(57)【要約】  本発明は、排ガス後処理のための特別な触媒コンバータのための調整手段に関する。触媒コンバータ概念は、少なくとも２つの窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが車両の排気セクションにおいて使用される点で区別される。第１の、近接配置されることができるユニットの後に、車両のアンダーボディに配置されることができる１つ又は２つ以上の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが設けられている。窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは次いで、その下流の窒素酸化物しきい値の超過に関連して発生される。
2012503735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
好適には近接配置された第１の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータと、該第１の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流の同じ排気セクションにおける、それぞれ互いに空間的に分離して配置された１つ又は２つ以上の別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとを含む排ガス浄化装置を有する、優先的にリーン運転される内燃機関の排ガスを処理するための方法において、
ａ）個々の触媒コンバータの下流において所定の窒素酸化物しきい値に達することによって、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生のためのリッチ段階の開始が行われ、
ｂ）所定の窒素酸化物しきい値に達した結果としてその下流において現在のリッチ段階が開始された触媒コンバータの下流において所定のラムダ値を下回った時に、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生のためのリッチ段階の終了が開始され、
ｃ）前記個々の所定の窒素酸化物しきい値は、流れ方向で次第に低くなるように選択されており、
ｄ）触媒コンバータは、再生の後の現在の条件において窒素酸化物吸蔵作用の所定のレベルに達している場合にだけ前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとして考慮されることを特徴とする、内燃機関の排ガスを処理するための方法。
【請求項２】
過剰に高い温度から成るグループから選択された効果の結果、熱的老化の結果、及び汚染又はこれらの組合せの結果、窒素酸化物吸蔵作用が減じられる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
最後の触媒コンバータの下流における窒素酸化物しきい値がエンジンの運転状態の大部分において関連法規の制限よりも低くなるように、個々の窒素酸化物しきい値が特定される、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
最後の触媒コンバータの下流における窒素酸化物しきい値がエンジンの運転状態の大部分において関連法規の制限よりも低くなるように、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの数が選択される、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
１つ又は２つ以上の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流にＳＣＲ触媒コンバータが配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
個々のＳＣＲ触媒コンバータの下流において所定のラムダ値を下回った場合にのみ、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生のためのリッチ段階の終了が開始される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
近接配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの温度が＞６００℃である場合に脱硫プロセスが開始される、請求項１記載の方法。
【請求項８】
発生された硫黄含有排ガスが、バイパスラインによって１つ又は２つ以上の下流窒素酸化物吸蔵触媒コンバータに通過させられる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
別の触媒コンバータの脱硫が、該別の触媒コンバータの温度が＞５５０℃である場合に開始される、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス後処理のための触媒コンバータのための調整方法に関する。触媒コンバータは、車両の排気セクションにおいて少なくとも２つの窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが使用され、この窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、排気セクションにおいて互いに空間的に分離されて配置されており、第１の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは好適には近接配置されている。
【０００２】
希薄運転式内燃機関、いわゆる希薄燃焼エンジンは、主に、成層噴射を用いて、超化学量論的な空気／燃料比で、運転される。従って、希薄な空気／燃料混合物は、燃料の完全燃焼のために必要とされるよりも高い酸素濃度を含んでいる。従って、対応する排ガスは、一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ2）及び炭化水素（ＨＣ）等の排ガス成分を減じることとともに、過剰な酸化成分である酸素（Ｏ2）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を含んでいる。希薄排気ガスは、一般に、３〜１５体積％の酸素を含んでいる。
【０００３】
希薄燃焼エンジンは、ディーゼルエンジン及び希薄燃焼火花点火エンジンを含む。近年においてようやく、短期間に亘ってリッチ空気／燃料混合物を用いて運転されてもよいディーゼルエンジンが開発された。希薄燃焼火花点火エンジンにおいて、化学量論的又は超化学量論的、すなわちリッチな、空気／燃料形成は、例えば全負荷運転又はコールドスタート等の所定の運転段階において行われる。
【０００４】
本発明の関係において、ガソリン直噴及び成層チャージ運転を用いるディーゼルエンジン及び火花点火エンジンに加え、約１．４までの空気比を用いて運転される、すなわち希薄な、実質的に均一な混合物形成を用いる慣用の火花点火エンジンも、広く希薄運転エンジンとして見なされる。ガソリン直接噴射を行う特別に開発された希薄燃焼エンジンは、２．５までの空気比で運転されてよく、最も新しい希薄燃焼エンジンは、５よりも大きな空気比で運転されてもよい。ディーゼル車両において、空気比は２５であってよい。
【０００５】
空気比λは、内燃機関の運転モードを説明するために、空気／燃料比の代わりにしばしば用いられる。前記空気比λは、化学量論的条件に正規化された空気／燃料比である。従って、空気比λ＝１とは、化学量論的組成の空気／燃料混合物を表す。希薄燃焼エンジンにおいて、空気比は一般に又は常に１よりも大きな値である。
【０００６】
希薄燃焼エンジンの排気ガスにおける高い酸素含有量により、燃焼中に発生させられた窒素酸化物（ＮＯｘ）は、化学量論的に運転される火花点火エンジンの場合のように三元触媒コンバータによって窒素を形成するように炭化水素と一酸化炭素との同時酸化によって、連続的に還元することはできない。前記窒素酸化物（ＮＯｘ）の触媒還元は、化学量論的からリッチな排気ガス混合物において行われることができる。希薄排気ガスにおいて窒素酸化物を連続的に還元することができるために、例えばＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒コンバータ又はＳＣＲ触媒コンバータ等の、特別な触媒コンバータが使用される。希薄排気ガスにおける窒素酸化物の還元のための別の可能性は、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを使用することである。断続的に運転される前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、希薄排気ガスに窒素酸化物を吸蔵し、化学量論的からリッチな排気ガス条件下で、吸蔵された窒素酸化物を還元することを可能にする（ＳＡＥ文献ＳＡＥ９５０８０９）。将来の排ガス基準に準拠するために、希薄燃焼ガソリン及びディーゼルエンジンを備える自動車には、既に、ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータ（ＮＳＣ）が装備されている。
