(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮点火機関のための排出抑制装置であって、
（ａ）電気加熱可能な基材および前記電気加熱可能な基材上に配置された第１の組成物を含む第１の触媒であって、前記第１の組成物がアルミナおよび第１の白金族金属（ＰＧＭ）を含む、第１の触媒と、
（ｂ）基材および前記基材上に配置された第２の組成物を含む第２の触媒であって、前記第２の組成物がアルミナおよび第２の白金族金属（ＰＧＭ）を含む、第２の触媒と
を備え、
前記第１の組成物の添加量が前記第２の組成物の添加量よりも少ない、排出抑制装置。
【請求項２】
前記第１の触媒のアルミナの総添加量が前記第２の触媒のアルミナの総添加量よりも少ない、請求項１に記載の排出抑制装置。
【請求項３】
前記第１の触媒が、前記第１の触媒と前記第２の触媒の間の電気的に隔離する間隙によって、前記第２の触媒から隔てられている、請求項１または２に記載の排出抑制装置。
【請求項４】
前記第１の組成物が第１のＰＧＭおよび第１の担体材料を含み、前記第１の担体材料が前記アルミナを含み、前記第２の組成物が第２のＰＧＭおよび第２の担体材料を含み、前記第２の担体材料が前記アルミナを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の排出抑制装置。
【請求項５】
前記第１の担体材料が、アルミナと耐火性酸化物の混合酸化物またはアルミナと耐火性酸化物の複合酸化物を含み、好ましくは、前記耐火性酸化物が、シリカ、チタニア、ジルコニアおよびセリアからなる群から選択される、請求項４に記載の排出抑制装置。
【請求項６】
前記第１の担体材料が少なくとも５０〜９９重量％のアルミナを含む、請求項４または５に記載の排出抑制装置。
【請求項７】
前記第２の担体材料が、アルミナと耐火性酸化物の混合酸化物またはアルミナと耐火性酸化物の複合酸化物を含み、好ましくは、前記耐火性酸化物が、シリカ、チタニア、ジルコニアおよびセリアからなる群から選択される、請求項４から６のいずれか一項に記載の排出抑制装置。
【請求項８】
前記第２の担体材料が少なくとも５０〜９９重量％のアルミナを含む、請求項４から７のいずれか一項に記載の排出抑制装置。
【請求項９】
前記第１の担体材料の総添加量が前記第２の担体材料の総添加量よりも少ない、請求項４から８のいずれか一項に記載の排出抑制装置。
【請求項１０】
前記第１の白金族金属（ＰＧＭ）が、白金、パラジウム、金およびそのうちの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される、請求項１から９のいずれか一項に記載の排出抑制装置。
【請求項１１】
前記第２の白金族金属（ＰＧＭ）が、白金、パラジウム、金およびそのうちの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の排出抑制装置。
【請求項１２】
前記第１のＰＧＭの総添加量が前記第２の触媒のＰＧＭの総添加量よりも少なく、好ましくは、前記第２の触媒の前記第２のＰＧＭの総添加量よりも少ない、請求項１から１１のいずれか一項に記載の排出抑制装置。
【請求項１３】
前記第１の触媒が電力接続部を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の排出抑制装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の前記排出抑制装置を備える、排気システム。
【請求項１５】
圧縮点火機関、および、請求項１から１３のいずれか一項に記載の排出抑制装置または請求項１４に記載の排気システムのいずれかを備える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼル機関などの圧縮点火機関のための排出抑制装置に関する。本発明はまた、圧縮点火機関および圧縮点火機関を備える車両のための排気システムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮点火機関は、法律により政府間組織によって世界中で禁止されている少なくとも４種類の汚染物質、すなわち一酸化炭素（ＣＯ）、未燃焼炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）および粒子状物質（ＰＭ）を一般に含む排気物質を生じる。酸化触媒（またはディーゼル酸化触媒）として知られている排出抑制装置は、一般に、圧縮点火機関によって生じた排気物質における、粒子状物質（ＰＭ）の揮発性有機成分（ＶＯＦ）を含む一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を処理するために使用される。そのような触媒は、一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して二酸化炭素（ＣＯ２）にすることによって処理し、炭化水素（ＨＣ）を酸化して水（Ｈ２Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ２）にすることによって処理する。
【０００３】
圧縮点火機関のための酸化触媒は、典型的には、基材上に被覆された白金族金属（ＰＧＭ）および担体材料を含む。しかしながら、酸化触媒は、冷態始動からその有効な作用温度まで昇温するのに数分を要し、その時間に著しい量の汚染物質が空気中に放出される可能性がある。
【０００４】
酸化触媒をその有効な作用温度まで引き上げる１つの方法は、電気加熱部を排気システムまたは排出抑制装置に組み込むことである。たとえば、ＥＰ０５７９４１５Ａ１には、排気システムにおける触媒のための上流加熱部が記載されている。排気システムは、大気汚染対策として排ガスを処理するための触媒と、触媒がその有効な反応温度に到達するのに要する時間を短くするための触媒の上流の非触媒加熱部とを備える。加熱部は、中を通るガス流に対して直角に測った１平方センチメートルあたり、長さ１．０ｃｍ未満の少なくとも１５の加熱チャネルを有しているため、動作中、ガスはチャネルを通過し、それによって、触媒に到達する前に加熱される。
【発明の概要】
【０００５】
ＰＧＭとアルミナ系担持材料との組み合わせを含む酸化触媒は、圧縮点火機関によって生じた排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）に対して良好な酸化活性を示す。しかしながら、そのような触媒は、冷態始動からその有効な作用温度（たとえば着火温度）まで昇温するのにかなりの時間を要する。触媒はまた、車両のアイドリング中または停止／開始モードを有するエンジンを備えた車両で使用されるとき、その有効な作用温度を下回る温度まで冷却してもよい。
【０００６】
白金やパラジウムなどの白金族金属は、排出抑制装置の高価な構成要素である。環境法はますます厳しくなりつつあり、酸化触媒の白金族金属含量を増加させることなく、活性の高まった排出抑制装置を実現するように、製造業者に圧力がかかっている。
【０００７】
本発明は、白金族金属（ＰＧＭ）とアルミナ系担持材料の両方の組み合わせを含む圧縮点火機関のための酸化触媒に関する。したがって、本発明は圧縮点火機関のための排出抑制装置を提供し、排出抑制装置は、
（ａ）電気加熱可能な基材および電気加熱可能な基材上に配置された第１の組成物を含む第１の触媒であって、第１の組成物がアルミナおよび第１の白金族金属（ＰＧＭ）を含む、第１の触媒と、
（ｂ）基材および基材上に配置された第２の組成物を含む第２の触媒であって、第２の組成物がアルミナおよび第２の白金族金属（ＰＧＭ）を含む、第２の触媒とを備え、
第１の組成物の添加量は第２の組成物の添加量よりも少ない。
【０００８】
電気加熱可能な基材がもたらす体積を利用するために、触媒活性組成物が電気加熱可能な基材上に加えられる。本発明者らはさらに、アルミナが断熱材であることを理解した。さらに、アルミナの比熱容量は、酸化触媒で一般に使用される他の担持材料に比べて比較的高い（約７６０〜９００Ｊ／ｋｇ．Ｋと報告されている）。電気加熱される基材上のアルミナ系担持材料の蓄熱容量が主要な基材に比べて小さいことで、電気発熱体からの熱伝達が補助されると考えられる。
