内燃机的排气净化装置

摘要

本发明涉及一种内燃机的排气净化装置。所述内燃机的排气净化装置具备碳氢化合物供给阀、和使废气中所含有的NOX与被重整后的碳氢化合物进行反应的排气净化催化剂。排气净化催化剂具有，当使流入的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时将NOX还原的性质，并且具有，当将碳氢化合物浓度的振动周期设为长于预先规定的范围时增大NOX的吸留量的性质。排气净化催化剂具有捕集颗粒状物质的隔壁部。贵金属催化剂以及碱性部被配置于隔壁部的表面上所形成的涂层部上，且被形成为，流入侧通道的涂层部处的氧化能力与流出侧通道的涂层部处的氧化能力相比而升高。

权利要求

1.一种内燃机的排气净化装置，其中，

将用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀配置于内燃机排气通道内，并在碳氢化合物供给阀下游的内燃机排气通道内配置用于使废气中所含有的NOX与被重整后的碳氢化合物进行反应的排气净化催化剂，且在该排气净化催化剂的废气流通表面上负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，当使流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时将废气中所含有的NOX还原的性质，并且具有，当将该碳氢化合物浓度的振动周期设为长于该预先规定的范围时增大废气中所含有的NOX的吸留量的性质，所述排气净化装置被形成为，以使内燃机运转时流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度变化的振幅成为该预先规定的范围内的振幅的方式来控制从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给量，并且，以使流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的周期而进行振动的方式来控制从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给间隔，排气净化催化剂包括废气流入的流入侧通道、废气流出的流出侧通道、和将流入侧通道与流出侧通道隔开的隔壁部，并且具有通过使废气穿过隔壁部的内部从而捕集废气中所含有的颗粒状物质的功能，贵金属催化剂以及碱性部被配置于隔壁部的表面上所形成的涂层部上，且以流入侧通道的涂层部的氧化能力与流出侧通道的涂层部的氧化能力相比而升高的方式被配置，预先规定有从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给量增多的内燃机的运转状态，在从碳氢化合物的供给量增多的内燃机的运转状态起转移到了废气的流速减小的预先规定的运转状态的情况下，减少以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给量。

2.如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在排气净化催化剂中，在流入侧通道的涂层部上未配置碱性部，而在流出侧通道的涂层部上配置有碱性部。

3.如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

排气净化催化剂被形成为，在流入侧通道的涂层部以及流出侧通道的涂层部上配置有贵金属催化剂以及碱性部，并且被配置于流入侧通道的涂层部上的碱性部的每单位体积的重量与被配置于流出侧通道的涂层部上的碱性部的每单位体积的重量相比而减小。

4.如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

排气净化催化剂具有上游侧部分和下游侧部分，且在上游侧部分中未配置具有氧吸留能力的助催化剂，而在下游侧部分中配置有具有氧吸留能力的助催化剂。

5.如权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在从碳氢化合物的供给量增多的内燃机的运转状态起转移到了废气的流速减小的预先规定的运转状态的情况下，禁止以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给。

6.一种内燃机的排气净化装置，其中，

将用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀配置于内燃机排气通道内，并在碳氢化合物供给阀下游的内燃机排气通道内配置用于使废气中所含有的NOX与被重整后的碳氢化合物进行反应的排气净化催化剂，且在该排气净化催化剂的废气流通表面上负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，当使流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时将废气中所含有的NOX还原的性质，并且具有，当将该碳氢化合物浓度的振动周期设为长于该预先规定的范围时增大废气中所含有的NOX的吸留量的性质，所述排气净化装置被形成为，以使内燃机运转时流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度变化的振幅成为该预先规定的范围内的振幅的方式来控制从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给量，并且，以使流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的周期而进行振动的方式来控制从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给间隔，排气净化催化剂包括废气流入的流入侧通道、废气流出的流出侧通道、和将流入侧通道与流出侧通道隔开的隔壁部，并且具有通过使废气穿过隔壁部的内部从而捕集废气中所含有的颗粒状物质的功能，贵金属催化剂以及碱性部被配置于隔壁部的表面上所形成的涂层部上，且以流入侧通道的涂层部的氧化能力与流出侧通道的涂层部的氧化能力相比而升高的方式被配置，对在排气净化催化剂中堆积的颗粒状物质的堆积量以及排气净化催化剂的温度进行推断，在颗粒状物质的堆积量超过了预先规定的堆积量判断值，而且排气净化催化剂的温度超过了预先规定的催化剂温度判断值的情况下，减少以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给量。

7.如权利要求6所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在颗粒状物质的堆积量超过了预先规定的堆积量判断值，而且排气净化催化剂的温度超过了预先规定的催化剂温度判断值的情况下，禁止以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给。

8.如权利要求6所述的内燃机的排气净化装置，其中，

在排气净化催化剂中，在流入侧通道的涂层部上未配置碱性部，而在流出侧通道的涂层部上配置有碱性部。

9.如权利要求6所述的内燃机的排气净化装置，其中，

排气净化催化剂被形成为，在流入侧通道的涂层部以及流出侧通道的涂层部上配置有贵金属催化剂以及碱性部，并且被配置于流入侧通道的涂层部上的碱性部的每单位体积的重量与被配置于流出侧通道的涂层部上的碱性部的每单位体积的重量相比而减小。

10.如权利要求6所述的内燃机的排气净化装置，其中，

排气净化催化剂具有上游侧部分和下游侧部分，且在上游侧部分中未配置具有氧吸留能力的助催化剂，而在下游侧部分中配置有具有氧吸留能力的助催化剂。

说明书

内燃机的排气净化装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种内燃机的排气净化装置。

背景技术

[0002] 在柴油发动机或汽油内燃机等的内燃机的排气中包括例如一氧化碳(CO)、作为未燃烧燃料的碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)或颗粒状物质(PM:Particulate Matter，颗粒物)等的成分。作为净化NOX的装置，已知一种通过向排气净化催化剂供给还原剂从而连续性地对排气中所含有的NOX进行还原的还原催化剂，此外还已知一种当废气的空燃比稀薄时对NOX进行吸留，并通过将废气的空燃比设定为过浓而将所吸留的NOX释放并且还原的NOX吸留催化剂。

[0003] 在日本特开2003-166412号公报中，作为捕集颗粒状物质的装置而公开了一种颗粒物质。颗粒物质过滤器具有将废气流入通道与废气流出通道隔开的隔壁部。当废气穿过隔壁时颗粒状物质将被捕集。而且，在此公报还公开了如下内容，即，在废气流入通道以及废气流出通道的周壁的表面上配置有载体，并且在载体上负载有吸留还原型NOX催化剂。此外还公开该过滤器具有如下的特性，即，在堆积的颗粒的量增加了时，于经过了过滤器中的压力损失增大的过程之后，过滤器的压力损失将不再上升。在该公报的装置中，在压力损失的饱和后，使已堆积的颗粒燃烧而去除。

[0004] 在日本特开平9-220440号公报中公开了如下的废气的净化方法，即，使废气中的NOX与HC进行反应而生成氮烃化合物，接下来使氮烃化合物与催化剂接触从而进行还原。该方法包括第一工序及第二工序。在第一工序中，使废气中的NOX与HC进行反应而生成氮烃化合物。该反应为在概念上实施HC的硝基化等。该反应在HC与NOX共存的情况下，供给热或光等的能量从而使NO氧化、或者使HC自由基化从而硝基化。此外，在第二工序中，通过使氮烃化合物与催化剂接触，从而使氮烃化合物与HC进行反应而 还原并且使HC部分氧化。该公报公开了，通过在将NOX转换为氮烃化合物后使NOX在催化剂上进行反应，从而使NOX净化率明显地升高的技术。

[0005] 在先技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2003-166412号公报

[0008] 专利文献2：日本特开平9-220440号公报

发明内容

[0009] 发明所要解决的课题

[0010] 上述的日本特开2003-166412号公报所公开的颗粒物质过滤器具有吸留还原型NOX催化剂的功能。即，能够捕集颗粒状物质，并对NOX进行吸留，且在释放NOX时进行还原。但是，在该颗粒物质过滤器中，存在颗粒物质过滤器的温度变成高温时NOX的净化率将会下降的问题。此外，在日本特开平9-220440号公报中公开了如下的方法，即，生成氮烃化合物，并使氮烃化合物与碳氢化合物进行反应从而进行还原的方法。该方法在废气的流速较快等的情况下，存在还原性中间体的反应时间变得不充分，从而无法充分地净化NOX的问题。

[0011] 本发明的目的在于，提供一种能够将废气中的颗粒状物质去除，并且即使在高温之下也能够以较高的NOX净化率来净化NOX的内燃机的排气净化装置。

[0012] 用于解决课题的方法

[0013] 本发明的内燃机的排气净化装置中，将用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀配置于内燃机排气通道内，并在碳氢化合物供给阀下游的内燃机排气通道内配置用于使废气中所含有的NOX与被重整后的碳氢化合物进行反应的排气净化催化剂，且在该排气净化催化剂的废气流通表面上负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，当使流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时将废气中所含有的NOX还原的性质，并且具有，当将该碳氢化合物浓度 的振动周期设为长于该预先规定的范围时增大废气中所含有的NOX的吸留量的性质。排气净化装置被形成为，以使内燃机运转时流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度变化的振幅成为该预先规定的范围内的振幅的方式来控制从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给量，并且，以使流入排气净化催化剂中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的周期而进行振动的方式来控制从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给间隔。排气净化催化剂包括废气流入的流入侧通道、废气流出的流出侧通道、和将流入侧通道与流出侧通道隔开的隔壁部，并且具有通过使废气穿过隔壁部的内部从而捕集废气中所含有的颗粒状物质的功能。贵金属催化剂以及碱性部被配置于隔壁部的表面上所形成的涂层部上，且以流入侧通道的涂层部的氧化能力与流出侧通道的涂层部的氧化能力相比而升高的方式被配置。