【０００７】
窒素酸化物のバッファリングを可能にするために、適切な支持体、例えばセラミック又は金属から成る内部ハニカムボディに、触媒として活性の成分及びＮＯｘ吸蔵材料として、ハイグレード金属が提供される。窒素酸化物吸蔵材料自体は、支持材料に微細粒子形式で堆積させられてよい実際の窒素酸化物吸蔵成分から成っている。吸蔵成分として、主にアルカリ金属、土類アルカリ金属、及び希土類金属の基本酸化物が使用されるが、特に、対応する窒素酸化物化合物、例えば窒化物を形成するために窒素酸化物と反応する酸化バリウムが使用される。触媒として活性の成分は、支持金属に吸蔵成分と共に概して堆積させられた、プラチナ群のハイグレード金属が慣用的に使用されている。支持材料として、一般に、大きな表面積を有する活性酸化アルミニウムが使用される。しかしながら、触媒として活性の成分は、例えば活性酸化アルミニウム等の別個の支持材料に提供されてもよい。
【０００８】
窒素酸化物は、定義によって、一酸化窒素及び二酸化窒素から成り、希薄燃焼エンジンの排気ガスにおいて、エンジンの運転状態に応じて、一酸化窒素は、存在する窒素酸化物の約５０〜９０％までを構成する。希薄雰囲気、すなわち酸素リッチ雰囲気において、ＨＣ及びＣＯ成分に加え、窒素酸化物は、存在するハイグレード金属の触媒作用によりＮＯｘ吸蔵触媒コンバータにおいて酸化され、触媒コンバータに吸収され、例えば、硝酸バリウム等の硝酸塩を形成し、これにより、排気ガス流から除去される。ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの吸蔵能力が飽和されると、エンジン電子装置は即座に、リッチ還元排気ガス混合物（通常、約２〜１０秒間のリッチモード）を設定する。規則的な短時間の"エンリッチメント"の結果、反応は逆方向に生じ、その結果、吸蔵された窒素酸化物は、排気ガス流に再び充填され、リッチ雰囲気中に存在するＨＣ（不完全に燃焼した炭化水素）又はＣＯ等の還元成分によってＮ2に還元される。これにより、触媒コンバータは、次の吸蔵サイクルのために再生される。この手段により、燃料効率のよい希薄燃焼エンジンの汚染物排出を最小限に抑え、かつ法的に規定された排出制限値を遵守することもできる。窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの吸蔵能力は、ＮＯｘセンサによって監視されてよい。窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの運転モードは、ＳＡＥ文献ＳＡＥ９５０８０９に詳細に説明されている。対応するＮＯｘセンサは、"Autoabgaskatalysoren, Grundlagen-Herstellung-Entwicklung-Recycling-Oekologie"["Automobile exhaust-gas catalytic converters, fundamentals-production-development-recycling-ecology"],2005,Expert Verlag, 2nd Editionという文献に記載されている。
【０００９】
現在利用されている吸蔵触媒コンバータは、有利には２５０〜４５０℃の温度範囲においてのみＮＯｘを吸蔵することができる。最も高い吸蔵速度は、３００〜４００℃の温度範囲で得られる。温度が上昇すると、窒素酸化物の熱的脱着が生じる。従って、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、慣用的に、希薄燃焼エンジンを備えた自動車の比較的低温のアンダーボディの領域において用いられる。なぜならば、この場所では、車両の通常運転における排気ガス温度は、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの最適な利用を可能にするからである。
【００１０】
この研究の重点は、特に、コールドスタート段階を短縮することである。なぜならば、汚染物排出の大部分は、エンジンが始動された後の最初の３分間に排出されるからである。この時間において、触媒コンバータは実質的に機能しない。なぜならば、触媒コンバータの作動温度に達していないからである。コールドスタート段階は、特に以下の手段によって短縮されてよい：
・リッチ運転中の触媒コンバータの上流における空気の噴射（触媒コンバータを加熱する火炎を発生する）
・触媒コンバータが電気的に加熱される
・点火を遅らせる
・できるだけ近接配置された位置に触媒コンバータを取り付ける（例えば排気マニホールドの直ぐ下流）。
【００１１】
できるだけエンジンの近くに吸蔵触媒コンバータを取り付けることは、コールドスタートの後の触媒コンバータの早期作動を可能にするが、前記位置における触媒コンバータの強い加熱に関連した欠点を有する。特に火花点火エンジンの場合、全負荷運転中、近接配置された領域における触媒コンバータにおいて、約１０００℃の温度に達する可能性がある。ディーゼルエンジンにおいては、例えば下流のディーゼル粒子フィルタの再生中に、最大で８００℃の温度に達する。この理由から、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、車両のアンダーボディ領域に配置された触媒コンバータよりも高い熱負荷に耐えることができなければならない。現代の希薄燃焼火花点火エンジンは、アンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを有しており（C.Schwarz他, MTZ05/2007, 第６８巻、第３３２頁以下参照）、前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、最大で８３０℃で負荷される（A.Waltner, "Die zweite Generation der Benzindirekteinspritzung"["The second generation of gasoline direct injection"], 15th Aachen Colloquium 2006参照）。
【００１２】
化学量論的に運転される内燃機関について、国際公開第９６／１７６７１号には、近接配置された触媒コンバータとアンダーボディ触媒コンバータとから成る排ガス浄化装置が記載されており、この排ガス浄化装置は、コールドスタート段階における全ての３つの汚染物、特に炭化水素、一酸化炭素、及び窒素の改良された変換を可能にする。近接配置された触媒コンバータは、内燃機関の通常運転中に１１００℃までの極めて高い温度に曝されるので、特に耐熱組成を有していなければならない。国際公開第９６／１７６７１号によれば、近接配置された触媒コンバータは、酸化アルミニウムにパラジウムを含んでいる。高温に関連して酸化アルミニウムを安定させるために、触媒コンバータは、アルカリ土類金属の酸化物、すなわち酸化ストロンチウム、酸化カルシウム、及び酸化バリウムのうちの少なくとも１つを含む。前記排ガス浄化装置は、化学量論的に運転される内燃機関のために最適化されているが、希薄燃焼内燃機関の排ガスから窒素酸化物を除去するのには適していない。
【００１３】
米国特許出願公開第２００６／０１６８９４８号明細書は、排ガス浄化のためのシステムを開示しており、このシステムは、直列に接続された２つのＮＯｘ吸蔵触媒コンバータから成る。この場合、第１の触媒コンバータは、低温での再生中の窒素酸化物の高い着脱率を保証するために、可能な限り少量のアルカリ又はアルカリ土類酸化物を有するか、さらには全くアルカリ又はアルカリ土類酸化物を有さないことが望ましい。第１の触媒コンバータは同様に、硫黄汚染の受けやすさが低い。脱硫のための方法も同様に開示されている。触媒コンバータのための特別な調整手順は提案されていない。
【００１４】
独国特許第１９９１８７５６号明細書には、排ガスの窒素酸化物（ＮＯｘ）の比率を減じるために、排気ダクトに配置された触媒コンバータシステムを有する、特に自動車の内燃機関の排ガスの浄化のための装置と、前記形式の装置を運転するための方法とが記載されている。触媒コンバータシステムは、排ガスの流れ方向で、第１のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータと、この第１のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータから間隔を置いて配置された第２のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータとを有している。ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの近接配置された構成は、望ましくない。２つの窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生の開始の調整は、温度に関して又は触媒コンバータの吸蔵程度に関して行われ、リッチモードの終了に関してステートメントは行われない。
【００１５】
