(57)【要約】【課題】ＤＰＦの連続再生を行いつつ吸蔵型ＮＯx触媒のＮＯx浄化率を高く維持可能な排気後処理装置を提供する。【解決手段】吸蔵型ＮＯx触媒(20)を第１の吸蔵型ＮＯx触媒(22)と第２の吸蔵型ＮＯx触媒(24)とに分割してそれぞれＤＰＦ (10)の排気上流側と排気下流側とに配設する。この際、第１の吸蔵型ＮＯx触媒(22)の容量を内燃機関が所定の低速低負荷運転状態にあるときに所定の高ＮＯx浄化率となる第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第１のＳＶ値と内燃機関が所定の高速高負荷運転状態にあるときに所定の低ＮＯx浄化率となる第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第２のＳＶ値とに基づいて第２の吸蔵型ＮＯx触媒(24)の容量に対して同等以下に設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のパティキュレートマターを捕捉するフィルタと、
前記排気通路に前記フィルタの排気上流側に位置して設けられ、酸化雰囲気にあるときＮＯxを吸蔵する一方、還元雰囲気にあるとき該吸蔵したＮＯxを放出し還元除去する第１の吸蔵型ＮＯx触媒と、
前記排気通路に前記フィルタの排気下流側に位置して設けられ、酸化雰囲気にあるときＮＯxを吸蔵する一方、還元雰囲気にあるとき該吸蔵したＮＯxを放出し還元除去する第２の吸蔵型ＮＯx触媒と、
前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒の排気上流側に設けられた酸化触媒とを備え、
前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒の容量を、内燃機関が所定の低速低負荷運転状態にあるときに所定の高ＮＯx浄化率となる前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第１のＳＶ値と内燃機関が所定の高速高負荷運転状態にあるときに所定の低ＮＯx浄化率となる前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第２のＳＶ値とに基づいて前記第２の吸蔵型ＮＯx触媒の容量に対して同等以下に設定したことを特徴とする排気後処理装置。
【請求項２】
前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒と前記第２の吸蔵型ＮＯx触媒を合わせた吸蔵型ＮＯx触媒全体の容量を、内燃機関が前記所定の高速高負荷運転状態にあるときに該吸蔵型ＮＯx触媒全体で前記所定の高ＮＯx浄化率となるように設定したことを特徴とする、請求項１記載の排気後処理装置。
【請求項３】
前記第１のＳＶ値と前記第２のＳＶ値との比が０．３〜０．５の範囲内であることを特徴とする、請求項１または２記載の排気後処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気後処理装置に係り、特に、吸蔵型ＮＯx触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）の排気通路には一般に排気後処理装置として排気浄化触媒が介装されており、当該排気浄化触媒により排気中の有害物質（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯx等）が酸化或いは還元されて除去される。
特に、エンジンがディーゼルエンジンのようにＮＯxを排出し易いエンジンの場合には、排気浄化触媒として、酸化雰囲気（リーン空燃比下）においてＮＯxを吸蔵する一方、還元雰囲気（リッチ空燃比下）において当該吸蔵したＮＯxを放出し還元除去（ＮＯxパージ）してＮＯxを浄化可能な吸蔵型ＮＯx触媒が広く採用されている。
【０００３】
また、ディーゼルエンジンからは煤等のパティキュレートマター（ＰＭ）が比較的多く排出されることから、エンジンの排気通路には排気後処理装置として当該ＰＭを捕集して燃焼除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）も配設されている。
このようなＤＰＦとして、最近では、ＤＰＦの排気上流側に酸化触媒を設け、当該酸化触媒で排気中のＮＯをＮＯ２に酸化し、生成されたＮＯ２を酸化剤としてＰＭを連続的に燃焼除去する連続再生式ＤＰＦが広く採用されている。
【０００４】
そして、これら吸蔵型ＮＯx触媒とＤＰＦとは、一般に吸蔵型ＮＯx触媒が酸化触媒をも併せ有していることから、また吸蔵型ＮＯx触媒が比較的高温に保たれることから、当該吸蔵型ＮＯx触媒の酸化触媒で連続再生式ＤＰＦを構成すべく、通常は吸蔵型ＮＯx触媒を排気上流側に配設し、排気下流側にＤＰＦを配設するようにしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−７３７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の如く吸蔵型ＮＯx触媒とＤＰＦとを排気上流側からこの順番で配設すると、酸化触媒によって生成されたＮＯ２の多くが吸蔵型ＮＯx触媒によって浄化されてしまい、酸化触媒とＤＰＦとが連続再生式ＤＰＦとして十分に機能しないという問題がある。この場合、ＤＰＦに捕集されたＰＭを強制的に燃焼除去する強制再生の頻度が増加することになり好ましいことではない。
