JP3303799B2 - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気通
路内に設けられ、排ガス中の有害成分、特に、ＮＯX を
浄化する、排ガス浄化装置に関する。
路内に設けられ、排ガス中の有害成分、特に、ＮＯX を
浄化する、排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、リーン空燃比による運転を行なえ
るようにして、燃費の向上を図れるようにした希薄燃焼
内燃機関が実用化されている。しかしながら、この種の
内燃機関ではリーン空燃比での運転が行なわれるため、
従来の三元触媒ではその浄化特性から十分に排ガス中の
ＮＯX を浄化することができなかった。
るようにして、燃費の向上を図れるようにした希薄燃焼
内燃機関が実用化されている。しかしながら、この種の
内燃機関ではリーン空燃比での運転が行なわれるため、
従来の三元触媒ではその浄化特性から十分に排ガス中の
ＮＯX を浄化することができなかった。
【０００３】そこで、リーン空燃比による運転時におい
ても排ガス中のＮＯX を浄化できるようにリーンＮＯX
触媒（以下、ＮＯX 触媒という）が開発されている。こ
のＮＯX 触媒として、排気通路内が酸素過剰雰囲気の場
合に排ガス中のＮＯ X を触媒上に吸蔵し、酸素濃度低下
雰囲気（還元雰囲気）において吸蔵されたＮＯX を脱
離，還元する吸蔵型ＮＯX 触媒がある。
ても排ガス中のＮＯX を浄化できるようにリーンＮＯX
触媒（以下、ＮＯX 触媒という）が開発されている。こ
のＮＯX 触媒として、排気通路内が酸素過剰雰囲気の場
合に排ガス中のＮＯ X を触媒上に吸蔵し、酸素濃度低下
雰囲気（還元雰囲気）において吸蔵されたＮＯX を脱
離，還元する吸蔵型ＮＯX 触媒がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、吸蔵型ＮＯ
X 触媒では、排ガス中のＮＯX を吸蔵する際、燃料や潤
滑油中に存在するイオウ成分が吸蔵型ＮＯX 触媒上に吸
蔵されてしまい、ＮＯX触媒の浄化効率を低下させる
（Ｓ被毒）という課題がある。このような課題を解決す
べく、特許第２６０５５５９号公報に開示されているよ
うに、吸蔵型ＮＯX 触媒の上流にイオウ成分を吸蔵する
イオウ吸蔵材を配設することが提案されている。
X 触媒では、排ガス中のＮＯX を吸蔵する際、燃料や潤
滑油中に存在するイオウ成分が吸蔵型ＮＯX 触媒上に吸
蔵されてしまい、ＮＯX触媒の浄化効率を低下させる
（Ｓ被毒）という課題がある。このような課題を解決す
べく、特許第２６０５５５９号公報に開示されているよ
うに、吸蔵型ＮＯX 触媒の上流にイオウ成分を吸蔵する
イオウ吸蔵材を配設することが提案されている。
【０００５】しかしながら、上述したイオウ吸蔵材も吸
蔵型ＮＯX 触媒と同様に、吸蔵能力には限界があり、上
記公報に開示された通り、ある程度イオウ成分が吸蔵さ
れた場合には、イオウ吸蔵材を高温化し、且つ排ガス空
燃比をリッチ化し、イオウ吸蔵材の周囲を還元雰囲気と
することでイオウ吸蔵材からイオウ成分を脱離，還元さ
せる必要がある。
蔵型ＮＯX 触媒と同様に、吸蔵能力には限界があり、上
記公報に開示された通り、ある程度イオウ成分が吸蔵さ
れた場合には、イオウ吸蔵材を高温化し、且つ排ガス空
燃比をリッチ化し、イオウ吸蔵材の周囲を還元雰囲気と
することでイオウ吸蔵材からイオウ成分を脱離，還元さ
せる必要がある。
【０００６】このとき、イオウ吸蔵材から脱離されたイ
オウ成分は完全には還元されず、ＳＯ2 又はＳＯ3 とい
う状態で吸蔵型ＮＯX 触媒上に流れ、折角吸蔵型ＮＯX
触媒の浄化効率が低下しないようにイオウ吸蔵材で吸蔵
したイオウ成分が吸蔵型ＮＯ X 触媒に吸蔵されてしまう
ことになる。このため、イオウ吸蔵材を備えない場合よ
りも触媒の浄化効率の低下度合は緩慢となるものの、や
はりＮＯX 触媒の浄化効率を低下させることになるた
め、イオウ成分の吸蔵によるＮＯX 触媒の浄化効率の低
下を確実に抑制することはできないという課題がある。
オウ成分は完全には還元されず、ＳＯ2 又はＳＯ3 とい
う状態で吸蔵型ＮＯX 触媒上に流れ、折角吸蔵型ＮＯX
触媒の浄化効率が低下しないようにイオウ吸蔵材で吸蔵
したイオウ成分が吸蔵型ＮＯ X 触媒に吸蔵されてしまう
ことになる。このため、イオウ吸蔵材を備えない場合よ
りも触媒の浄化効率の低下度合は緩慢となるものの、や
はりＮＯX 触媒の浄化効率を低下させることになるた
め、イオウ成分の吸蔵によるＮＯX 触媒の浄化効率の低
下を確実に抑制することはできないという課題がある。
【０００７】そこで、このような課題を解決すべく、本
願発明の創案過程において、ＮＯXを吸蔵しうるＮＯX
吸蔵層上にイオウ成分を吸蔵しうるＳＯX 吸蔵層を被覆
したＮＯX 触媒が案出された。しかしながら、このよう
なＮＯX 触媒では、燃料や潤滑油中に含まれるイオウ成
分によるＮＯX 触媒の被毒を防止するためにＮＯX 吸蔵
層上にＳＯX 吸蔵層を被覆しているため、ＮＯX 吸蔵層
へのＮＯX の吸蔵が阻害されてしまい、ＮＯX触媒によ
るＮＯX の浄化能力を低下させることになる。
願発明の創案過程において、ＮＯXを吸蔵しうるＮＯX
吸蔵層上にイオウ成分を吸蔵しうるＳＯX 吸蔵層を被覆
したＮＯX 触媒が案出された。しかしながら、このよう
なＮＯX 触媒では、燃料や潤滑油中に含まれるイオウ成
分によるＮＯX 触媒の被毒を防止するためにＮＯX 吸蔵
層上にＳＯX 吸蔵層を被覆しているため、ＮＯX 吸蔵層
へのＮＯX の吸蔵が阻害されてしまい、ＮＯX触媒によ
るＮＯX の浄化能力を低下させることになる。
【０００８】一方、ＳＯX 吸蔵層におけるＮＯX 通過量
を増加させることができたとしても、このＳＯX 吸蔵層
をＮＯX のみならずＳＯX まで通過してしまうことにな
ると、ＮＯX 吸蔵層にＳＯX が吸蔵されてしまうことに
なり、この場合にもＮＯX 触媒によるＮＯX の浄化能力
を低下させることになる。本発明は、このような課題に
鑑み創案されたもので、排ガス浄化用触媒によるＮＯX
浄化能力を低下させることなく、排ガス浄化用触媒のイ
オウ成分による被毒を抑制できるようにした、排ガス浄
化装置を提供することを目的とする。
を増加させることができたとしても、このＳＯX 吸蔵層
をＮＯX のみならずＳＯX まで通過してしまうことにな
ると、ＮＯX 吸蔵層にＳＯX が吸蔵されてしまうことに
なり、この場合にもＮＯX 触媒によるＮＯX の浄化能力
を低下させることになる。本発明は、このような課題に
鑑み創案されたもので、排ガス浄化用触媒によるＮＯX
浄化能力を低下させることなく、排ガス浄化用触媒のイ
オウ成分による被毒を抑制できるようにした、排ガス浄
化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の排ガス浄化装置は、希薄燃焼内燃機関の排気
通路内に配設され、ＮＯX を吸蔵しうるＮＯX 吸蔵層と
イオウ成分を吸蔵しうるＳＯX 吸蔵層とを有する排ガス
浄化用触媒を備える。このうち、ＮＯX 吸蔵層は、第１
多孔質担体に白金及びパラジウムのうちの少なくとも１
種の第１貴金属及び第１吸蔵材を担持して構成される。
また、ＳＯX 吸蔵層は、ＮＯX 吸蔵層上に被覆され、第
１多孔質担体よりも比表面積が大で且つ孔径が小に構成
された第２多孔質担体に第２貴金属及び第２吸蔵材を担
持して構成される。
の本発明の排ガス浄化装置は、希薄燃焼内燃機関の排気
通路内に配設され、ＮＯX を吸蔵しうるＮＯX 吸蔵層と
イオウ成分を吸蔵しうるＳＯX 吸蔵層とを有する排ガス
浄化用触媒を備える。このうち、ＮＯX 吸蔵層は、第１
多孔質担体に白金及びパラジウムのうちの少なくとも１
種の第１貴金属及び第１吸蔵材を担持して構成される。
また、ＳＯX 吸蔵層は、ＮＯX 吸蔵層上に被覆され、第
１多孔質担体よりも比表面積が大で且つ孔径が小に構成
された第２多孔質担体に第２貴金属及び第２吸蔵材を担
持して構成される。
【００１０】具体的には、例えばＳＯX 吸蔵層に担持さ
れる第２貴金属は白金及びロジウムのうち少なくとも１
種であるのが好ましく、また、第２吸蔵材はセリウム，
マグネシウム，銀，亜鉛，マンガンのうち少なくとも１
種であるのが好ましい。このように、ＳＯX 吸蔵層がＮ
ＯX 吸蔵層よりも比表面積を大きく形成されているた
め、ＳＯX 吸蔵層におけるＮＯX 通過量を増加させるこ
とができる一方、ＳＯX 吸蔵層の孔径がＮＯX 吸蔵層よ
りも小さく形成されているため、ＮＯX 吸蔵層へのイオ
ウ成分の吸蔵を確実に防止できることになる。
れる第２貴金属は白金及びロジウムのうち少なくとも１
種であるのが好ましく、また、第２吸蔵材はセリウム，
マグネシウム，銀，亜鉛，マンガンのうち少なくとも１
種であるのが好ましい。このように、ＳＯX 吸蔵層がＮ
ＯX 吸蔵層よりも比表面積を大きく形成されているた
め、ＳＯX 吸蔵層におけるＮＯX 通過量を増加させるこ
とができる一方、ＳＯX 吸蔵層の孔径がＮＯX 吸蔵層よ
りも小さく形成されているため、ＮＯX 吸蔵層へのイオ
ウ成分の吸蔵を確実に防止できることになる。
【００１１】
【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の実施の
形態について説明する。図１及び図２は、本発明の第１
実施形態にかかる排ガス浄化装置を示すもので、これら
の図１及び図２を参照しながら第１実施形態について説
明する。本実施形態にかかる排ガス浄化装置を備える内
燃機関は、図２に示すように構成されており、吸気，圧
縮，膨張，排気の各行程を一作動サイクル中にそなえる
４サイクルエンジンの希薄燃焼内燃機関であって、火花
点火式で、且つ、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴
射型内燃機関（筒内噴射エンジン）として構成される。
形態について説明する。図１及び図２は、本発明の第１
実施形態にかかる排ガス浄化装置を示すもので、これら
の図１及び図２を参照しながら第１実施形態について説
明する。本実施形態にかかる排ガス浄化装置を備える内
燃機関は、図２に示すように構成されており、吸気，圧
縮，膨張，排気の各行程を一作動サイクル中にそなえる
４サイクルエンジンの希薄燃焼内燃機関であって、火花
点火式で、且つ、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴
射型内燃機関（筒内噴射エンジン）として構成される。
【００１２】燃焼室１には、吸気通路２および排気通路
３が連通しうるように接続されており、吸気通路２と燃
焼室１とは吸気弁４によって開閉制御されるとともに、
排気通路３と燃焼室１とは排気弁５によって開閉制御さ
れるようになっている。また、吸気通路２には、図示し