欧州特許第１１５２１４０号明細書には、排ガス浄化装置が記載されており、この場合、２つの別個のＮＯｘ吸蔵触媒コンバータが使用されている。この場合、第１の触媒コンバータは、高温が生じる排気システムの領域において第２の触媒コンバータに関して配置されている。この場合、第１の触媒コンバータのアルカリ性は、下流に配置された第２の触媒コンバータのアルカリ性に対して高められており、これにより、高温においても、改良されたＮＯｘ吸蔵作用を得ることができる。三元触媒コンバータ（ＴＷＣ）は近接配置ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの上流に配置されていてよく、適切ならばＮＯｘ吸蔵触媒コンバータとともに缶詰めされている。前記文献は、再生手順には言及していない。
【００１６】
対照的に、国際公開第２００６／６０６９６５２号は、近接配置始動触媒コンバータと主触媒コンバータとから成る窒素酸化物吸蔵触媒コンバータシステムの窒素酸化物吸蔵能力を監視するための方法を提案しており、両触媒コンバータは窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとして提供されている。前記形式の触媒コンバータシステムにおいて、始動触媒コンバータはもちろん運転中に特に高い温度に曝されるので、早期老化を受ける。従って、前記始動触媒コンバータの窒素酸化物吸蔵能力は、主触媒コンバータのものよりも速く低下する。従って、触媒コンバータの故障を適時に検出することができるために、始動触媒コンバータの老化状態をより頻繁に試験する必要がある。前記発明の実施の形態によれば、始動触媒コンバータは、付加的に酸素吸蔵機能を有するべきである。通常運転において、触媒コンバータは、エンジンの希薄運転中に吸蔵された窒素酸化物を再び着脱しかつ前記窒素酸化物を無害な成分に変換するために、触媒コンバータの下流の窒素酸化物の漏れの評価が再生基準を超えたならばエンジンを希薄燃焼運転からリッチ運転へ短時間だけ切り換えることによって、触媒コンバータは時々再生される。主触媒コンバータの下流の窒素酸化物センサは、切換え時点を決定するために働く。希薄燃焼モードからリッチ運転へ切り換えるための基準として、窒素酸化物センサによって測定され排ガス中の窒素酸化物濃度を考慮することができる。前記窒素酸化物濃度が所定の限界値を超えたならば、再生が開始される。
【００１７】
現代の希薄燃焼エンジンの排ガスは将来はさらに低温になることが仮定される。この理由は、現代のエンジンのより一層効率的な燃焼プロセスと、ＣＯ2排出量、ひいては燃料消費をさらに低減するという目標である。さらに、過給機等の手段により排気システムにさらにヒートシンクが導入される。文献（C.Schwarz他, MTZ05/2007, 第６８巻、第３３２頁以下、及びA.Waltner他, "Die zweite Generation der Benzindirekteinspritzung"["The second generation of gasoline direct injection"], 15th Aachen Colloquium 2006参照）には、ガソリン直接噴射及び成層チャージングを備えた第２世代火花点火エンジンを備えた、既に連続生産されている車両においてさえも、運転サイクルの間にアンダーボディ触媒コンバータにおいて極めて低い排ガス温度が生じ、加熱手段は触媒コンバータを運転温度に昇温しなければならず、これは燃料消費を増大させる恐れがある。近接配置三元触媒コンバータ及びアンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの温度分布において、上で引用した文献に記載されているような"New European Driving Cycle(NEDC)において、近接配置三元触媒コンバータは、アンダーボディ領域に配置された触媒コンバータよりも約５０〜２００℃高い温度で運転させられる。さらに、近接配置触媒コンバータは、アンダーボディ領域に配置された触媒コンバータよりも著しく速く２５０℃を超える運転温度に到達する。これは、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが近接配置であるべきであるという結論を提案する。近接配置触媒コンバータの運転温度は、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの最適運転温度よりも高いので、アンダーボディ領域に別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを配置することが必要である。さらに、近接配置位置における設置スペースは一般に著しく制限されているので、１つの近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、著しく大きな寸法であることはできない。
【００１８】
好適には近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータと、場合によってはアンダーボディ領域に取り付けられた別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとを備えた排ガス浄化システムがどのように、低温排気ガス又はコールドスタートの問題の要求を満たし、全体的な汚染物排出量及び熱負荷を考慮するために有利に作動させられるかについて、従来技術には環境的に及び経済的に好都合な手段はこれまで存在していないのが事実である。
【００１９】
従って、本発明の課題は、調整手順を設計することであり、この調整手順を用いて、少なくとも２つの窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを有する排ガス浄化システムを好都合に作動させることができる。この場合、調整手順は、概して、好適には近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータと、場合によってはアンダーボディ領域に設置された１つ又は２つ以上の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとを有するシステムが、経済的及び環境的観点から有利に作動させられ、かつさらに増大する排ガス制限値の要求を同時に満たすことを可能にすべきである。
【００２０】
前記課題、及びより詳細に述べられていないが従来技術から明らかに認識することができる別の課題は、請求項１の特徴を用いて規定される方法によって解決される。本発明による方法の好適な改良は、請求項１に従属する請求項に示されている。
【００２１】
ａ）個々の触媒コンバータの下流における所定の窒素酸化物しきい値を達成することによって、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生のためのリッチ段階の開始が行われ、
ｂ）所定の窒素酸化物しきい値が達成された結果としてその下流において現在のリッチ層が開始された触媒コンバータの下流において所定のラムダ値を下回った時に、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生のためのリッチ段階の終了が開始され、
ｃ）個々の所定の窒素酸化物しきい値が、流れ方向で次第に低くなるように選択されており、
ｄ）触媒コンバータが、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータであって該窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいてのみ再生の後の現在の条件において窒素酸化物吸蔵作用の所定のレベルを達成するものであると考えられることを特徴とする、好適には近接配置された第１の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータと、該第１の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流の同じ排気セクションにおける、それぞれ互いに空間的に分離して配置された１つ又は２つ以上の別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとを含む排ガス浄化装置を有する、優先的にリーン運転される内燃機関の排ガスを処理するための方法において、前記課題は、極めて単純であるが有利かつ予想されない形式で解決される。特に、本発明による前記装置及び該装置の作動によって、自動車の動作範囲の中の低温段階（渋滞、市街地走行、始動段階）において及び主に希薄排気ガスを用いた高温における動作範囲において汚染物質の著しい減少を達成することができる。本発明による調整手順は、エンジンの作動状態の変化に柔軟に反応し、それにもかかわらず窒素酸化物排ガス制限値が遵守されることを十分な確実性で保証することをも可能にする。
【００２２】
