吸留还原温度范围TRSR内时，吸留还原处理被重新启动。另外，在图7所示的示例中，如X3、X5所示，在吸留还原处理被启动的时刻在选择还原催化剂22d内残留有氨，该残留氨被用于对吸留还原处理时从NO_X吸留还原催化剂22a流出的NO_X进行还原。其结果为，选择还原催化剂22d的氨保持量QNH3逐渐减少至零。此外，由图3可知，即使在吸留还原处理时向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被暂时性地切换为过浓空燃比AFRN时，在NO_X吸留还原催化剂22a中仍能够生成少量的氨。该氨接着流入选择还原催化剂22d内并被保持于此。之后，该氨被用于对穿过NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X进行还原。如此，在本发明的实施例中，能够在较宽的催化剂温度TC范围内可靠地对NO_X进行还原。

如上所述，在催化剂温度TC高于高温侧设定温度TCSH时，NO_X通过被保持在选择还原催化剂22d内的氨而被还原。然而，当将废气中所包含的NO的量QNO相对于废气中所包含的NO的量QNO(mol)以及NO₂的量QNO₂(mol)的总和的比例称作NO比例(＝QNO/(QNO+QNO₂))时，选择还原催化剂22d的NO_X净化率根据向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例而改变。即，如图8所示，在向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例RNO为0.5的最佳比例时、即流入选择还原催化剂22d的NO的量以及NO₂的量几乎相等时，选择还原催化剂22d的NO_X净化率RPNOXd为最高。此外，随着NO比例RNO远离选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)、即随着NO比例RNO从选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)起而减小或增大，从而选择还原催化剂22d的NO_X净化率RPNOXd将降低。换言之，随着NO比例RNO相对于选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)的偏差的绝对值、即NO比例偏差(＝|RNO-0.5|)变小，从而选择还原催化剂22d的NO_X净化率RPNOXd升高。这是已知的Fast反应。因此，为了在选择还原催化剂22d中对NO_X进行良好地净化，而使向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例RNO接近选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)，即需要缩小NO比例偏差。

然而，通常情况下，从内燃机主体1排出的废气、即向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气中包含的NO多于NO₂，因此向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的NO比例RNO比较高。此外，参照图6，如上所述在催化剂温度TC为峰值温度TCP、尤其是高于高温侧设定温度TCSH时，NO_X吸留还原催化剂22a内的硝酸盐的热分解将被促进。在这种情况下，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气中的NO₂的一部分被暂时性地吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内而成为硝酸盐，该硝酸盐被热分解并使NO被释放。因此，可视为在催化剂温度TC较高时，流入废气中的NO₂通过NO_X吸留还原催化剂22a而被转换为NO。因此，从NO_X吸留还原催化剂22a流出的流出废气的NO比例与向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的NO比例相比而更高，并且会随着催化剂温度TC升高而升高。即，从NO_X吸留还原催化剂22a流出的流出废气的NO比例偏差与向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的NO比例偏差相比而更大，并且会随着催化剂温度TC升高而变大。因此，即使从NO_X吸留还原催化剂22a流出的流出废气以原本的状态被送入选择还原催化剂22d中，也有可能无法在选择还原催化剂22d中良好地对NO_X进行净化。

因此在基于本发明的实施例中设置为，在NO_X吸留还原催化剂22a的下游处配置NO氧化催化剂22b，并将向NO氧化催化剂22b流入的流入废气中的NO的一部分氧化为NO₂，由此，使从NO氧化催化剂22b流出的流出废气的NO比例RNO降低，而使其接近选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)。

然而，本申请发明人进行认真研究，结果明确了出如下情况。即，在催化剂温度TC超过高温侧设定温度TCSH而进一步上升的过程中，在催化剂温度TC刚刚超过高温侧设定温度TCSH的催化剂温度TC较低之时，如上所述，从NO_X吸留还原催化剂22a流出的流出废气的NO比例RNO、即向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例RNO，随着催化剂温度TC升高而升高。然而，当催化剂温度TC进一步升高时，向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例RNO随着催化剂温度TC升高而降低。这是因为，当催化剂温度TC变得非常高时，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气中的NO₂变得很难被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内，因此通过NO_X吸留还原催化剂22a而由NO₂被转换的NO的量变少。此外，通常情况下，当催化剂温度TC升高时NO氧化催化剂22b的NO氧化能力升高，因此当催化剂温度TC变得非常高时在NO氧化催化剂22b中被氧化为NO₂的NO的量变多。在这样的情况下，有可能在通过NO氧化催化剂22b而使废气的NO比例RNO降低时，从NO氧化催化剂22b流出的流出废气的NO比例RNO超过选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)而降低，由此而远离最佳比例(0.5)。

