JP5733191B2 - 排ガス中のｎｏｘを浄化するための排ガス浄化システム - Google Patents

Description

本発明は、排ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯ_Ｘと略記することもある。）を浄化するための排ガス浄化システムに関し、さらに詳しくは排気空燃比（以下、単に空燃比と呼ぶこともある。）（Ａ／Ｆ）と内燃機関の吸入空気流量（Ｇａ）との関係を制御することによって非貴金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒であっても高いＮＯ_Ｘ浄化率を達成し得る排ガス浄化システムに関する。

近年、地球環境保護の観点から、排ガス規制が世界的に年々強化されている。この対応策として、内燃機関においては、排ガス浄化触媒が用いられる。この排ガス浄化触媒において、排ガス中のＨＣ（ハイドロカーボン）、ＣＯおよびＮＯ_Ｘを効率的に除去するために、触媒成分としてＰｔ、Ａｕ、Ｒｈ等の貴金属が使用されている。
この浄化用触媒を用いた内燃機関、例えば自動車、例えばガソリンエンジン車あるいはジーゼルエンジン車では触媒活性とともに燃費の向上を図るために種々のシステムが用いられている。例えば、燃費を上げるために定常運転中では排気空燃比（Ａ／Ｆ）がリーン（Ｌｅａｎ：酸素過剰）の条件で燃焼させ、触媒活性を向上させるために一時的にストイキ(理論空燃比、Ａ／Ｆ＝１４．６)〜リッチ（Ｒｉｃｈ：燃料過剰）の条件で燃焼させている。

これは、従来公知のＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の貴金属系触媒を用いても条件、例えば排ガス温度あるいは排ガス組成によってはＮＯ_Ｘ浄化性能が低く、浄化性能を高めるために浄化用触媒を高温にすることとＨＣ又はＣＯ等を加えることによる還元雰囲気を必要とするためである。
一方、前記の貴金属系触媒はいずれも貴金属の資源枯渇の問題を抱えており、他の金属を用いて従来の貴金属系触媒と同程度以上の浄化性能を有する触媒又は貴金属の使用量を少なくし得る浄化触媒が求められている。
このため、様々な触媒を用いてＮＯ_Ｘを含む排ガスの浄化を最適化し得る排ガス浄化方法について種々の改良の試みがなされている。

例えば、特許文献１には、高負荷時では触媒下流の酸素濃度センサ出力Ｖｏｘｓに基づく理論空燃比を目標とする空燃比制御（サブフィードバック制御）を行うことを含む内燃機関の空燃比制御装置が記載されている。

また、特許文献２には、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒を備えた排気浄化装置において、内燃機関の過給圧が前記触媒において吹抜けが生じる予め定めた値より高くなったときに、機関の過給圧に応じて機関運転空燃比のリッチ度合いを変更する、内燃機関の排気浄化制御法が記載されており、具体例としてＰｔのような貴金属を担体のアルミナ層上に担持させたＮＯ_Ｘ吸蔵還元触媒が示され、過給圧、従って機関の吸入空気量Ｇａが高いほど空燃比を高く（リッチ度合いを小さく）設定する排ガス浄化システムが示されている。

特開２００６−２００３６４号公報 特許第４２０８０１２号公報

しかし、上記特許文献１および特許文献２に記載の排ガス浄化システムによれば、高負荷時のＧａ上昇時にＮＯ_Ｘ浄化に課題があり、特にＮＯ_Ｘ浄化触媒として卑金属系触媒を用いた場合にＮＯ_Ｘ浄化率が低くなる。
従って、本発明の目的は、内燃機関から排出される排ガスに対して吸入空気流量（Ｇａ）の広い範囲において高いＮＯ_Ｘ浄化率を達成し得る卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を用いた排ガス浄化システムを提供することである。

本発明は、内燃機関から排出される排ガス中のＮＯ_Ｘを浄化するために排ガス流路に配置されたＮＯ_Ｘ浄化触媒による排ガス浄化システムであって、
配置される、卑金属の少なくとも１種が担体に担持されている卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒について、内燃機関の吸入空気流量（Ｇａ）と目標とするＮＯ_Ｘ浄化率を与え得る排気空燃比（Ａ／Ｆ）との関係を求めること、および
走行時のＧａに応じて、前記ＮＯ_Ｘ浄化率を達成するためにＡ／Ｆの制御を前記関係に基づいて実施させること、
を含み、前記関係が、ｙ＝−ａｘ ^２ ＋ｃ（但し、式中、ｙ：目標とするＮＯ _Ｘ 浄化率に到達する平均Ａ／Ｆの値、ａ：定数、ｘ：Ｇａ、ｃ：１４．１以上１４．６未満の範囲の触媒の金属種によって異なる定数である。）を満足する、前記システムに関する。
本発明における吸入空気流量（Ｇａ）は内燃機関における特性値であり、排気空燃比（Ａ／Ｆ）はＮＯ_Ｘ浄化触媒と接触する前の排ガス流路における特性値であり、通常は内燃機関における特性値に等しい。

