專利名稱：氨燃燒內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨燃燒內(nèi)燃機。
背景技術(shù)：
一直以來，內(nèi)燃機主要使用化石燃料作為燃料。然而，在此情況下，如果使燃料燃燒，則產(chǎn)生使地球變暖的co2。另一方面，即便使氨燃燒，也完全不產(chǎn)生co2。因此，使用氨作為燃料且不產(chǎn)生CO2的內(nèi)燃機是公知的(例如參照專利文獻I)現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻I :日本特開平5-332152號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，在使用氨作為燃料的內(nèi)燃機中，存在向燃燒室供給的氨的一部分在燃燒室內(nèi)不燃燒而從燃燒室排出的可能性。另外，與使用化石燃料的內(nèi)燃機同樣地，在使用氨作為燃料的內(nèi)燃機中，也存在伴隨著在燃燒室內(nèi)的混合氣的燃燒而生成NOx的可能性。因此，在這種內(nèi)燃機中，需要利用后處理裝置高效地凈化從燃燒室排出的排氣中所含有的未燃氨和NOxo然而，在專利文獻I所記載的內(nèi)燃機中，關(guān)于氨和NOx的凈化，未采取任何的對策。 因此，本發(fā)明的目的在于，在能夠供給氨作為燃料的氨燃燒內(nèi)燃機中，能夠利用后處理裝置良好地凈化排氣中的未燃氨和N0X。作為用于解決上述問題的手段，本發(fā)明提供在請求保護的各技術(shù)方案中所記載的內(nèi)燃機的控制裝置。本發(fā)明的一種方式為能夠供給氨作為燃料的氨燃燒內(nèi)燃機，其具備凈化流入的排氣中的氨和NOx的排氣凈化催化劑；和控制向該排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOx的比率的流入氣體控制裝置，上述流入氣體控制裝置控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOx的比率變?yōu)槟繕吮嚷?。在本發(fā)明的另一方式中，上述目標比率被設(shè)定為向排氣凈化催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率。在本發(fā)明的另一方式中，上述排氣凈化催化劑是能夠由所吸附的氨選擇性地還原排氣中的NOx的NOx選擇還原催化劑。上述目標比率被設(shè)定為與向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比，NOx變得多的比率。在本發(fā)明的另一方式中，上述目標比率被設(shè)定為每單位時間能夠從NOx選擇還原催化劑脫離的氨的最大量與向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的氨的流量之和與被向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的NOx無過剩和不足地凈化的量相比變得少的比率。在本發(fā)明的另一方式中，上述流入氣體控制裝置能夠控制向排氣凈化催化劑流入的NOx的流量，向該排氣凈化催化劑流入的NOx的流量被控制成為在上述排氣凈化催化劑中每單位時間能夠凈化的NOx的最大量以下的流量。在本發(fā)明的另一方式中，在上述排氣凈化催化劑中每單位時間能夠凈化的NOx的最大量，根據(jù)排氣凈化催化劑的溫度而變化，控制排氣凈化催化劑的溫度，使得向該排氣凈化催化劑流入的NOx的流量變?yōu)樵谏鲜雠艢鈨艋呋瘎┲忻繂挝粫r間能夠凈化的NOx的最大量以下的流量。在本發(fā)明的另一方式中，在NOx選擇還原催化劑的氨吸附量變得比最低基準量少時，上述目標比率被設(shè)定為與向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的N0x被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比氨變得多的比率。在本發(fā)明的另一方式中，上述排氣凈化催化劑是能夠由所吸附的氨選擇性地還原排氣中的NOx的NOx選擇還原催化劑，上述目標比率被設(shè)定為與向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比氨變得多的比率。在本發(fā)明的另一方式中，在上述NOx選擇還原催化劑的氨吸附量變得比容許最大吸附量多時，變更上述目標比率，使得向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的氨的比率變低。 在本發(fā)明的另一方式中，上述排氣凈化催化劑是當流入的排氣的空燃比為稀時吸藏排氣中的N0X，當流入的排氣中的氧濃度變低時使所吸藏的NOx脫離的NOx吸藏還原催化齊U，上述目標比率被設(shè)定為與向排氣凈化催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比NOx變得多的比率。在本發(fā)明的另一方式中，在上述NOx吸藏還原催化劑的NOx吸藏量變得比容許最大吸藏量多時，上述目標比率被設(shè)定為與向NOx吸藏還原催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比氨變得多的比率。在本發(fā)明的另一方式中，上述流入氣體控制裝置，在降低向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，使對燃燒室內(nèi)的混合氣的著火正時或點火正時提前。在本發(fā)明的另一方式中，上述流入氣體控制裝置，在提高向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，降低向燃燒室供給的混合氣的空燃比。在本發(fā)明的另一方式中，還具備向燃燒室內(nèi)直接噴射氨的氨噴射閥，上述流入氣體控制裝置，在提高向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，在膨脹行程或排氣行程中從氨噴射閥進行氨的噴射。在本發(fā)明的另一方式中，在該氨燃燒內(nèi)燃機中，除了氨以外，還能夠供給氨以外的燃料，上述流入氣體控制裝置，在降低向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，降低向燃燒室內(nèi)供給的氨和氨以外的燃料之中的氨的比率。在本發(fā)明的另一方式中，還具備能夠向燃燒室內(nèi)直接供給氨以外的燃料的非氨燃料噴射閥，上述流入氣體控制裝置，在降低向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，在內(nèi)燃機的膨脹行程中從非氨燃料噴射閥向燃燒室內(nèi)噴射氨以外的燃料。在本發(fā)明的另一方式中，還具備設(shè)置在排氣凈化催化劑的排氣上游側(cè)的氧化催化劑。在本發(fā)明的另一方式中，上述流入氣體控制裝置還具備繞過上述氧化催化劑的旁路通路、和控制向該旁路通路流入的排氣的流量的流量控制閥，控制流量控制閥使得向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOx的比率變?yōu)槟繕吮嚷省Ｔ诒景l(fā)明的另一方式中，上述流入氣體控制裝置，在提高向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，使向旁路通路流入的排氣的流量增大。
在本發(fā)明的另一方式中，上述流入氣體控制裝置還具備繞過上述氧化催化劑的旁路通路、和控制向該旁路通路流入的排氣的流量的流量控制閥，控制流量控制閥使得在從燃燒室流出的排氣中的NOx的流量比每單位時間能夠凈化的NOx的最大量多時，全部的排氣流入旁路通路。在本發(fā)明的另一方式中，該氨燃燒內(nèi)燃機具備多個氣缸，在這些多個氣缸之中的一部分氣缸中，混合氣的空燃比被設(shè)定為濃，在其他的氣缸中，混合氣的空燃比被設(shè)定為稀，上述流入氣體控制裝置控制這些氣缸的濃程度和稀程度，使得向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOx的比率變?yōu)槟繕吮嚷省Ｔ诒景l(fā)明的另一方式中，還具備向流向上述排氣凈化催化劑的排氣中添加氨的氨添加裝置，上述流入氣體控制裝置，在提高向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，使來自上述氨添加裝置的氨的添加量增大。
在本發(fā)明的另一方式中，上述氨添加裝置能夠向排氣中添加液態(tài)氨和氣態(tài)氨，在應(yīng)該使排氣凈化催化劑的溫度降低時，向排氣中添加液態(tài)氨。在本發(fā)明的另一方式中，上述內(nèi)燃機，在通常運行時混合氣的空燃比被控制成為濃或稀，在上述排氣凈化催化劑的對氨和NOx的凈化能力比預定的凈化能力低時，混合氣的空燃比被控制使得大致變?yōu)槔碚摽杖急取Ｔ诒景l(fā)明的另一方式中，在該氨燃燒內(nèi)燃機中，除了氨之外，還能夠供給氨以外的燃料，在上述排氣凈化催化劑的對氨和NOx的凈化能力比預定的凈化能力低時，與比該預定的凈化能力高時相比，降低向燃燒室內(nèi)供給的氨和氨以外的燃料之中的氨的比率。在本發(fā)明的另一方式中，還具備能夠向燃燒室內(nèi)直接噴射氨以外的燃料的非氨燃料噴射閥，在上述排氣凈化催化劑的對氨和NOx的凈化能力比預定的凈化能力低時，在內(nèi)燃機的膨脹行程中從非氨燃料噴射閥向燃燒室內(nèi)噴射氨以外的燃料。在本發(fā)明的另一方式中，還具備加熱上述排氣凈化催化劑的電加熱器，在上述排氣凈化催化劑的溫度比活性溫度低時，由電加熱器加熱排氣凈化催化劑。在本發(fā)明的另一方式中，搭載有該氨燃燒內(nèi)燃機的車輛是由氨燃燒內(nèi)燃機和電動機驅(qū)動的混合動力車輛，在上述排氣凈化催化劑的溫度比活性溫度低時，由電加熱器加熱排氣凈化催化劑，并且利用電動機使上述車輛行駛。在本發(fā)明的另一方式中，還具備從內(nèi)燃機排氣通路分支出的旁路通路；設(shè)置在該旁路通路內(nèi)的氨吸附材料；和流量控制閥，其控制向內(nèi)燃機排氣通路以及旁路通路流入的排氣的流量，控制流量控制閥，使得在內(nèi)燃機冷起動時從內(nèi)燃機主體排出的排氣流入旁路通路。在本發(fā)明的另一方式中，控制流量控制閥，使得在排氣凈化催化劑達到活性溫度以上后從內(nèi)燃機主體排出的排氣的一部分流入旁路通路，并且，控制流量控制閥，使得在被該氨吸附材料吸附的氨的量減少到一定量以下后從內(nèi)燃機主體排出的排氣全都不流入旁路通路而在內(nèi)燃機排氣通路中流通。在本發(fā)明的另一方式中，在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)，還具備用于保持由排氣中所含有的水蒸氣冷凝而成的冷凝液的保持器，該保持器被配置成保持在保持器內(nèi)的冷凝液暴露在排氣中。在本發(fā)明的另一方式中，還具備使上述保持器和內(nèi)燃機進氣通路連通的冷凝液供給通路，上述保持器內(nèi)的冷凝液經(jīng)由該冷凝液供給通路被供給到內(nèi)燃機進氣通路內(nèi)。
在本發(fā)明的另一方式中，還具備當在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)流動的排氣中的NOx和氨增加時輸出值變大的NOx傳感器，在由該NOx傳感器檢測NOx的流量時，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)流動的排氣中的氨或NOx增加，基于與該氨的增加相伴的NOx傳感器的輸出值的變化，判別由NOx傳感器檢測到的成分。在本發(fā)明的另一方式中，在上述排氣凈化催化劑的排氣下游側(cè)具備檢測從排氣凈化催化劑排出的排氣中的NOx濃度的NOx檢測器、和檢測從該排氣凈化催化劑排出的排氣中的氨濃度的氨檢測器。以下根據(jù)附圖和本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的記載可更加充分地理解本發(fā)明。


圖I是第一實施方式的內(nèi)燃機的總體圖。圖2是第一實施方式的內(nèi)燃機的另一例的總體圖。圖3是第一實施方式的內(nèi)燃機的另一例的總體圖。圖4是表示排氣凈化催化劑的溫度和能夠最大凈化的NOx量的關(guān)系的圖。圖5是表示控制向排氣凈化催化劑流入的NOx和未燃氨的比率的流入比率控制的控制程序的流程圖。圖6是表示在使用一個與NOx和氨這兩者反應(yīng)的NOx傳感器的情況下的流入比率控制的控制程序的流程圖。圖7是第二實施方式的內(nèi)燃機的總體圖。圖8是表示NOx選擇還原催化劑的溫度和氨吸附量的關(guān)系的圖。圖9是概略表示第二實施方式中的流入比率控制的控制程序的流程圖。圖10是概略表示第三實施方式中的流入比率控制的控制程序的流程圖。圖11是第四實施方式的內(nèi)燃機的總體圖。圖12是概略表不第五實施方式的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的圖。圖13是概略表示第五實施方式的第一變形例中的流入比率控制的控制程序的流程圖。圖14是第六實施方式的內(nèi)燃機的總體圖。圖15是表示第六實施方式中的流入比率控制的控制程序的流程圖。圖16是第七實施方式的內(nèi)燃機的總體圖。圖17是第七實施方式的變形例的內(nèi)燃機的總體圖。圖18是表示第七實施方式中的流入比率控制的控制程序的流程圖。圖19是概略表不第八實施方式的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的圖。圖20是概略表示第八實施方式的第三變形例的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的圖。圖21是概略表不第九實施方式的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的圖。圖22是第十實施方式的內(nèi)燃機的總體圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。再者，在以下的說明中，同樣的構(gòu)成要素附帶相同的附圖標記。首先，參照圖I說明本發(fā)明的第一實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。參照圖1，1表示內(nèi)燃機主體，2表不氣缸體,3表不氣缸蓋,4表不活塞,5表不燃燒室,6表不配置在燃燒室5的頂面中央部的點火裝置，7表示進氣閥，8表示進氣口，9表示排氣閥，10表示排氣口。在圖I所示的實施方式中，點火裝置6包含放出等離子流的等離子流火花塞。另外，在氣缸蓋3上配置有用于向各自對應(yīng)的燃燒室5內(nèi)噴射液態(tài)氨的氨噴射閥(氨供給裝置)13。從燃料罐14向該氨噴射閥13供給液態(tài)氨。進氣口 8經(jīng)由進氣支管11與平衡箱12 (surge tank)連接。平衡箱12經(jīng)由進氣導管15與空氣濾清器16連接。在進氣導管15內(nèi)，配置有由促動器17驅(qū)動的節(jié)流閥18和例如使用熱射線的吸入空氣量檢測器19。