内燃机的排气净化装置转让专利
申请号 : CN200680002710.1
文献号 : CN100582454C
文献日 : 2010-01-20
发明人 : 利冈俊祐 , 浅沼孝充 , 大桥伸基 , 塚本佳久
申请人 : 丰田自动车株式会社
摘要 :
本发明提供的内燃机的排气净化装置，其具备一种具有氧化HC的能力、同时还具有存储HC以及将该存储的HC释放的能力，并且存在将所存储的HC释放的量比氧化HC的量多的特定条件的HC催化剂(14)，该装置为了特定的目的而执行向HC催化剂供应HC的HC供应控制。当执行了HC供应控制时，在上述特定条件成立的情况下，减少利用该HC供应控制供应到HC催化剂的HC量，或者停止该HC供应控制。
权利要求 :
1、一种内燃机的排气净化装置，具备一种HC催化剂，所述HC 催化剂具有氧化HC的能力、同时还具有存储HC以及将该存储的HC 释放的能力，且存在释放所存储的HC的量比氧化HC的量多的特定条 件；并且为了特定的目的而执行向该HC催化剂供应HC的HC供应控 制；其中，上述特定条件为，HC催化剂存储的总HC量比预定量多， 并且HC催化剂的温度上升率、吸入到内燃机的空气量的增加率、供 应到内燃机燃烧室的燃料量的增加率以及油门踏板踏下量的增加率 中的至少一个，比预定值大，上述特定目的是使上述HC催化剂的温 度上升；所述内燃机的排气净化装置，其特征在于，当执行了上述HC供应控制时，在上述特定条件成立的情况下， 减少通过该HC供应控制供应到HC催化剂的HC量，或者停止该HC供 应控制。
2、一种内燃机的排气净化装置，具备一种HC催化剂，所述HC 催化剂具有氧化HC的能力，且存在HC停留时间比氧化HC所需时间 短的特定条件；并且为了特定的目的而执行向该HC催化剂供应HC的 HC供应控制；其中，上述特定条件为，HC催化剂存储的总HC量比预 定量多，并且经过HC催化剂的废气量以及其增加率、吸入到内燃机 燃烧室的空气量以及其增加率、油门踏板踏下量以及其增加率中的至 少一个，比预定值大，上述特定目的是使上述HC催化剂的温度上升； 所述内燃机的排气净化装置，其特征在于，当执行了上述HC供应控制时，在上述特定条件成立的情况下， 减少通过该HC供应控制供应到HC催化剂的HC量，或者停止该HC供 应控制。
3、如权利要求1或2所述的排气净化装置，其特征在于，在上 述HC催化剂的下游一侧具备NOx催化剂，该NOx催化剂在流入的废 气处于稀空燃比时将NOx存储，而在流入的废气处于理论空燃比或者 浓空燃比时则将存储的NOx还原，上述特定目的是向该NOx催化剂流 入理论空燃比或浓空燃比的废气。
4、如权利要求1或2所述的排气净化装置，其特征在于，在上 述HC催化剂的下游一侧具备NOx催化剂，该NOx催化剂在流入的废 气处于稀空燃比时将NOx存储，而在流入的废气处于理论空燃比或者 浓空燃比时则将存储的NOx还原，上述特定目的是使上述HC催化剂 的温度上升并且向上述NOx催化剂流入理论空燃比或浓空燃比的废 气，为使上述HC催化剂的温度上升而执行上述HC供应控制时，利用 上述HC供应控制对供应到HC催化剂的HC量进行控制，以使该HC催 化剂的温度上升率维持在小于预定值。
5、如权利要求1或2所述的排气净化装置，其特征在于，当为 了该特定目的而执行上述HC供应控制时，利用上述HC供应控制对供 应到HC催化剂的HC量进行控制，以使该HC催化剂的温度上升率维 持在小于预定值。
6、如权利要求5所述的排气净化装置，其特征在于，上述特定 目的是，在内燃机启动时使上述HC催化剂的温度上升。
说明书 :
技术领域
本发明涉及内燃机的排气净化装置。
背景技术
日本专利特开2004-36543号公报中，公开了一种备有氧化催化剂 且在该氧化催化剂的下游一侧具备柴油颗粒过滤器(以下简称为 “DPF”)的排气净化装置。在该排气净化装置中，利用氧化催化剂将 废气中的NO氧化为NO2，且在DPF中将该NO2作为氧化剂，对颗粒物连 续进行氧化燃烧进而去除。另外，在该排气净化装置中，当沉积在DPF 上的颗粒物量超过一定的量时，则通过向氧化催化剂供应HC(碳氢化 合物)，在该氧化催化剂上燃烧HC，提高废气的温度而使DPF的温度上 升，从而氧化并燃烧去除沉积在该DPF上的颗粒物。
但是，在特开2004-36543号公报中所公开的排气净化装置中，向 氧化催化剂供应HC时，会出现HC被氧化催化剂吸附的现象。在此， 如果在氧化催化剂上吸附了大量的HC，有可能使该HC急剧燃烧而导致 氧化催化剂热劣化的可能性。因此，在特开2004-36543号公报公开的 排气净化装置中，当吸附在氧化催化剂上的HC量超过一定量时，减少 供应到氧化催化剂的HC量或者停止向氧化催化剂的HC供应。
但是，在特开2004-36543号公报中所公开的排气净化装置中，向 氧化催化剂供应HC时，会出现HC被氧化催化剂吸附的现象。在此， 如果在氧化催化剂上吸附了大量的HC，有可能使该HC急剧燃烧而导致 氧化催化剂热劣化的可能性。因此，在特开2004-36543号公报公开的 排气净化装置中，当吸附在氧化催化剂上的HC量超过一定量时，减少 供应到氧化催化剂的HC量或者停止向氧化催化剂的HC供应。
发明内容
如上所述，在特开2004-36543号公报中所公开的排气净化装置中， 出于使DPF的温度上升的目的而向氧化催化剂供应HC时，力求抑制氧 化催化剂的热劣化。并且，在内燃机的排气净化装置技术领域中，当 为了特定的目的而向排气净化装置的某一个构成单元供应HC时，除了 要求抑制该排气净化装置的构成单元的热劣化，还要求抑制在该排气 净化装置的构成单元中，HC未被消耗掉而直接从其中流出的现象。
因此，本发明的目的在于，在具备具有氧化HC能力的HC催化剂 的内燃机排气净化装置中，当向HC催化剂供应HC时，抑制在HC催化 剂中HC未被消耗而从HC催化剂大量流出的现象。
为了解决上述问题，本发明之第1技术方案中的内燃机的排气净 化装置，其具备一种具有氧化HC的能力，同时还具有存储HC以及将 该存储的HC释放的能力，并存在比起氧化HC的量、释放存储的HC的 量较多的特定条件的HC催化剂，并且为了特定的目的而执行向HC催 化剂供应HC的HC供应控制，所述内燃机的排气净化装置中，当执行 上述HC供应控制时，上述特定条件成立的情况下，减少通过该HC供 应控制供应到HC催化剂的HC量，或者停止该HC供应控制。
本发明第2技术方案为，在第1技术方案的发明中，所述特定的 条件为，HC催化剂存储的总HC量比预定量多，并且HC催化剂的温度 上升率、吸入到内燃机的空气量的增加率、供应到内燃机燃烧室的燃 料量的增加率以及油门踏板踏下量的增加率中的至少一个，比预定值 大。
为了解决上述问题，本发明第3技术方案为，内燃机的排气净化 装置，其具备一种具有氧化HC的能力，且存在比起氧化HC所需时间、 HC停留时间较短的特定条件的HC催化剂，并且为了特定的目的而执行 向HC催化剂供应HC的HC供应控制，所述内燃机的排气净化装置，当 执行上述HC供应控制时，在上述特定条件成立的情况下，减少通过该 HC供应控制供应到HC催化剂的HC量，或者停止该HC供应控制。
本发明第4技术方案为，在第1或第3技术方案的发明中，所述 特定的条件为，HC催化剂存储的总HC量比预定量多，并且经过HC催 化剂的废气量以及其增加率、吸入到内燃机燃烧室的空气量以及其增 加率、油门踏板踏下量以及其增加率中的至少一个，比预定值大。
本发明第5技术方案为，在第1～4技术方案的发明的任意一项中， 在所述HC催化剂的下游一侧具备NOx催化剂，该NOx催化剂在流入的 废气处于稀空燃比时存储NOx，而在流入的废气处于理论空燃比或者处 于浓空燃比时则将存储的NOx还原，所述特定目的是向该NOx催化剂 流入理论空燃比或浓空燃比的废气。
