(57)【要約】【課題】主としてＮＯｘの排出量を従来よりもさらに低減することが可能な排ガス浄化システムを提供する。【解決手段】本発明の排ガス浄化システムは、ＮＯｘを吸着・放出可能なＮＯｘ吸着放出材２と、ＮＯｘを還元可能なＮＯｘ還元触媒１と、を内燃機関の排気通路（エンジンＥＮＧの下流）に配設した排ガス浄化システムにおいて、  ＮＯｘ還元触媒１から排出されるＮＯｘをＮＯｘ吸着放出材２で吸着し、ＮＯｘ吸着放出材２に吸着されたＮＯｘを所定の条件にてＮＯｘ吸着放出材２から放出させて該ＮＯｘをＮＯｘ還元触媒１へ送出する（矢印Ｒ13）ことを特徴とする。  ＮＯｘ還元触媒１によりＮＯｘが浄化できない条件下にあっても、ＮＯｘ還元触媒１から排出されたＮＯｘを一旦ＮＯｘ吸着放出材２に吸着し、放出後に再びＮＯｘ還元触媒１へ戻すことで、ＮＯｘの浄化効率が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘを吸着・放出可能なＮＯｘ吸着放出材と、ＮＯｘを還元可能なＮＯｘ還元触媒と、を内燃機関の排気通路に配設した排ガス浄化システムにおいて、
前記ＮＯｘ還元触媒から排出されるＮＯｘを前記ＮＯｘ吸着放出材で吸着し、該ＮＯｘ吸着放出材に吸着されたＮＯｘを所定の条件にて該ＮＯｘ吸着放出材から放出させて該ＮＯｘを該ＮＯｘ還元触媒へ送出することを特徴とする排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記ＮＯｘ還元触媒は、ＨＣおよびＣＯを酸化して浄化するとともにＮＯｘを還元する三元触媒である請求項１記載の排ガス浄化システム。
【請求項３】
さらに、前記ＮＯｘ吸着放出材に流入する入りガス温度を調整する調温手段を有する請求項１または２記載の排ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化システムに関するものであり、詳しくは、主として、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を低減する排ガス浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、自動車などの排ガス中の酸化窒素（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を浄化する触媒として、三元触媒が広く用いられている。三元触媒は、多孔質酸化物担体に貴金属を担持してなるものであり、ＨＣおよびＣＯを酸化して浄化するとともに、ＮＯｘを還元して浄化する。これらの反応は、酸化成分と還元成分とがほぼ当量で存在する雰囲気下で最も効率よく進行するので、三元触媒を搭載した自動車においては、理論空燃比（ストイキ）近傍（Ａ／Ｆ＝１４．６±０．２程度）で燃焼されるように空燃比の制御が行われている。
【０００３】
ところが、三元触媒は、冷間始動時やアイドル時間がある程度継続した後に触媒床温がＮＯｘ等を浄化するのに好適な温度を下回ることから、走行条件によっては、浄化しきれないＮＯｘが排出されると考えられる。また、加速時にはエンジンへの負荷が高くなるため、ＮＯｘなどの排出量がさらに増加する。そのため、たとえば、三元触媒とともに、ＮＯｘを吸蔵し、放出・還元が可能なＮＯｘ吸蔵還元触媒を配設した排ガス浄化装置が知られている。
【０００４】
また、特許文献１では、主として、酸化触媒と、その下流に配置されたＮＯｘ吸収装置と、を有する排気機構が開示されている。この排気機構では、アイドリングの間はＮＯｘ吸収装置にＮＯｘを吸収させ、走行モードおよび／またはアイドリングから走行へ加速する間はＮＯｘを放出させる。そのため、走行状態に応じてＮＯｘの排出量が変化するが、ＮＯｘの排出量の絶対量が減少するものではない。