【０００９】
ＰＧＭを含む組成物で被覆した電気加熱される基材の組み合わせは、排気システムの温度の素早い上昇を引き起こすことができ、それにより、第２の触媒は、冷態始動後、その有効作用温度まで速やかに引き上げられる。これは、排出抑制装置が、エンジンを冷態から始動させた後、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を遥かに早く酸化することができることを意味する。その結果、（たとえば標準駆動サイクルの間の測定で）排出抑制装置から直接的に大気中に放出されるＣＯおよびＨＣの全体量が、白金およびパラジウムの同じ全体量を含む従来の酸化触媒に比べて減少することがある。
【００１０】
本発明の排出抑制装置における第１の触媒は、車両のアイドリング中など、排ガス温度が下がり始めたとき、または圧縮点火機関が一時的に停止されたときに、第２の触媒の温度をその有効作用温度以上に維持することもできる。電気加熱可能な基材上に触媒活性被覆（たとえば第１の組成物）が存在すると、被覆自体がその有効作用温度に到達したときに発熱を生じるので、基材の全体的な電力消費を減少させることもできる。
【００１１】
本発明は圧縮点火機関のための排気システムをさらに提供する。排気システムは本発明の排出抑制装置を備える。
【００１２】
本発明はさらに車両に関する。車両は、圧縮点火機関と、本発明の排出抑制装置または本発明の排気システムのいずれかを備える。
【００１３】
本発明のさらなる態様は、圧縮点火機関によって生じた排ガスを処理するための排出抑制装置の使用に関し、排出抑制装置は、
（ａ）電気加熱可能な基材および電気加熱可能な基材上に配置された第１の組成物を含む第１の触媒であって、第１の組成物がアルミナおよび第１の白金族金属（ＰＧＭ）を含む、第１の触媒と、
（ｂ）基材および基材上に配置された第２の組成物を含む第２の触媒であって、第２の組成物がアルミナおよび第２の白金族金属（ＰＧＭ）を含む、第２の触媒とを備え、
第１の組成物の添加量は第２の組成物の添加量よりも少ない。
【００１４】
本発明は、圧縮点火機関によって生じた排ガスを処理する方法をさらに提供し、この方法は、排ガスを本発明の排出抑制装置に通すことを含む。
【００１５】
圧縮点火機関によって生じた排ガスを処理することへの言及はいずれも、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）および一酸化窒素（ＮＯ）を酸化することなどによって、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を処理する（たとえば酸化する）ことを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の触媒活性組成物で被覆された電気加熱可能な基材または加熱盤（１）および第２の触媒活性組成物で被覆された基材（２）を有する本発明による排出抑制装置を示す図である。電源は電極（３）に電気的に接続されていてもよい。
【図２】電気加熱可能な基材の端面（たとえば排出抑制装置の入口側から見て前面）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の触媒を電気加熱することによって、第１の組成物は、その有効温度（たとえばその着火温度）まで速やかに引き上げられる。これは、触媒を通過する排ガスから基材への熱移動に依存するよりも遥かに速く生じる。第１の触媒は、その有効温度に到達すると、発熱反応（たとえばＣＯおよび／または炭化水素の酸化）を促進することができる。生じる熱は、第２の触媒をその有効作用温度まで引き上げるのを補助することができる。
【００１８】
本発明の排出抑制装置は、圧縮点火機関、特にディーゼル機関に適している。圧縮点火機関によって生じる排ガスの温度は、同じ容量の火花点火機関（たとえばガソリン火花点火機関）によって生じる排ガスの温度よりも一般に低い。原則として、本発明の排出抑制装置は、カリフォルニアなどの、エンジン始動後の排ガスの速やかな加熱が環境についての法律上の要求を満たすのを補助すると思われる地域で、火花点火機関によって生じる排ガスを処理するために使用され得る。ただし、本発明の排出抑制装置は、ディーゼル機関などの圧縮点火機関に特に有益である。
【００１９】
排出抑制装置は、第１の触媒および第２の触媒を含む。排出抑制装置は、第１の触媒および第２の触媒からなっていてもよい。
【００２０】
概して、第１の触媒および第２の触媒は酸化触媒である。したがって、第１の触媒および／または第２の触媒は、圧縮点火機関によって生じた排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、また場合により窒素の酸化物（ＮＯｘ）を酸化するためのものである。典型的には、第１の触媒はディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）として使用されるためのものである。
【００２１】
第１の触媒は、電気加熱可能な基材および電気加熱可能な基材上に配置された第１の組成物を含む。第１の触媒は概して、単一の電気加熱可能な基材を含む。したがって、第１の触媒は、電気加熱可能な基材および第１の組成物からなっていてもよい。第１の触媒は、典型的には、電力接続部、好ましくは少なくとも２つの電力接続部、より好ましくは２つのみの電力接続部を含む。各電力接続部は、電気加熱可能な基材および電源に電気的に接続されてもよい。第１の触媒は、抵抗器を通る電流が電気エネルギーを熱エネルギーに変換するジュール発熱によって加熱され得る。
【００２２】
電気加熱可能な基材は、使用されている電気加熱基材である。
【００２３】
一般に、電気加熱可能な基材は金属を含む。金属は、１つまたは複数の電力接続部に電気的に接続されていてもよい。
【００２４】
原則として、任意の電気加熱可能な基材が使用されてもよい。電気加熱可能な基材の例は、ＵＳ４，３００，９５６、ＵＳ５，１４６，７４３およびＵＳ６，５１３，３２４に記載されている。
【００２５】
典型的には、電気加熱可能な基材は電気加熱可能なハニカム基材である。電気加熱可能な基材は、使用されている電気加熱ハニカム基材であってもよい。
【００２６】
電気加熱可能なハニカム基材は金属モノリスを含んでいてもよい。金属モノリスは、波形の金属板または金属箔を含んでいてもよい。波形の金属板または金属箔は、丸められ、巻かれ、または積層されていてもよい。波形の金属板は、丸められるか巻かれるとき、コイル、螺旋状または同心円状になるように丸められるか巻かれてもよい。
【００２７】
電気加熱可能な基材の金属、金属モノリスおよび／または波形の金属板もしくは金属箔は、Ｆｅｃｒａｌｌｏｙ（登録商標）などのアルミニウム含有フェライト鋼を含んでいてもよい。
【００２８】
電気加熱可能な基材は加熱盤を含んでいてもよい。一般に、加熱盤は、アノード−カソード間の短絡を避けるために巻き付けられている。
【００２９】
一般に、電気加熱可能な基材のセル密度は、第２の触媒の基材のセル密度よりも低い。
【００３０】
電気加熱可能な基材は、５０〜２００セル毎平方インチ（ｃｐｓｉ）のセル密度、好ましくは７５〜１７５ｃｐｓｉを有していてもよい。
【００３１】
典型的には、電気加熱可能な基材の軸方向の長さは、第２の触媒の基材の軸方向の長さよりも短い。電気加熱可能な基材の軸方向の長さは、第２の触媒の基材の軸方向の長さの１５％より短くてもよい。電気加熱可能な基材の軸方向の長さは、第２の触媒の基材の軸方向の長さの１４％未満、たとえば１３％未満（たとえば１０％未満）であるのが好ましい。
【００３２】
典型的には、第１の組成物は、電気加熱可能な基材の表面上に直接配置されている。通常、第１の組成物は、電気加熱可能な基材のチャネル壁の表面上に直接配置されている。これは、第１の組成物を含むウオッシュコートを電気加熱可能な基材に被覆することによって実現され得る。
【００３３】