本发明第6技术方案为，在第1～4技术方案的发明的任意一项中， 在所述HC催化剂的下游一侧具备NOx催化剂，该NOx催化剂在流入的 废气处于稀空燃比时存储NOx，而在流入的废气处于理论空燃比或者处 于浓空燃比时则将存储的NOx还原，上述特定目的是使上述HC催化剂 的温度上升，并且向上述NOx催化剂流入理论空燃比或浓空燃比的废 气。为使上述HC催化剂的温度上升而执行上述HC供应控制时，利用 上述HC供应控制对供应到HC催化剂的HC量进行控制，使该HC催化 剂的温度上升率维持在小于预定值。
本发明第7技术方案为，在第1～5技术方案的发明的任意一项中， 所述特定目的是使上述HC催化剂的温度上升。为了该特定目的而执行 上述HC供应控制时，利用上述HC供应控制对供应到HC催化剂的HC 量进行控制，使该HC催化剂的温度上升率维持在小于预定值。
本发明第8技术方案为，在第7技术方案的发明中，所述特定目 的是在内燃机启动时使所述HC催化剂的温度上升。
根据本发明，在执行了HC供应控制时，可以抑制从HC催化剂中 流出大量的HC的现象。
因此，本发明的目的在于，在具备具有氧化HC能力的HC催化剂 的内燃机排气净化装置中，当向HC催化剂供应HC时，抑制在HC催化 剂中HC未被消耗而从HC催化剂大量流出的现象。
为了解决上述问题，本发明之第1技术方案中的内燃机的排气净 化装置，其具备一种具有氧化HC的能力，同时还具有存储HC以及将 该存储的HC释放的能力，并存在比起氧化HC的量、释放存储的HC的 量较多的特定条件的HC催化剂，并且为了特定的目的而执行向HC催 化剂供应HC的HC供应控制，所述内燃机的排气净化装置中，当执行 上述HC供应控制时，上述特定条件成立的情况下，减少通过该HC供 应控制供应到HC催化剂的HC量，或者停止该HC供应控制。
本发明第2技术方案为，在第1技术方案的发明中，所述特定的 条件为，HC催化剂存储的总HC量比预定量多，并且HC催化剂的温度 上升率、吸入到内燃机的空气量的增加率、供应到内燃机燃烧室的燃 料量的增加率以及油门踏板踏下量的增加率中的至少一个，比预定值 大。
为了解决上述问题，本发明第3技术方案为，内燃机的排气净化 装置，其具备一种具有氧化HC的能力，且存在比起氧化HC所需时间、 HC停留时间较短的特定条件的HC催化剂，并且为了特定的目的而执行 向HC催化剂供应HC的HC供应控制，所述内燃机的排气净化装置，当 执行上述HC供应控制时，在上述特定条件成立的情况下，减少通过该 HC供应控制供应到HC催化剂的HC量，或者停止该HC供应控制。
本发明第4技术方案为，在第1或第3技术方案的发明中，所述 特定的条件为，HC催化剂存储的总HC量比预定量多，并且经过HC催 化剂的废气量以及其增加率、吸入到内燃机燃烧室的空气量以及其增 加率、油门踏板踏下量以及其增加率中的至少一个，比预定值大。
本发明第5技术方案为，在第1～4技术方案的发明的任意一项中， 在所述HC催化剂的下游一侧具备NOx催化剂，该NOx催化剂在流入的 废气处于稀空燃比时存储NOx，而在流入的废气处于理论空燃比或者处 于浓空燃比时则将存储的NOx还原，所述特定目的是向该NOx催化剂 流入理论空燃比或浓空燃比的废气。
本发明第6技术方案为，在第1～4技术方案的发明的任意一项中， 在所述HC催化剂的下游一侧具备NOx催化剂，该NOx催化剂在流入的 废气处于稀空燃比时存储NOx，而在流入的废气处于理论空燃比或者处 于浓空燃比时则将存储的NOx还原，上述特定目的是使上述HC催化剂 的温度上升，并且向上述NOx催化剂流入理论空燃比或浓空燃比的废 气。为使上述HC催化剂的温度上升而执行上述HC供应控制时，利用 上述HC供应控制对供应到HC催化剂的HC量进行控制，使该HC催化 剂的温度上升率维持在小于预定值。
本发明第7技术方案为，在第1～5技术方案的发明的任意一项中， 所述特定目的是使上述HC催化剂的温度上升。为了该特定目的而执行 上述HC供应控制时，利用上述HC供应控制对供应到HC催化剂的HC 量进行控制，使该HC催化剂的温度上升率维持在小于预定值。
本发明第8技术方案为，在第7技术方案的发明中，所述特定目 的是在内燃机启动时使所述HC催化剂的温度上升。
根据本发明，在执行了HC供应控制时，可以抑制从HC催化剂中 流出大量的HC的现象。
附图说明
图1为具有本发明的排气净化装置的内燃机示意图；
图2为在预备HC添加控制中可采用的关系的示意图；
图3为用于说明颗粒物的氧化去除作用的示意图；
图4为根据本发明进行还原HC添加控制的程序的一个示例的示意 图；
图5为根据本发明进行还原HC添加控制以及预备HC添加控制的 程序的一个示例的示意图。
图2为在预备HC添加控制中可采用的关系的示意图；
图3为用于说明颗粒物的氧化去除作用的示意图；
图4为根据本发明进行还原HC添加控制的程序的一个示例的示意 图；
图5为根据本发明进行还原HC添加控制以及预备HC添加控制的 程序的一个示例的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示的是具 备本发明的排气净化装置的压缩自点火式内燃机(所谓的柴油发动 机)。但是，本发明也可以适用于大部分驾驶领域中混合气为稀空燃比 的内燃机(例如，所谓的稀薄混合气发动机)。
图1中，1为内燃机体、2为燃烧室、3为燃料喷射器、4为进气 歧管、5为排气歧管。进气歧管4上连接有进气管6。在进气管6上设 置有中间冷却器7。另一面，排气歧管5上连接有排气管8。另外，在 图1中，9表示排气涡轮增压器，其具有配置在进气管6内部的压缩机 10和配置在排气管8内部的排气涡轮。在比压缩机10更上游一侧的进 气管6内部，配置有节气门12。并且，在比节气门12更上游一侧的进 气管6中，安装有空气流量计13。通过该空气流量计13检测出吸入到 燃烧室2中的空气量。
接着，在比排气涡轮11更下游一侧的排气管8内部配置有HC催 化剂14。然后，在HC催化剂14的紧邻下游一侧的排气管8内部配置 有NOx催化剂15。并且，在排气涡轮11和HC催化剂14之间的排气 管8内部安装有温度传感器16。通过该温度传感器16检测出流入到 HC催化剂14的废气的温度。另外，在排气歧管5上安装有用于将碳 氢化合物(HC)添加到废气中的HC添加装置17。其中，在本实施方 式中，作为HC添加装置17向废气中添加的HC，使用用于内燃机驱 动的供应到燃烧室2的燃料。
而且，HC催化剂14，在其温度比某一温度高时，则具有氧化HC 的能力。并且，HC催化剂在其温度较之上述某一温度(以下称为“活 性温度”)低时，具有通过吸附HC等而存储的能力。当然，HC催化 剂即使其温度比活性温度高时并不是完全不存储HC，并且即使其温度 比活性温度低时并不是完全不氧化HC。即，准确地说，HC催化剂在 其温度比活性温度高时以高效率氧化HC，在其温度比活性温度低时则 以高效率存储HC。
另一方面，NOx催化剂15具有，在其温度比某一温度高，当向其 流入的废气为稀空燃比时，则通过吸收或者吸附NOx(氮氧化物)等 而进行存储，另一方面，当其温度比上述某一温度(以下称为“活性 温度”)高，向其流入的废气处于理论空燃比或者处于浓空燃比时，则 将存储在其中的NOx释放的还原净化能力。
这里，图1所示的压缩自点火式内燃机，由于几乎在所有的驾驶 领域中都是以混合气处于稀空燃比的状态运转，所以几乎在所有的驾
附图标记
1 内燃机体
2 燃烧室
3 燃料喷射器
5 排气歧管
8 排气管
14 HC催化剂
15 NOx催化剂
16 温度传感器
17 HC添加装置
从而，当执行了还原HC添加控制时，所添加HC首先流入HC催 化剂14。这里，在本实施方式中，由于HC催化剂的温度比其活性温 度高，因此流入到HC催化剂的HC，通常是被HC催化剂所氧化，但 是此时实际上，HC催化剂反复地进行存储流入的HC和释放该存储的 HC，从而将HC氧化。因此，即使在HC催化剂的温度比其活性温度 还高时，HC催化剂中也稳定地存储着一定量的HC。
