NOX净化系统及NOX净化系统的控制方法.pdf

在NOx净化系统及NOx净化系统的控制方法中，在氨系溶液供给装置(6)的上游侧设置2个氧化催化剂(4)、(5)，并且以通过其中的上游侧氧化催化剂(4)主要将排放气体中的烃氧化、通过其中的下游侧氧化催化剂(5)主要将排放气体中的一氧化氮氧化的方式来控制汽缸内燃料喷射。由此，在向选择还原型NOx催化剂(6)供给用于还原NOx的氨系溶液而将排放气体中的NOx净化时，将流入选择还原型NOx催化剂(6)的排放气体中的HC、NO、NO2的浓度设为恰当的浓度，通过选择还原型NOx催化剂(6)有效地将NOx净化，使低温区域的NOx净化性能提高。

1、  一种NOx净化系统，其在排放气体通路中从上游侧开始依次具备氧化催化剂、向排放气体通路供给氨系溶液的氨系溶液供给装置、选择还原型NOx催化剂、和控制汽缸内燃料喷射的控制装置，将排放气体中的NOx还原，其特征在于，设置2个所述氧化催化剂，并且所述控制装置以通过上游侧氧化催化剂主要将排放气体中的烃氧化、通过下游侧氧化催化剂主要将排放气体中的一氧化氮氧化的方式来控制汽缸内燃料喷射。

2、  根据权利要求1所述的NOx净化系统，其特征在于，所述控制装置根据设置在所述上游侧氧化催化剂的上游侧的氧浓度传感器的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入所述上游侧氧化催化剂的排放气体的氧浓度达到所述上游侧氧化催化剂将排放气体中的大部分烃氧化的排放气体的氧浓度。

3、  根据权利要求1或2所述的NOx净化系统，其特征在于，所述控制装置根据设置在所述下游侧氧化催化剂的上游侧的排放气体温度传感器的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入所述选择还原型NOx催化剂的排放气体中的一氧化氮与二氧化氮的比例达到50比50。

4、  根据权利要求1～3中任一项所述的NOx净化系统，其特征在于，所述上游侧氧化催化剂或者所述下游侧氧化催化剂中的至少一者具有捕获排放气体中的颗粒状物质的功能。

5、  一种NOx净化系统的控制方法，该NOx净化系统在排放气体通路中从上游侧开始依次具备上游侧氧化催化剂、下游侧氧化催化剂、向排放气体通路供给氨系溶液的氨系溶液供给装置、选择还原型NOx催化剂、和控制汽缸内燃料喷射的控制装置，将排放气体中的NOx还原，其特征在于，以通过所述上游侧氧化催化剂主要将排放气体的烃氧化、通过所述下游侧氧化催化剂主要将排放气体中的一氧化氮氧化的方式来控制汽缸内燃料喷射。

6、  根据权利要求5所述的NOx净化系统的控制方法，其特征在于，根据设置在所述上游侧氧化催化剂的上游侧的氧浓度传感器的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入所述上游侧氧化催化剂的排放气体的氧浓度达到所述上游侧氧化催化剂将排放气体中的大部分烃氧化的排放气体的氧浓度。

7、  根据权利要求5或6所述的NOx净化系统的控制方法，其特征在于，根据设置在所述下游侧氧化催化剂的上游侧的排放气体温度传感器的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入所述选择还原型NOx催化剂的排放气体中的一氧化氮与二氧化氮的比例达到50比50。

NOx净化系统及NOx净化系统的控制方法
技术领域
本发明涉及在排放气体通路的上游侧具备氧化催化剂、在下游侧具备选择还原型NOx催化剂(SCR催化剂)的NOx净化系统及NOx净化系统的控制方法。
背景技术
