DE102004036478B4 - Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung (26), mit:
nur einem Träger (32), der in einem Abgaskanal angeordnet ist und eine große Anzahl von Durchtrittslöchern (31) aufweist, welche durch den nur einen Träger (32) in einer Strömungsrichtung durchgeführt sind; und
Unterstützungsschichten (33), die aus feuerbeständigem anorganischem Oxid hergestellt sind und auf den Innenoberflächen, die die Durchtrittslöcher (31) bilden, ausgebildet sind;
wobei die Unterstützungsschichten (33) Edelmetall und NOx-einschließende Mittel zum Absorbieren von NOx im Abgas tragen, wenn ein Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, und das absorbierte NOx emittieren und reduzieren, wenn ein Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch oder fett ist, und die Menge des auf den Unterstützungsschichten (33) aufgetragenen Edelmetalls in einem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers (32) kleiner als in einem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers eingestellt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasemissionen entfernende Katalysetorvorrichtung, welche NOx mit einem hohen Wirkungsgrad entfernt.
  • In den letzten Jahren wurde der Magerverbrennungsmotor, welcher in der Lage ist, eine Verbrennung in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre (bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis) durchzuführen zum praktischen Einsatz gebracht, um so den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Der Magerverbrennungsmotor verwendet einen NOx-Absorptionskatalysator, welcher NOx im Abgas durch Absorption von NOx während der Magerverbrennung entfernt. Es war bisher bereits bekannt, daß der NOx-Absorptionskatalysator eine NOx-Entfernungsfunktion in Abgas durch Absorption von NOx auf dem Katalysator in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre (bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis) besitzt, und das absorbierte NOx emittiert, wenn sich die Sauerstoffkonzentration (bei einem stöchiometrischen oder fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis) verringert. Insbesondere erzeugt der NOx-Absorptionskatalysator in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre aus dem NOx in dem Abgas Nitrat, um NOx zu absorbieren, und andererseits bewirkt der NOx-Absorptionskatalysator in einer Atmosphäre mit verringerter Sauerstoffkonzentration, daß das in dem NOx-Absorptionskatalysator absorbierte Nitrat und das CO im Abgas miteinander reagieren, um Karbonat zu erzeugen, so daß NOx emittiert werden kann.
  • Im übrigen absorbiert der NOx-Absorptionskatalysator NOx auf dem Katalysator in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre während einer Magerverbrennung, wobei jedoch, wenn die Menge des absorbierten NOx eine Sättigungsmenge als Folge einer kontinuierlichen Magerverbrennung erreicht, das NOx in dem Abgas nicht absorbiert und in die Luft emittiert werden kann. Somit wird, bevor die Menge des absorbierten NOx eine Sättigungsmenge erreicht, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Magerverbrennungsmotors auf ein stöchiometrisches oder fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet, um das Abgas in eine Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration umzuschalten, so daß eine große Menge an Reduzierungsmitteln, wie z.B. CO und HC, zur Emission erzeugt wird, um NOx zu reduzieren und zu emittieren, um die NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionskatalysators wiederherzustellen (dieses wird als "NOx-Entfernung" bezeichnet).
  • In diesem Betriebsbereich werden in dem Falle, in welchem NOx mit dem auf ein stöchiometrisches oder fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Magerverbrennungsmotors umgeschalteten Luft/Kraftstoff-Verhältnis emittiert und reduziert wird, um die NOx-Absorptionsfähigkeit wiederherzustellen, ein Teil der zugeführten Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, verbraucht, um so das absorbierte NOx zu emittieren, und die restlichen Reduzierungsmittel verbraucht, um so das emittierte NOx zu reduzieren.
  • In der NOx-Entfernung kann jedoch, wenn die Menge der Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, klein ist, das in dem NOx-Absorptionskatalysator absorbierte NOx nicht ausreichend emittiert und reduziert werden, was nicht nur das NOx-Absorptionsverhalten während des Betriebs bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis verschlechtert, sondern auch den Kraftstoffverbrauch aufgrund eines Anstiegs der Regenerati onshäufigkeit. Daher werden, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis deutlich fetter im Vergleich zu einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gemacht wird, so daß in dem NOx-Absorptionskatalysator absorbiertes NOx ausreichend emittiert und reduziert werden kann, d.h., die Menge der Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, ausreichend sein kann, Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, welche nicht für die Emission und Reduktion verwendet werden, an einen Bereich abstromseitig von dem NOx-Absorptionskatalysator emittiert.
  • Zur Lösung dieses Problems wird bekanntermaßen ein Dreiwegkatalysator abstromseitig von dem NOx-Absorptionskataly sator angeordnet, um so NOx, CO und HC wie in JP 11-2114 A offenbart, zu entfernen. Eine in der Patentveröffentlichung 1 offenbarte Abgasemissions-Regelungsvorrichtung ist so aufgebaut, daß ein vorderer Dreiwegkatalysator, ein NOx-Absorptionskatalysator und ein hinterer Dreiwegkatalysator hintereinander in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
  • Beispielsweise muß ein Direkteinspritz-Magerverbrennungs motor eine hohe NOx-Einschlußfähigkeit während des Betriebs bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis und eine hohe HC- und CO-Entfernungsfähigkeit während des Betriebs bei einem stöchiometrischen oder fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis sicherstellen. Daher wird gemäß Darstellung in 12A eine Abgasemissions-Regelungsvorrichtung, welche ein Tandemsystem einsetzt, in welchem ein NOx-Absorptionskatalysator 100 und ein Dreiwegkatalysator 110 kaskadiert entlang eines Abgaskanals angeordnet sind, verwendet.
  • Es wird auch gemäß Darstellung in 12B eine nur ein System einsetzende Abgasemissions-Regelungsvorrichtung verwendet, in welchem nur ein keramischer Träger entlang eines Abgaskanals angeordnet ist, und ein NOx-Absorptionskatalysator 100' und Edelmetall 110' auf dem Träger aufgetragen sind, um so eine NOx-Einschlußfähigkeit und eine Dreiwegkatalysatorfähigkeit sicherzustellen.
  • In der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung gemäß Darstellung in 12A und Offenbarung in der Patentveröffentlichung 1; ist die Anzahl der Katalysatoren und die Katalysatorkapazität erhöht, und dieses erhöht den Abgasdruckverlust und reduziert die Motorleistung. Andererseits arbeiten in der das Einzelsystem gemäß Darstellung in 12B bildenden Abgasemissions-Regelungsvorrichtung, obwohl eine Zunahme in der Katalysatorkapazität und in dem Abgasdruckverlust verringert bzw. unterdrückt werden kann, die NOx-Einschlußmittel und das Edelmetall in einer solchen Weise, daß sie gegenseitig die Funktionen unterdrücken, und somit keine optimale NOx-Einschlußleistung und Dreiwegkatalysatorleistung erzielt werden kann.
  • Ferner kann man sich vorstellen, daß in der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung die Menge des auf dem Katalysator aufgetragenen Edelmetalls erhöht wird, um so die HC- und CO-Entfernungsleistung und die NOx-Entfernungsleistung während des Betriebs bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu verbessern, wobei dieses jedoch auf das Problem stößt, daß die NOx-Entfernungsleistung tatsächlich verringert wird. Dieses wird angenommen, weil ein nachstehend beschriebenes Phänomen aus dem Grunde auftritt, daß der Verbrauch von Reduzierungsmitteln während eines Betriebs bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis wegen einer Verbesserung im Oxidationsverhalten als eine Folge einer Zunahme in der Menge des aufgetragenen Edelmetalls erhöht ist.
  • Erstens ist die Menge der aus dem NOx-Absorptionsmittel emittierten Reduzierungsmittel für NOx unzureichend.
  • Zweitens ist es, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis unmittelbar, nachdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, fett ist, schwierig, die Aktivität des Edelmetalls aufgrund einer Sauerstoffvergiftung wiederherzustellen, welche durch den Mangel an Reduzierungsmitteln bewirkt wird (die Aktivität des Edelmetalls bleibt verschlechtert).
  • Drittens wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist, die Emission von an den NOx-Einschlußmitteln absorbierten NOx aufgrund des Mangels an Reduzierungsmitteln unterdrückt, und somit kann die NOx-Entfernung nicht ausreichend durchgeführt werden.
  • DE 195 22 913 A1 offenbart eine Abgasemissionssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei der Katalysator mit einem Katalysatorabschnitt aufgebaut ist, der den Einströmendabschnitt des Katalysators einnimmt, und mit einem nach dem ersten Katalysatorabschnitt vorgesehenen zweiten Katalysatorabschnitt aufgebaut ist, der den Ausströmabschnitt des Katalysators einnimmt, wobei der erste Katalysatorabschnitt Palladium enthält und der zweite Katalysatorabschnitt Platin und Rhodium enthält und zumindest der erste Katalysatorabschnitt kein Zerium enthält.
    •
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine NOx-Einschlußfunktion und eine Dreiwegkatalysatorfunktion durchzuführen, um den Abgasentfernungswirkungsgrad zu verbessern, ohne eine Verringerung der Motorleistung aufgrund einer Zunahme im Abgasdruckverlust zu bewirken.
  • Die Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung ist zusätzlich mit einer O2-Speicherfunktion (Sauerstoffabsorptionsfunktion, auch als "OSC" bezeichnet) versehen, um so den Entfernungswirkungsgrad der Dreiwegkatalysatorfunktion zu verbessern. Die O2- Speicherfunktion ist eine Funktion der Absorption von O2 (Sauerstoff) in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre, und die Emission des absorbierten O2 in eine Atmosphäre mit reduzierter Sauerstoffkonzentration, und wird realisiert, indem beispielsweise ein O2-Speichermittel (Sauerstoffabsorptionsmittel; OSC-Mittel), wie z.B. Zer (Ce), zugesetzt wird.
  • Durch die Hinzufügung der O2-Speicherfunktion sowie der Dreiwegkatalysatorfunktion zu dem NOx-Absorptionskatalysator wird nämlich die Katalysatoratmosphäre, selbst wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager oder fett ist, aufgrund beispielsweise der O2-Rückkopplungsregelung während des Betriebs bei einem stöchiometrischen oder fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis mehr oder weniger im Wesentlichen stöchiometrisch gehalten. Dieses ermöglicht es, die Dreiwegkatalysatorfunktion im bestmöglichen Umfang durchzuführen und zufriedenstellend HC und CO sowie NOx zu entfernen.