[0014] 在上述发明中，优选为，在排气净化催化剂中，在流入侧通道的涂层部上未配置碱性部，而在流出侧通道的涂层部上配置有碱性部。

[0015] 在上述发明中，优选为，排气净化催化剂被形成为，在流入侧通道的涂层部以及流出侧通道的涂层部上配置有贵金属催化剂以及碱性部，并且被配置于流入侧通道的涂层部上的碱性部的每单位体积的重量与被配置于流出侧通道的涂层部上的碱性部的每单位体积的重量相比而减小。

[0016] 在上述发明中，优选为，排气净化催化剂具有上游侧部分和下游侧部分，且在上游侧部分中未配置具有氧吸留能力的助催化剂，而在下游侧部分中配置有具有氧吸留能力的助催化剂。

[0017] 在上述发明中，优选为，预先规定有从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给量增多的内燃机的运转状态，在从碳氢化合物的供给量增多的内燃机的运转状态起转移到了废气的流速减小的预先规定的运转状态的情况下，减少以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给量。

[0018] 在上述发明中，优选为，在从碳氢化合物的供给量增多的内燃机的运转状态起转移到了废气的流速减小的预先规定的运转状态的情况下，禁止以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给。

[0019] 在上述发明中，优选为，对在排气净化催化剂中堆积的颗粒状物质的 堆积量以及排气净化催化剂的温度进行推断，在颗粒状物质的堆积量超过了预先规定的堆积量判断值，而且排气净化催化剂的温度超过了预先规定的催化剂温度判断值的情况下，减少以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给量。

[0020] 在上述发明中，优选为，在颗粒状物质的堆积量超过了预先规定的堆积量判断值，而且排气净化催化剂的温度超过了预先规定的催化剂温度判断值的情况下，禁止以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给。

[0021] 发明效果

[0022] 根据本发明，能够提供一种可以将排气中的颗粒状物质去除，并且即使在高温状态下也能够以较高的NOX净化率来对NOX进行净化的内燃机的排气净化装置

附图说明

[0023] 图1为实施方式中的内燃机的整体图。

[0024] 图2为以图解的方式表示排气净化催化剂的催化剂载体的表面部分的图。

[0025] 图3为对排气净化催化剂中的碳氢化合物的氧化反应进行说明的图。

[0026] 图4为表示第一NOX净化方法中的流入排气净化催化剂中的废气的空燃比的变化的图。

[0027] 图5为表示第一NOX净化方法中的NOX净化率的图。

[0028] 图6A为对第一NOX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。

[0029] 图6B为对第一NOX净化方法中的还原性中间体的生成进行说明的放大图。

[0030] 图7A为对第二NOX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。

[0031] 图7B为对第二NOX净化方法中的排气净化催化剂的NOX的排出以及还原进行说明的放大图。

[0032] 图8为表示第二NOX净化方法中的流入排气净化催化剂中的废气的空燃比的变化的图。

[0033] 图9为表示第二NOX净化方法中的NOX净化率的图示。

[0034] 图10为表示第一NOX净化方法中的流入排气净化催化剂中的废气的空燃比的变化的流程图。

[0035] 图11为表示第一NOX净化方法中的流入排气净化催化剂中的废气的空燃比的变化的其他的流程图。

[0036] 图12为表示第一NOX净化方法中的排气净化催化剂的氧化力与最小需求空燃比X之间的关系的图。

[0037] 图13为表示在第一NOX净化方法中，可取得相同的NOX净化率的废气中的氧浓度与碳氢化合物浓度的振幅ΔH之间的关系的图。

[0038] 图14为表示第一NOX净化方法中的碳氢化合物浓度的振幅ΔH与NOX净化率之间的关系的图。

[0039] 图15为表示第一NOX净化方法中的碳氢化合物浓度的振动周期ΔT与NOX净化率之间的关系的图。

[0040] 图16A为表示第一NOX净化方法中的碳氢化合物的喷射时间的曲线图。

[0041] 图16B为表示第一NOX净化方法中的碳氢化合物的供给间隔的曲线图。

[0042] 图17为表示第二NOX净化方法中的流入排气净化催化剂中的废气的空燃比的变化等的图。

[0043] 图18为表示从内燃机主体向内燃机排气通道被排出的NOX量NO×A的曲线图。

[0044] 图19为表示在燃烧室中实施辅助喷射时的燃料喷射正时的图。

[0045] 图20为表示实施辅助喷射时的碳氢化合物供给量WR的曲线图。

[0046] 图21为对以内燃机的运转状态为基础的NOX净化方法的区域进行说明的曲线图。

[0047] 图22为从废气流入侧观察实施方式中的排气净化催化剂时的主视图。

[0048] 图23为实施方式中的排气净化催化剂的概要剖视图。

[0049] 图24为实施方式中的排气净化催化剂的出口附近的放大概要剖视图。

[0050] 图25为实施方式中的第一排气净化催化剂的流入侧通道处的催化剂载体表面的放大概要剖视图。

[0051] 图26为实施方式中的第二排气净化催化剂的概要图。

[0052] 图27为实施方式中的第二排气净化催化剂的下游侧部分处的催化剂载体表面的放大概要剖视图。

[0053] 图28为实施方式中的排气净化装置的第一运转控制的流程图。

[0054] 图29为实施方式中的排气净化装置的第二运转控制的流程图。

具体实施方式

[0055] 参照图1至图29，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，列举出被安装于车辆上的压燃式内燃机来进行说明。

[0056] 图1为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。此外，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、用于向各自的燃烧室2喷射燃料的电子控制式的燃料喷射阀3、进气歧管4、和排气歧管5。

[0057] 进气歧管4通过进气导管6而被连结于排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口。压缩机7a的入口通过吸入空气量检测器8而被连结于空气滤清器9上。在进气导管6内配置有由步进电动机进行驱动的节气门10。另外，在进气导管6的中途，配置有用于对在进气导管6内流动的吸入空气进行冷却的冷却装置11。在图1所示的实施例中，内燃机冷却水被引导至冷却装置11内。通过内燃机冷却水来对吸入空气进行冷却。

[0058] 另一方面，排气歧管5被连结于排气涡轮增压器7的排气汽轮机7b的入口上。排气汽轮机7b的出口通过排气管12而被连结于排气净化催化剂13的入口。

[0059] 在排气净化催化剂13的上游配置有碳氢化合物供给阀15，该碳氢化合物供给阀15用于供给作为压燃式内燃机的燃料而使用的轻油、或者由其他的燃料形成的碳氢化合物。在本实施方式中，使用了从碳氢化合物供给阀15供给的作为碳氢化合物的轻油。另外，本发明也能够应用于将燃烧时的空燃比控制在过稀状态的火花点火式的内燃机。在这种情况下，从碳氢化合物供给阀供给作为火花点火式的内燃机的燃料而使用的汽油、或者供给由其他的燃料而形成的碳氢化合物。

[0060] 在排气歧管5与进气歧管4之间，配置有用于实施排气再循环(EGR)的EGR通道16。在EGR通道16上配置有电子控制式的EGR控制阀17。此外，在EGR通道16的中途，配置有用于对在EGR通道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，内燃机冷却水被引导至冷却装置18内。通过内燃机冷却水来对EGR气体进行冷却。

[0061] 各自的燃料喷射阀3经由燃料供给管9而被连结于共轨20。共轨20经由电子控制式的喷出量可变的燃料泵21而被连结于燃料罐22。被贮藏于燃料罐22中的燃料通过燃料泵而被供给到共轨20内。被供给到共轨20内的燃料经由各自的燃料供给管而被供给到燃料喷射阀3处。

[0062] 电子控制单元30由数字式计算机构成。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而发挥功能。电子控制单元30包括：通过双向母线31而被相互连接在一起的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(中央处理器)、输入端口35以及输出端口36。

[0063] 在排气净化催化剂的下游安装有用于对排气净化催化剂13的温度进行检测的温度传感器23。所述温度传感器23以及吸入空气量检测器8的输出信号经由各自所对应的AD转换器37而被输入到输入端口35。

[0064] 此外，在加速踏板70上连接有以与加速踏板40的踩踏量成比例的方式而产生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而被输入到输入端口35。而且，在输入端口35上连接有例如在曲轴每旋转15°时产生输出脉冲的曲轴转角传感器42。通过曲轴转角传感器42的输出能够对曲轴转角或内燃机转速进行检测。另一方面，输出端口36经由对应的驱动电路38而与燃料喷射阀3、节气门10的驱动用步进电动机、碳氢化合物供给阀15、EGR控制阀17以及燃料泵21相连接。该燃料喷射阀3、节气门10、碳氢化合物供给阀15以及EGR控制阀17等由电子控制单元30进行控制。