从柴油发动机排放的微粒状物质(PM)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、烃(HC)等的限制正在逐年强化。伴随着这种限制的强化，仅凭改良发动机越来越难以应对。因此，正在开发、采用将使用了催化剂的排放气体后处理装置安装在排放气体通路中以减少从发动机排放的这些物质的技术。
如图4所示，用于降低NOx的现有的具备选择还原型NOx催化剂(SCR催化剂)7的NOx净化系统1X，具备选择还原型NOx催化剂7、和其上游侧的氨系溶液供给装置6。该氨系溶液供给装置6是用于向该选择还原型NOx催化剂7供给氨(NH₃)的装置，向排放气体通路3的排放气体G中供给尿素水等作为氨源的氨系溶液。被供给到排放气体通路3中的尿素通过排放气体G的热而水解，或者通过氨选择还原型NOx催化剂7中所具有的水解功能，使用排放气体G中的热和蒸汽进行水解，以产生氨。此外，根据情况，将水解催化剂设置在氨系溶液供给装置6和氨选择还原型NOx催化剂7之间，利用该水解催化剂将尿素转变成氨。该水解反应为“(NH₂)₂CO+H₂O→2NH₃+CO₂”。
以该生成的氨作为还原剂，在选择还原型NOx催化剂上进行选择接触NOx还原，将NOx净化。该反应在氧共存的情况下也进行反应，相对于1摩尔的一氧化氮(NO)，1摩尔的氨(NH₃)进行反应。在该反应中，“NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O”的反应速度最快，“4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O”其次快。其它还有“6NO+4NH₃→5N₂+6H₂O”、“2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O”、“6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O”等，但反应比较慢。
由于该化学反应的反应速度之差，因此在使用了该选择还原型NOx催化剂的NOx净化系统中，NOx的净化性能在很大程度上受到向该选择还原型NOx催化剂供给的排放气体中的共存气体的一氧化氮(NO)∶二氧化氮(NO₂)之比的影响。图3表示在尿素-SCR催化剂系统中，在对在供给的排放气体中共存的NO与NO₂的比率进行变更时的模拟气体试验结果的NOx净化性能。NO₂共存的NO∶NO₂＝50∶50(＝1∶1)的情况(虚线A)与NO₂不共存的NO∶NO₂＝100∶0(＝1∶0)的情况(实线B)相比，可知在催化剂温度的全部范围内，NOx净化性能提高。特别是在低温区域下NOx净化性能的提高变得显著。
该NO∶NO₂的比率为50∶50时最佳。但是，由于从柴油发动机排放的排放气体中的NO∶NO₂的比率中NO₂的比例极其小，因此成为低温区域的NOx净化性能恶化的原因之一。因此，在大部分使用了选择还原型NOx催化剂的NOx净化系统中，在尿素添加阀等氨系溶液供给装置的上游侧配置了氧化催化剂，通过将排放气体中的NO氧化来提高NO₂的比率，从而使低温区域的NOx净化性能提高。
此外，通过汽缸内燃料喷射控制从发动机向该上游侧(前段)氧化催化剂供给作为燃料的一部分的烃(HC)，并利用该氧化催化剂使其氧化。由此，利用该氧化反应热使排放气体的温度上升，同时还并用了低温时的排放气体升温控制，使低温区域的NOx净化性能进一步提高。
然而，在现有的NOx净化系统中，对于上游侧氧化催化剂中的从NO到NO₂的氧化反应，如果在排放气体中共存有HC，则由于NO₂的还原反应优先发生，产生的NO₂变回NO，因而无法期待NO₂的增加。因此，存在NOx净化性能没有提高的问题。进而，在低温区域中，虽然有时从发动机向氧化催化剂供给HC，并利用其氧化反应热进行排放气体的升温，但这种情况下由于未进行氧化反应的HC成为还原剂，因而导致NO₂的减少。因此，也存在阻碍了低温区域的NOx净化性能的提高的问题。