ないエアクリーナ及びスロットル弁が設けられており、
排気通路３には、排ガス浄化用触媒６および図示しない
マフラ (消音器）が設けられている。なお、排ガス浄化
用触媒６の詳細については後述する。
３が連通しうるように接続されており、吸気通路２と燃
焼室１とは吸気弁４によって開閉制御されるとともに、
排気通路３と燃焼室１とは排気弁５によって開閉制御さ
れるようになっている。また、吸気通路２には、図示し
ないエアクリーナ及びスロットル弁が設けられており、
排気通路３には、排ガス浄化用触媒６および図示しない
マフラ (消音器）が設けられている。なお、排ガス浄化
用触媒６の詳細については後述する。
【００１３】また、インジェクタ（燃料噴射弁）８は、
気筒内の燃焼室１へ向けて燃料を直接噴射すべく、その
開口を燃焼室１に臨ませるように配置されている。ま
た、当然ながら、このインジェクタ８は各気筒毎に設け
られており、例えば本実施形態のエンジンが直列４気筒
エンジンであるとすると、インジェクタ８は４個設けら
れることになる。
気筒内の燃焼室１へ向けて燃料を直接噴射すべく、その
開口を燃焼室１に臨ませるように配置されている。ま
た、当然ながら、このインジェクタ８は各気筒毎に設け
られており、例えば本実施形態のエンジンが直列４気筒
エンジンであるとすると、インジェクタ８は４個設けら
れることになる。
【００１４】このような構成により、図示しないスロッ
トル弁の開度に応じ図示しないエアクリーナを通じて吸
入された空気が吸気弁４の開放により燃焼室１内に吸入
され、この燃焼室１内で、吸入された空気と制御手段と
しての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０からの信号に基
づいてインジェクタ８から直接噴射された燃料とが混合
され、燃焼室１内で点火プラグ７を適宜のタイミングで
点火させることにより燃焼せしめられて、エンジントル
クを発生させたのち、排ガスが燃焼室１内から排気通路
３へ排出され、排ガス浄化用触媒６で排ガス中のＣＯ，
ＨＣ，ＮＯx の３つの有害成分を浄化されてから、マフ
ラで消音されて大気側へ放出されるようになっている。
トル弁の開度に応じ図示しないエアクリーナを通じて吸
入された空気が吸気弁４の開放により燃焼室１内に吸入
され、この燃焼室１内で、吸入された空気と制御手段と
しての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０からの信号に基
づいてインジェクタ８から直接噴射された燃料とが混合
され、燃焼室１内で点火プラグ７を適宜のタイミングで
点火させることにより燃焼せしめられて、エンジントル
クを発生させたのち、排ガスが燃焼室１内から排気通路
３へ排出され、排ガス浄化用触媒６で排ガス中のＣＯ，
ＨＣ，ＮＯx の３つの有害成分を浄化されてから、マフ
ラで消音されて大気側へ放出されるようになっている。
【００１５】また、このエンジンには種々のセンサが設
けられており、センサからの検出信号がＥＣＵ２０へ送
られるようになっている。例えば、排気通路３にはＯ2
センサ９が設けられており、Ｏ2 センサ９からの検出信
号がＥＣＵ２０へ送られるようになっている。そして、
ＥＣＵ２０では、Ｏ2 センサ９からの検出情報等に基づ
いて、運転状態に応じて空燃比が理論空燃比となるよう
にストイキオフィードバック制御が行なわれるようにな
っている。
けられており、センサからの検出信号がＥＣＵ２０へ送
られるようになっている。例えば、排気通路３にはＯ2
センサ９が設けられており、Ｏ2 センサ９からの検出信
号がＥＣＵ２０へ送られるようになっている。そして、
ＥＣＵ２０では、Ｏ2 センサ９からの検出情報等に基づ
いて、運転状態に応じて空燃比が理論空燃比となるよう
にストイキオフィードバック制御が行なわれるようにな
っている。
【００１６】また、後述するリーンＮＯX 触媒６Ａの下
流側部分にはＮＯX センサ１０が設けられており、ＮＯ
X センサ１０からの検出信号がＥＣＵ２０へ送られるよ
うになっている。本エンジンについてさらに説明する
と、このエンジンは、吸気通路２から燃焼室１内に流入
した吸気流が縦渦（逆タンブル流）を形成するように構
成され、燃焼室１内で、吸気流がこのような縦渦流を形
成するので、この縦渦流を利用しながら例えば燃焼室１
の頂部中央に配設された点火プラグ７の近傍のみに少量
の燃料を集めて、点火プラグ７から離隔した部分では極
めてリーンな空燃比状態とすることができ、点火プラグ
７の近傍のみを理論空燃比又はリッチな空燃比とするこ
とで、安定した層状燃焼（層状超リーン燃焼）を実現し
ながら、燃料消費を抑制することができるものである。
この場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、空気
流動が弱く点火時までに燃料が拡散し過ぎない圧縮行程
後期である。
流側部分にはＮＯX センサ１０が設けられており、ＮＯ
X センサ１０からの検出信号がＥＣＵ２０へ送られるよ
うになっている。本エンジンについてさらに説明する
と、このエンジンは、吸気通路２から燃焼室１内に流入
した吸気流が縦渦（逆タンブル流）を形成するように構
成され、燃焼室１内で、吸気流がこのような縦渦流を形
成するので、この縦渦流を利用しながら例えば燃焼室１
の頂部中央に配設された点火プラグ７の近傍のみに少量
の燃料を集めて、点火プラグ７から離隔した部分では極
めてリーンな空燃比状態とすることができ、点火プラグ
７の近傍のみを理論空燃比又はリッチな空燃比とするこ
とで、安定した層状燃焼（層状超リーン燃焼）を実現し
ながら、燃料消費を抑制することができるものである。
この場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、空気
流動が弱く点火時までに燃料が拡散し過ぎない圧縮行程
後期である。
【００１７】また、このエンジンから高出力を得る場合
には、インジェクタ８からの燃料が燃焼室１全体に均質
化され、全燃焼室１内を理論空燃比やリーン空燃比の混
合気状態にさせて予混合燃焼を行なえばよく、もちろ
ん、理論空燃比による方がリーン空燃比によるよりも高
出力が得られるが、これらの際にも、燃料の霧化及び気
化が十分に行なわれるようなタイミングで燃料噴射を行
なうことで、効率よく高出力を得ることができる。この
ような場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、吸
気流を利用して燃料の霧化及び気化を促進できるよう
に、吸気行程中には燃料噴射を終えるように設定する。
には、インジェクタ８からの燃料が燃焼室１全体に均質
化され、全燃焼室１内を理論空燃比やリーン空燃比の混
合気状態にさせて予混合燃焼を行なえばよく、もちろ
ん、理論空燃比による方がリーン空燃比によるよりも高
出力が得られるが、これらの際にも、燃料の霧化及び気
化が十分に行なわれるようなタイミングで燃料噴射を行
なうことで、効率よく高出力を得ることができる。この
ような場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、吸
気流を利用して燃料の霧化及び気化を促進できるよう
に、吸気行程中には燃料噴射を終えるように設定する。
【００１８】このため、本エンジンでは、燃料噴射の態
様として、圧縮行程燃料噴射による層状燃焼によって燃
料の極めて希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比より
も極めて大）での運転（超リーン燃焼運転）を行なう圧
縮リーン運転モードと、圧縮リーン運転モードほどでは
ないが燃料の希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比よ
りも大）で運転を行なう吸気リーン運転モードと、空燃
比が理論空燃比となるようにＯ2 センサ情報等に基づい
てフィードバック制御を行なうストイキオ運転モード
（ストイキオフィードバック運転モード）と、燃料の過
濃な状態（即ち、空燃比が理論空燃比よりも小）での運
転を行なうエンリッチ運転モード（オープンループモー
ド）とが設けられている。
様として、圧縮行程燃料噴射による層状燃焼によって燃
料の極めて希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比より
も極めて大）での運転（超リーン燃焼運転）を行なう圧
縮リーン運転モードと、圧縮リーン運転モードほどでは
ないが燃料の希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比よ
りも大）で運転を行なう吸気リーン運転モードと、空燃
比が理論空燃比となるようにＯ2 センサ情報等に基づい
てフィードバック制御を行なうストイキオ運転モード
（ストイキオフィードバック運転モード）と、燃料の過
濃な状態（即ち、空燃比が理論空燃比よりも小）での運
転を行なうエンリッチ運転モード（オープンループモー
ド）とが設けられている。
【００１９】そして、このような各種の運転モードから
一つのモードを選択してエンジンの運転を制御すること
になるが、この運転モード選択は、エンジンの回転数Ｎ
ｅ及び負荷状態を示す有効圧力Ｐｅに基づきマップに応
じて行なうようになっている。つまり、エンジンの回転
数Ｎｅが低く負荷Ｐｅも小さい場合には、圧縮リーン運
転モードが選択され、エンジンの回転数Ｎｅや負荷Ｐｅ
がこれよりも大きくなるのにしたがって、吸気リーン運
転モード，ストイキオフィードバック運転モード，エン
リッチオープンループモードが選択される。
一つのモードを選択してエンジンの運転を制御すること
になるが、この運転モード選択は、エンジンの回転数Ｎ
ｅ及び負荷状態を示す有効圧力Ｐｅに基づきマップに応
じて行なうようになっている。つまり、エンジンの回転
数Ｎｅが低く負荷Ｐｅも小さい場合には、圧縮リーン運
転モードが選択され、エンジンの回転数Ｎｅや負荷Ｐｅ
がこれよりも大きくなるのにしたがって、吸気リーン運
転モード，ストイキオフィードバック運転モード，エン
リッチオープンループモードが選択される。
【００２０】次に、本実施形態にかかる排ガス浄化装置
について説明する。本排ガス浄化装置は、図２に示すよ
うに、排ガス浄化用触媒６と、ＥＣＵ２０とを備えて構
成される。ここで、排ガス浄化用触媒６は、リーンＮＯ
x 触媒（以下、ＮＯx 触媒という）６Ａと三元触媒６Ｂ
とを備え、図１（ａ), (ｂ）に示すように、例えばセラ
ミックスからなるモノリス型担体６ａを用いて一体的に
形成されている。なお、図１（ａ), (ｂ）ではＮＯx 触
媒６Ａのみを示している。
について説明する。本排ガス浄化装置は、図２に示すよ
うに、排ガス浄化用触媒６と、ＥＣＵ２０とを備えて構
成される。ここで、排ガス浄化用触媒６は、リーンＮＯ