【特許文献１】特表２００３−５３６０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、三元触媒にＮＯｘ吸蔵還元触媒などを組み合わせることにより、三元触媒を単独で用いるよりはＮＯｘの排出がある程度低減されるが、さらなる低減が求められている。本発明は、上記実状に鑑み、主としてＮＯｘの排出量を従来よりもさらに低減することが可能な排ガス浄化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の排ガス浄化システムは、ＮＯｘを吸着・放出可能なＮＯｘ吸着放出材と、ＮＯｘを還元可能なＮＯｘ還元触媒と、を内燃機関の排気通路に配設した排ガス浄化システムにおいて、
前記ＮＯｘ還元触媒から排出されるＮＯｘを前記ＮＯｘ吸着放出材で吸着し、該ＮＯｘ吸着放出材に吸着されたＮＯｘを所定の条件にて該ＮＯｘ吸着放出材から放出させて該ＮＯｘを該ＮＯｘ還元触媒へ送出することを特徴とする。
【０００７】
この構成により、ＮＯｘ還元触媒によりＮＯｘが浄化できない条件下にあっても、ＮＯｘ還元触媒から排出されたＮＯｘを一旦ＮＯｘ吸着放出材に吸着し、放出後に再びＮＯｘ還元触媒へ戻すことで、ＮＯｘの浄化効率が向上する。
【０００８】
さらに、前記ＮＯｘ吸着放出材に流入する入りガス温度を調整する調温手段を有するのが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の排ガス浄化システムによれば、ＮＯｘ還元触媒がＮＯｘを還元するのに好適な温度（活性化温度）に到達していない場合（以後、このような状態を「触媒不活性」、逆の状態を「触媒活性」と略記する）には、内燃機関からの排ガスに含まれるＮＯｘは、ＮＯｘ還元触媒により還元されずに排出される。ＮＯｘ還元触媒から排出されたこのＮＯｘを、ＮＯｘ吸着放出材で吸着する。さらに、吸着したＮＯｘは、所定の条件にてＮＯｘ吸着放出材から放出されるが、本発明では、このＮＯｘをＮＯｘ還元触媒へ送出する。ＮＯｘ吸着放出材からＮＯｘが放出されるときは、ＮＯｘ還元触媒が既に触媒活性状態になっている。したがって、ＮＯｘ還元触媒へ送出されたＮＯｘは、ＮＯｘ還元触媒で還元され浄化されて外へと排出される。また、内燃機関がアイドル状態で長時間放置されＮＯｘ還元触媒が触媒不活性状態となった場合、ＮＯｘは還元されずにＮＯｘ還元触媒から排出される。ＮＯｘ還元触媒からＮＯｘが排出されても、ＮＯｘ吸着放出材が再度ＮＯｘを吸着できる状態となっているため、還元されずに排出されたＮＯｘはＮＯｘ吸着放出材に吸着される。すなわち、ほとんどのＮＯｘは、還元されるまでＮＯｘ吸着放出材とＮＯｘ還元触媒とを循環する。したがって、最終的に外へと排出される排ガスに含まれるＮＯｘ量が低減される。
【００１０】
また、調温手段を用いてＮＯｘ吸着放出材に流入する排ガスの温度を調整することで、ＮＯｘが効率よく吸着または放出される。その結果、最終的に外へと排出される排ガスに含まれるＮＯｘ量がさらに低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の排ガス浄化システムをより詳細に説述するために、以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１２】
本発明の排ガス浄化システムは、主として、ＮＯｘを吸着・放出可能なＮＯｘ吸着放出材と、ＮＯｘを還元可能なＮＯｘ還元触媒と、を有する。ＮＯｘ吸着放出材およびＮＯｘ還元触媒は、たとえばエンジンの下流側（排気系側）のような、内燃機関の排気通路に設けられればよい。
【００１３】