【０００６】
そこで、吸蔵型ＮＯx触媒をＤＰＦの排気下流側に配設することが考えられるが、この場合にはＤＰＦの連続再生のためにＤＰＦの排気上流側に酸化触媒が確実に別途必要となり、また、エンジンが低速低負荷運転状態にある場合のように排気温度が低い場合において、最下流側にある吸蔵型ＮＯx触媒の温度が低下し易く、吸蔵型ＮＯx触媒のＮＯx浄化率を高く維持できないという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＤＰＦの連続再生を行いつつ吸蔵型ＮＯx触媒のＮＯx浄化率を高く維持可能な排気後処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の排気後処理装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のパティキュレートマターを捕捉するフィルタと、前記排気通路に前記フィルタの排気上流側に位置して設けられ、酸化雰囲気にあるときＮＯxを吸蔵する一方、還元雰囲気にあるとき該吸蔵したＮＯxを放出し還元除去する第１の吸蔵型ＮＯx触媒と、前記排気通路に前記フィルタの排気下流側に位置して設けられ、酸化雰囲気にあるときＮＯxを吸蔵する一方、還元雰囲気にあるとき該吸蔵したＮＯxを放出し還元除去する第２の吸蔵型ＮＯx触媒と、前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒の排気上流側に設けられた酸化触媒とを備え、前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒の容量を、内燃機関が所定の低速低負荷運転状態にあるときに所定の高ＮＯx浄化率となる前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第１のＳＶ値と内燃機関が所定の高速高負荷運転状態にあるときに所定の低ＮＯx浄化率となる前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第２のＳＶ値とに基づいて前記第２の吸蔵型ＮＯx触媒の容量に対して同等以下に設定したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の排気後処理装置では、請求項１において、前記第１の吸蔵型ＮＯx触媒と前記第２の吸蔵型ＮＯx触媒を合わせた吸蔵型ＮＯx触媒全体の容量を、内燃機関が前記所定の高速高負荷運転状態にあるときに該吸蔵型ＮＯx触媒全体で前記所定の高ＮＯx浄化率となるように設定したことを特徴とする。
また、請求項３の排気後処理装置では、請求項１または２において、前記第１のＳＶ値と前記第２のＳＶ値との比が０．３〜０．５の範囲内であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の排気後処理装置によれば、吸蔵型ＮＯx触媒を第１の吸蔵型ＮＯx触媒と第２の吸蔵型ＮＯx触媒とに分割してそれぞれフィルタの排気上流側と排気下流側とに配設するが、第１の吸蔵型ＮＯx触媒の容量を内燃機関が所定の低速低負荷運転状態にあるときに所定の高ＮＯx浄化率となる第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第１のＳＶ値と内燃機関が所定の高速高負荷運転状態にあるときに所定の低ＮＯx浄化率となる第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第２のＳＶ値とに基づいて第２の吸蔵型ＮＯx触媒の容量に対して同等以下に設定したので、内燃機関が低速低負荷運転状態にあるときには、排気温度が低いためにフィルタの排気下流側の第２の吸蔵型ＮＯx触媒は低温になり易くＮＯxを十分に浄化できない一方、フィルタの排気上流側の第１の吸蔵型ＮＯx触媒はある程度昇温しているので当該第１の吸蔵型ＮＯx触媒によって排気中のＮＯxを浄化可能であり、この際、第１の吸蔵型ＮＯx触媒は第２の吸蔵型ＮＯx触媒よりも容量が同等以下であるものの、当該容量は内燃機関が所定の低速低負荷運転状態で排気流量の少ないときに所定の高ＮＯx浄化率となるような第１のＳＶ値（小さなＳＶ値）に基づいて設定されているので、排気流量の少ない低速低負荷運転状態において高いＮＯx浄化率を確保することができる（図２参照）。
【００１１】
一方、内燃機関が高速高負荷運転状態にあるときには、排気温度が高いためにフィルタの排気下流側の第２の吸蔵型ＮＯx触媒も十分に昇温しており、当該第２の吸蔵型ＮＯx触媒によって排気中のＮＯxを十分に浄化可能であり、この際、上述のように第１の吸蔵型ＮＯx触媒は内燃機関が所定の高速高負荷運転状態で排気流量の多い運転状態のときに所定の低ＮＯx浄化率となるような第２のＳＶ値（大きなＳＶ値）に基づいて容量が設定されていることにもなるので、排気流量が多い高速高負荷運転状態ではＮＯx浄化率が低く、故に排気上流側の酸化触媒で生成されたＮＯ２は第１の吸蔵型ＮＯx触媒をそのまま通過することになり、当該ＮＯ２によってフィルタを良好に連続再生することができる（図２参照）。