x 触媒（以下、ＮＯx 触媒という）６Ａと三元触媒６Ｂ
とを備え、図１（ａ), (ｂ）に示すように、例えばセラ
ミックスからなるモノリス型担体６ａを用いて一体的に
形成されている。なお、図１（ａ), (ｂ）ではＮＯx 触
媒６Ａのみを示している。
【００２１】つまり、図２に示すように、理論空燃比下
で排ガス中のＣＯ，ＨＣ及びＮＯxを浄化可能な三元機
能を有する三元触媒６Ｂが設けられ、さらに、本エンジ
ンが空燃比をリーンにしながら節約運転を行なえるエン
ジンであるため、リーン運転時に発生する排ガス中のＮ
Ｏx を十分に浄化できるように、三元触媒６Ｂの上流側
に三元機能を持たないＮＯx 触媒６Ａが設けられてい
る。
で排ガス中のＣＯ，ＨＣ及びＮＯxを浄化可能な三元機
能を有する三元触媒６Ｂが設けられ、さらに、本エンジ
ンが空燃比をリーンにしながら節約運転を行なえるエン
ジンであるため、リーン運転時に発生する排ガス中のＮ
Ｏx を十分に浄化できるように、三元触媒６Ｂの上流側
に三元機能を持たないＮＯx 触媒６Ａが設けられてい
る。
【００２２】ここで、ＮＯx 触媒６Ａは、ＮＯX を触媒
上に吸蔵することにより排ガス中のＮＯX を浄化するタ
イプのもの（吸蔵型リーンＮＯX 触媒，トラップ型リー
ンＮＯX 触媒）である。このＮＯx 触媒６Ａは、図１
（ｂ）に示すように、主にＮＯX を吸蔵しうるＮＯX 吸
蔵層（ＮＯX Ｔｒａｐ層）６ｂと、ＮＯX 吸蔵層６ｂ上
に被覆され、主にＳＯX （イオウ成分）を吸蔵しうるイ
オウ吸蔵層としてのＳＯX 吸蔵層（ＳＯXＴｒａｐ層）
６ｃとを備えて構成される。
上に吸蔵することにより排ガス中のＮＯX を浄化するタ
イプのもの（吸蔵型リーンＮＯX 触媒，トラップ型リー
ンＮＯX 触媒）である。このＮＯx 触媒６Ａは、図１
（ｂ）に示すように、主にＮＯX を吸蔵しうるＮＯX 吸
蔵層（ＮＯX Ｔｒａｐ層）６ｂと、ＮＯX 吸蔵層６ｂ上
に被覆され、主にＳＯX （イオウ成分）を吸蔵しうるイ
オウ吸蔵層としてのＳＯX 吸蔵層（ＳＯXＴｒａｐ層）
６ｃとを備えて構成される。
【００２３】このうち、ＮＯX 吸蔵層６ｂは、例えばア
ルミナＡｌ2 Ｏ3 等からなる担体（第１多孔質担体）
に、例えば白金Ｐｔ及びパラジウムＰｄのうちの少なく
とも１種の貴金属（第１貴金属）、及び、例えばバリウ
ムＢａやカリウムＫ等のアルカリ金属，アルカリ土類金
属（第１吸蔵材）を担持したものとして構成される。次
に、このように構成されるＮＯX 吸蔵層６ｂによるＮＯ
X の吸蔵，脱離機能について説明する。
ルミナＡｌ2 Ｏ3 等からなる担体（第１多孔質担体）
に、例えば白金Ｐｔ及びパラジウムＰｄのうちの少なく
とも１種の貴金属（第１貴金属）、及び、例えばバリウ
ムＢａやカリウムＫ等のアルカリ金属，アルカリ土類金
属（第１吸蔵材）を担持したものとして構成される。次
に、このように構成されるＮＯX 吸蔵層６ｂによるＮＯ
X の吸蔵，脱離機能について説明する。
【００２４】なお、ここでは、アルミナＡｌ2 Ｏ3 から
なる担体に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持したものに
ついて説明するが、他の担体に他の貴金属や金属を担持
させた場合も同様である。酸素過剰雰囲気（リーン雰囲
気）では、まず、Ｏ2 が白金Ｐｔの表面に吸蔵され、排
ガス中のＮＯが白金Ｐｔの表面上でＯ2 と反応してＮＯ
2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。
なる担体に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持したものに
ついて説明するが、他の担体に他の貴金属や金属を担持
させた場合も同様である。酸素過剰雰囲気（リーン雰囲
気）では、まず、Ｏ2 が白金Ｐｔの表面に吸蔵され、排
ガス中のＮＯが白金Ｐｔの表面上でＯ2 と反応してＮＯ
2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。
【００２５】一方、ＮＯX 吸蔵層６ｂに担持されている
バリウムＢａの一部はＯ2 と反応し、酸化バリウムＢａ
Ｏとなって存在し、この酸化バリウムＢａＯは、さら
に、排ガス中のＣＯ等と反応して炭酸バリウムＢａＣＯ
3 となる。このような状況下で、生成されたＮＯ2 の一
部が白金Ｐｔ上でさらに酸化バリウムＢａＯ及びＣＯか
ら生成された炭酸バリウムＢａＣＯ3 と反応して硝酸バ
リウムＢａ（ＮＯ3 ）2 が生成され、ＮＯX 触媒６Ａに
吸蔵される。
バリウムＢａの一部はＯ2 と反応し、酸化バリウムＢａ
Ｏとなって存在し、この酸化バリウムＢａＯは、さら
に、排ガス中のＣＯ等と反応して炭酸バリウムＢａＣＯ
3 となる。このような状況下で、生成されたＮＯ2 の一
部が白金Ｐｔ上でさらに酸化バリウムＢａＯ及びＣＯか
ら生成された炭酸バリウムＢａＣＯ3 と反応して硝酸バ
リウムＢａ（ＮＯ3 ）2 が生成され、ＮＯX 触媒６Ａに
吸蔵される。
【００２６】このような反応を化学反応式で示すと、以
下の反応式（１）のようになる。 ＢａＣＯ3 ＋２ＮＯ＋（３／２）Ｏ2 →Ｂａ（ＮＯ3 ）2 ＋ＣＯ2 ・・・（１） 一方、酸素濃度が低下した雰囲気（リッチ雰囲気）で
は、ＮＯ2 の生成量が低下し、逆方向の反応が進み、Ｎ
ＯX 吸蔵層６ｂからＮＯ2 が脱離される。
下の反応式（１）のようになる。 ＢａＣＯ3 ＋２ＮＯ＋（３／２）Ｏ2 →Ｂａ（ＮＯ3 ）2 ＋ＣＯ2 ・・・（１） 一方、酸素濃度が低下した雰囲気（リッチ雰囲気）で
は、ＮＯ2 の生成量が低下し、逆方向の反応が進み、Ｎ
ＯX 吸蔵層６ｂからＮＯ2 が脱離される。
【００２７】つまり、ＮＯX 吸蔵層６ｂに吸蔵している
硝酸バリウムＢａ（ＮＯ3 ）2 と排ガス中のＣＯとが白
金Ｐｔの表面上で反応し、ＮＯ2 及び炭酸バリウムＢａ
ＣＯ 3 が生成され、ＮＯ2 がＮＯX 触媒６Ａから脱離さ
れる。これを化学反応式で示すと、以下の反応式（２）
のようになる。 Ｂａ（ＮＯ3 ）2 ＋ＣＯ→ＢａＣＯ3 ＋２ＮＯ＋Ｏ2 ・・・（２） ただし、２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 （なお、ＮＯの一部
は、そのまま排出される。） このように、ＮＯX 吸蔵層６ｂには、硝酸バリウムＢａ
（ＮＯ3 ）2 及び炭酸バリウムＢａＣＯ3 が化学平衡の
状態で存在し、ＮＯX 吸蔵層６ｂの近傍の雰囲気に応じ
て各方向への反応が生じることになる。
硝酸バリウムＢａ（ＮＯ3 ）2 と排ガス中のＣＯとが白
金Ｐｔの表面上で反応し、ＮＯ2 及び炭酸バリウムＢａ
ＣＯ 3 が生成され、ＮＯ2 がＮＯX 触媒６Ａから脱離さ
れる。これを化学反応式で示すと、以下の反応式（２）
のようになる。 Ｂａ（ＮＯ3 ）2 ＋ＣＯ→ＢａＣＯ3 ＋２ＮＯ＋Ｏ2 ・・・（２） ただし、２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 （なお、ＮＯの一部
は、そのまま排出される。） このように、ＮＯX 吸蔵層６ｂには、硝酸バリウムＢａ
（ＮＯ3 ）2 及び炭酸バリウムＢａＣＯ3 が化学平衡の
状態で存在し、ＮＯX 吸蔵層６ｂの近傍の雰囲気に応じ
て各方向への反応が生じることになる。
【００２８】そして、このようにしてＮＯX 吸蔵層６ｂ
から脱離されたＮＯ2 は、三元触媒６Ｂ上で排ガス中の
未燃ＨＣ，Ｈ2 ，ＣＯにより還元され、Ｎ2 として排出
される（ＮＯ＋ＣＯ→１／２Ｎ2 ＋ＣＯ2 ),( ＮＯ＋Ｈ
2 → １／２Ｎ2 ＋Ｈ2 Ｏ）。ＳＯX 吸蔵層６ｃは、例
えばアルミナＡｌ2 Ｏ3 等からなる担体（第２多孔質担
体）に、例えば白金Ｐｔ，ロジウムＲｈのうち少なくと
も１種の貴金属（第２貴金属）、及び例えばバリウムＢ
ａやカリウムＫ等のアルカリ金属，アルカリ土類金属
（第１吸蔵材）よりも電気陰性度の大きい例えば銀Ａ
ｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガンＭｎ，セリウムＣｅ，マグネシ
ウムＭｇ等の金属（第２吸蔵材）を担持したものとして
構成される。
から脱離されたＮＯ2 は、三元触媒６Ｂ上で排ガス中の
未燃ＨＣ，Ｈ2 ，ＣＯにより還元され、Ｎ2 として排出
される（ＮＯ＋ＣＯ→１／２Ｎ2 ＋ＣＯ2 ),( ＮＯ＋Ｈ
2 → １／２Ｎ2 ＋Ｈ2 Ｏ）。ＳＯX 吸蔵層６ｃは、例
えばアルミナＡｌ2 Ｏ3 等からなる担体（第２多孔質担
体）に、例えば白金Ｐｔ，ロジウムＲｈのうち少なくと
も１種の貴金属（第２貴金属）、及び例えばバリウムＢ
ａやカリウムＫ等のアルカリ金属，アルカリ土類金属
（第１吸蔵材）よりも電気陰性度の大きい例えば銀Ａ
ｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガンＭｎ，セリウムＣｅ，マグネシ
ウムＭｇ等の金属（第２吸蔵材）を担持したものとして
構成される。
【００２９】このように、ＮＯX 吸蔵層６ｂ上にＳＯX
吸蔵層６ｃを被覆しているのは、以下の理由による。つ
まり、ＮＯX 吸蔵層６ｂでは、炭酸バリウムＢａＣＯ3
及び硫酸バリウムＢａＳＯ4 が化学平衡の状態で存在
し、ＮＯX 吸蔵層６ｂの近傍の雰囲気に応じて各方向へ
の反応が進み易くなる。即ち、排ガス空燃比が小さくな
る程（即ち、空燃比がリッチになる程）、硫酸バリウム
ＢａＳＯ4 が分解し易くなり、炭酸バリウムＢａＣＯ3
が生成され易くなる。逆に、排ガス空燃比が大きくなる
程（即ち、空燃比がリーンになる程）、炭酸バリウムＢ
ａＣＯ3 が分解し易くなり、硫酸バリウムＢａＳＯ4 が
生成され易くなる。
吸蔵層６ｃを被覆しているのは、以下の理由による。つ
まり、ＮＯX 吸蔵層６ｂでは、炭酸バリウムＢａＣＯ3
及び硫酸バリウムＢａＳＯ4 が化学平衡の状態で存在
し、ＮＯX 吸蔵層６ｂの近傍の雰囲気に応じて各方向へ
の反応が進み易くなる。即ち、排ガス空燃比が小さくな
る程（即ち、空燃比がリッチになる程）、硫酸バリウム
ＢａＳＯ4 が分解し易くなり、炭酸バリウムＢａＣＯ3
が生成され易くなる。逆に、排ガス空燃比が大きくなる
程（即ち、空燃比がリーンになる程）、炭酸バリウムＢ
ａＣＯ3 が分解し易くなり、硫酸バリウムＢａＳＯ4 が
生成され易くなる。
【００３０】しかしながら、実際には硫酸バリウムＢａ
ＳＯ4 は分解しにくく、酸素濃度が低下しても（即ち、
空燃比がリッチになっても）硫酸バリウムＢａＳＯ4 の
一部は分解されずに残ってしまう。これにより、使用さ
れたバリウムＢａ分だけ硝酸バリウムＢａ（ＮＯ3 ）2
が生成されなくなり、ＮＯX 吸蔵層６ｂによるＮＯXの
浄化能力が低下することになる（これを、Ｓ被毒とい
う）。
ＳＯ4 は分解しにくく、酸素濃度が低下しても（即ち、
空燃比がリッチになっても）硫酸バリウムＢａＳＯ4 の
一部は分解されずに残ってしまう。これにより、使用さ