考虑该NO∶NO₂＝50∶50，例如像日本特开2005-2968号公报所记载，也提出了一种内燃机的排气净化装置，所述排气净化装置从内燃机的排气系统的上游侧开始具备强氧化催化剂、尿素水喷射喷嘴、SCR催化剂，在该排气净化装置中，设置了绕过强氧化催化剂的氧化催化剂旁路和切换排放气体通路的切换阀，在强氧化催化剂的NO₂转化率达到50％以上那样的排放气体温度时，通过切换阀使排放气体流入氧化催化剂旁路中，从而抑制使SCR催化剂的NOx净化效率降低的原因即生成过剩的NO₂。进而，还提出在氧化催化剂旁路通路中设置NO转化率为50％以下的弱氧化催化剂。
然而，在该内燃机的排气净化装置中，需要设置氧化催化剂旁路或具备弱氧化催化剂的并行通路、和通路切换阀，存在NOx净化系统容易变大的问题。此外，在低于排放气体不流经氧化催化剂旁路的规定温度时，氧化催化剂中的氧化反应热无法使排放气体的温度上升。
专利文献1：日本特开2005-2968号公报
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供一种NOx净化系统及NOx净化系统的控制方法，所述NOx净化系统具备氧化催化剂和选择还原型NOx催化剂，在向选择还原型NOx催化剂供给用于还原NOx的氨系溶液来净化排放气体中的NOx时，通过将向选择还原型NOx催化剂流入的排放气体中的HC、NO、NO₂的浓度设为恰当的浓度，可以利用选择还原型NOx催化剂有效地将NOx净化，从而能够提高低温区域的NOx净化性能。
用于达到上述目的的NOx净化系统通过以下方式构成：其在排放气体通路中从上游侧开始依次具备氧化催化剂、向排放气体通路供给氨系溶液的氨系溶液供给装置、选择还原型NOx催化剂、和控制汽缸内燃料喷射的控制装置，将排放气体中的NOx还原，在所述NOx净化系统中，设置2个所述氧化催化剂，并且所述控制装置以通过上游侧氧化催化剂主要将排放气体中的烃氧化、通过下游侧氧化催化剂主要将排放气体中的一氧化氮氧化的方式来控制汽缸内燃料喷射。
通过该构成，在上游侧氧化催化剂中，将一直从发动机排放的烃(HC)或在排放气体升温控制中排放的烃(HC)氧化。由此，进行排放气体的升温、和防止烃流入下游侧氧化催化剂中，使下游侧氧化催化剂的氧化一氧化氮(NO)的NO氧化活性提高。利用该下游侧氧化催化剂有效地将一氧化氮氧化成二氧化氮(NO₂)，使流入选择还原型NOx催化剂(SCR催化剂)的排放气体中的NO∶NO₂的比率接近于50∶50(＝1∶1)。由此，提高选择还原型NOx催化剂中的NOx的还原反应的效率。因此，能够提高NOx净化系统的NOx净化性能、特别是低温区域的NOx净化性能。
此外，在上述NOx净化系统中，控制装置按照以下方式构成：根据设置在上游侧氧化催化剂的上游侧的氧浓度传感器的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入上游侧氧化催化剂的排放气体的氧浓度达到上游侧氧化催化剂将排放气体中的大部分烃氧化的排放气体的氧浓度。通过该构成，能够防止排放气体中的烃未被氧化而直接流入下游侧氧化催化剂中。