  • Im Übrigen werden in dem Falle, in welchem die O2-Speicherfunktion dem NOx-Absorptionskatalysator wie vorstehend erwähnt hinzugefügt ist, wenn die NOx-Entfernung in einer Atmosphäre mit reduzierter Sauerstoffkonzentration durchgeführt wird, um so die NOx-Absorptionsfähigkeit wiederherzustellen, dem NOx-Absorptionskatalysator zugeführte Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, durch O2 oxidiert, das von dem O2-Speichermittel durch die O2-Speicherfunktion emittiert wird, weshalb das absorbierte NOx nicht zufriedenstellend emittiert und reduziert werden kann. Insbesondere wird eine große Menge an Reduzierungsmitteln, wie z.B. CO und HC, für eine Oxidationsreaktion mit O2 verbraucht, das abstromseitig von dem NOx-Absorptionskatalysator emittiert wird und daher einen Bereich abstromseitig von dem NOx-Absorptionskatalysator nicht erreichen kann, wodurch die NOx-Entfernung abstromseitig von dem NOx-Absorptionskatalysator kaum durchgeführt werden kann, und die NOx-Absorptionsfähigkeit nicht ausreichend zurückgewonnen werden kann (siehe Teil A in 13). Dieses Problem wird vordringlicher, wenn die NOx-Entfernungszeit kürzer wird.
  • Ferner wird in einer Situation, in welcher eine Überschußmenge an O2 vorliegt, ein in dem NOx-Absorptionskatalysator vorgesehenes Edelmetall, wie z.B. Platin (Pt), Palladium (Pd), oder Rhodium (Rh), um so die katalytische Reaktion zu ermöglichen, mit dem O2 abgedeckt und die Aktivität des NOx-Absorptionsmittels verschlechtert (Sauerstoffvergif tung). Wenn das O2, welches das Edelmetall abdeckt, durch die Durchführung der NOx-Entfernung entfernt wird, kann die Aktivität des Edelmetalls wiederhergestellt werden, aber es kann, wenn die Reduzierungsmittel für eine oxidierende Reaktion mit dem O2 wie vorstehend erwähnt verwendet werden, die Aktivität des Edelmetalls nicht ausreichend zurückgewonnen werden (siehe Teil B in 13).
  • Mann kann man sich vorstellen, daß in diesem Falle durch eine Veränderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses während der NOx-Entfernung die Menge des Kraftstoffs kurzzeitig erhöht wird, und die Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, in der Menge erhöht werden, um so den Bereich abstromseitig von dem NOx-Absorptionskatalysator zu erreichen, wobei dieses jedoch nicht zu bevorzugen ist, da die Zuführung von Kraftstoff, welche nicht zu der Motorleistung beiträgt, zu einer Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs führt.
  • Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, den Abgasentfernungswirkungsgrad eines NOx-Absorptionskatalysators mit einer O2-Speicherfunktion ohne Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs zu verbessern.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine NOx-Einschlußfunktion und eine Dreiwegkatalysatorfunktion auszuführen, um den Abgasreinigungswirkungsgrad zu verbessern. Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, den Abgasreinigungswirkungsgrad eines NOx-Absorptionskatalysators mit einer O2-Speicherfunktion ohne Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs zu verbessern.
  • Die vorstehende Aufgabe kann durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst werden. Insbesondere wird zur Lösung der vorstehenden Aufgabe eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung mit nur einem Träger bereitgestellt, welcher in einem Abgaskanal angeordnet ist, und eine große Anzahl von durch den nur einen Träger in einer (axialen) Strömungsrichtung hindurchgeführten Durchtrittslöchern, und aus feuerbeständigem anorganischen Oxid hergestellte und auf die Durchtrittslöcher definierende Innenoberflächen ausgebildete Unterstützungsschichten aufweist, wobei die Unterstützungsschichten Edelmetall und NOx-Einschlußmittel zum Absorbieren von NOx in Abgas unterstützen, wenn das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, und das absorbierte NOx emittieren und reduzieren, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch oder fett ist, und die Menge des auf den Unterstützungsschichten aufgetragenen Edelmetalls in einem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers kleiner eingestellt ist als in einem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers.
  • Gemäß der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung der vorliegenden Erfindung sind die NOx-Einschlußmittel und das Edelmetall auf dem nur einen Träger angeordnet und die aufgetragene Menge des Edelmetalls ist in dem Abgaskanal-Anstrombereich geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich eingestellt. Da nur ein Träger vorhanden ist, kann eine Zunahme in der Motorleistung aufgrund einer Zunahme im Abgasdruckverlust auf ein Minimum gedrückt werden. Außerdem wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, der Verbrauch von Reduzierungsmitteln durch das Edelmetall in dem Abgaskanal-Anstrombereich reduziert, und die restlichen Reduzierungsmittel reduzieren aktiv das von den NOx-Einschlußmitteln ausgegebene NOx, so daß der NOx-Entfernungswirkungsgrad verbessert werden und die Fettbetrieb-Reinigungszeit relativ kurz sein kann. Ferner können, da die Gesamtmenge an Edelmetall in dem Abgaskanal-Anstrombereich reduziert ist, die während der Fettbetrieb-Entfernung verbleibenden Reduzierungsmittel eine Verschlechterung der Aktivität von Edelmetall aufgrund einer Sauerstoffvergiftung nicht nur in dem Abgaskanal-Anstrombereich, sondern auch in dem Abgaskanal-Anstrombereich verhindern.
  • Ferner kann durch Reduzieren der aufgetragenen Menge des Edelmetalls der Effekt des Verbrauchs der Reduzierungsmittel durch das Edelmetall während der Fettbetrieb-Entfernung auf das Minimum gedrückt werden, so daß NOx ausreichend von den NOx-Einschlußmittels emittiert und reduziert werden kann, und somit die NOx-Absorptionsfunktion der NOx-Einschlußmittel während des mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erfüllt werden kann.
  • Es wird bevorzugt, daß das auf den Unterstützungsschichten aufgetragene Edelmetall wenigstens eines ist, das aus den Edelmetallen der Platinfamilie, wie z.B. Platin, Palladium und Rhodium ausgewählt wird.
  • Bevorzugt bestehen in der vorstehenden Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung die Unterstützungsschichten hauptsächlich aus Alkalimetall in dem Abgaskanal-Anstrombereich und bestehen hauptsächlich aus Erdalkalimetall in dem Abgaskanal-Abstrombereich.
  • Gemäß der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die aufgetragene Menge an Edelmetall in dem Abgaskanal-Anstrombereich kleiner eingestellt als in dem Abgaskanal-Abstrombereich, und der Abgaskanal-Anstrombereich dient als ein NOx-Absorptionskatalysatorabschnitt, welcher hauptsächlich aus Alkalimetall besteht, um einen NOx-Absorptionskatalysatorabschnitt zu bilden, und der Abgaskanal-Anstrombereich dient als ein Dreiweg katalysatorabschnitt, welcher eine Dreiwegkatalysatorfunktion besitzt, und besteht hauptsächlich aus Erdalkalimetall, von dem man annimmt, daß es nur eine relativ geringe nachteilige Auswirkung auf das Dreiwegkatalysatorverhalten des Edelmetalls hat. Dieses gilt für die Entfernung von NOx und HC während des Betriebs bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis, und die Entfernung HC und CO während des Betriebs bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
  • Bevorzugt ist in der vorstehenden Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung das Alkalimetall Kalium, und das Erdalkalimetall Barium.
  • Gemäß der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung der vorliegenden Erfindung bestehen die Unterstützungsschichten in dem Abgaskanal-Anstrombereich hauptsächlich aus Kalium und die Unterstützungsschichten in dem Abgaskanal-Abstrombereich hauptsächlich aus Barium. Da Kalium, welches eine hohe NOx-Absorptionsfähigkeit selbst bei einer relativ hohen Temperatur zeigt, in dem Abgaskanal-Abstrombereich angeordnet ist, um die NOx-Einschlußfunktion während des Betriebs bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis sicherzustellen, und Barium, von dem man annimmt, daß es nur eine relativ kleine nachteilige Auswirkung auf das Dreiwegkatalysatorverhalten des Edelmetalls hat, in dem Abgaskanal-Abstrombereich angeordnet ist, ist es möglich, die HC-Funktion während des Betriebs bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Dreiwegkatalysatorfunktion während des Betriebs bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erfüllen.
  • Bevorzugt sind bei der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Sauerstoffabsorptionsmittel sowie ein Edelmetall und der NOx-Absorptionskatalysator auf Unterstützungsschichten aufgetragen, und die aufgetragene Menge des Sauerstoffabsorptionsmittels ist in dem Abgaskanal-Anstrombereich geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich eingestellt. Daher ist die Menge des in dem Sauerstoffabsorptionsmittel absorbierten Sauerstoffes in dem Abgaskanal-Anstrombereich geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich, und somit können, wenn eine NOx-Entfernung durchgeführt wird, um die NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionskatalysators wiederherzustellen, Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, aktiv an einem vollständigen Verbrauch aufgrund einer Oxidationsreaktion mit Sauerstoff gehindert werden, der von dem Sauerstoffabsorptionsmittel in dem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers emittiert wird, so daß die Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, sicher den Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers erreichen können.
  • Daher ist es nicht erforderlich, die Reduzierungsmittel, d.h. den Kraftstoff, in Hinblick auf den Verbrauch aufgrund der Reaktion mit dem von dem Sauerstoffabsorptionsmittel emittierten Sauerstoff zu erhöhen, und es ist möglich, ausreichend in dem NOx-Absorptionskatalysator absorbiertes NOx in dem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers zu emittieren und zu reduzieren. Es ist auch möglich, eine Sauerstoffvergiftung des Edelmetalls in dem Abgaskanalabstrombereich des Trägers zu verhindern.
  • Demzufolge kann mit einem einfachen Aufbau das NOx-Absorptionsverhalten des NOx-Absorptionskatalysators und die Aktivität des Edelmetalls effizient über den gesamten Katalysator hinweg ohne Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs wiederhergestellt werden, so daß der Abgasreinigungswirkungsgrad verbessert werden kann.