因此，在基于本发明的实施例中设置为，在NO氧化催化剂22b的下游处配置NO₂还原催化剂22c，且通过NO₂还原催化剂22c将向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气中的NO₂的一部分还原为NO，由此，防止从NO₂还原催化剂22c流出的流出废气、即向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例RNO过度降低，而使其接近选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)。参照图9对其进行进一步说明。

图9中图示了向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例RNObi以及NO比例偏差DRNObi、向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气的NO比例RNOci以及NO比例偏差DRNOci、和向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例RNOdi以及NO比例偏差DRNOdi与催化剂温度TC之间的关系。

如图9所示，从NO_X吸留还原催化剂22a流出的流出废气的NO比例、即向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例RNObi，在催化剂温度TC刚刚超过高温侧设定温度TCSH后，随着催化剂温度TC升高而上升，而当催化剂温度TC进一步升高时，随着催化剂温度TC升高而降低。此外，NO比例RNObi大于被预先确定的阈值NO比例RNOTH，NO比例偏差DRNObi大于被预先确定的阈值偏差DRNOTH(＝|RNOTH-0.5|)。

从NO_X吸留还原催化剂22a流出的废气接着流入NO氧化催化剂22b内。在基于本发明的实施例中，表示NO氧化催化剂22b的NO氧化能力的NO氧化率RONO如图9所示，随着催化剂温度TC升高而升高，并且在催化剂温度TC高于高温侧设定温度TCSH时，变得高于被预先确定的设定NO氧化率RONOS。另外，当以QNObin(mol)表示向NO氧化催化剂22b流入的流入废气中的NO的量，且以QNObout(mol)表示从NO氧化催化剂22b流出的流出废气中的NO的量时，则NO氧化催化剂22b的NO氧化率RONO可以利用下式而被计算出。

RONO＝(QNObin-QNObout)/QNObin

其结果为，如图9所示，从NO氧化催化剂22b流出的流出废气的NO比例、即向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气的NO比例RNOci低于向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例RNObi，且向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气的NO比例偏差DRNOci小于向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例偏差DRNObi。具体而言，在催化剂温度TC刚刚超过高温侧设定温度TCSH之后而处于比较低时，NO比例RNOci接近于选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)，且NO比例偏差DRNOci小于阈值偏差DRNOTH。然而，当催化剂温度TC进一步升高时，NO比例RNOci将越过选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)而降低。尤其是，当催化剂温度TC高于阈值温度TCTH时，NO比例RNOci将越过阈值NO比例RNOTH而降低，且NO比例偏差DRNOci越过阈值偏差DRNOTH而增大。该阈值温度TCTH例如为400℃。

从NO氧化催化剂22b流出的废气接着流入NO₂还原催化剂22c内。在基于本发明的实施例中，表示NO₂还原催化剂22c的NO₂还原性能的NO₂还原率RRNO2如图9所示，在催化剂温度TC比较低时几乎被维持为零，当催化剂温度TC接近阈值温度TCTH时，随着催化剂温度TC升高而升高，当催化剂温度TC高于阈值温度TCTH时，则高于被预先确定的设定NO₂还原率RRNO2S。另外，在以QNO2cin(mol)表示向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气中的NO₂的量、且以QNO2cout(mol)表示从NO₂还原催化剂22c流出的流出废气中的NO₂的量时，NO₂还原催化剂22c的NO₂还原率RRNO2可利用下式而被计算出。