ＮＯｘ還元触媒は、少なくともＮＯｘを還元可能であれば、特に限定はない。たとえば、ＨＣおよびＣＯを酸化して浄化するとともに、ＮＯｘを還元して浄化できる三元触媒を用いるとよい。三元触媒としては、現在一般に用いられている三元触媒であればよい。具体的には、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、セリア（ＣｅＯ2 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、セリア−ジルコニア固溶体などの多孔質酸化物担体に、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）などの貴金属を担持してなるのが好ましい。また、このようなＮＯｘ還元触媒としては、２５０℃以上で触媒活性を示す組成を有するとよい。
【００１４】
これらの各成分は、担体基材に担持されているのが好ましい。担体基材には、従来から用いられているセラミックス製や金属製のハニカム状の構造体などを用いればよい。担体基材に各成分を担持するには、たとえば、ハニカム状の構造体に、多孔質酸化物および添加酸化物を含むスラリーをウォッシュコートし、それを焼成してコート層を形成し、そのコート層に吸着担持法あるいは吸水担持法で貴金属を担持すればよい。また、多孔質酸化物に予め貴金属を担持した触媒粉末を調製し、その触媒粉末に添加酸化物を混合し、コート層としてもよい。
【００１５】
ＮＯｘ吸着放出材は、ＮＯｘを吸着、また、吸着したＮＯｘを放出することが可能であれば、特に限定はなく、ＮＯｘの他、ＣＯ等を吸着・放出できてもよい。ＮＯｘ吸着放出材の温度が特定の温度よりも低い場合にＮＯｘを吸着し、特定の温度以上でＮＯｘを脱離して放出する性質を備えるＮＯｘ吸着放出材が好適である。このような性質を備えるＮＯｘ吸着放出材としては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）のような貴金属や鉄などの遷移金属を担持した各種ゼオライトやセリアが挙げられる。たとえば、ＮＯｘ吸着放出材がＰｄを担持したセリアであれば、２００℃以下ではＮＯｘを吸着し、２５０℃を超えるとＮＯｘが脱離する。また、ＮＯｘ吸着放出材は、流入する排ガスの空燃比が高いリーン状態では排ガスのＮＯｘを吸着し、空燃比が低いストイキ〜リッチ状態では吸着したＮＯｘを放出する性能を備えていてもよい。さらに、ＮＯｘ吸着放出材は、リーン状態でＮＯｘを吸蔵する一方、ストイキ〜リッチ状態でＮＯｘを放出すると共に窒素に還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒であってもよい。
【００１６】
なお、ＮＯｘ吸着放出材においても、先に説明したＮＯｘ還元触媒と同様にして各成分が担体基材に担持されているのが好ましい。
【００１７】
本発明の排ガス浄化システムでは、ＮＯｘ還元触媒から排出されるＮＯｘをＮＯｘ吸着放出材で吸着する。ＮＯｘ還元触媒が触媒活性であれば、ＮＯｘは、ＮＯｘ還元触媒で還元・浄化される。ところが、ＮＯｘ還元触媒が触媒不活性の状態にあると、ＮＯｘ還元触媒に流入した排ガスに含まれるＮＯｘは、ＮＯｘ還元触媒で浄化されずに排出される。このＮＯｘを、ＮＯｘ吸着放出材で吸着する。
【００１８】
ＮＯｘ吸着放出材に吸着されたＮＯｘは、所定の条件にてＮＯｘ吸着放出材から放出される。ＮＯｘがＮＯｘ吸着放出材から放出される所定の条件としては、ＮＯｘ吸着放出材の温度が特定の温度以上に上昇することが挙げられる。その他、空燃比がストイキ〜リッチ状態に制御されたエンジンからの排ガスをＮＯｘ吸着放出材に直接流入させたり、ストイキ近傍のＮＯｘ還元触媒で浄化された排ガスを全て外へ排出せずにその一部をＮＯｘ吸着放出材へ流入させたり、といった方法で空燃比をストイキ〜リッチ状態としてもよい。
【００１９】
そして、本発明の排ガス浄化システムでは、ＮＯｘ吸着放出材から放出されたＮＯｘをＮＯｘ還元触媒へと送出する。ＮＯｘ吸着放出材から放出されたＮＯｘは、直接ＮＯｘ還元触媒へと送出してもよいし、エンジンの上流側（吸気系側）へ送出してＮＯｘ還元触媒へ間接的に送出してもよい。