此外，在上述的NOx净化系统中，控制装置按照以下方式构成：根据设置在下游侧氧化催化剂的上游侧的排放气体温度传感器的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入选择还原型NOx催化剂的排放气体中的一氧化氮与二氧化氮的比例达到50比50。通过该构成，由于从一氧化氮到二氧化氮的反应速度与催化剂温度相关，因此通过控制与催化剂温度直接相关的排放气体温度来调整从一氧化氮到二氧化氮的反应，能够使一氧化氮与二氧化氮的比例达到50比50。由此，由于能够促进选择还原型NOx催化剂中的NOx的还原反应，因而能够提高NOx净化性能。
进而，在上述NOx净化系统中，上游侧氧化催化剂、或者下游侧氧化催化剂中的至少一者具有捕获排放气体中的颗粒状物质的功能而构成。通过该构成，可以将排放气体中的PM捕获除去，同时在该氧化催化剂的升温时被捕获的PM也被燃烧除去。因此，该PM的氧化所产生的热也可以利用于排放气体的升温。
并且，用于达到上述目的的NOx净化系统的控制方法的特征在于，所述NOx净化系统在排放气体通路中从上游侧开始依次具备上游侧氧化催化剂、下游侧氧化催化剂、向排放气体通路供给氨系溶液的氨系溶液供给装置、选择还原型NOx催化剂、和控制汽缸内燃料喷射的控制装置，将排放气体中的NOx还原，在所述NOx净化系统的控制方法中，以通过所述上游侧氧化催化剂主要将排放气体的烃氧化、通过所述下游侧氧化催化剂主要将排放气体中的一氧化氮氧化的方式来控制汽缸内燃料喷射。通过该控制方法，能够提高NOx净化系统的NOx净化性能、特别是低温区域的NOx净化性能。
此外，在上述NOx净化系统的控制方法中，根据设置在上游侧氧化催化剂的上游侧的氧浓度传感器的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入上游侧氧化催化剂的排放气体的氧浓度达到上游侧氧化催化剂将排放气体中的大部分烃氧化的排放气体的氧浓度。通过该控制方法，能够防止排放气体中的烃未被氧化而直接流入下游侧氧化催化剂中。
此外，在上述NOx净化系统的控制方法中，根据设置在下游侧氧化催化剂的上游侧的排放气体温度传感器的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入选择还原型NOx催化剂中的排放气体中的一氧化氮与二氧化氮的比例达到50比50。通过该控制方法，由于能够促进选择还原型NOx催化剂的NOx的还原反应，因此能够提高NOx净化性能。
根据本发明的NOx净化系统及NOx净化系统的控制方法，在上游侧氧化催化剂中，通过将烃(HC)氧化来进行排放气体的升温、和防止烃流入下游侧氧化催化剂中，能够提高下游侧氧化催化剂的氧化一氧化氮(NO)的NO氧化活性。由此，可以利用该下游侧氧化催化剂有效地将一氧化氮氧化成二氧化氮(NO₂)，以使得流入选择还原型NOx催化剂(SCR催化剂)的排放气体中的NO∶NO₂的比率接近于50∶50(＝1∶1)，能够提高选择还原型NOx催化剂的NOx的还原反应的效率。因此，特别是能够提高低温区域的NOx净化性能，能够在整个温度区域下提高选择还原型NOx催化剂的NOx净化性能。
附图说明
图1是示意性表示本发明的实施方式的NOx净化系统的构成的图。
图2是表示本发明的NOx净化系统的控制方法的控制流程的图。
图3是表示选择还原型NOx催化剂中的NO∶NO₂的比率与NOx净化率的关系的图。
图4是示意性表示现有技术的NOx净化系统的构成的图。
附图标记
1NOx净化系统
2柴油发动机(内燃机)
3排放气体通路
4上游侧氧化催化剂
5下游侧氧化催化剂
6氨系溶液供给装置
7选择还原型NOx催化剂(SCR催化剂)
9氧浓度检测传感器
10排放气体温度传感器
11控制装置
具体实施方式
以下，参照附图，以对流经柴油发动机的排气通路的排放气体的NOx进行净化的NOx净化系统为例，对本发明的实施方式的NOx净化系统及NOx净化系统的控制方法进行说明。图1表示本发明的实施方式的NOx净化系统1的构成。