RRNO₂＝(QNO₂cin-QNO₂cout)/QNO₂cin

其结果为，如图9所示，从NO₂还原催化剂22c流出的流出废气的NO比例、即向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例RNOdi，与向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气的NO比例RNOci相比而被维持在接近选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)。具体而言，在催化剂温度TC刚刚超过高温侧设定温度TCSH而处于比较低的温度时，NO比例RNOdi与NO比例RNOci几乎相等，并被维持在选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)的附近。此外，此时的NO比例偏差DRNOdi与NO比例偏差DRNOci几乎相等，并被维持为小于阈值偏差DRNOTH。此外，即使催化剂温度TC变为高于阈值温度TCTH，NO比例RNOdi也不会变为小于阈值NO比例RNOTH，并且NO比例偏差DRNOdi被维持为小于NO比例偏差DRNOci且被维持为小于阈值偏差DRNOTH。即，无论催化剂温度TC如何，NO比例RNOdi均被维持在选择还原催化剂22d的最佳比例(0.5)的附近，且NO比例偏差DRNOdi被维持为较小。因此，在选择还原催化剂22d中能够较好地对NO_X进行净化。

另外，在图9中NO氧化催化剂22b的NO氧化率RONO以及NO₂还原催化剂22c的NO₂还原率RRNO2分别作为催化剂温度TC的函数而被表示。如上所述，由于催化剂温度TC为NO_X吸留还原催化剂22a的温度或从NO_X吸留还原催化剂22a流出的流出废气的温度，因此NO氧化催化剂22b的温度以及NO₂还原催化剂22c的温度未必一致。因此，例如，若将使NO₂还原催化剂22c的NO₂还原率RRNO2高于上述的设定NO₂还原率RRNO2S所需的NO₂还原催化剂22c的温度考虑为NO₂还原催化剂22c的活性温度，则NO₂还原催化剂22c的活性温度并非阈值温度TCTH，而是NO_X吸留还原催化剂22a的温度TC为阈值温度TCTH时所获得的NO₂还原催化剂22c的温度。同样地，NO氧化催化剂22b的活性温度为，NO_X吸留还原催化剂22a的温度TC为高温侧设定温度TCSH时所获得的NO氧化催化剂22b的温度。

图9所示的TRL表示从高温侧设定温度TCSH起至阈值温度TCTH为止的低温度范围，TRH表示从阈值温度TCTH起至NO_X吸留还原催化剂22a可取得的温度为止的高温度范围。在图9所示的示例中，在低温度范围TRL中，以使NO氧化催化剂22b的NO氧化率RONO升高的方式对NO氧化催化剂22b的NO氧化能力进行设定，并以使NO₂还原催化剂22c的NO₂还原率RRNO2降低的方式对NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力进行设定。其结果为，在低温度范围TRL内，向NO₂的还原被抑制并且NO的氧化被促进，因此向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例偏差DRNOdi被缩小。另一方面，在高温度范围TRH内，以使NO₂还原催化剂22c的NO₂还原率RRNO2升高的方式对NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力进行设定。其结果为，在高温度范围TRH中，向NO₂的还原被促进，因此向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例偏差DRNOdi被缩小。另外，NO氧化催化剂22b的NO氧化能力的设定以及NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力的设定例如通过选择催化剂成分的种类、单位体积的载体或被负载在基材上的催化剂成分的量、以及催化剂成分或载体的表面积中选择至少一种而被实施。

在图10中图示了由L表示在催化剂温度TC处于低温度范围TRL内时的废气的NO比例RNO以及NO比例偏差DRNO的一个示例，并且图示了由H表示在催化剂温度TC处于高温度范围TRH内时的废气的NO比例RNO以及NO比例偏差DRNO的一个示例。

在图10中所示的示例中，在催化剂温度TC处于低温度范围TRL内时的NO比例RNO通过NO_X吸留还原催化剂22a而上升并成为RNObi，且通过NO氧化催化剂22b而降低并成为RNOci，并且通过NO₂还原催化剂22c而被维持并成为RNOdi。因此，在催化剂温度TC处于低温度范围TRL内时的NO比例偏差DRNO通过NO_X吸留还原催化剂22a而增大并成为DRNObi，并通过NO氧化催化剂22b而减少并成为DRNOci，且通过NO₂还原催化剂22c而被维持并成为DRNOdi。