  • Bevorzugt ist gemäß der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung der vorliegenden Erfindung die aufgetragene Menge des Sauerstoffabsorptionsmittels so eingestellt, daß sie allmählich von dem Abgaskanal-Anstrombereich des Trä gers zu dem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers zunimmt. Daher kann die NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionskatalysators und die Aktivität des Edelmetalls aktiv in einer effizienteren Weise zurückgewonnen werden.
  • Bevorzugt ist gemäß der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung der vorliegenden Erfindung die aufgetragene Menge an Edelmetall in dem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers eingestellt, und daher ist es möglich, die aufgetragene Menge an Edelmetall zu optimieren.
  • Es hat sich nämlich herausgestellt, daß das Sauerstoffabsorptionsmittel Sauerstoff aufgrund des Vorhandenseins des Edelmetalls absorbieren kann, und somit kann, wenn die aufgetragene Menge des Edelmetalls gemäß der aufgetragenen Menge des Sauerstoffabsorptionsmittels in dem Abgaskanal-Anstrombereich geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich eingestellt wird, weder zu viel noch zu wenig Edelmetall effektiv aufgetragen werden.
    •
  • Das Wesen dieser Erfindung, sowie weitere Aufgaben und Vorteile davon werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in welchen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile durchgängig durch die Figuren bezeichnen. In den Zeichnungen sind:
  • 1 eine Ansicht, welche schematisch den Aufbau der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung darstellt, welche eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
  • 2A und 2B in der Erläuterung des Aufbaus der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung zur Verwendung in der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung von 1 nützli che Ansichten, in welchen 2A die erste Ausführungsform darstellt und 2B eine zweite Ausführungsform darstellt;
  • 3 eine partielle vergrößerte Schnittansicht, welche einen Träger zur Verwendung in der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung in 1 darstellt;
  • 4 ein Diagramm, welches die Alterungskennlinien der NOx-Konzentration und des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses darstellt, wenn die Abgasemissions-Regelungsvorrichtung in 1 arbeitet;
  • 5 ein Diagramm, welches die NOx-Konzentration, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und den Impulseinspritzmodus erläutert, wenn die Abgasemissions-Regelungsvorrichtung in 1 arbeitet;
  • 6 ein Flußdiagramm, welche eine Reinigungseinspritz-Verarbeitungsroutine darstellt, welche von der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung in 1 ausgeführt wird;
  • 7 ein Diagramm, welches die Alterungskennlinien der NOx-Konzentration und des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses während des Betriebs in einer Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung darstellt, welche als ein Bezug bei der Einstellung der Kennlinienwerte der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung in 1 verwendet werden;
  • 8 ein Diagramm, welches die NOx-Entfernungswirkungsgradkennlinien der NOx-Konzentration und des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung darstellt, welche als ein Bezug bei der Einstellung der Kennlinienwerte der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung in 1 verwendet werden;
  • 9 eine Ansicht, welche schematisch den Aufbau einer Abgasemissions-Regelungsvorrichtung darstellt, welche eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung gemäß ei ner dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 10 ein Diagramm, welches experimentelle Ergebnisse in dem Falle darstellt, in welchem die Abgasemissions-Regelungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform verwendet wird.
  • 11 eine Ansicht, welche eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 12A und 12B Ansichten, welche schematisch den Aufbau herkömmlicher Abgasemissions-Regelungsvorrichtungen darstellen, in welchen 12A einen ersten Stand der Technik darstellt und 12B einen zweiten Stand der Technik darstellt; und
  • 13 eine Ansicht, welche herkömmlichen Probleme in dem Falle darstellt, wenn eine O2-Speicherfunktion dem NOx-Absorptionskatalysator hinzugefügt ist.
  • [Erste Ausführungsform].
  • 1 stellt eine Abgasemissions-Regelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar, welche mit einem in einem Abgassystem angeordneten Abgasemissionen entfernenden Katalysator 26 und einem mit der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung ausgestatteten Verbrennungsmotor versehen ist. Der Verbrennungsmotor ist durch einen Viertakt-Mehrzylinder-Benzinmotor (hierin nachstehend nur als "Motor 1" bezeichnet) implementiert. Der Motor 1 ist so aufgebaut, daß eine Brennkammer 6 von einem Zylinder 3 in einem Zylinderblock 2, einem Kolben 4, welcher in dem Zylinder 3 auf und ab gleitet, und einem Zylinderkopf 5, welcher integriert die Oberseite des Zylinderblockes überlappt, eingeschlossen ist. Die Brennkammer 6 ist für jeden Zylinder vorgesehen (nur ein Zylinder ist in 1 dargestellt). Ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 7 ist an der Brennkammer 6 angebracht. Das Kraftstoffeinspritzventil 7 ist in der Lage, eine Kraftstoffeinspritzung in einen Ansaughub-Einspritzmodus durchzuführen, in welchem Kraftstoff in die Brennkammern 6 in Ansaughüben eingespritzt wird, in einen Kompressionshub-Einspritzmodus, in welchem Kraftstoff in Kompressionshüben eingespritzt wird, und in einen Expansionshub-Einspritzmodus, in welchem Kraftstoff in Expansionshüben eingespritzt wird.
  • Der Motor 1 ist in der Lage, bei einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Betrieb mit fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis) und bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Betrieb mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis) arbeiten. Insbesondere in dem Kompressionshub-Einspritzmodus ist der Motor 1 in der Lage, bei einem extrem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu arbeiten, welches höher als bei dem Betrieb mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnisbetrieb in den Ansaughüben ist.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 7, ein Einlaßventil 8, ein Auslaßventil 9 und eine Zündkerze 11 sind an solchen entsprechenden Orten jeder Brennkammer 6 angeordnet, daß sie sich nicht gegenseitig stören.
  • Ein Hohlraum 12, welcher in einer halbkugeligen Form ausgehöhlt ist, ist auf der Oberseite des Kolbens 7 innerhalb des Zylinders 3 ausgebildet. Der Hohlraum 12 wirkt mit einer Einlaßöffnung 13 zusammen, um eine Rückwärtswirbelströmung S in einer Richtung im Uhrzeigersinn gemäß Betrachtung in 1 zu erzeugen. Eine Einlaßöffnung ist in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung für den Zylinderkopf 5 jedes Zylinders ausgebildet und ein Einlaßsammler 14, ein Druckausgleichsbehälter 15, ein Ansaugrohr 17 mit einem Drosselklappenventil 16, ein Luftfilter 18, und eine luftseitige Öffnung 19, welche alle zusammen ein Einlaßsystem Ri ausbilden, sind in dieser Reihenfolge mit jeder Einlaßöffnung 13 verbunden (nur eine Einlaßöffnung ist in 1 dargestellt), so daß die Luft entlang des Einlaßsystems Ri aufgenommen werden kann.
  • Das Drosselklappenventil 16 ist ein elektrisch betätigtes "Drive-by-Wire" (DBW) Ventil, welches mit einem Drosselklappenpositionssensor 21 ausgestattet ist, welcher die Drosselklappenöffnung θth detektiert. Es sollte angemerkt werden, daß ein Luftstromsensor 20, welcher die Einlaßluftmenge Qa detektiert, in der Nähe des Luftfilters 18 in dem Einlaßsystem Ri angeordnet ist. Der Motor 1 ist mit einem Kurbelwellenwinkelsensor 22 versehen, welcher den Kurbelwellenwinkel detektiert; der Kurbelwellenwinkelsensor 22 ist in der Lage, die Motordrehzahl Ne zu detektieren.
  • Der Zylinderkopf 5 jedes Zylinders ist mit einer Abgasöffnung 23 in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung versehen. Ein Abgassammler 24, ein Abgasrohr (Abgaskanal) 25, eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 26, welche den wesentlichen Teil der Abgasemissions-Regelungsvorrichtung bildet, ein abstromseitiges Abgasrohr 27 und ein nicht dargestellter Schalldämpfer, welche alle ein Abgassystem Re bilden, sind in dieser Reihenfolge mit jeder Abgasöffnung 23 verbunden (nur eine Abgasöffnung ist in 1 dargestellt), so daß das Abgas entlang des Abgassystems Re nach außen emittiert werden kann.
  • In dem Abgasrohr 25 ist ein Temperatursensor 28, welcher die Abgastemperatur detektiert unmittelbar anstromseitig von der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 angeordnet, und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 30, welcher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis detektiert, ist anstromseitig von dem Temperatursensor 28 vorgesehen.
  • Gemäß Darstellung in den 1, 2A und 3 besteht die Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 26 aus einem zylinderförmigen Gehäuse 29, dessen Innendurchmesser so vergrößert ist, daß es mit dem Abgasrohr 25 und dem abstromseitigen Abgasrohr 27 zusammenhängt, nur einem in einem Gehäuse 29 angeordneten Träger 32 mit einer großen Anzahl von Durchtrittslöchern 31 (siehe 3), welche den Träger 32 in einer axialen Richtung passieren, Unterstützungsschichten 33 (siehe 3), welche aus einem feuerbeständigen anorganischen Oxid ausgebildet sind, das auf Innenoberflächen ausgebildet ist, welche die entsprechenden Durchtrittslöcher 31 definieren, und aus Katalysatorkomponenten 34 (siehe 3), welche aus Edelmetall ausgebildet sind und auf den Unterstützungsschichten 33 aufgetragen sind.
  • Der nur eine Träger 32 besteht hauptsächlich aus Aluminiumdioxid und ist so ausgebildet, daß er eine Honigwabenstruktur besitzt, welche die Unterstützungsschichten 33 enthält, die auf den die entsprechenden Durchtrittslöcher 31 definierenden Innenoberflächen ausgebildet sind.
