转换器37而被输入至输入端口 35。并且，在输入端口 35上连接有曲轴转角传感器42，曲轴每旋转例如15°，曲轴转角传感器42便产生输出脉冲。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、节气阀10的驱动用致动器、碳氢化合物供给阀15、EGR控制阀17以及燃料栗21连接。
[0041]图2图解性地图示了图1所示的排气净化催化剂13的基体上所负载的催化剂载体的表面部分。在该排气净化催化剂13中，如图2所示，例如在由氧化铝构成的催化剂载体50上负载有由铂Pt构成的贵金属催化剂51，并且在该催化剂载体50上形成有碱性层53，所述碱性层53含有选自钾K、钠Na、铯Cs之类的碱金属，钡Ba、钙Ca之类的碱土类金属，镧系元素之类的稀土类以及银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir之类的能够向NOx提供电子的金属中的至少一种。此外，除了铂Pt之外，还能够使铑Rh或钯Pd负载在排气净化催化剂13的催化剂载体50上。另外，由于废气沿着催化剂载体50上流通，因此可以说贵金属催化剂51被负载在排气净化催化剂13的废气流通表面上。此外，由于碱性层53的表面呈碱性，因此碱性层53的表面被称为碱性的废气流通表面部分54。
[0042]当从碳氢化合物供给阀15向废气中喷射碳氢化合物时，该碳氢化合物会在排气净化催化剂13中被改性。在本发明中，使用在此时被进行了改性的碳氢化合物而在排气净化催化剂13中对NOx进行净化。图3图解性地图示了此时在排气净化催化剂13中所进行的改性作用。如图3所示，从碳氢化合物供给阀15被喷射出的碳氢化合物HC通过贵金属催化剂51而成为碳原子数较少的自由基状的碳氢化合物HC。
[0043]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时刻与向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(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变高时空燃比(A/F) in变小，因此在图4中，空燃比(A/F) in越靠过浓侧，碳氢化合物浓度越高。
[0044]图5将通过使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度周期性地变化从而如图4所示那样使向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F) in周期性地过浓时的、排气净化催化剂13的NOx净化率Rl相对于排气净化催化剂13的各催化剂温度TC而进行图示。另外，长期对NOJ.化的研究的结果为，明确了在使流入排气净化催化剂13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进行振动时，会如图5所示那样，在350°C以上的高温区域内也能够获得极高的NOx净化率R1。
[0045]而且，明确了此时含有氮以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层53的表面上即排气净化催化剂13的碱性废气流通表面部分54上，该还原性中间体在获得高NOx净化率Rl方面发挥了核心作用。接下来，参照图6A以及6B对此进行说明。另外，该图6A以及6B图解性地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以及6B中图示了被推测为在使流入排气净化催化剂13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进行振动时会产生的反应。
[0046]图6A图示了流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度较低的情况，图6B图示了从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物从而将向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F) in设为过浓的情况，即流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度升高的情况。
[0047]另夕卜，由图4可知，由于流入排气净化催化剂13的废气的空燃比除了一瞬间之外均被维持为过稀，因此流入排气净化催化剂13的废气通常处于氧过剩的状态。此时，废气中所含有的NO的一部分会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所示那样，会在铂51上被氧化而成为NO2，接下来，该勵2会进一步被氧化而成为NO 3。此夕卜，勵2的一部分会成为NO2。因此，在铂Pt51上生成有NO2与N03。由于附着在排气净化催化剂13上的NO以及在铂Pt51上所生成的NO2与NO 3活性较强，因此在下文中将该NO、NO2以及NO 3称为活性NO Λ
[0048]另一方面，当从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物从而将向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F) in设为过浓时，该碳氢化合物将依次附着在排气净化催化剂13的全体上。上述所附着的碳氢化合物的大部分会依次与氧发生反应而燃烧，所附着的碳氢化合物的一部分会依次如图3所示那样在排气净化催化剂13内被改性而成为自由基。因此，如图6B所示，活性NO/周围的碳氢化合物浓度升高。另外，在生成了活性NO/之后，活性NO/周围的氧浓度较高的状态持续固定时间以上时，活性NO /会被氧化，并以硝酸根离子NO3的形式而被吸收到碱性层53内。然而，当在经过该固定时间之前活性NO/周围的碳氢化合物浓度较高时，如图6B所示，活性NO/会在铂51上与自由基状的碳氢化合物HC发生反应，由此生成还原性中间体。该还原性中间体会被附着或被吸附于碱性层53的表面上。