[0065] 本实施方式中的排气净化催化剂13具有净化NOX的功能和捕集废气中所包含的颗粒状物质的功能。首先对净化排气净化催化剂13的NOX的功能进行说明。

[0066] 图2以图解的方式而图示了被负载于排气净化催化剂13的基体上的催化剂载体的表面部分。如图2所示，例如，该排气净化催化剂13在由氧化铝形成的催化剂载体50上负载有作为催化剂颗粒的贵金属催化剂51、52，在该催化剂载体50上还形成有碱性部53，所述碱性部53包括选自钾K、钠Na、铯Cs这种碱金属、钡Ba、钙Ca这种碱土金属、镧系元素这种稀土类元素以及银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir这种向NOX提供电子的金属中的至 少一种。由于废气沿着催化剂载体50之上而流动，因此，可以说贵金属催化剂51、52被负载于排气净化催化剂13的废气流通表面上。此外，由于碱性部53的表面呈现碱性，因此，碱性部53的表面被称为碱性的废气流通表面部分54。

[0067] 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。另外，在这种情况下，贵金属催化剂51、52中的任意一种均能够由铂Pt构成。此外，在排气净化催化剂13的催化剂载体50上，除了铂Pt以及铑Rh之外还能够负载有钯Pd、或者能够代替铑Rh而负载有钯Pd。即，被负载于催化剂载体50上的贵金属催化剂51、52由铂Pt、铑Rh及钯Pd中的至少一种构成。

[0068] 当碳氢化合物从碳氢化合物供给阀15被喷射到废气中时，该碳氢化合物将在排气净化催化剂13中被重整。在本发明中设为，使用此时被重整后的碳氢化合物以使其在排气净化催化剂13中对NOX进行净化。图3以图解的方式而图示了此时在排气净化催化剂13中被实施的重整作用。如图3所示，从碳氢化合物供给阀15被喷射的碳氢化合物HC通过催化剂51而成为碳含量较少的自由基状的碳氢化合物HC。

[0069] 图4图示了从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给正时与流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in的变化。另外，由于该空燃比(A/F)in的变化依存于流入排气净化催化剂13的废气中的碳氢化合物的浓度变化，因此，也可以说图4所示的空燃比(A/F)in的变化表示了碳氢化合物的浓度变化。但是，由于当碳氢化合物浓度升高时空燃比(A/F)in将下降，因此，在图4中，空燃比(A/F)in越趋于过浓侧，则碳氢化合物浓度越升高。

[0070] 图5图示了如下情况下的相对于排气净化催化剂13的各催化剂温度TC的、由排气净化催化剂13所获得的NOX净化率，所述情况为，通过使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度发生周期性的变化，从而如图4所示使流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in变化了的情况。本发明者长期地反复进行了关于NOX净化的研究，从而在该研究课题中辨明了如下情况，即，当使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定范围内的周期而进行振动时，如图5所示，即使在400℃以上的高温区域也能够取得极高的NOX净化率。

[0071] 而且，本发明者还辨明了如下情况，即，此时包括氮及碳氢化合物的大量的还原性中间体被持续保持或吸附在碱性部53的表面上、即被保持或被吸附于排气净化催化剂13的碱性的废气流通表面部分54上，该还原性中间体在取得高NOX净化率方面发挥了核心作用。接下来，参照图6A及图6B对上述情况进行说明。另外，在该图6A及图6B中，以图解的方式而图示了排气净化催化剂13的催化剂载体50的表面部分，在该图6A及图6B中图示了推测为在如下情况下将会产生的反应，所述情况为，使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动的情况。

[0072] 图6A图示了流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度较低时的情况，图6B图示了从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物以使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度升高时的情况。

[0073] 并且，由图4可知，由于流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比除了瞬间之外被维持于过稀，因此，流入排气净化催化剂13中的废气通常处于氧气过剩的状态。此时废气中所含有的NO的一部分将附着于排气净化催化剂13上，废气中所含有的NO的一部分如图6A所示在铂的贵金属催化剂51上被氧化而成为NO2，随后该NO2进一步被氧化而成为NO3。此外，NO2的一部分成为NO2-。因此，在铂Pt的贵金属催化剂51上生成有NO2-与NO3。附着于排气净化催化剂13上的NO以及铂Pt的贵金属催化剂51上所生成的NO2-与NO3活性较强，因此，以下将这些NO、NO2-及NO3称为活性NOX。

[0074] 另一方面，当从碳氢化合物供给阀15供给有碳氢化合物时，该碳氢化合物将跨及排气净化催化剂13的整体而吸附。该吸附的碳氢化合物的大部分依次与氧进行反应而被燃烧，所吸附的碳氢化合物的一部分如图3所示，依次在排气净化催化剂13内被重整而成为自由基。因此，如图6B所示，活性NOX周围的碳氢化合物浓度升高。然而，活性NOX被生成之后，当活性NOX周围的氧浓度处于较高的状态并持续一定时间以上时，活性NOX将被氧化，并以硝酸粒子NO3-的形式被吸收于碱性部53内。然而，如在经过该一定时间之前使活性NOX周围的碳氢化合物浓度升高，则如图6B所示，活性NOX将在铂的贵金属催化剂51上与自由基状的碳氢化合物HC进行反应，并由此而生成还原性中间体。该还原性中间体被保持或吸附于碱性部53的表面上。

[0075] 另外，认为此时最先被生成的还原性中间体为硝基化合物R-NO2。虽然当该硝基化合物R-NO2被生成时会成为硝基化合物R-CN，但由于该硝基化合物R-CN在该状态下只能在存续一瞬间，因而会立刻成为异氰酸盐化合物R-NO。该异氰酸盐化合物R-NO如进行加水分解则会成为胺化合物R-NH2。但是在这种情况下，认为被加水分解的仅是异氰酸盐化合物R-NO的一部分。因此，如图6B所示，认为被保持或吸附于碱性部53的表面上的还原性中间体的大部分为异氰酸盐化合物R-NO以及胺化合物R-NH2。

[0076] 另一方面，如图6B所示，当碳氢化合物HC吸附于所生成的还原性中间体的周围时，还原性中间体将被碳氢化合物HC阻挡而无法进一步进行反应。在这种情况下，当流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度下降，接着吸附于还原性中间体的周围的碳氢化合物被氧化而消失，且由此而使还原性中间体周围的氧浓度提高时，如图6A所示，还原性中间体将与活性NOX进行反应、或与周围的氧进行反应、或自己分解。由此，还原性中间体R-NCO或R-NH2将被转换为N2、CO2、H2O，进而使NOX被净化。

[0077] 如此，在排气净化催化剂13中，通过提高流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度而生成还原性中间体，在使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度下降后、氧浓度提高了时，还原性中间体将与活性NOX或氧进行反应、或自己分解，从而使NOX被净化。即，在通过排气净化催化剂13来净化NOX时，需要使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度发生周期性的变化。

[0078] 当然，在这种情况下，生成还原性中间体时需要将碳氢化合物的浓度提高到足够高的浓度，而使所生成的还原性中间体与活性NOX或氧进行反应时或自己分解时需要将碳氢化合物的浓度降低到足够低的浓度。即，需要使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先的范围内的振幅而进行振动。另外，在这种情况下，在所生成的还原性中间体R-NCO或R-NH2与活性NOX或氧进行反应、或自己分解之前，必须使所述的还原性中间体保持在碱性部53上、即保持在碱性的废气流通表面部分54上，因此，设置了碱性的废气流通表面54。

[0079] 另一方面，当延长碳氢化合物的供给间隔时，在碳氢化合物被供给之后、到接下来碳氢化合物被供给为止的期间内，氧浓度处于较高的期间将变长，因此，活性NOX不会生成还原性中间体而是以硝酸盐的形式被吸收于 碱性部53内。为了避免这种情况出现，需要使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定范围内的周期而进行振动。

[0080] 因此，在以本发明为依据的实施例中，排气净化催化剂13用于使废气中所含有的NOX与被重整后的碳氢化合物进行反应并生成含有氧及碳氢化合物的还原性中间体R-NCO或R-NH2，且在所述排气净化催化剂13的废气流通表面上负载有贵金属催化剂51、52，为了使所生成的还原性中间体R-NCO或R-NH2持续保持在排气净化催化剂13内，从而在贵金属催化剂51、52周围形成有碱性的废气流通表面部分54，被保持于碱性的废气流通表面部分54上的还原性中间体R-NCO或R-NH2被转换为N2、CO2、H2O，碳氢化合物浓度的振动周期被设为，持续生成还原性中间体R-NCO或R-NH2所需的振动周期。另外，在图4所示的示例中供给间隔被设为了3秒。

[0081] 当将碳氢化合物浓度的振动周期、即碳氢化合物HC的供给间隔设为长于所述的预先规定的范围内的周期时，还原性中间体R-NCO或R-NH2将从碱性部53的表面上消失，此时在铂Pt的贵金属催化剂51上所生成的活性NOX，将如图7A所示而以硝酸离子NO3-的形式在碱性部53内进行扩散，进而成为硝酸盐。即，此时，废气中的NOX将以硝酸盐的形式而被吸收于碱性部53内。

[0082] 另一方面，图7B图示了当NOX如此以硝酸盐的形式而被吸收于碱性部53内时，将流入排气净化催化剂13内的废气的空燃比设为了理论空燃比或过浓空燃比的情况。在这种情况下，由于废气中的氧浓度降低因而方应将在相反方向(NO3-→NO2)上进展，如此，被吸收于碱性部53内的硝酸盐依次成为硝酸离子NO3-，并如图7B所示而以NO2的形式从碱性部53被释放。接下来被释放的NO2通过废气中所含有的碳氢化合物HC及CO而被还原。