  • Hier ist insbesondere der nur eine Träger 32 in zwei Bereiche in seiner axialen Richtung unterteilt, d.h. in der Strömungsrichtung f in dem Abgassystem Re, und die Komponenten des nur einen Trägers 32 sind getrennt in einen Abgaskanal-Anstrombereich a und einen Abgaskanal-Abstrombereich b gemäß nachstehender Beschreibung angeordnet. Auch die Mengen des auf den inneren Unterstützungsschichten 33 der entsprechenden Durchtrittslöcher 31 aufgebrachten Edelmetalls sind getrennt in dem Abgaskanal-Anstrombereich a und einen Abgaskanal-Abstrombereich b wie nachstehend beschrieben eingestellt.
  • Der nur eine in den 1 und 3 erscheinende Träger 32 ist so aufgebaut, daß hauptsächlich aus Kalium (K) bestehen des Alkalimetall, welches eine hohe NOx-Einschlußfähigkeit bei einer relativ hohen Temperatur besitzt, als ein NOx-Einschlußmittel für die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a verwendet wird, und ein hauptsächlich aus Barium (Ba) bestehendes Erdalkalimetall, von dem man annimmt, daß es nur eine relativ geringe nachteilige Auswirkung auf das Dreiwegkatalysatorverhalten des Edelmetalls hat, als ein NOx-Einschlußmittel für die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Abstrombereich b verwendet wird.
  • Hier wird Pt (Platin) als Edelmetall 34 mit einer hohen HC- und HO-Oxidationsfähigkeit auf den Unterstützungsschichten 33 über den Abgaskanal-Anstrombereich a und den Abgaskanal-Abstrombereich b aufgetragen, und die später beschriebene Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr auf gleich oder kürzer als ein vorbestimmter Wert festgelegt, so daß die Menge des in dem Abgaskanal-Anstrombereich a aufgetragenen Edelmetalls 34 geringer als die Menge des in dem Abgaskanal-Abstrombereich b aufgetragenen Edelmetalls 34 aus den nachstehend beschriebenen Gründen sein kann. Es wird hier angenommen, daß die Menge des in dem Abgaskanal-Anstrombereich a aufgetragenen Edelmetalls 34 auf 3,0 g/L eingestellt ist, die Menge des in dem Abgaskanal-Abstrombereich b aufgetragenen Edelmetalls 34 auf 5,0 g/L eingestellt ist, und die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr auf 3,0 Sekunden eingestellt ist.
  • Es folgt eine Beschreibung des Grundes, warum die Menge des in dem Abgaskanal-Anstrombereich a aufgetragenen Edelmetalls 34 geringer als die Menge des in dem Abgaskanal-Abstrombereich b aufgetragenen Edelmetalls 34 ist.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten Leistungstests an dem Abgasemissionen entfernenden Katalysator 26 unter Verwendung eines wie in 1 dargestellt aufgebauten Motors durch und erzielten die in den 7 und 8 dargestellten Ergebnisse.
  • In den Leistungstests wurden der NOx-Entfernungswirkungsgrad in dem Falle, in welchem die aufgetragene Menge des Edelmetalls 34 auf 5,0 g/L in dem Abgaskanal-Abstrombereich b eingestellt war und auf 3,0 g/L in dem Abgaskanal-Anstrombereich a eingestellt war, und in dem Falle, in welchem die aufgetragene Menge des Edelmetalls 34 auf 3,0 g/L in dem Abgaskanal-Anstrombereich b und auf 5,0 g/L in dem Abgaskanal-Anstrombereich a eingestellt war, gefunden. Demzufolge hat sich herausgestellt, daß, wenn die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr gleich oder kürzer als 3,5 Sekunden war, der NOx-Entfernungswirkungsgrad auf einem höheren Pegel in dem Falle gehalten werden konnte, wenn die aufgetragene Menge des Edelmetalls 34 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a nur 3,0 g/L war.
  • Ferner wurde die Auslaß-NOx-Konzentration (ppm) in Bezug auf die Einlaß-NOx-Konzentration (ppm) in dem Falle gefunden, in welchem die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr (siehe 5) auf 4,0 Sekunden eingestellt war. In diesem Falle ist die Auslaß-NOx-Konzentration (ppm) niedriger in dem Falle, in welchem die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a aus Ba/K (Katalysatorkapazität = 1,2 L) zusammengesetzt war, und die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Abstrombereich b aus Ba (Katalysatorkapazität = 1,1 L) lag, als in dem Falle, in welchem die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a aus Ba (Katalysatorkapazität = 1,1 L) zusammengesetzt war und die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Abstrombereich b aus Ba/K (Katalysatorkapazität = 1,2 L) zusammengesetzt waren (wie es durch eine Strichlinie dargestellt wird).
  • Demzufolge hat es sich herausgestellt, daß die Auslaß-NOx-Konzentration (ppm) effektiver in dem Falle abgesenkt werden konnte, in welchem die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a hauptsächlich aus Kalium (K) bestanden, und die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Abstrombereich b hauptsächlich aus Barium (Ba) bestanden, im Gegensatz zu dem Falle, in welchem die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a hauptsächlich aus Barium (Ba) bestanden und die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Abstrombereich b hauptsächlich aus Kalium (K) bestanden. Ferner hat es sich herausgestellt, daß, wenn die Menge des in dem Abgaskanal-Anstrombereich a aufgetragene Edelmetalls 34 größer als die Menge des in dem Abgaskanal-Abstrombereich b aufgetragenen Edelmetalls 34 eingestellt war, der Verbrauch von Reduzierungsmitteln im Anfangszustand der Umschaltung sehr hoch in dem Falle war, in welchem die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr auf 4,0 Sekunden eingestellt war.
  • In Hinblick auf die vorstehenden Kennlinien ist es zum Verbessern des NOx-Entfernungswirkungsgrades innerhalb einer kurzen Zeitdauer bei gleichzeitiger Reduzierung des Verbrauchs von Reduzierungsmitteln effektiv, daß die Menge des in dem Abgaskanal-Anstrombereich a aufgetragenen Edelmetalls 34 kleiner als die in dem Abgaskanal-Abstrombereich b eingestellt wird, und daß die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a hauptsächlich aus Alkalimetall, wie z.B. Kalium bestehen.
  • Es sollte angemerkt werden, daß, obwohl Platin (Pt) als das auf den Unterstützungsschichten 33 aufgetragene Edelmetall 34 verwendet wird, wenigstens eines aus Metallen der Platinfamilie ausgewähltes, wie z.B. Palladium und Rhodium, anstelle von Platin (Pt) verwendet werden kann. In diesem Falle können dieselben Funktionen wie in dem Falle erfüllt werden, in welchem Platin (Pt) verwendet wird. Auch kann, wenn Kalium auf den anstromseitigen Unterstützungsschichten angeordnet wird, das NOx-Absorptionsverhalten bis zu höheren Temperaturen im Vergleich zu Barium erzielt werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, ist der Träger 32 der in den 1 und 2A erscheinenden Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 so aufgebaut, daß die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a aus Alkalimetall aufgebaut sind, welches hauptsächlich aus Kalium (K) besteht, und ein relativ kleiner Anteil an Platin (Pt) ist auf den Unterstützungsschichten 33 aufgetragen, so daß die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgas in dem Abgaskanal-Anstrombereich a als NOx-Katalysatorabschnitt B1 dienen können, welcher hauptsächlich eine verbesserte NOx-Einschlußfähigkeit zeigt. Ferner sind die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Abstrombereich b aus Alkalimetall ausgebildet, welches hauptsächlich aus Barium (Ba) besteht, von dem man annimmt, daß es nur eine relativ geringe nachteilige Auswirkung auf das Dreiwegkatalysatorverhalten des Edelmetalls hat, und ein relativ großer Anteil an Platin (Pt) ist auf den Unterstützungsschichten 33 so aufgetragen, daß die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich b als ein Dreiwegkatalysator E2 dienen können, welcher hauptsächlich die Dreiwegefunktion ausführt.
  • Der in der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 anstromseitige NOx-Katalysatorabschnitt E1 besitzt eine NOx-Emissions- und Reduzierungsfunktion zum temporären Absorbieren von NOx in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre, in welcher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und einer Emission des absorbierten NOx, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stöchiometrisch oder fett ist, d.h. in einer reduzierenden Atmosphäre, in welcher HC und CO vorliegt, so daß das absorbierte NOx zu Stickstoff (N2) und Kohlendioxid (CO2) reduziert werden kann.
  • Der abstromseitige Dreiwegkatalysatorabschnitt E2 besitzt eine Dreiwegkatalysatorfunktion zum Entfernen von CO, HC und NOx im Abgas in einer Atmosphäre, in welcher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stöchiometrisch oder fett ist. Es sollte angemerkt werden, daß der Dreiwegkatalysatorabschnitt E2 auch eine Funktion zur Reduzierung von NOx, welches von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittiert worden ist, aber nicht ausreichend von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 reduziert wurde. Ferner kann, da Barium, von dem man annimmt, daß es nur eine relativ geringe nachteilige Auswirkung auf das Dreiwegkatalysatorverhalten des Edelmetalls hat, auf der abstromseitigen Seite des Trägers 32 aufgetragen ist, die Dreiwegefunktion in einer effizienten Weise erfüllt werden.
  • Ein Fahrzeug ist mit einer Steuerung (welche hierin nachstehend als die "ECU 35" bezeichnet wird) als einer Motorsteuerungseinrichtung ausgestattet. Die ECU 35 ist mit einer Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung, einer Speichervorrichtung, welche Steuerprogramme, Steuerkennfelder usw. speichert, einer zentralen Verarbeitungseinheit, einem Zeitgeber und einem Zähler usw. ausgestattet. Die ECU 35 steuert die Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 26 sowie den Motor 1. Die von verschiedenen Sensoren detektierte Information wird in die ECU 35 eingegeben. Die ECU 35 ermittelt den Kraftstoffeinspritzmodus, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Zündzeitpunkt usw., und stellt eine Steuerung für den Betrieb der Kraftstoffeinspritzventile 7 und der Zündkerzen 11 bereit.