ここで使用される窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、当業者に十分によく知られている。窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、一般に、実際の触媒的に活性の成分（例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ）、吸蔵材料（例えばＢａＯ）、及び支持体（例えば酸化アルミニウム、ＣｅＯ2）を含んでいる（欧州特許出願公開第１３１７９５３号明細書、国際公開第２００５／０９２４８１号）。材料は、互いに一緒に又は別個に、当業者に知られた方法を利用して、セラミック（例えばキン青石）又は金属から成るモノリシックの、不活性な四角形又は六角形ハニカムボディへのコーティングの形式で提供される。ハニカムボディは、横断面に亘って微細な格子パターンで配置された、浄化したい排ガスのための流路を有しており、これらの流路は、ハニカムボディの長手方向軸線に対して平行に位置している。セル密度（ハニカムボディの横断面の単位面積当たりの流路の数）は通常１８００〜１００ｃｐｓｉ、好適に９００〜３００ｃｐｓｉ、特に好適には約４００ｃｐｓｉである。近年では、６２ｃｍ-2のセル密度を備えたハニカムボディが最も頻繁に使用される。触媒的に活性のコーティングは流路を区切っている隔壁の壁表面に、ハニカムボディの５０〜４５０グラム毎リットル（ｇ／ｌ）の体積、好適には２００〜４００ｇ／ｌ、極めて特に好適には２５０〜３５０ｇ／ｌの濃度で堆積させられる。
【００２３】
窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、互いに空間的に別個に取り付けられるべきである。本発明の関連において、空間的に別個とは、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを有さない領域が、個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの間に配置されており、これにより、前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが互いに間隔を置いて配置されていることを意味する。従って、２つの個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとして形成されていない窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、１つのコンバータハウジングに直接連続して配置されたものであると考えられる。２０〜２００ｃｍ、好適には４０〜１５０ｃｍ、極めて好適には６０〜１２０の、個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの間の間隔が、十分でありかつ有利であると考えられる。
【００２４】
本発明による可能な触媒コンバータ配列が、例えば図１〜図５に示されている。
【００２５】
リッチ段階は、個々の触媒コンバータの下流における所定の窒素酸化物しきい値が達成された時に開始される。前記値は例えば、どのような理由でも、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの窒素酸化物吸蔵作用が低下し、窒素酸化物の漏れの増大が生じた時に得られる。
【００２６】
発明の関連においてリッチモードの開始を制御する窒素酸化物しきい値は、窒素酸化物排出量（質量）のレベルを意味すると理解すべきである。当業者は、前記排出量しきい値又は限界値の決定又は計算のための基礎として使用されるパラメータを規定してよい。好適にはこの目的のために使用されるパラメータとして、窒素酸化物質量流量、窒素酸化物濃度、累積窒素酸化物質量流量、相対窒素酸化物濃度、相対累積窒素酸化物質量流量、相対窒素酸化物質量流量等を含むグループから選択された以下の変数を考慮することができる。例えば、（場合によっては累積の）窒素酸化物濃度は、個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流の窒素酸化物センサによって直接に測定されるか、電子制御ユニットにおける窒素酸化物排出量特性マップによってモデル化されてよい。前記制御ユニットは、同様に、モデル化された濃度から窒素酸化物質量流量を計算してもよい。
【００２７】
窒素酸化物センサを用いる場合、窒素酸化物濃度は、直接測定変数である。窒素酸化物質量流量は、排ガス質量流量に、排ガスに対する窒素酸化物の密度比を乗じることによって単純な形式で計算することができる。現在の窒素酸化物質量流量と、現在のサンプリング率との積を加えることにより、累積窒素酸化物質量流量が提供される。前記値のうちの１つが別の値に関連しているならば、相対的な値が得られる。加算期間の間に移動した距離に関連させることは、グラム毎キロメートル（ｇ／ｋｍ）での窒素酸化物値を提供し、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの上流における、累積窒素酸化物質量流量を、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの上流における累積窒素酸化物質量流量に関連させることは、グラムごとのグラムにおける変換としての窒素酸化物値を提供する。窒素酸化物しきい値は、対応して前記変数に基づいて決定されてよい。
【００２８】
個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流の温度が測定又はモデル化され、リッチモードの開始のために考慮されることが付加的に可能である。例えば同様に、慣用的に５００℃を超える温度の場合である、個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが、窒素酸化物のための高まった脱離速度を有するような所定の限界温度を超える前に再生を開始することも有利である（以下参照）。
【００２９】
既に示したように、提案された排ガス後処理システムにおいて、希薄段階において、個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの吸蔵材料の設計、吸蔵材料の負荷状態、吸蔵材料の老化の程度、硫黄による吸蔵材料の汚染、吸蔵材料の作動温度及び／又は窒素酸化物の質量流量に応じて、吸蔵作用が喪失される直前に触媒コンバータ材料による窒素酸化物の漏出が生じることが本質的に可能である。このような運転状態をも確実に回避することができるために、本発明では、窒素酸化物の吸蔵は、連続して配置されかつ互いに離れて配置された（図９）窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいて次々に行われる。この場合、個々の触媒コンバータの再生の開始は、個々の触媒コンバータの下流における窒素酸化物しきい値の超過の結果として行われる（上記参照）。本発明の関連において、前記しきい値は、エンジン制御装置によって、エンジンの個々の運転状態及び触媒コンバータの設計に柔軟に適応させられてよい。個々の所定の窒素酸化物しきい値が流れ方向で次第に低くなることが条件である。しきい値の超過は、対応して、再生（"リッチ段階"）を開始するための調整判定基準として働く。前記調整判定基準は、使用されるそれぞれの触媒コンバータの下流において生じてよく、しきい値は、触媒コンバータ配列に沿った特性曲線の１つのタイプを規定する。前記特性曲線は、線形、双曲線、負のＳ字、負の指数曲線、１／ｘの形状、又は逆対数形状であってよい。１．０２〜５０、好適には１．０５〜３０、特に好適には１．２〜２０、極めて特に好適には１．５〜１５のファクタだけ異なる隣接するしきい値が使用されると有利である。システム自体がこれに関して、現在の触媒コンバータ構成と実際に生じている条件とを用いて、達成される最終結果に関する環境的及び経済的観点から得られるように設定すると、有利である（可能な限り低い燃焼消費とともに排ガス制限値を遵守する）。
【００３０】
再生段階の終了は、所定の窒素酸化物しきい値が達成された結果としてその下流において現在のリッチ段階が開始された触媒コンバータの下流において所定のλ値（ラムダ値）を下回った時に行われる。前記終了の構成は、一般的な専門的知識に基づいて当業者によって決定されるか、提案された排ガス後処理システムの最適化に関連してエンジン制御装置によって決定されてよい（可能な限り低い燃料消費とともに排ガス制限値を遵守する）。
【００３１】
導入部に既に記載したように、λ値は、特にＨＣとＣＯの比率における、排ガスにおける還元成分に対する酸素の比の測定単位である。λ値は、好適には、１．１〜０．８、より好適には１．０５〜０．９の値、極めて特に好適には約１の値であると仮定される。所定の窒素酸化物しきい値が達成された結果としてその下流において現在のリッチ段階が開始された触媒コンバータの下流の空気／燃料費に関してここで提案された制限値に達すると、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生のためのリッチ段階の終了は開始され、エンジンは従って通常希薄燃焼運転に再設定される。
【００３２】