在该NOx净化系统1中，在柴油发动机2的排放气体通路3中从上游侧开始依次配置了上游侧氧化催化剂4、下游侧氧化催化剂5、氨系溶液供给装置(尿素添加阀)6、选择还原型NOx催化剂(SCR催化剂)7。
上游侧氧化催化剂4和下游侧氧化催化剂5是在堇青石蜂窝等多孔质陶瓷的蜂窝结构等担载体上担载钯、氧化铈、铂、氧化铝等而形成的。上游侧氧化催化剂4在排放气体中存在未燃燃料(烃：HC)或一氧化碳(CO)等时将其氧化。利用因该氧化所产生的热使排放气体升温，通过该经升温的排放气体可以使下游侧氧化催化剂5或选择还原型NOx催化剂7升温。此外，下游侧氧化催化剂5将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO₂)，使NO∶NO₂的比率达到50∶50(＝1∶1)。由此，提高该下游侧的选择还原型NOx催化剂7的NOx净化性能。
氨系溶液供给装置6是用于向选择还原型NOx催化剂供给在还原NOx时的作为还原剂的氨(NH₃)的装置，由从氨系溶液箱8向排放气体通路3喷射尿素水溶液或氨水溶液等氨系溶液的喷射阀等形成。
选择还原型NOx催化剂7是在由堇青石、氧化铝或氧化钛等形成的蜂窝结构等担载体上担载二氧化钛-钒、沸石、氧化铬、氧化锰、氧化钼、氧化钛、氧化钨等而形成的。通过该构成，具有利用氨将NOx还原净化的功能。
此外，在上游侧氧化催化剂4的上游侧配置了用于检测排放气体中的氧浓度的氧浓度传感器(λ传感器)9，在上游侧氧化催化剂4和下游侧氧化催化剂5之间配置了用于检测排放气体中的温度的排放气体温度传感器10。
进而，设置了控制发动机2的全盘运转的被称为ECU(发动机控制单元)的控制装置11，在该控制装置11中输入发动机2的运转状态(例如，发动机转速Ne，负载(燃料喷射量)Q等)和氧浓度传感器9的检测氧浓度及排放气体温度传感器10的检测温度等。控制装置11基于这些输入的数据，对设置在发动机2中的共轨电子喷射装置燃料喷射系统或EGR阀、吸气节流阀等进行控制。由此，控制从发动机2排放的排放气体中的烃(HC)的量和排放气体温度。
在该NOx净化系统1中，从发动机2排放的排放气体G在利用上游侧氧化催化剂4将烃(HC)氧化而流经上游侧氧化催化剂4后，利用下游侧氧化催化剂5将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO₂)。其后，从氨系溶液供给装置6向排放气体G供给氨系溶液(向排放气体G中添加)。以由该氨系溶液产生的氨作为还原剂，排放气体G中的NOx被选择还原型NOx催化剂7还原净化。该净化了的排放气体Gc流经排放气体通路3而排放到大气中。
本发明中，在这些NOx净化系统1中，控制装置11根据图2所例示的控制流程如下地进行控制。该图2的控制流程表示：如果发动机2的运转开始，则在需要NOx净化时从对发动机2进行运转控制的控制流程中反复调用来执行，如果发动机2的运转结束，则与对发动机2进行运转控制的控制流程一起结束。
如果该图2的控制流程被调用，则启动，在步骤S11中，输入排放气体温度传感器10的检测值，在步骤S12中检查排放气体温度Tg。若该排放气体温度Tg为氧化催化剂进入活性温度区域的判定用温度Tc以下(否)，则在步骤S13中进行排放气体升温控制，若高于判定用温度Tc(是)，则进入步骤S14。该步骤S13的排放气体升温控制例如为汽缸内燃料喷射中的多级喷射(多级延迟喷射)，在规定的时间(与检查排放气体温度的间隔相关的时间)之间进行。该排放气体升温控制进行至通过步骤S12的排放气体温度Tg的检查得出排放气体温度Tg高于判定用温度Tc为止。
