(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスに含まれる窒素酸化物を取り除くウォールフロー型の排気ガス浄化装置であって、
フィルタ壁で区画された複数のセルが形成されるフィルタユニットと、
前記複数のセルのうち、第１セル群に分類されるセルにおける前記排気ガスの流れ方向上流側の上流開口部を封止する上流プラグ部と、
前記複数のセルのうち、前記第１セル群とは異なる第２セル群に分類されるセルにおける前記排気ガスの流れ方向下流側の下流開口部を封止する下流プラグ部と、
前記フィルタ壁に担持され、前記窒素酸化物を還元するＮＯｘ還元触媒層と、
を備え、
前記ＮＯｘ還元触媒層は、上流側触媒層と、前記フィルタ壁内の排気ガスの流れ方向における該上流側触媒層の下流側に位置する下流側触媒層とで構成され、
前記上流側触媒層は、少なくともＰｔを含み、
前記下流側触媒層は、第１触媒層と、前記フィルタ壁内の排気ガスの流れ方向における該第１触媒層の下流側に位置する第２触媒層とで構成され、
前記第１触媒層は、Ｒｈと、窒素酸化物を吸蔵する吸蔵剤とを少なくとも含み、
前記第２触媒層は、前記上流側触媒層より少量のＰｔを少なくとも含むことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
担体と、
前記担体上に形成された上流側触媒層と、
前記担体における前記上流側触媒層の下流側に形成された下流側触媒層と、
を備え、
前記上流側触媒層は、窒素酸化物を吸蔵する吸蔵剤を含まず、少なくともＰｔを含み、
前記下流側触媒層は、前記担体上に形成された第１層と、該第１層上に形成された第２層とを備え、
前記第１層は、前記上流側触媒層より少量のＰｔを少なくとも含み、
前記第２層は、Ｒｈと、前記吸蔵剤とを少なくとも含むことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃費を向上するために、理論空燃比（ストイキ）よりもリーンな空燃比で燃料を燃焼させるリーン燃焼を実行可能なエンジンが開発されている。リーン燃焼が行われると、理論空燃比で燃焼させた場合と比べて窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生しやすい。このため、上記リーン燃焼を実行可能なエンジンの排気路には、排気ガスから窒素酸化物を除去するＮＯｘ吸蔵還元触媒（ＬＮＴ：Lean NOx Trap）が設けられる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４８０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒において、窒素酸化物の除去効率を向上させる技術の開発が希求されている。
【０００５】
本発明は、窒素酸化物の除去効率を向上させることが可能な排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の排気ガス浄化装置は、排気ガスに含まれる窒素酸化物を取り除くウォールフロー型の排気ガス浄化装置であって、フィルタ壁で区画された複数のセルが形成されるフィルタユニットと、前記複数のセルのうち、第１セル群に分類されるセルにおける前記排気ガスの流れ方向上流側の上流開口部を封止する上流プラグ部と、前記複数のセルのうち、前記第１セル群とは異なる第２セル群に分類されるセルにおける前記排気ガスの流れ方向下流側の下流開口部を封止する下流プラグ部と、前記フィルタ壁に担持され、前記窒素酸化物を還元するＮＯｘ還元触媒層と、を備え、前記ＮＯｘ還元触媒層は、上流側触媒層と、前記フィルタ壁内の排気ガスの流れ方向における該上流側触媒層の下流側に位置する下流側触媒層とで構成され、前記上流側触媒層は、少なくともＰｔを含み、前記下流側触媒層は、第１触媒層と、前記フィルタ壁内の排気ガスの流れ方向における該第１触媒層の下流側に位置する第２触媒層とで構成され、前記第１触媒層は、Ｒｈと、窒素酸化物を吸蔵する吸蔵剤とを少なくとも含み、前記