原則として、第１の組成物は、複数の層および／または領域を含んでいてもよい。第１の組成物は単一の層を含むか、またはそれからなるのが好ましい。
【００３４】
本発明の排出抑制装置において、第１の組成物はアルミナおよび第１の白金族金属（ＰＧＭ）を含む。一般に、第１の組成物は第１のＰＧＭおよび第１の担持材料を含み、第１の担持材料はアルミナを含むのが好ましい。第１の組成物は、第１のＰＧＭおよび第１の担持材料を含むか、またはそれから本質的になっていてもよい。
【００３５】
第１の担持材料は、アルミナと耐火性酸化物の混合酸化物またはアルミナと耐火性酸化物の複合酸化物を含むか、またはそれから本質的になっていてもよく、耐火性酸化物は、シリカ、チタニア、ジルコニアおよびセリアからなる群から選択される。耐火性酸化物はシリカであるのが好ましい。
【００３６】
第１の担持材料がアルミナと耐火性酸化物の混合酸化物またはアルミナと耐火性酸化物の複合酸化物を含むか、またはそれから本質的になるとき、好ましくは、第１の担持材料（たとえば混合酸化物または複合酸化物）は少なくとも５０〜９９重量％のアルミナ、より好ましくは７０〜９５重量％のアルミナ、さらにより好ましくは７５〜９０重量％のアルミナを含む。
【００３７】
第１の担持材料は、アルミナを含むか、またはアルミナから本質的になっていてもよい。アルミナは、α−Ａｌ２Ｏ３、β−Ａｌ２Ｏ３、またはγ−Ａｌ２Ｏ３であり得る。アルミナはγ−Ａｌ２Ｏ３を含むか、またはそれから本質的になるのが好ましい。
【００３８】
第１の担持材料は、ドーパントがドープされたアルミナを含んでいてもよい。ドーパントの含有は、アルミナを、したがって第１の担持材料を熱的に安定化させることができる。この文脈における「ドープされた」への言及はいずれも、アルミナのバルクまたはホスト格子にドーパントが置換的にドープまたは格子間にドープされた材料を指すことを理解されたい。場合によっては、少量のドーパントがアルミナの表面に存在してもよい。ただし、ドーパントの大半は全体的にアルミナ体の中に存在することになる。
【００３９】
アルミナにドープされるとき、典型的には、ドーパントの総量は０．１〜５重量％（すなわちアルミナの重量％）である。ドーパントの総量は０．２５〜２．５重量％、より好ましくは０．５〜１．５重量％（たとえば約１重量％）であるのが好ましい。
【００４０】
アルミナは、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、チタン（Ｔｉ）、もしくはジルコニウム（Ｚｒ）またはそのうちの２つ以上の組み合わせを含むドーパントがドープされてもよい。ドーパントは、ケイ素の酸化物、マグネシウムの酸化物、バリウムの酸化物、ランタンの酸化物、セリウムの酸化物、チタンの酸化物、またはジルコニウムの酸化物を含むか、またはそれから本質的になっていてもよい。好ましくは、ドーパントは、ケイ素、マグネシウム、バリウム、もしくはセリウム、またはその酸化物、特にケイ素、もしくはセリウム、またはその酸化物を含むか、またはそれから本質的になる。より好ましくは、ドーパントは、ケイ素、マグネシウム、もしくはバリウム、またはその酸化物、特にケイ素、もしくはマグネシウム、またはその酸化物、特にケイ素またはその酸化物を含むか、またはそれから本質的になる。
【００４１】
ドーパントがドープされたアルミナの例には、シリカがドープされたアルミナ、酸化マグネシウムがドープされたアルミナ、バリウムもしくは酸化バリウムがドープされたアルミナ、酸化ランタンがドープされたアルミナ、またはセリアがドープされたアルミナ、特に、シリカがドープされたアルミナ、酸化ランタンがドープされたアルミナ、またはセリアがドープされたアルミナが含まれる。ドーパントがドープされたアルミナは、シリカがドープされたアルミナ、バリウムもしくは酸化バリウムがドープされたアルミナ、または酸化マグネシウムがドープされたアルミナであることが好ましい。より好ましくは、ドーパントがドープされたアルミナは、シリカがドープされたアルミナまたは酸化マグネシウムがドープされたアルミナである。さらにより好ましくは、ドーパントがドープされたアルミナは、シリカがドープされたアルミナである。ドーパントがドープされたアルミナは、当技術分野で知られている方法または、たとえばＵＳ５，０４５，５１９に記載されている方法によって調製されてもよい。
【００４２】
アルミナが、シリカがドープされたアルミナであるとき、アルミナは、総量０．５〜４５重量％（すなわちアルミナの重量％）、好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは１．５〜３０重量％（たとえば１．５〜１０重量％）、具体的には２．５〜２５重量％、より具体的には３．５〜２０重量％（たとえば５〜２０重量％）、さらにより好ましくは４．５〜１５重量％のシリカがドープされている。
【００４３】
アルミナが、酸化マグネシウムがドープされたアルミナであるとき、アルミナは、上に示した量または１〜３０重量％（すなわちアルミナの重量％）、好ましくは５〜２５重量％の量のマグネシウムがドープされている。
【００４４】
第１の担持材料はアルカリ土類金属のアルミン酸塩を含むか、またはそれから本質的になっていてもよい。「アルカリ土類金属のアルミン酸塩」という用語は、概して、式ＭＡｌ２Ｏ４の化合物を指し、式中、「Ｍ」はＭｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａなどのアルカリ土類金属を表す。そのような化合物は、概してスピネル構造を有する。これらの化合物は、当技術分野でよく知られている従来の方法または、たとえばＥＰ０９４５１６５、ＵＳ６，２１７，８３７またはＵＳ６，５１７，７９５に記載されている方法を用いて調製できる。
【００４５】
典型的には、アルカリ土類金属のアルミン酸塩は、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、アルミン酸カルシウム（ＣａＡｌ２Ｏ４）、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ２Ｏ４）、もしくはアルミン酸バリウム（ＢａＡｌ２Ｏ４）、またはそのうちの２つ以上の混合物である。好ましくは、アルカリ土類金属のアルミン酸塩はアルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）である。
【００４６】
第１の担持材料は、好ましくは、ドープされていないアルミナ（たとえばγ−アルミナ）を含むか、またはそれから本質的になっていてもよい。第１の担持材料中のドーパントの含有は、第１の組成物の触媒活性を低下させることがある。
【００４７】
典型的には、第１の触媒または第１の組成物、好ましくは第１の触媒は、０．１〜４．０ｇ  ｉｎ−３（たとえば０．２５〜３．５ｇ  ｉｎ−３）、好ましくは０．３〜３．０ｇ  ｉｎ−３、さらにより好ましくは０．５〜２．７ｇ  ｉｎ−３、さらにより好ましくは０．６〜２．５ｇ  ｉｎ−３（たとえば０．７５〜２．３ｇ  ｉｎ−３）の量の第１の担持材料を含む。
【００４８】
第１の触媒または第１の組成物、好ましくは第１の触媒は、総添加量の第１の担持材料を含む。第２の触媒または第２の組成物、好ましくは第２の触媒は、総添加量の第２の担持材料を含む。好ましくは、第１の担持材料の総添加量は第２の担持材料の総添加量よりも少ない。
【００４９】
原則として、第１の触媒または第１の組成物は、第１の担持材料を含む複数の担持材料を含んでいてもよい。ただし、第１の触媒または第１の組成物は、第１の担持材料である単一の担持材料を含むのが概して好ましい。
【００５０】
第１の触媒および第２の触媒は総添加量のアルミナをそれぞれ含むことになる。概して、第１の触媒のアルミナの総添加量は、第２の触媒のアルミナの総添加量より少ないのが好ましい。第１の触媒のアルミナの総添加量は、第２の触媒のアルミナの総添加量の９５％より少なく、好ましくは９０％より少なくてもよい。
【００５１】