从而，此时只要HC催化剂14能够氧化的HC量(以下称为“HC 催化剂的HC可氧化量”)多于HC催化剂释放的HC量(以下称为“HC 催化剂的HC释放量”)，就不会从HC催化剂中流出大量的HC。但是， 当HC催化剂所存储的稳定量的HC量(即，总HC存储量)比较多， 并且HC催化剂的温度上升率比较大，则HC催化剂的HC释放量变多， 存在比起HC催化剂的HC可氧化量，HC催化剂的HC释放量变多的 情况。此时，就会从HC催化剂中流出比较大量的HC。即，对于本实 施方式的HC催化剂，当执行了还原HC添加控制时，存在与HC催化 剂的HC可氧化量相比，HC催化剂的HC释放量多的条件。
因此，在本实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，当HC催 化剂14的总HC存储量比预定量多，且HC催化剂的温度上升率比预 定值还大时，将从HC添加装置17添加到废气中的HC量(以下称为 “来自于HC添加装置的HC添加量”)减少为小于平常量，或者停止 还原HC添加控制本身。这样，在执行还原HC添加控制时，就可以抑 制从HC催化剂中流出大量的HC。
其中，关于来自于HC添加装置17的HC添加量的上述平常量是 指，当HC催化剂14的总HC存储量比预定量还小时，或者HC催化 剂的温度上升率比预定值还小时，在还原HC添加控制中从HC添加装 置添加到废气中的HC量。后叙中的平常量也是相同含义。
然而，在上述实施方式中，在执行还原HC添加控制时，虽然是 以HC催化剂14的温度比其活性温度高为前提的，但是，在执行还原 HC添加控制时，也存在HC催化剂的温度比其活性温度低的情况。此 时，即使执行了还原HC添加控制，所添加的HC也都被HC催化剂存 储吸收，如果被HC催化剂存储的HC量多，则无法向NOx催化剂供 应处于理论空燃比以及浓空燃比的废气，并且如上所述，为了确保使 流入到NOx催化剂废气达到理论空燃比以及浓空燃比，优选通过在 HC催化剂中使HC氧化来消耗废气中的氧。无论如何，在执行还原 HC添加控制时，优选使HC催化剂的温度比其活性温度高。
从而，在上述实施方式中，在要执行还原HC添加控制时，HC催 化剂14的温度比其活性温度低的情况时，首先，执行从HC添加装置 17向废气添加仅使HC催化剂的温度上升所需量的HC的控制(以下 称为“预备HC添加控制”)。通过如此，使所添加HC被HC催化剂逐 渐地氧化，HC催化剂的温度上升。然后，当HC催化剂的温度变得比 其活性温度高时，执行还原HC添加控制。
然而，在预备HC添加控制执行中，当HC催化剂14的温度上升 率比较大时，存在HC催化剂的HC释放量比HC催化剂的HC可氧化 量多的可能性。此时，将会有比较大量的HC从HC催化剂中流出。并 且，在预备HC添加控制执行中，当HC催化剂的温度上升率比较大时， 在其后接着的还原HC添加控制的至少初期阶段中也会出现HC催化剂 的温度上升率比较大的现象。这时，在还原HC添加控制的初期阶段， 将有HC催化剂的HC释放量比HC催化剂的HC可氧化量多的可能性 (实际上，在预备HC添加控制执行过程中，即，HC催化剂的温度比 其活性温度还低时，HC催化剂的HC存储量有增大的趋势，在其后继 续的还原HC添加控制的执行中，由于HC催化剂的HC释放量比较多。 所以HC催化剂的HC释放量比HC催化剂的HC可氧化量多的可能性 为，与预备HC添加控制执行中相比，还原HC添加控制执行中的一方 更高)。
无论如何，由抑制从HC催化剂14流出大量的HC的观点来看， 在预备HC添加控制执行中，HC催化剂的温度上升率变大并不优选。 这里，当供应到HC催化剂的HC量较多时，HC催化剂的温度上升率 呈增大的趋势，相反，当供应到HC催化剂的HC量较少时，HC催化 剂的温度上升率呈减小的趋势。因此，在本实施方式中，对来自于HC 添加装置17的HC添加量进行控制，以使预备HC添加控制执行中的 HC催化剂的温度上升率小于等于预定值。
其中，有关上述预备HC添加控制执行中的HC催化剂14的温度 上升率的预定值，是根据当时的HC催化剂的总HC存储量而设定，当 HC催化剂的总HC存储量多时，有向小设定的趋势。
然而，当吸入到燃烧室2的空气量(以下称为“进气量”)增大时， 大多数情况下，从燃料喷射器3供应到燃烧室2的燃料量增大，其结 果是，从燃烧室2排出的废气的温度上升，该废气所流入的HC催化 剂14的温度也上升。因此，进气量的增加率大就意味着HC催化剂的 温度上升率也大。从而，当HC催化剂的总HC存储量比较多、且进气 量的增加率较大的情况下，比起HC催化剂的HC可氧化量，HC催化 剂的HC释放量变多的可能性较高。
从而，在上述实施方式中，当执行了还原HC添加控制时，在HC 催化剂14的总HC存储量比预定量还多，并且进气量的增加率比预定 值还大时，可将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为小于平常 量，或者，也可以停止还原HC添加控制本身。
当然，如果从燃料喷射器3供应到燃烧室2的燃料量增大，则从 燃烧室2排出的废气的温度上升，流入该废气的HC催化剂14的温度 也上升，因此，在上述实施方式中，在执行了还原HC添加控制时， 当HC催化剂的总HC存储量多于预定量、并且从燃料喷射器3供应到 燃烧室2的燃料量的增加率比预定值大时，可将来自于HC添加装置 17的HC添加量减少为小于平常量，或者也可以将还原HC添加控制 本身停止。
另外，当油门踏板的踏下量增大，则大多数情况下，进气量增大， 且从燃料喷射器3供应到燃烧室2的燃料量也增大，其结果是，从燃 烧室2排出的废气的温度上升，流入该废气的HC催化剂14的温度也 上升。因此，在上述实施方式中，执行了还原HC添加控制时，当HC 催化剂的总HC存储量比预定量多、且油门踏板踏下量的增加率比预 定值大时，将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为小于平常量， 或者也可以将还原HC添加控制本身停止。
其中，在上述实施方式以及后叙的实施方式中，关于HC催化剂 14的总HC存储量的预定量、HC催化剂的温度上升率的预定值、进气 量的增加率的预定值、供应到燃烧室2的燃料量的预定值、以及油门 踏板踏下量的预定值，分别根据HC催化剂的性能(例如，HC催化剂 的HC存储能力以及HC氧化能力)的劣化程度而设定，当HC催化剂 的性能的劣化程度变大时则向小设定。
另外，在上述实施方式以及后叙的实施方式中，HC催化剂14的 温度是根据利用温度传感器16检测出的，流入到HC催化剂的废气的 温度而推定的。
另外，HC催化剂14的总HC存储量，例如，是通过如下所述方 法算出。即，HC催化剂的温度比其活性温度低时，将从燃烧室2排 出的HC中的被存储在HC催化剂中的HC量，按照各内燃机转速以及 内燃机负载等内燃机运行状态，通过预先试验等求出，并存储到ECU 等中的同时，当HC催化剂的温度变得比其活性温度高时，将HC催化 剂所存储的HC中的被氧化去除的HC量，通过预先试验等求出，并存 储到ECU等中。然后，在内燃机运行中，在HC催化剂的温度比其活 性温度低的期间，根据内燃机运行状态从ECU中读取从燃烧室2排出 的HC中的被HC催化剂所存储的HC量，并加算该读取的HC量，而 在HC催化剂的温度比其活性温度高的期间，从ECU中读取被HC催 化剂所存储的HC中的被氧化去除的HC量，并减去该读取的HC量。 这样，即可计算出总HC存储量。
另外，当在预备HC添加控制执行中，为使HC催化剂的温度上升 率小于等于预定值而对来自于HC添加装置17的HC添加量进行控制 时，对HC添加装置进行如下控制：例如，将可使HC催化剂14的温 度上升率维持在小于等于预定值的HC量、和从HC添加装置添加HC 的时间间隔的组合，通过预先试验等求出并存储到ECU中，在预备 HC添加控制执行中，根据关于HC催化剂的温度上升率的预定值，从 ECU读取应从HC添加装置添加的HC量和从HC添加装置添加HC的 时间间隔的组合，并以读取的时间间隔从HC添加装置添加所读取的 量的HC。