  • In einem stabilen Betriebszustand spritzt der Motor 1 Kraftstoff in oder nach dem mittleren Stadium eines Kompressionshubes ein und sammelt eine kleine Menge an Kraftstoff nur in der Nähe der Zündkerzen 11 an, so daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases nur in der Nähe der Zündkerzen 11 stöchiometrisch oder fett sein kann. Dieses drückt den Kraftstoffverbrauch, während es gleichzeitig eine stabile geschichtete Verbrennung (geschichtete ultramagere Verbrennung) sicherstellt. Ferner wird zur Erzielung einer hohen Leistung Kraftstoff von den Kraftstoffeinspritzventilen 7 in Ansaughübe eingespritzt und gleichmäßig über alle Verbrennungskammern 6 verteilt, so daß eine Vorgemischverbrennung durchgeführt werden kann, wobei das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in den Brennkammern 6 stöchiometrisch (etwa 15) oder mager ist.
  • In der von der ECU 35 bereitgestellten Kraftstoffzuführungsregelung wird der der Motorbelastung entsprechende Sollzylinderinnendruck, d.h. der mittlere effektive Solldruck Pe aus der von dem Drosselklappenpositionssensor 21 detektierten Drosselklappenventilöffnung θth (oder dem Betätigungsbetrag eines nicht dargestellten Gaspedalsensors) und der von dem Kurbelwellensensor 22 detektierten Motordrehzahl Ne gefunden. Auch in der Kraftstoffzuführungsregelung wird ein Kraftstoffeinspritzmodus gemäß dem mittleren effektiven Solldruck Pe und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf ein nicht dargestelltes Kennfeld eingestellt.
  • Beispielsweise wird, wenn sowohl der mittlere effektive Solldruck Pe als auch die Motordrehzahl Ne niedrig sind, der Kraftstoffeinspritzmodus auf den Kompressionshub-Einspritzmodus eingestellt, in welchem Kraftstoff in Kompressionshübe (gemäß Darstellung durch PL in 5) eingespritzt wird. Andererseits wird, wenn der mittlere effektive Solldruck Pe oder die Motordrehzahl Ne hoch ist, der Kraftstoffeinspritzmodus auf den Ansaughub-Einspritzmodus eingestellt, in welchem Kraftstoff in Ansaughübe (gemäß Darstellung durch PH in 5) eingespritzt wird. Dann wird das Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis als eine Regelgröße in jeden Kraftstoffeinspritzmodus gemäß dem mittleren effektiven Solldruck Pe und der Motordrehzahl Ne eingestellt, und ein geeignetes Kraftstoffeinspritzvolumen gemäß dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ermittelt.
  • Der NOx-Katalysatorabschnitt E1 der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 entfernt das Abgas durch Absorption von NOx in dem Abgas als Nitrat, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist. Andererseits reagieren, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stöchiometrisch oder fett ist, das in dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 absorbierte Nitrat und das CO in dem Abgas miteinander, um ein Karbonat zu erzeugen und NOx zu emittieren. Daher wird, wenn die Menge des in dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 absorbierten NOx zunimmt, eine solche Regelung bereitgestellt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett gemacht wird (Fettbetrieb-Entfernung). Demzufolge wird die Sauerstoffkonzentration im Abgas verringert, HC und CO an den NOx-Katalysatorabschnitt E1 geliefert und NOx aus dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittiert und reduziert, um die NOx-Absorptionsfunktion aufrecht zu erhalten.
  • Daher stellt die ECU 35 nicht nur die vorstehend beschriebene Kraftstoffzuführungssteuerung bereit, sondern funktioniert auch als eine NOx-Emissionseinrichtung A1 für die Absenkung der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, um NOx aus dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 auszugeben.
  • Die NOx emittierende Einrichtung A1 hat die Funktion einer Fettbetrieb-Entfernung, indem sie das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr (z.B. 2 Sekunden) fett macht, und dann das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Magerbetrieb Dauer Lt (siehe 4; z.B. 30 Sekunden) gemäß einer Fettbetrieb-Entfernungsinstruktion wieder fett macht, um NOx aus dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 zu emittieren.
  • Es erfolgt nun eine Beschreibung des Betriebs der vorstehend beschriebenen Abgasemissions-Regelungsvorrichtung.
  • Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis e1 (eine Sauerstoffüberschußatmosphäre; siehe 4 und 5) ist, oxidiert der NOx-Katalysatorabschnitt E1 der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 NOx im Abgas, um Nitrat zu erzeugen, so daß NOx absorbiert wird, um Abgasemissionen zu entfernen. Andererseits bewirkt der NOx-Katalysatorabschnitt E1, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ein stöchiometrisches oder fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis e2 ist (eine Atmosphäre, in welcher die Sauerstoffkonzentration reduziert ist; siehe 4 und 5) der NOx-Katalysatorabschnitt E1, daß das absorbierte Nitrat und HC und CO im Abgas miteinander reagieren, um Karbonat zu erzeugen, so daß NOx emittiert wird.
  • Daher wird, wenn die Absorption von NOx in dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 fortschreitet, und wenn beispielsweise die akkumulierte Zeit des Betriebs bei mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis die Magerbetriebsdauer Lt (z.B. 30 Sekunden) überschreitet, ein Regenerationsbefehl an die NOx emittierende Einrichtung A1 gesendet, so daß die NOx emittierende Einrichtung A1 das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein stöchiometrisches oder fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis regelt, um die Sauerstoffkonzentration abzusenken und NOx aus dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 auszugeben, um einen NOx-Entfernungsprozeß (Regenerationsprozeß) durchzuführen.
  • Die ECU 35 steuert die Kraftstoffeinspritzventile 7 über eine Kraftstoffeinspritz-Treiberschaltung 37. Die Kraftstoffeinspritz-Treiberschaltung 37 steuert die Einspritzventile 7 beispielsweise in einer Magerbetrieb-Impulseinspritzung PL, einer Stöchiometrie- und Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH und einer Entfernungs-Impulseinspritzung PP (siehe 5). Aufgrund derartiger Unterschiede in den Einspritzmustern variieren die Abgasverarbeitungseigenschaften in der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 nach der Verbrennung. Wenn die Magerbetrieb-Impulseinspritzung PL durchgeführt wird, wird NOx in dem Abgas durch den NOx-Katalysatorabschnitt E1 absorbiert. Es sollte angemerkt werden, daß, wenn die Stöchiometrie- und Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH (während der NOx-Entfernung) durchgeführt wird, der Mangel an Reduzierungsmitteln für das von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittierte NOx durch die Durchführung der Entfernungs-Impulseinspritzung PP kompensiert werden kann.
  • Hier bewirkt, wenn die Magerbetrieb-Impulseinspritzung PL durchgeführt wird, der NOx-Katalysatorabschnitt E1, daß die Unterstützungsschichten 33 NOx absorbieren, um so das NOx zu entfernen. Ferner beginnt in dem Falle, in welchem die Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH durchgeführt wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ein angenähert stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis erreicht, die Menge der Reduzierungsmittel, wie z.B. HC und CO, in dem Abgas anzusteigen, wobei aber zu diesem Zeitpunkt der NOx-Katalysatorabschnitt E1 vor dem Dreiwegkatalysatorabschnitt E2 nicht ausreichend das von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittierte NOx reduzieren kann, da die Menge der Reduzierungsmittel (wie z.B. das restliche CO und HC) nicht ausreichen, um das von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittierte NOx zu reduzieren und somit ist der Menge des emittierten NOx größer als die Menge des zu reduzierenden NOx.
  • Andererseits gibt, wenn die akkumulierte Zeit des Betriebs bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis die Magerbetriebsdauer L überschreitet, die NOx emittierende Einrichtung 32 einen Befehl für die Durchführung der Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH aus, in welchem das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und wenigstens dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf ein angenähert stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, gibt die NOx emittierende Einrichtung 32 einen Befehl für die Durchführung der Entfernungs-Impulseinspritzung PP in Expansionshübe aus, um Reduzierungsmittel zuzuführen, um einen Mangel an Reduzierungsmitteln in der NOx-Reduzierung auszugleichen. In diesem Falle setzt die Kraftstoffeinspritz-Treiberschaltung 37 einen Zähler darin, um so die Kraftstoffeinspritzventile 7 in der Entfernungs-Impulseinspritzung PP (siehe 5) sowie der Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH zu steuern.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, wird durch die Ausführung der Entfernungs-Impulseinspritzung PP in die Expansionshübe unverbranntes HC (Reduzierungsmittel), welches nicht zur Verbrennung beiträgt, aus den Brennkammern in das Abgassystem Re emittiert, um als HC- und CO-Reduzierungsmittel zu dienen, und insbesondere, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf ein angenähertes stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, ist es möglich, eine ausreichende Menge an Reduzierungsmitteln für einen raschen Anstieg in dem aus dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittierten NOx (siehe NOx-Konzentration in 5) zu liefern. Es sollte angemerkt werden, daß der Dreiwegkatalysatorabschnitt E2, auf welchem eine relativ große Menge an Edelmetall 34 aufgetragen ist und welches nicht das Dreiwegkatalysatorverhalten behindert, CO und HC sowie NOx entfernen kann, welches aus dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittiert wird und nicht ausreichend reduziert werden kann. Daher ist es möglich, die Emission von NOx, CO und HC in die Luft zu unterdrücken und die direkte Emission von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittierten NOx an die Luft kann verhindert werden.
  • Demzufolge kann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis während der Durchführung der NOx-Entfernung umgeschaltet wird, der Verbrauch von Reduzierungsmitteln durch das Edelmetall 34 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a unterdrückt werden, und die restlichen Reduzierungsmittel können aktiv das von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittierte NOx reduzieren. Dieses verbessert den NOx-Entfernungswirkungsgrad und macht die Fettbetrieb-Reinigungszeit kürzer. Ferner können, da die Gesamtmenge des Edelmetalls 34 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a reduziert werden kann, während der Fettbetrieb-Entfernung zurückgebliebene Reduzierungsmittel die Verschlechterung der Aktivität des Edelmetalls 34 aufgrund einer Sauerstoffvergiftung in dem Abgaskanal-Abstrombereich b sowie in dem Abgaskanal-Anstrombereich a verhindern.
  • Ferner kann eine Reduzierung der aufgetragenen Menge des Edelmetalls 34 den Effekt des Verbrauchs der Reduzierungsmittel durch das Edelmetall 34 während der Fettbetrieb-Entfernung minimieren, und ermöglicht es, ausreichend NOx aus dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 zu emittieren und NOx zu reduzieren. Daher kann die NOx-Absorptionsfunktion der NOx-Einschlußmittel während des Betriebs bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis erfüllt werden.