第２触媒層は、前記上流側触媒層より少量のＰｔを少なくとも含むことを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の他の排気ガス浄化装置は、担体と、前記担体上に形成された上流側触媒層と、前記担体における前記上流側触媒層の下流側に形成された下流側触媒層と、を備え、前記上流側触媒層は、窒素酸化物を吸蔵する吸蔵剤を含まず、少なくともＰｔを含み、前記下流側触媒層は、前記担体上に形成された第１層と、該第１層上に形成された第２層とを備え、前記第１層は、前記上流側触媒層より少量のＰｔを少なくとも含み、前記第２層は、Ｒｈと、前記吸蔵剤とを少なくとも含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、窒素酸化物の除去効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態にかかるエンジンシステムの構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態にかかる排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図３】変形例にかかる触媒層の概念を説明する図である。
【図４】第２の実施形態にかかる排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図５】排気ガス浄化装置における触媒層の概念を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかるエンジンシステム１００の構成を示す概略図である。なお、図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。図１に示すように、エンジンシステム１００には、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータでなるＥＣＵ（Engine Control Unit）１１０が設けられ、ＥＣＵ１１０によりエンジン１２０全体が統括制御される。ただし、以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。
【００１３】
エンジン１２０は、複数の気筒１２２ａを有する多気筒エンジンであり、シリンダブロック１２２に形成された各気筒１２２ａの吸気ポート１２４に、吸気マニホールド１２６が連通される。吸気マニホールド１２６の集合部には、エアチャンバ１２８を介して吸気路１３０が連通され、吸気路１３０の上流側にエアクリーナ１３２が設けられ、エアクリーナ１３２の下流側にスロットル弁１３４が設けられる。
【００１４】
また、エンジン１２０のシリンダブロック１２２に形成された各気筒１２２ａの排気ポート１３６には、排気マニホールド１３８が連通される。排気マニホールド１３８の集合部には、排気路１４０を介してマフラー１４２が連通され、排気路１４０に、後述する排気ガス浄化装置２００が設けられる。
【００１５】
エンジン１２０には、点火プラグ１４８が、その先端が燃焼室１４６内に位置するように各気筒１２２ａそれぞれに対して設けられる。また、各気筒１２２ａの燃焼室１４６には、インジェクタ１５０が設けられる。
【００１６】
エンジンシステム１００には、吸気路１３０におけるエアクリーナ１３２とスロットル弁１３４との間に、エンジン１２０に流入する吸入空気量を検出する吸入空気量センサ１６０、および、エンジン１２０に流入する空気の温度を検出する吸気温センサ１６２が設けられる。また、エンジンシステム１００には、スロットル弁１３４の開度を検出するスロットル開度センサ１６４が設けられる。また、エンジンシステム１００には、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ１６６、アクセル（図示せず）の開度を検出するアクセル開度センサ１６８が設けられる。
【００１７】
これら各センサ１６０〜１６８は、ＥＣＵ１１０に接続されており、検出値を示す信号をＥＣＵ１１０に出力する。