【００２０】
送出されたＮＯｘは、ＮＯｘ還元触媒が触媒活性であれば、ＮＯｘ還元触媒で還元され浄化される。浄化されてＮＯｘ量が低減された排ガスは、全てまたは一部が外へと排出される。なお、既に述べたように、その一部をＮＯｘ吸着放出材へ流入させてもよい。
【００２１】
一方、ＮＯｘ還元触媒が触媒不活性であれば、ＮＯｘは還元されずにＮＯｘ還元触媒から排出される。ＮＯｘ還元触媒から排出されるＮＯｘがＮＯｘ吸着放出材で吸着されることは、前述の通りである。すなわち、浄化されないＮＯｘは、浄化されるまで本発明の排ガス浄化システムを循環する。こうして、外へと排出される排ガスに含まれるＮＯｘ量が低減される。
【００２２】
前述のように、ＮＯｘ吸着放出材の吸着・放出作用は、温度条件によって左右される。そのため、本発明の排ガス浄化システムは、さらに、ＮＯｘ吸着放出材に流入する排ガスの入りガス温度を調整する調温手段を有してもよい。入りガス温度は、温度センサ等をＮＯｘ吸着放出材に設置したり、運転状況から推定したりして、検出・推定されたＮＯｘ吸着放出材の温度に基づいて調節されるとよい。
【００２３】
以上詳説した本発明の排ガス浄化システムを実施するためのＮＯｘ還元触媒、ＮＯｘ吸着放出材、これらを連結する配管および配管を開閉する弁体の配置に特に限定はない。内燃機関の種類や運転状況、触媒性能などに応じて最適な配置および弁体の制御を行うことにより排ガスの浄化を効率よく行うことができる。後述の実施例の欄でも詳説するが、本発明の排ガス浄化システムとしては、排ガス経路の例として図１〜図４の系統図に記載の排ガス浄化システムを使用することができる。
【００２４】
たとえば、図１および図２では、ＮＯｘ還元触媒（「触媒１」と略記）の下流を２つに分岐し、触媒１から放出された排ガスを排出口から外へと排出する経路（Ｒ11およびＲ21：ＲXXは図中の符号）と、ＮＯｘ吸着放出材（「ＮＯｘ吸放材２」と略記）へと流入させる経路（Ｒ12およびＲ22）と、をもつ。また、ＮＯｘ吸放材２から放出されたＮＯｘを触媒１へ送出する経路（Ｒ13およびＲ23）を有するが、この経路Ｒ13および経路Ｒ23は、図１および図２に示すようにエンジン（ＥＮＧ）の上流側（吸気系側）にＮＯｘを送出してもよいし、エンジンの下流側（排気系側）であって触媒１の上流にＮＯｘを送出してもよい。また、図２に示すように、ＮＯｘ吸放材２の吸着効率を向上させるために、ＮＯｘ吸放材２の手前に調温手段として冷却器３を設けてもよい。
【００２５】
また、図３および図４では、エンジン（ＥＮＧ）から排出された排ガスが、触媒１、ＮＯｘ吸放材２の順に通過して排出される第一経路（Ｒ30→（触媒１）→Ｒ31→（ＮＯｘ吸放材２）→Ｒ32およびＲ40→（触媒１）→Ｒ41→（ＮＯｘ吸放材２）→Ｒ42）の他に、エンジンから排出された排ガスがＮＯｘ吸放材２を通過した後、触媒１を通過することができる第二経路（Ｒ30→Ｒ36→（ＮＯｘ吸放材２）→Ｒ37→（触媒１）→Ｒ38→Ｒ32およびＲ40→Ｒ46→（ＮＯｘ吸放材２）→Ｒ47→（触媒１）→Ｒ48→Ｒ42）を設けたものである。第一経路は、触媒１から排出されるＮＯｘをＮＯｘ吸放材２で吸着する際に用いられる。第二経路は、ＮＯｘ吸放材２から放出されたＮＯｘを触媒１で浄化する際に用いられる。また、図４に示すように、ＮＯｘ吸放材２の吸着効率を向上させるために、ＮＯｘ吸放材２の手前に調温手段として冷却器３を設けてもよい。
【００２６】
なお、本発明の排ガス浄化システムは、上記の実施の形態に限定されるものではない。たとえば、本発明の排ガス浄化システムの効果を損なわない程度であれば、他の機能を追加するために必要に応じて別の構成を追加してもよい。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の排ガス浄化システムの実施例を、図１〜図１３を用いて比較例とともに具体的に説明する。