使用される触媒コンバータの窒素酸化物吸蔵作用は、本発明の実施の形態に関連して、再生の後に再び所定の値を有する。なぜならば、本発明に関連して、触媒コンバータは、再生の後に現在の条件下で窒素酸化物吸蔵作用の所定のレベルを達成するところにおいてのみ、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータであると考えられるからである。これは複数の影響するパラメータに依存する。制限は、達成される最終結果に関連して環境的及び経済的観点から最適値が得られるように選択されるべきである（可能な限り低い燃料消費とともに排ガス制限値を遵守する）。特に窒素酸化物吸蔵作用を減じるパラメータは、過剰に高い温度、熱老化（図８）、例えば硫黄又はその他の有毒な元素による汚染、又はこれらの組合せから成るグループから選択された効果を含む。再生の後に所定値を達成しない又は有さない触媒コンバータは、もはや説明された調整回路に関与しない。なぜならば、前記触媒コンバータは、リッチ段階の開始及びリッチ段階の終了に関して存在すると考えられないからである。
【００３３】
所定の窒素酸化物吸蔵作用は、希薄とリッチとの変更によって個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの作動が依然として、達成すべき目的に関して好都合であるような値を意味すると理解されるべきである。窒素酸化物吸蔵作用が低すぎると、再生の直後に触媒コンバータの下流の窒素酸化物の高レベルの漏れを測定することができ、これは、新たな再生を開始し、従って、利用される下流の触媒コンバータの吸蔵作用なしに燃料消費を高める。窒素酸化物吸蔵作用は、可逆的又は不可逆的に減じられる。深刻な熱的老化、又はオイルアッシュ又は無機燃料成分からの無機有毒元素による触媒コンバータの汚染は、窒素酸化物吸蔵作用の不可逆的減少につながる。定義によって、不可逆的に深刻に非活性化された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、もはや調整回路に関与しない。しかしながら、窒素酸化物吸蔵作用の減少が可逆的であるならば、例えば窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが窒素酸化物吸蔵のための最適な温度範囲を外れて作動させられるならば、又は触媒コンバータが硫黄によって可逆的に汚染されたならば、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、個々の窒素酸化物吸蔵作用の回復後に再び調整回路に組み込まれる。
【００３４】
すぐ上に説明された態様の説明のために、例えば近接配置第１吸蔵触媒コンバータは、５５０℃以上に加熱された場合、窒素酸化物を吸蔵することができないか少なくとも僅かな窒素酸化物しか吸蔵できない。この場合、前記触媒コンバータの再生は、吸蔵作用のための十分な値の達成につながらない。前記場合、本発明の関連において及び調整手順に関連して、前記吸蔵触媒コンバータに続く触媒コンバータは、第１の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとして見なされる。前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは従ってもちろんもはや、エンジンに最も近い触媒コンバータではない。再生の開始のための判定基準が前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流において得られるならば、再生は、前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいて及び先行する触媒コンバータにおいて行われる。対応する状況は、触媒コンバータ、又は前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流の触媒コンバータにも当てはまる。
【００３５】
説明したように、しかしながら、本発明による方法における基本的前提条件は、窒素酸化物しきい値のための説明した特性曲線が、前記窒素酸化物しきい値が流れ方向で次第に低くなるように選択されているように構成されていることである。前記窒素酸化物しきい値は、最後の触媒コンバータの下流の窒素酸化物しきい値が、エンジンの運転状態の大部分において、関連する法的限界よりも低くなるように特定される。特性直線が、最後の触媒コンバータの下流の窒素酸化物しきい値が、関連する規制によって予め規定された試験サイクル（ＮＥＤＣ、ＦＴＰ−７５、ＵＳ０６、１０−１５Ｍｏｄｅ  Ｔｅｓｔ等）において関連する法的限界よりも低くなるように、構成されている。最後の触媒コンバータの下流の窒素酸化物しきい値が、関連する法的限界よりも常に低くなることが特に好ましい。
【００３６】
直前で論じた前記有利な実施の形態は、別の吸蔵触媒コンバータ、特に３つ以上の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが排気セクションに配置されていることによって補助されてもよい。これはつまり、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの数が、最後の触媒コンバータの下流における窒素酸化物しきい値がエンジンの運転状態の大部分において関連法規制限よりも低くなるように選択されることを意味する。存在する触媒コンバータの数が、最後の触媒の下流における窒素酸化物しきい値が、関連法規により規定された運転サイクルにおける関連法規制限（上記参照）よりも低くなるように選択されると、特に有利である。最後の触媒コンバータの下流における窒素酸化物しきい値が常に関連法規制限よりも低くなっていることが特に好ましい。
【００３７】
直前に述べた２つの点、すなわち窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの特性曲線の構成及び数と、窒素酸化物吸蔵材料との間には、相互関係が存在する。当業者は、（可能な限り少ない燃料消費で、排ガス制限値を遵守しつつ）最適な結果が環境的及び経済的観点から得られるように当業者がシステムのパラメータを設定すべきであることが当業者にとって明らかである。
【００３８】
原理的には、本発明による方法は、少なくとも２つの窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを用いて行われてよい。しかしながら、前述のように、排ガスの燃焼中に発生される汚染物をよりよく制御するために車両の排気セクションに直列に配置された、好適には３つ又は４つ以上の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを提供することも有利である。特に、ある状況において、２つの酸化物吸蔵触媒コンバータは排ガスの最適な浄化のためには十分ではない。第１に、本発明による方法において、好適な実施の形態は、第１の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが近接配置されていることである。導入部において既に示したように、これによって前記第１の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、ある状況においては、極めて高い温度に曝される。この温度は、吸蔵材料からの窒素酸化物の脱離が好適であるような限界よりも著しく高くてよい。前記近接配置触媒コンバータの窒素酸化物吸蔵作用は、熱負荷によって永久に損なわれる恐れもある（図８）。第２に、場合によっては、触媒コンバータの非活性化は硫黄酸化物による"汚染"により生じることもある（例えば米国特許出願公開２００６／０１６８９４８号明細書）。このような場合、（空間的に分離した）３つ以上の別個の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの存在が絶対的に有利である。
【００３９】
別の好適な実施形態において、ＳＣＲ触媒コンバータが、個々の空間的に分離した窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流に配置されていてよい（図３及び図４）。前記形式のＳＣＲ触媒コンバータは当業者に公知である（国際公開第２００７／１３７６７５号、米国特許第４９６１９１７号明細書、独国特許第１０３３５７８５号明細書）。ＳＣＲ触媒コンバータは、希薄排ガス条件において、例えばアンモニア等の還元剤を加えることによって、窒素酸化物を選択的に変換して窒素を形成する触媒コンバータを意味するものと理解される。前記触媒コンバータは、酸性酸化物を含んでおり、アンモニアを吸蔵してよい。典型的なＳＣＲ触媒コンバータは例えば、酸化チタンに酸化バナジウム及び／又は酸化タングステンを含んでいる。択一的に、Ｈ字形として使用される又は銅及び／又は鉄等の金属と交換されてよいゼオライトを使用することも可能である。前記形式の触媒コンバータは、通常あらゆる触媒的に活性のプラチナ金属を含んでいない。なぜならば、前記金属は、希薄排気ガスにおけるアンモニアを酸化させ、窒素酸化物を形成するからである。本発明による排ガス浄化システムのために、好適にはゼオライトを含むＳＣＲ触媒コンバータが使用される。ゼオライトは、アンモニア及び炭化水素に対して特に大きな吸蔵能力を有している。従って、ゼオライトは、窒素酸化物を含む排気ガスの前記成分を吸蔵及び変換するのに極めてよく適している。