本発明によれば、卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を用いて内燃機関から排出される排ガスに対して吸入空気流量（Ｇａ）の広い範囲において高いＮＯ_Ｘ浄化率を達成し得る。

図１Ａは、本発明の実施態様における卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒による平均Ａ／ＦとＮＯ_Ｘ浄化率（５００℃）との関係を示すグラフである。 図１Ｂは、本発明の実施態様における他の卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒による平均Ａ／ＦとＮＯ_Ｘ浄化率（５００℃）との関係を示すグラフである。 図２は、内燃機関が自動車エンジンである場合の国内走行モードにおけるＧａの時間（ｓｅｃ）変化の一例を示すグラフである。 図３は、内燃機関が自動車エンジンである場合の１つの走行パターンにおける平均Ａ／Ｆの定義を説明するために模式的に示すグラフである。 図４Ａは、本発明の実施態様の制御法における目標とするＮＯ_Ｘ浄化率に到達する平均Ａ／ＦとＧａとの関係を示すグラフである。 図４Ｂは、本発明の他の実施態様の制御法における目標とするＮＯ_Ｘ浄化率に到達する平均Ａ／ＦとＧａとの関係を示すグラフである。 図５Ａは、本発明の実施態様の卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒による排ガス浄化システムの一例のフローを示す模式図である。 図５Ｂは、本発明の実施態様の卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒による排ガス浄化システムの他の一例のフローを示す模式図である。

本発明においては、内燃機関から排出される排ガス中のＮＯ_Ｘを浄化するために排ガス流路に配置されたＮＯ_Ｘ浄化触媒による排ガス浄化システムにおいて、
配置される、卑金属の少なくとも１種が担体に担持されている卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒について、内燃機関の吸入空気流量（Ｇａ）と目標とするＮＯ_Ｘ浄化率を与え得る排気空燃比（Ａ／Ｆ）との関係を求めること、および
走行時のＧａに応じて、前記ＮＯ_Ｘ浄化率を達成するためにＡ／Ｆの制御を前記関係に基づいて実施させることが必要であり、これによって卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を用いて内燃機関から排出される排ガスに対して吸入空気流量（Ｇａ）の広い範囲において高いＮＯ_Ｘ浄化率を達成し得る。

特に、本発明において、以下の実施態様を挙げることができる。
１）前記Ａ／Ｆが、平均Ａ／Ｆ（但し、平均Ａ／Ｆとは内燃機関の燃料供給カットから触媒活性回復のために燃料過剰のリッチとし、さらにリーンとリッチとの短時間の繰り返しを２回以上行う一連の工程間のＡ／Ｆの平均値を示す。）であって、目標とするＮＯ_Ｘ浄化率に到達する値である前記排ガス浄化システム。
２）前記卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒が、少なくとも１種の卑金属のみが担体に担持された触媒である前記排ガス浄化システム。
３）前記関係が、ｙ＝−ａｘ^２＋ｃ（但し、式中、ｙ：目標とするＮＯ_Ｘ浄化率に到達する平均Ａ／Ｆの値、ａ：定数、ｘ：Ｇａ、ｃ：１４．１以上１４．６未満の範囲の触媒の金属種によって異なる定数である。）を満足する前記排ガス浄化システム。

４）前記Ａ／Ｆの制御が、内燃機関への燃料噴射量を調整することによって行われる前記排ガス浄化システム。
５）前記卑金属が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ又はＣｕである前記排ガス浄化システム。
６）前記卑金属が、Ｎｉ又はＣｕである前記排ガス浄化システム。
７）前記Ｇａが、２以上５０（ｇ／ｓｅｃ）以下である前記排ガス浄化システム。
８）前記Ｇａが、５以上３０（ｇ／ｓｅｃ）以下である前記排ガス浄化システム。