【００１２】
これにより、フィルタ（ＤＰＦ）の連続再生を行いつつ吸蔵型ＮＯx触媒のＮＯx浄化率を高く維持することができる。
請求項２の排気後処理装置によれば、第１の吸蔵型ＮＯx触媒と第２の吸蔵型ＮＯx触媒を合わせた吸蔵型ＮＯx触媒全体の容量を、内燃機関が所定の高速高負荷運転状態にあるときに該吸蔵型ＮＯx触媒全体で所定の高ＮＯx浄化率となるように設定したので、内燃機関が高速高負荷運転状態にあるときには、第１の吸蔵型ＮＯx触媒と第２の吸蔵型ＮＯx触媒によって十分に高いＮＯx浄化率を確保でき、排気中のＮＯxを確実に浄化可能である。
【００１３】
請求項３の排気後処理装置によれば、第１のＳＶ値（小さなＳＶ値）と第２のＳＶ値（大きなＳＶ値）との比が０．３〜０．５の範囲内であるようにして第１の吸蔵型ＮＯx触媒の容量を設定するようにしたので、第１の吸蔵型ＮＯx触媒は、実際には、第１のＳＶ値と第２のＳＶ値との比が高すぎると排気流量の多い高速高負荷運転状態でＮＯx浄化率が高くなってＮＯ２を十分に通過させることができず、逆に第１のＳＶ値と第２のＳＶ値との比が低すぎると排気流量の少ない低速低負荷運転状態で高いＮＯx浄化率を確保できないおそれがあるのであるが、当該設定により、排気流量の多い高速高負荷運転状態では十分に低いＮＯx浄化率によって多くのＮＯ２を通過させることができ、排気流量の少ない低速低負荷運転状態では十分に高いＮＯx浄化率を確保するようにできる（図２参照）。
【００１４】
特に、第１の吸蔵型ＮＯx触媒と第２の吸蔵型ＮＯx触媒を合わせた吸蔵型ＮＯx触媒全体の容量を内燃機関が所定の高速高負荷運転状態にあるときに吸蔵型ＮＯx触媒全体で所定の高ＮＯx浄化率となるように設定すると、このときの第１の吸蔵型ＮＯx触媒と第２の吸蔵型ＮＯx触媒を合わせた吸蔵型ＮＯx触媒全体の容量でのＳＶ値は第１の吸蔵型ＮＯx触媒の第１のＳＶ値に等しくなることから当該第１の吸蔵型ＮＯx触媒と第２の吸蔵型ＮＯx触媒を合わせた吸蔵型ＮＯx触媒全体の容量でのＳＶ値と第２のＳＶ値との比が０．３〜０．５となり、第１の吸蔵型ＮＯx触媒の容量を吸蔵型ＮＯx触媒全体の容量に基づいて容易に設定するようにできる。即ち、第１の吸蔵型ＮＯx触媒の容量を第１の吸蔵型ＮＯx触媒と第２の吸蔵型ＮＯx触媒を合わせた吸蔵型ＮＯx触媒全体の容量の０．３〜０．５の容量として容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る排気後処理装置の一実施形態を説明する。
図１は本発明に係る排気後処理装置の構成図を示す。
本発明に係る排気後処理装置は、図示しないディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の排気通路１に配設されており、大きくは排気中の煤等のパティキュレートマター（ＰＭ）を捕集し燃焼除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１０とＮＯxを浄化するＮＯｘ吸蔵触媒（吸蔵型ＮＯx触媒）２０とから構成されている。
【００１６】
ＮＯｘ吸蔵触媒２０は前段ＮＯｘ吸蔵触媒（第１の吸蔵型ＮＯx触媒）２２と後段ＮＯｘ吸蔵触媒（第２の吸蔵型ＮＯx触媒）２４の二つに分割され、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２がＤＰＦ１０の排気上流側に配設され、後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４がＤＰＦ１０の排気下流側に配設されている。これら前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２及び後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４は、酸化雰囲気（リーン空燃比）で排ガス中のＮＯxを吸蔵するとともに還元雰囲気（リッチ空燃比）で吸蔵させたＮＯxを放出し還元除去（ＮＯxパージ）する触媒である。ここでは、例えばＤＰＦ１０とＮＯｘ吸蔵触媒２０の排気上流側に軽油添加インジェクタ３０が設けられており、ＮＯxを放出し還元除去する際には、当該軽油添加インジェクタ３０から軽油（還元剤）を噴射して前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２及び後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４を還元雰囲気にすることが可能である。
【００１７】