另一方面，排氣口 10經(jīng)由排氣歧管20和排氣管21與排氣凈化催化劑22連接。在圖I所示的實施方式中，該排氣凈化催化劑22被設(shè)定為能夠凈化排氣中所含有的氨和NOx的氧化催化劑、三元催化劑、NOx吸藏還原催化劑或NOx選擇還原催化劑等。另外，在排氣凈 化催化劑22上配置有檢測排氣凈化催化劑22的溫度的溫度傳感器23，并且，在排氣凈化催化劑22的下游側(cè)的排氣管21上配置有檢測在排氣管21內(nèi)流動的排氣中的氨的濃度的氨傳感器(氨檢測器)24、和檢測在排氣管21內(nèi)流動的排氣中的NOx的濃度的NOx傳感器(NOx檢測器)25。燃料管14內(nèi)充滿O. 8MPa I. OMPa程度的高壓液態(tài)氨。在該燃料罐14內(nèi)配置有氨供給泵26。該氨供給泵26的排出口經(jīng)由當排出壓力變?yōu)橐欢ㄒ陨蠒r使液態(tài)氨返回到燃料罐14內(nèi)的安全閥27、在內(nèi)燃機運行時開閥而在內(nèi)燃機停止時閉閥的截止閥28和氨供給管29與氨噴射閥13連接。電子控制單元30包含數(shù)字計算機，具備由雙向總線31相互連接的ROM(只讀存儲器)32、RAM (隨機存取存儲器)33、CPU (微處理器)34、輸入端口 35和輸出端口 36。吸入空氣量檢測器19、溫度傳感器23、氨傳感器24和NOx傳感器25的輸出信號，經(jīng)由對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37輸入到輸入端口 35。而且，產(chǎn)生與加速踏板40的踩踏量成比例的輸出電壓的負荷傳感器41與加速踏板40連接，負荷傳感器41的輸出電壓經(jīng)由對應(yīng)的AD傳感器37輸入到輸入端口 35。而且，曲軸每旋轉(zhuǎn)例如10°就產(chǎn)生輸出脈沖的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42與輸入端口 35連接。另一方面，輸出端口 36與點火裝置6的點火電路39連接，而且經(jīng)由對應(yīng)的驅(qū)動電路，與氨噴射閥13、節(jié)流閥驅(qū)動用促動器17、氨供給泵26和截止閥28連接。在這樣構(gòu)成的氨燃燒內(nèi)燃機中，在內(nèi)燃機運行時，液態(tài)氨從氨噴射閥13向各氣缸的燃燒室5內(nèi)噴射。此時，從氨噴射閥13噴射出的液態(tài)氨一被噴射就減壓沸騰而氣化。在燃燒室5內(nèi)氣化了的氣態(tài)氨，在壓縮行程的后半，因從等離子流火花塞6噴出的等離子流而著火。當氣態(tài)氨完全燃燒時，理論上變?yōu)榘珊虷2O,完全不產(chǎn)生C02。然而實際上殘存未燃的氨，并且因燃燒室5內(nèi)的混合氣的燃燒而生成N0X。因此,從燃燒室5排出未燃的氨和N0X。從燃燒室5排出的排氣中的未燃的氨和NOx被如后述那樣配置在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)的排氣凈化催化劑22凈化。再者，在本實施方式中，氨噴射閥13配置在氣缸蓋2上，并且向燃燒室5內(nèi)噴射液態(tài)氨。然而，氨噴射閥例如也可以如圖2所示那樣配置在進氣支管11上，構(gòu)成為向?qū)?yīng)的進氣口 8內(nèi)噴射液態(tài)氨(圖2的氨噴射閥13’)。
另外，在本實施方式中，作為內(nèi)燃機，使用由點火裝置6進行對混合氣的點火的火花點火式內(nèi)燃機。然而，作為內(nèi)燃機，也可以使用不使用點火裝置6的壓縮自著火式內(nèi)燃機。另外，在本實施方式中，向氨噴射閥13供給液體氨并噴射液態(tài)氨。然而，也可以在氨供給管29上配置氣化器來使液態(tài)氨氣化，并從氨噴射閥噴射氣態(tài)氨。而且,在上述實施方式中，作為燃料僅使用了氨。然而,與一直以來就使用的化石燃料相比，氨難以燃燒。當僅使用氨作為燃料時，存在在燃燒室5內(nèi)不能進行適當?shù)娜紵那闆r。因此，作為燃料，也可以除了氨之外，還向燃燒室5內(nèi)供給氨以外的燃料(以下稱作“非氨燃料”)。作為非氨燃料，可以使用比氨容易燃燒的燃料，例如汽油、輕油、液化天然氣、或通過將氨改性而獲得的氫等。圖3是除了氨之外還向燃燒室5內(nèi)供給非氨燃料的情況下的內(nèi)燃機的例子。在圖3所示的例中，示出作為非氨燃料使用能夠火花點火的燃料例如汽油的情況。在圖3所示 的例中，在進氣支管11上配置有用于向各自對應(yīng)的進氣口 8內(nèi)噴射汽油的非氨燃料噴射閥45。非氨燃料從非氨燃料貯存罐46向該非氨燃料噴射閥45供給。在非氨燃料貯存罐46內(nèi)配置有非氨燃料供給泵47。該非氨燃料供給泵47的排出口經(jīng)由非氨燃料供給管(非氨燃料供給通路)48與非氨燃料噴射閥45連接。再者，非氨燃料噴射閥也可以為配置在氣缸蓋3上并向各自對應(yīng)的燃燒室5內(nèi)噴射非氨燃料的閥。再者，在后述的實施方式和變形例中，除了特別必要的情況之外，對朝向燃燒室5內(nèi)噴射液態(tài)氨并由點火裝置6進行對混合氣的點火的、僅噴射液態(tài)氨作為燃料的內(nèi)燃機進行說明。然而，在后述的實施方式和變形例中，也可與本實施方式同樣地進行各種各樣的變更。如上所述,從燃燒室5可排出未燃氨和N0X。像這樣從燃燒室5排出的未燃氨和NOx在排氣凈化催化劑22中被凈化。此時，未燃氨和NOx例如可通過由下述化學反應(yīng)式表示的反應(yīng)而被凈化。8NH3 + 6N02 — 7N2 + 12H204NH3 + 4N0 + O2 — 6H20 + 4N2從上述化學反應(yīng)式可知，為了在排氣凈化催化劑22中凈化未燃氨和NOxI方而需要的未燃氨和NOx的比率已確定。具體而言，需要未燃氨的摩爾濃度和NOx的摩爾濃度的比率變?yōu)? :3 I :1之間的規(guī)定比率(根據(jù)NO2和NO的比率而變動)(以下，將完全凈化未燃氨和NOx雙方所需要的未燃氨和NOx的比率稱作“完全凈化比率”)。因此，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率比完全凈化比率高的情況下，即使在排氣凈化催化劑22中未燃氨和NOx反應(yīng)，也殘存未燃氨。相反，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率比完全凈化比率低的情況下，即使在排氣凈化催化劑22中未燃氨和NOx反應(yīng)，也殘存NOx。因此，在本實施方式中，為了凈化流入到排氣凈化催化劑22中的排氣中的未燃氨和NOx雙方，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率變?yōu)橥耆珒艋嚷?。換言之，在本實施方式中，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率變?yōu)橄蚺艢鈨艋呋瘎?2流入的排氣中的NOx被排氣中的未燃氨無過剩和不足地凈化的比率，即，向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨被排氣中的NOx無過剩和不足地凈化的比率。再換言之，在本實施方式中，向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率被設(shè)定為向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的全部被向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx氧化且向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的全部被向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨還原的比率。通過這樣控制使得向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率變?yōu)橥耆珒艋嚷剩谂艢鈨艋呋瘎?2中能夠大致完全地凈化未燃氨和N0X，能夠抑制未燃氨和NOx從排氣凈化催化劑22流出。在此，作為控制向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率的方法，可以例舉例如下述的方法。首先，作為第一種方法，可以例舉控制對燃燒室5內(nèi)的混合氣的點火正時的方法。一般地，如果使對混合氣的點火正時提前，則燃燒室5內(nèi)的混合氣的燃燒溫度上升，所以混合氣中的氨變得容易被氧化，并且容易生成N0X。因此，通過使點火裝置6對混合氣的點火 正時提前，能夠降低從燃燒室5排出的排氣中的未燃氨的比率，因此能夠降低向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率。相反，通過推遲點火裝置6對混合氣的點火正時，能夠提高從燃燒室5排出的排氣中的未燃氨的比率，因此能夠提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率。因此，在第一種方法中，具體而言，在要使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率降低時(即，使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率提高時)，使點火裝置6對混合氣的點火正時提前，在要使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率提高時(即，使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率降低時)，使點火裝置6對混合氣的點火正時延遲。再者，在本實施方式中，由于使用了火花點火式內(nèi)燃機，所以控制了點火裝置6的點火正時，但在使用壓縮自著火式內(nèi)燃機的情況下，通過控制燃燒室5內(nèi)的混合氣的著火正時，即控制來自向氣缸內(nèi)直接噴射燃料的噴射閥的燃料噴射正時，同樣地能夠控制向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率。作為第二種方法，可以例舉控制向燃燒室5內(nèi)供給的混合氣的空燃比的方法，一般地，當向燃燒室5內(nèi)供給的混合氣的空燃比為濃時，在從燃燒室5排出的排氣中含有較多的未燃氨。特別是，當提高向燃燒室5內(nèi)供給的混合氣的空燃比的濃程度時，從燃燒室5排出的排氣中所含有的未燃氨的量變多。因此，在第二種方法中，具體而言，在要提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，使向燃燒室5內(nèi)供給的混合氣的空燃比降低(使?jié)獬潭忍岣?，相反，在要降低向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，使向燃燒室5內(nèi)供給的混合氣的空燃比提高(使?jié)獬潭冉档?。作為第三種方法，可以例舉在膨脹行程或排氣行程中從氨噴射閥13向燃燒室5內(nèi)直接噴射氨的方法。一般地，當在膨脹行程或排氣行程中向燃燒室5內(nèi)噴射燃料時,所噴射的燃料在燃燒室5內(nèi)基本不燃燒而從燃燒室5原樣地被排出。因此，通過在膨脹行程或排氣行程中從氨噴射閥13向燃燒室5內(nèi)直接噴射氨，能夠提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率。特別是，在膨脹行程或排氣行程中從氨噴射閥13向燃燒室5內(nèi)直接噴射的氨的量越多，則向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的氨的比率就越高。因此，在第三種方法中，具體而言，在要提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，在膨脹行程或排氣行程中從氨噴射閥13向燃燒室5內(nèi)直接噴射氨，或增多其噴射量。相反，在要降低向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，減少在膨脹行程或排氣行程中的從氨噴射閥13向燃燒室5內(nèi)的氨的噴射量，或使在膨脹行程或排氣行程中的從氨噴射閥13向燃燒室5內(nèi)的氨的直接噴射停止。作為第四種方法，可以例舉控制向燃燒室5內(nèi)供給的非氨燃料的比率的方法。如圖3所示，在除了氨以外還向燃燒室5內(nèi)供給非氨燃料的情況下，當增大向燃燒室5內(nèi)供給的燃料(氨和非氨燃料)之中的非氨燃料的比率時，向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量相應(yīng)地減少。當這樣地減少向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量時，與此相伴，從燃燒室5排出的排氣中所含有的未燃氨的量也減少。另一方面，由于向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量的減少，伴隨著氨的燃燒而產(chǎn)生的NOx也減少。然而，由于通過非氨燃料的燃燒也產(chǎn)生NOx，所以在使向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量減少的情況下，與從燃燒室5排出的排氣中所含有的未燃氨的量的減少相 t匕，從燃燒室5排出的排氣中所含有的NOx的量的減少的程度小。因此，通過提高向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的非氨燃料的比率，能夠降低向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率。因此，在第四種方法中，具體而言，在要降低向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，使向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的非氨燃料的比率提高，相反，在要提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，使向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的非氨燃料的比率降低。作為第五種方法，可以例舉控制在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)直接噴射的非氨燃料的噴射量的方法。在圖3所示的例中，噴射非氨燃料的非氨燃料噴射閥45向進氣口 8內(nèi)噴射燃料，但也可以配置非氨燃料噴射閥，使得能夠向燃燒室5內(nèi)直接噴射非氨燃料。當從這種非氨燃料噴射閥在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)進行非氨燃料的噴射時，所噴射的非氨燃料在膨脹的燃燒室內(nèi)燃燒，與此相伴，燃燒室5內(nèi)的燃燒氣體變?yōu)楦邷?。當燃燒氣體這樣地變?yōu)楦邷貢r，燃燒氣體中所含有的氨被氧化，結(jié)果向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨減量。