【００１８】
ＥＣＵ１１０は、各センサ１６０〜１６８から出力された信号を取得してエンジン１２０を制御する。ＥＣＵ１１０は、エンジン１２０を制御する際、信号取得部１８０、目標値導出部１８２、空気量決定部１８４、噴射量決定部１８６、スロットル開度決定部１８８、点火時期決定部１９０、駆動制御部１９２として機能する。
【００１９】
信号取得部１８０は、各センサ１６０〜１６８が検出した値を示す信号を取得する。目標値導出部１８２は、クランク角センサ１６６から取得したクランク角を示す信号に基づいて現時点のエンジン回転数を導出する。また、目標値導出部１８２は、導出したエンジン回転数、および、アクセル開度センサ１６８から取得したアクセル開度を示す信号に基づき、予め記憶されたマップを参照して目標トルクおよび目標エンジン回転数を導出する。
【００２０】
空気量決定部１８４は、目標値導出部１８２により導出された目標エンジン回転数および目標トルクに基づいて、各気筒１２２ａに供給する目標空気量を決定する。スロットル開度決定部１８８は、空気量決定部１８４により決定された各気筒１２２ａの目標空気量の合計量を導出し、合計量の空気を外部から吸気するための目標スロットル開度を決定する。
【００２１】
噴射量決定部１８６は、空気量決定部１８４により決定された各気筒１２２ａの目標空気量に基づいて、各気筒１２２ａに供給する燃料の目標噴射量を決定する。また、噴射量決定部１８６は、決定した目標噴射量の燃料をエンジン１２０の吸気行程あるいは圧縮行程でインジェクタ１５０から噴射させるために、クランク角センサ１６６により検出されるクランク角を示す信号に基づいて、各インジェクタ１５０の目標噴射時期および目標噴射期間を決定する。
【００２２】
点火時期決定部１９０は、目標値導出部１８２により導出された目標エンジン回転数、および、クランク角センサ１６６により検出されるクランク角を示す信号に基づいて、各気筒１２２ａでの点火プラグ１４８の目標点火時期を決定する。
【００２３】
駆動制御部１９２は、スロットル開度決定部１８８により決定された目標スロットル開度でスロットル弁１３４が開口するように、スロットル弁用アクチュエータ（図示せず）を駆動する。また、駆動制御部１９２は、噴射量決定部１８６により決定された目標噴射時期および目標噴射期間でインジェクタ１５０を駆動することで、インジェクタ１５０から目標噴射量の燃料を噴射させる。また、駆動制御部１９２は、点火時期決定部１９０により決定された目標点火時期で点火プラグ１４８を点火させる。
【００２４】
このようにして、燃焼室１４６で燃料が燃焼されたことにより生じた排気ガスは、排気路１４０を通じて外部に排出されることになるが、排気ガスには、炭化水素（ＨＣ：Hydro Carbon）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物(ＮＯｘ)が含まれるため、これらを除去する必要がある。そこで、排気路１４０に排気ガス浄化装置２００を設けておき、排気ガス浄化装置２００において、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を除去する。
【００２５】
（排気ガス浄化装置２００）
図２は、第１の実施形態にかかる排気ガス浄化装置２００の構成を示す概略図であり、図２（ａ）は排気ガス浄化装置２００の斜視図を示し、図２（ｂ）は排気ガス浄化装置２００における触媒層２２０の概念を説明する図を示す。なお、図２中、排気ガスの流れを白抜き矢印で示す。また、本実施形態にかかる図２では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸（排気ガスの流れ方向、排気路１４０の延在方向）、Ｚ軸を図示の通り定義している。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、排気ガス浄化装置２００は、複数のセル２１２を有するハニカム構造の担体２１０と、担体２１０に担持された触媒層２２０とを含んで構成される。