  • Es erfolgt nun eine Beschreibung einer NOx-Entfernungssteuerung bezüglich der vorstehend beschriebenen NOx-Emissions- und Reduktionssteuerung.
  • Die NOx-Entfernungssteuerung ist in der Mitte der Kraftstoffzuführungssteuerung in einer durch die ECU 35 durchgeführten nicht dargestellten Hauptroutine vorgesehen.
  • Es sollte angemerkt werden, daß in der nicht dargestellten Kraftstoffzuführungssteuerung in der Hauptroutine die Kraftstoffeinspritz-Treiberschaltung 37 den Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und die Kraftstoffeinspritzzeit unter Verwendung eines nicht dargestellten Zählers in Abhängigkeit von einem von der ECU 35 angegebenen Einspritzmuster zählt, und die Kraftstoffeinspritzventile 7 zum Einspritzen von Kraftstoff veranlaßt. Beispielsweise wird, wenn das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist (wie es durch Se1 in 4 und 5 dargestellt ist) ein Befehl für die Durchführung eines Betriebs bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis gegeben, und die Kraftstoffeinspritz-Treiberschaltung 37 steuert die Kraftstoffeinspritzventile 7 in der Magerbetrieb-Impulseinspritzung PL in den 4 und 5. Ferner steuert, wenn das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein stöchiometrisches oder fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, die Kraftstoffeinspritz-Treiberschaltung 37 die Kraftstoffeinspritzventile 7 in der Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH in 5.
  • Andererseits ist zu dem Beginn der NOx-Entfernungssteuerung ein später beschriebenes Entfernungs-Flag PFLG "0" und der Ablauf geht zu einem Schritt S2 über, und wenn das PFLG 1 ist, geht der Ablauf zu einem Schritt S5 über. In dem Schritt S2 wird ermittelt, ob die Temperatur T des NOx-Katalysatorabschnittes E1 und des Dreiwegkatalysatorabschnittes E2 gleich oder größer als eine Aktivierungstemperatur Ts geworden sind (diese wird anhand der von dem Temperatursensor 28 detektierten Abgastemperatur geschätzt), und wenn ermittelt wird, daß die Temperatur T des NOx-Katalysatorabschnittes E1 und des Dreiwegkatalysatorabschnittes E2 gleich oder größer als die Aktivierungstemperatur T2 ist, wird dann in einem Schritt S3 ermittelt, ob die Dauer t1 eines Magermodus gleich oder größer als die Magerbetriebsdauer Lt ist.
  • Es sollte angemerkt werden, daß die Magerbetriebsdauer Lt so bestimmt ist, daß die nachstehenden Anforderungen (1) bis (3) erfüllt sind:
    • (1) es wird bevorzugt, daß die Magerbetriebsdauer Lt gleich oder kürzer als eine Zeitdauer ist, welche verstreicht, bis es unmöglich wird, NOx in dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 während eines Betriebs bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu absorbieren und die Emission von NOx in die Luft beginnt;
    • (2) es wird bevorzugt, daß die Magerbetriebsdauer Lt gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, da die Katalysatortemperatur absinkt, wenn der Betrieb bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis sich für eine lange Zeitdauer fortsetzt; und
    • (3) es wird bevorzugt, daß die Magerbetriebsdauer Lt gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, um so zu verhindern, daß die NOx-Entfernung für eine unnötige Zeit tu (siehe 5), welche erforderlich ist, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei dem Beginn der NOx-Entfernung umzuschalten, zunimmt, so daß sich der Kraftstoffverbrauch verschlechtert.
  • Es wird hier angenommen, daß die optimale Magerbetriebsdauer Lt auf 30 Sekunden unter den vorstehenden drei Bedingungen eingestellt ist.
  • Wenn das Ermittlungsergebnis in dem Schritt S3 positiv ist (JA), bedeutet dieses, daß Bedingungen für den Start der Bereitstellung einer Steuerung zum Emittieren des absorbierten NOx aus dem NOx reduzierenden Katalysator E1 und zum Redu zieren desselben erfüllt sind, der Ablauf zu einem Schritt S4 übergeht, in welchem die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr, für welche die Entfernungsimpuls-Injektion PP durchgeführt wird, und die Impulseinspritzzeit Ti, für welche die Entfernungs-Impulseinspritzung PP durchgeführt wird, im Schritt S4 eingestellt werden.
  • Die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr wird gemäß dem Produkt eines Kennfeldwertes auf der Basis der Abgasströmungsrate, wie z.B. dem von dem Luftströmungssensor 20 detektierten Luftansaugvolumen Qa und einem Kennfeldwert auf der Basis des Grades der Verschlechterung des NOx-Katalysatorabschnittes E1, wie z.B. der (von einer Gesamtwegstrecke-Detektionsvorrichtung 36 detektierten) Wegstrecke Km eingestellt. Die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr wird beispielsweise auf etwa 1 bis 5 Sekunden eingestellt, und wird mit einer Zunahme in einem Bereich n kürzer eingestellt, in welchem die NOx-Emissionsgeschwindigkeit hoch ist, wie es in dem Diagramm von 5 dargestellt ist, welches zeigt, daß die NOx-Emissionskennlinien niedriger werden, wenn die Wegstrecke zunimmt. Dieses unterdrückt die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und die Emission von unverbranntem HC und CO.
  • Die Impulseinspritzzeit Ti ist beispielsweise auf etwa 0,1 bis 1 Sekunde eingestellt, und ist so eingestellt, daß sie auf etwa 1/2 verringert wird, wenn die Wegstrecke, d.h. der Grad der Verschlechterung zunimmt. Der Grund, warum die Impulseinspritzzeit Ti verringert wird besteht darin, daß wenn der Grad der Verschlechterung des NOx-Katalysators 15 zunimmt, die NOx-Emissionskennlinien so variieren, daß der Bereich n, in welchem die NOx-Emissionsgeschwindigkeit hoch ist (siehe 5) kleiner wird, und somit nur eine kleine Menge von Reduzierungsmitteln ausreicht. Da die Impulseinspritzzeit Ti kurz eingestellt wird, kann die Verschlechte rung des Kraftstoffverbrauchs und die Emission von unverbranntem HC unterdrückt werden.
  • Nachdem die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr und die Impulseinspritzzeit Ti eingestellt und das Zählen in dem Schritt S4 gestartet sind, wird in dem Schritt S5 ermittelt, ob die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr abgelaufen ist oder nicht. Wenn die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr nicht abgelaufen ist, geht der Ablauf zu einem Schritt S6 über, in welchem ein Befehl für die Durchführung der Entfernungs-Impulseinspritzung PP für die Impulseinspritzzeit Ti gegeben wird.
  • Demzufolge steuert die Kraftstoffeinspritz-Treiberschaltung 37 die Kraftstoffeinspritzventile 7 in einem derartigen Muster, daß die Entfernungs-Impulseinspritzung PP unmittelbar nach der Fettbetrieb-Impulseinspritzung durchgeführt wird (siehe Impulseinspritzvolumen in 5). Es sollte angemerkt werden, daß die Entfernungs-Impulseinspritzung PP wenigstens dann durchgeführt wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von dem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein angenähert stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, so daß das emittierte NOx effektiv reduziert werden kann.
  • Insbesondere wird es bevorzugt, daß die Entfernungs-Impulseinspritzung PP nach der Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH in dem mittleren Stadium eines Expansionshubs bis zu dem Anfangsstadium eines Expansionshubs und insbesondere in dem späteren Stadium eines Expansionshubs durchgeführt wird. Die Zuführung von Kraftstoff in dem späteren Stadium des Expansionshubs liefert unverbrannten Kraftstoff (Reduzierungsmittel), welcher nicht verbrannt worden ist, in die Abgaskanäle (siehe NOx-Konzentration in 4), und insbesondere wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, eine rasch ansteigende Menge des von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 absorbierten NOx emittiert (siehe NOx-Konzentration in den 4 und 5), wobei jedoch das emittierte NOx wirksam reduziert werden kann.
  • Nachdem die Impulseinspritzung in dem Schritt S6 durchgeführt ist, wird das Entfernungsflag PFLG auf "1" in einem Schritt S7 gesetzt, um die momentane Regelung zu beenden, und der Ablauf kehrt zu der Hauptroutine zurück. Es wird wiederum ermittelt, ob das Entfernungsflag PFLG auf "1" gesetzt ist oder nicht. Wenn das Ermittlungsergebnis positiv ist, geht der Ablauf zu dem Schritt S5 über. Wenn die Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr noch nicht abgelaufen ist, werden die Schritte S5, S6 und S7 noch einmal der Reihe nach ausgeführt, um die Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH und die Entfernungs-Impulseinspritzung PP durchzuführen, so daß NOx von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittiert und reduziert wird.
  • Nach dem Ablauf der Fettbetrieb-Reinigungszeit Tr wird das Entfernungsflag PFLG wiederum auf "0" in einem Schritt S8 gesetzt, und die Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH und die Entfernungs-Impulseinspritzung PP werden in einem Schritt S9 beendet. Der Ablauf kehrt dann zu der Hauptroutine zurück. Als Folge davon wird eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt, indem eine Kraftstoffeinspritzregelung in der Hauptroutine der ECU 35 bereitgestellt wird.
  • Wie es vorstehend festgestellt wurde, wird, da der Abgaskanal-Anstrombereich a des nur einen Trägers 32 als der NOx-Katalysatorabschnitt E1 und der Abgaskanal-Abstrombereich b des nur einen Trägers 32 als der Dreiwegkatalysatorabschnitt E2 funktioniert, die Motorleistung niemals aufgrund eines Anstiegs eines Abgasdruckverlustes reduziert.
  • Ferner wird, da die aufgetragene Menge des Edelmetalls 34 auf 3,0 g/L in dem Abgaskanal-Anstrombereich a eingestellt ist und auf 5,0 g/L in den Abgaskanal-Abstrombereich b, der Verbrauch an HC und CO (Reduzierungsmittel) durch Platin Pt (Edelmetall) in dem Abgaskanal-Anstrombereich a unterdrückt, so daß die restlichen Reduzierungsmittel aktiv von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittiertes NOx reduzieren können, um den NOx-Entfernungswirkungsgrad zu verbessern. Das durch eine Strichlinie in 4 dargestellte auslaßseitige NOx kann weniger als das durch eine durchgezogene Linie in 4 dargestellte einlassseitige NOx sein, und die Fettbetrieb-Reinigungszeit kann relativ kurz sein. Deshalb wird das Kraftstoffeinspritzvolumen reduziert.