因此，通過在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)噴射非氨燃料，能夠降低向排氣凈化催化劑22流入的未燃氨的比率，另外，在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)直接噴射的非氨燃料的噴射量越多，則可使向排氣凈化催化劑22流入的未燃氨的比率越低。因此，在第五種方法中，具體而言，在要降低向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)噴射非氨燃料并且增大其噴射量，在要提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，減少在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)直接噴射的非氨燃料的噴射量，或停止在膨脹行程中的向燃燒室5內(nèi)的非氨燃料的直接噴射。在本實施方式中，如上所述，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)(即點火裝置6的點火正時、向燃燒室5內(nèi)供給的混合氣的空燃比、在膨脹行程或排氣行程中從氨噴射閥向燃燒室5內(nèi)的氨噴射量、向燃燒室5內(nèi)供給的非氨燃料的比率、在膨脹行程中的向燃燒室5內(nèi)的非氨燃料的噴射量等)，使得向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率變?yōu)橥耆珒艋嚷?。更詳細地講，相應(yīng)于內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的每項預先實驗性地求出或通過計算求出向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率變?yōu)橥耆珒艋嚷誓菢拥目刂茀?shù)的值，并作為映射圖(map)保存在ECU30的R0M32內(nèi)。并且，在實際的內(nèi)燃機運行中，基于內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，利用映射圖來算出內(nèi)燃機的各控制參數(shù)的目標值，控制各控制參數(shù)使得變?yōu)樵撃繕酥怠Ｈ欢?，即使這樣地控制內(nèi)燃機的各控制參數(shù)，因內(nèi)燃機的個體差異、經(jīng)年變化等，也存在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率未變?yōu)橥耆珒艋嚷实那闆r。在作為排氣凈化催化劑22特別是使用氧化催化劑或三元催化劑的情況下，當向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率變得比完全凈化比率高時，存在未燃氨從排氣凈化催化劑22流出的情況。相反，當向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率變得比完全凈化比率高時，存在NOx從排氣凈化催化劑22流出的情況。因此，在本實施方式中，除了像上述那樣內(nèi)燃機的各控制參數(shù) 的控制以外，還根據(jù)從排氣凈化催化劑22流出的排氣中所含有的未燃氨和NOx的濃度，反饋控制向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨和NOx的比率。具體而言，在利用氨傳感器24在在排氣管21內(nèi)流動的排氣中檢測到未燃氨的情況下，進行向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率降低那樣的控制(例如，使點火裝置6的點火正時提前)。特別是，在本實施方式中，在由氨傳感器24檢測到的在排氣管21內(nèi)流動的排氣中的未燃氨的濃度高的情況下，進行控制(例如，使點火裝置6的點火正時大大提前)使得與低的情況相比，向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率大大降低。相反，在利用NOx傳感器25在在排氣管21內(nèi)流動的排氣中檢測到NOx的情況下，進行向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率降低那樣的控制(例如，使點火裝置6的點火正時延遲)。特別是，在本實施方式中，在由NOx傳感器25檢測到的在排氣管21內(nèi)流動的排氣中的NOx的濃度高的情況下，進行控制(例如，使點火裝置6的點火正時大大延遲)，使得與低的情況相比，向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率大大降低。然而,排氣凈化催化劑22對氨和NOx的凈化能力有限，因此，當大量的未燃氨和NOx向排氣凈化催化劑22流入時，即使流入的未燃氨和NOx的比率為完全凈化比率，氨和NOx也會從排氣凈化催化劑22流出。因此，在本實施方式中，向排氣凈化催化劑22流入的NOx的流量被控制成為在排氣凈化催化劑22中每單位時間能夠凈化的NOx的最大量(以下，稱作“能夠最大凈化的NOx量”)以下?；蛘?，在本實施方式中，向排氣凈化催化劑22流入的氨的流量被控制成為在排氣凈化催化劑22中每單位時間能夠凈化的氨的最大量(以下，稱作“能夠最大凈化的氨量”)以下。圖4是表示排氣凈化催化劑22的溫度和能夠最大凈化的NOx量的關(guān)系的圖。從圖4可知，排氣凈化催化劑22的能夠最大凈化的NOx量隨著排氣凈化催化劑22的溫度變高而變多。因此，在本實施方式中，在由溫度傳感器23檢測排氣凈化催化劑22的溫度的同時，基于所檢測到的排氣凈化催化劑22的溫度，使用圖4所示那樣的映射圖來算出能夠最大凈化的NOx量，控制向排氣凈化催化劑22流入的NOx的流量，使得變?yōu)樗愠龅哪軌蜃畲髢艋腘Ox量以下。另外，排氣凈化催化劑22的溫度和能夠最大凈化的氨量的關(guān)系也變?yōu)榕c圖4所示的排氣凈化催化劑22的溫度和能夠最大凈化的NOx量的關(guān)系同樣的關(guān)系。因此，當改變視角時，在本實施方式中，基于由溫度傳感器23檢測到的排氣凈化催化劑22的溫度，使用圖4所示那樣的映射圖來算出能夠最大凈化的氨量，控制向排氣凈化催化劑流入的未燃氨的流量，使得變?yōu)樗愠龅哪軌蜃畲髢艋陌绷恳韵?。在此，作為控制向排氣凈化催化?2流入的NO5^P未燃氨的流量的方法，例如可以舉出控制向燃燒室5內(nèi)供給的非氨燃料的比率。如圖3所示， 在除了氨之外還向燃燒室5內(nèi)供給非氨燃料的情況下，當向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的非氨燃料的比率增大時，向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量相應(yīng)減少。這樣，當減少向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量時，與此相伴，從燃燒室5排出的排氣中所含有的未燃氨的量也減少。另外，通過向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量的減少，伴隨著氨的燃燒而產(chǎn)生的NOx也減少。因此，通過提高向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的非氨燃料的比率，能夠使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和未燃氨的流量減少。再者，在上述實施方式中，為了抑制未燃氨或NOx從排氣凈化催化劑22流出而控制向排氣凈化催化劑22流入的NOx和未燃氨的流量使得分別變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量和能夠最大凈化的氨量以下，但也可以控制排氣凈化催化劑22的溫度，使得向排氣凈化催化劑22流入的NOx和未燃氨的流量分別變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量和能夠最大凈化氨量以下。在此情況下，從內(nèi)燃機的運行狀態(tài)推定向排氣凈化催化劑22流入的NOx的流量，并且基于排氣凈化催化劑22的溫度算出能夠最大凈化的NOx量，在所推定出的NOx的流量比算出的能夠最大凈化的NOx量多的情況下，進行排氣凈化催化劑22的升溫。由此，排氣凈化催化劑22的能夠最大凈化的NOx量增大，其結(jié)果，能夠使向排氣凈化催化劑22流入的NOx的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量以下?；蛘?，也可以從內(nèi)燃機的運行狀態(tài)推定向排氣凈化催化劑22流入的未燃氨的流量，并且基于排氣凈化催化劑22的溫度算出能夠最大凈化的氨量，在所推定出的未燃氨的流量比算出的能夠最大凈化的氨量多的情況下，進行排氣凈化催化劑22的升溫。圖5是表示控制向排氣凈化催化劑22流入的NOx和未燃氨的比率的流入比率控制的控制程序的流程圖。如圖5所示，首先，在步驟Sll中，由負荷傳感器41、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42和溫度傳感器23檢測內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和排氣凈化催化劑22的溫度。接著，在步驟S12中，基于在步驟Sll中檢測出的排氣凈化催化劑22的溫度，使用圖4所示那樣的映射圖算出能夠最大凈化的NOx量。接著，在步驟S13中，基于在步驟Sll中檢測出的內(nèi)燃機負荷和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，算出內(nèi)燃機的控制參數(shù)(例如，點火正時、氨和非氨燃料的噴射正時和噴射量等)，并基于該控制參數(shù)，控制內(nèi)燃機使得向排氣凈化催化劑22流入的NOx和未燃氨的比率變?yōu)橥耆珒艋嚷?，且向排氣凈化催化?2流入的NOx的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量以下。接著，在步驟S14中，判定由NOx傳感器25檢測出的NOx濃度NOX是否比接近于O的規(guī)定值NOXO高。在判定為由NOx傳感器25檢測出的NOx濃度NOX比規(guī)定值NOXO高的情況下，由于向排氣凈化催化劑22流入的NOx的比率比完全凈化比率高，所以進入到步驟S15，進行向排氣凈化催化劑22流入的未燃氨的比率變高那樣的控制，例如進行點火正時的延遲。另一方面，在步驟S14中，在判定為由NOx傳感器25檢測出的NOx濃度NOX為規(guī)定值NOXO以下的情況下，接著，在步驟S16中，判定由氨傳感器24檢測出的氨濃度NH是否比接近于O的規(guī)定值NHO高。在判定為由氨傳感器24檢測出的氨濃度NH比規(guī)定值NHO高的情況下，由于向排氣凈化催化劑22流入的未燃氨的比率比完全凈化比率高，所以進入到步驟S17，進行向排氣凈化催化劑22流入的NOx的比率變高那樣的控制，例如進行點火正時的提前。另一方面，在步驟S16中，在判定為由氨傳感器24檢測出的氨濃度NH為規(guī)定值NHO以下的情況下，認為向排氣凈化催化劑22流入的NO5^P未燃氨的比率變?yōu)橥耆珒艋嚷?，所以在該狀態(tài)下結(jié)束該控制程序。可是，在上述實施方式中，在排氣凈化催化劑22的排氣下游側(cè)設(shè)置了 NOx傳感器24和氨傳感器25這兩個傳感器。但是也可以在排氣凈化催化劑22的排氣下游側(cè)僅設(shè)置NOx傳感器24。但是，在此情況下，作為NOx傳感器24，可以使用不僅在排氣中的NOx的濃度上升的情況下輸出電壓上升，而且在排氣中的未燃氨的濃度上升的情況下輸出電壓也上升那樣的傳感器。在使用這樣的NOx傳感器24的情況下，NOx傳感器24的輸出值根據(jù)將排氣中的NOx的濃度和未燃氨的濃度合計后的濃度而變化。因此，在NOx傳感器24的輸出值上升的情況下，不能夠判定其輸出值的上升是由于排氣中的NO5^A濃度的增大所引起的，還是由于排氣 中的未燃氨的濃度的增大所引起的。因此，在使用這樣的NOx傳感器24的情況下，在NOx傳感器24的輸出值不為O時，即在排氣中含有NOx或未燃氨的任一種時，例如通過將點火裝置6的點火正時提前(或延遲)，來強制地提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨(或NOx)的比率。在此，在排氣中含有NOx的情況下，即在排氣凈化催化劑22中，NOx變得過剩的情況下，當提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，與此相伴，變得過剩的NOx與未燃氨反應(yīng)而減少，所以從排氣凈化催化劑22流出的排氣中的NOx的濃度降低。因此，在強制地提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，在NOx傳感器24的輸出值降低的情況下，能夠判定為從排氣凈化催化劑22流出的是N0X。因此，在該情況下，進行向排氣凈化催化劑22流入的未燃氨的比率變高那樣的控制，例如進行點火正時的延遲。另一方面，在排氣中含有未燃氨的情況下，即，在排氣凈化催化劑22中，未燃氨變得過剩的情況下，當提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，從排氣凈化催化劑22流出的未燃氨的流量相應(yīng)增大，因此，在強制地提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，在NOx傳感器24的輸出值上升的情況下，能夠判定為從排氣凈化催化劑22流出的是未燃氨。因此，在該情況下，進行向排氣凈化催化劑22流入的NOx的比率變高那樣的控制，例如進行點火正時的提前。圖6是表示在使用一個與NOx和氨這兩者反應(yīng)的NOx傳感器的情況下的控制向排氣凈化催化劑22流入的NOx和未燃氨的比率的流入比率控制的控制程序的流程圖。圖6所示的步驟S21 S23，與圖5所示的步驟Sll S13同樣，因此省略了說明。在步驟S24中，判斷NOx傳感器24的輸出值NOX是否比接近于O的規(guī)定值NOXO低。在判定為NOx傳感器24的輸出值NOX比規(guī)定值NOXO低的情況下，NOx和未燃氨都基本不從排氣凈化催化劑22流出，所以結(jié)束控制程序。另一方面，在步驟S24中，判定為NOx傳感器24的輸出值NOX為規(guī)定值NOXO以上的情況下，進入到步驟S25。在步驟S25中，進行向排氣凈化催化劑22流入的未燃氨的比率稍微變高那樣的控制，例如進行點火正時的延遲。接著，在步驟S26中，判定通過步驟S25的控制，NOx傳感器24的輸出值是否降低了。在判定為NOx傳感器24的輸出降低了的情況下，認為從排氣凈化催化劑22流出的是NOx，所以進入到步驟S27，進行點火時間的延遲。另一方面，在步驟S26中，判定為NOx傳感器24的輸出值未降低的情況下，認為從排氣凈化催化劑22流出的是未燃氨，所以進入到步驟S28，進行點火時間的提iu。接著，參照圖7說明本發(fā)明的第二實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。