また、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の排気上流側には酸化触媒１２が配設されており、当該酸化触媒１２とＤＰＦ１０とからＤＰＦ１０に捕集されたＰＭを連続的に燃焼除去可能な連続再生式ＤＰＦが構成されている。つまり、酸化触媒１２によって排気中のＮＯをＮＯ２に酸化し、当該生成したＮＯ２を酸化剤として使用してＤＰＦ１０に捕集されたＰＭを連続的に燃焼除去可能である。
【００１８】
なお、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２も一般に酸化触媒機能を有しており、当該前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の酸化触媒機能によってもＮＯ２を一部生成でき、ＤＰＦ１０を連続再生可能である。
また、ＤＰＦ１０に捕集されたＰＭを連続再生だけで十分に燃焼除去できない場合には、上記軽油添加インジェクタ３０から軽油を噴射し、酸化触媒１２において発生する軽油の酸化熱でＤＰＦ１０を加熱しＰＭを燃焼させてＤＰＦ１０の強制再生を行うことも可能である。
【００１９】
ところで、上記のように構成された排気後処理装置では、ＤＰＦ１０の排気上流側に酸化触媒１２と前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２とがこの順番に配設されていることから、酸化触媒１２により生成されたＮＯ２が前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２によって吸蔵されるという懸念がある。
しかしながら、本発明に係る排気後処理装置では、通常の高速高負荷運転状態では後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４が機能し、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２については特にエンジンが低速低負荷運転状態であって排気温度が低いような場合にのみ機能するように図っており、以下、これら前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２及び後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４の設定手順について説明する。
【００２０】
ＮＯｘ吸蔵触媒容量ＶとＮＯx浄化率との間には、図２に示すような関係があり、ＮＯｘ吸蔵触媒容量Ｖが小さくなるにつれてＮＯx浄化率は低下する。
また、同図にはパラメータとしてＳＶ値（＝排気流量Ｑ／触媒容量Ｖ）が併せて示されているが、ＮＯｘ吸蔵触媒容量ＶはＳＶ値に置換でき、ＳＶ値が大きくなるにつれてＮＯx浄化率は低下する。
【００２１】
先ず、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２と後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４を合わせたＮＯｘ吸蔵触媒２０全体の容量について考えると、エンジンが所定の高速高負荷運転状態にあって排気流量が多い運転状態のときに、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２と後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４を合わせたＮＯｘ吸蔵触媒２０全体で十分にＮＯxを浄化するように全体の容量を設定する。
エンジンが所定の高速高負荷運転状態にあるときの排気流量を高排気流量Ｑhiとすると、図２によれば、例えばＮＯx浄化率９０％を確保できるＳＶ値は触媒特性等に基づき一義的にＸ0と求まる。これより前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２と後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４を合わせたＮＯｘ吸蔵触媒２０全体の容量Ｖ2が設定される（Ｖ2＝Ｑhi／Ｘ0）。
【００２２】
次に、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２について考えると、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２については、エンジンが所定の低速低負荷運転状態にあって排気流量が少ない運転状態のときに十分にＮＯxを浄化するとともに、所定の高速高負荷運転状態にあって排気流量が多い運転状態のときに酸化触媒１２により生成されたＮＯ２が当該前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２を通過するように前段容量Ｖ1を設定する。
【００２３】
エンジンが所定の低速低負荷運転状態にあるときの排気流量を低排気流量Ｑloとし、このとき例えばＮＯx浄化率９０％（所定の高ＮＯx浄化率）を確保するものとすれば、上記よりＮＯx浄化率９０％を確保できるＳＶ値はＸ1（第１のＳＶ値）である。なお、この場合９０％であって同一ＮＯx浄化率であるので、ここではＸ1＝Ｘ0である。