其中，在预备HC添加控制中，也可以根据进气量来决定应从HC 添加装置17添加的HC量，并根据HC催化剂14的总HC存储量来决 定从HC添加装置添加HC的时间间隔。此时，作为应从HC添加装置 添加的HC量和进气量的关系，例如，可以采用如图2(A)所示的关 系。在如图2(A)所示的关系中，进气量越多，应从HC添加装置添 加的HC量就被设定得越多。另外，作为从HC添加装置添加HC的时 间间隔和总HC存储量的关系，可以采用如图2(B)所示的关系。在 如图2(B)所示的关系中，总HC存储量越多，从HC添加装置添加 HC的时间间隔就被设定得越长。
另外，当在预备HC添加控制的执行中，为使HC催化剂14的温 度上升率小于等于预定值而对来自于HC添加装置17的HC添加量进 行控制时，也可以利用温度传感器检测出HC催化剂的温度，或者利 用温度推定逻辑推测HC催化剂的温度，并根据如此获得的HC催化剂 的温度，对来自于HC添加装置的HC添加量和从HC添加装置添加 HC的时间间隔进行反馈控制，以使HC催化剂的温度上升率小于等于 预定值。
其中，在上述实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，HC催 化剂14的总HC存储量比预定量多，并且HC催化剂的温度上升率、 进气量的增加率、供应到燃烧室2的燃料量的增加率、以及油门踏板 踏下量的增加率比预定值大等特定条件成立的情况下，将来自于HC 添加装置17的HC添加量减少为小于比平常，或者，也可以将还原HC 添加控制本身停止。这里，上述特定条件成立时是指，HC催化剂的 HC释放量比HC催化剂的HC可氧化量多的情况，但在上述具体条件 以外的其他条件成立时，也存在HC催化剂的HC释放量比HC催化剂 的HC可氧化量多的情况，此时本发明也同样适用。因此，广义地说， 本发明为，在执行还原HC添加控制时，HC催化剂的HC释放量比 HC催化剂的HC可氧化量多的条件成立时，将来自于HC添加装置的 HC添加量减少为小于平常量，或者将还原HC添加控制本身停止。
另外，在上述中，为了对存储在NOx催化剂15中的NOx进行还 原净化的目的而进行从HC添加装置17的HC添加(还原HC添加控 制)时适用本发明的示例进行了说明。但是，由于只要向HC催化剂 14供应HC，HC催化剂的温度就会上升，因此，本发明也可以适用于 单纯地使HC催化剂的温度上升为目的而从HC添加装置进行HC添加 的情况。另外，由于HC催化剂中的HC氧化而使得在该HC催化剂中 使废气的温度上升，从而由于该废气使得配置在HC催化剂下游一侧 的催化剂的温度上升，因此，本发明也适用于在HC催化剂下游一侧 配置有用于排气净化单元时，为了使该单元的温度上升为目的而进行 从HC添加装置的HC添加的情况。
另外，NOx催化剂15以和存储NOx时同样的机理，通过吸收或 者吸附等，对硫氧化物(SOx)也进行存储。为了从NOx催化剂中将 如上存储的SOx去除，可以使NOx催化剂的温度上升到比其活性温度 高的温度，并同时向NOx催化剂供应理论空燃比或者浓空燃比的废气。 因此，本发明也可以适用于为了去除存储在NOx催化剂中的SOx为目 的而进行从HC添加装置17添加HC的情况。
另外，为了除以上列举的目的之外的其他目的，也存在进行从HC 添加装置17添加HC的情况，因此，广义地说，本发明可以适用于为 了某种特定的目的而进行从HC添加装置添加HC的情况。即，广义地 说，本发明是为了某种特定的目的而向HC催化剂14供应了HC时， 当上述的特定条件(例如，HC催化剂的总HC存储量比预定量多，并 且HC催化剂的温度上升率比预定值大的条件)成立时，将供应到HC 催化剂的HC量减少为比平常量小，或者，将向HC催化剂的HC供给 本身停止。
然而，在HC催化剂14中HC的氧化需要花费一定的时间。另一 方面，由于HC催化剂中在HC被氧化的期间，废气也流过HC催化剂 内，因此，在HC催化剂中还没有被氧化的HC随着废气在HC催化剂 内移动，有时从HC催化剂中流出。即，HC停留在HC催化剂内的时 间则局限于一定时间。
并且，此时，如果在HC催化剂14中HC氧化所需的时间(以下 称为“利用HC催化剂的HC氧化时间”)比HC停留在HC催化剂内 的时间(以下称为“在HC催化剂中的HC滞留时间”)还短，则不会 从HC催化剂中流出大量的HC。但是，当HC催化剂的总HC存储量 比较多且经过HC催化剂的废气的量比较多(即，经过HC催化剂的废 气的流量多，因此经过HC催化剂的废气的流速快)时，会出现HC 催化剂中的HC滞留时间比利用HC催化剂的HC氧化时间短的情况。 此时，就会从HC催化剂中流出比较大量的HC。即，当对本实施方式 的HC催化剂执行了还原HC添加控制时，存在在HC催化剂中的HC 滞留时间比利用HC催化剂的HC氧化时间短的条件。
从而，在本实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，当HC催 化剂14的总HC存储量比预定量多且经过HC催化剂内的废气的量比 预定量多时，则将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为小于平 常量，或者，将还原HC添加控制本身停止。由此，可以抑制在还原 HC添加控制执行中从HC催化剂流出大量HC的情况。
而且，当HC催化剂14的总HC存储量比较多且经过HC催化剂 的废气量的增加率比较大时，也会出现在HC催化剂中的HC滞留时间 比利用HC催化剂的HC氧化时间短的情况。
因而，在本实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，当HC催 化剂14的总HC存储量比预定量多且经过HC催化剂的废气量的增加 率比预定值大时，则可将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为 小于平常量，或者，也可以将还原HC添加控制本身停止。
然而，如果进气量多，则从燃烧室2排出的废气的量也多，其结 果是，经过HC催化剂14内的废气的量也就多。另外，如果进气量的 增加率大，则从燃烧室2排出的废气量的增加率也大，其结果是，经 过HC催化剂14内的废气量的增加率也就大。
因而，在执行了还原HC添加控制时，当HC催化剂14的总HC 存储量比预定量多、且进气量比预定量多或者进气量的增加率比预定 值大时，则可将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为小于平常 量，或者，也可以将还原HC添加控制本身停止。
另外，如果油门踏板的踏下量大，则在大多数情况下，进气量就 多，其结果是，经过HC催化剂14内的废气的量就多。再有，如果油 门踏板的踏下量的增加率大，则在大多数情况下，进气量的增加率就 大，其结果是，经过HC催化剂内的废气量的增加率就大。
因而，在执行了还原HC添加控制时，当HC催化剂14的总HC 存储量比预定量多、且油门踏板踏下量比预定量多或者油门踏板踏下 量的增加率比预定值大时，则可将来自于HC添加装置17的HC添加 量减少为小于平常量，或者，也可以将还原HC添加控制本身停止。
其中，在上述实施方式中，关于经过HC催化剂14内的废气量的 预定量、经过HC催化剂内的废气量的增加率的预定值、进气量的预 定量、以及油门踏板踏下量的预定量，分别是根据HC催化剂的性能 的劣化程度而设定，当HC催化剂性能的劣化程度变大时，则有向小 设定的趋势。