圖7所示的本實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第一實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，省略對于相同的構(gòu)成的說明。在圖7所示的第二實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機中，作為上述第一實施方式的排氣凈化催化劑22，設(shè)置有NOx選擇還原催化劑50。NOx選擇還原催化劑50是吸附流入的排氣中的未燃氨，并且在流入的排氣中含有NOx時能夠由所吸附的氨選擇性地還原NOx的催化劑。在使用這樣的NOx選擇還原催化劑50的情況下，只要是氨吸附于NOx選擇還原催化劑50的狀態(tài)，則即使在向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中含有N0X，在NOx選擇還原 催化劑50中也能夠凈化N0X。相反，由于能夠吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨的極限量確定，所以當在氨吸附于NOx選擇還原催化劑50的狀態(tài)下使氨流入時，向NOx選擇還原催化劑50的氨的吸附量會超過極限量，存在氨從NOx選擇還原催化劑50流出的可能性。因此，在本實施方式中，在使氨吸附于NOx選擇還原催化劑50的狀態(tài)下，控制向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和未燃氨的比率，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx的比率變得比完全凈化比率高。換而言之，在本實施方式中，向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和未燃氨的比率被設(shè)定為與向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx被該排氣中的未燃氨無過剩和不足地凈化的比率相比NOx變得多的比率。由此，流入到NOx選擇還原催化劑50中的排氣中的未燃氨被流入到NOx選擇還原催化劑50中的NOx全部氧化，并且未與未燃氨反應(yīng)而殘存的NOx被吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨還原、凈化。在此，流入到NOx選擇還原催化劑50中的NOx的一部分被吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨還原、凈化，但是每單位時間能夠從NOx選擇還原催化劑50脫離的氨的量具有極限。因此，當相對于向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨的流量，NOx的流量過多時，變得即使利用吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨也不能夠凈化N0X。因此，在本實施方式中，控制向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率，使得通過向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx的比率比完全凈化比率高，未被向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨凈化的過剩的NOx的流量變?yōu)槟軌蛴擅繂挝粫r間能夠從NOx選擇還原催化劑50脫離的氨的最大量(以下稱作“能夠脫離的氨最大量”)的未燃氨凈化的量。換言之，向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率被設(shè)定為與能夠脫離氨最大量和向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的未燃氨的流量之和被向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx無過剩和不足地凈化的量相比變得少的比率。由此，未被向NOx選擇還原催化劑50流入的未燃氨凈化的N0X，被吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨切實地凈化。再者，能夠脫離的氨最大量，根據(jù)向NOx選擇還原催化劑50的氨的吸附量、向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣的流量、NOx選擇還原催化劑50的溫度等而變化。S卩，向NOx選擇還原催化劑50的氨的吸附量越增大，能夠脫離的氨最大量越增大，向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣的流量越增大，能夠脫離的氨最大量越增大。另外，NOx選擇還原催化劑50的溫度變得越高，能夠脫離的氨最大量就越增大。因此，在本實施方式中，基于向NOx選擇還原催化劑50的氨的吸附量等，算出能夠脫離的氨最大量，并且基于所算出的能夠脫離的氨最大量，設(shè)定向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率。但是，當像上述那樣控制向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率時，向NOx選擇還原催化劑50的氨的吸附量逐漸減少，不久就變?yōu)榱?。當向NOx選擇還原催化劑50的氨的吸附量變?yōu)榱銜r，向NOx選擇還原催化劑50流入的過剩的NOx未被凈化，其結(jié)果，NOx從NOx選擇還原催化劑50流出。因此，在本實施方式中，在向NOx選擇還原催化劑50的氨的吸附量變得比接近于O的最低基準量少時，為了使NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量恢復，執(zhí)行使向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨的比率比完全凈化比率高的氨恢復處理。由此，向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中所含有的過剩的未燃氨被NOx選擇還原催化劑50吸附，能夠使向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量恢復。但是，NOx選擇還原催化劑50能夠吸附的氨的量是有限的，當向NOx選擇還原催化 劑50的氨吸附量超過氨吸附量極限值時，變得不能由NOx選擇還原催化劑50進一步吸附氨。另外，當向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量位于氨吸附量極限值附近時，存在所吸附的氨自然地脫離的情況。因此，在本實施方式中，在氨恢復處理中向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量一變?yōu)槟軌蛞种票籒Ox選擇還原催化劑50吸附的氨的自然脫離的氨吸附量的最大值(以下，稱作“容許最大吸附量”)，就結(jié)束氨恢復處理。其后，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx的比率變得比完全凈化比率高。圖8是表示NOx選擇還原催化劑50的溫度和氨吸附量的關(guān)系的圖。如圖8所示，NOxK藏還原催化劑50的溫度越低，則容許最大吸附量越增大。因此，在本實施方式中，在氨恢復處理的開始時或執(zhí)行中，由溫度傳感器23檢測NOx選擇還原催化劑50的溫度，并且基于所檢測到的溫度，使用圖7所示的映射圖算出容許最大吸附量，在向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量變?yōu)樗愠龅娜菰S最大吸附量以上時，結(jié)束氨恢復處理。再者，在本實施方式中，與上述實施方式同樣地，為了抑制未燃氨和NOx WNOx選擇還原催化劑50流出，進行控制使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量以下，或者，控制NOx選擇還原催化劑50的溫度，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量以下。圖9是概略地表示本實施方式中的控制向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和氨的比率的流入比率控制的控制程序的流程圖。如圖9所示，首先，在步驟S31中，判定向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH是否為最低基準量Σ NHO以上。在此，向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH，例如基于內(nèi)燃機的各種參數(shù)而被推定，或者基于設(shè)置在顯)(選擇還原催化劑50的排氣上游側(cè)的NOx傳感器(未圖示)等的輸出而被算出。在判定為向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH為最低基準量Σ NHO以上的情況下，進入到步驟S32。在步驟S32中，與圖5的步驟Sll同樣地，檢測內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和催化劑溫度。接著，在步驟S33中，與圖5的步驟S12同樣地算出能夠最大凈化的NOx量，并且基于在步驟S32中檢測到的NOx選擇還原催化劑50的溫度等，算出能夠脫離的氨最大量。接著，在步驟S34中，基于在步驟S32中檢測到的內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速等，算出內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和未燃氨的比率變?yōu)镹Ox過剩的比率。此時，NOx和未燃氨的比率或者NOx和未燃氨的流量被設(shè)定，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量以下，且未被向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨凈化的過剩的NOx的流量變?yōu)槟軌蛎撾x的氨最大量以下。另一方面，向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量減少，在步驟S31中，判定為向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH比最低基準量Σ NHO少的情況下，進入到步驟S35。在步驟S35中，進行與步驟S32同樣的控制。接著，在步驟S36中，與步驟S33同樣地，算出能夠最大凈化的NOx量，并且基于在步驟S35中檢測到的NOx選擇還原催化劑50的溫度，使用圖8所示的映射圖，算出容許最大吸附量Σ NHMAX。接著，在步驟S37中，基于在步驟S35中檢測到的內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速等，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)(氨恢復處理)，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和未燃氨的比率 變?yōu)榘边^剩的比率。此時，NOx和未燃氨的比率或NOx和未燃氨的流量被設(shè)定，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量以下。接著，在步驟S38中，判定向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH是否為容許最大吸附量Σ NHMAX以上。在步驟S38中，判定為向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH比容許最大吸附量Σ NHMAX少的情況下，重復執(zhí)行步驟S35 步驟S37。另一方面，在步驟S38中，判定為向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH為容許最大吸附量Σ NHMAX以上的情況下，結(jié)束控制程序。接著，說明本發(fā)明的第三實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。本實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第二實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于相同的構(gòu)成，省略了對其說明。在上述第二實施方式中，在通常運行時，使向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率為NOx過剩的比率，由吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨凈化過剩的N0X。并且，在向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量變少時，使向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率為氨過剩的比率，使NOx選擇還原催化劑50吸附氨(氨恢復處理)。與此相對，在本實施方式中，在通常運行時，使向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率為氨過剩的比率，使NOx選擇還原催化劑50吸附氨。并且，在向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量變多時，使向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率為NOx過剩的比率，氧化、凈化吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨。即，在本實施方式中，在內(nèi)燃機通常運行時，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨的比率變得比完全凈化比率高，換言之，在本實施方式中，向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和未燃氨的比率被設(shè)定為與向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨被該排氣中的NOx無過剩和不足地凈化的比率相比，未燃氨變得多的比率。由此，向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx被向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨全部還原，并且未與NOx反應(yīng)而殘存的未燃氨被NOx選擇還原催化劑50吸附。