９）前記目標とするＮＯ_Ｘ浄化率値が、少なくとも９５％である前記排ガス浄化システム。
１０）前記担体が、Ａｌ_２Ｏ_３粒子、ＳｉＯ_２粒子、ＣｅＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、ＴｉＯ_２粒子、ＣｅＯ_２−ＺｒＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＴｉＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＳｉＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＺｒＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３複合酸化物粒子、希土類酸化物（ランタン、プラセオジム、ネオジムの酸化物など）、ＺｎＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、酸化コバルト又は炭素粒子である前記排ガス浄化システム。
１１）前記Ａ／Ｆの制御が、前記排ガス流路の前記ＮＯ_Ｘ浄化触媒よりも上流側の位置に排ガス中のＨＣを酸化するための酸化触媒を備え、前記酸化触媒よりも上流側の前記流路内の位置での燃料注入量を調整することによって行われる前記排ガス浄化システム。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳説する。
本発明においては、ＮＯ_Ｘ浄化触媒として卑金属の少なくとも１種が担体に担持された卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を用いる。
前記の前記卑金属としては、貴金属よりも酸化物として安定で、リッチ寄りの（Ａ／Ｆが１４．６未満）雰囲気とすることで金属の表面が出現して活性が出現する卑金属であれば制限はなく、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ又はＣｕ、好適にはＮｉ又はＣｕが挙げられる。

前記卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒における担体としては、特に制限はなく、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３粒子、ＳｉＯ_２粒子、ＣｅＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、ＴｉＯ_２粒子、ＣｅＯ_２−ＺｒＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＴｉＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＳｉＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＺｒＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３複合酸化物粒子、希土類酸化物（ランタン、プラセオジム、ネオジムの酸化物など）、ＺｎＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、酸化コバルト又は炭素粒子が挙げられる。
前記卑金属の担体への担持量は０．１〜２０質量％の範囲、例えば１〜１０質量％の範囲であり得る。

本発明におけるＮＯｘ浄化触媒は通常ハニカム等の基材上に塗布あるいは積層して用い得る。
前記卑金属の担体への担持は、担体粉末に前記卑金属を与え得る卑金属塩、例えば酢酸塩、硝酸塩水溶液を、担体をコートした基材に吸着させた後、乾燥、焼成することによって行うことができる。
前記の基材として用い得るハニカムは、コージェライトなどのセラミックス材料やステンレス鋼などにより形成され得る。また、前記ＮＯｘ浄化触媒は任意の形状に成形して用いられ得る。

本発明の実施態様においては、前記ＮＯｘ浄化触媒の条件を制御するために、内燃機関から排出される排ガスの流路に配置される卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒について内燃機関の吸入空気流量（Ｇａ）と目標とするＮＯ_Ｘ浄化率値を与え得るＡ／Ｆとの関係を求めることが必要である。そのためには、例えば先ず図１Ａおよび図１Ｂに示すように、配置される卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒についてＡ／Ｆ、通常は平均Ａ／ＦとＮＯ_Ｘ浄化率との関係を求める。
本発明の実施態様においては、吸入空気流量（Ｇａ）の値として、図１Ａでは４種が図１Ｂでは３種が示されているが、アイドリング状態では（尚、Ｇａ１０以上は加速時）３〜１０の範囲、例えば３〜５の範囲内の数が採用され得る。
なお、吸入空気流量（Ｇａ）は、吸気圧力、圧力変動など、吸気に関するパラメータであれば、ＮＯ_ｘ浄化性能を成立させるＡ／Ｆと関係式を求めることができ、それらの上昇に応じてＲｉｃｈ側に制御することが有効である。

本発明の実施態様における内燃機関が自動車のエンジンである場合、図２に示すように、吸入空気流量（Ｇａ）は約１５分間の走行時間内に約２（ｇ／ｓｅｃ）以上３０（ｇ／ｓｅｃ）未満の範囲内で大きく変動している。このため、この吸入空気流量（Ｇａ）の変動に対応してＮＯ_Ｘ浄化触媒の環境（すなわち、Ａ／Ｆ）を調整することが必要であることが理解される。