另外，在上述实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，当HC 催化剂14的总HC存储量比预定量多、且经过HC催化剂内的废气量 或其增加率、进气量或其增加率、或者油门踏板踏下量或其增加率比 预定量或预定值多或大的条件成立时，则将来自于HC添加装置17的 HC添加量减少为小于平常量，或者，将还原HC添加控制本身停止。 这里，所谓上述特定的条件成立时是指，在HC催化剂中的HC滞留时 间比利用HC催化剂的HC氧化时间短的情况。但是当上述具体的条件 以外的其它条件成立时，也会出现比起利用HC催化剂的HC氧化时间、 在HC催化剂中的HC滞留时间短的情况。因此，在此时也可以适用本 发明。从而，广义地说，本发明是在执行了还原HC添加控制时，当 在HC催化剂中的HC滞留时间比利用HC催化剂的HC氧化时间短的 条件成立时，则将来自于HC添加装置的HC添加量减少为小于平常量， 或者，将还原HC添加控制本身停止。
其中，在上述实施方式中，可代替NOx催化剂15而采用的排气 净化用单元，有颗粒物过滤器(以下称为“过滤器”)。其为捕集废气 中的细微颗粒的颗粒物过滤器，具有贵金属催化剂和活性氧生成剂， 并利用由这些贵金属催化剂和活性氧生成剂生成的活性氧，能够在比 较短的时间内对所捕集到的细微颗粒进行氧化去除。
这里作为贵金属催化剂，使用的是铂金(Pt)。另一方面，作为活 性氧生成剂使用的是从钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铯(Cs)、铷(Rb) 等碱金属，钡(Ba)、钙(Ca)、锶(Sr)等碱土类金属，镧(La)、钇 (Y)、铈(Ce)等稀土类，铁(Fe)等迁移金属，以及锡(Sn)等炭 族元素中所选择的至少一种。
并且，当废气流入过滤器时，如图3(A)所示，废气中的氧(O2) 以O2 -或O2-的形态附着在铂金60的表面。废气中的NO与上述O2 -或 O2-发生反应，变成NO2。而且生成的NO2的一部分在铂金上被逐渐氧 化，并通过吸收而被存储在活性氧生成剂61内，如图3(A)所示， 在与钾(K)结合的同时以硝酸离子(NO3 -)的形态扩散到活性氧生成 剂61内，生成硝酸钾(KNO3)。即，废气中的氧以硝酸钾(KNO3) 的形态通过吸收被存储在活性氧生成剂61内。
这里，如图3(B)中的62所示，当细微颗粒接触并附着到活性 氧生成剂的表面上，则在细微颗粒62和活性氧生成剂61的接触面上， 氧浓度下降。即，活性氧生成剂61的周围的氧浓度下降。当氧浓度下 降时，就会和氧浓度高的活性氧生成剂61内之间产生浓度差，从而， 活性氧生成剂61内的氧就会朝向细微颗粒62与活性氧生成剂61的接 触面移动。其结果是，形成在活性氧生成剂61内的硝酸钾(KNO3) 被分解为钾(K)、氧(O)和NO，其中氧(O)朝向细微颗粒62与活 性氧生成剂61的接触面移动，而NO则从活性氧生成剂61释放到外 部。
这里，由于朝向细微颗粒62与活性氧生成剂61的接触面移动的 氧是从化合物硝酸钾中分解出来的氧，因此具有非成对电子，从而是 具有极高反应性的活性氧。如上所述地，活性氧生成剂61生成活性氧。 而释放到外部的NO在下游一侧的铂金上被氧化，再一次被存储到活 性氧生成剂61内。
由活性氧生成剂61生成的活性氧用于氧化去除附着在那里的细微 颗粒62而被消耗。即，被过滤器捕集到的细微颗粒62，将通过活性氧 生成剂61生成的活性氧而被氧化去除。
如上所述，由于被过滤器所捕集的细微颗粒，将会被高反应性的 活性氧不产生火焰地氧化去除，因此过滤器的温度不会变得过于高， 从而过滤器就不会发生热劣化。
图4表示根据上述实施方式执行还原HC添加控制程序的一个示 例。在图4的程序中，首先，在步骤10中，对存储在NOx催化剂15 中的NOx量∑NOX是否比预定量α多(∑NOX＞α)进行判断。这 里，当判断为∑NOX≤α时，则结束程序。另一方面，当判断为∑NOX ＞α时，则进入步骤11，对HC催化剂14的总HC存储量∑HC是否 比预定量β多(∑HC＞β)进行判断。这里，当判断为∑HC≤β时， 则进入步骤13，执行从HC添加装置17的HC添加，用以还原净化存 储在NOx催化剂中的NOx。另一方面，当判断为∑HC＞β时，则进 入步骤12。
在步骤12中，对HC催化剂14的温度上升率ΔThc是否比预定值 X大(ΔThc＞X)、或者流入HC催化剂的废气量的增加率ΔGa是否 比预定值Y大(ΔGa＞Y)、或者油门踏板踏下量的增加率ΔAc是否 比预定值Z大(ΔAc＞Z)大进行判断。这里，当判断为ΔThc＞X、 或者ΔGa＞Y、或者ΔAc＞Z时，则结束程序。即，此时，不进行从 HC添加装置17的HC添加(还原HC添加控制被停止)。
另一方面，在步骤12中，当判断为ΔThc≤X、且ΔGa≤Y、且Δ Ac≤Z时，则进入步骤13，执行从HC添加装置17的HC添加，用以 还原净化存储在NOx催化剂15中的NOx。
然后，在步骤14中，对存储在NOx催化剂15中的NOx量∑NOX 是否为零(∑NOX＝0)进行判断。这里，当判断为∑NOX≠0时，则 返回步骤11，而此时，若判断为∑HC＞β，且在下一步骤12中判断 为ΔThc＞X、或者ΔGa＞Y、或者ΔAc＞Z时，则结束程序(停止还 原HC添加控制)。
但是，当在步骤11中判断为∑HC≤β时，或者，虽然在步骤11 中判断为∑HC＞β，但在下面的步骤12中判断为ΔThc≤X、且ΔGa ≤Y、且ΔAc≤Z时，则进入步骤13，执行从HC添加装置17的HC 添加(继续进行还原HC添加控制)。
然后，当在步骤14中判断为∑NOX＝0时，则结束程序(结束还 原HC添加控制)。
图5表示的是根据上述实施方式执行还原HC添加控制以及预备 HC添加控制程序的一个示例。在图5的程序中，首先在步骤20中对 存储在NOx催化剂15中的NOx量∑NOX是否比预定量α多(∑NOX ＞α)进行判断。这里，当判断为∑NOX≤α时，则结束程序。另一 方面，当判断为∑NOX＞α时，则进入步骤21，对流入HC催化剂14 的废气的温度Tin是否比预定值A高(Tin＞A)进行判断。
在步骤21中，当判断为Tin≤A则结束程序。另一方面，当判断 为Tin＞A时，则进入步骤22，对HC催化剂14的温度Thc是否比预 定值B低(Thc＜B)进行判断。这里，当判断为Thc＜B时，则通过 步骤27之后的步骤执行预备HC添加控制。即，在步骤27中计算出 从HC添加装置17的HC添加量，在步骤28中计算出从HC添加装置 添加HC的时间间隔，在步骤29中，根据计算出的HC添加量和时间 间隔，从HC添加装置向废气中添加用于使HC催化剂的温度上升的 HC。
另一方面，在步骤22中，当判断为Thc≥B时，则执行步骤23～ 步骤26。由于该步骤23～步骤26与图4的步骤11～步骤14相同，因 此省略对这些步骤的说明。
图1中，1为内燃机体、2为燃烧室、3为燃料喷射器、4为进气 歧管、5为排气歧管。进气歧管4上连接有进气管6。在进气管6上设 置有中间冷却器7。另一面，排气歧管5上连接有排气管8。另外，在 图1中，9表示排气涡轮增压器，其具有配置在进气管6内部的压缩机 10和配置在排气管8内部的排气涡轮。在比压缩机10更上游一侧的进 气管6内部，配置有节气门12。并且，在比节气门12更上游一侧的进 气管6中，安装有空气流量计13。通过该空气流量计13检测出吸入到 燃烧室2中的空气量。
接着，在比排气涡轮11更下游一侧的排气管8内部配置有HC催 化剂14。然后，在HC催化剂14的紧邻下游一侧的排气管8内部配置 有NOx催化剂15。并且，在排气涡轮11和HC催化剂14之间的排气 管8内部安装有温度传感器16。通过该温度传感器16检测出流入到 HC催化剂14的废气的温度。另外，在排气歧管5上安装有用于将碳 氢化合物(HC)添加到废气中的HC添加装置17。其中，在本实施方 式中，作为HC添加装置17向废气中添加的HC，使用用于内燃机驱 动的供应到燃烧室2的燃料。