另外，當這樣控制向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率時，向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量逐漸增加。然而，如上所述，能夠吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨的量是有限的。因此，在本實施方式中，在向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量變?yōu)槿菰S最大吸附量以上時，為了減少向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量，執(zhí)行使向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx比率比完全凈化比率高的氨脫離處理，由此，能夠利用向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中所含有的過剩的NOx來氧化、凈化被NOx選擇還原催化劑50吸附的氨。因此，能夠使NOx選擇還原催化劑50的氨吸附能力恢復。再者，在執(zhí)行氨脫離處理時，也與上述第二實施方式同樣地，為了抑制N0X向NOx選擇還原催化劑50過于過剩地流入從而采用吸附于NOx選擇還原催化劑50的氨也不能夠凈化N0X，控制向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率，使得未被向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨凈化的過剩的NOx的流量變?yōu)槟軌蛎撾x的氨最大量以下。圖10是概略表示本實施方式中的控制向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和氨的比率的流入比率控制的控制程序的流程圖。 如圖10所示，首先，在步驟S41中，與圖5的步驟Sll同樣地檢測內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速、催化劑溫度。接著，在步驟S42中，與圖5的步驟S12同樣地，算出能夠最大凈化的NOx量，并且基于在步驟S41中檢測到的NOx選擇還原催化劑50的溫度，使用圖8所示的映射圖算出容許最大吸附量Σ NHMAX0接著，在步驟S43中，判定向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH是否為容許最大吸附量Σ NHMAX以下。在步驟S43中，判定為氨吸附量Σ NH為容許最大吸附量Σ NHMAX以下的情況下，進入到步驟S44。在步驟S44中，基于在步驟S41中檢測到的內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速等，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和未燃氨的比率變?yōu)榘边^剩的比率。此時，NOx和未燃氨的比率或NOx和未燃氨的流量被設(shè)定，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量以下。另一方面，在步驟S43中，判定為向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH比容許最大吸附量Σ NHMAX多的情況下，進入到步驟S46。在步驟S46中，與步驟S41同樣地檢測內(nèi)燃機負荷等。接著，在步驟S47中，與步驟S42同樣地，算出能夠最大凈化的NOx量，并且基于在步驟S46中檢測到的NOx選擇還原催化劑50的溫度等，算出能夠脫離的氨最大量。接著，在步驟S48中，基于在步驟S46中檢測到的內(nèi)燃機負荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速等，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx和未燃氨的比率變?yōu)镹Ox過剩的比率。此時，NOx和未燃氨的比率或NOx和未燃氨的流量被設(shè)定，使得向NOx選擇還原催化劑50流入的NOx的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋腘Ox量以下，且未被向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的未燃氨凈化的過剩的NOx的流量變?yōu)槟軌蛎撾x的氨最大量以下。接著，在步驟S49中，判定向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH是否變得不比接近于O的規(guī)定量Σ NHO少。在判定為向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH為規(guī)定量Σ NHO以上的情況下，重復執(zhí)行步驟S46 S48。另一方面，在步驟S49中，判定為向NOx選擇還原催化劑50的氨吸附量Σ NH比規(guī)定量Σ NHO少的情況下，結(jié)束控制程序。接著，參照圖11說明本發(fā)明的第四實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。圖11所示的本實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第一實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于同樣的構(gòu)成省略說明。在圖11所示的第四實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機中，作為上述第一實施方式的排氣凈化催化劑22，設(shè)置有NOx吸藏還原催化劑52。NOx吸藏還原催化劑52是當流入的排氣的空燃比為稀時吸藏流入的排氣中的NOx，并且當流入的排氣中的氧濃度低時使所吸藏的NOx脫離并由排氣中的未燃氨還原的催化劑。在使用這樣的NOx吸藏還原催化劑52的情況下，通過進行與使用NOx選擇還原催化劑作為排氣凈化催化劑的上述第二實施方式和第三實施方式中的控制相反的控制，能夠適當?shù)貎艋艢庵械腘Ox和未燃氨。以下，對進行與第三實施方式中的控制相反的控制的情況進行說明。在本實施方式中，在內(nèi)燃機通常運行時，控制向NOx吸藏還原催化劑52流入的NOx和未燃氨的比率，使得向NOx吸藏還原催化劑52流入的排氣中的NOx的比率變得比完全凈化比率高。換言之，在本實施方式中，向NOx吸藏還原催化劑52流入的NO5^P未燃氨的比率被設(shè)定為與向NOx吸藏還原催化劑52流入的排氣中的NOx被該排氣中的未燃氨無過剩和不足地凈化的比率相比NOx變得多的比率。由此，流入到NOx吸藏還原催化劑52中的排氣中的未燃氨被流入到NOx吸藏還原催化劑52中的排氣中的NOx全部氧化，并且未與氨反應(yīng)而殘存的NOx被NOx吸藏還原催化劑52吸藏。
另外，當這樣地控制向NOx吸藏還原催化劑52流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率時，向NOx吸藏還原催化劑52的NOx吸藏量逐漸增加。然而，能夠吸藏于NOx吸藏還原催化劑52的NOx的量是有限的。因此，在本實施方式中，當向NOx吸藏還原催化劑52的NOx吸藏量變?yōu)槿菰S最大吸藏量(NOx不會自然流出且能夠吸藏于NOx吸藏還原催化劑52的NOx的最大量)以上時，為了減少向NOx吸藏還原催化劑52的NOx吸藏量，執(zhí)行使向NOx吸藏還原催化劑52流入的排氣中的未燃氨的比率比完全凈化比率高的NOx脫離處理。由此，能夠由向NOx吸藏還原催化劑52流入的排氣中所含有的過剩的未燃氨來還原、凈化被NOx吸藏還原催化劑52吸藏的N0X，因此能夠使NOx吸藏還原催化劑52的NOx吸藏能力恢復。另外，即使是使用NOx吸藏還原催化劑52的情況，也與上述第一實施方式至第三實施方式同樣地，為了抑制氨和NOx從NOx吸藏還原催化劑52流出，進行控制使得向NOx吸藏還原催化劑52流入的未燃氨的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋陌绷恳韵拢蛘呖刂芅Ox吸藏還原催化劑52的溫度，使得向NOx吸藏還原催化劑52流入的未燃氨的流量變?yōu)槟軌蜃畲髢艋陌绷恳韵?。接著，參照圖12說明本發(fā)明的第五實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。圖12所示的本實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第一實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于相同的構(gòu)成，省略說明。圖12(A)是概略表示第五實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)的圖。如圖12(A)所示，在本實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機中，在上述第一實施方式的排氣凈化催化劑22的排氣上游側(cè)設(shè)置有氧化催化劑55。作為氧化催化劑55，只要能夠?qū)⒘魅氲呐艢庵械奈慈及毖趸蔀镹0X，就可以使用例如三元催化劑等的任何的催化劑。在這樣構(gòu)成的本實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機中，從燃燒室5排出的排氣首先向氧化催化劑55流入。流入到氧化催化劑55中的排氣中的未燃氨的一部分，在氧化催化劑55中被氧化成為N0X。因此，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中，除了從燃燒室5排出的排氣中的NOx之外，還含有在氧化催化劑55中生成的N0X。另一方面，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中，含有從由燃燒室5排出的排氣中的未燃氨減去在氧化催化劑55中被氧化了的氨所得的量的氨。
這樣，根據(jù)本實施方式，通過在排氣凈化催化劑22的排氣上游側(cè)設(shè)置氧化催化劑55，相對于從燃燒室5排出的排氣中的NOx和未燃氨的比率，能夠提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx相對于未燃氨的比率。由此，即使是例如使向排氣凈化催化劑22流入的NOx和未燃氨的比率成為完全凈化比率的情況，也能夠使從燃燒室5排出的排氣中的未燃氨相對于NOx的比率比完全凈化比率高。接著，參照圖12 (B)，說明第五實施方式的第一變形例。如圖12 (B)所示，本變形例的氨燃燒內(nèi)燃機，具備從排氣管21分支并繞過氧化催化劑55的旁通管(旁路通路)56、和設(shè)置在來自排氣管21的旁通管56的分支部上的流量控制閥57。旁通管56在氧化催化劑55的排氣下游側(cè)且排氣凈化催化劑22的排氣上游側(cè)與排氣管21合流。另外，流量控制閥57能夠控制向氧化催化劑55和旁通管56流入的排氣的流量。在這樣構(gòu)成的氨燃燒內(nèi)燃機中，通過控制流量控制閥57，能夠控 制向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率。即，在使從燃燒室5排出的排氣不流入旁通管56而是向氧化催化劑55流入的情況下，如上所述那樣，排氣中的未燃氨的一部分被氧化而變?yōu)镹0X。因此，向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率變高。另一方面，在使從燃燒室5排出的排氣流入了旁通管56的情況下，未燃氨未被氧化為N0X，而是原樣地向排氣凈化催化劑22流入。因此，向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率高。因此，在本變形例中，通過由流量控制閥57適當?shù)乜刂葡蜓趸呋瘎?5流入的排氣的流量、和向旁通管56流入的排氣的流量，使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率變?yōu)槟繕吮嚷?例如，完全凈化比率)。即，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率比目標比率高的情況下，從而需要提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率的情況下，使向氧化催化劑55流入的排氣的流量減少，并且使向旁通管56流入的排氣的流量增大。相反，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率比目標比率高的情況下，從而需要提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率的情況下，使向氧化催化劑55流入的排氣的流量增大，并且使向旁通管56流入的排氣的流量減少。由此，能夠使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率與目標比率一致。再者，在本實施方式中，也可以除了由流量控制閥57來控制向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率之外，還通過如上述第一實施方式等所示那樣控制內(nèi)燃機的點火正時、燃料噴射正時等，來控制向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率。在此情況下，控制從燃燒室5排出的排氣中的NOx和未燃氨的比率使得氨的比率變得比目標比率高，以使得能夠利用流量控制閥57控制向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率。圖13是概略表示第五實施方式的第一變形例中的控制向排氣凈化催化劑22流入的NOx和未燃氨的比率的流入比率控制的控制程序的流程圖。如圖13所示，首先，在步驟S51中，算出向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的流量FNOX和氨的流量FNH。所述NOx的流量FNOX和氨的流量FNH可以基于設(shè)置在旁通管56的合流部的排氣下游側(cè)且排氣凈化催化劑22的排氣上游側(cè)的NOx傳感器和氨傳感器(未圖示)來算出，也可以基于內(nèi)燃機的運行狀態(tài)(例如，點火正時、燃料噴射正時和流量控制閥57的動作位置等)算出。接著，在步驟S52中，判定基于在步驟S51中算出的NOx的流量FNOX和氨的流量FNH而算出的向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和氨的比率FN0X/FNH是否與目標比率Rtgt大致相同。在步驟S52中，判定為向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NO5^P氨的比率FN0X/FNH與目標比率Rtgt大致相同的情況下，流量控制閥57被維持原樣不變，結(jié)束控制程序。