另一方面，在催化剂温度TC处于高温度范围TRH内时的NO比例RNO通过NO_X吸留还原催化剂22a而上升并成为RNObi，并通过NO氧化催化剂22b而降低并成为RNOci，且通过NO₂还原催化剂22c而上升并成为RNOdi。因此，在催化剂温度TC处于高温度范围TRH内时的NO比例偏差DRNO通过NO_X吸留还原催化剂22a而增长并成为DRNObi，且通过NO氧化催化剂22b而减少并成为DRNOci，且通过NO₂还原催化剂22c而减少并成为DRNOdi。另外，也存在NO比例偏差DRNO通过NO氧化催化剂22b而被维持或被增大的情况。

如此，在催化剂温度TC处于低温度范围TRL内以及高温度范围TRH内时，向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例偏差DRNOdi通过NO氧化催化剂22b以及NO₂还原催化剂22c而成为向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例偏差DRNObi以下。此外，在催化剂温度TC处于低温度范围TRL内以及高温度范围TRH内时，向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例偏差DRNOdi通过NO₂还原催化剂22c而成为向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气的NO比例偏差DRNOci以下。

因此，总体而言，以向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例偏差DRNOdi成为向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例偏差DRNObi以下的方式，而分别对NO氧化催化剂22b的NO氧化能力以及NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力进行设定。或者，以向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例偏差DRNOdi成为向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气的NO比例偏差DRNOci以下的方式，对NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力进行设定。

而且，在催化剂温度TC超过被预先确定的设定温度而上升时将向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE暂时性地切换为，适合于从被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X生成氨的过浓空燃比AFRA，从而在催化剂温度TC高于设定温度时使向选择还原催化剂22d流入的流入废气中的NO_X通过氨而被还原。在此基础上，以催化剂温度TC高于设定温度时向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例偏差DRNOdi成为向NO氧化催化剂22b流入的流入废气的NO比例偏差DRNObi以下的方式，而分别对NO氧化催化剂22b的NO氧化能力以及NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力进行设定。或者，以催化剂温度TC高于设定温度时向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例偏差DRNOdi成为向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气的NO比例偏差DRNOci以下的方式，对NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力进行设定。

而且，在向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE暂时性地被切换为适合于从被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X生成氨的过浓空燃比AFRA之后，直至催化剂温度TC降低至低于设定温度为止，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被维持为过稀状态。另一方面，在催化剂温度TC低于设定温度时，向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE暂时性地被切换为，适合于从被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X还原为N₂的过浓空燃比AFRN。

上述的设定温度被设定为NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X净化率RPNOXa达到峰值RPNOXa的温度、即高于峰值温度TCP的温度。在已进行说明的基于本发明的实施例中，设定温度被设定为高温侧设定温度TCSH。

而且，以向NO₂还原催化剂22c流入的流入废气的NO比例RNOci与被预先确定的阈值NO比例RNOTH相比而处于较低的温度范围内，即在催化剂温度TC处于高温度范围TRH内时NO₂还原催化剂22c的NO₂还原率RRNO2高于被预先确定的设定NO₂还原率RRNO2S的方式，对NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力进行设定。

另外，若将NO氧化催化剂22b的NO氧化能力设定为较低，则也许能够阻止催化剂温度TC处于高温度范围TRH内时向选择还原催化剂22d流入的流入废气的NO比例RNOdi越过阈值NO比例RNOTH而降低的情况。然而，当将NO氧化催化剂22b的NO氧化能力设定为较低时，有可能在催化剂温度TC处于低温度范围TRL内时无法将废气中的NO充分地氧化为NO₂。在基于本发明的实施例中，以在低温度范围TRL内使NO可靠地被氧化为NO₂并且在高温度范围TRH内使NO₂可靠地被还原为NO的方式，对NO氧化催化剂22b的NO氧化能力以及NO₂还原催化剂22c的NO₂还原能力进行设定。

图11图示了执行基于本发明的实施例的NO_X还原控制的程序。该程序以每隔固定时间的中断而被实施。

参照图11，在步骤100中对催化剂温度TC是否在吸留还原温度范围TRSR内进行判断。当催化剂温度TC处于吸留还原温度范围TRSR内时(TCSL≤TC≤TCSH)，接着进入步骤101，并执行吸留还原处理程序。该吸留还原处理程序被示于图12中。