而且，HC催化剂14，在其温度比某一温度高时，则具有氧化HC 的能力。并且，HC催化剂在其温度较之上述某一温度(以下称为“活 性温度”)低时，具有通过吸附HC等而存储的能力。当然，HC催化 剂即使其温度比活性温度高时并不是完全不存储HC，并且即使其温度 比活性温度低时并不是完全不氧化HC。即，准确地说，HC催化剂在 其温度比活性温度高时以高效率氧化HC，在其温度比活性温度低时则 以高效率存储HC。
另一方面，NOx催化剂15具有，在其温度比某一温度高，当向其 流入的废气为稀空燃比时，则通过吸收或者吸附NOx(氮氧化物)等 而进行存储，另一方面，当其温度比上述某一温度(以下称为“活性 温度”)高，向其流入的废气处于理论空燃比或者处于浓空燃比时，则 将存储在其中的NOx释放的还原净化能力。
这里，图1所示的压缩自点火式内燃机，由于几乎在所有的驾驶 领域中都是以混合气处于稀空燃比的状态运转，所以几乎在所有的驾
附图标记
1 内燃机体
2 燃烧室
3 燃料喷射器
5 排气歧管
8 排气管
14 HC催化剂
15 NOx催化剂
16 温度传感器
17 HC添加装置
从而，当执行了还原HC添加控制时，所添加HC首先流入HC催 化剂14。这里，在本实施方式中，由于HC催化剂的温度比其活性温 度高，因此流入到HC催化剂的HC，通常是被HC催化剂所氧化，但 是此时实际上，HC催化剂反复地进行存储流入的HC和释放该存储的 HC，从而将HC氧化。因此，即使在HC催化剂的温度比其活性温度 还高时，HC催化剂中也稳定地存储着一定量的HC。
从而，此时只要HC催化剂14能够氧化的HC量(以下称为“HC 催化剂的HC可氧化量”)多于HC催化剂释放的HC量(以下称为“HC 催化剂的HC释放量”)，就不会从HC催化剂中流出大量的HC。但是， 当HC催化剂所存储的稳定量的HC量(即，总HC存储量)比较多， 并且HC催化剂的温度上升率比较大，则HC催化剂的HC释放量变多， 存在比起HC催化剂的HC可氧化量，HC催化剂的HC释放量变多的 情况。此时，就会从HC催化剂中流出比较大量的HC。即，对于本实 施方式的HC催化剂，当执行了还原HC添加控制时，存在与HC催化 剂的HC可氧化量相比，HC催化剂的HC释放量多的条件。
因此，在本实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，当HC催 化剂14的总HC存储量比预定量多，且HC催化剂的温度上升率比预 定值还大时，将从HC添加装置17添加到废气中的HC量(以下称为 “来自于HC添加装置的HC添加量”)减少为小于平常量，或者停止 还原HC添加控制本身。这样，在执行还原HC添加控制时，就可以抑 制从HC催化剂中流出大量的HC。
其中，关于来自于HC添加装置17的HC添加量的上述平常量是 指，当HC催化剂14的总HC存储量比预定量还小时，或者HC催化 剂的温度上升率比预定值还小时，在还原HC添加控制中从HC添加装 置添加到废气中的HC量。后叙中的平常量也是相同含义。
然而，在上述实施方式中，在执行还原HC添加控制时，虽然是 以HC催化剂14的温度比其活性温度高为前提的，但是，在执行还原 HC添加控制时，也存在HC催化剂的温度比其活性温度低的情况。此 时，即使执行了还原HC添加控制，所添加的HC也都被HC催化剂存 储吸收，如果被HC催化剂存储的HC量多，则无法向NOx催化剂供 应处于理论空燃比以及浓空燃比的废气，并且如上所述，为了确保使 流入到NOx催化剂废气达到理论空燃比以及浓空燃比，优选通过在 HC催化剂中使HC氧化来消耗废气中的氧。无论如何，在执行还原 HC添加控制时，优选使HC催化剂的温度比其活性温度高。
从而，在上述实施方式中，在要执行还原HC添加控制时，HC催 化剂14的温度比其活性温度低的情况时，首先，执行从HC添加装置 17向废气添加仅使HC催化剂的温度上升所需量的HC的控制(以下 称为“预备HC添加控制”)。通过如此，使所添加HC被HC催化剂逐 渐地氧化，HC催化剂的温度上升。然后，当HC催化剂的温度变得比 其活性温度高时，执行还原HC添加控制。
然而，在预备HC添加控制执行中，当HC催化剂14的温度上升 率比较大时，存在HC催化剂的HC释放量比HC催化剂的HC可氧化 量多的可能性。此时，将会有比较大量的HC从HC催化剂中流出。并 且，在预备HC添加控制执行中，当HC催化剂的温度上升率比较大时， 在其后接着的还原HC添加控制的至少初期阶段中也会出现HC催化剂 的温度上升率比较大的现象。这时，在还原HC添加控制的初期阶段， 将有HC催化剂的HC释放量比HC催化剂的HC可氧化量多的可能性 (实际上，在预备HC添加控制执行过程中，即，HC催化剂的温度比 其活性温度还低时，HC催化剂的HC存储量有增大的趋势，在其后继 续的还原HC添加控制的执行中，由于HC催化剂的HC释放量比较多。 所以HC催化剂的HC释放量比HC催化剂的HC可氧化量多的可能性 为，与预备HC添加控制执行中相比，还原HC添加控制执行中的一方 更高)。
无论如何，由抑制从HC催化剂14流出大量的HC的观点来看， 在预备HC添加控制执行中，HC催化剂的温度上升率变大并不优选。 这里，当供应到HC催化剂的HC量较多时，HC催化剂的温度上升率 呈增大的趋势，相反，当供应到HC催化剂的HC量较少时，HC催化 剂的温度上升率呈减小的趋势。因此，在本实施方式中，对来自于HC 添加装置17的HC添加量进行控制，以使预备HC添加控制执行中的 HC催化剂的温度上升率小于等于预定值。
其中，有关上述预备HC添加控制执行中的HC催化剂14的温度 上升率的预定值，是根据当时的HC催化剂的总HC存储量而设定，当 HC催化剂的总HC存储量多时，有向小设定的趋势。
然而，当吸入到燃烧室2的空气量(以下称为“进气量”)增大时， 大多数情况下，从燃料喷射器3供应到燃烧室2的燃料量增大，其结 果是，从燃烧室2排出的废气的温度上升，该废气所流入的HC催化 剂14的温度也上升。因此，进气量的增加率大就意味着HC催化剂的 温度上升率也大。从而，当HC催化剂的总HC存储量比较多、且进气 量的增加率较大的情况下，比起HC催化剂的HC可氧化量，HC催化 剂的HC释放量变多的可能性较高。
从而，在上述实施方式中，当执行了还原HC添加控制时，在HC 催化剂14的总HC存储量比预定量还多，并且进气量的增加率比预定 值还大时，可将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为小于平常 量，或者，也可以停止还原HC添加控制本身。
当然，如果从燃料喷射器3供应到燃烧室2的燃料量增大，则从 燃烧室2排出的废气的温度上升，流入该废气的HC催化剂14的温度 也上升，因此，在上述实施方式中，在执行了还原HC添加控制时， 当HC催化剂的总HC存储量多于预定量、并且从燃料喷射器3供应到 燃烧室2的燃料量的增加率比预定值大时，可将来自于HC添加装置 17的HC添加量减少为小于平常量，或者也可以将还原HC添加控制 本身停止。
另外，当油门踏板的踏下量增大，则大多数情况下，进气量增大， 且从燃料喷射器3供应到燃烧室2的燃料量也增大，其结果是，从燃 烧室2排出的废气的温度上升，流入该废气的HC催化剂14的温度也 上升。因此，在上述实施方式中，执行了还原HC添加控制时，当HC 催化剂的总HC存储量比预定量多、且油门踏板踏下量的增加率比预 定值大时，将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为小于平常量， 或者也可以将还原HC添加控制本身停止。
其中，在上述实施方式以及后叙的实施方式中，关于HC催化剂 14的总HC存储量的预定量、HC催化剂的温度上升率的预定值、进气 量的增加率的预定值、供应到燃烧室2的燃料量的预定值、以及油门 踏板踏下量的预定值，分别根据HC催化剂的性能(例如，HC催化剂 的HC存储能力以及HC氧化能力)的劣化程度而设定，当HC催化剂 的性能的劣化程度变大时则向小设定。