典型的には、第１の白金族金属（ＰＧＭ）は、第１の担持材料上に配置されるか、または担持される。第１のＰＧＭは、第１の担持材料上に直接配置されてもよく、または第１の担持材料によって直接担持される（たとえば第１のＰＧＭと第１の担持材料の間に介在する担持材料がない）。たとえば、第１のＰＧＭは、第１の担持材料上に分散させること、および／または第１の担持材料内に含浸させることができる。
【００５２】
概して、第１の白金族金属（ＰＧＭ）は、白金、パラジウム、金およびそのうちの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される。第１のＰＧＭは白金を含むか、または白金から本質的になっていてもよい。第１のＰＧＭはパラジウムを含むか、またはパラジウムから本質的になっていてもよい。第１のＰＧＭは白金とパラジウムの組み合わせを含むか、または白金とパラジウムの組み合わせから本質的になっていてもよい。第１のＰＧＭは、パラジウムと金の組み合わせ、好ましくはパラジウムと金の合金を含むか、またはそれから本質的になっていてもよい。
【００５３】
典型的には、第１の触媒または第１の組成物、好ましくは第１の触媒は、総量１０〜３００ｇ  ｆｔ−３、より好ましくは２０〜２５０ｇ  ｆｔ−３、さらにより好ましくは、２５〜２００ｇ  ｆｔ−３、さらにより好ましくは３５〜１５０ｇ  ｆｔ−３の第１のＰＧＭを有する。
【００５４】
第１の白金族金属（ＰＧＭ）が白金とパラジウムの組み合わせを含むか、またはそれから本質的になるとき、白金対パラジウムの重量比は、好ましくは１０：１から１：２、より好ましくは５：１から１：１５、さらにより好ましくは４：１から１：１、たとえば３：１から１．５：１である。
【００５５】
第１の触媒は総添加量の第１のＰＧＭを含む。第２の触媒は総添加量のＰＧＭ（すなわち第２のＰＧＭ）を含む。好ましくは、第１のＰＧＭの総添加量は第２の触媒のＰＧＭの総添加量よりも少ない。
【００５６】
第１の組成物はアルカリ土類金属をさらに含んでいてもよい。アルカリ土類金属は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）またはそのうちの２つ以上の組み合わせから選択されてもよい。アルカリ土類金属は、好ましくはカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、またはバリウム（Ｂａ）、より好ましくはストロンチウム（Ｓｒ）またはバリウム（Ｂａ）であり、最も好ましくは、アルカリ土類金属はバリウム（Ｂａ）である。
【００５７】
第１の触媒または第１の組成物は炭化水素吸着剤をさらに含んでいてもよい。炭化水素吸着剤は、ゼオライト、活性炭、多孔質グラファイトおよびそのうちの２つ以上の組み合わせから選択されてもよい。炭化水素吸着剤はゼオライトであるのが好ましい。より好ましくは、ゼオライトは中細孔のゼオライト（たとえば８の四面体原子の最大環サイズを有するゼオライト）または大細孔のゼオライト（たとえば１０の四面体原子の最大環サイズを有するゼオライト）である。適切なゼオライトまたはゼオライトのタイプの例には、フォージャサイト、クリノプチロライト、モルデナイト、シリカライト、フェリエライト、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、超安定ゼオライトＹ、ＡＥＩゼオライト、ＺＳＭ−５ゼオライト、ＺＳＭ−１２ゼオライト、ＺＳＭ−２０ゼオライト、ＺＳＭ−３４ゼオライト、ＣＨＡゼオライト、ＳＳＺ−３ゼオライト、ＳＡＰＯ−５ゼオライト、オフレタイト、ベータゼオライトまたは銅ＣＨＡゼオライトが含まれる。ゼオライトは、好ましくはＺＳＭ−５、ベータゼオライトまたはＹゼオライトである。
【００５８】
第１の触媒が炭化水素吸着剤を含むとき、典型的には炭化水素吸着剤の総量は、０．０５〜１．５ｇ  ｉｎ−３、具体的には０．１０〜１．０ｇ  ｉｎ−３、より具体的には０．２〜０．８ｇ  ｉｎ−３である。
【００５９】
本発明の第１の触媒は、場合により、酸素貯蔵材料をさらに含む。そのような材料は当技術分野でよく知られている。酸素貯蔵材料は、セリア（ＣｅＯ２）およびセリア−ジルコニアの固溶体などのセリア−ジルコニア（ＣｅＯ２−ＺｒＯ２）から選択されてもよい。
【００６０】
第１の触媒はロジウム（Ｒｈ）を含まないのが概して好ましい。ロジウムは、ガソリン機関などの火花点火機関のための３元触媒に一般に含まれている。しかしながら、本発明は、ディーゼル機関などの圧縮点火機関を主として対象としている。
【００６１】
第１の触媒はロジウム（Ｒｈ）、炭化水素吸着剤、アルカリ金属（たとえばＬｉ、Ｎａ、Ｋ）およびアルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）を含まないのがさらに好ましい。
【００６２】
第２の組成物は、単一の層を含むか、またはそれからなっていてもよい。別法として、第２の組成物は複数の層を含んでいてもよい。
【００６３】
第２の組成物が複数の層を含むとき、第１の層が基材上に配置され（すなわち、直接配置され）てもよく、かつ、第２の層が第１の層上に配置されていてもよい。
【００６４】
追加または別法として、第２の組成物が複数の層を含むとき、第１の層が基材上に配置されていてもよく、かつ、第２の層が基材上に配置されていてもよい。第１の層と第２の層は基材上に並んで配置されていてもよい。たとえば、第１の層は、第２の層の上流に配置されていてもよい。（ａ）第１の層が第２の層上に配置されていてもよいこと、または（ｂ）第２の層が第１の層上に配置されていてもよいこと、のいずれかの一部または部分である（たとえばすべてではない）。そのような配置では、第１と第２の層の間に重なりがある。
【００６５】
第２の組成物が複数の層を含む場合、少なくとも１つの層（たとえば、第１の層および／または第２の層）が第２のＰＧＭを含み、少なくとも１つの層（たとえば、第１の層および／または第２の層）が、アルミナを、好ましくはアルミナを含む第２の担持材料を含む。同じ層（たとえば第１の層または第２の層）が第２のＰＧＭおよび第２の担持材料を含むのが好ましい。
【００６６】
第２の触媒は基材を含む。第２の触媒の基材は、電気加熱可能な基材ではない（たとえば、使用されている電気加熱基材ではない）。
【００６７】
第２の触媒は、基材を電気加熱するための電力接続部を含まない。第２の触媒の基材は、加熱盤を含まない。
【００６８】
第２の触媒の基材は、典型的には、２００から８００ｃｐｓｉ、好ましくは２５０から７００ｃｐｓｉ、より好ましくは３００から６００ｃｐｓｉのセル密度を有する。
【００６９】
典型的には、基材はモノリス（本明細書では基材モノリスとも称する）である。そのようなモノリスは当技術分野でよく知られている。基材モノリスは、貫流モノリスでもフィルタモノリスでもよい。基材モノリスは貫流モノリスであるのが好ましい。
【００７０】
貫流モノリスは、典型的には、両端が開いている複数のチャネルが中に延びたハニカム型モノリス（たとえば金属またはセラミックのハニカム型モノリス）を含む。基材が貫流モノリスであるとき、第２の触媒は、典型的にはディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）であるか、またはディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）として使用されるためのものである。
【００７１】
フィルタモノリスは、部分フィルタの基材モノリスまたはウォールフロー型フィルタの基材モノリスであってもよい。フィルタモノリスはウォールフロー型フィルタの基材モノリスであるのが好ましい。
【００７２】
典型的には、部分フィルタの基材モノリスは収集要素（たとえばすす粒子などの粒子状物質用）および複数のチャネル（すなわち、排ガスの貫流用）を有し、各チャネルは、少なくとも１つの開放端を有する（好ましくは、各チャネルは２つの開放端を有する（すなわち各チャネルは両端が開いている））。
【００７３】