在该步骤S11～步骤S13中，当在低负载区域等中排放气体温度Tg较低时，选择还原型NOx催化剂6的NOx净化活性低、且NOx净化性能低，同时上游侧氧化催化剂4的HC氧化活性及下游侧氧化催化剂5的NO氧化活性也低。因此，整体的NOx净化性能极端地降低。因此，通过发动机的多级喷射(多级延迟喷射)等技术使排放气体温度Tg升温，直到上游侧氧化催化剂4进入活性温度区域。该温度通过上游侧氧化催化剂4的下游的排放气体温度传感器10进行确认。该判定用温度Tc根据氧化催化剂的种类等而变化，但约为200℃左右。
在步骤S14中，通过在汽缸内燃料喷射中施加后喷射等向排放气体中供给烃等。在该烃的供给中，一边利用氧浓度传感器9的检测值来监测排放气体中的氧浓度，一边利用发动机2中的汽缸内燃料喷射进行反馈控制，以使得达到在上游侧氧化催化剂4中大部分烃氧化的氧浓度、即目标氧浓度。该目标氧浓度预先通过实验等求得，并存储到控制装置11中。由于该目标氧浓度受到上游侧氧化催化剂4的催化剂温度的影响，因此使用排放气体温度传感器10的检测值来进行计算。
即，如果能够将排放气体升温至上游侧氧化催化剂4进入活性温度区域，则根据发动机的喷射条件通过后喷射等向上游侧氧化催化剂4供给烃。通过上游侧氧化催化剂4将该烃氧化，利用该氧化反应热使排放气体的温度进一步上升。这种情况下，若排放气体中的氧浓度低，则无法充分将烃氧化，未被氧化的烃流入下游侧氧化催化剂5中。此时，由于NO₂生成极端地降低，因此选择还原型NOx催化剂7的NOx净化性能降低。因此，控制汽缸内燃料喷射中的后喷射来调整烃的量，同时控制吸气量和多级喷射，以调整氧浓度。由此，利用上游侧氧化催化剂4使对于排放气体的升温而言充分量的烃大部分氧化。该吸气量通过吸气节流控制、EGR控制或排气节流控制等而调整。
通过该步骤S14的控制，上游侧氧化催化剂4的下游侧的排放气体温度上升的同时，排放气体中的烃基本消失。因此，下游侧氧化催化剂5的NO氧化活性提高。其结果是，流经下游侧氧化催化剂5后的排放气体中二氧化氮增加。
由于该二氧化氮的生成是下游侧氧化催化剂5的温度越高则越多，温度越低则越少，因此，进而一边监视排放气体温度传感器10的检测值，一边控制汽缸内燃料喷射，以使得流经下游侧氧化催化剂5后的排放气体中的一氧化氮与二氧化氮的比NO∶NO₂达到50∶50。
该步骤S14的控制是在排放气体温度传感器10的位置处与发动机的运转状态对应地求出使预先通过事前试验等求得的NO∶NO₂达到50∶50那样的排放气体温度，并以该数据作为控制目标温度，预先存储到控制装置11中。然后，在实际的运转中，计算出与检测的发动机的运转状态对应的控制目标温度，并进行反馈控制，以使得排放气体温度传感器10的检测值达到该控制目标温度。
换句话说，汽缸内燃料喷射通过以下方式来进行：在上游侧氧化催化剂4中供给对排放气体的升温而言充分量的烃，同时该烃大部分被上游侧氧化催化剂4氧化。与此同时，基于氧浓度传感器9和排放气体温度传感器10的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得上游侧氧化催化剂4的下游的温度达到控制目标温度。
该控制是通过吸气量与多级喷射量的比率来决定氧浓度，通过吸气量和多级喷射量的大小来决定排放气体的温度，通过后喷射来决定向排放气体中供给的烃的量。因此，预先通过实验等将该吸气量、多级喷射量、后喷射量、及多级喷射的时机、后喷射的时机等制作成控制用图谱数据，并储存到控制装置9中，可以容易地实施该控制。