另外，在上述实施方式以及后叙的实施方式中，HC催化剂14的 温度是根据利用温度传感器16检测出的，流入到HC催化剂的废气的 温度而推定的。
另外，HC催化剂14的总HC存储量，例如，是通过如下所述方 法算出。即，HC催化剂的温度比其活性温度低时，将从燃烧室2排 出的HC中的被存储在HC催化剂中的HC量，按照各内燃机转速以及 内燃机负载等内燃机运行状态，通过预先试验等求出，并存储到ECU 等中的同时，当HC催化剂的温度变得比其活性温度高时，将HC催化 剂所存储的HC中的被氧化去除的HC量，通过预先试验等求出，并存 储到ECU等中。然后，在内燃机运行中，在HC催化剂的温度比其活 性温度低的期间，根据内燃机运行状态从ECU中读取从燃烧室2排出 的HC中的被HC催化剂所存储的HC量，并加算该读取的HC量，而 在HC催化剂的温度比其活性温度高的期间，从ECU中读取被HC催 化剂所存储的HC中的被氧化去除的HC量，并减去该读取的HC量。 这样，即可计算出总HC存储量。
另外，当在预备HC添加控制执行中，为使HC催化剂的温度上升 率小于等于预定值而对来自于HC添加装置17的HC添加量进行控制 时，对HC添加装置进行如下控制：例如，将可使HC催化剂14的温 度上升率维持在小于等于预定值的HC量、和从HC添加装置添加HC 的时间间隔的组合，通过预先试验等求出并存储到ECU中，在预备 HC添加控制执行中，根据关于HC催化剂的温度上升率的预定值，从 ECU读取应从HC添加装置添加的HC量和从HC添加装置添加HC的 时间间隔的组合，并以读取的时间间隔从HC添加装置添加所读取的 量的HC。
其中，在预备HC添加控制中，也可以根据进气量来决定应从HC 添加装置17添加的HC量，并根据HC催化剂14的总HC存储量来决 定从HC添加装置添加HC的时间间隔。此时，作为应从HC添加装置 添加的HC量和进气量的关系，例如，可以采用如图2(A)所示的关 系。在如图2(A)所示的关系中，进气量越多，应从HC添加装置添 加的HC量就被设定得越多。另外，作为从HC添加装置添加HC的时 间间隔和总HC存储量的关系，可以采用如图2(B)所示的关系。在 如图2(B)所示的关系中，总HC存储量越多，从HC添加装置添加 HC的时间间隔就被设定得越长。
另外，当在预备HC添加控制的执行中，为使HC催化剂14的温 度上升率小于等于预定值而对来自于HC添加装置17的HC添加量进 行控制时，也可以利用温度传感器检测出HC催化剂的温度，或者利 用温度推定逻辑推测HC催化剂的温度，并根据如此获得的HC催化剂 的温度，对来自于HC添加装置的HC添加量和从HC添加装置添加 HC的时间间隔进行反馈控制，以使HC催化剂的温度上升率小于等于 预定值。
其中，在上述实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，HC催 化剂14的总HC存储量比预定量多，并且HC催化剂的温度上升率、 进气量的增加率、供应到燃烧室2的燃料量的增加率、以及油门踏板 踏下量的增加率比预定值大等特定条件成立的情况下，将来自于HC 添加装置17的HC添加量减少为小于比平常，或者，也可以将还原HC 添加控制本身停止。这里，上述特定条件成立时是指，HC催化剂的 HC释放量比HC催化剂的HC可氧化量多的情况，但在上述具体条件 以外的其他条件成立时，也存在HC催化剂的HC释放量比HC催化剂 的HC可氧化量多的情况，此时本发明也同样适用。因此，广义地说， 本发明为，在执行还原HC添加控制时，HC催化剂的HC释放量比 HC催化剂的HC可氧化量多的条件成立时，将来自于HC添加装置的 HC添加量减少为小于平常量，或者将还原HC添加控制本身停止。
另外，在上述中，为了对存储在NOx催化剂15中的NOx进行还 原净化的目的而进行从HC添加装置17的HC添加(还原HC添加控 制)时适用本发明的示例进行了说明。但是，由于只要向HC催化剂 14供应HC，HC催化剂的温度就会上升，因此，本发明也可以适用于 单纯地使HC催化剂的温度上升为目的而从HC添加装置进行HC添加 的情况。另外，由于HC催化剂中的HC氧化而使得在该HC催化剂中 使废气的温度上升，从而由于该废气使得配置在HC催化剂下游一侧 的催化剂的温度上升，因此，本发明也适用于在HC催化剂下游一侧 配置有用于排气净化单元时，为了使该单元的温度上升为目的而进行 从HC添加装置的HC添加的情况。
另外，NOx催化剂15以和存储NOx时同样的机理，通过吸收或 者吸附等，对硫氧化物(SOx)也进行存储。为了从NOx催化剂中将 如上存储的SOx去除，可以使NOx催化剂的温度上升到比其活性温度 高的温度，并同时向NOx催化剂供应理论空燃比或者浓空燃比的废气。 因此，本发明也可以适用于为了去除存储在NOx催化剂中的SOx为目 的而进行从HC添加装置17添加HC的情况。
另外，为了除以上列举的目的之外的其他目的，也存在进行从HC 添加装置17添加HC的情况，因此，广义地说，本发明可以适用于为 了某种特定的目的而进行从HC添加装置添加HC的情况。即，广义地 说，本发明是为了某种特定的目的而向HC催化剂14供应了HC时， 当上述的特定条件(例如，HC催化剂的总HC存储量比预定量多，并 且HC催化剂的温度上升率比预定值大的条件)成立时，将供应到HC 催化剂的HC量减少为比平常量小，或者，将向HC催化剂的HC供给 本身停止。
然而，在HC催化剂14中HC的氧化需要花费一定的时间。另一 方面，由于HC催化剂中在HC被氧化的期间，废气也流过HC催化剂 内，因此，在HC催化剂中还没有被氧化的HC随着废气在HC催化剂 内移动，有时从HC催化剂中流出。即，HC停留在HC催化剂内的时 间则局限于一定时间。
并且，此时，如果在HC催化剂14中HC氧化所需的时间(以下 称为“利用HC催化剂的HC氧化时间”)比HC停留在HC催化剂内 的时间(以下称为“在HC催化剂中的HC滞留时间”)还短，则不会 从HC催化剂中流出大量的HC。但是，当HC催化剂的总HC存储量 比较多且经过HC催化剂的废气的量比较多(即，经过HC催化剂的废 气的流量多，因此经过HC催化剂的废气的流速快)时，会出现HC 催化剂中的HC滞留时间比利用HC催化剂的HC氧化时间短的情况。 此时，就会从HC催化剂中流出比较大量的HC。即，当对本实施方式 的HC催化剂执行了还原HC添加控制时，存在在HC催化剂中的HC 滞留时间比利用HC催化剂的HC氧化时间短的条件。
从而，在本实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，当HC催 化剂14的总HC存储量比预定量多且经过HC催化剂内的废气的量比 预定量多时，则将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为小于平 常量，或者，将还原HC添加控制本身停止。由此，可以抑制在还原 HC添加控制执行中从HC催化剂流出大量HC的情况。
而且，当HC催化剂14的总HC存储量比较多且经过HC催化剂 的废气量的增加率比较大时，也会出现在HC催化剂中的HC滞留时间 比利用HC催化剂的HC氧化时间短的情况。
因而，在本实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，当HC催 化剂14的总HC存储量比预定量多且经过HC催化剂的废气量的增加 率比预定值大时，则可将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为 小于平常量，或者，也可以将还原HC添加控制本身停止。
然而，如果进气量多，则从燃烧室2排出的废气的量也多，其结 果是，经过HC催化剂14内的废气的量也就多。另外，如果进气量的 增加率大，则从燃烧室2排出的废气量的增加率也大，其结果是，经 过HC催化剂14内的废气量的增加率也就大。