  • Wie es vorstehend beschrieben wurde, ist in der nur einen Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung, die in dem Abgaskanal angeordnet ist, die Menge des Edelmetalls in dem Abgaskanal-Anstrombereich geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich eingestellt, und ein hauptsächlich aus Kalium (K) bestehendes Alkalimetall, welches die NOx-Absorptionsfähigkeit bis zu einer relativ hohen Temperatur beibehält, ist in dem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers aufgetragen, so daß der Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers als der NOx-Katalysatorabschnitt funktioniert, welcher eine verbesserte NOx-Einschlußkatalysatorfunktion zeigt. Ferner ist ein hauptsächlich aus Barium (Ba) bestehendes Erdalkalimetall, von dem man annimmt, daß es nur eine relativ geringe nachteilige Auswirkung auf das Dreiwegkatalysatorverhalten des Edelmetalls hat, in dem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers aufgetragen, und die Menge des Edelmetalls in dem Abgaskanal-Abstrombereich größer als in dem Abgaskanal-Anstrombereich eingestellt, so daß der Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers als der Dreiwegkatalysatorabschnitt funktioniert.
  • Daher absorbiert der NOx-Katalysatorabschnitt E1 auf der Anstromseite NOx während eines Betriebs bei magerem Luft/ Kraftstoff-Verhältnis und emittiert und reduziert das absorbierte NOx während des Betriebs bei fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (oder während der NOx-Entfernung). Ferner wird während des Betriebs beim mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Abgaskanal-Anstrombereich der Verbrauch an zugeführten Reduzierungsmitteln aufgrund des Vorhandenseins von Kalium reduziert, von dem man annimmt, daß es nur eine relativ geringe nachteilige Auswirkung auf das Dreiwegkatalysatorverhalten des Edelmetalls hat, und somit die restlichen Reduzierungsmittel aktiv das emittierte NOx reduzieren können. Auch der Dreiwegkatalysatorabschnitt E2 auf der Abstromseite funktioniert als ein NOx-Absorptionskatalysator aufgrund des Vorhandenseins von Barium während des Betriebs bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, und der Verbrauch von Reduzierungsmitteln wird auf der Anstromseite während der NOx-Entfernung in einem Betrieb bei fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis unterdrückt, so daß eine größere Menge an Reduzierungsmitteln innerhalb einer kurzen Zeit geliefert werden kann, um unmittelbar die Abgasatmosphäre fett zu machen, so daß NOx, welches von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittiert wird und noch nicht ausreichend reduziert worden ist, effizient entfernt werden kann.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Obwohl in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform die in den 1 und 2A erscheinende Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 26 verwendet wird, welche so aufgebaut ist, daß die Unterstützungsschichten 33 des nur einen Trägers aus hauptsächlich aus Kalium (K) bestehenden Alkalimetall in dem Abgaskanal-Anstrombereich a ausgebildet sind, und aus hauptsächlich aus Barium (Ba) bestehenden Erdalkalimetall in dem Abgaskanal-Abstrombereich b ausge bildet sind, kann statt dessen eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 26' in 2B verwendet werden.
  • Die Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 26' ist mit einem als nur ein Körper konfigurierten Träger 32 versehen, und Barium (Ba) mit einer hohen HC-Entfernungsfähigkeit ist auf Unterstützungsschichten 33 sowohl in dem Abgaskanal-Anstrombereich a als auch dem Abgaskanal-Abstrombereich b des Trägers 32 aufgetragen, und wie in dem Falle der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 in 2A ist die aufgetragene Menge des Edelmetalls 34 auf 3,0 g/L in dem Abgaskanal-Anstrombereich a eingestellt und auf 5,0 g/L in dem Abgaskanal-Abstrombereich b eingestellt.
  • Die Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 26' in 2B erzielt im Wesentlichen dieselben Betriebseffekte wie die Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 26 in 2A. Insbesondere, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, wird der Verbrauch von HC und CO (Reduzierungsmittel) durch Edelmetall in dem Abgaskanal-Anstrombereich a unterdrückt, so daß die restlichen Reduzierungsmittel aktiv von dem NOx-Katalysatorabschnitt E1 emittiertes NOx reduzieren können, um somit den NOx-Entfernungswirkungsgrad zu verbessern.
  • Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 die Menge des auf den Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a des Trägers 32 aufgetragenen Edelmetalls 34 auf 3, 0 g/L festgelegt ist und die Menge des auf den Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Abstrombereich b des Trägers 32 aufgetragenen Edelmetalls 34 auf 5,0 g/L festgelegt ist, d.h. die Menge des Edelmetalls 34 getrennt in dem Abgaskanal-Anstrombereich a und dem Abgaskanal- Abstrombereich b eingestellt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es kann die aufgetragene Menge des Edelmetalls 34 so eingestellt sein, daß sie allmählich von dem Abgaskanal-Anstromende zu dem Abgaskanal-Abstromende zunimmt (Gradation).
  • Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Anstrombereich a des nur einen Trägers 32 aus einem hauptsächlich aus Kalium (K) bestehendem Alkalimetall ausgebildet sind, und die Unterstützungsschichten 33 in dem Abgaskanal-Abstrombereich b des nur einen Trägers 32 aus einer hauptsächlich aus Barium (Ba) bestehendem Erdalkalimetall ausgebildet sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern Kalium (K) und Barium (Ba) können in dem gesamten Bereich des Trägers 32 so aufgetragen sein, daß ein höherer Prozentsatz an Kalium (K) (bis zu 100 Prozent) in dem Abgaskanal-Anstromende aufgetragen ist, und ein höherer Prozentsatz von Barium (Ba) in dem Abgaskanal-Abstromende aufgetragen ist, und der prozentuale Anteil von Kalium (K) allmählich reduziert und der prozentuale Anteil von Barium (Ba) allmählich von dem Abgaskanal-Anstromende zu dem Abgaskanal-Abstromende gesteigert ist (Gradation).
  • Ferner kann Kalium (K) in dem gesamten Bereich des Trägers 32 so aufgetragen sein, daß ein höherer prozentualer Anteil des Kaliums (K) an dem Abgaskanal-Anstromende aufgetragen ist, und der prozentuale Anteil des Kaliums (K) allmählich von dem Abgaskanal-Anstromende zu dem Abgaskanal-Abstromende reduziert ist (Gradation).
  • Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Entfernungs-Impulseinspritzung PP in Expansionshüben durchgeführt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es können dieselben Effekte wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wie nachstehend beschrieben verändert wird. Insbesondere können in dem Falle, in welchem eine NOx-Entfernung durchgeführt wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Fettbetrieb-Impulseinspritzung PH auf einen solchen Wert geregelt wird, daß es ausreichend NOx emittiert und reduziert, und wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein angenähert stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, der Grad der Anfettung so erhöht wird, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis deutlich höher als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis sein kann, dieselben Effekte wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
  • Ferner kann, obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein mit Zündkerzen gezündeter Verbrennungsmotor, welcher direkt Kraftstoff in die Brennkammern einspritzt, als ein Verbrennungsmotor verwendet wird, bei welchem die Abgasemissions-Regelungsvorrichtung angewendet wird, die vorliegende Erfindung auch auf einen Dieselmotor oder einen mit Zündkerzen gezündeten Magerverbrennungsmotor angewendet werden, welcher Kraftstoff in Einlaßrohre einspritzt und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis in die Brennkammern leitet.
  • Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Entfernungs-Impulseinspritzung PP in Expansionshüben durchgeführt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es können in einem Motor des Typs, in dem Kraftstoff in Einlaßrohre (Einlaßkanäle) eingespritzt wird, dieselben Effekte wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wie nachstehend beschrieben verändert wird. Insbesondere können in dem Falle, in welchem eine NOx-Entfernung in einem solchen Motor durchgeführt wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einer Haupteinspritzung auf einen solchen Wert geregelt wird, daß ausreichend NOx emittiert und reduziert wird, und wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf ein angenähertes stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, und der Grad der Anfettung so erhöht wird, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis deutlich höher als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis sein kann, dieselben Effekte wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Es erfolgt nun eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 und 10.
  • Die dritte Ausführungsform in 9 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, daß eine Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung (NOx-Absorptionskatalysatoreinheit) 130, die in 9 dargestellt ist, anstelle der in 1 erscheinenden Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung 26 verwendet wird, und eine Beschreibung derselben Komponententeile wird unterlassen. Die Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung 130 ist so aufgebaut, daß ein Träger 132 in einen Abgaskanal-Anstrombereich 132a und einen Abgaskanal-Abstrombereich 132b unterteilt ist, und die aufgetragene Menge des O2-Speichermittels 134 in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b eingestellt ist.
  • Die NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 besteht aus dem Träger 132, welcher als nur ein einziger Körper mit einer großen Anzahl von durch den Träger 132 hindurch ausgebildeten Durchtrittslöchern konfiguriert ist, und aus Unterstützungsträgern, welche aus einem feuerbeständigen anorganischen Oxid bestehen, das auf den Innenoberflächen ausgebildet ist, welche die Durchtrittslöcher definieren. Jedes von Kupfer (Cu), Kobalt (Co), Silber (Ag), Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh) ausgewählte Edelmetall 136 ist als aktives Edelmetall auf den Unterstützungsschichten aufgetragen und ein Alkalimetall (wie z.B. Kalium (K) und Natrium (Na)) und ein Erdalkalimetall (wie z.B. Barium (Ba)) sind als NOx-Absorptionsmittel aufgetragen.
  • Daher hat die NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 grundsätzlich eine NOx-Absorptionskatalysatorfunktion zur Absorption von NOx, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist und in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre, in welcher die Sauerstoffkonzentration hoch ist, und zur Emission des absorbierten NOx, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett ist und in einer Sauerstoff reduzierten Atmosphäre, in welcher die Sauerstoffkonzentration niedrig ist, um somit das NOx durch die katalytische Wirkung des Edelmetalls 136 zu reduzieren und zu entfernen.