れたバリウムＢａ分だけ硝酸バリウムＢａ（ＮＯ3 ）2
が生成されなくなり、ＮＯX 吸蔵層６ｂによるＮＯXの
浄化能力が低下することになる（これを、Ｓ被毒とい
う）。
【００３１】そこで、このようなＮＯX 吸蔵層６ｂのＮ
ＯX 浄化能力の低下を防止すべく、本実施形態では、図
１（ｂ）に示すように、ＮＯX 吸蔵層６ｂ上にＳＯX 吸
蔵層６ｃを被覆している。また、例えばバリウムＢａや
カリウムＫ等のアルカリ金属，アルカリ土類金属よりも
電気陰性度の大きい例えば銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガン
Ｍｎ，セリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ等の金属を担持
しているのは、以下の理由による。
ＯX 浄化能力の低下を防止すべく、本実施形態では、図
１（ｂ）に示すように、ＮＯX 吸蔵層６ｂ上にＳＯX 吸
蔵層６ｃを被覆している。また、例えばバリウムＢａや
カリウムＫ等のアルカリ金属，アルカリ土類金属よりも
電気陰性度の大きい例えば銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガン
Ｍｎ，セリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ等の金属を担持
しているのは、以下の理由による。
【００３２】一般に、金属の電気陰性度は、図７に示す
ように、元素周期表の周期や族によって異なり、化合物
の結合力は化合物を構成する金属の電気陰性度の差によ
り決まることとなる。つまり、化合物を構成する金属の
電気陰性度の差が大きいほど互いに引き付け合う力が強
まり、化合物の結合力が強くなる。なお、図７では、周
期表で同じ族に属する元素を線で結んで示している。
ように、元素周期表の周期や族によって異なり、化合物
の結合力は化合物を構成する金属の電気陰性度の差によ
り決まることとなる。つまり、化合物を構成する金属の
電気陰性度の差が大きいほど互いに引き付け合う力が強
まり、化合物の結合力が強くなる。なお、図７では、周
期表で同じ族に属する元素を線で結んで示している。
【００３３】このため、ＳＯX 吸蔵層６ｃの吸蔵材とし
て電気陰性度の大きい金属を採用すれば、排ガス中のイ
オウ成分の電気陰性度との差が小さくなり、これにより
硫酸塩の結合力は弱くなるため、ＳＯX 吸蔵層６ｃから
ＳＯX を脱離するのが容易となるからである。つまり、
一般に、ＳＯX 吸蔵層６ｃの吸蔵材として電気陰性度の
小さい金属を採用した場合には排ガス中のイオウ成分の
電気陰性度との差が大きくなり、硫酸塩の結合力が強く
なるため、ＳＯX 吸蔵層６ｃの周辺を高温にしなければ
ＳＯX 吸蔵層６ｃからＳＯX を脱離することができない
が、ＳＯX 吸蔵層６ｃの吸蔵材として電気陰性度の大き
い金属を採用した場合には排ガス中のイオウ成分の電気
陰性度との差が小さくなり、硫酸塩の結合力が弱くなる
ため、ＳＯX 吸蔵層６ｃの周辺が低温であってもＳＯX
吸蔵層６ｃからＳＯX を脱離することができるため、Ｓ
ＯX 吸蔵層６ｃからのＳＯX の脱離が容易となるからで
ある。
て電気陰性度の大きい金属を採用すれば、排ガス中のイ
オウ成分の電気陰性度との差が小さくなり、これにより
硫酸塩の結合力は弱くなるため、ＳＯX 吸蔵層６ｃから
ＳＯX を脱離するのが容易となるからである。つまり、
一般に、ＳＯX 吸蔵層６ｃの吸蔵材として電気陰性度の
小さい金属を採用した場合には排ガス中のイオウ成分の
電気陰性度との差が大きくなり、硫酸塩の結合力が強く
なるため、ＳＯX 吸蔵層６ｃの周辺を高温にしなければ
ＳＯX 吸蔵層６ｃからＳＯX を脱離することができない
が、ＳＯX 吸蔵層６ｃの吸蔵材として電気陰性度の大き
い金属を採用した場合には排ガス中のイオウ成分の電気
陰性度との差が小さくなり、硫酸塩の結合力が弱くなる
ため、ＳＯX 吸蔵層６ｃの周辺が低温であってもＳＯX
吸蔵層６ｃからＳＯX を脱離することができるため、Ｓ
ＯX 吸蔵層６ｃからのＳＯX の脱離が容易となるからで
ある。
【００３４】また、本実施形態では、ＳＯX 吸蔵層６ｃ
の担体（第２多孔質担体）は、ＮＯ X 吸蔵層６ｂの担体
（第１多孔質担体）よりも多孔化され、且つ細孔化され
ている。このように、ＳＯX 吸蔵層６ｃの担体を多孔化
しているのは、ＳＯX 吸蔵層６ｃの担体の比表面積を大
きくするためである。これは、ＳＯX 吸蔵層６ｃがＮＯ
X 吸蔵層６ｂ側へＮＯX が通過するのを妨げないように
するためであり、ＳＯX吸蔵層６ｃの比表面積を大きく
する程、ＳＯX 吸蔵層６ｃからＮＯX 吸蔵層６ｂへＮＯ
X が通過する機会が増大し、ＳＯX 吸蔵層６ｃにおける
ＮＯX 通過量を増加させることができ、ＮＯX 吸蔵層６
ｂにＮＯX を吸蔵させ易くすることで、触媒のＮＯX 浄
化能力を低下させないようにすることができるためであ
る。
の担体（第２多孔質担体）は、ＮＯ X 吸蔵層６ｂの担体
（第１多孔質担体）よりも多孔化され、且つ細孔化され
ている。このように、ＳＯX 吸蔵層６ｃの担体を多孔化
しているのは、ＳＯX 吸蔵層６ｃの担体の比表面積を大
きくするためである。これは、ＳＯX 吸蔵層６ｃがＮＯ
X 吸蔵層６ｂ側へＮＯX が通過するのを妨げないように
するためであり、ＳＯX吸蔵層６ｃの比表面積を大きく
する程、ＳＯX 吸蔵層６ｃからＮＯX 吸蔵層６ｂへＮＯ
X が通過する機会が増大し、ＳＯX 吸蔵層６ｃにおける
ＮＯX 通過量を増加させることができ、ＮＯX 吸蔵層６
ｂにＮＯX を吸蔵させ易くすることで、触媒のＮＯX 浄
化能力を低下させないようにすることができるためであ
る。
【００３５】また、ＳＯX 吸蔵層６ｃの担体の細孔の直
径を小さくして細孔化しているのはＳＯX 吸蔵層６ｃを
ＮＯX のみならずＳＯX までが通過してしまうのを防止
し、ＮＯX 吸蔵層６ｂにイオウ成分ＳＯX が吸蔵されて
しまうのを防止して、触媒のＮＯX 浄化能力を低下させ
ないようにするためである。次に、ＮＯX 吸蔵層６ｂの
担体とＳＯX 吸蔵層６ｃの担体の好ましい組み合わせに
ついて、図８（ａ), (ｂ）を参照しながら具体的に説明
する。
径を小さくして細孔化しているのはＳＯX 吸蔵層６ｃを
ＮＯX のみならずＳＯX までが通過してしまうのを防止
し、ＮＯX 吸蔵層６ｂにイオウ成分ＳＯX が吸蔵されて
しまうのを防止して、触媒のＮＯX 浄化能力を低下させ
ないようにするためである。次に、ＮＯX 吸蔵層６ｂの
担体とＳＯX 吸蔵層６ｃの担体の好ましい組み合わせに
ついて、図８（ａ), (ｂ）を参照しながら具体的に説明
する。
【００３６】ここで、担体の細孔を円筒状と仮定し、平
均細孔半径をｒとし、細孔の奥行きを全細孔について加
えたものである全細孔長をＬとすれば、全細孔容積Ｖ
ｇ，比表面積Ｓは、それぞれ次式（１), (２）により表
される。 Ｓ＝２πｒ・Ｌ ・・・（１） Ｖｇ＝πｒ2 Ｌ ・・・（２） そして、これらの全細孔容積Ｖｇ，比表面積Ｓから平均
細孔半径ｒを算出できる。つまり、平均細孔半径ｒは次
式（３）で表される。
均細孔半径をｒとし、細孔の奥行きを全細孔について加
えたものである全細孔長をＬとすれば、全細孔容積Ｖ
ｇ，比表面積Ｓは、それぞれ次式（１), (２）により表
される。 Ｓ＝２πｒ・Ｌ ・・・（１） Ｖｇ＝πｒ2 Ｌ ・・・（２） そして、これらの全細孔容積Ｖｇ，比表面積Ｓから平均
細孔半径ｒを算出できる。つまり、平均細孔半径ｒは次
式（３）で表される。
【００３７】ｒ＝２Ｖｇ／Ｓ ・・・（３） ここで、図８（ａ), (ｂ）は代表的な触媒担体の化学組
成や物性値を示す図である。なお、図８（ａ）では、触
媒担体がアルミナである場合はその化学組成によって５
種類に分類することができるため、それぞれをＪＲＣ−
ＡＲＯ−１，ＪＲＣ−ＡＲＯ−２，ＪＲＣ−ＡＲＯ−
３，ＪＲＣ−ＡＲＯ−４，ＪＲＣ−ＡＲＯ−５という記
号で示している。また、図８（ｂ）では、触媒担体がシ
リカである場合はＪＲＣ−ＳＩＯ−１、シリカ−アルミ
ナである場合はＪＲＣ−ＳＡＨ−１，ＪＲＣ−ＳＡＨ−
２、ゼオライトである場合はＪＲＣ−Ｚ−１という記号
でそれぞれを示している。
成や物性値を示す図である。なお、図８（ａ）では、触
媒担体がアルミナである場合はその化学組成によって５
種類に分類することができるため、それぞれをＪＲＣ−
ＡＲＯ−１，ＪＲＣ−ＡＲＯ−２，ＪＲＣ−ＡＲＯ−
３，ＪＲＣ−ＡＲＯ−４，ＪＲＣ−ＡＲＯ−５という記
号で示している。また、図８（ｂ）では、触媒担体がシ
リカである場合はＪＲＣ−ＳＩＯ−１、シリカ−アルミ
ナである場合はＪＲＣ−ＳＡＨ−１，ＪＲＣ−ＳＡＨ−
２、ゼオライトである場合はＪＲＣ−Ｚ−１という記号
でそれぞれを示している。
【００３８】これらの触媒担体の平均細孔半径ｒを、上
述の関係式（３）により算出すると、以下に示すように
なる。つまり、触媒担体の平均細孔半径ｒは、ＪＲＣ−
ＡＲＯ−１の場合は８．３８ｎｍ、ＪＲＣ−ＡＲＯ−２
の場合は５．０５ｎｍ、ＪＲＣ−ＡＲＯ−３の場合は
８．２９ｎｍ、ＪＲＣ−ＡＲＯ−４の場合は７．４６ｎ
ｍ、ＪＲＣ−ＡＲＯ−５の場合は３．５２ｎｍ、ＪＲＣ
−ＳＩＯ−１の場合は６．９９ｎｍ、ＪＲＣ−ＳＡＨ−
１の場合は３．６４ｎｍ、ＪＲＣ−ＳＡＨ−２の場合は
２．６１ｎｍ、ＪＲＣ−Ｚ−１の場合は１．０４ｎｍと
なる。
述の関係式（３）により算出すると、以下に示すように
なる。つまり、触媒担体の平均細孔半径ｒは、ＪＲＣ−
ＡＲＯ−１の場合は８．３８ｎｍ、ＪＲＣ−ＡＲＯ−２
の場合は５．０５ｎｍ、ＪＲＣ−ＡＲＯ−３の場合は
８．２９ｎｍ、ＪＲＣ−ＡＲＯ−４の場合は７．４６ｎ
ｍ、ＪＲＣ−ＡＲＯ−５の場合は３．５２ｎｍ、ＪＲＣ
−ＳＩＯ−１の場合は６．９９ｎｍ、ＪＲＣ−ＳＡＨ−
１の場合は３．６４ｎｍ、ＪＲＣ−ＳＡＨ−２の場合は
２．６１ｎｍ、ＪＲＣ−Ｚ−１の場合は１．０４ｎｍと
なる。
【００３９】そして、ＮＯX 吸蔵層６ｂの担体よりも細
孔の直径が小さく、かつ比表面積の大きなものをＳＯX
吸蔵層６ｃの担体として選択すれば良いので、同じアル
ミナでも、例えば以下のように選ぶのが望ましい。つま
り、ＮＯX 吸蔵層６ｂにはＪＲＣ−ＡＲＯ−３を選び、
ＳＯX 吸蔵層６ｃにはＪＲＣ−ＡＲＯ−４を選ぶ。ま
た、ＮＯX 吸蔵層６ｂにはＪＲＣ−ＡＲＯ−３を選び、
ＳＯX 吸蔵層６ｃにはＪＲＣ−ＳＡＨ−１又はＪＲＣ−
ＳＡＨ−２を選んでも良い。また、ＮＯX 吸蔵層６ｂに
はＪＲＣ−ＡＲＯ−３を選び、ＳＯX吸蔵層６ｃにはＪ
ＲＣ−Ｚ−１を選んでも良い。
孔の直径が小さく、かつ比表面積の大きなものをＳＯX
吸蔵層６ｃの担体として選択すれば良いので、同じアル
ミナでも、例えば以下のように選ぶのが望ましい。つま
り、ＮＯX 吸蔵層６ｂにはＪＲＣ−ＡＲＯ−３を選び、
ＳＯX 吸蔵層６ｃにはＪＲＣ−ＡＲＯ−４を選ぶ。ま
た、ＮＯX 吸蔵層６ｂにはＪＲＣ−ＡＲＯ−３を選び、