因而，在执行了还原HC添加控制时，当HC催化剂14的总HC 存储量比预定量多、且进气量比预定量多或者进气量的增加率比预定 值大时，则可将来自于HC添加装置17的HC添加量减少为小于平常 量，或者，也可以将还原HC添加控制本身停止。
另外，如果油门踏板的踏下量大，则在大多数情况下，进气量就 多，其结果是，经过HC催化剂14内的废气的量就多。再有，如果油 门踏板的踏下量的增加率大，则在大多数情况下，进气量的增加率就 大，其结果是，经过HC催化剂内的废气量的增加率就大。
因而，在执行了还原HC添加控制时，当HC催化剂14的总HC 存储量比预定量多、且油门踏板踏下量比预定量多或者油门踏板踏下 量的增加率比预定值大时，则可将来自于HC添加装置17的HC添加 量减少为小于平常量，或者，也可以将还原HC添加控制本身停止。
其中，在上述实施方式中，关于经过HC催化剂14内的废气量的 预定量、经过HC催化剂内的废气量的增加率的预定值、进气量的预 定量、以及油门踏板踏下量的预定量，分别是根据HC催化剂的性能 的劣化程度而设定，当HC催化剂性能的劣化程度变大时，则有向小 设定的趋势。
另外，在上述实施方式中，在执行了还原HC添加控制时，当HC 催化剂14的总HC存储量比预定量多、且经过HC催化剂内的废气量 或其增加率、进气量或其增加率、或者油门踏板踏下量或其增加率比 预定量或预定值多或大的条件成立时，则将来自于HC添加装置17的 HC添加量减少为小于平常量，或者，将还原HC添加控制本身停止。 这里，所谓上述特定的条件成立时是指，在HC催化剂中的HC滞留时 间比利用HC催化剂的HC氧化时间短的情况。但是当上述具体的条件 以外的其它条件成立时，也会出现比起利用HC催化剂的HC氧化时间、 在HC催化剂中的HC滞留时间短的情况。因此，在此时也可以适用本 发明。从而，广义地说，本发明是在执行了还原HC添加控制时，当 在HC催化剂中的HC滞留时间比利用HC催化剂的HC氧化时间短的 条件成立时，则将来自于HC添加装置的HC添加量减少为小于平常量， 或者，将还原HC添加控制本身停止。
其中，在上述实施方式中，可代替NOx催化剂15而采用的排气 净化用单元，有颗粒物过滤器(以下称为“过滤器”)。其为捕集废气 中的细微颗粒的颗粒物过滤器，具有贵金属催化剂和活性氧生成剂， 并利用由这些贵金属催化剂和活性氧生成剂生成的活性氧，能够在比 较短的时间内对所捕集到的细微颗粒进行氧化去除。
这里作为贵金属催化剂，使用的是铂金(Pt)。另一方面，作为活 性氧生成剂使用的是从钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铯(Cs)、铷(Rb) 等碱金属，钡(Ba)、钙(Ca)、锶(Sr)等碱土类金属，镧(La)、钇 (Y)、铈(Ce)等稀土类，铁(Fe)等迁移金属，以及锡(Sn)等炭 族元素中所选择的至少一种。
并且，当废气流入过滤器时，如图3(A)所示，废气中的氧(O2) 以O2 -或O2-的形态附着在铂金60的表面。废气中的NO与上述O2 -或 O2-发生反应，变成NO2。而且生成的NO2的一部分在铂金上被逐渐氧 化，并通过吸收而被存储在活性氧生成剂61内，如图3(A)所示， 在与钾(K)结合的同时以硝酸离子(NO3 -)的形态扩散到活性氧生成 剂61内，生成硝酸钾(KNO3)。即，废气中的氧以硝酸钾(KNO3) 的形态通过吸收被存储在活性氧生成剂61内。
这里，如图3(B)中的62所示，当细微颗粒接触并附着到活性 氧生成剂的表面上，则在细微颗粒62和活性氧生成剂61的接触面上， 氧浓度下降。即，活性氧生成剂61的周围的氧浓度下降。当氧浓度下 降时，就会和氧浓度高的活性氧生成剂61内之间产生浓度差，从而， 活性氧生成剂61内的氧就会朝向细微颗粒62与活性氧生成剂61的接 触面移动。其结果是，形成在活性氧生成剂61内的硝酸钾(KNO3) 被分解为钾(K)、氧(O)和NO，其中氧(O)朝向细微颗粒62与活 性氧生成剂61的接触面移动，而NO则从活性氧生成剂61释放到外 部。
这里，由于朝向细微颗粒62与活性氧生成剂61的接触面移动的 氧是从化合物硝酸钾中分解出来的氧，因此具有非成对电子，从而是 具有极高反应性的活性氧。如上所述地，活性氧生成剂61生成活性氧。 而释放到外部的NO在下游一侧的铂金上被氧化，再一次被存储到活 性氧生成剂61内。
由活性氧生成剂61生成的活性氧用于氧化去除附着在那里的细微 颗粒62而被消耗。即，被过滤器捕集到的细微颗粒62，将通过活性氧 生成剂61生成的活性氧而被氧化去除。
如上所述，由于被过滤器所捕集的细微颗粒，将会被高反应性的 活性氧不产生火焰地氧化去除，因此过滤器的温度不会变得过于高， 从而过滤器就不会发生热劣化。
图4表示根据上述实施方式执行还原HC添加控制程序的一个示 例。在图4的程序中，首先，在步骤10中，对存储在NOx催化剂15 中的NOx量∑NOX是否比预定量α多(∑NOX＞α)进行判断。这 里，当判断为∑NOX≤α时，则结束程序。另一方面，当判断为∑NOX ＞α时，则进入步骤11，对HC催化剂14的总HC存储量∑HC是否 比预定量β多(∑HC＞β)进行判断。这里，当判断为∑HC≤β时， 则进入步骤13，执行从HC添加装置17的HC添加，用以还原净化存 储在NOx催化剂中的NOx。另一方面，当判断为∑HC＞β时，则进 入步骤12。
在步骤12中，对HC催化剂14的温度上升率ΔThc是否比预定值 X大(ΔThc＞X)、或者流入HC催化剂的废气量的增加率ΔGa是否 比预定值Y大(ΔGa＞Y)、或者油门踏板踏下量的增加率ΔAc是否 比预定值Z大(ΔAc＞Z)大进行判断。这里，当判断为ΔThc＞X、 或者ΔGa＞Y、或者ΔAc＞Z时，则结束程序。即，此时，不进行从 HC添加装置17的HC添加(还原HC添加控制被停止)。
另一方面，在步骤12中，当判断为ΔThc≤X、且ΔGa≤Y、且Δ Ac≤Z时，则进入步骤13，执行从HC添加装置17的HC添加，用以 还原净化存储在NOx催化剂15中的NOx。
然后，在步骤14中，对存储在NOx催化剂15中的NOx量∑NOX 是否为零(∑NOX＝0)进行判断。这里，当判断为∑NOX≠0时，则 返回步骤11，而此时，若判断为∑HC＞β，且在下一步骤12中判断 为ΔThc＞X、或者ΔGa＞Y、或者ΔAc＞Z时，则结束程序(停止还 原HC添加控制)。
但是，当在步骤11中判断为∑HC≤β时，或者，虽然在步骤11 中判断为∑HC＞β，但在下面的步骤12中判断为ΔThc≤X、且ΔGa ≤Y、且ΔAc≤Z时，则进入步骤13，执行从HC添加装置17的HC 添加(继续进行还原HC添加控制)。
然后，当在步骤14中判断为∑NOX＝0时，则结束程序(结束还 原HC添加控制)。
图5表示的是根据上述实施方式执行还原HC添加控制以及预备 HC添加控制程序的一个示例。在图5的程序中，首先在步骤20中对 存储在NOx催化剂15中的NOx量∑NOX是否比预定量α多(∑NOX ＞α)进行判断。这里，当判断为∑NOX≤α时，则结束程序。另一 方面，当判断为∑NOX＞α时，则进入步骤21，对流入HC催化剂14 的废气的温度Tin是否比预定值A高(Tin＞A)进行判断。
在步骤21中，当判断为Tin≤A则结束程序。另一方面，当判断 为Tin＞A时，则进入步骤22，对HC催化剂14的温度Thc是否比预 定值B低(Thc＜B)进行判断。这里，当判断为Thc＜B时，则通过 步骤27之后的步骤执行预备HC添加控制。即，在步骤27中计算出 从HC添加装置17的HC添加量，在步骤28中计算出从HC添加装置 添加HC的时间间隔，在步骤29中，根据计算出的HC添加量和时间 间隔，从HC添加装置向废气中添加用于使HC催化剂的温度上升的 HC。
另一方面，在步骤22中，当判断为Thc≥B时，则执行步骤23～ 步骤26。由于该步骤23～步骤26与图4的步骤11～步骤14相同，因 此省略对这些步骤的说明。