【００４０】
極めて特に好適な実施の形態において、直前に説明したような場合における"リッチ段階"の終了は、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生のためのリッチ段階の終了が、個々のＳＣＲ触媒コンバータの下流においてさらに上で説明したような（所定の）ラムダ値を下回った時に初めて開始されるように、変更される。このような場合、第１に、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいてリッチ段階の間に形成されたアンモニアが、対応して設計されたＳＣＲ触媒コンバータに吸蔵され、その後の希薄段階において、ＳＣＲ触媒コンバータにおける窒素酸化物の選択的な還元のために使用することができる。さらに、このような場合、形成されたアンモニアが下流の後続の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータによって酸化されて窒素酸化物に戻され、吸蔵されることが、回避される。このようなことは、アンダーボディ領域に配置される可能性がある別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの吸蔵能力をより迅速に低減させる恐れがある。ＳＣＲ触媒コンバータが同様にアンダーボディ領域に配置されることも有利である。なぜならば、低温（＜３５０℃）における前記ＳＣＲ触媒コンバータのアンモニア吸蔵能力は、高温における吸蔵能力よりも高く、前記範囲における最大熱負荷が同様により低いからである。
【００４１】
ＳＣＲ触媒コンバータが、アンダーボディ領域に設置されることができる１つ又は２つ以上の別の窒素酸化物吸蔵触媒の下流に配置されることも同様に有利である。なぜならば、そこでは熱負荷がさらに小さく、雰囲気中へのアンモニアの直接排出が前記配置によって回避される。しかしながら、この場合、形成されるアンモニアの量は、ＳＣＲ触媒コンバータが、アンダーボディ領域に配置されることができる別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの上流に配置されている場合よりも、著しく少なく、その結果、前記アンモニアの量は、前記配置における窒素酸化物の全体的な変換に寄与する。
【００４２】
近年販売されている燃料は、硫黄を完全に含まないわけではない。窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを備えた車両は、１０ｐｐｍ未満の硫黄を含有した燃料を用いて運転されなければならない。これは、排ガスとともにエンジンから排出される硫黄酸化物が、希薄燃焼運転においても前記燃料の燃焼の間に発生されるからである。有利な窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが、硫黄酸化物、特にＳＯ2及びＳＯ3を吸蔵する場合にも優れていることが、それらの性質である。従って、燃料の硫黄含有量に応じて、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータから、窒素酸化物だけでなく、吸蔵された硫黄酸化物も解放されることが必要である（米国特許出願公開第２００６／０１６８９４８号明細書）。さもないと硫黄の望ましくない蓄積が吸蔵触媒コンバータにおいて生じ、硫黄の蓄積の結果、吸蔵材料の汚染を生じる。しかしながら、硫黄酸化物に対する吸蔵材料のより大きな親和力により、再生は、窒素酸化物よりも高い温度において行われる。従って、硫黄を解放し、硫黄を硫黄酸化物（ＳＯ2）に再び変換するために、排ガス温度は対応して高められなければならない。近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、硫黄捕捉部として働くことができ、近接配置である結果、十分に頻繁に対応する温度に加熱されるという利点を有する。従って、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの温度が＞６００℃、好適には６５０℃より高いか、特に好適には７００℃より高い場合に脱硫が開始されると有利である。脱硫は、原理的に、"エンリッチメント"によって、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータと同じ機構によって行われてよい。従って、上述の手段はここでは、脱硫が窒素酸化物の再生よりも時間的に長くかかるということを考慮して、特定の温度に関連して用いられてよい。
【００４３】
別の好適な実施形態において、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータのこのような再生において、発生された硫黄含有排気ガスは、バイパスラインによって１つ又は２つ以上の下流の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータを通過させられ、これにより、前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータには、付加的に硫黄酸化物が付加されることはない。しかしながら、時には前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータから硫黄を解放しなければならない。これは好適には、システムの一部又はシステム全体の脱硫に関連して行われる。これは有利には、アンダーボディ領域に設置されることができる下流の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの温度が＞５５０℃、より好適には６００℃よりも高い、極めて特に好適には６５０℃よりも高い場合に開始される。
【００４４】
当業者は、排ガス浄化システムのために本発明による調整手順を行うことができるためにここでどのエンジン制御装置を使用することができるかを知っている（Electronic Engine Controls, 2008, ISBN Number: 978-0-7680-2001-4）。前記当業者は同様に、再生判定基準（ＮＯｘしきい値及びラムダ値）を測定するために考慮されてよりセンサを知っている（Christian Hagelueken, "Autoabgaskatalysoren, Grundlagen-Herstellung-Entwicklung-Recycling-Oekologie"["Automobile exhaust-gas catalytic converters, fundamentals-production-development-recycling-ecology"], Expert Verlag, 第２版、第１８８頁以下、特に第２０６頁以下）。
【００４５】
しかしながら、１つの特定の有利な実施形態において、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ又はＳＣＲ触媒コンバータの下流におけるセンサの取付けを省略することもできる。この場合、個々の再生判定基準（窒素酸化物しきい値及びリッチ漏出（rich breakthrough））は、エンジン特性のデータに基づいて及びコンピュータ計算によって得られる。センサを省略することは特に、前記形式のシステムのコスト及び保守に関して有利である。
【００４６】
本発明は、従来技術に対して、希薄燃焼内燃機関の排気セクションに配置された個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの特別な形式の再生によって区別される。
【００４７】
対照的に、国際公開第２００６／６９６５２号には、希薄モードからリッチモードへの切換えのための判定基準として主触媒コンバータの下流における排ガスの窒素酸化物濃度が考慮されることによって、システム全体の再生が通常行われることが記載されている。近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの吸蔵能力を決定することができるために、前記吸蔵能力は、主触媒コンバータの吸蔵能力とは別個に決定される。本発明によれば、この目的のために、触媒コンバータシステム全体には、別の希薄運転段階におけるように、再生判定基準に達するまで、窒素酸化物が付加される。しかしながら、全体的な再生の代わりに、残りの窒素酸化物吸蔵能力のための手段として最初の触媒コンバータの再生のための時間が考慮されることによって、最初の触媒コンバータの再生から成る部分的な再生のみが行われる。本発明は有利には、以下の点でこれとは区別される。つまり、特に前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが排気されると、すなわち十分な窒素酸化物吸蔵作用のために窒素酸化物しきい値を超えると、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいて常に再生が行われる。個々の下流の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおける再生は、個々の下流の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが、特に前記下流の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが排気された場合にのみ、例えば上流の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが、例えば導入部に示された理由から、その実際の作用に関して所定値よりも低下した場合に、行われる。