【００２８】
［実施例１］
本実施例では、図１の系統図に示すように、エンジン（ＥＮＧ）の下流側に三元触媒（触媒１）およびＮＯｘ吸着放出材（ＮＯｘ吸放材２）を配置した。エンジンは、配管１０を介して触媒１と連結されている。触媒１の下流側は、流路切換バルブＶ11（以下「バルブＶXX」と略記）において配管１１または配管１２の２方向へ分岐される。配管１１は、排ガスを大気中へ排出する排気側に連結される。一方、配管１２は、ＮＯｘ吸放材２に連結される。ＮＯｘ吸放材２の下流側は、バルブＶ12において配管１３または排気側へと連通する２方向へ分岐される。配管１３は、エンジンの上流（吸気系側）に連結される。
【００２９】
触媒１は、容量１．１Ｌのコージェライト系ハニカム担体基材に、所定量のアルミナおよびシリカ−ジルコニア複合酸化物からなるスラリーをウォッシュコートして、乾燥・焼成後、白金（Ｐｔ）およびロジウム（Ｒｈ）を含む水溶液を用い、ＰｔおよびＲｈを吸着担持させた三元触媒を用いた。担体基材１リットルあたりの貴金属担持量は、Ｐｔが１．５ｇ／Ｌ、Ｒｈが０．４ｇ／Ｌであった。なお、上記の手順で得られた三元触媒は、実機にて入りガス８００℃で５０時間の耐久後、触媒１として用いた。
【００３０】
ＮＯｘ吸放材２は、容量０．９Ｌのコージェライト系ハニカム担体基材に、セリアからなるウォッシュコート層を形成した後、パラジウム（Ｐｄ）を吸着担持させた。担体基材１リットルあたりのＰｄの担持量は１．０ｇ／Ｌであった。
【００３１】
触媒１でＮＯｘを還元するのに好適な温度は、活性化温度Ｔα＝３００℃以上であった。ＮＯｘ吸放材２でＮＯｘが脱離しやすい温度はＴβ＝３５０℃よりも高い温度であった。
【００３２】
また、触媒１およびＮＯｘ吸放材２は、それらの内部の温度を測定する温度センサＴ11およびＴ12をそれぞれ有する。センサＴ11およびセンサＴ12で検知される温度に応じてバルブＶ11およびバルブＶ12が開閉するように制御されることで、本実施例の排ガス浄化システムが作動する。図６は、実施例１の排ガス浄化システムの制御を示すフローチャートである。以下に、図６のフローチャートを図５の系統図と共に説明する。
【００３３】
本実施例では、触媒１が触媒活性であるか否かを触媒１の温度により判定する。すなわち、ステップ１００においてセンサＴ11の温度が、触媒１の活性化温度Ｔαよりも低い（Ｔ11＜Ｔα）と判定されると、触媒１は触媒不活性であるため、ステップ１１１Ａにおいて、バルブＶ11により触媒１を通過した全排出ガスをＮＯｘ吸放材２へと流入させる。したがって、ステップ１１２Ａ〜ステップ１１４Ａにおいて、触媒１から放出されるＮＯｘは、ＮＯｘ吸放材２でＮＯｘの吸着が実行される。そしてＮＯｘ吸放材２からの排ガスは、バルブＶ12により排出口から外へと排出される。（以上、図５＜１−Ａ＞参照）
【００３４】
一方、ステップ１００においてセンサＴ11の温度が、触媒１の活性化温度Ｔα以上であると判定されると、触媒１は触媒活性であり、ＮＯｘの還元が可能な状態である。このとき、ステップ１２０において、ＮＯｘ吸放材２がＮＯｘを吸着しているか否かが判定される。ＮＯｘ吸放材２がＮＯｘを吸着中であり、かつ、ステップ１２１ＢにおいてＮＯｘの脱離した量がＮＯｘ吸放材２の吸着可能な容量（ｔ２）以下であれば、ステップ１２２Ｂにて脱離時間カウンターを加算すると共に、ステップ１２３ＢにてバルブＶ11およびバルブＶ12が制御される。すなわち、触媒１から排出されるＮＯｘが浄化された排ガスは、その一部はバルブＶ11により配管１１（バイパス側）を流れ、排気系から外へと排出される。また、バルブＶ11により配管１２を流れた排ガスは、ＮＯｘ吸放材２へ流入すると共にＮＯｘ吸放材２に吸着されたＮＯｘが放出され脱離する。ＮＯｘ吸放材２から放出されるＮＯｘを含む排ガスは、バルブＶ12により配管１３を通ってエンジンの上流側（吸気系側）へと送出される。（以上、図５＜１−Ｂ＞参照）