一方、エンジンが上記所定の高速高負荷運転状態にあって排気流量が高排気流量Ｑhiであるときに例えばＮＯx浄化率４０％（所定の低ＮＯx浄化率）とすれば、このときのＳＶ値は図２より一義的にＸ2（＞Ｘ1、第２のＳＶ値）と求まる。
【００２４】
そして、これらＶ1、Ｖ2、Ｘ0、Ｘ1、Ｘ2の関係を見てみると、これらの間には上記ＳＶ値の定義に基づいて以下式(1)〜(7)のような関係がある。
Ｖ2＝Ｑhi／Ｘ0                              …(1)
Ｖ1＝Ｑlo／Ｘ1＝Ｑlo／Ｘ0                    …(2)
これら式(1)、(2)より、Ｖ1／Ｖ2＝Ｑlo／Ｑhi      …(3)
一方、Ｖ1＝Ｑhi／Ｘ2                          …(4)
式(2)より、Ｖ1＝Ｑlo／Ｘ1                      …(5)
これら式(4)、(5)より、Ｑhi／Ｘ2＝Ｑlo／Ｘ1
故に、Ｘ1／Ｘ2＝Ｑlo／Ｑhi                    …(6)
そして、式(3)より  Ｖ1／Ｖ2＝Ｑlo／Ｑhi  であるから、
Ｖ1／Ｖ2＝Ｘ1／Ｘ2                          …(7)
これより、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の前段容量Ｖ1は、低排気流量Ｑloのときに例えばＮＯx浄化率９０％を確保できるＳＶ値＝Ｘ1、高排気流量Ｑhiのときに例えばＮＯx浄化率４０％となるＳＶ値＝Ｘ2及び前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２と後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４を合わせたＮＯｘ吸蔵触媒２０全体の容量Ｖ2を用いて次式(8)のように求められる。
【００２５】
Ｖ1＝Ｖ2・Ｘ1／Ｘ2（＝Ｖ2・Ｘ0／Ｘ2）                          …(8)
つまり、Ｘ2＞Ｘ1であることより、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の前段容量Ｖ1は、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２と後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４を合わせたＮＯｘ吸蔵触媒２０全体の容量Ｖ2よりもＸ1／Ｘ2（＝Ｘ0／Ｘ2）の比だけ小さい容量として容易に設定される。
これにより、エンジンが低速低負荷運転状態にあって排気温度が低いときには、後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４は温度低下によりＮＯxの浄化性能が低減するのであるが、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２についてはエンジンが所定の低速低負荷運転状態で低排気流量Ｑloのときに例えばＮＯx浄化率９０％を確保するようなＳＶ値＝Ｘ1（小さなＳＶ値）に基づいて容量が設定されているので、排気流量の少ない低速低負荷運転時には前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２によって高いＮＯx浄化率を確保することができる。
【００２６】
一方、エンジンが高速高負荷状態にあって排気温度が高いときには、排気温度が高いために後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４も十分に昇温しているので、当該後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４と前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２を合わせたＮＯｘ吸蔵触媒２０全体によって排気中のＮＯxを十分に浄化可能であり、この際、上述のように前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２についてはエンジンが所定の高速高負荷運転状態で高排気流量Ｑhiのときに例えばＮＯx浄化率４０％となるようなＳＶ値＝Ｘ2（大きなＳＶ値）に基づき容量が設定されていることにもなるので、排気流量が多い高速高負荷運転状態では前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２のＮＯx浄化率は低く、故に排気上流側の酸化触媒１２で生成されたＮＯ２の殆どが前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２をそのまま通過することになり、当該ＮＯ２によってＤＰＦ１０を良好に連続再生することができる。
【００２７】
ところで、エンジンが所定の低速低負荷運転状態である場合の低排気流量Ｑloと所定の高速高負荷運転状態である場合の高排気流量Ｑhiとを具体的に考えてみると、高排気流量Ｑhiを１００％とした場合に低排気流量Ｑloは現実的には３０％〜５０％と考えられる。つまり、高排気流量Ｑhiと低排気流量Ｑloとの比率はおおよそ１：０．３〜０．５、即ちＱlo／Ｑhi＝０．３〜０．５であると考えられる。