[0083] 图8图示了在碱性部53的NOX吸收能力成为饱和的不久之前，将流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in暂时性地设为了过浓时的情况。另外，在图8所示的示例中，该过浓控制的时间间隔为1分钟以上。在这种情况下，废气的空燃比(A/F)in过稀时被吸收于碱性部53内的NOX，会在废气的空燃比(A/F)in暂时性地被设为过浓时一下子从碱性部53中被释放而被还原。因此在这种情况下，碱性部53发挥了用于暂时性地对NOX进行吸收的吸收剂的作用。

[0084] 另外，此时也存在碱性部53暂时性地对NOX进行吸附的情况，因此，如作为包含吸收及吸附两者的用语而使用所谓“吸留”这一用语，此时碱性部53将发挥用于暂时性地对NOX进行吸留的吸留剂的作用。即，在这种情况下，当将被供给于内燃机进气通道、燃烧室2以及排气净化催化剂13上游的排气通道内的废气的空气及燃料(碳氢化合物)之比称为废气的空燃比时，排气净化催化剂13发挥作为如下的NOX吸留催化剂的功能，该NOX吸留催化剂在废气的空燃比为过稀时对NOX进行吸留、而当废气中的氧浓度降低时将所吸留的NOX释放。

[0085] 图9图示了使排气净化催化剂13如此作为NOX吸留催化剂而发挥功能时的NOX净化率。另外，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吸留催化剂而发挥功能的情况下，如图9所示，虽然在催化剂温度TC从300℃到400℃之时取得了极高的NOX净化率，但是当催化剂温度TC成为400℃以上的高温时净化率将降低。

[0086] NOX净化率以上述方式在催化剂温度TC成为400℃以上时降低的原因在于，当催化剂温度TC成为400℃以上时，硝酸盐将进行热分解从而以NO2的形式而从排气净化催化剂13被释放。即，只要以硝酸盐的形式而吸留有NOX，则在催化剂温度TC较高时就将难以取得较高的NOX净化率。然而，在图4至图6A、图6B所示的NOX净化方法中，从图6A、图6B可知，不会生成硝酸盐或即使生成也仅为极其微量的硝酸盐，进而如图5所示，即使在催化剂温度TC较高的情况下也可以取得较高的NOX净化率。

[0087] 因此在本发明中采用了如下方式，即，将用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀15配置于内燃气排气通道内，并在碳氢化合物供给阀15下游的内燃机排气通道内配置有用于使废气中所含有的NOX与被重整后的碳氢化合物进行反应的排气净化催化剂13，且在排气净化催化剂13的废气流通表面上负载有贵金属催化剂51、52，并且贵金属催化剂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，当使流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行振动时将废气中所含有的NOX还原的性质，并且具有，当将碳氢化合物浓度的振动周期设为长于该预先设定的范围时增大废气中所含有的NOX的吸留量的性质，通过使内燃机运转时流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定范围 内的周期而进行振动，从而使废气中所含有的NOX通过以上方式而在排气净化催化剂13中进行还原。

[0088] 即，图4至图6A、图6B所示的NOX净化方法可以说是如下的方法，即，在使用形成了负载有贵金属催化剂且能够吸收NOX的碱性部的排气净化催化剂的情况下，在几乎不会形成硝酸盐的条件下而对NOX进行净化的NOX净化方法。实际上，在使用了该NOX净化方法的情况下，与使排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥功能的情况相比，从碱性部53所检测出的硝酸盐为极微量。另外，以下将该NOX净化方法称为第一NOX净化方法。

[0089] 接下来，参照图10至图15也对该第一NOX净化方法进行稍微详细的说明。

[0090] 图10放大图示了图4所示的空燃比(A/F)in的变化。另外，如上所述，流入该排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in的变化同时也表示流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的浓度变化。另外，在图10中，ΔH表示流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物HC的浓度变化的振幅，ΔT表示流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物浓度的振动周期。

[0091] 在图10中，(A/F)b为，表示用于产生内燃机输出的燃烧气体的空燃比的基准空燃比。换言之，该基准空燃比(A/F)b表示停止碳氢化合物的供给之后，流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比。另一方面，图10中的X表示如下的空燃比(A/F)in的上限，所述空燃比(A/F)in为，用于使所生成的活性NOX不会以硝酸盐的形式被吸留于碱性部53内而是用于还原性中间体的生成，在使活性NOX与被重整后的碳氢化合物进行反应而生成的还原性中间体时，需要将空燃比(A/F)in设为低于该空燃比的上限X。

[0092] 换言之，图10的X表示，使活性NOX与被重整后的碳氢化合物进行反应而生成还原性中间体时所必需的碳氢化合物的浓度的下限，为了生成还原性中间体需要将碳氢化合物的浓度设为高于该下限X。在这种情况下，能否生成还原性中间体是由活性NOX周围的氧浓度与碳氢化合物浓度的比例、即空燃比(A/F)in来决定，以下，将生成还原性中间体时所需的所述空燃比的上限X称为要求最小空燃比。

[0093] 在图10所示的示例中，要求最小空燃比X为过浓，因此在这种情况下，为了生成还原性中间体而将空燃比(A/F)in瞬时性地设为要求最小空燃比 X以下、即设为过浓。相对于此，在图11所示的示例中，要求最小空燃比X成为过稀。在这种情况下，在使空燃比(A/F)in维持过稀的同时，通过使空燃比(A/F)in周期性地降低从而生成还原性中间体。

[0094] 在这种情况下，要求最小空燃比X变为过浓或变为过稀是由排气净化催化剂13的氧化能力来决定的。在这种情况下，例如如果增大贵金属催化剂51的负载量，则排气净化催化剂13的氧化能力将变强，并且越增强酸性则氧化能力越增强。因此，排气净化催化剂13的氧化能力根据贵金属催化剂51的负载量或酸性的强度而发生变化。

[0095] 而且，在使用了氧化能力较强的排气净化催化剂13的情况下，如图11所示，如果在将空燃比(A/F)in维持于过稀的同时使空燃比(A/F)in周期性地降低，则在空燃比(A/F)in被降低时碳氢化合物将完全被氧化，其结果为，将变得无法生成还原性中间体。相对于此，如果在使用了氧化能力较强的排气净化催化剂13的情况下如图10所示而将空燃比(A/F)in周期性地设为过浓，则在空燃比(A/F)in被设为过浓时一部分碳氢化合物将不会完全被氧化而是被部分氧化，即碳氢化合物将被重整，进而将生成还原性中间体。因此，在使用了氧化能力较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设为过浓。

[0096] 而且，如果在使用了氧化能力较弱的排气净化催化剂13的情况下如图11所示而在将空燃比(A/F)in维持于过稀的同时使空燃比(A/F)in周期性地降低，则在空燃比(A/F)in被降低时一部分碳氢化合物将不会完全被氧化而是被部分氧化，即碳氢化合物将被重整，进而将生成还原性中间体。相对于此，如果在使用了氧化能力较弱的排气净化催化剂13的情况下如图10所示而将空燃比(A/F)in周期性地设为过浓，则大量的碳氢化合物将不会完全氧化而是仅从排气净化催化剂13被释放，进而被无谓消耗的碳氢化合物量将增大。因此，在使用了氧化能力较弱的排气净化催化剂13的情况下，需要将要求最小空燃比X设为过稀。

[0097] 即，可知需要使要求最小空燃比X如图12所示随着排气净化催化剂13的氧化能力变强而降低。如此，虽然要求最小空燃比X根据排气净化催化剂13的氧化能力而成为过稀、或成为过浓，但下文中以要求最小空燃比X为过浓时的情况作为示例，而对流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物的 浓度变化的振幅及流入排气净化催化剂13中的碳氢化合物浓度的振动周期进行说明。

[0098] 并且，当基准空燃比(A/F)b变大时，即当碳氢化合物被供给前的废气中的氧浓度升高时，将空燃比(A/F)in设为要求最小空燃比X以下时所需的碳氢化合物的供给量将增大，并且伴随于此，对还原性中间体的生成无贡献的剩余的碳氢化合物量也增大。在这种情况下，为了良好地对NOX进行净化，如上文所述需要使该剩余的碳氢化合物氧化，因此，为了良好地对NOX进行净化，剩余的碳氢化合物量越多则越需要大量的氧。

[0099] 在这种情况下，如果提高废气中的氧浓度则能够增大氧含量。因此，为了良好地对NOX进行净化，当碳氢化合物被供给前的废气中的氧浓度较高时，需要提高碳氢化合物供给后的废气中的氧浓度。即，碳氢化合物供给前的废气中的氧浓度越高，则越需要使碳氢化合物浓度的振幅增大。

[0100] 图13图示了取得相同的NOX净化率时的、碳氢化合物供给前的废气中的氧浓度与碳氢化合物浓度的振幅ΔH之间的关系。从图13可知，为了取得相同的NOX净化率，碳氢化合物供给前的废气中的氧浓度越高，则越需要增大碳氢化合物浓度的振幅ΔH。即，为了取得相同的NOX净化率，则需要在基准空燃比(A/F)b越升高时越使碳氢化合物浓度的振幅ΔH增大。换言之，为了良好地对NOX进行净化，能够在基准空燃比(A/F)b越降低时，越减小碳氢化合物浓度的振幅ΔH。

[0101] 但是，基准空燃比(A/F)b降为最低是在加速运动时，如果此时碳氢化合物浓度的振幅ΔH为200ppm左右，则能够良好地对NOX进行净化。基准空燃比(A/F)b在通常情况下大于加速运动时的空燃比，因此，如图14所示，如果碳氢化合物浓度的振幅ΔH为200ppm以上，则能够取得良好的NOX净化率。