一般に、部分フィルタの基材モノリスは、チャネルの境界を画定する複数の壁を有する。典型的には、収集要素は、複数の壁における複数の撓み部である。各壁は撓み部を有していなくてもよく、１つまたは複数の撓み部を有していてもよい。各撓み部は、基材モノリスを貫流する排ガス中のあらゆる粒子状物質に対する障害物として働く。各撓み部は折り返しまたは羽のような形状を有していてもよく、典型的には、各撓み部は壁の面から（たとえばある角度で）外側に突出している。各撓み部は、基材モノリスの壁にある開口部と組み合わされているのが好ましい。壁にある各開口部によって、排ガスはあるチャネルから隣のチャネルに流れることが可能になっている。部分フィルタの基材モノリスはＷＯ０１／８０９７８およびＥＰ１０５７５１９に開示されている。
【００７４】
ウォールフロー型フィルタの基材モノリスは、概して、複数の入口チャネルおよび複数の吐出口チャネルを含み、入口チャネルは上流端（すなわち排ガス入口側）が開放され、下流端（すなわち排ガス吐出口側）がプラグ接続または封止されており、吐出口チャネルは上流端がプラグ接続または封止され、下流端が開放されており、各入口チャネルは多孔性構造によって吐出口チャネルから隔てられている。基材がウォールフロー型フィルタの基材モノリスであるとき、本発明の第２の触媒は、典型的には、触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）であるか、または触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）として使用されるためのものである。
【００７５】
ウォールフロー型フィルタの基材モノリスでは、各入口チャネルが吐出口チャネルから多孔性構造の壁によって交互に隔てられ、各吐出口チャネルも同様にして入口チャネルから隔てられている。入口チャネルと吐出口チャネルはハニカム構造に配置されているのが好ましい。ハニカム構造になっているとき、入口チャネルに対して垂直と水平に隣り合うチャネルは上流端でプラグ接続され、逆も同様の構造である（すなわち、吐出口チャネルに対して垂直と水平に隣り合うチャネルは下流端でプラグ接続される）のが好ましい。いずれの端部から見ても、チャネルの交互にプラグ接続された開放端はチェス盤のように見える。
【００７６】
原則として、第２の触媒の基材はいかなる形状またはサイズでもよい。ただし、基材の形状およびサイズは、通常、排ガスに対する触媒中の触媒活性材料の曝露を最適化するように選択される。基材は、たとえば、筒状、繊維状または微粒子状の形態を有していてもよい。適切な担持基材の例には、モノリスハニカムコーディアライトタイプの基材、モノリスハニカムＳｉＣタイプの基材、層状繊維または編物タイプの基材、発泡体タイプの基材、クロスフロータイプの基材、金属ワイヤメッシュタイプの基材、金属多孔体タイプの基材およびセラミック粒子タイプの基材が含まれる。
【００７７】
第２の組成物は、第２の触媒の基材上、好ましくは基材のチャネル壁上に配置される。第２の組成物は、典型的には、ウオッシュコート（たとえば第２の組成物を含むウオッシュコート）を基材上に被覆することによって基材上に配置される。
【００７８】
本発明の排出抑制装置において、第２の組成物はアルミナおよび第２の白金族金属（ＰＧＭ）を含む。一般に、第２の組成物は第２のＰＧＭおよび第２の担持材料を含み、第２の担持材料はアルミナを含むのが好ましい。第２の組成物は、第２のＰＧＭおよび第２の担持材料からなるか、またはそれから本質的になっていてもよい。
【００７９】
第２の担持材料は、アルミナと耐火性酸化物の混合酸化物またはアルミナと耐火性酸化物の複合酸化物を含むか、またはそれから本質的になっていてもよく、耐火性酸化物は、シリカ、チタニア、ジルコニアおよびセリアからなる群から選択される。耐火性酸化物はシリカであるのが好ましい。
【００８０】
第２の担持材料がアルミナと耐火性酸化物の混合酸化物またはアルミナと耐火性酸化物の複合酸化物を含むか、またはそれから本質的になるとき、好ましくは、第２の担持材料（たとえば混合酸化物または複合酸化物）は少なくとも５０〜９９重量％のアルミナ、より好ましくは７０〜９５重量％のアルミナ、さらにより好ましくは７５〜９０重量％のアルミナを含む。
【００８１】
第２の担持材料は、アルミナを含むか、またはアルミナから本質的になっていてもよい。アルミナは、α−Ａｌ２Ｏ３、β−Ａｌ２Ｏ３、またはγ−Ａｌ２Ｏ３であり得る。アルミナはγ−Ａｌ２Ｏ３を含むか、またはそれから本質的になるのが好ましい。
【００８２】
第２の担持材料は、ドーパントがドープされたアルミナを含んでいてもよい。ドーパントの含有は、アルミナを、したがって第２の担持材料を熱的に安定化させることができる。アルミナにドープされるとき、典型的には、ドーパントの総量は０．１〜５重量％（すなわちアルミナの重量％）である。ドーパントの総量は０．２５〜２．５重量％、より好ましくは０．５〜１．５重量％（たとえば約１重量％）であるのが好ましい。
【００８３】
アルミナは、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、チタン（Ｔｉ）、もしくはジルコニウム（Ｚｒ）またはそのうちの２つ以上の組み合わせを含むドーパントがドープされてもよい。ドーパントは、ケイ素の酸化物、マグネシウムの酸化物、バリウムの酸化物、ランタンの酸化物、セリウムの酸化物、チタンの酸化物またはジルコニウムの酸化物を含むか、または本質的にそれからなっていてもよい。好ましくは、ドーパントは、ケイ素、マグネシウム、バリウム、もしくはセリウム、またはその酸化物、特に、ケイ素、もしくはセリウム、またはその酸化物を含むか、または本質的にそれからなる。より好ましくは、ドーパントは、ケイ素、マグネシウム、もしくはバリウム、またはその酸化物、特にケイ素、もしくはマグネシウム、またはその酸化物、特にケイ素またはその酸化物を含むか、または本質的にそれからなる。
【００８４】
ドーパントがドープされたアルミナの例には、シリカがドープされたアルミナ、酸化マグネシウムがドープされたアルミナ、バリウムもしくは酸化バリウムがドープされたアルミナ、酸化ランタンがドープされたアルミナ、またはセリアがドープされたアルミナ、特に、シリカがドープされたアルミナ、酸化ランタンがドープされたアルミナ、またはセリアがドープされたアルミナが含まれる。ドーパントがドープされたアルミナは、シリカがドープされたアルミナ、バリウムもしくは酸化バリウムがドープされたアルミナ、または酸化マグネシウムがドープされたアルミナであることが好ましい。より好ましくは、ドーパントがドープされたアルミナは、シリカがドープされたアルミナまたは酸化マグネシウムがドープされたアルミナである。さらにより好ましくは、ドーパントがドープされたアルミナは、シリカがドープされたアルミナである。
【００８５】
アルミナが、シリカがドープされたアルミナであるとき、アルミナは、総量０．５〜４５重量％（すなわちアルミナの重量％）、好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは１．５〜３０重量％（たとえば１．５〜１０重量％）、具体的には２．５〜２５重量％、より具体的には３．５〜２０重量％（たとえば５〜２０重量％）、さらにより好ましくは４．５〜１５重量％のシリカがドープされている。
【００８６】
アルミナが、酸化マグネシウムがドープされたアルミナであるとき、アルミナは、上に示した量または１〜３０重量％（すなわちアルミナの重量％）、好ましくは５〜２５重量％の量のマグネシウムがドープされている。
【００８７】
第２の担持材料はアルカリ土類金属のアルミン酸塩（たとえば式ＭＡｌ２Ｏ４の化合物、式中、「Ｍ」はＭｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａなどのアルカリ土類金属を表す）を含むか、またはそれから本質的になっていてもよい。そのような化合物は、概してスピネル構造を有する。
【００８８】