触媒層２２０は、酸化環境下（空燃比がリーンの場合）において、一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化するとともに、ＮＯ２を吸蔵する。また、触媒層２２０は、還元環境下（空燃比がリッチ（リッチスパイク）の場合）において、吸蔵したＮＯ２を脱離するとともに、還元してＮＯとし、ＮＯと、炭化水素および一酸化炭素とを反応させて、炭化水素、一酸化炭素、ＮＯを分解して除去する。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、触媒層２２０は、担体２１０上に形成された上流側触媒層２３０と、担体２１０における上流側触媒層の下流側に形成された下流側触媒層２４０とを含んで構成される。また、下流側触媒層２４０は、担体２１０上に形成された第１層２４２と、第１層２４２上に形成された第２層２４４とを含んで構成される。
【００２８】
上流側触媒層２３０は、少なくともＰｔ（白金）を含む層である。また、下流側触媒層２４０を構成する第１層２４２は、Ｐｔと、Ｐｄ（パラジウム）とを少なくとも含む層であり、第２層２４４は、Ｒｈ（ロジウム）と、窒素酸化物を吸蔵する吸蔵剤（例えば、Ｂａ（バリウム））とを少なくとも含む層である。なお、第１層２４２に含まれるＰｔは、上流側触媒層２３０に含まれるＰｔより少量である。また、排気ガスの流れ方向（図２中、Ｙ軸方向）の下流側触媒層２４０の長さＬｂは、上流側触媒層２３０の長さＬａより長い。また、下流側触媒層２４０の図２中Ｚ軸方向の高さＨｂは、上流側触媒層２３０の高さＨａと実質的に等しく、第１層２４２の高さＨｃおよび第２層２４４の高さＨｄも実質的に等しい。
【００２９】
従来、触媒層は、Ｐｔと吸蔵剤のみが含まれており、それらの含有量は、排気ガスの流れ方向（図２中、Ｙ軸方向）に亘って均一であったため、還元環境下においてＮＯの浄化効率が低下するという問題があった。
【００３０】
具体的に説明すると、窒素酸化物を吸蔵する酸化環境下では、触媒層に含まれるＰｔによって下記式（１）の反応が進行し、吸蔵剤がＮＯ２を吸蔵する。
ＮＯ  ＋  Ｏ２  →  ＮＯ２  …式（１）
【００３１】
一方、窒素酸化物を分解する還元環境下では、酸素が低濃度であることから触媒層に含まれるＰｔによって下記式（２）の反応が進行する。そうすると、ＮＯ２の濃度が低下することから吸蔵剤からＮＯ２が脱離されることとなる。
ＮＯ２  →  ＮＯ  ＋  Ｏ２  …式（２）
こうして上記式（２）の反応が進行すると、酸素が生成されることとなるが、この酸素が、還元環境下（リッチスパイク時）の排気ガス中の炭化水素や一酸化炭素と反応してしまい、ＮＯの浄化効率が低下する。また、ＮＯの浄化効率を上げるためには、炭化水素および一酸化炭素を増量する必要があり、つまり、空燃比をよりリッチにしなければならず、燃費が低下してしまう。
【００３２】
また、上記式（２）の反応の進行を抑えれば、酸素の生成量を低減できるため、触媒層におけるＰｔの含有量を低減することも考えられる。しかし、この場合、酸化環境下において上記式（１）の反応の進行も抑制されてしまい、ＮＯ２の吸蔵効率（排気ガスからのＮＯｘの除去効率）が低下してしまう。
【００３３】
そこで、本実施形態では触媒層２２０を上記のように構成することにより、ＮＯ２の吸蔵効率を維持しつつ、ＮＯの浄化効率を向上する。具体的に説明すると、酸化環境下において、排気ガスは、まず、上流側触媒層２３０に接触する（図２（ｂ）中、矢印Ａで示す）こととなり、上記式（１）の反応が進行することとなる。そうすると、排気ガスが下流側触媒層２４０に到達する際には、排気ガス中のＮＯ２の濃度は、触媒層２２０（上流側触媒層２３０）に到達する前よりも高濃度となる。そして、排気ガスは、下流側触媒層２４０に到達すると、下流側触媒層２４０の第２層２４４（図２（ｂ）中、矢印Ｂで示す）および第１層２４２（図２（ｂ）中、矢印Ｃで示す）に接触することとなる。
【００３４】