另一方面，在步驟S52中，判定為向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和氨的比率FN0X/FNH與目標比率Rtgt不相同的情況下，進入到步驟S53。在步驟S53中，判定NOx和氨的比率FN0X/FNH是否比目標比率Rtgt高。在步驟S53中，判定為NOx和氨的比率FN0X/FNH比目標比率Rtgt高的情況下，即判定為NOx的比率高的情況下，進入到步驟S54。在步驟S54中，控制流量控制閥57，使得向氧化催化劑55流入的排氣的流量減少。另一方面，在步驟S53中，判定為NOx和氨的比率FN0X/FNH比目標比率Rtgt低的情況下，即判定為氨的比率高的情況下，進入到步驟S55。在步驟S55中，控制流量控制閥57，使得向氧化催化劑55流入的排氣的流量增大。接著，說明第五實施方式的第二變形例。本變形例中的氨燃燒內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第一變形例中的構(gòu)成同樣。 但是，如上所述，排氣凈化催化劑22對氨和NOx的凈化能力有限，例如在使用NOx選擇還原劑作為排氣凈化催化劑22的情況下，當向排氣凈化催化劑22流入的NOx的流量超過能夠最大凈化的NOx量時，向排氣凈化催化劑22流入的NOx的一部分在排氣凈化催化劑22中未被凈化而向排氣凈化催化劑22的下游流出。在此，如上所述，當使從燃燒室5排出的排氣向氧化催化劑55流入時，流入到氧化催化劑55中的排氣中的未燃氨的一部分被氧化成為N0X。因此，在從燃燒室5排出的排氣中的NOx的流量比排氣凈化催化劑22的能夠最大凈化的NOx量多的情況下，或者比能夠最大凈化的NOx量稍微少的情況下，當使排氣向氧化催化劑55流入時，由于在氧化催化劑55中未燃氨被氧化成為NOx，所以在排氣凈化催化劑22中每單位時間不能夠被凈化的程度的大量的NOx向排氣凈化催化劑22流入。因此，在本實施方式中，至少在從燃燒室5排出的排氣中的NOx的流量比排氣凈化催化劑22的能夠最大凈化的NOx量多時，使全部的排氣不流入氧化催化劑55，而是使其向旁通管56流入。由此，能夠抑制遠比能夠最大凈化的NOx量多的NOx流入排氣凈化催化劑22，即使是從燃燒室5排出大量NOx的情況下，也能夠?qū)⒋蟛糠值腘Ox在排氣凈化催化劑22中凈化。接著，參照圖14說明本發(fā)明的第六實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。圖14所示的本實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第一實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于同樣的構(gòu)成，省略說明。從圖14可知，本實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機是直列四缸的內(nèi)燃機。該內(nèi)燃機的氣缸按照#1、#2、#3、#4的順序排列。其中，在本實施方式中，在#1氣缸和#4氣缸中，將混合氣的空燃比設(shè)定為濃，在#2氣缸和#3氣缸中，將混合氣的空燃比設(shè)定為稀。S卩，在本實施方式中，在內(nèi)燃機的多個氣缸之中，一部分氣缸中的混合氣的空燃比設(shè)定為濃，并且其他氣缸中的混合氣的空燃比設(shè)定為稀。一般地，當將內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)的混合氣的空燃比設(shè)定為濃時，在從燃燒室5排出的排氣中含有比NOx多的未燃氨。特別是，越是提高混合氣的空燃比的濃程度(即，越是降低空燃比)，則從燃燒室5排出的排氣中所含有的未燃氨的量就越多。相反，當將內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)的混合氣的空燃比設(shè)定為稀時，在從燃燒室5排出的排氣中含有比未燃氨多的N0X。因此，根據(jù)本實施方式，通過適當?shù)卣{(diào)整混合氣的空燃比變?yōu)闈獾臍飧?#1氣缸和#4氣缸)中的混合氣的濃程度、和混合氣的空燃比變?yōu)橄〉臍飧?#2氣缸和#3氣缸)中的混合氣的稀程度，能夠?qū)⑾蚺艢鈨艋呋瘎?2流入的排氣中的NOx和未燃氨的比率控制在目標比率(例如完全凈化比率)。具體而言，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率比目標比率高時，即應(yīng)該提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率時，提高#1氣缸和#4氣缸中的混合氣的濃程度，并且降低#2氣缸和#3氣缸中的混合氣的稀程度。另一方面，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的未燃氨的比率比目標比率高時，即應(yīng)該提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率時，降低#1氣缸和#4氣缸中的混合氣的濃程度，并且提高#2氣缸和#3氣缸中的混合氣的稀程度。圖15是表示第六實施方式中的控制向排氣凈化催化劑22流入的NOx和氨的比率 的流入比率控制的控制程序的流程圖。由于圖15的步驟S61 S63與圖13的步驟S51 S53同樣，所以省略了說明。在步驟S63中，在判定為NOx和氨的比率FN0X/FNH比目標比率Rtgt高的情況下，即判定為NOx的比率高的情況下，進入到步驟S64。在步驟S64中，提高混合氣的空燃比變?yōu)闈獾臍飧字械幕旌蠚獾臐獬潭龋⑶医档突旌蠚獾目杖急茸優(yōu)橄〉臍飧字械幕旌蠚獾南〕潭?。另一方面，在步驟S63中，判定為NOx和氨的比率FN0X/FNH比目標比率低的情況下，即判定為氨的比率高的情況下，進入到步驟S65。在步驟S65中，降低混合氣的空燃比變?yōu)闈獾臍飧字械幕旌蠚獾臐獬潭龋⑶姨岣呋旌蠚獾目杖急茸優(yōu)橄〉臍飧字械幕旌蠚獾南〕潭?。再者，在上述實施方式中，以直列四缸的?nèi)燃機為例而示出，但只要是具有多個氣缸的內(nèi)燃機，則多少個氣缸的內(nèi)燃機都是可以的，另外，也可以是V型內(nèi)燃機、水平對置型內(nèi)燃機等。接著，參照圖16說明本發(fā)明的第七實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。圖16所示的本實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第一實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于同樣的構(gòu)成，省略說明。如圖16所示，在本實施方式中，在排氣凈化催化劑22的排氣上游側(cè)的排氣管21上，設(shè)置有向流向排氣凈化催化劑22的排氣中添加氨的氨添加裝置60。氨添加裝置60，與從氨供給管29分支的添加裝置供給管61連接。特別是，在圖16所示的實施方式中，氨添加裝置60以高的噴射壓朝向排氣凈化催化劑22噴射液態(tài)氨。由此，即使是從氨添加裝置60僅噴射少量的液態(tài)氨的情況，也能夠使氨分散于向排氣凈化催化劑22流入的排氣中。再者，在具有排氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機中，也可以在排氣渦輪機的排氣上游側(cè)設(shè)置氨添加裝置60，并向高溫的排氣中噴射液態(tài)氨。在此情況下，能夠利用排氣的熱使液態(tài)氨有效地氣化。在這樣構(gòu)成的氨燃燒內(nèi)燃機中，通過控制來自氨添加裝置60的氨添加量，能夠控制向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和氨的比率。即，當使來自氨添加裝置60的氨添加量增大時，能夠提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的氨的比率。相反，當使來自氨添加裝置60的氨添加量減少時，能夠降低向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的氨的比率。因此，在本實施方式中，通過控制內(nèi)燃機使得從燃燒室5排出的排氣中的NOx的比率變得比目標比率高，并且控制來自氨添加裝置60的氨添加量，來使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和氨的比率變?yōu)槟繕吮嚷省＜?，在向排氣凈化催化?2流入的排氣中的NOx的比率比目標比率高的情況下，從而需要提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的氨的比率的情況下，使來自氨添加裝置60的氨添加量增大。相反，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的氨的比率比目標比率高的情況下，從而需要提高向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx的比率的情況下，使來自氨添加裝置60的氨添加量減少。由此，能夠使向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和氨的比率與目標比率一致。再者，在本實施方式中，氨添加裝置60向排氣中添加液態(tài)氨。然而，氨添加裝置60也可以以向排氣中添加氣態(tài)氨的方式構(gòu)成。在此情況下，氨添加裝置60與燃料罐14的上部連接，使得僅燃料罐14內(nèi)的氣態(tài)氨流入到添加裝置供給管61內(nèi)?；蛘?，在添加裝置供給管61上設(shè)置有用于將向氨添加裝置60供給的氨氣化的氣化器。另外，通過這樣地從氨添 加裝置60添加氣態(tài)氨，能夠抑制向排氣凈化催化劑22流入的排氣的溫度因氨的氣化潛熱而降低。接著，參照圖17說明第七實施方式的變形例。在圖17所示的變形例中，設(shè)置了兩個向流向排氣凈化催化劑22的排氣中添加氨的氨添加裝置。一個氨添加裝置60a能夠向排氣凈化催化劑22噴射液態(tài)氨(以下稱作“液態(tài)氨添加裝置”)，并與從氨供給管29分支的添加裝置供給管61a連接。另一個氨添加裝置60b能夠向排氣凈化催化劑22噴射氣態(tài)氨(以下稱作“氣態(tài)氨添加裝置”)，并與和燃料罐14的上部連接的添加裝置供給管61b連接。
在這樣構(gòu)成的本變形例的氨燃燒內(nèi)燃機中，與上述第七實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機同樣地，進行來自氨添加裝置60a、60b的氨的添加，使得向排氣凈化催化劑22流入的排氣中的NOx和氨的比率變?yōu)槟繕吮嚷?。在本實施方式中，向排氣中的氨的添加基本上由氣態(tài)氨添加裝置60b進行，使得排氣凈化催化劑22的溫度不因氨的氣化潛熱而降低到活性溫度以下。然而，例如當內(nèi)燃機高負荷運行狀態(tài)持續(xù)時，高溫的排氣會持續(xù)流入到排氣凈化催化劑22，與此相伴，排氣凈化催化劑22的溫度也升高。然而，在排氣凈化催化劑22中，當其溫度超過催化劑劣化溫度時，會導致催化劑的劣化。因此，在本變形例中，在排氣凈化催化劑22的溫度變得比催化劑劣化溫度附近的上限溫度高的情況下，即在應(yīng)該使排氣凈化催化劑22的溫度降低時，從液態(tài)氨添加裝置60a進行向排氣中的氨的添加，使得排氣凈化催化劑22的溫度不超過催化劑劣化溫度。當這樣地從液態(tài)氨添加裝置60a進行氨的添加時，利用從液態(tài)氨添加裝置60a添加的氨的氣化潛熱，使向排氣凈化催化劑22流入的排氣的溫度降低。這樣，根據(jù)本變形例，通過根據(jù)排氣凈化催化劑22的溫度而在液體和氣體之間切換從氨添加裝置60a、60b向排氣中添加的氨，能夠?qū)⑴艢鈨艋呋瘎?2的溫度維持在活性溫度以上且催化劑劣化溫度以下。圖18是表示第七實施方式中的控制向排氣凈化催化劑22流入的NOx和氨的比率的流入比率控制的控制程序的流程圖。由于圖18的步驟S71 S73與圖13的步驟S51 S53同樣，所以省略了說明。在步驟S73中，判定為NOx和氨的比率FN0X/FNH比目標比率Rtgt高的情況下，即判定為NOx的比率高的情況下，進入到步驟S74。在步驟S74中，使來自氨添加裝置60的氨添加量增加。另一方面，在步驟S73中，判定為NOx和氨的比率FNOX/FNH比目標比率低的情況下，即判定為氨的比率高的情況下，進入到步驟S75。在步驟S75中，使來自氨添加裝置60的氨添加量減少。接著，在步驟S76中，判定排氣凈化催化劑22的溫度Tcat是否比上限溫度Tcatmax高。在判定為排氣凈化催化劑22的溫度Tcat比上限溫度Tcatmax高的情況下,進入到步驟S77，在步驟S77中，從液態(tài)氨添加裝置60a添加在步驟S74或S74中調(diào)整了的添加量的氨。另一方面，在判定為排氣凈化催化劑22的溫度Tcat為上限溫度Tcatmax以下的情況下，從氣態(tài)氨添加裝置60b添加在步驟S74或S74中調(diào)整了的添加量的氨。接著，參照圖19說明本發(fā)明的第八實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。本實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與圖12 (A)所示的第五實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于同樣的構(gòu)成，省略說明。如圖19所示，在本實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機中，作為排氣凈化催化劑設(shè)置有NOx 選擇還原催化劑50，并且在NOx選擇還原催化劑50的排氣上游側(cè)設(shè)置有三元催化劑65。另夕卜，本實施方式的內(nèi)燃機，在通常運行時，為了減少泵送損失(pumping loss),被控制使得混合氣的空燃比變?yōu)橄　Ｒ虼?，本實施方式的?nèi)燃機，在通常運行時，與上述第二實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機同樣地，被控制使得向NOx選擇還原催化劑50流入的排氣中的NOx和氨的比率(特別是，在本實施方式中從燃燒室5排出的排氣中的NOx和氨的比率)變?yōu)榕c完全凈化比率相比NOx多的比率。然而，在內(nèi)燃機冷起動時等，NOx選擇還原催化劑50的溫度低，NOx選擇還原催化劑50對NOx和氨的凈化能力降低，這樣，在NOx選擇還原催化劑50的凈化能力降低的狀況下，即使NOx和氨向NOx選擇還原催化劑50流入，這些NOx和氨也相互不反應(yīng)而從NOx選擇還原催化劑50流出。因此，在NOx選擇還原催化劑50的凈化能力降低了時，需要NOx和氨盡可能地不向NOx選擇還原催化劑50流入。另一方面，由于三元催化劑65設(shè)置在排氣歧管20的緊下游側(cè)，所以即使是內(nèi)燃機冷起動時等，三元催化劑65的溫度也立刻上升。因此，在內(nèi)燃機冷起動時等，NOx選擇還原催化劑50的凈化能力在某種程度的時間內(nèi)變低，而三元催化劑65的凈化能力在內(nèi)燃機起動后立刻升高。因此，在本實施方式中，在內(nèi)燃機冷起動時等的、NOx選擇還原催化劑50的凈化能力降低時，由三元催化劑65凈化從燃燒室5排出的排氣中的NOx和氨。