典型的には、アルカリ土類金属のアルミン酸塩は、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、アルミン酸カルシウム（ＣａＡｌ２Ｏ４）、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ２Ｏ４）、もしくはアルミン酸バリウム（ＢａＡｌ２Ｏ４）、またはそのうちの２つ以上の混合物である。好ましくは、アルカリ土類金属のアルミン酸塩はアルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）である。
【００８９】
第２の担持材料は、好ましくは、ドープされていないアルミナ（たとえばγ−アルミナ）を含むか、またはそれから本質的になっていてもよい。第２の担持材料中のドーパントの含有は、第２の組成物の触媒活性を低下させることがある。
【００９０】
典型的には、第２の触媒は、０．１〜４．５ｇ  ｉｎ−３（たとえば０．２５〜４．２ｇ  ｉｎ−３）、好ましくは０．３〜４．０ｇ  ｉｎ−３、さらにより好ましくは０．５から３．５ｇ  ｉｎ−３、さらにより好ましくは１．０〜３．０ｇ  ｉｎ−３（たとえば１．３〜２．５ｇ  ｉｎ−３）の量の第２の担持材料を含む。
【００９１】
第２の触媒または第２の組成物は、特に第２の組成物が複数の層を含むとき、複数の担持材料（すなわち第２の担持材料を含む）を含んでいてもよい。
【００９２】
第２の触媒または第２の組成物は、第２の担持材料である単一の担持材料を含んでいてもよい。
【００９３】
典型的には、第２の白金族金属（ＰＧＭ）は、第２の担持材料上に配置されるか、または担持される。第２のＰＧＭは、第２の担持材料上に直接配置されていてもよく、または第２の担持材料によって直接担持される（たとえば第２のＰＧＭと第２の担持材料の間に介在する担持材料がない）。たとえば、第２のＰＧＭは、第２の担持材料上に分散させること、および／または第２の担持材料内に含浸させることができる。
【００９４】
概して、第２の白金族金属（ＰＧＭ）は、白金、パラジウム、金およびそのうちの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される。第２のＰＧＭは白金を含むか、または白金から本質的になっていてもよい。第２のＰＧＭはパラジウムを含むか、またはパラジウムから本質的になっていてもよい。第２のＰＧＭは白金とパラジウムの組み合わせを含むか、または白金とパラジウムの組み合わせから本質的になっていてもよい。第２のＰＧＭは、パラジウムと金の組み合わせ、好ましくはパラジウムと金の合金を含むか、またはそれから本質的になっていてもよい。
【００９５】
典型的には、第２のＰＧＭの総量は、１０から３００ｇ  ｆｔ−３、より好ましくは２０から２５０ｇ  ｆｔ−３、さらにより好ましくは、２５から２００ｇ  ｆｔ−３、さらにより好ましくは３５から１５０ｇ  ｆｔ−３である。
【００９６】
第２の触媒または第２の組成物はアルカリ土類金属をさらに含んでもよい。アルカリ土類金属は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）またはそのうちの２つ以上の組み合わせから選択されてもよい。アルカリ土類金属は、好ましくはカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、またはバリウム（Ｂａ）、より好ましくはストロンチウム（Ｓｒ）またはバリウム（Ｂａ）であり、最も好ましくは、アルカリ土類金属はバリウム（Ｂａ）である。
【００９７】
第２の触媒または第２の組成物は炭化水素吸着剤をさらに含んでもよい。炭化水素吸着剤は、ゼオライト、活性炭、多孔質グラファイトおよびそのうちの２つ以上の組み合わせから選択されてもよい。炭化水素吸着剤はゼオライトであることが好ましい。より好ましくは、ゼオライトは中細孔のゼオライト（たとえば８の四面体原子の最大環サイズを有するゼオライト）または大細孔のゼオライト（たとえば１０の四面体原子の最大環サイズを有するゼオライト）である。適切なゼオライトまたはゼオライトのタイプの例には、フォージャサイト、クリノプチロライト、モルデナイト、シリカライト、フェリエライト、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、超安定ゼオライトＹ、ＡＥＩゼオライト、ＺＳＭ−５ゼオライト、ＺＳＭ−１２ゼオライト、ＺＳＭ−２０ゼオライト、ＺＳＭ−３４ゼオライト、ＣＨＡゼオライト、ＳＳＺ−３ゼオライト、ＳＡＰＯ−５ゼオライト、オフレタイト、ベータゼオライトまたは銅ＣＨＡゼオライトが含まれる。ゼオライトは、好ましくはＺＳＭ−５、ベータゼオライトまたはＹゼオライトである。
【００９８】
第２の触媒または第２の組成物が炭化水素吸着剤を含むとき、典型的には炭化水素吸着剤の総量は、０．０５〜２．２ｇ  ｉｎ−３、具体的には０．１０〜１．２ｇ  ｉｎ−３、より具体的には０．２〜１．０ｇ  ｉｎ−３である。
【００９９】
第２の触媒または第２の組成物は、場合により、酸素貯蔵材料をさらに含む。そのような材料は当技術分野でよく知られている。酸素貯蔵材料は、セリア（ＣｅＯ２）およびセリア−ジルコニアの固溶体などのセリア−ジルコニア（ＣｅＯ２−ＺｒＯ２）から選択されてもよい。
【０１００】
第２の触媒はロジウム（Ｒｈ）を含まないのが概して好ましい。ロジウムは、ガソリン機関などの火花点火機関のための３元触媒に一般に含まれている。しかしながら、本発明は、ディーゼル機関などの圧縮点火機関を主として対象としている。
【０１０１】
第２の触媒はロジウム（Ｒｈ）、炭化水素吸着剤、アルカリ金属（たとえばＬｉ、Ｎａ、Ｋ）およびアルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）を含まないのがさらに好ましい。
【０１０２】
第１の触媒および第２の触媒を調製する方法は当技術分野で知られている。たとえば、本発明者らのＷＯ９９／４７２６０、ＷＯ２００７／０７７４６２およびＷＯ２０１１／０８０５２５を参照されたい。
【０１０３】
一般に、第１の触媒は第２の触媒の上流（たとえば、すぐ上流または直接的な上流）に配置される。圧縮点火機関によって生じる排ガスは、第２の触媒より先に第１の触媒に接触させられる。圧縮点火機関によって生じる排ガスは本発明の排出抑制装置に直接的に接触させられるのが好ましい。したがって、排ガスはまず本発明の排出抑制装置に、次いで任意の他の排出抑制装置に接触させられる。
【０１０４】
第１の触媒は、典型的には、間隙などによって第２の触媒から隔てられている。間隙は、第１の触媒と第２の触媒の間の電気的に隔離する間隙であることが好ましい。これは、第２の触媒が第１の触媒と電気的に接触することを防ぐ。
【０１０５】
間隙は、電気加熱可能な基材および第２の触媒の基材の軸方向の長さの方向に測ったときに、１ｍｍ〜５０ｍｍの長さを有していてもよい。間隙は１ｍｍ〜１０ｍｍの長さを有するのが好ましい。これによって、熱が第１の触媒から第２の触媒に容易に伝達することが可能になる。
【０１０６】
第１の触媒が間隙などによって第２の触媒から隔てられているとき、概して、第１の触媒と第２の触媒の間（すなわち間隙）には介在する排出抑制装置がない。第２の触媒は直接的に第１の触媒の後に続く。
【０１０７】
排出抑制装置は典型的にはケーシングを備え、第１の触媒および第２の触媒はケーシングの中に配置される。ケーシングは、排出抑制装置の入口端部および／または吐出口端部を示すための１つまたは複数のマーキングを有していてもよい。
【０１０８】
ケーシングは、各電力接続部について電気的に絶縁する支持要素を備えていてもよい。第１の触媒の各電力接続部は、電気的に絶縁する支持要素を貫通していてもよい。
【０１０９】
ケーシングは金属スリーブを含むか、または金属スリーブから本質的になっていてもよい。
【０１１０】
本発明は、排出抑制装置を備える排気システムも提供する。排気システムは電源をさらに備えていてもよい。電源は、各電力接続部（すなわち、第１の触媒のもの）に電気的に接続されていてもよい。
【０１１１】