上記式（１）の反応が進行するため、排気ガスが下流側触媒層２４０に到達する際には、排気ガス中のＮＯの濃度は、触媒層２２０（上流側触媒層２３０）に到達する前よりも低濃度となり、ＮＯ２の濃度は、高濃度となっている。したがって、排気ガスが、下流側触媒層２４０の第２層２４４に接触すると、排気ガス中のＮＯ２が、第２層２４４の吸蔵剤に吸蔵される。
【００３５】
一方、第２層２４４によってＮＯ２が吸蔵されることから、排気ガス中のＮＯ２濃度は低下するため、吸蔵剤とＮＯ２との吸蔵平衡が崩れ、吸蔵剤からＮＯ２が脱離してしまうおそれがある。そこで、第１層２４２にＰｔを含有させておき、上記式（１）の反応を積極的に進行させる（排気ガスの流れは、図２（ｂ）中、矢印Ｃで示す）。これにより、ＮＯ２の吸蔵効率を向上することができる。
【００３６】
なお、第１層２４２で反応させるＮＯ量は、上流側触媒層２３０より少ないため、第１層２４２のＰｔは、上流側触媒層２３０より少量にすることができる。
【００３７】
また、還元環境下において、排気ガスは、まず、上流側触媒層２３０に接触する（図２（ｂ）中、矢印Ａで示す）こととなるが、還元環境下において排気ガス中にＮＯ２はほとんど含まれないため、上記式（２）の反応はほとんど進行しない。そして、排気ガスは、下流側触媒層２４０に到達すると、下流側触媒層２４０の第２層２４４（図２（ｂ）中、矢印Ｂで示す）および第１層２４２（図２（ｂ）中、矢印Ｃで示す）に接触することとなる。
【００３８】
排気ガスにはＮＯ２がほとんど含まれていないことから、下流側触媒層２４０の第２層２４４に接触すると、ＮＯ２が第２層２４４の吸蔵剤から脱離する。そして、脱離したＮＯ２は、第１層２４２に接触し、第１層２４２において上記式（２）の反応が進行することとなる。ここで、上記したように、第１層２４２のＰｔは、上流側触媒層２３０より少ないため、上流側触媒層２３０のみを設けた場合と比較して、上記式（２）の反応の進行を抑制することができる。したがって、生成される酸素の量を低減することができ、酸素と反応する炭化水素や一酸化炭素を低減することが可能となる。これにより、ＮＯと、炭化水素および一酸化炭素とを反応させることができ、ＮＯの浄化効率を向上することができる。また、酸素と反応する炭化水素や一酸化炭素を低減することができるため、ＮＯの浄化のために排気ガス中の炭化水素および一酸化炭素を増量する必要がなくなり、燃費の低下を抑制することが可能となる。
【００３９】
また、第１層２４２にＰｄを含有させることにより、炭化水素を選択的に酸化させることができる。これにより、一酸化炭素を優先的にＮＯと反応させることができるため、炭化水素、一酸化炭素、ＮＯを効率よく浄化することが可能となる。
【００４０】
（第１の実施形態の変形例）
図３は、変形例にかかる触媒層２２０の概念を説明する図である。図３（ａ）に示すように、第１の実施形態の触媒層２２０では、第２層２４４のみが吸蔵剤を含む構成について説明した。
【００４１】
しかし、図３（ｂ）に示すように、上流側触媒層２３０、第１層２４２、第２層２４４のすべてが吸蔵剤を含む触媒層２２０（変形例１）としてもよい。これにより、ＮＯ２の吸蔵量を増加させることが可能となる。また、図３（ｃ）に示すように、第１層２４２および第２層２４４が吸蔵剤を含む触媒層２２０（変形例２）としてもよい。これにより、ＮＯ２の吸蔵量を増加させつつ、酸素の生成量を低減してＮＯの浄化効率を向上することができる。さらに、図３（ｄ）に示すように、第１層２４２にのみ吸蔵剤を含む触媒層２２０（変形例３）としてもよい。これにより、酸素の生成量を低減してＮＯの浄化効率を向上することができる。
【００４２】
これら４つの触媒層２２０を比較すると、酸素の生成量の低減率は、変形例１（図３（ｂ））、変形例３（図３（ｄ））、変形例２（図３（ｃ））、第１の実施形態（図３（ａ））の順に大きくなる（酸素の生成を抑え、燃費の低下を抑制することができる）。また、窒素酸化物（ＮＯ２、ＮＯ）の浄化効率は、変形例１（図３（ｂ））、第１の実施形態（図３（ａ））、変形例２（図３（ｃ））、変形例３（図３（ｄ））の順に高くなる。