ＳＯX 吸蔵層６ｃにはＪＲＣ−ＳＡＨ−１又はＪＲＣ−
ＳＡＨ−２を選んでも良い。また、ＮＯX 吸蔵層６ｂに
はＪＲＣ−ＡＲＯ−３を選び、ＳＯX吸蔵層６ｃにはＪ
ＲＣ−Ｚ−１を選んでも良い。
【００４０】次に、このように構成されるＳＯX 吸蔵層
６ｃにおけるＳＯX の吸蔵，脱離機能について説明す
る。なお、ここでは、アルミナＡｌ2 Ｏ3 からなる担体
に白金Ｐｔ及びセリウムＣｅを担持したものについて説
明するが、他の担体に他の貴金属や金属を担持させた場
合も同様である。
６ｃにおけるＳＯX の吸蔵，脱離機能について説明す
る。なお、ここでは、アルミナＡｌ2 Ｏ3 からなる担体
に白金Ｐｔ及びセリウムＣｅを担持したものについて説
明するが、他の担体に他の貴金属や金属を担持させた場
合も同様である。
【００４１】燃料や潤滑油中にはイオウ成分が含まれて
いるため、ＳＯX 吸蔵層６ｃは、酸素過剰雰囲気で排ガ
ス中のＳＯX を吸蔵し、酸素濃度が低下すると吸蔵した
ＳＯ X の一部を脱離することになる。つまり、ＳＯX 吸
蔵層６ｃは、酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）では、Ｏ
2 が白金Ｐｔの表面に吸蔵し、燃料や潤滑油に含まれる
硫黄成分が、燃焼後ＳＯ2 として排出され、この排ガス
中に含まれるＳＯ2 が白金Ｐｔの表面上でＯ2 と反応し
てＳＯ3 となる（２ＳＯ2 ＋Ｏ2 →２ＳＯ3 ）。
いるため、ＳＯX 吸蔵層６ｃは、酸素過剰雰囲気で排ガ
ス中のＳＯX を吸蔵し、酸素濃度が低下すると吸蔵した
ＳＯ X の一部を脱離することになる。つまり、ＳＯX 吸
蔵層６ｃは、酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）では、Ｏ
2 が白金Ｐｔの表面に吸蔵し、燃料や潤滑油に含まれる
硫黄成分が、燃焼後ＳＯ2 として排出され、この排ガス
中に含まれるＳＯ2 が白金Ｐｔの表面上でＯ2 と反応し
てＳＯ3 となる（２ＳＯ2 ＋Ｏ2 →２ＳＯ3 ）。
【００４２】次いで、生成されたＳＯ3 の一部が白金Ｐ
ｔを触媒として炭酸セリウムＣｅ（ＣＯ3)2 と反応する
ことによって硫酸セリウムＣｅ（ＳＯ4)2 が生成され、
ＳＯ X 吸蔵層６ｃに吸蔵される。これを化学反応式で示
すと、以下の反応式（３）のようになる。 Ｃｅ（ＣＯ3)2 ＋ＳＯ3 →Ｃｅ（ＳＯ4)2 ＋ＣＯ2 ・・・（３） 一方、酸素濃度が低下した雰囲気（リッチ雰囲気）で
は、ＳＯX 吸蔵層６ｃに吸蔵している硫酸セリウムＣｅ
（ＳＯ4)2 の一部と排ガス中のＣＯとが白金Ｐｔの触媒
作用により、炭酸セリウムＣｅ（ＣＯ3)2 及びＳＯ2 が
生成され、ＳＯ2がＳＯX 吸蔵層６ｃから脱離される。
これを化学反応式で示すと、以下の反応式（４）のよう
になる。
ｔを触媒として炭酸セリウムＣｅ（ＣＯ3)2 と反応する
ことによって硫酸セリウムＣｅ（ＳＯ4)2 が生成され、
ＳＯ X 吸蔵層６ｃに吸蔵される。これを化学反応式で示
すと、以下の反応式（３）のようになる。 Ｃｅ（ＣＯ3)2 ＋ＳＯ3 →Ｃｅ（ＳＯ4)2 ＋ＣＯ2 ・・・（３） 一方、酸素濃度が低下した雰囲気（リッチ雰囲気）で
は、ＳＯX 吸蔵層６ｃに吸蔵している硫酸セリウムＣｅ
（ＳＯ4)2 の一部と排ガス中のＣＯとが白金Ｐｔの触媒
作用により、炭酸セリウムＣｅ（ＣＯ3)2 及びＳＯ2 が
生成され、ＳＯ2がＳＯX 吸蔵層６ｃから脱離される。
これを化学反応式で示すと、以下の反応式（４）のよう
になる。
【００４３】 Ｃｅ（ＳＯ4)2 ＋ＣＯ→Ｃｅ（ＣＯ3)2 ＋ＳＯ2 ・・・（４） ところで、ＮＯX 吸蔵層６ｂでは、ＮＯX の吸蔵，脱離
作用によりＮＯX を浄化するため、ＮＯX が吸蔵した
ら、適宜脱離させる必要がある。また、ＳＯX 吸蔵層６
ｃでは、ＳＯX の吸蔵，脱離作用によりＳＯX を浄化す
るため、ＳＯX が吸蔵したら、適宜脱離させる必要があ
る。
作用によりＮＯX を浄化するため、ＮＯX が吸蔵した
ら、適宜脱離させる必要がある。また、ＳＯX 吸蔵層６
ｃでは、ＳＯX の吸蔵，脱離作用によりＳＯX を浄化す
るため、ＳＯX が吸蔵したら、適宜脱離させる必要があ
る。
【００４４】このため、本実施形態にかかる排ガス浄化
装置では、ＮＯX 触媒６ＡのＮＯX吸蔵層６ｂのＮＯX
浄化効率がＮＯX の吸蔵によって低下した場合やＮＯX
触媒６ＡのＳＯX 吸蔵層６ｃにＳＯX が吸蔵してＮＯX
浄化効率が低下した場合に、吸蔵したＮＯX やＳＯX を
脱離，還元させてＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 吸蔵層６ｂや
ＳＯX 吸蔵層６ｃを再生するための制御を行なうように
なっている。
装置では、ＮＯX 触媒６ＡのＮＯX吸蔵層６ｂのＮＯX
浄化効率がＮＯX の吸蔵によって低下した場合やＮＯX
触媒６ＡのＳＯX 吸蔵層６ｃにＳＯX が吸蔵してＮＯX
浄化効率が低下した場合に、吸蔵したＮＯX やＳＯX を
脱離，還元させてＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 吸蔵層６ｂや
ＳＯX 吸蔵層６ｃを再生するための制御を行なうように
なっている。
【００４５】そこで、ＥＣＵ２０には、ＮＯX 触媒６Ａ
からＮＯX やＳＯX を脱離，還元すべく、触媒周辺を還
元雰囲気（酸素濃度の低下した雰囲気）とするために、
排気通路３内の排ガス空燃比がリッチになるように通常
運転時における主燃料噴射とは別に例えば膨張行程の中
期以降や排気行程に追加燃料噴射を行なわせる機能（再
生手段）が備えられている。
からＮＯX やＳＯX を脱離，還元すべく、触媒周辺を還
元雰囲気（酸素濃度の低下した雰囲気）とするために、
排気通路３内の排ガス空燃比がリッチになるように通常
運転時における主燃料噴射とは別に例えば膨張行程の中
期以降や排気行程に追加燃料噴射を行なわせる機能（再
生手段）が備えられている。
【００４６】本実施形態では、ＥＣＵ２０の再生手段に
よる制御によって、ＮＯX を脱離することができるとと
もに、ＳＯX を脱離することもできる。これは、ＳＯX
吸蔵層６ｃが、例えばバリウムＢａ等のアルカリ金属に
より構成されるＮＯX 吸蔵層６ｂと異なり、例えばセリ
ウムＣｅ等の電気陰性度の大きい金属により構成される
ためである。
よる制御によって、ＮＯX を脱離することができるとと
もに、ＳＯX を脱離することもできる。これは、ＳＯX
吸蔵層６ｃが、例えばバリウムＢａ等のアルカリ金属に
より構成されるＮＯX 吸蔵層６ｂと異なり、例えばセリ
ウムＣｅ等の電気陰性度の大きい金属により構成される
ためである。
【００４７】つまり、ＳＯX 吸蔵層６ｃを例えばバリウ
ムＢａ等のアルカリ土類金属により構成すると、ＳＯX
吸蔵層６ｃにはＳＯX が硫酸バリウムＢａＳＯ4 として
吸蔵され、この硫酸バリウムＢａＳＯ4 は結合力が強い
ため、ＳＯX 吸蔵層６ｃを高温にしないとＳＯX を脱離
することができない。しかし、ＳＯX 吸蔵層６ｃを例え
ばセリウムＣｅ等のバリウムＢａよりも電気陰性度の大
きい金属により構成すれば、ＳＯX 吸蔵層６ｃにはＳＯ
X は硫酸セリウムＣｅ（ＳＯ4)2 として吸蔵され、この
硫酸セリウムＣｅ（ＳＯ4)2 は結合力が弱いため（Ｃｅ
（ＳＯ4)2 ＜ＢａＳＯ4 ）、ＮＯX 吸蔵層６ｂからＮＯ
X を脱離させるのと同様に、触媒周辺が比較的低温（例
えば、４５０℃）の状態であってもＳＯX 吸蔵層６ｃか
らＳＯXを脱離することができることになるからであ
る。
ムＢａ等のアルカリ土類金属により構成すると、ＳＯX
吸蔵層６ｃにはＳＯX が硫酸バリウムＢａＳＯ4 として
吸蔵され、この硫酸バリウムＢａＳＯ4 は結合力が強い
ため、ＳＯX 吸蔵層６ｃを高温にしないとＳＯX を脱離
することができない。しかし、ＳＯX 吸蔵層６ｃを例え
ばセリウムＣｅ等のバリウムＢａよりも電気陰性度の大
きい金属により構成すれば、ＳＯX 吸蔵層６ｃにはＳＯ
X は硫酸セリウムＣｅ（ＳＯ4)2 として吸蔵され、この
硫酸セリウムＣｅ（ＳＯ4)2 は結合力が弱いため（Ｃｅ
（ＳＯ4)2 ＜ＢａＳＯ4 ）、ＮＯX 吸蔵層６ｂからＮＯ
X を脱離させるのと同様に、触媒周辺が比較的低温（例
えば、４５０℃）の状態であってもＳＯX 吸蔵層６ｃか
らＳＯXを脱離することができることになるからであ
る。
【００４８】したがって、本実施形態にかかる排ガス浄
化装置によれば、ＳＯX 吸蔵層６ｃにおけるＮＯX 通過
量を増加させることができる一方、ＮＯX 吸蔵層６ｂへ
のイオウ成分の吸蔵を防止することができることになる
ため、排ガス浄化用触媒６のＮＯX 浄化能力を低下させ
ることなく、排ガス浄化用触媒６のイオウ成分による被
毒を抑制できるという利点がある。
化装置によれば、ＳＯX 吸蔵層６ｃにおけるＮＯX 通過
量を増加させることができる一方、ＮＯX 吸蔵層６ｂへ
のイオウ成分の吸蔵を防止することができることになる
ため、排ガス浄化用触媒６のＮＯX 浄化能力を低下させ
ることなく、排ガス浄化用触媒６のイオウ成分による被
毒を抑制できるという利点がある。
【００４９】また、排ガス浄化用触媒６のＮＯX 触媒６
ＡがＮＯX 吸蔵層６ｂとＳＯX 吸蔵層６ｃとの２層構造
としているため、燃料や潤滑油中に含まれるイオウ成分
によるＮＯX 触媒６ＡのＳ被毒を構造的に抑制すること
ができ、これにより、ＮＯX触媒６Ａの浄化効率の低下
を確実に抑制できるという利点がある。また、ＮＯX 吸
蔵層６ｂを被覆するＳＯX 吸蔵層６ｃの吸蔵材として電
気陰性度の大きい吸蔵材が使用され、ＳＯX 吸蔵層６ｃ
にイオウ成分が吸蔵されて形成される硫酸塩の結合力が
弱くなるため、ＳＯX 吸蔵層６ｃに吸蔵されたイオウ成
分を容易に脱離，還元することができるという利点もあ
る。
ＡがＮＯX 吸蔵層６ｂとＳＯX 吸蔵層６ｃとの２層構造
としているため、燃料や潤滑油中に含まれるイオウ成分
によるＮＯX 触媒６ＡのＳ被毒を構造的に抑制すること
ができ、これにより、ＮＯX触媒６Ａの浄化効率の低下
を確実に抑制できるという利点がある。また、ＮＯX 吸
蔵層６ｂを被覆するＳＯX 吸蔵層６ｃの吸蔵材として電
気陰性度の大きい吸蔵材が使用され、ＳＯX 吸蔵層６ｃ
にイオウ成分が吸蔵されて形成される硫酸塩の結合力が
弱くなるため、ＳＯX 吸蔵層６ｃに吸蔵されたイオウ成
分を容易に脱離，還元することができるという利点もあ
る。
【００５０】このため、例えば、ＥＣＵ２０の再生手段
によってＳＯX 吸蔵層６ｃからイオウ成分を脱離するた
めに再生制御として追加燃料噴射制御を行なう場合に
も、ＳＯX 吸蔵層６ｃを高温とする必要がなくなり、約
４５０℃程度の比較的低温の状態とすれば足りるため、
追加燃料噴射の燃料噴射量を少なくすることができるた
め、燃費を悪化させることがないという利点もある。
によってＳＯX 吸蔵層６ｃからイオウ成分を脱離するた