  • Die NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 hat auch eine Funktion einer Dreiwegkatalysatorfunktion, da das vorstehend erwähnte Edelmetall 136 auf den Unterstützungsschichten aufgetragen ist.
  • Somit kann die NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 ausreichend HC und CO sowie NOx entfernen, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stöchiometrisch oder fett ist.
  • Die NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 besitzt auch eine O2-Speicherfunktion (Sauerstoffabsorptionsfunktion: auch als "OSC" bezeichnet); ein O2-Speichermittel (Sauerstoffabsorptionsmittel; OSC-Mittel), wie z.B. Zer (Ce) ist auf den Unterstützungsschichten aufgetragen. Insbesondere besitzt die NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 eine Funktion der Absorption von O2 (Sauerstoff), wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist und in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre, und einer Emission des absorbierten Sauerstoffes O2, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett ist und in einer Atmosphäre mit reduzierter Sauerstoffkonzentration.
  • Daher wird in dem Falle, in welchem das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stöchiometrisch oder fett ist, und beispielsweise der vorstehend erwähnte O2-Sensor 30 eine O2-Rückkopplungsregelung bereitstellt, selbst wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf mager oder fett umgeschaltet wird, die Veränderung durch O2 ausgeglichen, der von dem O2-Speichermittel 134 absorbiert ist, womit die NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 die Katalysatoratmosphäre in einem angenähert stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis halten kann. Es ist daher möglich, die Dreiwegkatalysatorfunktion zu erfüllen.
  • Detaillierter ist, wie es schematisch in 2 dargestellt ist, die aufgetragene Menge des O2-Speichermittels (dargestellt durch Punkte) 134 in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a größer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b in dem Träger 132 eingestellt. In der NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 ist nämlich die Menge des O2-Speichermittels 134 in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b eingestellt.
  • Ferner hat es sich herausgestellt, daß das O2-Speichermittel 134 aufgrund des Vorhandenseins des Edelmetalls 136 in der Lage ist, O2 zu absorbieren, und hier ist, wie es schematisch in 9 dargestellt ist, die aufgetragene Menge des Edelmetalls (dargestellt durch kleine Kreise) 136 in dem Ab gaskanal-Anstrombereich 132a geringer als in den Abgaskanal-Abstrombereich 132b in dem Träger 132 gemäß der aufgetragenen Menge des O2-Speichermittel 134 eingestellt.
  • Es folgt nun eine Beschreibung des Betriebs der wie vorstehend beschriebenen aufgebauten Abgasemissions-Regelungsvorrichtung, und des Betriebs der Abgasemissionen entfernenden Katalysatorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Beispielsweise wird, wenn die NOx-Emissionseinrichtung 32 ermittelt, daß die Menge des von der NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 absorbierten NOx eine vorbestimmte Menge erreicht hat, der Kraftstoffeinspritzmodus auf einen NOx-Entfernungsmodus umgeschaltet, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett gemacht und die Katalysatoratmosphäre auf die vorstehend erwähnte Atmosphäre verändert, in welcher die Sauerstoffkonzentration niedrig ist. Demzufolge werden Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, in die Abgaskanäle ausgegeben, um die NOx-Entfernung zu starten.
  • Bei dieser Gelegenheit ist, wie es vorstehend beschrieben wurde, das O2-Speichermittel 134 auf der NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 so aufgetragen, daß die aufgetragene Menge des O2-Speichermittels in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b in dem Träger 132 eingestellt ist.
  • Daher kann, da die Menge des O2-Speichermittels 134 in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b ist, ein vollständiger Verbrauch von Reduzierungsmitteln, wie z.B. CO und HC, in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a aufgrund einer Oxidationsreaktion mit O2 verhindert werden, der in dem O2-Speichermittel 134 absorbiert ist, selbst wenn die NOx-Entfernung ausgeführt wird.
  • Demzufolge kann das in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a absorbierte NOx emittiert und reduziert werden, und Reduzie rungsmittel, wie z.B. CO und HC, können sicher den Abgaskanal-Abstrombereich 132b erreichen. Somit kann das in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a absorbierte NOx sicher ohne eine Notwendigkeit einer Erhöhung der Kraftstoffmenge, um so die Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, zu erhöhen, emittiert und reduziert werden.
  • Ferner überdeckt in einer Situation, in welcher die O2-Menge in Überschuß vorhanden ist, der O2 das Edelmetall 136 unter Verringerung von dessen Aktivität (Sauerstoffvergiftung), wobei jedoch, wenn Reduzierungsmittel, wie z.B. CO und HC, sicher den Abgaskanal-Abstrombereich 132b während der NOx-Entfernung erreichen können, der O2, welcher das Edelmetall 136 abdeckt, sicher durch die Reduzierungsmittel nicht nur in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a sondern auch in dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b reduziert werden kann. Dieses macht es möglich, die Aktivität des Edelmetalls 136 zufriedenstellend wiederherzustellen.
  • Wie es vorstehend beschrieben wurde, ist die Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, effizient die NOx-Absorptionsfähigkeit der NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 als Ganzes und die Aktivität des Edelmetalls 136 in einer kurzen Periode der NOx-Entfernungszeit und ohne Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs wiederherzustellen, und somit den Abgasemissionswirkungsgrad zu verbessern.
  • Insbesondere stellt 10 ein experimentelles Ergebnis nach einer NOx-Entfernung als die Auslaß-NOx-Konzentration der NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 im Falle der Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und gemäß diesem experimentellen Ergebnis ist es, wenn die aufgetragene Menge des O2-Speichermittels 134 in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b in dem Träger 132 (wie es durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist) eingestellt ist, möglich, ausreichend die NOx-Absorptionsfähigkeit wiederherzustellen und den NOx-Entfernungswirkungsgrad und den Abgasreinigungswirkungsgrad in Vergleich zu dem Stand der Technik zu verbessern, in welchem eine gleichmäßige Menge an O2-Speichermittel 134 (gemäß Darstellung durch eine unterbrochene Linie) aufgetragen ist. Es sollte angemerkt werden, daß 10 auch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis während der NOx-Entfernung und die Einlaß-NOx-Konzentration der NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 (Kettenlinie) darstellt.
  • Ferner kann in der vorliegenden Erfindung, da die aufgetragene Menge des Edelmetalls 136 in dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b in dem Träger 132 gemäß der aufgetragenen Menge des O2-Speichermittels 134 eingestellt ist, weder zu viel noch zu wenig Edelmetall 136, welches relativ teuer ist, effektiv auf der NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130 aufgetragen sein.
  • Jedoch muß die aufgetragene Menge des Edelmetalls 136 nicht notwendigerweise verändert werden, sondern es kann eine gleichmäßige Menge des Edelmetalls 136 auf dem Träger 132 aufgetragen werden.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • Es erfolgt nun eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 11.
  • In der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform ist der Träger 132 in den Abgaskanal-Anstrombereich 132a und den Abgaskanal-Abstrombereich 132b unterteilt, in welchen unterschiedliche Mengen des O2-Speichermittels 134 aufgetragen sind, während in der vierten Ausführungsform gemäß Darstel lung in 11, eine NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130' verwendet wird, welche so konfiguriert ist, daß die aufgetragene Menge des O2-Speichermittels 134 allmählich von dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a zu dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b erhöht wird (Gradation).
  • Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die NOx-Absorptionsfähigkeit der NOx-Absorptionskatalysatoreinheit 130' als ein Ganzes und die Aktivität des Edelmetalls 136 in einer effizienten Weise wiederherzustellen.
  • Außerdem kann gemäß Darstellung in 11 die aufgetragene Menge des Edelmetalls 136 allmählich von dem Abgaskanal-Anstrombereich 132a zu dem Abgaskanal-Abstrombereich 132b hin erhöht sein (Gradation).

Claims (7)

  1. Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung (26), mit: nur einem Träger (32), der in einem Abgaskanal angeordnet ist und eine große Anzahl von Durchtrittslöchern (31) aufweist, welche durch den nur einen Träger (32) in einer Strömungsrichtung durchgeführt sind; und Unterstützungsschichten (33), die aus feuerbeständigem anorganischem Oxid hergestellt sind und auf den Innenoberflächen, die die Durchtrittslöcher (31) bilden, ausgebildet sind; wobei die Unterstützungsschichten (33) Edelmetall und NOx-einschließende Mittel zum Absorbieren von NOx im Abgas tragen, wenn ein Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, und das absorbierte NOx emittieren und reduzieren, wenn ein Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch oder fett ist, und die Menge des auf den Unterstützungsschichten (33) aufgetragenen Edelmetalls in einem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers (32) kleiner als in einem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers eingestellt ist.
  2. Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung (26) nach Anspruch 1, wobei die Menge des aufgetragenen Edelmetalls so eingestellt ist, daß es allmählich von dem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers (32) zu dem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers (32) zunimmt.
  3. Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung (26) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Unterstützungsschichten (33) hauptsächlich aus Alkalimetall in dem Abgaskanal-Anstrombereich bestehen und hauptsächlich aus Erdalkalimetall in dem Abgaskanal-Abstrombereich bestehen.
  4. Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung (26) nach Anspruch 3, wobei das Alkalimetall Kalium aufweist, und das Erdalkalimetall Barium aufweist.
  5. Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Unterstützungsschichten (33) ein Sauerstoffabsorptionsmittel unterstützen; und die Menge des aufgetragenen Sauerstoffabsorptionsmittels in dem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers (32) geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers (32) eingestellt ist.
  6. Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung (26) nach Anspruch 5, wobei die Menge des aufgetragenen Sauerstoffabsorptionsmittels so eingestellt ist, daß es allmählich von dem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers (32) zu dem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers (32) hin zunimmt.
  7. Abgasemissionen entfernende Katalysatorvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Menge des aufgetragenen Edelmetalls in dem Abgaskanal-Anstrombereich des Trägers (32) geringer als in dem Abgaskanal-Abstrombereich des Trägers (32) abhängig von der Menge des aufgetragenen Sauerstoffabsorptionsmittels eingestellt ist.
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