【００４３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、担体２１０がハニカム構造である場合を例に挙げて説明した。しかし、担体の構造に限定はない。
【００４４】
図４は、第２の実施形態にかかる排気ガス浄化装置３００の構成を示す概略図であり、図４（ａ）は排気ガス浄化装置３００の斜視図を示し、図４（ｂ）は排気ガス浄化装置３００の正面図を示し、図４（ｃ）は図４（ａ）のＹＺ断面図を示す。なお、図４（ａ）、中、排気ガスの流れを白抜き矢印で示し、図４（ｃ）中、排気ガスの流れを矢印で示す。また、理解を容易にするために、図４（ｂ）、（ｃ）中、触媒層３５０を省略する。さらに、本実施形態にかかる図４では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸（排気ガスの流れ方向、排気路１４０の延在方向）、Ｚ軸を図示の通り定義している。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、排気ガス浄化装置３００は、ウォールフロー型の装置であり、フィルタ構造体３１０と、触媒層３５０とを含んで構成される。図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、フィルタ構造体３１０は、フィルタユニット３２０と、上流プラグ部３３０と、下流プラグ部３４０とを含んで構成される。
【００４６】
フィルタユニット３２０は、円筒形状の外筒３２２と、排気ガスを通過させるフィルタ壁３２４とを含んで構成される。また、詳しくは後述するが、フィルタ壁３２４には、触媒層３５０が担持されている。
【００４７】
フィルタ壁３２４は、図４中、ＸＹ面上に設けられるとともに、Ｙ軸方向に延在する第１壁３２４ａと、ＹＺ面上に設けられるとともに、Ｙ軸方向に延在する第２壁３２４ｂとを含んで構成される。そして、図４（ｂ）に示すように、２つの第１壁３２４ａと、２つの第２壁３２４ｂに囲繞された空間、もしくは、第１壁３２４ａ、第２壁３２４ｂ、外筒３２２に囲繞された空間がセル３２６として形成される。
【００４８】
したがって、複数のセル３２６は、外筒３２２（フィルタユニット３２０）内において、軸方向（図４中、Ｙ軸方向）に延在するとともに、軸方向と直交する方向（図４中、Ｘ軸方向およびＺ軸方向）に並列して形成される。なお、セル３２６の数に限定はない。
【００４９】
そして、図４（ｃ）に示すように、セル３２６のうち、第１セル群に分類されるセル３２６Ｂは、上流側の上流開口部３２８ａが上流プラグ部３３０に封止されており、その他のセル３２６（第２セル群に分類されるセル３２６Ａ）は、下流側の下流開口部３２８ｂが下流プラグ部３４０で封止されている。なお、図４（ｃ）中、理解を容易にするために、外筒３２２、上流プラグ部３３０、下流プラグ部３４０を黒い塗りつぶしで示す。
【００５０】
フィルタ構造体３１０では、セル３２６Ａとセル３２６Ｂとが交互に配置されているため、フィルタ構造体３１０（排気ガス浄化装置３００）に到達した排気ガスは、セル３２６Ａに導入され、セル３２６Ａを区画するフィルタ壁３２４を通過して、セル３２６Ｂに導入される。この際、フィルタ壁３２４の通過過程において、排気ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物が、フィルタ壁３２４に担持された触媒層３５０によって浄化されることとなる。そして、セル３２６Ｂに導入された排気ガスは、セル３２６Ｂの下流側の開口を通じてマフラー１４２（図１参照）に導かれることとなる。
【００５１】
以下、フィルタ壁３２４に担持される触媒層３５０について具体的に説明する。図５は、排気ガス浄化装置３００における触媒層３５０の概念を説明する図である。
【００５２】
図５に示すように、触媒層（ＮＯｘ還元触媒層）３５０は、上流側触媒層３５２と、上流側触媒層３５２より下流側に位置する下流側触媒層３５４とで構成される。また、本実施形態において、下流側触媒層３５４はさらに、第１触媒層３５４ａと、第１触媒層３５４ａの下流に位置する第２触媒層３５４ｂとで構成される。