本発明の実施態様においては、前記のＮＯ_Ｘ浄化触媒の環境を制御するために、平均Ａ／Ｆが用いられ得る。この平均Ａ／Ｆは、図３に示すように、走行条件により内燃機関、例えばエンジンが燃料供給カット（Ｆｕｅｌ Ｃｕｔ）を入れると、卑金属触媒が完全に酸化されるため、リッチ（Ｒｉｃｈ）条件（例えばＡ／Ｆ１４．０など）を比較的長時間、例えば２０秒（ｓ）の時間をとって回復処理を入れ、その後、例えばＡ／Ｆ１４．４などを平均として、Ａ／Ｆ１４．０のリッチとＡ／Ｆ１４．８のリーンを短時間ずつ交互に入れることにより卑金属触媒の活性を保つことが可能となり得るので、燃料供給カット→触媒活性回復のためのリッチ→（リーン→リッチの短時間、例えば１〜５秒内、例えば１秒の繰り返しを２回以上、例えば５回以上、例えば５〜２０回の範囲、例えば５〜１０回の範囲内）の繰り返し間の内燃機関のＡ／Ｆは平均値、例えば１４．０以上１４．６未満の範囲内、例えば１４．４を示し得る。

本発明の実施態様においては、適用する卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を測定装置、例えば自動車の排ガス流路に配置して、前記の図１Ａに示すように、広い範囲のＧａ、例えばＧａ＝９、１４．５、１９、２４の場合における、広い範囲の平均Ａ／Ｆ、例えば平均Ａ／Ｆ＝１３．８以上１４．６未満について適した温度、例えば３５０〜５００℃の範囲、例えば５００℃でのＮＯｘ浄化率を測定し、必要であればグラフにする。
あるいは、本発明の他の実施態様においては、適用する他の卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を測定装置に配置して、前記の図１Ｂに示すように、広い範囲のＧａ、例えばＧａ＝８、１６、２３の場合における、広い範囲の平均Ａ／Ｆ、例えば平均Ａ／Ｆ＝１４．０以上１４．６未満について適した温度、例えば３５０〜５００℃の範囲、例えば５００℃でのＮＯｘ浄化率を測定し、必要であればグラフにする。

次いで、本発明の実施態様においては、図１Ａあるいは図１Ｂのグラフの各Ｇａに関する曲線から、各ＧａとＮＯ_Ｘ浄化率が目標値、例えば９５％に達成する平均Ａ／Ｆとの関係を求める。この到達する平均Ａ／Ｆを求めることの意味は、内燃機関、例えば自動車のエンジンに供給する燃料の使用量を可能な限り低減し、排ガス中に残存する不必要なＨＣの量を少なくするためである。しかし、この平均Ａ／ＦはＮＯ_Ｘ浄化率が目標値、例えば９５％を達成し得る範囲内であれば任意の値であり得る。例えば、前記の実施態様においてはＮＯ_Ｘ浄化率が目標値に到達する平均Ａ／Ｆを採用しているが、この値に一定値、例えば１．００〜１．２５の範囲内、例えば１．００〜１．１の範囲内の数値を乗じた値であっても良い。

本発明の実施態様においては、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、前記のようにして求められた各Ｇａに対するＮＯ_Ｘ浄化率が目標値、例えば９５％を達成し得る平均Ａ／Ｆと各Ｇａとの関係をプロットし、グラフに示し得る。
図４Ａにおいては、４点のＧａと前記平均Ａ／Ｆがプロットされ、図４Ｂにおいては３点のＧａと前記平均Ａ／Ｆがプロットされる。
そして、これらの４点あるいは３点から、最小二乗法による二次曲線の求めるそれ自体公知の方法によって、関係式を求める。

前記のようにして、例えばＮＯ_Ｘ浄化率が目標値とする９５％を達成し得る平均Ａ／Ｆと各Ｇａとの関係として、ｙ＝−ａｘ^２＋ｃ（但し、式中、ｙ：前記平均Ａ／Ｆ、ａ：定数、ｘ：Ｇａ、ｃ：１４．１以上１４．６未満の範囲の触媒の金属種によって異なる定数である。）における、各定数が求められる。
図４Ａから、下記の関係式が求められる。
ｙ＝−０．００１３２ｘ^２＋１４．６
また、図４Ｂから、下記の関係式が求められる。
ｙ＝−０．０００６５ｘ^２＋１４．５５

本発明の実施態様においては、前記のようにしてＮＯ_Ｘ浄化率が目標値とする９５％を達成し得る平均Ａ／Ｆと各Ｇａとの関係式に基づいて、図５Ａあるいは図５Ｂに示すように、Ａ／Ｆの制御を行わせる。
すなわち、Ｃｕ系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を用いる本発明の実施態様において、図５Ａに示すように、エンジンをスタートさせて、走行中のエンジンのＧａを計測し、計測されたＧａに基づいて、下記式：
Ａ／Ｆ（＝前記の平均Ａ／Ｆ）＝−０．００１３２Ｇａ^２＋１４．６
から算出される平均Ａ／Ｆになるようにエンジンを任意の公知の制御法、例えばエンジンへの燃料噴射量を調整することによってＡ／Ｆの制御を行わせ、ＮＯ_Ｘ浄化触媒の環境を制御し得て、良好な排ガス浄化を達成し得る。