[0049]另外，认为此时最初生成的还原性中间体为硝基化合物R_N02。当该硝基化合物1?-~02被生成时，会成为腈类化合物R-CN，但由于该腈类化合物R-CN的状态只能瞬时存在，因此会立即变成异氰酸酯化合物R-NC0。当该异氰酸酯化合物R-NCO水解时，会成为胺类化合物R-NH2。但在该情况下，认为被水解的是异氰酸酯化合物R-NCO的一部分。因此，认为如图6B所示那样，被保持或被吸附在碱性层53的表面上的还原性中间体的大部分为异氰酸酯化合物R-NCO以及胺类化合物R-NH2。
[0050]另一方面，如图6B所示，当在所生成的还原性中间体的周围附着有碳氢化合物HC时，还原性中间体会被碳氢化合物HC阻碍而不再继续发生反应。在该情况下，流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度降低，接下来附着在还原性中间体的周围的碳氢化合物被氧化而消失，由此当还原性中间体周围的氧浓度升高时，还原性中间体会与废气中的NOx、活性NO/发生反应，或者与周围的氧发生反应，或自我分解。由此，如图6A所示，还原性中间体R-NC0、1?_順2被转换为N 2、CO2, H2O,如此一来便净化了 N0X。
[0051]如此，在排气净化催化剂13中，通过使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度升高从而生成还原性中间体，并且在使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度降低后，氧浓度升高时，还原性中间体会与废气中的N0X、活性NO/或氧发生反应，或自我分解，由此勵^皮净化。S卩，为了通过排气净化催化剂13对NO3Ji行净化，需要使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度周期性地变化。
[0052]当然，在该情况下，需要将碳氢化合物的浓度提高至用于生成还原性中间体的足够高的浓度，并且需要将碳氢化合物的浓度降低到为了使所生成的还原性中间体与废气中的NOx、活性NO/或氧发生反应，或自我分解的足够低的浓度。即，需要使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅进行振动。另外，在该情况下，在所生成的还原性中间体R-NCO或R-NH2与废气中的N0X、活性NO/或氧发生反应，或自身分解之前，必须将这些还原性中间体保持在碱性层53上，即保持在碱性废气流通表面部分54上，因此设置了碱性的废气流通表面部分54。
[0053]另一方面，当将碳氢化合物的供给周期延长时，在供给了碳氢化合物之后至下一次供给碳氢化合物的期间，氧浓度升高的期间会延长，因此活性NO/不会生成还原性中间体而是以硝酸盐的形式被吸收到碱性层53内。为了避免该情况而需要使流入排气净化催化剂13的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的周期进行振动。
[0054]因此，在本发明的实施例中，为了使废气中所含有的NOx与被进行了改性的碳氢化合物发生反应以生成含有氮以及碳氢化合物的还原性中间体R-NCO或R-NH2，而在排气净化催化剂13的废气流通表面上负载有贵金属催化剂51，为了将所生成的还原性中间体R-NCO或1?-册12保持在排气净化催化剂13内，而在贵金属催化剂51周围形成有碱性的废气流通表面部分54，被保持在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、C02、H20，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，喷射间隔被设为3秒。
[0055]当将碳氢化合物浓度的振动周期即从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物HC的喷射周期设为长于上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会从碱性层53的表面上消失，此时，在铂Pt53上所生成的活性NO/会如图7A所示那样以硝酸根离子NO3的形式扩散到碱性层53内而成为硝酸盐。即，此时废气中的NOx会以硝酸盐的形式被吸收到碱性层53内。
[0056]另一方面，图7B图示了像这样NOx以硝酸盐的形式被吸收到碱性层53内时，流入排气净化催化剂13内的废气的空燃比被设为理论空燃比或过浓的情况。在该情况下为，为了使废气中的氧浓度降低而使反应向反方向(NO3 — NO2)进行，如此被吸收到碱性层53内的硝酸盐会依次成为硝酸根离子NO3，并如图7B所示那样，以~02的形式从碱性层53放出。接下来，所放出的NO2会通过废气中所含有的碳氢化合物HC以及CO而被还原。
[0057]图8图示了在碱性层53的NOx吸收能力即将饱和之前将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F) in临时设为过浓的情况。另外，在图8所示的示例中，该过浓控制的时间间隔在一分钟以上。在该情况下，在废气的空燃比(A/F) in为过稀时被吸收到碱性层53内的^^^在废气的空燃比(A/F) in被临时设为过浓时，会从碱性层53 —次性地放出并被还