参照表示吸留还原处理程序的图12时，在步骤200中利用图5的映射图而对每单位时间被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a中的NO_X量qNOX进行计算。在后续的步骤201中对NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X吸留量QNOX进行更新(QNOX＝QNOX+qNOX)。在后续的步骤202中对NO_X吸留量QNOX是否多于上限量QNOXUL进行判断。当QNOX≤QNOXUL时结束处理循环。当QNOX＞QNOXUL时从步骤202进入步骤203，并使向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE暂时性地被切换为，适合于将NO_X还原为N₂的过浓空燃比AFRN。在后续的步骤204中NO_X吸留量QNOX被恢复为零。

再次参照图11时，当催化剂温度TC未处于吸留还原温度范围TRSR内时(TC＜TCSL，TCSH＜TC)，从步骤100进入步骤102，并对催化剂温度TC是否越过高温侧设定温度TCSH而上升进行判断。当催化剂温度TC未越过高温侧设定温度TCSH而上升时、即催化剂温度TC被维持在低于高温侧设定温度TCSH或高于高温侧设定温度TCSH时结束处理循环。当催化剂温度TC越过高温侧设定温度TCSH而上升时接着进入步骤103，并使向NO_X吸留还原催化剂22a流入的流入废气的空燃比AFE被暂时性地切换为，适合于从被吸留在NO_X吸留还原催化剂22a内的NO_X生成氨的过浓空燃比AFRA。在后续的步骤104中，NO_X吸留还原催化剂22a的NO_X贮藏量QNOX被恢复为零。

在以上所说明的基于本发明的实施例中，NO氧化催化剂22b以及NO₂还原催化剂22c被负载在相互不同的基材上。与此相对，在图13所示的其他实施例中，NO氧化催化剂22b以及NO₂还原催化剂22c被负载在互为共同的基材上，并被收纳在共同的箱体内。此外，在未图示的其他实施例中，在对废气中的粒状物质进行捕集的颗粒过滤器上负载有NO_X吸留还原催化剂22a。

符号说明

1 内燃机主体；

21，21a，21b，21c，21d 排气管；

22a NO_X吸留还原催化剂；

22b NO氧化催化剂；

22c NO₂还原催化剂；

22d 选择还原催化剂。

Claims (13)

1.一种内燃机的排气净化装置，其为在空气过剩的条件下进行燃烧的内燃机的排气净化装置，且具备：

NO_X吸留还原催化剂，其被配置在内燃机排气通道内，且被构成为，在向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比为过稀时对NO_X进行吸留，而在向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比变为过浓时释放所吸留的NO_X并将释放出的NO_X还原成N₂或氨；

NO氧化催化剂，其被配置在所述NO_X吸留还原催化剂下游的内燃机排气通道内，且被构成为，将向所述NO氧化催化剂流入的流入废气中的NO的一部分氧化成NO₂；

NO₂还原催化剂，其被配置在所述NO氧化催化剂下游的内燃机排气通道内，且被构成为，在氧化环境下将向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气中的NO₂的一部分还原成NO；

选择还原催化剂，其被配置在所述NO₂还原催化剂下游的内燃机排气通道内，且被构成为，对向所述选择还原催化剂流入的流入废气中的氨进行保持，并且在氧化环境下通过所述氨而选择性地对向所述选择还原催化剂流入的流入废气中的NO_X进行还原；

控制器，其将向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比暂时性地切换为，适合于从被吸留在所述NO_X吸留还原催化剂内的NO_X生成氨的过浓空燃比，

在所述内燃机的排气净化装置中设定为，

由所述NO_X吸留还原催化剂所生成的氨被保持在所述选择还原催化剂中，在向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比被恢复至过稀状态之后，向所述选择还原催化剂流入的流入废气中的NO_X通过所述氨而被还原。

2.如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

以使向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差成为向所述NO氧化催化剂流入的流入废气的NO比例偏差以下的方式，对所述NO氧化催化剂的NO氧化能力以及所述NO₂还原催化剂的NO₂还原能力分别进行设定，向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差为，向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例相对于所述选择还原催化剂的最佳比例的偏差的绝对值，向所述NO氧化催化剂流入的流入废气的NO比例偏差为，向所述NO氧化催化剂流入的流入废气的NO比例相对于所述最佳比例的偏差的绝对值。