めに再生制御として追加燃料噴射制御を行なう場合に
も、ＳＯX 吸蔵層６ｃを高温とする必要がなくなり、約
４５０℃程度の比較的低温の状態とすれば足りるため、
追加燃料噴射の燃料噴射量を少なくすることができるた
め、燃費を悪化させることがないという利点もある。
【００５１】次に、第２実施形態にかかる排ガス浄化装
置について、図３及び図４を参照しながら説明する。本
実施形態にかかる排ガス浄化装置は、図３に示すよう
に、第１実施形態のもに対し、イオウ吸蔵材（ＳＯX Ｔ
ｒａｐ）１１が付加されている点が異なる。また、イオ
ウ吸蔵材１１から脱離したイオウ成分が排ガス浄化用触
媒６′に再度吸蔵されてしまうのを確実に防止する必要
があるため、排ガス浄化用触媒６′のＮＯX 触媒６Ａ′
の構成及びＥＣＵ２０′の再生手段も上述の第１実施形
態のものと異なる点がある。
置について、図３及び図４を参照しながら説明する。本
実施形態にかかる排ガス浄化装置は、図３に示すよう
に、第１実施形態のもに対し、イオウ吸蔵材（ＳＯX Ｔ
ｒａｐ）１１が付加されている点が異なる。また、イオ
ウ吸蔵材１１から脱離したイオウ成分が排ガス浄化用触
媒６′に再度吸蔵されてしまうのを確実に防止する必要
があるため、排ガス浄化用触媒６′のＮＯX 触媒６Ａ′
の構成及びＥＣＵ２０′の再生手段も上述の第１実施形
態のものと異なる点がある。
【００５２】ここで、イオウ吸蔵材１１は、図３に示す
ように、排ガス浄化用触媒６の上流側の排気通路３内に
設けられ、主に排ガス中のイオウ成分ＳＯX を吸蔵しう
るものである。このイオウ吸蔵材１１は、図４に示すよ
うに、例えばセラミックスからなるモノリス型担体１１
ａに担持されたＳＯX 吸蔵層１１ｂを備えて構成され
る。
ように、排ガス浄化用触媒６の上流側の排気通路３内に
設けられ、主に排ガス中のイオウ成分ＳＯX を吸蔵しう
るものである。このイオウ吸蔵材１１は、図４に示すよ
うに、例えばセラミックスからなるモノリス型担体１１
ａに担持されたＳＯX 吸蔵層１１ｂを備えて構成され
る。
【００５３】ＳＯX 吸蔵層１１ｂは、例えばアルミナＡ
ｌ2 Ｏ3 からなる担体に、例えば白金Ｐｔ，ロジウムＲ
ｈ等の貴金属、及び、例えばセリウムＣｅ，マグネシウ
ムＭｇ，バリウムＢａ，カリウムＫ等の電気陰性度の小
さい金属を担持したものとして構成される。このよう
に、イオウ吸蔵材１１のＳＯX 吸蔵層１１ｂを例えばセ
リウムＣｅ，マグネシウムＭｇ，バリウムＢａ，カリウ
ムＫ等の電気陰性度の小さい金属によって構成するの
は、ＳＯX 吸蔵層１１ｂにＳＯX が吸蔵された場合に形
成される硫酸塩の結合力を強くして、イオウ吸蔵材１１
の下流側に配設されたＮＯX 触媒６ＡにＳＯX が流入す
るのを確実に防止できるようにするためである。
ｌ2 Ｏ3 からなる担体に、例えば白金Ｐｔ，ロジウムＲ
ｈ等の貴金属、及び、例えばセリウムＣｅ，マグネシウ
ムＭｇ，バリウムＢａ，カリウムＫ等の電気陰性度の小
さい金属を担持したものとして構成される。このよう
に、イオウ吸蔵材１１のＳＯX 吸蔵層１１ｂを例えばセ
リウムＣｅ，マグネシウムＭｇ，バリウムＢａ，カリウ
ムＫ等の電気陰性度の小さい金属によって構成するの
は、ＳＯX 吸蔵層１１ｂにＳＯX が吸蔵された場合に形
成される硫酸塩の結合力を強くして、イオウ吸蔵材１１
の下流側に配設されたＮＯX 触媒６ＡにＳＯX が流入す
るのを確実に防止できるようにするためである。
【００５４】この場合、イオウ吸蔵材１１のＳＯX 吸蔵
層１１ｂからＳＯX を脱離するにはイオウ吸蔵材１１の
周辺を例えばセリウムＣｅ，マグネシウムＭｇの場合で
約６５０℃程度、バリウムＢａ，カリウムＫの場合で約
７５０℃以上の高温にする必要がある。なお、イオウ吸
蔵材１１のＳＯX 吸蔵層１１ｂの吸蔵，脱離機能は、上
述の第１実施形態におけるＮＯX 触媒６ＡのＳＯX 吸蔵
層６ｂの吸蔵，脱離機能と同様であるため、ここではそ
の説明を省略する。
層１１ｂからＳＯX を脱離するにはイオウ吸蔵材１１の
周辺を例えばセリウムＣｅ，マグネシウムＭｇの場合で
約６５０℃程度、バリウムＢａ，カリウムＫの場合で約
７５０℃以上の高温にする必要がある。なお、イオウ吸
蔵材１１のＳＯX 吸蔵層１１ｂの吸蔵，脱離機能は、上
述の第１実施形態におけるＮＯX 触媒６ＡのＳＯX 吸蔵
層６ｂの吸蔵，脱離機能と同様であるため、ここではそ
の説明を省略する。
【００５５】次に、上述の第１実施形態のものと異なる
点を有する排ガス浄化用触媒６′のＮＯX 触媒６Ａ′の
構成及びＥＣＵ２０′の再生手段について説明する。つ
まり、本実施形態にかかる排ガス浄化用触媒６′のＮＯ
X 触媒６Ａ′は、図５に示すように、主にＮＯX を吸蔵
しうるＮＯX 吸蔵層（ＮＯX Ｔｒａｐ層）６ｂ′と、Ｎ
ＯX 吸蔵層６ｂ′上に被覆され、主にＳＯX を吸蔵しう
るＳＯX 吸蔵層（ＳＯX Ｔｒａｐ層）６ｃ′とを備えて
構成される。
点を有する排ガス浄化用触媒６′のＮＯX 触媒６Ａ′の
構成及びＥＣＵ２０′の再生手段について説明する。つ
まり、本実施形態にかかる排ガス浄化用触媒６′のＮＯ
X 触媒６Ａ′は、図５に示すように、主にＮＯX を吸蔵
しうるＮＯX 吸蔵層（ＮＯX Ｔｒａｐ層）６ｂ′と、Ｎ
ＯX 吸蔵層６ｂ′上に被覆され、主にＳＯX を吸蔵しう
るＳＯX 吸蔵層（ＳＯX Ｔｒａｐ層）６ｃ′とを備えて
構成される。
【００５６】ここで、ＮＯX 吸蔵層６ｂ′は、上述の第
１実施形態のものと同様に、例えばアルミナＡｌ2 Ｏ3
からなる担体（第１多孔質担体）に、例えば白金Ｐｔ，
パラジウムＰｄのうち少なくとも１種の貴金属（第１貴
金属）、及び、例えばバリウムＢａやカリウムＫ等のア
ルカリ金属，アルカリ土類金属（第１吸蔵材）を担持す
るものとして構成される。
１実施形態のものと同様に、例えばアルミナＡｌ2 Ｏ3
からなる担体（第１多孔質担体）に、例えば白金Ｐｔ，
パラジウムＰｄのうち少なくとも１種の貴金属（第１貴
金属）、及び、例えばバリウムＢａやカリウムＫ等のア
ルカリ金属，アルカリ土類金属（第１吸蔵材）を担持す
るものとして構成される。
【００５７】ＳＯX 吸蔵層６ｃ′は、例えばアルミナＡ
ｌ2 Ｏ3 からなる担体（第２多孔質担体）上、例えば白
金Ｐｔ，ロジウムＲｈのうち少なくとも１種の貴金属
（第２貴金属）、及び、イオウ吸蔵材１１に担持される
例えばセリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ，バリウムＢ
ａ，カリウムＫ等の金属よりも電気陰性度の大きい例え
ば銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガンＭｎ等の金属（第２吸蔵
材）を担持するものとして構成される。
ｌ2 Ｏ3 からなる担体（第２多孔質担体）上、例えば白
金Ｐｔ，ロジウムＲｈのうち少なくとも１種の貴金属
（第２貴金属）、及び、イオウ吸蔵材１１に担持される
例えばセリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ，バリウムＢ
ａ，カリウムＫ等の金属よりも電気陰性度の大きい例え
ば銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガンＭｎ等の金属（第２吸蔵
材）を担持するものとして構成される。
【００５８】また、ＳＯX 吸蔵層６ｃの担体（第２多孔
質担体）は、上述の第１実施形態と同様に、ＮＯX 吸蔵
層６ｂの担体（第１多孔質担体）よりも多孔化され、且
つ細孔化されている。即ち、ＳＯX 吸蔵層６ｃはＮＯX
吸蔵層６ｂよりも比表面積が大きく、且つ孔径が小さく
構成されている。ここで、図６はイオウ吸蔵材として望
ましい金属種（セリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ，銀Ａ
ｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガンＭｎ）のＳＯX 吸蔵層の温度
（ベッド温度）とＳＯX 脱離量との関係を示す図であ
る。
質担体）は、上述の第１実施形態と同様に、ＮＯX 吸蔵
層６ｂの担体（第１多孔質担体）よりも多孔化され、且
つ細孔化されている。即ち、ＳＯX 吸蔵層６ｃはＮＯX
吸蔵層６ｂよりも比表面積が大きく、且つ孔径が小さく
構成されている。ここで、図６はイオウ吸蔵材として望
ましい金属種（セリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ，銀Ａ
ｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガンＭｎ）のＳＯX 吸蔵層の温度
（ベッド温度）とＳＯX 脱離量との関係を示す図であ
る。
【００５９】図６によれば、セリウムＣｅ，マグネシウ
ムＭｇ等の金属は、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′の温度が約６５
０℃程度で最もＳＯX 脱離量が多くなることがわかる。
これに対し、セリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ等の金属
よりも電気陰性度の大きい銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガン
Ｍｎ等の金属は、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′の温度が約４５０
℃程度で最もＳＯX 脱離量が多くなることがわかる。す
なわち、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′を銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マン
ガンＭｎを担持するものとして構成する方が、セリウム
Ｃｅ，マグネシウムＭｇを担持するものとして構成する
よりもＳＯX が脱離し易いことがわかる。
ムＭｇ等の金属は、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′の温度が約６５
０℃程度で最もＳＯX 脱離量が多くなることがわかる。
これに対し、セリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ等の金属
よりも電気陰性度の大きい銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガン
Ｍｎ等の金属は、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′の温度が約４５０
℃程度で最もＳＯX 脱離量が多くなることがわかる。す