【００４８】
例えば、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータと、アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとから成るシステム場合、これは、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが十分なレベルの作用を有する範囲において、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流における再生判定基準（窒素酸化物しきい値）を超えるとエンジン制御装置がエンジンを希薄運転からリッチ運転（上記参照）に切り換えることを意味する。従って、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流においてリッチ漏出が検出されると、リッチモードが再び不活性化される。この時点で、再生された近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、再び窒素酸化物を吸蔵する準備ができている。近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが、過剰に高い温度により、低すぎる作動のレベルを有するならば、アンダーボディに設置されることができる別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが、対応して高い作動レベルを生じる。排ガス浄化システムの再生の調整は、アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいてのみ行われることができる。アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流において再生判定基準（窒素酸化物しきい値）が達せられると、エンジン電子装置は、リッチ運転への切換えを行う。これは、アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流において所定のラムダ値を下回るまで維持される。次いでエンジンは、アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流において再び再生判定基準が生じるまで、又は近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの十分な作動が再び得られると近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流において再生判定基準が達せられるまで、再び通常希薄モードで運転させられる。これは、互いに空間的に分離して配置された３つ以上の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータのために対応して理解されるべきである。
【００４９】
前記運転モードは、全体的に、全体的な排気システムの終端において還元剤漏出を低減する。なぜならば、下流窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、存在するならば、小さな還元剤漏出を容易に酸化させることができる。小さな還元剤漏出は、リッチ段階の最後まで、リッチ段階を開始する窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいて生じる。同様の動作は、リッチ段階を開始する窒素酸化物吸蔵触媒コンバータによって、リッチ段階の最後に、リッチ段階の間に形成されることができるＮＨ3の漏れによって得られる。リッチ段階を開始する窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいて形成されたＮＨ3は、別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいて酸化させられて窒素酸化物を形成し、次いで、再び直接に吸蔵され、これにより、雰囲気中へ移動することはできない。さらに、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの再生の間、一般に再生プロセスの最初に生じる窒素酸化物脱離ピークは、別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータによって遮断され、さもなければ慣用的であるように、放出されない。これはさらに窒素酸化物放出を減じる。
【００５０】
本発明において提案された再生手順全体にけるより頻繁な再生にもかかわらず、燃料消費は、そうでない慣用の再生手順よりも有利に異なる。なぜならば、再生は平均的に、排気システム全体に亘る他の慣用の再生よりも著しく短いからである。慣用の再生の場合、吸蔵された窒素酸化物に加え、排気システム全体（例えば三元触媒コンバータを含む）に存在する可能性のある酸素吸蔵が減じられる一方で、本発明の場合、減じられたリッチ期間を開始する個々の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータまで酸素が吸蔵されるだけである。
【００５１】
アンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは、一般に触媒コンバータが２５０〜４５０℃の温度になるような５０〜１００ｋｍ／ｈの車両速度において最適に利用される。例えば５０ｋｍ／ｈ未満の車両速度又はコールドスタート時の比較的低い排ガス温度において、別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが近接配置されていると有利であり、この別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータは平均してより高い温度に曝されるので、エンジンの比較的低温の運転時点でＮＯｘの減少に最適な貢献を提供することができる（図６及び図７）。特に高い排ガス温度においてさえも高いＮＯｘ変換率が要求される場合には、別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが、アンダーボディに配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流、例えば排気マフラの位置に配置されていると特に有利である。これは例えば、約１００ｋｍ／ｈを超える車両速度のような場合である。この場合、アンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの温度は、おそらく高すぎ、その結果、さらに後方に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが使用されることになる。これは、従来技術から自明に導き出すことはできない。
【００５２】
本明細書においてアンダーボディ領域という場合、これは、本発明に関連して、触媒コンバータが、第１の近接配置触媒コンバータの端部から下流に０．２〜２．５ｍ、より好適には０．５〜２ｍ、極めて特に好適には０．７〜１．５ｍの距離に取り付けられているような車両の領域に関する。
【００５３】
本発明に関連して、近接配置とは、エンジンのシリンダの排ガス出口から、７０ｃｍ未満、好適には５０ｃｍ未満、極めて特に好適には３０ｃｍ未満の距離における触媒コンバータの配置に関する。近接配置触媒コンバータは、好適には、排気マニホールドが排気ラインに合流している箇所のすぐ下流に配置されている。択一的に、近接配置触媒コンバータは、個々の排気マニホールドに配置されている複数の小さな触媒コンバータに分割されていてよい。従って、別の下流の触媒コンバータは、第１の近接配置触媒コンバータの下流の対応する距離において排気セクションに配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】排気セクションにおける、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（１及び１′）と、アンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（２）との、本発明による可能な配列を示している。
【図２】排気セクションにおける、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（１及び１′）と、アンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（２及び２′）との、本発明による可能な配列を示している。