3.如权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，其中，

以使向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差成为向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差以下的方式，对所述NO₂还原催化剂的NO₂还原能力进行设定，向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差为，向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例相对于所述选择还原催化剂的最佳比例的偏差的绝对值，向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差为，向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气的NO比例相对于所述最佳比例的偏差的绝对值。

4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，

所述控制器被构成为，在所述NO_X吸留还原催化剂的温度上升且超过被预先确定的设定温度时，将向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比暂时性地切换为，适合于从被吸留在所述NO_X吸留还原催化剂内的NO_X生成氨的过浓空燃比，在所述NO_X吸留还原催化剂的温度与所述设定温度相比而较高时，向所述选择还原催化剂流入的流入废气中的NO_X通过所述氨而被还原。

5.如权利要求4所述的内燃机的排气净化装置，其中，

以使所述NO_X吸留还原催化剂的温度与所述设定温度相比而较高时向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差成为向所述NO氧化催化剂流入的流入废气的NO比例偏差以下的方式，对所述NO氧化催化剂的NO氧化能力以及所述NO₂还原催化剂的NO₂还原能力分别进行设定，向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差为，向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例相对于所述选择还原催化剂的最佳比例的偏差的绝对值，向所述NO氧化催化剂流入的流入废气的NO比例偏差为，向所述NO氧化催化剂流入的流入废气的NO比例相对于所述最佳比例的偏差的绝对值。

6.如权利要求4或5所述的内燃机的排气净化装置，其中，

以使所述NO_X吸留还原催化剂的温度与所述设定温度相比而较高时向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差成为向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差以下的方式，对所述NO₂还原催化剂的NO₂还原能力进行设定，向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差为，向所述选择还原催化剂流入的流入废气的NO比例相对于所述选择还原催化剂的最佳比例的偏差的绝对值，向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气的NO比例偏差为，向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气的NO比例相对于所述最佳比例的偏差的绝对值。

7.如权利要求4至6中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，

所述控制器被构成为，在将向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比暂时性地切换为，适合于从被吸留在所述NO_X吸留还原催化剂内的NO_X生成氨的过浓空燃比之后，将向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比维持为过稀状态，直至所述NO_X吸留还原催化剂的温度降低至低于所述设定温度为止。

8.如权利要求4至7中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，

所述控制器被构成为，当所述NO_X吸留还原催化剂的温度低于所述设定温度时，将向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比暂时性地切换为，适合于将被吸留在所述NO_X吸留还原催化剂内的NO_X还原成N₂的过浓空燃比。

9.如权利要求4至8中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，

向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比被暂时性地切换为适合于将被吸留在所述NO_X吸留还原催化剂内的NO_X还原成N₂的过浓空燃比时的所述NO_X吸留还原催化剂的NO_X净化率，随着所述NO_X吸留还原催化剂的温度升高而上升，并在随后达到了峰值之后变为降低，所述设定温度被设定为，与所述NO_X吸留还原催化剂的NO_X净化率达到所述峰值的温度相比而较高的温度。

10.如权利要求1至9中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在向所述NO₂还原催化剂流入的流入废气的NO比例低于被预先确定的阈值NO比例的温度区域中，以使所述NO₂还原催化剂的NO₂还原率与被预先确定的设定NO₂还原率相比而较高的方式，对所述NO₂还原催化剂的NO₂还原能力进行设定。

11.如权利要求1至10中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，

所述NO₂还原催化剂包含钾或锂。

12.如权利要求1至11中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其中，

所述NO氧化催化剂以及所述NO₂还原催化剂被负载在相互共通的基材上。

13.如权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在催化剂温度处于吸留还原温度范围内时实施吸留还原处理，在催化剂温度处于吸留还原温度范围以外时不实施吸留还原处理，其中，所述吸留还原温度范围为，在所述催化剂温度处于低温侧设定温度至高温侧设定温度时，所述NO_X净化率成为被预先确定的设定NO_X净化率以上的范围，所述吸留还原处理为，通过将向所述NO_X吸留还原催化剂流入的流入废气的空燃比暂时性地切换为适合于将被吸留在所述NO_X吸留还原催化剂内的NO_X还原成N₂的过浓空燃比，从而对NO_X进行还原的处理。