[0102] 另一方面，已知如果在基准空燃比(A/F)b为最高时将碳氢化合物浓度的振幅ΔH设为10000ppm左右则能够取得良好的NOX净化率。因此，本发明将碳氢化合物浓度的振幅的预先规定的范围设为200ppm至10000ppm。

[0103] 此外，当碳氢化合物浓度的振动周期ΔT变长时，在碳氢化合物被供给之后、至下一次碳氢化合物被供给之间，NOX周围的氧浓度升高的期间将变长。在这种情况下，当碳氢化合物浓度的振动周期ΔT长于5秒左右时，活性NOX将以硝酸盐的形式开始被吸收到碱性部53内，因此，如图15所示， 当碳氢化合物浓度的振动周期ΔT长于5秒左右时NOX净化率将下降。因此，需要将碳氢化合物浓度的振动周期ΔT设为5秒以下。

[0104] 另一方面，当碳氢化合物浓度的振动周期ΔT成为大致0.3秒以下时，所供给的碳氢化合物将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，当碳氢化合物浓度的振动周期ΔT成为大致0.3以下时，NOX净化率将降低。因此，在本发明中将碳氢化合物浓度的振动周期设为0.3秒至5秒之间。

[0105] 另外，在以本发明为依据的实施例中以如下方式而进行控制，即，通过使从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量以及供给间隔发生变化，从而使碳氢化合物浓度的振幅ΔH及振动周期ΔT成为对应于内燃机的运转状态的最佳值。在这种情况下，在以本发明为依据的实施例中，将能够取得该最佳的碳氢化合物浓度的振幅ΔH的碳氢化合物的供给量WT，作为从燃料喷射阀3喷射的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以图16A所示的曲线图的形式预先存储于ROM32内。此外，最佳碳氢化合物浓度的振动周期ΔT、即碳氢化合物的供给间隔ΔT，也作为从燃料喷射阀3喷射的喷射量Q及内燃机转速N的函数而以图16B所示的曲线图的形式被预先存储于ROM32内。

[0106] 接下来，参照图17至图20，对使排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥了功能的情况下的NOX净化方法进行具体的说明。如此将排气净化催化剂13作为NOX吸留催化剂而发挥了功能的情况下的NOX净化方法，在下文中被称为第二NOX净化方法。

[0107] 在该第二NOX净化方法中，如图17所示，当已被吸留于碱性部53中的吸留NOX量ΣNOX超过了预先规定的容许量MAX时，暂时性地将流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in设为过浓。当将废气的空燃比(A/F)in设为过浓时，在废气的空燃比(A/F)in处于过稀时被吸留于碱性部53内的NOX将一下子从碱性部53被排出从而被还原。由此使NOX被净化。

[0108] 吸留NOX量ΣNOX例如可以根据从内燃机被排出的NOX量来进行计算。如图18所示，根据本发明的实施例，将每单位时间从内燃机被排出的排出NOX量NOXA作为从燃料喷射阀3喷射的喷射量Q以及内燃机转速N的函数，而以图18所示的曲线图的形式预先存储于ROM32内，并根据该排出NOX量NOXA 来对吸留NOX量ΣNOX进行计算。在这种情况下，如上所述，将废气的空燃比(A/F)in设为过浓时的周期在通常情况下为1分钟以上。

[0109] 在该第二NOX净化方法中，如图19所示，通过在从燃料喷射阀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，还对作为辅助喷射的追加的燃料以喷射量WR进行喷射，从而将流入排气净化催化剂13中的废气的空燃比(A/F)in设为过浓。另外，图19中的横轴表示曲轴转角。该追加的燃料WR在燃烧处于进行中但尚未表现为内燃机输出的时期、即在压缩上止点后ATDC90°的略微靠前处上被喷射。辅助喷射的喷射量WR作为从燃料喷射阀3喷射的喷射量Q以及内燃机转速N的函数，而以图20所示的曲线图的形式被预先存储于ROM32内。当然，在这种情况下，通过使从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量增大，也能够将废气的空燃比(A/F)in设为过浓。

[0110] 在图21中图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。横轴为内燃机转速N，纵轴为与从燃料喷射阀3喷射的燃料的喷射量Q相对应的负载L。图21为对本实施方式中的排气净化装置的基本的NOX净化方法进行说明的图。

[0111] 在本实施方式的排气净化装置中，根据内燃机转速及负载，而规定了实施第一NOX净化方法的区域以及实施第二NOX净化方法的区域进行规定。在第一NOX净化方法中，为了以较高的净化率来实施NOX的净化，从而优选为使排气净化催化剂13处于活化。即，为了充分地实施从流入排气净化催化剂13中的NOX的活性NOX的生成、碳氢化合物的部分氧化、以及还原性中间体的生成等，从而优选为使排气净化催化剂13处于活化。关于排气净化催化剂13的温度较低的区域的NOX的净化率，第二NOX净化方法高于第一净化方法。在排气净化催化剂13的温度较低区域内，由于排气净化催化剂13没有充分地活化，因此优选为通过NOX的吸留而从废气中将NOX去除。

[0112] 在本实施方式的排气净化装置中，在负载较小、且内燃机转速较小的区域内采用第二NOX净化方法，在其他的区域内采用第一NOX净化方法。由此，能够对应于内燃机的运转状态而从第一NOX净化方法以及第二NOX净化方法之中选择NOX净化率较高的NOX净化方法。

[0113] 接下来，对去除排气净化催化剂13的颗粒状物质的功能进行说明。

[0114] 本实施方式中的排气净化催化剂13具有如下的结构，即，形成有用于对颗粒物质过滤器上的NOX进行净化的贵金属催化剂以及碱性部。

[0115] 在图22中，图示了本实施方式中的排气净化催化剂的概要主视图。在图23中，图示了将本实施方式中的排气净化催化剂沿着通道的延伸方向而切断时的概要剖视图。本实施方式中的排气净化催化剂13在净化NOX的功能之外，还具有作为捕集颗粒状物质的颗粒物质过滤器的功能。本实施方式中的排气净化催化剂13对废气中所含有的碳微粒子等的颗粒状物质进行去除。

[0116] 本实施方式中的排气净化催化剂13具有蜂窝状结构。排气净化催化剂13具有沿着废气的流动方向而延伸的多个流入侧通道60和流出侧通道61。流入侧通道60为废气向排气净化催化剂13流入的通道。流出侧通道61为废气从排气净化催化剂13流出的通道。流入侧通道60通过下游端的栓62而被闭塞。流出侧通道61通过上游端的栓63而被闭塞。在图22中，对栓63的部分附加了斜线。排气净化催化剂13的基材包含隔壁部64。流入侧通道60以及流出侧通道61通过隔壁部64而被隔开。因此，隔壁部64的表面构成了流入侧通道60的壁面以及流出侧通道61的壁面。

[0117] 排气净化催化剂13的基材例如由堇青石这种的多孔质材料形成。流入侧通道60经由隔壁部64而被流出侧通道61包围。流入至流入侧通道60的废气如箭头标记200所示，穿过隔壁部64的内部而流出到邻接的流出侧通道61。当废气穿过隔壁部64时颗粒状物质将被捕捉。废气穿过流出侧通道61而从排气净化催化剂13流出。被排气净化催化剂13所捕集到的颗粒状物质将堆积在排气净化催化剂13中。

[0118] 参照图1，在本实施方式中的排气净化催化剂13中安装有用于对排气净化催化剂13的前后差压进行检测的差压传感器24。差压传感器24的输出信号通过相对应的AD转换器
37而被输入到输入端口35中。堆积于排气净化催化剂13中的颗粒状物质的堆积量例如能够根据差压传感器24的输出而进行推断。当排气净化催化剂13的前后差压到达了预先规定的判断值时，则能够辨别出颗粒状物质的堆积量已到达了容许值。在颗粒状物质的堆积量到达了容许值的情况下，能够通过在空气过剩的气氛中进行升温来实施去除颗粒状物质的再生控制。

[0119] 在图24中，图示了实施方式中的排气净化催化剂的放大概要剖视图。图24为排气净化催化剂的出口附近的放大概要剖视图。本实施方式中的排气净化催化剂13在流入侧通道60的壁面上形成有涂层部65。即，在隔壁部64的流入侧通道60一侧的表面上形成有涂层部65。此外，在流出侧通道61的壁面上形成有涂层部66。即，在隔壁部64的流出侧通道61一侧的表面上形成有涂层部66。此处，涂层部65、66可以不仅被形成于隔壁部64的表面部分上，还被形成于隔壁部64的内部。

[0120] 在本实施方式的第一排气净化催化剂中，被配置于流入侧通道60的涂层部65以及被配置于流出侧通道61的涂层部66包含催化剂载体50。在催化剂载体50上负载有贵金属催化剂51、52及碱性部53。

[0121] 如图2所示，被配置于流出侧通道61的壁面上的涂层部66具有贵金属催化剂51、52和碱性部53。贵金属催化剂51、52和碱性部53被相互靠近而配置。

[0122] 在图25中，图示了第一排气净化催化剂的流入侧通道的涂层部的催化剂载体的表面的放大简要剖视图。在被配置于流入侧通道60中的涂层部65上，也配置有贵金属催化剂51、52及碱性部53。被配置于流入侧通道60中的碱性部53的密度被形成为，小于被配置于流出侧通道61的碱性部53的密度。