【００３５】
また、ステップ１００において触媒１が触媒活性であって、ステップ１２０においてＮＯｘ吸放材２がＮＯｘを吸着していない状態、または、ステップ１２１ＢにおいてＮＯｘ吸放材２に吸着されたＮＯｘが全て脱離された状態ならば、ステップ１２６ＣにてバルブＶ11により触媒１から排出されるＮＯｘが浄化された排ガスは、全量がバルブＶ11により配管１１（バイパス側）を流れ、排気系から外へと排出される。（以上、図５＜１−Ｃ＞参照）
【００３６】
［実施例２］
本実施例は、図２の系統図に示すように、バルブＶ21（実施例１のバルブＶ11に相当）とＮＯｘ吸放材２との間にバルブＶ21から分岐する配管２４を介して冷却器３を配置し、また、触媒１とバルブＶ21との間にセンサＴ23を設けた他は、実施例１と同様な排ガス浄化システムである。図８は、実施例２の排ガス浄化システムの制御を示すフローチャートである。以下に、図８のフローチャートを図７の系統図と共に説明する。
【００３７】
なお、本実施例において配管２０〜２３は、実施例１の配管１０〜１３に対応し、センサＴ21，Ｔ22はセンサＴ11，Ｔ12、バルブＶ21，Ｖ22はバルブＶ11，Ｖ12にそれぞれ対応する。また、図８において、ステップ２２０、２２１Ｃ〜２２３Ｃ（図７＜２−Ｃ＞に相当）および２２６Ｄ〜２２８Ｄ（図７＜２−Ｄ＞に相当）については、実施例１のステップ１２０、１２１Ｂ〜１２３Ｂおよび１２６Ｃ〜１２８Ｃと同様である。
【００３８】
ステップ２００においてセンサＴ21の温度が、触媒１の活性化温度Ｔαよりも低い（Ｔ21＜Ｔα）と判定されると、触媒１は触媒不活性である。次に、ステップ２１０においてセンサＴ23の温度がＴβ以下であると判定されると、ＮＯｘ吸放材２への入りガス温度がＴβ以下ではＮＯｘは吸着されやすいため、ステップ２１１Ａにおいて、バルブＶ21により触媒１を通過した全排出ガスをＮＯｘ吸放材２へと流入させる。したがって、ステップ２１２Ａ〜ステップ２１４Ａにおいて、触媒１から放出されるＮＯｘは、ＮＯｘ吸放材２でＮＯｘの吸着が実行される。（以上、図７＜２−Ａ＞参照）
【００３９】
一方、ステップ２１０においてセンサＴ23の温度がＴβよりも高い（Ｔ23＞Ｔβ）と判定されると、ＮＯｘ吸放材２への入りガス温度がＴβを超えるとＮＯｘは脱離しやすいため、ステップ２１１ＢにおいてバルブＶ21によりセンサＴ23を通過した全排ガスを冷却器３へと流入させる。冷却器３を通過した排出ガスは、入りガス温度がＴβ以下に調温されてＮＯｘ吸放材２へと流れ込む。そして、ステップ２１２Ａ〜ステップ２１４Ａにおいて、ＮＯｘ吸放材２でＮＯｘの吸着が実行される。（以上、図７＜２−Ｂ＞参照）
【００４０】
なお、ステップ２１０とステップ２１１Ａは省略可能であり、ＮＯｘ吸放材２にＮＯｘを吸着させる場合には、その入りガスを必ず冷却器３に通過させて調温させてもよい。
【００４１】
［実施例３］
本実施例では、図３の系統図に示すように、エンジン（ＥＮＧ）の下流側に三元触媒（触媒１）およびＮＯｘ吸着放出材（ＮＯｘ吸放材２）を配置した。エンジンは、配管３０を介して触媒１と連結されている。配管３０は、バルブＶ31において配管３６へ分岐される。触媒１は、配管３１（３７）を介してＮＯｘ吸放材２と連結されている。ＮＯｘ吸放材２の下流側は、排気側に連通するが、ＮＯｘ吸放材２と排出口との間で配管３６がバルブＶ34を介して接続される。また、配管３１（３７）は、バルブＶ33において配管３３に分岐する。配管３３は、配管３０上のバルブＶ31と触媒１との間に配されたバルブＶ32において分岐された配管３８に連通し、配管３８の他端は、バルブＶ34と排気側との間で連通する。
【００４２】