更详细而言，如果增大相对于吸气量的多级喷射量、即“多级喷射量/吸气量”，则氧浓度降低，如果减小相对于吸气量的多级喷射量，则氧浓度增大。此外，如果增加吸气量和多级喷射量，则排放气体温度上升，如果减小吸气量和多级喷射量，则排放气体温度降低。进而，如果增加后喷射量，则烃的量增加，排放气体温度也上升。如果减少后喷射量，则烃的量减少，排放气体温度也降低。
因此，如果考虑简单地将后喷射量固定的情形，则通过吸气量与多级喷射量的比率可以调整氧浓度，通过吸气量与多级喷射量的大小可以调整排放气体温度。实际上，虽然与放热量等密切相关，但通过实验等可以求出包括放热等很多因素在内的控制数据。
另外，在排放气体的低温区域中，这些控制是必须的。另一方面，在通常运转时的中温区域和高温区域中，上游侧氧化催化剂4充分活化，从发动机2排放的排放气体中的烃几乎完全被氧化除去，同时下游侧氧化催化剂5的NO氧化活性也高。因此，NO∶NO₂充分地达到50∶50。
在规定的时间(与该图2的控制流程被调出的间隔相关的时间)之间进行该步骤S14的汽缸内燃料喷射控制后返回，回到调用图2的控制流程的上级的控制流程。再次从该上级的控制流程中调用图2的控制流程，重复执行图2的控制流程。由此，在低温时，在进行步骤S13的排放气体升温控制后进行步骤S14的汽缸内燃料喷射控制，在不是低温时，进行步骤S14的汽缸内燃料喷射控制。通过该控制，良好地维持选择还原型NOx催化剂6的NOx净化性能。
另外，向选择还原型NOx催化剂7供给的氨系溶液的量的控制，通过与图2的控制流程不同的控制流程(未图示)来进行。该氨系溶液的量的控制可以通过供给与排放气体中的NOx量对应的量的公知的控制方法来进行。
如上所述，在该NOx净化系统1及NOx净化系统的控制方法中，以通过上游侧氧化催化剂4主要将排放气体中的烃氧化、通过下游侧氧化催化剂5主要将排放气体中的一氧化氮氧化的方式来控制汽缸内燃料喷射。此外，根据设置在上游侧氧化催化剂4的上游侧的氧浓度传感器9的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入上游侧氧化催化剂4的排放气体的氧浓度达到上游侧氧化催化剂4将排放气体中的大部分烃氧化的排放气体的氧浓度。进而，根据设置在下游侧氧化催化剂5的上游侧的排放气体温度传感器10的检测值来控制汽缸内燃料喷射，以使得流入选择还原型NOx催化剂6的排放气体中的一氧化氮与二氧化氮的比例达到1比1。
根据上述NOx净化系统1及NOx净化系统的控制方法，在上游侧氧化催化剂4中，通过将烃(HC)氧化，进行排放气体的升温、和防止烃流入下游侧氧化催化剂5中，可以提高下游侧氧化催化剂5的氧化一氧化氮(NO)的NO氧化活性。由此，利用该下游侧氧化催化剂5将一氧化氮有效地氧化成二氧化氮(NO₂)，使流入选择还原型NOx催化剂(SCR催化剂)7的排放气体中的NO∶NO₂的比率接近于1∶1(＝50∶50)，能够提高选择还原型NOx催化剂7的NOx的还原反应的效率。其结果是，如图4所示，特别是能够提高低温区域的NOx净化性能，此外，还能够在整个温度域下提高选择还原型NOx催化剂7的NOx净化性能。
此外，进而，在上述NOx净化系统1中，构成为上游侧氧化催化剂4、或者下游侧氧化催化剂5中的至少一者具有捕获排放气体中的颗粒状物质(PM)的功能。即，由担载有氧化催化剂的带催化剂的柴油颗粒过滤器形成上游侧氧化催化剂4、或者下游侧氧化催化剂5中的至少一者。通过该构成，由于可以将排放气体中的PM捕获除去，同时在该氧化催化剂的升温时被捕获的PM也被燃烧除去，因此由该PM的氧化产生的热也可以利用于排放气体的升温。因此，可以节约燃料消耗量。
具有上述优异效果的本发明的NOx净化系统及NOx净化系统的控制方法，可以极其有效地利用于设置在搭载于车辆的内燃机等中的、并具备选择还原型NOx催化剂的NOx气体净化系统。