あるいは、本発明のＮｉ系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を用いる本発明の他の実施態様において、図５Ｂに示すように、エンジンをスタートさせて、走行中のエンジンのＧａを計測し、計測されたＧａに基づいて、下記式：
Ａ／Ｆ（＝前記の平均Ａ／Ｆ）＝−０．００００６５Ｇａ^２＋１４．５５
から算出される平均Ａ／Ｆになるようにエンジンを任意の公知の制御法、例えばエンジンへの燃料噴射量を調整することによってＡ／Ｆの制御を行わせ、ＮＯ_Ｘ浄化触媒の環境を制御し得て、良好な排ガス浄化を達成し得る。

あるいは、本発明における他の実施態様おいては、エンジンへの燃料リッチ制御に代えて、前記排ガス通路の前記ＮＯ_Ｘ浄化触媒よりも上流側の位置に排ガス中のＨＣを酸化するための酸化触媒を備え、前記酸化触媒よりも上流側の位置での燃料注入によるＡ／Ｆの制御を行わせ得る。
この場合、本発明におけるＡ／ＦはＮＯ_Ｘ浄化触媒と接触する前の排ガス流路における特性値を示し得る。

前記の実施態様によって、燃料エンジンからの排ガス中にＨＣが含まれ得る条件、例えば比較的低い温度では、排ガス中のＨＣは前記の酸化触媒によってＨＣからＣＯを生成し得る。
前記のＨＣを酸化する酸化触媒としては、特に制限はなく例えば一般的にＨＣの酸化触媒として用いられる公知の触媒、例えば、Ｐｄ／ＣｅＯ_２、Ａｇ／Ａｌ_２Ｏ_３などが挙げられる。

本発明の上述の卑金属系ＮＯｘ浄化触媒を用いた浄化システムによれば、内燃機関、例えば自動車のエンジンから排出される排ガスに対して吸入空気流量（Ｇａ）の広い範囲において高いＮＯ_Ｘ浄化率を達成し得る。

以下、本発明の実施例を示す。
以下の各例において、得られた触媒の評価は以下に示す測定装置を用いる方法によって行った。なお、以下の測定装置を用いる測定法は例示であって当業者が同等と考える任意の他の測定法が採用され得る。
Ｇａ：ＤＥＮＳＯ １９７４００−５１５０ ＡＩＲ ＦＬＯＷ ＭＥＴＥＲ
Ａ／Ｆ：ＤＥＮＳＯ ０７３ ＳＥＮＳＯＲ ＡＩＲ ＦＵＥＬ ＲＩＴＩＯ
ＮＯ_Ｘ浄化率：ＨＯＲＩＢＡ ＭＥＸＡ−９５００Ｄ

実施例１
予めハニカム基材にスラリー状にした担体（Ａｌ_２Ｏ_３粉末）をコート、乾燥しておく。
担体をコートしたハニカム基材を水に浸して吸水量を確認する。
Ｃｕを担持したい分量（担体に対して１〜１０質量％）を計算し、それに応じて酢酸銅を水に溶解させ、ハニカム基材に吸水させ、乾燥する。次いで、６００℃で５時間焼成して、Ｃｕ系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を調製した。
得られたＣｕ系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を用いて、２４００ｃｃ自動車エンジンを使用し、Ａ／Ｆ制御をエンジンへの燃料噴射量を調整し、排ガスのＮＯ_Ｘ浄化を行った。

Ｇａの値を種々（Ｇａ＝９、１４．５、１９、２４）変えて、各ＧａにおけるＮＯ_Ｘ浄化率を、Ａ／Ｆを変え（１３．８≦Ａ／Ｆ＜１４．６）て測定した。
結果を図１Ａに示す。
なお、この場合のＡ／Ｆ値として一例を図３に示す平均Ａ／Ｆを用いた。
また、このエンジンを搭載した自動車の国内走行モードとＧａとの関係を図２に示す。
図１ＡからＮＯ_Ｘ浄化率が９５％となる平均Ａ／Ｆを求め、ＮＯ_Ｘ浄化率９５％に到達する平均Ａ／ＦとそのときのＧａ値とを４点プロットし、最小二乗法により求めた曲線および曲線を表す式［ｙ＝−０．００１３２ｘ^２＋１４．６（但し、式中、ｙ：目標とするＮＯ_Ｘ浄化率９５％に到達する平均Ａ／Ｆの値）］を図４Ａに示す。
この式に基づいて、前記エンジンのＮＯ_Ｘ浄化を行う場合の排ガス浄化システムのフローを図５Ａに示す。