【００５３】
上流側触媒層３５２は、上記第１の実施形態の上流側触媒層２３０と同様に、少なくともＰｔ（白金）を含む層である。第１触媒層３５４ａは、上記第１の実施形態の第２層２４４と同様に、Ｒｈと、吸蔵剤とを少なくとも含む層である。第２触媒層３５４ｂは、上記第１の実施形態の第１層２４２と同様に、Ｐｔと、Ｐｄとを少なくとも含む層である。なお、第２触媒層３５４ｂに含まれるＰｔは、上流側触媒層３５２に含まれるＰｔより少量である。
【００５４】
また、排気ガスの流れ方向（図５中、Ｚ軸方向）の下流側触媒層３５４の長さＬｄは、上流側触媒層３５２の長さＬｃより長い。なお、長さＬｃと長さＬｄとの対応関係は、上記第１の実施形態の上流側触媒層２３０の長さＬａと、下流側触媒層２４０の長さＬｂとの対応関係と実質的に等しい。また、第１触媒層３５４ａの長さＬｅと、第２触媒層３５４ｂの長さＬｆとは実質的に等しい。さらに、長さＬｅ、Ｌｆと、長さＬｄとの対応関係は、上記第１の実施形態の第１層２４２の高さＨｃ、第２層２４４の高さＨｄと、下流側触媒層２４０の長さＬｂとの対応関係と実質的に等しい。
【００５５】
このように、触媒層３５０を、上流側触媒層３５２と、下流側触媒層３５４（第１触媒層３５４ａ、第２触媒層３５４ｂ）とで構成することにより、ＮＯ２の吸蔵効率を維持しつつ、ＮＯの浄化効率を向上することができる。
【００５６】
また、触媒層３５０を担持させるフィルタ構造体３１０（フィルタ壁３２４）をウォールフロー型とすることにより、触媒層３５０を通過する排気ガスの速度を低減することができる。したがって、触媒層３５０における排気ガスの滞留時間（接触時間）を長くすることができ、触媒層３５０における炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の浄化効率を向上することが可能となる。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５８】
なお、上記実施形態において、第１層２４２、第２触媒層３５４ｂがＰｄを含む構成を例に挙げて説明した。しかし、第１層２４２、第２触媒層３５４ｂは、少なくともＰｔを含んでいればよい。
【００５９】
また、上記第２の実施形態において、下流側触媒層３５４が第１触媒層３５４ａと、第２触媒層３５４ｂとで構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、下流側触媒層３５４は、一層で構成されてもよい。この場合、下流側触媒層３５４は、上流側触媒層３５２より少量のＰｔと、Ｒｈとを少なくとも含んでいればよい。
【００６０】
また、上記第２の実施形態において、触媒層３５０における吸蔵剤の位置が、第１の実施形態の触媒層２２０と実質的に等しい構成を例に挙げて説明した。触媒層３５０における吸蔵剤の位置を、変形例１〜３のいずれかと実質的に等しくしてもよい。また、触媒層３５０は、吸蔵剤を含まずともよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、エンジンの燃焼室から排出された排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６２】
２００、３００  排気ガス浄化装置
２１０  担体
２３０  上流側触媒層
２４０  下流側触媒層
２４２  第１層
２４４  第２層
３２０  フィルタユニット
３２４  フィルタ壁
３２６  セル
３２８ａ  上流開口部
３２８ｂ  下流開口部
３３０  上流プラグ部
３４０  下流プラグ部
３５０  触媒層（ＮＯｘ還元触媒層）
３５２  上流側触媒層
３５４  下流側触媒層
３５４ａ  第１触媒層
３５４ｂ  第２触媒層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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