[0123] 参照图24，当内燃机的运转持续时，颗粒状物质68将堆积在流入侧通道60上。颗粒状物质68通过被配置于涂层部65上的贵金属催化剂51、52的催化剂作用而被促进氧化。未被氧化的颗粒状物质68堆积在流入侧通道60的内部。在颗粒状物质68的堆积量超过了预先规定的容许值的情况下，实施去除颗粒状物质68的再生控制。

[0124] 另一方面，流入排气净化催化剂的废气中所含有的NOX能够通过第一NOX净化方法或者第二NOX净化方法而进行净化。本实施方式中的第一排气净化催化剂13在流入侧通道60的壁面及流出侧通道61的壁面的双方上形成有涂层部65、66，所述涂层部65、66包含贵金属催化剂51、52及碱性部53。当废气流通于流入侧通道60以及流出侧通道61中时，能够实施NOX的净化。或者，在废气贯穿隔壁部64时NOX被净化。

[0125] 本实施方式中的排气净化催化剂13为使废气流通于隔壁部64内部的壁流型的排气净化催化剂。为了使废气贯穿隔壁部64，能够将排气净化催 化剂的内部的废气的路径延长。由于排气净化催化剂13中的路径变长，因而废气在排气净化催化剂13内流动时的流速将变慢。因此，能够将废气中所含有的NOX与催化剂之间的反应时间或NOX与还原性中间体等之间的反应时间延长。

[0126] 另外，由于废气在排气净化催化剂13的内部流动的流速变慢，因此在通道的内部废气变得易于扩散，并且变得易于发生反应。因此，能够提高NOX的净化率。或者，在取得相同的NOX净化率的情况下，能够将涂层部的厚度设定得较薄。另外，当将涂层部的厚度设定得较薄时，由于废气的通道的流道截面积增大，因而能够使流速进一步下降。

[0127] 特别是在实施第一NOX净化方法的情况下，所生成的还原性中间体与NOX之间的反应时间较长。在废气不贯穿隔壁部而直接进入通道的排气净化催化剂上，废气中所含有的NOX与还原性中间体之间的接触时间将缩短。相对于此，本实施方式中的排气净化催化剂能够延长NOX与还原性中间体之间的接触时间，从而能够提高NOX的净化率。因此，即使在废气的流速较高的内燃机的运转状态下、即排气净化催化剂中的空间速度较高的内燃机的运转状态下，也能够取得较高的NOX的净化率。例如，即使在负载较高且内燃机转速较高的运转状态下，也能够以较高的NOX净化率而对NOX进行净化。

[0128] 另一方面，在排气净化催化剂13中的空间速度变小的内燃机的运转状态下，存在从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量受到限制的情况。例如，存在如下的情况，即，为了抑制耗油率的恶化，从而根据向燃烧室2喷射的燃料的喷射量而对从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给量进行限制。即，存在以使相对于向燃烧室喷射的燃料量而言小于预定的比例的方式，而对从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给量进行控制的情况。其结果为，从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量将减少。

[0129] 作为排气净化催化剂13中的空间速度减小的内燃机的运转状态，能够例示出将内燃机转速维持在较低的状态而实施恒速运转的情况或怠速的运转状态。

[0130] 在这种对从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量进行限制的运转状态下，流入排气净化催化剂13中的废气的碳氢化合物的浓度的振 幅将变小，从而NOX的净化率将下降。然而，由于在本实施方式中的排气净化催化剂中能够将反应时间延长，因此能够抑制NOX的净化率的下降。

[0131] 此外，在实施了通过第一NOX净化方法而进行的NOX净化时，如果从碳氢化合物供给阀15供给有碳氢化合物，则碳氢化合物将吸附于排气净化催化剂上。吸附在排气净化催化剂13上的碳氢化合物以上述方式与活性NOX进行反应而生成还原性中间体。为了通过第一NOX净化方法而良好地对NOX进行净化，优选为生成尽可能多的还原性中间体。还原性中间体由自由基状的碳氢化合物生成，自由基状的碳氢化合物由吸附在排气净化催化剂上的碳氢化合物生成。因此，为了使还原性中间体的生成量增大，优选为使较多的碳氢化合物吸附于排气净化催化剂13上。

[0132] 本实施方式的排气净化催化剂的流入侧通道的端部被闭塞，从而废气将穿过隔壁部。因此，本实施方式中的排气净化催化剂13具有吸附碳氢化合物的能力较高的特性。当从碳氢化合物供给阀15供给了碳氢化合物时，排气净化催化剂13能够通过吸附而保持较多的碳氢化合物。由此，即使例如流入排气净化催化剂中的废气的碳氢化合物的浓度振幅变小，也能够抑制NOX的净化率的降低。

[0133] 如此，在本实施方式的排气净化催化剂中，在废气的空间速度下降的运转状态或空间速度变高的运转状态下，均能够抑制NOX的净化率的下降。

[0134] 参照图2及图25，在本实施方式的第一排气净化催化剂13中，被配置于流入侧通道60的壁面上的涂层部65的结构与被配置于流出侧通道61的壁面上的涂层部66的结构相互不同。第一排气净化催化剂13被形成为，流入侧通道60的涂层部65的每单位体积的碱性部
53的重量与流出侧通道61的涂层部66的每单位体积的碱性部53的重量相比而减小。流入侧通道60的涂层部65的碱性部53，以比流出侧通道61的涂层部65的碱性部53更远离于贵金属催化剂51、52的方式而被配置。

[0135] 参照图24，颗粒状物质68被堆积于流入侧通道60上，进而通过氧化而被燃烧。此时，利用贵金属催化剂51的催化剂作用，从而促进了颗粒状物质68的氧化。然而，当贵金属催化剂51的附近配置有较多的碱性部53时，利用贵金属催化剂51而进行的氧化的催化剂作用将下降。

[0136] 在本实施方式的第一排气净化催化剂13中，与流出侧通道61的涂层部65上的碱性部53的密度相比，将流入侧通道60的涂层部66上的碱性 部53的密度设定得较小。通过减小涂层部上的碱性部的每单位体积的重量，能够减小涂层部上的碱性。流入侧通道60的涂层部66上的碱性与流出侧通道61的涂层部65上的碱性相比而较弱。其结果为，流入侧通道60的涂层部65上的氧化能力与流出侧通道61的涂层部66上的氧化能力相比而较高。由此而抑制了流入侧通道60的涂层部65上的贵金属催化剂51的氧化能力的下降。在流入侧通道60中，能够使通过贵金属催化剂51而获得的氧化功能维持于较高，从而能够适当地对颗粒状物质进行氧化。

[0137] 另一方面，在利用第一NOX净化方法而使NOX活化的情况下，能够通过与在流出侧通道61中用于对颗粒状物质进行氧化的氧化功能相比而较低的氧化功能，而使NOX活化或使碳氢化合物自由基化。在第一NOX净化方法中，碱性部53具有保持活性NOX或保持还原性中间体的功能。此外，在第二NOX净化方法中，碱性部53具有在内部对NOX进行吸留的功能。因此，在主要对NOX进行净化的流出侧通道61的涂层部66上，优选为增大每单位体积的碱性部53的重量。例如，优选为配置有与流入侧通道60的涂层部65相比为高密度的碱性部53。通过该结构，涂层部66的碱性将变强，从而在第一NOX净化方法中能够增大活性NOX等的保持力，从而能够提高NOX的净化率。

[0138] 如此，排气净化催化剂的贵金属催化剂以及碱性部优选为以如下的方式而配置，即，使流入侧通道的涂层部的碱性与流出侧通道的涂层部的碱性相比而较弱。通过该结构，在流入侧通道中，能够对贵金属催化剂的氧化能力的下降进行抑制从而高效地净化NOX。

[0139] 作为流入侧通道60的涂层部65上的氧化能力高于流出侧通道61的涂层部66上的氧化能力的结构，并不限定于上述的结构，例如，也可以使流入侧通道60的涂层部65上的每单位体积的贵金属催化剂的负载量多于流出侧通道61的涂层部66上的每单位体积的贵金属催化剂的负载量。

[0140] 接下来，对本实施方式中的第一排气净化催化剂的制造方法进行说明。作为用于使流入侧通道60中的涂层部65的结构与流出侧通道61中的涂层部66的结构成为相互不同的结构的制造方法，例如，能够采用粉末负载法。粉末负载法为在将催化剂载体配置于基体上之前预先在催化剂载体上形成碱性部的方法。

[0141] 例如，在碱性部用于制造由钡构成的排气净化催化剂的粉末负载法中，将醋酸钡溶于蒸馏水中并与作为催化剂载体的氧化铝的粉末进行搅拌。在 此之后，通过对催化剂载体进行干燥以及固化，并进一步进行烧成，从而能够形成已形成有钡的碱性部的催化剂载体。

[0142] 预先制造出这种催化剂载体，并使含有催化剂载体的糊状的液体从基材的流入侧的开口部或流出侧的开口部之中的一方流入而从另一方吸取。能够在流入侧通道或流出侧通道的壁面整体上配置催化剂载体而形成涂层部。在该粉末负载法中，能够任意地对负载于预先制造的催化剂载体上的碱性部的量进行变更。通过在流入侧通道的壁面与流出侧通道的壁面上分别形成有涂层部，从而能够将流入侧通道中的涂层部的结构与流出侧通道中的涂层部的结构设为相互不同的结构。此外，能够仅在隔壁的表面部分上形成涂层部。另外，通过采用粉末负载法而能够高密度地负载碱性部