電源と電力接続部の間に接続されたスイッチがあってもよい。スイッチによって、圧縮点火機関が始動する前（たとえば圧縮点火の１〜２秒前）または圧縮点火機関の始動と同時に、電流が電源から第１の触媒に流れることが可能になり得る。
【０１１２】
電源は８〜２８ボルトの電源、好ましくは１２〜２４ボルトの電源であってもよい。
【０１１３】
排気システムは、温度センサ、好ましくは複数の温度センサを備えていてもよい。各温度センサは熱電対であってもよい。
【０１１４】
温度センサ（すなわち第１の温度センサ）は第１の触媒の上流に位置付けられてもよい。この温度センサは、スイッチに電気的に接続されてもよい。たとえば、温度センサは、温度限界（すなわち第１の温度限界）を下回る排ガスの温度を検出したときにスイッチが閉じるように、スイッチに電気的に接続されてもよい。スイッチが閉じられると、電流が電源から第１の触媒に流れることができる。センサは、排ガス温度が第１の触媒の有効温度を下回ったとき、第１の触媒の電気加熱を誘発することができる。
【０１１５】
温度センサ（すなわち第２の温度センサ）は第１の触媒と第２の触媒の間に位置付けられてもよい。この温度センサは、スイッチに電気的に接続されてもよい。たとえば、温度センサは、温度限界（たとえば第２の温度限界）を上回る排ガスの温度を検出したときにスイッチが開くように、スイッチに電気的に接続されてもよい。スイッチが開かれると、電源と第１の触媒の間の電気回路が遮断される。センサは、第１の触媒が有効となる温度など、一定の温度に第１の触媒が到達すると、その電気加熱を停止することができる。
【０１１６】
追加または代替として、この単数または複数の温度センサが制御モジュールに電気的に接続されてもよい。この単数または複数の温度センサは、自己診断（ＯＢＤ：ｏｎ−ｂｏａｒｄ  ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ）のための情報を提供することができる。
【０１１７】
本発明の排出抑制装置は、ガス流長で測ると、エンジンからの排ガスの出口（たとえばエンジンマニホールドの吐出口）から、０．１メートルと１０メートルの間、たとえば０．５メートル〜４メートルに位置付け可能であり得る。本発明の排出抑制装置は、電気的に加熱され得るとき、排気システム内の密着結合位置に位置する必要はない。これは、車両のエンジン用の制限されたスペースに排出抑制装置が位置付けられなくてもよいので、有利である。
【０１１８】
本発明は、排出抑制装置および少なくとも１つの第２の排出抑制装置を備える排気システムも提供する。概して、排出抑制装置は、第２の排出抑制装置の上流にある。誤解を避けるために述べると、排出抑制装置は第２の排出抑制装置とは別個のものである。
【０１１９】
排気システムは、本発明の排出抑制装置の上流に炭化水素吸着装置を備えていないのが好ましい。
【０１２０】
第１の触媒は、典型的には、圧縮点火機関の排ガス吐出口に直接的に結合されている。そのような配置では、圧縮点火機関の排ガス吐出口と第１の触媒の間に介在する排出抑制装置がない。圧縮点火機関によって生じる排ガスは、排気システムにおける第１の触媒まで直接流れる。
【０１２１】
第２の排出抑制装置などの各追加の排出抑制装置は、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）、ＮＯｘ吸着触媒（ＮＡＣ）、リーンＮＯｘ触媒（ＬＮＣ）、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）、選択触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（商標））触媒、およびそのうちの２つ以上の組み合わせから選択されてもよい。ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）、ＮＯｘ吸着触媒（ＮＡＣ）、リーンＮＯｘ触媒（ＬＮＣ）、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）および選択触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（商標））触媒という用語で表される排出抑制装置は、すべて当技術分野でよく知られている。
【０１２２】
排気システムの第１の実施形態では、排気システムは、本発明の排出抑制装置およびディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）または触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）のいずれかを備える。排出抑制装置は、典型的には、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）または触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）より前にある（たとえば上流にある）。したがって、たとえば、排出抑制装置の吐出口は、ディーゼル微粒子フィルタまたは触媒加工すすフィルタの入口に接続されている。
【０１２３】
排気システムの第２の実施形態では、排気システムは、本発明の排出抑制装置および選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒を備える。本発明の排出抑制装置は、典型的には、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒より前にある（たとえば上流にある）。
【０１２４】
排気システムの第３の実施形態は、本発明の排出抑制装置および選択触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（商標））触媒を備える。本発明の排出抑制装置は、典型的には、選択触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（商標））触媒より前にある（たとえば上流にある）。
【０１２５】
排気システムの第４の実施形態は、本発明の排出抑制装置、ディーゼル微粒子フィルタまたは触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）、および選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒を備える排気システムに関する。この構成は、軽量ディーゼル車両のための好ましい排気システムである。排出抑制装置は、典型的には、ディーゼル微粒子フィルタまたは触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）より前にある（たとえば上流にある）。ＤＰＦまたはＣＳＦは、典型的には、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒より前にある（たとえば上流にある）。
【０１２６】
排気システムの第５の実施形態では、排気システムは、本発明の排出抑制装置、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒および触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）またはディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）のいずれかを備える。本発明の排出抑制装置は、典型的には、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒より前にある（たとえば上流にある）。選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒は、典型的には、触媒加工すすフィルタ（ＣＳＦ）またはディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）より前にある（たとえば上流にある）。
【０１２７】