【図３】排気セクションにおける、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（１及び１′）及びアンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（２及び２′）と、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとアンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとの間に配置されたＳＣＲ触媒コンバータ（３及び３′）との、本発明による可能な配列を示している。
【図４】排気セクションにおける、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（１及び１′）及びアンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（２）と、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとアンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとの間に配置されたＳＣＲ触媒コンバータ（３）との、本発明による可能な配列を示している。
【図５】排気セクションにおける、下流のＳＣＲ触媒コンバータ（３）及び別の窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（４）を備えた、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（１及び１′）と、アンダーボディ領域に配置された窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（２）との、本発明による可能な配列を示している。
【図６】近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（ｃｃ−ＮＳＣ）のみにおける再生と、アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（ｕｂ−ＮＳＣ）における再生との間における、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおける、温度に対するＮＯｘ変換率のプロットを示している。
【図７】近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（ｃｃ−ＮＳＣ）のみにおける再生と、アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（ｕｂ−ＮＳＣ）における再生との間における、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおける、温度に対する炭化水素（ＨＣ）変換率のプロットを示している。
【図８】新品の状態と、熱水雰囲気中で８００℃、９００℃、１０００℃で２５時間老化した後における、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの入口温度に対する窒素酸化物（ＮＯｘ）変換率のモデルガス結果を示している。
【図９】それぞれ前置された温度センサ（９，１０，１１）と後置されたガスセンサ（４，６，８）とを備えた、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（３，５，７）から成る、希薄燃焼エンジン（１）の排ガスの浄化のための触媒コンバータシステムのための、本発明による可能な調整形態を示しており、センサは信号をエンジン制御装置（２）へ送信し、エンジン制御装置自体は希薄燃焼エンジン（１）の運転を制御する。エンジン制御装置（２）は、以下の調整手順を記憶している：  Ｉ）希薄運転（ＯＰ−ｌｅａｎ）の運転状態の間、第１に前記窒素酸化物吸蔵触媒コンバータが現在の条件において窒素酸化物吸蔵作用の十分なレベルを有しているかどうかに関して、第２に窒素酸化物しきい値に達しているかどうかに関して、それぞれの窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（３，５，７）が監視される。；  ＩＩａ）窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（３）のための両方の条件が満たされると、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（３）の再生のために、エンジン制御装置（２）の、ひいては希薄燃焼エンジン（１）の切換え（ＲＧＮ−Ｓｔａｒｔ１）が、運転状態（ＯＰ−ＲＧＮ１）へ行われる。前記運転状態（ＯＰ−ＲＧＮ１）において、リッチ排気ガスがエンジン（１）によって排出され、再生の終了のための判定基準が満たされたかどうかがガスセンサ（４）によって監視される。この条件が満たされると、切換え（ＲＧＮ−Ｓｔｏｐ１）は再び運転状態（ＯＰ−ｌｅａｎ）へ行われる。；  ＩＩｂ）窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（５）のための両方の条件が満たされると、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（３及び５）の再生のために、エンジン制御装置（２）、ひいては希薄燃焼エンジン（１）の切換え（ＲＧＮ−Ｓｔａｒｔ２）が、運転状態（ＯＰ−ＲＧＮ２）へ行われる。前記運転状態（ＯＰ−ＲＧＮ２）において、リッチ排気ガスはエンジン（１）によって排出され、再生の終了のための判定基準が満たされたかどうかがガスセンサ（６）によって監視される。この条件が満たされると、切換え（ＲＧＮ−Ｓｔｏｐ２）が再び運転状態（ＯＰ−ｌｅａｎ）へ行われる。；  ＩＩｃ）窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（７）のための両方の条件が満たされると、窒素酸化物吸蔵触媒コンバータ（３，５，７）の再生のために、エンジン制御装置（２）、ひいては希薄燃焼エンジン（１）の切換え（ＲＧＮ−Ｓｔａｒｔ３）が運転状態（ＯＰ−ＲＧＮ３）へ行われる。前記運転状態（ＯＰ−ＲＧＮ３）において、リッチ排気ガスがエンジン（１）によって排出され、再生の終了のための判定基準が満たされたかどうかがガスセンサ（８）によって監視される。この条件が満たされると、切換え（ＲＧＮ−Ｓｔｏｐ３）が再び運転状態（ＯＰ−ｌｅａｎ）へ行われる。
【実施例】
【００５５】
試験において、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータと、アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータとから成るシステムのための２つの異なる再生手順が適用された。第１の試験において、窒素酸化物センサによってアンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流の窒素酸化物の１００ｐｐｍの濃度が検出された時に、触媒コンバータの再生が開始された（アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流における終了）。第２の試験において、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流において２００ｐｐｍの窒素酸化物濃度が測定されたときに再生が開始された（近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータの下流における終了）。図６及び図７は、エンジンの対応する定常状態運転時間における、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおける平均排ガス温度に関する、対応する窒素酸化物及び炭化水素の変換率を示している。明らかに示されているように、特に低温において、システムが近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいてのみ再生された場合に、窒素酸化物及び炭化水素の著しく改善された減少を見ることができる。さらに、リーン段階の終了中に、近接配置窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいて、アンモニアの排出が回避される。前記アンモニアは、近接配置窒素酸化物吸蔵コンバータにおける再生の間に必然的に形成されるが、アンダーボディ窒素酸化物吸蔵触媒コンバータにおいて再び酸化され、吸蔵される。
【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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【国際調査報告】
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