[0143] 虽然在本实施方式中的第一排气净化催化剂中，在流入侧通道的涂层部以及流出侧通道的涂层部上配置有碱性部，但是不限定于此方式，也可以在流入侧通道的涂层部上未配置有碱性部而在流出侧通道的涂层部上配置有碱性部。即，也可以将流入侧通道的涂层部上的碱性部的负载量设定为零，而在流出侧通道的涂层部上形成有碱性部。通过该结构，也能够使流入侧通道的涂层部上的碱性与流出侧通道的涂层部上的碱性部相比而减弱。或者，能够使流入侧通道的涂层部的氧化能力与流出侧通道的涂层部的氧化能力相比而升高。

[0144] 虽然在本实施方式中的第一排气净化催化剂中，在流入侧通道的涂层部与流出侧通道的涂层部上碱性部的每单位体积的重量不同，但是并不限定于该方式，也可以使流入侧通道的涂层部的结构与流出侧通道的涂层部的结构相同。在此排气净化催化剂中，也能够使排气净化催化剂的内部的废气的流速减缓，从而能够实现NOX的净化率的提升。除了上述的粉末负载法之外，该排气净化催化剂还能够通过将涂层部事先配置在基体上之后，利用将基体浸入到钡等的溶液中而实施的吸水负载来进行制造。

[0145] 另外，在现有技术中也已知一种如下的NOX吸留催化剂，所述NOX催化剂在颗粒物质过滤器上负载有贵金属催化剂与碱性部并用于净化NOX。NOX吸留催化剂为仅实施本实施方式中的第二NOX净化方法的装置。具有颗粒物质过滤器的功能的NOX吸留催化剂优选为配置有较多的碱性部，以使其能够大量地吸留NOX。然而，当在排气净化催化剂的通道上配置有大量的吸留剂 时，贵金属催化剂的氧化性能将下降。此外，NOX吸留催化剂中的压力损失增大，而背压将上升。因此，存在难以配置较多的碱性部的问题。

[0146] 相对于此，在本实施方式的第一NOX净化方法中，能够通过与NOX吸留催化剂相比而较弱的氧化能力来实施NOX的净化。据此，在实施第一NOX净化方法的排气净化催化剂中，能够在贵金属催化剂的附近以高密度而负载碱性部。

[0147] 虽然在本实施方式中于隔壁部64的表面上形成有涂层部65、66，但是并不限定于此结构，也可以在隔壁部64的内部配置有碱性部以及贵金属催化剂。在这种情况下，除了在废气穿过流入侧通道时以及穿过流出侧通道时之外，还能够在穿过隔壁部64的内部时对NOX进行净化。

[0148] 在图26中，图示了本实施方式中的第二排气净化催化剂的概要图。废气如箭头201所示向排气净化催化剂13流入，并如箭头202所示从排气净化催化剂13流出。第二排气净化催化剂13沿着废气的通道的延伸方向而被规定为上游侧部分和下游侧部分。在图26所示的示例中，排气净化催化剂的通道在延伸方向上的大致中央的位置上被分割有区域。本实施方式的第二排气净化催化剂13在下游侧部分上负载有具有氧吸留能力的助催化剂。

[0149] 在图27中，图示了被配置于本实施方式中的第二排气净化催化剂的下游侧部分上的催化剂载体的表面的放大概要剖视图。在下游侧部分上，在催化剂载体50的表面上除了配置有贵金属催化剂51、52之外，还配置有具有氧吸留能力的助催化剂55。在本实施方式中，虽然在流入侧通道60的涂层部65以及流出侧通道61的涂层部66的双方上配置有助催化剂55，但是并不限定于该方式，也能够在流入侧通道的涂层部以及流出侧通道的涂层部之中的至少一方上配置有助催化剂。

[0150] 本实施方式中的助催化剂由氧化铈(二氧化铈)的金属粒子构成。助催化剂55在氧过剩的气氛中对氧进行保持，而在氧不足的气氛中将氧释放。通过配置有具有氧吸留能力的助催化剂，从而能够在废气的氧浓度较大的情况下对废气中所含有的氧进行保持，并在废气的氧浓度减小时供给氧。

[0151] 当在本实施方式的排气净化催化剂上实施第一NOX净化方法时，将对流入的碳氢化合物进行部分氧化，从而生成自由基状的碳氢化合物。然而，存在废气中所含有的碳氢化合物的一部分在进一步被氧化后变成一氧化碳 CO的情况。本实施方式的排气净化催化剂13如上文所述能够使废气穿过隔壁部64并延长反应时间。然而，存在由于反应时间较长而使碳氢化合物的氧化推进，从而并未在部分氧化阶段停止反应，而是被氧化为一氧化碳的情况。

[0152] 在本实施方式的第二排气净化催化剂13中，即使在排气净化催化剂的内部生成了一氧化碳的情况下，也能够通过对下游侧部分供给氧而对一氧化碳进行氧化。并且能够将一氧化碳进一步氧化为二氧化碳。并能够以二氧化碳的状态从排气净化催化剂13流出。

[0153] 特别是存在如下的情况，即，在从碳氢化合物供给阀15供给了碳氢化合物时，排气净化催化剂13的内部成为了局部的氧不足的状态，且在催化剂温度处于高温从而活性较高的状态下，由于碳氢化合物的氧化反应的推进而增大了一氧化碳的生成量。然而在下游侧部分中，能够从助催化剂55供给氧从而使一氧化碳转换为二氧化碳。因此，能够对从排气净化催化剂13流出一氧化碳的情况进行抑制。

[0154] 另外，如果在上游侧部分配置有具有氧吸留能力的助催化剂，则当供给了碳氢化合物时，将从助催化剂供给氧从而使碳氢化合物的振幅减小。因此，存在还原性中间体的生成受到抑制的情况。本实施方式的第二排气净化催化剂在上游侧部分上未配置具有氧吸留能力的助催化剂。因此，能够增大上游侧部分中的碳氢化合物浓度的振幅，从而能够高效地生成还原性中间体。

[0155] 在本实施方式的第二排气净化催化剂中，虽然通过在通道的延伸方向上对基体进行大致等分割而设定了上游侧部分和下游侧部分，但是并不限定于此方式，能够将上游侧部分和下游侧部分的分界线设定在任意的位置上。

[0156] 接下来，对本实施方式中的内燃机的排气净化装置的运转控制进行说明。本实施方式的排气净化催化剂具有将颗粒物质过滤器与NOX吸留催化剂一体化了的结构。因此，在预定的运转状态下存在排气净化催化剂的温度上升而过热的可能性。即，在预定的运转状态下，存在排气净化催化剂的温度超过容许温度的可能性。本实施方式中的排气净化装置实施抑制排气净化催化剂成为过热的控制。

[0157] 在第一NOX净化方法中，在从燃烧室2流出的NOX增多的内燃机的运转状态下，从碳氢化合物供给阀15被供给有较多的碳氢化合物。作为从燃烧室2流出的NOX增多的运转状态，能够例示出负载较高、且内燃机转速较高的运转状态。并且存在从这种运转状态转为废气的流量急剧地减小的运转状态的情况。例如在负载以及内燃机转速急剧地减少的情况下，流入排气净化催化剂13中的废气的流速将急剧地减小。

[0158] 当从来自碳氢化合物供给阀15的碳氢化合物供给量较多的状态起，使废气的流量急剧地下降时，由废气而实现的排气净化催化剂13的热去除量将减小。因此，存在排气净化催化剂13的温度急剧地上升而过热的情况。还存在吸附于排气净化催化剂13上的碳氢化合物进行氧化反应，进而使排气净化催化剂13的温度急剧地上升的情况。

[0159] 在本实施方式的排气净化催化剂的第一运转控制中，在从排气净化催化剂13供给的碳氢化合物的供给量较多的状态起，检测出废气的流速急剧地下降的情况下，使用于实施第一NOX净化方法的碳氢化合物的供给量减少。即，实施减少以预先规定的范围内的振幅以及预先规定范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给量的控制。在本实施方式中，实施将用于实施第一NOX净化方法的碳氢化合物的供给设为零的控制。即，实施禁止碳氢化合物的供给的控制。

[0160] 在图28中，图示了本实施方式中的排气净化装置的第一运转控制的流程图。图28的运转控制例如能够每隔预先规定的时间间隔而被重复实施。

[0161] 在步骤111中，对燃烧室中的燃料喷射量Q、内燃机转速N以及再循环率REGR进行检测。

[0162] 接下来，在步骤112中，对是否处于从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量较多的运转状态进行辨别。此外，对是否处于从内燃机主体流出的NOX量较多的状态进行辨别。在本实施方式中，使用燃烧室中的燃料喷射量Q、内燃机转速N以及EGR率REGR进行辨别。

[0163] 在步骤112中，对燃料喷射量Q是否大于第一喷射量判断值进行辨别。并且对内燃机转速是否大于第一转速判断值进行辨别。而且，对再循环率REGR是否小于再循环率判断值进行辨别。各自的判断值能够预先进行规定。在步骤112中，在燃料喷射量Q、内燃机转速N以及再循环率REGR全部满足了各自的判断条件的情况下，转移到步骤113。在这种情况下，能够辨别 出处于从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量多于预先规定的量的状态。或者，能够辨别出从内燃机主体流出的NOX量多于预先规定的量。

[0164] 在步骤112中，在多个判断条件之中的至少一个判断条件不满足的情况下，转移到步骤119。在这种情况下，能够辨别出从碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量为预先规定的量以下。例如，即使处于内燃机转速较高、且燃烧室2中的燃料喷射量较多的高负载的运转状态下，在再循环率较高的情况下从燃烧室2流出的NOX量也将减少。因此，从碳氢化合物15供给的碳氢化合物的量也将减少。在这种情况下，转移到步骤119。