具體而言，本實施方式的內(nèi)燃機，如上述那樣在通常運行時控制吸入空氣量和燃料噴射量等使得混合氣的空燃比變?yōu)橄?，而在NOx選擇還原催化劑50的凈化能力比預定的凈化能力低時(例如，NOx選擇還原催化劑50的溫度比其活性溫度低時)，控制吸入空氣量和燃料噴射量等使得混合氣的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急?。通過這樣地使混合氣的空燃比為理論空燃比，在三元催化劑65內(nèi)容易凈化從燃燒室5排出的排氣中的NOx和氨。因此，即使是NOx選擇還原催化劑50的凈化能力低時，也能夠有效地凈化排氣中的NOx和氨?；蛘?，本實施方式的內(nèi)燃機，也可以如上述那樣在本實施方式中，在通常運行時被控制使得從燃燒室5排出的排氣中的NOx和氨的比率變?yōu)榕c完全凈化比率相比NOx多的比率，而在NOx選擇還原催化劑50的凈化能力比預定的凈化能力低時，在本實施方式中控制內(nèi)燃機，使得從燃燒室5排出的排氣中的NOx和氨的比率變?yōu)橥耆珒艋嚷省＿@樣，在本實施方式中，通過使從燃燒室5排出的排氣中的NOx和氨的比率變?yōu)橥耆珒艋嚷?，在三元催化?5內(nèi)容易凈化從燃燒室5排出的排氣中的NOx和氨。因此，即使是NOx選擇還原催化劑50的凈化能力低時，也能夠有效地凈化排氣中的NOx和氨。再者，在上述實施方式中，表示了在通常運行時進行控制使得混合氣的空燃比變?yōu)橄∏覐娜紵?排出的排氣中的NOx和氨的比率變?yōu)榕c完全凈化比率相比NOx多的比率的情況，但也可以適用于在通常運行時進行控制使得空燃比變?yōu)闈馇覐娜紵?排出的排氣中的NOx和氨的比率變?yōu)榕c完全凈化比率相比氨多的比率的情況。另外，在上述實施方式中，作為NOx選擇還原催化劑50的凈化能力降低時的情形，表示了 NOx選擇還原催化劑50的溫度低的情況，但也可適用于因例如經(jīng)年劣化等從而NOx選擇還原催化劑50的凈化能力降低的情況。 而且，例如，在由于設(shè)置于內(nèi)燃機排氣通路的NOx傳感器、氨傳感器等發(fā)生故障等，從而不能適當?shù)乜刂茝娜紵?排出的排氣中的NOx和氨的比率的情況下，也可以進行控制使得混合氣的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急?。通過這樣地控制使得混合氣的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急龋词故遣荒苓m當?shù)乜刂茝娜紵?排出的排氣中的NOx和氨的比率的情況，也能夠某種程度地適當凈化從燃燒室5排出的排氣中的NOx和氨雙方。接著，說明第八實施方式的第一變形例。本變形例中的排氣凈化系統(tǒng)的構(gòu)成，除了如圖19所示那樣的第八實施方式的排氣凈化系統(tǒng)的構(gòu)成以外，也可以是如圖I等所示那樣的其他的排氣凈化系統(tǒng)的構(gòu)成。以下，以在圖I所示的氨燃燒內(nèi)燃機中應(yīng)用了本變形例的情況為例進行說明。然而，如上所述，在內(nèi)燃機冷起動時等的、排氣凈化催化劑22的凈化能力降低的情況下，即使NOx和氨向排氣凈化催化劑22流入，這些NOx和氨也不被凈化而從排氣凈化催化劑22流出。因此，在排氣凈化催化劑22的凈化能力降低的情況下，需要使向排氣凈化催化劑22流入的NOx和氨的流量減少。在此，如圖3所示，在除了氨以外還向燃燒室5內(nèi)供給非氨燃料的情況下，當增大向燃燒室5內(nèi)供給的燃料(氨和非氨燃料)之中的非氨燃料的比率時，向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量相應(yīng)減少。這樣，當向燃燒室5內(nèi)供給的氨的量減少時，與此相伴，從燃燒室5排出的未燃氨的量也減少，并且由于在燃燒室5內(nèi)與氨的燃燒相伴的NOx的產(chǎn)生量減少，因此從燃燒室5排出的NOx的量也減少。因此，當增大向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的非氨燃料的比率時，從燃燒室5排出的未燃氨和NOx的量減少。因此，在本變形例中，在排氣凈化催化劑22的凈化能力比預定的凈化能力低的情況下，與排氣凈化催化劑22的凈化能力比上述預定的凈化能力高的情況相比，降低向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的氨的比率。由此，從燃燒室5排出的未燃氨和NOx的量減少，所以即使是排氣凈化催化劑22的凈化能力低的情況，也能夠抑制未燃氨和NOx從排氣凈化催化劑22中大量流出。再者，將本變形例和上述第八實施方式組合，在排氣凈化催化劑22的凈化能力比預定的凈化能力低的情況下，也可以控制內(nèi)燃機使得降低向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的氨的比率，并且燃燒室5內(nèi)的混合氣的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急?。另外，在本變形例中，基于排氣凈化催化?2的溫度、排氣凈化催化劑22的劣化程度等判定排氣凈化催化劑22的凈化能力。例如，在向排氣凈化催化劑22流入的排氣的溫度比其活性溫度低的情況下和/或排氣凈化催化劑22的劣化程度比規(guī)定的劣化程度高的情況下，判定為排氣凈化催化劑22的凈化能力比預定的凈化能力低。接著，說明第八實施方式的第二變形例。本變形例中的排氣凈化系統(tǒng)的構(gòu)成，除了圖19所示那樣的第八實施方式的排氣凈化系統(tǒng)的構(gòu)成以外，也可以是圖I等所示的其他的排氣凈化系統(tǒng)的構(gòu)成。以下，以在圖I所示的氨燃燒內(nèi)燃機中應(yīng)用本變形例的情況為例進行說明。在此，在圖3所示的例中，噴射非氨燃料的非氨燃料噴射閥45向進氣口內(nèi)噴射了燃料，但也可以配置非氨燃料噴射閥使得能夠朝向燃燒室5內(nèi)直接噴射氨燃料。當在膨脹行程中從這樣的非氨燃料噴射閥向燃燒室5內(nèi)進行非氨燃料的噴射時，所噴射的非氨燃料在膨脹的燃燒室5內(nèi)燃燒，與此相伴，燃燒室5內(nèi)的燃燒氣體變?yōu)楦邷?。當燃燒氣體這樣地變?yōu)楦邷貢r，燃燒氣體中所含有的氨被氧化而變?yōu)榈?，并且燃燒氣體中所含有的NOx與氨反應(yīng)被還原成氮。因此，通過在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)噴射非氨燃料，能夠使從燃燒室5排出的NOx和氨的量減少。
因此，在本變形例中，在排氣凈化催化劑22的凈化能力比預定的凈化能力低的情況(例如，排氣凈化催化劑22的溫度比規(guī)定的活性溫度低的情況)下，在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)噴射非氨燃料。由此，從燃燒室5排出的未燃氨和NOx的量減少，所以即使是排氣凈化催化劑22的凈化能力低的情況，也能夠抑制未燃氨和NOx從排氣凈化催化劑22大量流出。接著，參照圖20說明第八實施方式的第三變形例。本變形例中的氨燃燒內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與上述實施方式和上述變形例中的氨燃燒內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于同樣的構(gòu)成，省略說明。如圖20所示，在本變形例的氨燃燒內(nèi)燃機，在排氣凈化催化劑22上設(shè)置有能夠加熱排氣凈化催化劑22的電加熱器66。圖20所不的電加熱器66能夠直接加熱排氣凈化催化劑22，但也可以代替該電加熱器66，使用加熱向排氣凈化催化劑22流入的排氣并利用該排氣間接地加熱排氣凈化催化劑22的電加熱器。在這樣構(gòu)成的本變形例的氨燃燒內(nèi)燃機中，在內(nèi)燃機冷起動時等的、排氣凈化催化劑22的溫度比其活性溫度低的情況下，由電加熱器66將排氣凈化催化劑22加熱-升溫。由此，在內(nèi)燃機冷起動時等的、排氣凈化催化劑22的溫度低的情況下，能夠?qū)⑴艢鈨艋呋瘎?2早期地升溫至其活性溫度，因此能夠縮短排氣凈化催化劑22的溫度比其活性溫度低的期間，即縮短排氣凈化催化劑22的凈化能力低的期間。另外，在本變形例中，在排氣凈化催化劑22的溫度比其活性溫度低的期間，除了由電加熱器66進行排氣凈化催化劑22的加熱-升溫之外，還如上述第一變形例或第二變形例所示那樣，降低向燃燒室5內(nèi)供給的燃料之中的氨的比率，或在膨脹行程中向燃燒室5內(nèi)噴射非氨燃料，或?qū)嵭性搩煞降牟僮?。由此，能夠縮短排氣凈化催化劑22的溫度比規(guī)定的活性溫度低的期間，并且在排氣凈化催化劑22的溫度比規(guī)定的活性溫度低的期間能夠抑制未燃氨和NOx從排氣凈化催化劑22流出?；蛘撸诖钶d有氨燃燒內(nèi)燃機的車輛是利用氨燃燒內(nèi)燃機和電動機(未圖示)驅(qū)動的混合動力車輛的情況下，在排氣凈化催化劑22的溫度比規(guī)定的活性溫度低的期間，除了由電加熱器66進行排氣凈化催化劑22的加熱-升溫之外，還利用電動機使該車輛行駛。由此，能夠縮短排氣凈化催化劑22的溫度比規(guī)定的活性溫度低的期間，并且在排氣凈化催化劑22的溫度比其活性溫度低的期間，不向排氣凈化催化劑22流通排氣，因此能夠防止未燃氨和NOx從排氣凈化催化劑22流出。接著，參照圖21說明本發(fā)明的第九實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。圖21所示的本實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第一實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于同樣的構(gòu)成，省略說明。如圖21所示，本實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機，具備從排氣管21分支的旁通管70、配置在旁通管70內(nèi)的氨吸附材料71、和設(shè)置在從排氣管21向旁通管70的分支部上的流量控制閥72。旁通管70在排氣凈化催化劑22的排氣上游側(cè)與排氣管21合流。另外，流量控制閥72能夠控制在排氣管21內(nèi)原樣地流動的排氣的流量、和向旁通管70流入(即向氨吸附材料71流入的)排氣的流量。氨吸附材料71在其溫度低時吸附流入的排氣中的氨，并且在其溫度變高時使所吸附的氨脫離并釋放出。作為這樣的氨吸附材料71，可以使用例如表面積大的沸石、多孔質(zhì)陶瓷、活性炭等。
然而，如上所述，在內(nèi)燃機冷起動時，排氣凈化催化劑22未活化，因此即使未燃氨向排氣凈化催化劑22流入，也不能夠在排氣凈化催化劑22中凈化。因此，在本實施方式中，在排氣凈化催化劑22的溫度比其活性溫度低的情況下，控制流量控制閥72使得從燃燒室5排出的所有的排氣向氨吸附材料71流入。此時，氨吸附材料71的溫度比較低，所以從燃燒室5排出的排氣中的氨被氨吸附材料71吸附。由此，即使是內(nèi)燃機冷起動時，也能夠除去排氣中的氨。其后，在排氣凈化催化劑22的溫度變?yōu)槠浠钚詼囟纫陨虾?，控制流量控制閥72，使得從燃燒室5排出的排氣中的一部分向氨吸附材料71流入，剩余的排氣在排氣管21內(nèi)流通。由此，比較高溫的排氣向氨吸附材料71流入，利用該排氣的熱升高氨吸附材料71的溫度。這樣，當氨吸附材料71的溫度上升時，被氨吸附材料71吸附的氨脫離。從氨吸附材料71脫離的氨由活化了的排氣凈化催化劑22凈化。這樣，被氨吸附材料71吸附的氨逐漸脫離，向氨吸附材料71的氨的吸附量終于大致變?yōu)榱?。在本實施方式中，當向氨吸附材?1的氨的吸附量大致變?yōu)榱銜r，控制流量控制閥72使得從燃燒室5排出的所有的排氣不向氨吸附材料71流入而是原樣地在排氣管21內(nèi)流通。由此，高溫的排氣不向氨吸附材料71流入，因此能夠抑制氨吸附材料71因熱而劣化。另外，由于此時的向氨吸附材料71的氨的吸附量大致變?yōu)榱?，所以接著在?nèi)燃機被冷起動時，能夠使氨吸附材料71大量地吸附氨。因此，在本實施方式中，控制流量控制閥使得在內(nèi)燃機冷起動時從內(nèi)燃機主體排出的排氣向旁路通路流入，控制流量控制閥使得在排氣凈化催化劑變?yōu)榛钚詼囟纫陨虾髲膬?nèi)燃機主體排出的排氣的一部分向旁路通路流入，并且控制流量控制閥使得在被該氨吸附材料吸附的氨的量減少到一定量以下后從內(nèi)燃機主體排出的排氣全部在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)流通。接著，參照圖22說明本發(fā)明的第十實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機。圖22所示的本實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成，基本上與第一實施方式的內(nèi)燃機的構(gòu)成同樣，對于同樣的構(gòu)成，省略說明。如圖22 (A)所示，本實施方式的氨燃燒內(nèi)燃機，具備設(shè)置在排氣管21內(nèi)的保持器73。保持器73設(shè)置在排氣凈化催化劑22的排氣上游側(cè)，并且在保持器73內(nèi)配置有金屬網(wǎng)或金屬棉。保持器73用于貯存由排氣中所含有的水蒸氣冷凝后的冷凝水。在這樣構(gòu)成的保持器73中，在內(nèi)燃機冷起動時等的、在排氣管21內(nèi)流通的排氣的溫度低時，由在燃燒室5內(nèi)的氨的燃燒而產(chǎn)生的水蒸氣在排氣管21內(nèi)冷凝并變成水，這樣在排氣管21內(nèi)生成的冷凝水向保持器73流入并保持在保持器73內(nèi)。該冷凝水被保持在保持器73內(nèi)使得其暴露在在排氣管21內(nèi)流動的排氣中。另外，在內(nèi)燃機冷起動時等，存在在從燃燒室5排出的排氣中含有未燃氨的情況。一般地，由于氨容易溶于水，所以通過保持器73上的排氣中所含有的氨被保持在保持器73 內(nèi)的冷凝水捕獲，并作為氨水被保持在保持器73內(nèi)。被保持在保持器73內(nèi)的氨水，在內(nèi)燃機暖機后(B卩，排氣凈化催化劑22變?yōu)榛钚詼囟纫陨虾?在排氣管21內(nèi)流動的排氣的溫度變高時蒸發(fā)。在此情況下，首先，氨水中的氨蒸發(fā)，并且，其后水蒸發(fā)。這樣蒸發(fā)了的氨被排氣凈化催化劑22氧化-凈化，并且蒸發(fā)了的水原樣地釋放到大氣中。這樣，根據(jù)本實施方式，通過在內(nèi)燃機的排氣通路內(nèi)設(shè)置用于保持由排氣中所含有的水蒸氣冷凝而成的冷凝水的保持器，在內(nèi)燃機冷起動時，通過在保持器內(nèi)保持排氣中的水和氨，能夠除去排氣中的氨。另外，在排氣凈化催化劑22變成活性溫度以上后，能夠利用排氣凈化催化劑22凈化被保持在保持器內(nèi)的氨。接著，參照圖21 (B)說明本發(fā)明的第十實施方式的變形例。如圖21 (B)所示，在本變形例中，保持器73設(shè)置在排氣凈化催化劑22的排氣下游側(cè)的排氣管21內(nèi)。另外，保持器73經(jīng)由冷凝液供給管74與平衡箱12連接。在冷凝液供給管74內(nèi)具備能夠截斷在冷凝液供給管74內(nèi)流動的氨水的截止閥75。這樣構(gòu)成的保持器73，當在排氣管21內(nèi)流通的排氣的溫度低時，與上述實施方式同樣地，排氣中的水蒸氣和氨被捕獲，并作為氨水被保持在保持器73內(nèi)。其后，當內(nèi)燃機的暖機結(jié)束從而排氣凈化催化劑22的溫度變?yōu)榛钚詼囟纫陨蠒r，打開截止閥75。當截止閥75被打開時，利用平衡箱12內(nèi)的負壓，經(jīng)由冷凝液供給管74向平衡箱12內(nèi)供給被貯存在保持器73內(nèi)的冷凝液(氨水)。被抽吸到平衡箱12內(nèi)的冷凝液與進氣一起被供給到燃燒室5內(nèi)并燃燒。這樣，根據(jù)本實施方式，通過經(jīng)由冷凝液供給管74向內(nèi)燃機進氣通路內(nèi)供給保持器73內(nèi)的冷凝液，能夠使被保持在保持器73內(nèi)的冷凝液在燃燒室5內(nèi)燃燒。由此，可以將保持器73配置在排氣凈化催化劑22的排氣下游側(cè)，能夠除去從排氣凈化催化劑22流出的排氣中的氨。再者，對于本發(fā)明，基于特定的實施方式進行了詳細描述，但只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，就能夠在不脫離本發(fā)明的請求保護的范圍和思想的情況下進行各種各樣的變更、修正