また、触媒１およびＮＯｘ吸放材２は、それらの内部の温度を測定する温度センサＴ31およびＴ32をそれぞれ有する。センサＴ31およびセンサＴ32で検知される温度に応じてバルブＶ31〜Ｖ34が開閉するように制御される。図１０は、実施例３の排ガス浄化システムの制御を示すフローチャートである。以下に、図１０のフローチャートを図９の系統図と共に説明する。
【００４３】
本実施例では、触媒１が触媒活性であるか否かを触媒１の温度により判定する。すなわち、ステップ３００においてセンサＴ31の温度が、触媒１の活性化温度Ｔαよりも低い（Ｔ31＜Ｔα）と判定されると、触媒１は触媒不活性であるため、ステップ３１１Ａにおいて、バルブＶ31およびバルブＶ32により触媒１を通過させた全排出ガスをバルブＶ33によりＮＯｘ吸放材２へと流入させる。したがって、ステップ３１２Ａ〜ステップ３１４Ａにおいて、触媒１から放出されるＮＯｘは、ＮＯｘ吸放材２でＮＯｘの吸着が実行される。そしてＮＯｘ吸放材２からの排ガスは、バルブＶ34により排気系から外へと排出される。（以上、図９＜３−Ａ＞参照）
【００４４】
一方、ステップ３００においてセンサＴ31の温度が、触媒１の活性化温度Ｔα以上であると判定されると、触媒１は触媒活性であり、ＮＯｘの還元が可能な状態である。このとき、ステップ３２０において、ＮＯｘ吸放材２がＮＯｘを吸着しているか否かが判定される。ＮＯｘ吸放材２がＮＯｘを吸着中であり、かつ、ステップ３２１ＢにおいてＮＯｘの脱離した量がＮＯｘ吸放材２の吸着可能な容量（ｔ２）以下であれば、ステップ３２２Ｂにて脱離時間カウンターを加算すると共に、ステップ３２３Ｂにて各バルブが制御される。すなわち、エンジンからの排ガスは、配管３０、バルブＶ31、配管３６を経てバルブＶ34により直接ＮＯｘ吸放材２へ流入すると共にＮＯｘ吸放材２に吸着されたＮＯｘが放出され脱離する。ＮＯｘ吸放材２から放出されるＮＯｘを含む排ガスは、配管３７を通って触媒１へと流入し、その後、バルブＶ32により配管３８を通って排出口から外へと排出される。（以上、図９＜３−Ｂ＞参照）
【００４５】
また、ステップ３００において触媒１が触媒活性であって、ステップ３２０においてＮＯｘ吸放材２がＮＯｘを吸着していない状態、または、ステップ３２１ＢにおいてＮＯｘ吸放材２に吸着されたＮＯｘが全て脱離された状態ならば、ステップ３２６ＣにてバルブＶ31およびバルブＶ32により触媒１から排出されるＮＯｘが浄化された排ガスは、全量がバルブＶ33により配管３３を流れ、排気系から外へと排出される。（以上、図５＜１−Ｃ＞参照）
【００４６】
［実施例４］
本実施例は、図４の系統図に示すように、バルブＶ43（実施例３のバルブＶ33に相当）とＮＯｘ吸放材２との間にバルブＶ45を設置し、バルブＶ45から分岐する配管４５を介して冷却器３を配置し、また、バルブＶ43とバルブＶ45との間にセンサＴ43を設けた他は、実施例３と同様な排ガス浄化システムである。図１２は、実施例４の排ガス浄化システムの制御を示すフローチャートである。以下に、図１２のフローチャートを図１１の系統図と共に説明する。なお、図１２において、ステップ４２０、４２１Ｃ〜４２３Ｃ（図１１＜４−Ｃ＞に相当）および４２６Ｄ〜４２８Ｄ（図１１＜４−Ｄ＞に相当）については、実施例３のステップ３２０、３１１Ｂ〜３１３Ｂおよび３２１Ｃ〜３２３Ｃと同様である。
【００４７】
ステップ４００においてセンサＴ41の温度が、触媒１の活性化温度Ｔαよりも低い（Ｔ41＜Ｔα）と判定されると、触媒１は触媒不活性である。次に、ステップ４１０においてセンサＴ43の温度がＴβ以下であると判定されると、ＮＯｘ吸放材２への入りガス温度がＴβ以下ではＮＯｘは吸着されやすいため、ステップ４１１Ａにおいて、バルブＶ41およびバルブＶ42により触媒１を通過させた全排出ガスをバルブＶ43およびバルブＶ45によりＮＯｘ吸放材２へと流入させる。したがって、ステップ４１２Ａ〜ステップ４１４Ａにおいて、触媒１から放出されるＮＯｘは、ＮＯｘ吸放材２でＮＯｘの吸着が実行される。そして、ＮＯｘ吸放材２からの排ガスは、バルブＶ44により排気系から外へと排出される。（以上、図１１＜４−Ａ＞参照）