実施例２
酢酸銅に代えて酢酸ニッケルを用いた他は実施例１と同様にして、Ｎｉ系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を調製した。
このＮｉ系ＮＯ_Ｘ浄化触媒を用いた他は実施例１と同様にして、排ガスのＮＯ_Ｘ浄化を行った。
Ｇａの値を種々（Ｇａ＝８、１６、２３）変えて、各ＧａにおけるＮＯ_Ｘ浄化率を、Ａ／Ｆを変え（１４≦Ａ／Ｆ＜１４．６）て測定した。結果を図１Ｂに示す。
図１ＢからＮＯ_Ｘ浄化率が９５％となる平均Ａ／Ｆを求め、ＮＯ_Ｘ浄化率９５％に到達する平均Ａ／ＦとそのときのＧａ値との３点をプロットし、最小二乗法により求めた曲線および曲線を表す式［ｙ＝−０．０００６５ｘ^２＋１４．６（但し、式中、ｙ：目標とするＮＯ_Ｘ浄化率９５％に到達する平均Ａ／Ｆの値）］を図４Ｂに示す。
この式に基づいて、前記エンジンのＮＯ_Ｘ浄化を行う場合の排ガス浄化システムのフローを図５Ｂに示す。

図４Ａ、図４Ｂに示すように、本発明の排ガス浄化システムによれば、卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒であっても広いＧａ範囲内で９５％以上のＮＯ_Ｘ浄化率を達成することができることが示された。

本発明の排ガス浄化システムによれば、卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒であっても広いＧａ範囲内で高いＮＯ_Ｘ浄化率を達成することができる。

Claims (10)

1. 内燃機関から排出される排ガス中のＮＯ_Ｘを浄化するために排ガス流路に配置されたＮＯ_Ｘ浄化触媒による排ガス浄化システムであって、
   配置される、卑金属の少なくとも１種が担体に担持されている卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒について、内燃機関の吸入空気流量（Ｇａ）と目標とするＮＯ_Ｘ浄化率を与え得る排気空燃比（Ａ／Ｆ）との関係を求めること、および
   走行時のＧａに応じて、前記ＮＯ_Ｘ浄化率を達成するためにＡ／Ｆの制御を前記関係に基づいて実施させること、
   を含み、前記関係が、ｙ＝−ａｘ ^２ ＋ｃ（但し、式中、ｙ：目標とするＮＯ _Ｘ 浄化率に到達する平均Ａ／Ｆの値、ａ：定数、ｘ：Ｇａ、ｃ：１４．１以上１４．６未満の範囲の触媒の金属種によって異なる定数である。）を満足する、前記システム。
2. 前記卑金属系ＮＯ_Ｘ浄化触媒が、少なくとも１種の卑金属のみが担体に担持された触媒である請求項１に記載のシステム。
3. 前記Ａ／Ｆの制御が、内燃機関への燃料噴射量を調整することによって行われる請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記卑金属が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ又はＣｕである請求項２に記載のシステム。
5. 前記卑金属が、Ｎｉ又はＣｕである請求項４に記載のシステム。
6. 前記Ｇａが、２以上５０（ｇ／ｓｅｃ）以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記Ｇａが、５以上３０（ｇ／ｓｅｃ）以下である請求項６に記載のシステム。
8. 前記目標とするＮＯ_Ｘ浄化率値が、少なくとも９５％である請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記担体が、Ａｌ_２Ｏ_３粒子、ＳｉＯ_２粒子、ＣｅＯ_２粒子、ＺｒＯ_２粒子、ＴｉＯ_２粒子、ＣｅＯ_２−ＺｒＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＴｉＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＳｉＯ_２複合酸化物粒子、ＣｅＯ_２−ＺｒＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３複合酸化物粒子、希土類酸化物、ＺｎＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、酸化コバルト又は炭素粒子である請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記Ａ／Ｆの制御が、前記排ガス流路の前記ＮＯ_Ｘ浄化触媒よりも上流側の位置に排ガス中のＨＣを酸化するための酸化触媒を備え、前記酸化触媒よりも上流側の前記流路内の位置での燃料注入量を調整することによって行われる請求項１に記載のシステム。

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