坐寸ο附圖標記說明I內(nèi)燃機主體5燃燒室8進氣口12平衡箱
14燃料罐21排氣管22排氣凈化催化劑23溫度傳感器24氨傳感器
25NOx 傳感器
權(quán)利要求
1.一種氨燃燒內(nèi)燃機，能夠供給氨作為燃料，所述內(nèi)燃機具備 凈化流入的排氣中的氨和NOx的排氣凈化催化劑；和 控制向該排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOx的比率的流入氣體控制裝置， 所述流入氣體控制裝置控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOx的比率變?yōu)槟繕吮嚷省?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述目標比率為向排氣凈化催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述排氣凈化催化劑是能夠由所吸附的氨選擇性地還原排氣中的NOx的NOx選擇還原催化劑， 所述目標比率被設(shè)定為與向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比NOx變得多的比率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述目標比率被設(shè)定為每單位時間能夠從NOx選擇還原催化劑脫離的氨的最大量與向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的氨的流量之和與被向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的NOx無過剩和不足地凈化的量相比變得少的比率。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述流入氣體控制裝置能夠控制向排氣凈化催化劑流入的NOx的流量，向該排氣凈化催化劑流入的NOx的流量被控制成為在所述排氣凈化催化劑中每單位時間能夠凈化的NOx的最大量以下的流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，在所述排氣凈化催化劑中每單位時間能夠凈化的NOx的最大量，根據(jù)排氣凈化催化劑的溫度而變化，控制排氣凈化催化劑的溫度，使得向該排氣凈化催化劑流入的NOx的流量變?yōu)樵谒雠艢鈨艋呋瘎┲忻繂挝粫r間能夠凈化的NOx的最大量以下的流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氨燃燒內(nèi)燃機，在NOx選擇還原催化劑的氨吸附量變得比最低基準量少時，所述目標比率被設(shè)定為與向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比氨變得多的比率。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述排氣凈化催化劑是能夠由所吸附的氨選擇性地還原排氣中的NOx的NOx選擇還原催化劑， 所述目標比率被設(shè)定為與向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比氨變得多的比率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的氨燃燒內(nèi)燃機，在所述NOx選擇還原催化劑的氨吸附量變得比容許最大吸附量多時，變更所述目標比率，使得向NOx選擇還原催化劑流入的排氣中的氨的比率變低。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述排氣凈化催化劑是當流入的排氣的空燃比為稀時吸藏排氣中的N0X，當流入的排氣中的氧濃度變低時使所吸藏的NOx脫離的NOx吸藏還原催化劑， 所述目標比率被設(shè)定為與向排氣凈化催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比NOx變得多的比率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的氨燃燒內(nèi)燃機，在所述NOx吸藏還原催化劑的NOx吸藏量變得比容許最大吸藏量多時，所述目標比率被設(shè)定為與向NOx吸藏還原催化劑流入的排氣中的NOx被該排氣中的氨無過剩和不足地凈化的比率相比氨變得多的比率。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述流入氣體控制裝置，在降低向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，使對燃燒室內(nèi)的混合氣的著火正時或點火正時提前。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述流入氣體控制裝置，在提高向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，降低向燃燒室供給的混合氣的空燃比。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，還具備向燃燒室內(nèi)直接噴射氨的氨噴射閥， 所述流入氣體控制裝置，在提高向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，在膨脹行程或排氣行程中從氨噴射閥進行氨的噴射。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，在該氨燃燒內(nèi)燃機中，除了氨以外，還能夠供給氨以外的燃料， 所述流入氣體控制裝置，在降低向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，降低向燃燒室內(nèi)供給的氨和氨以外的燃料之中的氨的比率。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，還具備能夠向燃燒室內(nèi)直接供給氨以外的燃料的非氨燃料噴射閥， 所述流入氣體控制裝置，在降低向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，在內(nèi)燃機的膨脹行程中從非氨燃料噴射閥向燃燒室內(nèi)噴射氨以外的燃料。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，還具備設(shè)置在排氣凈化催化劑的排氣上游側(cè)的氧化催化劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 所述流入氣體控制裝置還具備繞過所述氧化催化劑的旁路通路、和控制向該旁路通路流入的排氣的流量的流量控制閥， 控制流量控制閥，使得向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOx的比率變?yōu)槟繕吮嚷省?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述流入氣體控制裝置，在提高向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，使向旁路通路流入的排氣的流量增大。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 所述流入氣體控制裝置還具備繞過所述氧化催化劑的旁路通路、和控制向該旁路通路流入的排氣的流量的流量控制閥， 控制流量控制閥，使得在從燃燒室流出的排氣中的NOx的流量比每單位時間能夠凈化的NOx的最大量多時，全部的排氣流入旁路通路。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機，該氨燃燒內(nèi)燃機具備多個氣缸，在這些多個氣缸之中的一部分氣缸中，混合氣的空燃比被設(shè)定為濃，在其他的氣缸中，混合氣的空燃比被設(shè)定為稀， 所述流入氣體控制裝置控制這些氣缸的濃程度和稀程度，使得向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOx的比率變?yōu)槟繕吮嚷省?br> 22.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 還具備向流向所述排氣凈化催化劑的排氣中添加氨的氨添加裝置， 所述流入氣體控制裝置，在提高向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨的比率時，使來自所述氨添加裝置的氨的添加量增大。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的氨燃燒內(nèi)燃機，所述氨添加裝置能夠向排氣中添加液態(tài)氨和氣態(tài)氨，在應(yīng)該使排氣凈化催化劑的溫度降低時，向排氣中添加液態(tài)氨。
24.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 所述內(nèi)燃機被控制使得在通常運行時混合氣的空燃比變?yōu)闈饣蛳?，被控制使得在所述排氣凈化催化劑的對氨和NOx的凈化能力比預定的凈化能力低時，混合氣的空燃比大致變?yōu)槔碚摽杖急取?br> 25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 在該氨燃燒內(nèi)燃機中，除了氨之外，還能夠供給氨以外的燃料， 在所述排氣凈化催化劑的對氨和NOx的凈化能力比預定的凈化能力低時，與比該預定的凈化能力高時相比，降低向燃燒室內(nèi)供給的氨和氨以外的燃料之中的氨的比率。
26.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 還具備能夠向燃燒室內(nèi)直接噴射氨以外的燃料的非氨燃料噴射閥， 在所述排氣凈化催化劑的對氨和NOx的凈化能力比預定的凈化能力低時，在內(nèi)燃機的膨脹行程中從非氨燃料噴射閥向燃燒室內(nèi)噴射氨以外的燃料。
27.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 還具備加熱所述排氣凈化催化劑的電加熱器， 在所述排氣凈化催化劑的溫度比活性溫度低時，由電加熱器加熱排氣凈化催化劑。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的氨燃燒內(nèi)燃機，搭載有該氨燃燒內(nèi)燃機的車輛是由氨燃燒內(nèi)燃機和電動機驅(qū)動的混合動力車輛，在所述排氣凈化催化劑的溫度比活性溫度低時，由電加熱器加熱排氣凈化催化劑，并且利用電動機使所述車輛行駛。
29.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 還具備 從內(nèi)燃機排氣通路分支出的旁路通路； 設(shè)置在該旁路通路內(nèi)的氨吸附材料；和 流量控制閥，其控制向內(nèi)燃機排氣通路以及旁路通路流入的排氣的流量， 控制流量控制閥，使得在內(nèi)燃機冷起動時從內(nèi)燃機主體排出的排氣流入旁路通路。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 控制流量控制閥，使得在排氣凈化催化劑達到活性溫度以上后從內(nèi)燃機主體排出的排氣的一部分流入旁路通路，并且，控制流量控制閥，使得在被該氨吸附材料吸附的氨的量減少到一定量以下后從內(nèi)燃機主體排出的排氣全都不流入旁路通路而在內(nèi)燃機排氣通路中流通。
31.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)，還具備用于保持由排氣中所含有的水蒸氣冷凝而成的冷凝液的保持器，該保持器被配置成保持在保持器內(nèi)的冷凝液暴露在排氣中。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 還具備使所述保持器和內(nèi)燃機進氣通路連通的冷凝液供給通路，所述保持器內(nèi)的冷凝液經(jīng)由該冷凝液供給通路被供給到內(nèi)燃機進氣通路內(nèi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 還具備當在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)流動的排氣中的NOx和氨增加時輸出值變大的NOx傳感器，在由該NOx傳感器檢測NOx的流量時，控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得在內(nèi)燃機排氣通路內(nèi)流動的排氣中的氨或NOx增加，基于與該氨的增加相伴的NOx傳感器的輸出值的變化，判別由NOx傳感器檢測到的成分。
34.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機， 在所述排氣凈化催化劑的排氣下游側(cè)具備檢測從排氣凈化催化劑排出的排氣中的NOx濃度的NOx檢測器、和檢測從該排氣凈化催化劑排出的排氣中的氨濃度的氨檢測器。
全文摘要
一種能夠向其供給氨作為燃料的氨燃燒內(nèi)燃機，具備凈化流入的排氣中的氨和NOX的排氣凈化催化劑(22)和控制向該排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOX的比率的流入氣體控制裝置。流入氣體控制裝置控制內(nèi)燃機的控制參數(shù)，使得向排氣凈化催化劑流入的排氣中的氨和NOX的比率變?yōu)槟繕吮嚷?。由此，能夠利用后處理裝置良好地凈化排氣中的未燃氨和NOX。
文檔編號F02M25/00GK102859170SQ20118002024
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者廣田信也, 蘆田健, 道川內(nèi)亮, 伊藤泰志, 丹野史朗 申請人:豐田自動車株式會社