【００４８】
一方、ステップ４１０においてセンサＴ43の温度がＴβよりも高い（Ｔ43＞Ｔβ）と判定されると、ＮＯｘ吸放材２への入りガス温度がＴβを超えるとＮＯｘは脱離しやすいため、ステップ４１１ＢにおいてバルブＶ45によりセンサＴ43を通過した全排ガスを冷却器３へと流入させる。冷却器３を通過した排出ガスは、入りガス温度がＴβ以下に調温されてＮＯｘ吸放材２へと流れ込む。そして、ステップ４１２Ａ〜ステップ４１４Ａにおいて、ＮＯｘ吸放材２でＮＯｘの吸着が実行される。（以上、図１１＜４−Ｂ＞参照）
【００４９】
なお、ステップ４１０とステップ４１１Ａは省略可能であり、ＮＯｘ吸放材２にＮＯｘを吸着させる場合には、その入りガスを必ず冷却器３に通過させて調温させてもよい。
【００５０】
［比較例１］
ＮＯｘ吸放材２を用いない他は、実施例１と同様な排ガス浄化システムである。すなわち、エンジンからの排ガスを全て触媒１に流入させ、触媒１から排出されるガスを排出口より外へと排出した。
【００５１】
［評価］
実施例１〜４および比較例１の排ガス浄化システムについて、評価システムを用いた浄化性能評価試験を行った。評価システムとしては、排気量２．４Ｌのエンジン、各排ガス浄化システムおよび低慣性ダイナモにて実車を模擬した評価システムを用いた。この試験では、時速６０ｋｍで１０分間定常走行後、アイドル状態で１０分間保持し、時速６０ｋｍ間で加速した際の排ガスから、平均浄化率を算出した。結果を図１３に示す。
【００５２】
三元触媒のみを使用した比較例１では、平均浄化率が７０％であったのに対し、実施例１〜４では、三元触媒１から排出されＮＯｘ吸放材２に吸着されたＮＯｘを三元触媒１へ再び戻すことにより、浄化率が向上した。さらに、ＮＯｘ吸放材２への入りガス温度を冷却器３で調温することで、平均浄化率が９０％を超え、さらに浄化効率が向上した。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例１の排ガス浄化システムの系統図である。
【図２】実施例２の排ガス浄化システムの系統図である。
【図３】実施例３の排ガス浄化システムの系統図である。
【図４】実施例４の排ガス浄化システムの系統図である。
【図５】実施例１の排ガス浄化システムの系統図であって、排ガスの流路を示す系統図である。
【図６】実施例１の排ガス浄化システムの制御を示すフローチャートである。
【図７】実施例２の排ガス浄化システムの系統図であって、排ガスの流路を示す系統図である。
【図８】実施例２の排ガス浄化システムの制御を示すフローチャートである。
【図９】実施例３の排ガス浄化システムの系統図であって、排ガスの流路を示す系統図である。
【図１０】実施例３の排ガス浄化システムの制御を示すフローチャートである。
【図１１】実施例４の排ガス浄化システムの系統図であって、排ガスの流路を示す系統図である。
【図１２】実施例４の排ガス浄化システムの制御を示すフローチャートである。
【図１３】実車を模擬した評価システムを用いた評価試験の結果を示すグラフであって、実施例および比較例の排ガス浄化システムの平均浄化率を示す。
【符号の説明】
【００５４】
１：三元触媒（ＮＯｘ還元触媒）
２：ＮＯｘ吸放材（ＮＯｘ吸着放出材）
３：冷却器（調温手段）
Ｖ：バルブ（弁体）
Ｔ：温度センサ
ＥＮＧ：エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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