なわち、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′を銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マン
ガンＭｎを担持するものとして構成する方が、セリウム
Ｃｅ，マグネシウムＭｇを担持するものとして構成する
よりもＳＯX が脱離し易いことがわかる。
【００６０】このように、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′をイオウ
吸蔵材１１に担持される例えばセリウムＣｅ，マグネシ
ウムＭｇ，バリウムＢａ，カリウムＫ等の金属よりも電
気陰性度の大きい例えば銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガンＭ
ｎ等の金属を担持するものとして構成することによっ
て、例えば４５０℃程度の比較的低温の状態で、容易に
ＳＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を脱離できることになる
のである。
吸蔵材１１に担持される例えばセリウムＣｅ，マグネシ
ウムＭｇ，バリウムＢａ，カリウムＫ等の金属よりも電
気陰性度の大きい例えば銀Ａｇ，亜鉛Ｚｎ，マンガンＭ
ｎ等の金属を担持するものとして構成することによっ
て、例えば４５０℃程度の比較的低温の状態で、容易に
ＳＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を脱離できることになる
のである。
【００６１】このように、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′を、例え
ば白金Ｐｔ，ロジウムＲｈのうち少なくとも１種の貴金
属、及び、イオウ吸蔵材１１に担持される例えばセリウ
ムＣｅ，マグネシウムＭｇ，バリウムＢａ，カリウムＫ
等の金属よりも電気陰性度の大きい例えば銀Ａｇ，亜鉛
Ｚｎ，マンガンＭｎ等の金属を担持するものとして構成
することにより、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′からのＳＯX の脱
離を例えば４５０℃程度の比較的低温の状態で行なうこ
とができ、ＮＯX 触媒６Ａの上流側に配設され、ＳＯX
を脱離するのに例えばセリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ
の場合で約６５０℃程度、バリウムＢａ，カリウムＫの
場合で約７５０℃以上の高温とする必要があるイオウ吸
蔵材１１からはＳＯX が脱離しないようにしながら、Ｓ
ＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を確実に脱離させることが
できるようにしているのである。
ば白金Ｐｔ，ロジウムＲｈのうち少なくとも１種の貴金
属、及び、イオウ吸蔵材１１に担持される例えばセリウ
ムＣｅ，マグネシウムＭｇ，バリウムＢａ，カリウムＫ
等の金属よりも電気陰性度の大きい例えば銀Ａｇ，亜鉛
Ｚｎ，マンガンＭｎ等の金属を担持するものとして構成
することにより、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′からのＳＯX の脱
離を例えば４５０℃程度の比較的低温の状態で行なうこ
とができ、ＮＯX 触媒６Ａの上流側に配設され、ＳＯX
を脱離するのに例えばセリウムＣｅ，マグネシウムＭｇ
の場合で約６５０℃程度、バリウムＢａ，カリウムＫの
場合で約７５０℃以上の高温とする必要があるイオウ吸
蔵材１１からはＳＯX が脱離しないようにしながら、Ｓ
ＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を確実に脱離させることが
できるようにしているのである。
【００６２】また、本実施形態では、ＥＣＵ２０′に
は、上述の第１実施形態と同様に、イオウ吸蔵材１１又
はＮＯX 触媒６Ａ′からＮＯX やＳＯX を脱離，還元す
べく、触媒周辺を還元雰囲気（酸素濃度の低下した雰囲
気）とするために、排気通路３内の排ガス空燃比がリッ
チになるように通常運転時における主燃料噴射とは別に
例えば膨張行程の中期以降や排気行程に追加燃料噴射を
行なわせる機能（再生手段）が備えられている。
は、上述の第１実施形態と同様に、イオウ吸蔵材１１又
はＮＯX 触媒６Ａ′からＮＯX やＳＯX を脱離，還元す
べく、触媒周辺を還元雰囲気（酸素濃度の低下した雰囲
気）とするために、排気通路３内の排ガス空燃比がリッ
チになるように通常運転時における主燃料噴射とは別に
例えば膨張行程の中期以降や排気行程に追加燃料噴射を
行なわせる機能（再生手段）が備えられている。
【００６３】さらに、再生手段では、ＮＯX 触媒６Ａ′
のＳＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を脱離，還元する場合
には、イオウ吸蔵材１１からＳＯX を脱離，還元する場
合に比して排ガス空燃比がリーン側になるように設定す
るようになっている。このように、ＮＯX 触媒６Ａ′の
ＳＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を脱離，還元する場合に
は排ガス空燃比をリーン側とし、排ガス温度が上がらな
いようにして、触媒温度を比較的低温（例えば４５０℃
程度）の状態とし、ＳＯX を脱離するのに高温（例えば
６５０℃程度）の状態とする必要があるイオウ吸蔵材１
１からはＳＯX が脱離しないようにしながら、ＳＯX 吸
蔵層６ｃ′からＳＯX を確実に脱離するようにしている
のである。
のＳＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を脱離，還元する場合
には、イオウ吸蔵材１１からＳＯX を脱離，還元する場
合に比して排ガス空燃比がリーン側になるように設定す
るようになっている。このように、ＮＯX 触媒６Ａ′の
ＳＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を脱離，還元する場合に
は排ガス空燃比をリーン側とし、排ガス温度が上がらな
いようにして、触媒温度を比較的低温（例えば４５０℃
程度）の状態とし、ＳＯX を脱離するのに高温（例えば
６５０℃程度）の状態とする必要があるイオウ吸蔵材１
１からはＳＯX が脱離しないようにしながら、ＳＯX 吸
蔵層６ｃ′からＳＯX を確実に脱離するようにしている
のである。
【００６４】なお、その他の構成については、上述の第
１実施形態のものと同様であるため、ここではその説明
を省略する。したがって、本実施形態にかかる排ガス浄
化装置によれば、排ガス浄化用触媒６′をＮＯX 触媒６
Ａ′とＳＯX 吸蔵層６ｃ′とを備えるものとして構成
し、排ガス浄化用触媒６′の上流側の排気通路３内にイ
オウ吸蔵材１１を設けているため、例えば燃料や潤滑油
中にイオウ成分が多く含まれる地域であっても、ＮＯX
触媒６Ａ′のＳＯX 吸蔵層６ｃ′やイオウ吸蔵材１１に
よるＳＯX 吸蔵能力を超え、ＮＯX 吸蔵層６ｂ′にＳＯ
X が吸蔵されてしまうのを確実に抑制でき、これによ
り、燃料や潤滑油中に含まれるイオウ成分によるＳ被毒
を抑制するＳ被毒抑制効果を向上させることができ、Ｎ
ＯX 触媒６Ａ′の浄化効率の低下をより確実に抑制でき
るという利点がある。
１実施形態のものと同様であるため、ここではその説明
を省略する。したがって、本実施形態にかかる排ガス浄
化装置によれば、排ガス浄化用触媒６′をＮＯX 触媒６
Ａ′とＳＯX 吸蔵層６ｃ′とを備えるものとして構成
し、排ガス浄化用触媒６′の上流側の排気通路３内にイ
オウ吸蔵材１１を設けているため、例えば燃料や潤滑油
中にイオウ成分が多く含まれる地域であっても、ＮＯX
触媒６Ａ′のＳＯX 吸蔵層６ｃ′やイオウ吸蔵材１１に
よるＳＯX 吸蔵能力を超え、ＮＯX 吸蔵層６ｂ′にＳＯ
X が吸蔵されてしまうのを確実に抑制でき、これによ
り、燃料や潤滑油中に含まれるイオウ成分によるＳ被毒
を抑制するＳ被毒抑制効果を向上させることができ、Ｎ
ＯX 触媒６Ａ′の浄化効率の低下をより確実に抑制でき
るという利点がある。
【００６５】また、排ガス浄化用触媒６′のＮＯX 触媒
６Ａ′がＮＯX 吸蔵層６ｂ′とＳＯ X 吸蔵層６ｃ′との
２層構造とされており、また、再生手段が、ＮＯX 触媒
６Ａ′のＳＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を脱離，還元す
る場合には、イオウ吸蔵材１１からＳＯX を脱離，還元
する場合に比して排ガス空燃比がリーン側になるように
設定するため、イオウ吸蔵材１１から脱離させたイオウ
成分がイオウ吸蔵材１１の下流側に設けられた排ガス浄
化用触媒６′に再度吸蔵されてしまうのを確実に防止で
き、これにより、排ガス浄化用触媒６′の浄化効率の低
下を確実に抑制することができるという利点がある。
６Ａ′がＮＯX 吸蔵層６ｂ′とＳＯ X 吸蔵層６ｃ′との
２層構造とされており、また、再生手段が、ＮＯX 触媒
６Ａ′のＳＯX 吸蔵層６ｃ′からＳＯX を脱離，還元す
る場合には、イオウ吸蔵材１１からＳＯX を脱離，還元
する場合に比して排ガス空燃比がリーン側になるように
設定するため、イオウ吸蔵材１１から脱離させたイオウ
成分がイオウ吸蔵材１１の下流側に設けられた排ガス浄
化用触媒６′に再度吸蔵されてしまうのを確実に防止で
き、これにより、排ガス浄化用触媒６′の浄化効率の低
下を確実に抑制することができるという利点がある。
【００６６】また、本排ガス浄化装置によれば、上述の
第１実施形態と同様の効果も得られる。つまり、本排ガ
ス浄化装置によれば、ＳＯX 吸蔵層６ｃにおけるＮＯX
通過量を増加させることができる一方、ＮＯX 吸蔵層６
ｂへのイオウ成分の吸蔵を防止することができることに
なるため、排ガス浄化用触媒６のＮＯX 浄化能力を低下
させることなく、排ガス浄化用触媒６のイオウ成分によ
る被毒を抑制できるという利点がある。
第１実施形態と同様の効果も得られる。つまり、本排ガ
ス浄化装置によれば、ＳＯX 吸蔵層６ｃにおけるＮＯX
通過量を増加させることができる一方、ＮＯX 吸蔵層６
ｂへのイオウ成分の吸蔵を防止することができることに
なるため、排ガス浄化用触媒６のＮＯX 浄化能力を低下
させることなく、排ガス浄化用触媒６のイオウ成分によ
る被毒を抑制できるという利点がある。
【００６７】また、排ガス浄化用触媒６′のＮＯX 触媒
６Ａ′がＮＯX 吸蔵層６ｂ′とＳＯ X 吸蔵層６ｃ′との
２層構造としているため、燃料中のイオウ成分によるＮ
ＯX触媒６Ａ′のＳ被毒を構造的に抑制することがで
き、これにより、ＮＯX 触媒６Ａ′の浄化効率の低下を
確実に抑制できるという利点がある。また、ＮＯX 吸蔵
層６ｂ′を被覆するＳＯX 吸蔵層６ｃ′の吸蔵材として
電気陰性度の大きい吸蔵材を使用し、ＳＯX 吸蔵層６