窒素含有還元剤注入器が、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒または選択触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（商標））触媒の直接上流にあってもよい。したがって、排気システムの第２、第３および第５の実施形態では、排出抑制装置は窒素含有還元剤注入器の前にあってもよく（たとえば上流にある）、窒素含有還元剤注入器は、ＳＣＲ触媒またはＳＣＲＦ（商標）触媒の前にあってもよい（たとえば上流にある）。排気システムの第４の実施形態では、ＤＰＦまたはＣＳＦは、窒素含有還元剤注入器の前にあってもよく（たとえば上流にある）、窒素含有還元剤注入器は、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒の前にあってもよい（たとえば上流にある）。
【０１２８】
本発明は、圧縮点火機関および本発明の排気システムまたは本発明の排出抑制装置のいずれかを備える車両をさらに提供する。典型的には、排出抑制装置は、圧縮点火機関のターボチャージャの下流など、圧縮点火機関の下流に位置付けられる。
【０１２９】
圧縮点火機関は、好ましくはディーゼル機関である。
【０１３０】
圧縮点火機関または車両は制御モジュールをさらに備えていてもよい。制御モジュールは、自己診断（ＯＢＤ）のための制御論理を含んでいてもよい。
【０１３１】
概して、制御モジュールは、第１の触媒、特に電気加熱可能な基材に、より好ましくは加熱盤に、動作可能に接続されている（たとえば電気的に接続されている）。
【０１３２】
制御モジュールは、好ましくは、単数または複数の温度センサ（たとえば第１の温度センサおよび／または第２の温度センサ）と通信している。
【０１３３】
制御モジュールは、単数もしくは複数の温度センサ（たとえば第１の温度センサおよび／もしくは第２の温度センサ）を監視するため、かつ／または排出抑制装置の温度プロフィール（たとえば電気加熱可能な基材が活性化もしくは不活性化されるべき温度）を計算するための制御論理を含んでいてもよい。制御モジュールは、排出抑制装置を排ガスの温度に基づいて選択的に作動または停止させるための制御論理を含んでいてもよい。
【０１３４】
車両は、典型的には、交流発電機および／またはバッテリなどの電源を備える。第１の触媒のための電源は（たとえば車両の）交流発電機および／またはバッテリであることが好ましい。
【０１３５】
車両は、米国法または欧州法で規定されるような軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）であってもよい。軽量ディーゼル車両は、典型的には、２８４０ｋｇ未満の重量、より好ましくは２６１０ｋｇ未満の重量を有する。
【０１３６】
米国では、軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）は、総重量が８，５００ポンド（ＵＳ  ｌｂ）以上のディーゼル車両を指す。ヨーロッパでは、軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）という用語は、（ｉ）運転席以外の座席が８席以下で、最大質量が５トン以下の乗用車、および（ｉｉ）最大質量が１２トン以下の貨物輸送車を指す。
【０１３７】
別法として、車両は、米国法で規定されているように、総重量が８，５００ポンド（ＵＳ  ｌｂ）を超えるディーゼル車両などの大型ディーゼル車両（ＨＤＶ）であってもよい。
【０１３８】
定義
本明細書で使用される「混合酸化物」という用語は概して、当技術分野で従来知られているように、単一の位相における酸化物の混合物を指す。本明細書で使用される「複合酸化物」という用語は概して、当技術分野で従来知られているように、２つ以上の位相をもつ酸化物の組成物を指す。
【０１３９】
本明細書で使用される「ＰＧＭ」という頭字語は「白金族金属」を指す。「白金族金属」という用語は、概して、周期表の金属Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、ＩｒおよびＰｔ、特に金属Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、ＩｒおよびＰｔを指す。
【０１４０】
本明細書において、ｇ  ｆｔ−３（１立方フィートあたりのグラム数）またはｇ  ｉｎ−３（１立方インチあたりのグラム数）などの単位の量への言及はいずれも、基材の体積あたりの構成要素の平均重量を指す。
【０１４１】
本明細書で使用される「から本質的になる」という表現は、特徴物の範囲を限定して、特定の材料またはステップと、たとえばわずかな不純物など、その特徴物の基本的な特徴に著しく影響しない任意の他の材料またはステップとを含む。「から本質的になる」という表現は、「からなる」という表現を包含する。
【実施例】
【０１４２】
次に、以下の非限定的な実施例によって本発明を説明する。
【０１４３】
基材
排出抑制装置の製造のために、実施例１と２のそれぞれで２つの基材を使用した。第１の基材（１）は、電気加熱機能（たとえば加熱部要素）および１６０ｃｐｓｉのセル密度を有していた。使用した第１の基材（１）の端面を図２に示す。第１の基材（１）は、波形の薄板金属層で形成されたハニカム体を含む。波形の薄板金属層は一連の保持ピン（４）によってコイル状の位置に保持され、層間には空隙（６）がある。第１の基材（１）を電源に接続するためのプラグアームまたは電極（３）もある。排出抑制装置が組み立てられたとき、第１の基材と外部ケーシングの間に空隙（７）が存在する。
【０１４４】
第２の基材（２）は電気加熱機能を有しておらず、セル密度は６００ｃｐｓｉであった。第２の基材は、ディーゼル酸化触媒に一般に使用されているタイプのハニカム型モノリスとした。
【０１４５】
各基材の１つのみの面が露出されるように、両基材を同じ外側の金属スリーブに収容した。第１の基材（１）を金属スリーブの前方の入口端部に収容し、第２の基材を（図１に示すような）金属スリーブの後方の吐出口端部に収容した。
【実施例１】
【０１４６】
第１の電気加熱可能な基材の被覆（被覆１）
アルミナ粉末を水中でスラリー化し、ｄ９０＜２０ミクロンに粉砕した。白金およびパラジウムの可溶塩を加え、スラリーを撹拌して均質にした。得られたウオッシュコートを、確立された被覆技術を使用して、１６０ｃｐｓｉをもつ第１の基材の開放面に塗布した。被覆を続いて乾燥させた。
【０１４７】
第２の基材の被覆（被覆２）
スラリーのアルミナ含量を高くしたこと以外は被覆１に使用したものと同じ方法を用いて、第２のウオッシュコートを調製した。確立された被覆技術を使用して、６００ｃｐｓｉをもつ第２の基材の開放面にこの被覆を塗布した。続いて被覆を乾燥させ、全部分を５００℃で焼成した。
【０１４８】
第１の基材への最終的な被覆添加量は１．３ｇ  ｉｎ−３であった。第２の基材への最終的な被覆添加量は１．８ｇ  ｉｎ−３であった。
【実施例２】
【０１４９】
第１の電気加熱可能な基材の被覆（被覆３）
シリカ−アルミナ粉末を水中でスラリー化し、ｄ９０＜２０ミクロンに粉砕した。白金およびパラジウムの可溶塩を加え、スラリーを撹拌して均質にした。得られたウオッシュコートを、確立された被覆技術を使用して、１６０ｃｐｓｉをもつ第１の基材の開放面に塗布した。被覆を続いて乾燥させた。
【０１５０】
第２の基材の被覆（被覆４）
スラリーのアルミナ含量を高くしたこと以外は被覆３に使用したものと同じ方法を用いて、第２のウオッシュコートを調製した。確立された被覆技術を使用して、６００ｃｐｓｉをもつ第２の基材の開放面にこの被覆を塗布した。続いて被覆を乾燥させ、全部分を５００℃で焼成した。
【０１５１】
第１の基材への最終的な被覆添加量は２．０ｇ  ｉｎ−３であった。第２の基材への最終的な被覆添加量は２．８ｇ  ｉｎ−３であった。
【図１】
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【図２】
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