[0165] 在步骤119中，能够实施许可第一NOX净化方法的控制。在已经通过第一NOX净化方法而实施着NOX的净化的情况下，能够继续实施第一NOX净化方法。

[0166] 在步骤113中，为了在之后的步骤中对废气的流速的变化率(排气净化催化剂中的空间速度的变化率)进行推断，从而以预先规定的时间而待机。在步骤114中，对经过预定的时间后的燃料喷射量Q以及内燃机转速N进行检测。

[0167] 接下来，在步骤115中，对废气的流速是否急剧地下降了而进行辨别。即，对废气的流速的变化率(与排气净化催化剂中的空间速度的变化率相对应)是否成为绝对值较大的负值进行辨别。对燃料喷射量Q是否小于第二喷射量判断值进行辨别。另外，对内燃机转速N是否小于第二转速判断值进行辨别。第二喷射量判断值能够预先规定为小于第一喷射量判断值的值。此外，第二转速判断值能够预先规定为小于第一转速判断值的值。

[0168] 在步骤115中，在燃料喷射量Q以及内燃机转速N中的至少一方未满足判断条件的情况下，转移到步骤119。在这种情况下，能够辨别出废气的流速的下降率较小且排气净化催化剂并未变为过热。

[0169] 在步骤115中，在燃料喷射量Q以及内燃机转速N的双方与各自的判断值相比而较小的情况下，能够辨别为废气的流速的变化率小于判断值。即，能够辨别为废气的流速急剧地下降了。在这种情况下，转移到步骤116。

[0170] 然而，即使在从碳氢化合物的供给量较多的内燃机的运转状态起废气的流速急剧地下降了的情况下，在排气净化催化剂13的温度较低的情况下，排气净化催化剂成为过热的可能性也较小。因此，在本实施方式的运转控 制中，在催化剂温度高于预先规定的催化剂温度判断值的情况下，实施减小由碳氢化合物供给阀15供给的碳氢化合物的供给量的控制。

[0171] 在步骤116中，对催化剂温度TC进行检测。接下来，在步骤117中，对催化剂温度TC是否大于预先规定的第一催化剂温度判断值进行辨别。第一催化剂温度判断值能够预先规定。在催化剂温度TC为第一催化剂温度判断值以下的情况下，转移到步骤119。在这种情况下，能够辨别出催化剂温度与容许温度相比而足够低，从而排气净化催化剂13并未过热。

[0172] 在步骤117中，在催化剂温度TC高于第一催化剂温度判断值的情况下，向步骤118转移。在这种情况下，能够辨别出从碳氢化合物的供给量较多的运转状态起废气的流速急剧地减小，并且排气净化催化剂13成为过热。

[0173] 在步骤118中，在预定的时间的期间内，实施禁止第一NOX净化方法的控制。在已经在实施着第一NOX净化方法的情况下，实施停止第一NOX净化方法的控制。即，实施禁止以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的、从碳氢化合物供给阀进行的碳氢化合物的供给的控制。NOX的净化能够通过第二NOX净化方法来实施。

[0174] 作为禁止第一NOX净化方法的时间长度，能够采用预先规定的时间长度。此外，也可以根据废气的流速的下降率或排气净化催化剂的温度等的排气净化催化剂的状态，来规定禁止第一NOX净化方法的时间长度。在预定的时间经过之后，能够重新开始实施第一NOX净化方法。或者，也可以采用如下方式，即，在停止了第一NOX净化方法的碳氢化合物的供给之后对排气净化催化剂的状态进行检测，并在排气净化催化剂的状态成为了预先规定的状态的情况下，许可实施第一NOX净化方法。

[0175] 虽然在本实施方式中的第一运转控制中，实施了禁止第一NOX净化方法的控制，但是并不限定于此方式，在第一NOX净化方法中，能够实施减少以预先规定的范围内的振幅以及预先规定范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给量的控制。即，能够实施减少每单位时间所供给的平均碳氢化合物的供给量的控制。例如，能够在减少一次的碳氢化合物的供给量的控制以及延长碳氢化合物的供给间隔的控制之中，采用至少一方的控制。碳氢化合物的供给的减少量例如能够采用预先规定的量。

[0176] 在本实施方式的第一的运转控制中，即使在从碳氢化合物的供给量较多的运转状态起废气的流速急剧降低了的情况下，也能够对排气净化催化剂成为过热的情况进行抑制。

[0177] 接下来，对本实施方式的排气净化催化剂的第二运转控制进行说明。作为存在排气净化催化剂变为过热的可能性的其他运转状态，列举出在排气净化催化剂上堆积的颗粒状物质的量较多时，通过第一NOX净化方法而从碳氢化合物供给阀供给大量的碳氢化合物的情况。在该情况下，存在堆积的颗粒状物质开始进行燃烧，从而使得排气净化催化剂成为过热的情况。在本实施方式的第二运转控制中，当堆积在排气净化催化剂上的颗粒状物质的堆积量较多时，实施减少通过碳氢化合物供给阀而供给的碳氢化合物的供给量的控制。

[0178] 在图29中，图示了本实施方式中的排气净化催化剂的第二运转控制的流程图。图29所示的运转控制例如能够每隔预先规定的时间间隔而被重复实施。

[0179] 在步骤121中，对排气净化催化剂13中的颗粒状物质的堆积量PMA进行推断。颗粒状物质的堆积量例如能够根据被安装于排气净化催化剂13上的差压传感器24的输出而进行推断。

[0180] 在步骤122中，对颗粒状物质的堆积量PMA是否大于预先规定的堆积量判断值进行辨别。堆积量判断值能够预先进行规定。此处的堆积量判断值例如能够采用低于如下的判断值的值，所述判断值为，用于使排气净化催化剂升温到600℃以上从而使颗粒状物质燃烧的判断值。

[0181] 在步骤122中，在颗粒状物质的堆积量PMA为堆积量判断值以下的情况下转移到步骤124。在步骤124中，实施容许第一NOX净化方法的控制。在已经通过第一NOX净化方法而对NOX进行着净化的情况下，则实施使第一NOX净化方法继续进行的控制。在步骤122中，在排气净化催化剂13的颗粒状物质的堆积量大于堆积量判断值的情况下转移到步骤123。

[0182] 在步骤123中，对排气净化催化剂13的催化剂温度TC进行检测。在步骤125中，对排气净化催化剂13的催化剂温度TC是否大于第二催化剂温度判断值进行辨别。第二催化剂温度判断值能够在考虑排气净化催化剂13成为过热的温度的条件下而预先设定。在排气净化催化剂13为第二催化剂温度判断值以下的情况下，处于排气净化催化剂13的温度较低的状态。 即使颗粒状物质进行燃烧而使排气净化催化剂13的温度上升，也能够辨别出排气净化催化剂13未达到容许温度。在排气净化催化剂13为第二催化剂温度判断值以下的情况下，转移到步骤124。在排气净化催化剂13大于第二催化剂温度判断值的情况下，转移到步骤126。

[0183] 在步骤126中，实施禁止第一NOX净化方法的控制。即，实施禁止以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给的控制。第二运转控制反复进行图29所示的运转控制，并实施禁止第一NOX净化方法直至颗粒状物质的堆积量成为堆积量判断以下为止、或者直至排气净化催化剂成为第二催化剂温度判断值以下为止的控制。在此情况下的NOX的净化能够通过第二NOX净化方法而实施。

[0184] 另外，也可以在步骤126中，在第一NOX净化方法中实施减小以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期而进行供给的碳氢化合物的供给量的控制。例如，能够在减少从碳氢化合物供给阀15供给的一次的碳氢化合物的供给量的控制以及延长碳氢化合物的供给间隔的控制之中，采用至少一方的控制。碳氢化合物的供给的减少量例如能够根据颗粒状物质的堆积量以及催化剂温度等而进行设定。

[0185] 在本实施方式的第二运转控制中，能够抑制在颗粒状物质大量地堆积之时颗粒状物质开始燃烧从而使排气净化催化剂成为过热的情况。如此，在本实施方式中的第一运转控制以及第二运转控制中，能够对排气净化催化剂的催化剂温度成为过热的内燃机的运转状态的变化进行检测，并且对从碳氢化合物供给阀供给的碳氢化合物的供给模式进行变更。

[0186] 另外，上述控制能够在具有各自的作用以及功能的范围内，适当地对步骤的顺序进行变更。在所述的各自的图中，对相同或等同的部分标记相同的符号。另外，上述实施方式仅为例示而并非对发明进行限定的方式。此外，在实施方式中包含权利要求书所示的变更。

[0187] 符号说明

[0188] 1…内燃机主体；

[0189] 2…燃烧室；

[0190] 13…排气净化催化剂；

[0191] 15…碳氢化合物供给阀；

[0192] 16…EGR通道；

[0193] 17…EGR控制阀；

[0194] 23…温度传感器；

[0195] 24…差压传感器；

[0196] 30…电子控制单元；

[0197] 50…催化剂载体；

[0198] 51、52…贵金属催化剂；

[0199] 53…碱性部；

[0200] 54…排气流通表面部分；

[0201] 55…助催化剂；

[0202] 60…流入侧通道；

[0203] 61…流出侧通道；

[0204] 64…隔壁部；

[0205] 65、66…涂层部；

[0206] 68…颗粒状物质。