ｃ′にイオウ成分が吸蔵されて形成される硫酸塩の結合
力を弱くしているため、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′に吸蔵され
たイオウ成分を容易に脱離，還元することができるとい
う利点もある。
６Ａ′がＮＯX 吸蔵層６ｂ′とＳＯ X 吸蔵層６ｃ′との
２層構造としているため、燃料中のイオウ成分によるＮ
ＯX触媒６Ａ′のＳ被毒を構造的に抑制することがで
き、これにより、ＮＯX 触媒６Ａ′の浄化効率の低下を
確実に抑制できるという利点がある。また、ＮＯX 吸蔵
層６ｂ′を被覆するＳＯX 吸蔵層６ｃ′の吸蔵材として
電気陰性度の大きい吸蔵材を使用し、ＳＯX 吸蔵層６
ｃ′にイオウ成分が吸蔵されて形成される硫酸塩の結合
力を弱くしているため、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′に吸蔵され
たイオウ成分を容易に脱離，還元することができるとい
う利点もある。
【００６８】これにより、ＥＣＵ２０′の再生手段によ
って、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′からイオウ成分を脱離するた
めに再生制御として追加燃料噴射制御を行なう場合にも
追加燃料噴射の燃料噴射量を少なくすることができるた
め、燃費を悪化させることがないという利点もある。な
お、上述の各実施形態では、再生手段による再生制御と
して、ＮＯX 触媒６Ａ，６Ａ′の近傍を還元雰囲気（リ
ッチ雰囲気）にするために追加燃料噴射を行なうように
しているが、再生手段による再生制御としてＮＯX 触媒
６Ａ，６Ａ′の近傍を還元雰囲気にする方法はこれに限
られるものではなく、運転モードをリッチ側に切り替え
る（即ち、出力を得るための主燃料噴射をリッチにす
る）等の方法であっても良い。この場合、余分な出力増
を回避するために点火時期をリタード制御するのが好ま
しい。
って、ＳＯX 吸蔵層６ｃ′からイオウ成分を脱離するた
めに再生制御として追加燃料噴射制御を行なう場合にも
追加燃料噴射の燃料噴射量を少なくすることができるた
め、燃費を悪化させることがないという利点もある。な
お、上述の各実施形態では、再生手段による再生制御と
して、ＮＯX 触媒６Ａ，６Ａ′の近傍を還元雰囲気（リ
ッチ雰囲気）にするために追加燃料噴射を行なうように
しているが、再生手段による再生制御としてＮＯX 触媒
６Ａ，６Ａ′の近傍を還元雰囲気にする方法はこれに限
られるものではなく、運転モードをリッチ側に切り替え
る（即ち、出力を得るための主燃料噴射をリッチにす
る）等の方法であっても良い。この場合、余分な出力増
を回避するために点火時期をリタード制御するのが好ま
しい。
【００６９】また、上述の各実施形態では、三元機能を
持たないＮＯX 触媒６Ａ，６Ａ′の下流に三元触媒６
Ｂ，６Ｂ′を備えた構成としているが、ＮＯX 触媒６
Ａ，６Ａ′に三元機能を持たせても良い。この場合、Ｎ
ＯX 触媒６Ａ，６Ａ′の三元機能を強く設定した場合に
は特に三元触媒６Ｂ，６Ｂ′を別に設けなくても良い。
また、上述の各実施形態では、筒内噴射型内燃機関とし
て説明してきたが、これに限られるものではなく、希薄
燃焼可能な内燃機関であればどのような形式の内燃機関
であっても良い。
持たないＮＯX 触媒６Ａ，６Ａ′の下流に三元触媒６
Ｂ，６Ｂ′を備えた構成としているが、ＮＯX 触媒６
Ａ，６Ａ′に三元機能を持たせても良い。この場合、Ｎ
ＯX 触媒６Ａ，６Ａ′の三元機能を強く設定した場合に
は特に三元触媒６Ｂ，６Ｂ′を別に設けなくても良い。
また、上述の各実施形態では、筒内噴射型内燃機関とし
て説明してきたが、これに限られるものではなく、希薄
燃焼可能な内燃機関であればどのような形式の内燃機関
であっても良い。
【００７０】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の排ガス浄化装置によれば、ＳＯ X 吸蔵層における
ＮＯX 通過量を増加させることができる一方、ＮＯX 吸
蔵層へのイオウ成分の吸蔵を防止することができること
になるため、排ガス浄化用触媒のＮＯX 浄化能力を低下
させることなく、排ガス浄化用触媒のイオウ成分による
被毒を抑制できるという利点がある。
発明の排ガス浄化装置によれば、ＳＯ X 吸蔵層における
ＮＯX 通過量を増加させることができる一方、ＮＯX 吸
蔵層へのイオウ成分の吸蔵を防止することができること
になるため、排ガス浄化用触媒のＮＯX 浄化能力を低下
させることなく、排ガス浄化用触媒のイオウ成分による
被毒を抑制できるという利点がある。
【図１】本発明の第１実施形態にかかる排ガス浄化装置
の排ガス浄化用触媒を示す模式図であって、（ａ）はそ
の斜視図であり、（ｂ）はその部分断面図である。
の排ガス浄化用触媒を示す模式図であって、（ａ）はそ
の斜視図であり、（ｂ）はその部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる排ガス浄化装置
を備える内燃機関を示す模式図である。
を備える内燃機関を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる排ガス浄化装置
を備える内燃機関を示す模式図である。
を備える内燃機関を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる排ガス浄化装置
のイオウ吸蔵材を示す部分拡大図である。
のイオウ吸蔵材を示す部分拡大図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる排ガス浄化装置
の排ガス浄化用触媒を示す部分拡大図である。
の排ガス浄化用触媒を示す部分拡大図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる排ガス浄化装置
におけるイオウ吸蔵材，イオウ吸蔵層の温度とイオウ成
分脱離量との関係を示す図である。
におけるイオウ吸蔵材，イオウ吸蔵層の温度とイオウ成
分脱離量との関係を示す図である。
【図７】一般的な付加的結合エネルギに基づいたポーリ
ングの電気陰性度を示す図である。
ングの電気陰性度を示す図である。
【図８】代表的な触媒担体の化学組成や物性値を示す図
であり、（ａ）はアルミナに関するものであり、（ｂ）
はシリカ，シリカ−アルミナ，ゼオライトに関するもの
である。
であり、（ａ）はアルミナに関するものであり、（ｂ）
はシリカ，シリカ−アルミナ，ゼオライトに関するもの
である。
６，６′ 排ガス浄化用触媒 ６Ａ，６Ａ′ ＮＯX 触媒 ６ｂ，６ｂ′ ＮＯX 吸蔵層 ６ｃ，６ｃ′ イオウ吸蔵層としてのＳＯX 吸蔵層 １１ イオウ吸蔵材 ２０ ＥＣＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−18026（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−350945（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−156159（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−107740（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−118489（ＪＰ，Ａ) 特開2000−110551（ＪＰ，Ａ) 特許2605559（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/00
Claims (1)
- 【請求項１】 希薄燃焼内燃機関の排気通路内に配設さ
れた排ガス浄化用触媒を備え、 該排ガス浄化用触媒が、 第１多孔質担体に白金及びパラジウムのうちの少なくと
も１種の第１貴金属及び第１吸蔵材を担持して構成さ
れ、ＮＯX を吸蔵しうるＮＯX 吸蔵層と、 該ＮＯX 吸蔵層上に被覆され、該第１多孔質担体よりも
比表面積が大で且つ孔径が小に構成された第２多孔質担
体に第２貴金属及び第２吸蔵材を担持して構成され、イ
オウ成分を吸蔵しうるＳＯX 吸蔵層とを有していること
を特徴とする、排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28435098A JP3303799B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28435098A JP3303799B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000110554A JP2000110554A (ja) | 2000-04-18 |
| JP3303799B2 true JP3303799B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=17677456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28435098A Expired - Fee Related JP3303799B2 (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303799B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4161478B2 (ja) * | 1999-08-25 | 2008-10-08 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化用触媒 |
| JP4051555B2 (ja) * | 2001-02-26 | 2008-02-27 | 三菱自動車工業株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
| JP4543689B2 (ja) * | 2004-02-02 | 2010-09-15 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化触媒 |
| JP6396940B2 (ja) * | 2016-04-07 | 2018-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
-
1998
- 1998-10-06 JP JP28435098A patent/JP3303799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000110554A (ja) | 2000-04-18 |
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