【００２８】
このように考えると、上記式(6)よれば  Ｑlo／Ｑhi＝Ｘ1／Ｘ2（＝Ｘ0／Ｘ2）＝０．３〜０．５であり、Ｘ1／Ｘ2（＝Ｘ0／Ｘ2）＝０．３〜０．５とすることで、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の前段容量Ｖ1を現実に即して適切に設定することができる。
即ち、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２は、Ｘ1／Ｘ2の比率が高すぎる（Ｘ1／Ｘ2＞０．５）と排気流量の多い高速高負荷運転時にＮＯx浄化率が高くなってしまいＮＯ２を十分に通過させることができず、逆にＸ1／Ｘ2の比率が低すぎる（Ｘ1／Ｘ2＜０．３）と排気流量の少ない低速低負荷運転時に高いＮＯx浄化率を確保できないおそれがあるのであるが、Ｘ1／Ｘ2＝０．３〜０．５とすることで、排気流量の多い高速高負荷運転時には低いＮＯx浄化率で多くのＮＯ２を通過させることができ、排気流量の少ない低速低負荷運転時には高いＮＯx浄化率を確保するようにできる。
【００２９】
また、Ｘ1／Ｘ2（＝Ｘ0／Ｘ2）＝０．３〜０．５とすれば、上記式(8)より、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の前段容量Ｖ1を後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４と合わせたＮＯｘ吸蔵触媒２０全体の容量Ｖ2の０．３〜０．５の容量として容易に設定することができる。このとき、後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４の容量はＶ2−Ｖ1となり，前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の容量は後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４の容量と同等以下である。
【００３０】
なお、ここでは低排気流量Ｑloのときに例えばＮＯx浄化率９０％を確保できる前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２のＳＶ値＝Ｘ1と高排気流量Ｑhiのときに例えばＮＯx浄化率９０％を確保できる前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２と後段ＮＯｘ吸蔵触媒２４を合わせたＮＯｘ吸蔵触媒２０全体の容量でのＳＶ値＝Ｘ0とが一致するようにし（Ｘ1＝Ｘ0）、つまり低排気流量Ｑloのときに例えばＮＯx浄化率９０％を確保できるように前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の前段容量Ｖ1を設定するようにしているが、これに限られるものではなく、高排気流量Ｑhiのときに必要な低いＮＯx浄化率を基準に前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の前段容量Ｖ1を設定するようにしてもよい。この場合、Ｘ1／Ｘ2＝０．３〜０．５では低排気流量ＱloでのＮＯx浄化率が若干変動することになるが、十分に高いＮＯx浄化率を維持でき、上記効果が損なわれることはない。
【００３１】
このように、本発明に係る排気後処理装置によれば、ＤＰＦ１０の連続再生を行いつつＮＯｘ吸蔵触媒２０のＮＯx浄化率を高く維持することができる。これにより、軽油添加インジェクタ３０によるＤＰＦ１０の強制再生の頻度を低減し、燃費の向上を図り、排気後処理装置の耐久性の向上を図りながら、エンジンの運転状態に拘わらずＮＯxを良好に浄化することができる。
【００３２】
なお、ここでは前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の排気上流側に酸化触媒１２を設けた場合を例に説明したが、前段ＮＯｘ吸蔵触媒２２の酸化触媒機能だけでＤＰＦ１０を十分に連続再生可能であれば酸化触媒１２を特に設けなくてもよい。これにより、排気後処理装置の低コスト化、コンパクト化をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る排気後処理装置の構成図である。
【図２】ＮＯｘ吸蔵触媒容量Ｖ、ＳＶ値とＮＯx浄化率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  排気通路
１０  ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
１２  酸化触媒
２０  ＮＯｘ吸蔵触媒（吸蔵型ＮＯx触媒）
２２  前段ＮＯｘ吸蔵触媒（第１の吸蔵型ＮＯx触媒）
２４  後段ＮＯｘ吸蔵触媒（第２の吸蔵型ＮＯx触媒）
３０  軽油添加インジェクタ
【図１】
2007270645.tif 000003
【図２】
2007270645.tif 000004