JP2000045756A - 排気ガス中の一酸化炭素、水素、および炭化水素を低減するエンジンおよび方法 - Google Patents
排気ガス中の一酸化炭素、水素、および炭化水素を低減するエンジンおよび方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭化水素の排出量の低減
【解決手段】 エンジンの排気ガスは、電気ヒータ、一
酸化炭素および水素を酸化させるための第１の触媒、お
よび炭化水素酸化触媒（前記第１の触媒と同じものであ
ってもよい）から成る装置を使用することにより浄化さ
れる。エンジンを始動させるとエンジン制御は電気加熱
を開始するとともに、排気系に対して十分な一酸化炭素
および水素と十分な追加空気が供給されることを保証
し、酸化熱の形の化学エネルギを提供し、それによって
炭化水素酸化触媒の動作温度への到達を促進する。
酸化炭素および水素を酸化させるための第１の触媒、お
よび炭化水素酸化触媒（前記第１の触媒と同じものであ
ってもよい）から成る装置を使用することにより浄化さ
れる。エンジンを始動させるとエンジン制御は電気加熱
を開始するとともに、排気系に対して十分な一酸化炭素
および水素と十分な追加空気が供給されることを保証
し、酸化熱の形の化学エネルギを提供し、それによって
炭化水素酸化触媒の動作温度への到達を促進する。
Description
【０００１】
【発明の背景】発明の分野 本発明は、その排気ガスによる大気汚染を低減させるた
めの手段を備えたエンジン、および大気汚染を低減させ
るためにエンジンの排気ガス中に含まれる汚染物質を転
換させる方法に関する。定義 エンジンは、静置エンジンでも良いが、特に車両エンジ
ンである。エンジンは、石油（ガソリン）、ディーゼル
油、天然ガスまたは他の炭化水素若しくは含酸素燃料に
よって動力を生じさせるエンジンである。本発明は、特
にガソリンが供給されるエンジンに関連して記載する
が、それに限定されるものではない。
めの手段を備えたエンジン、および大気汚染を低減させ
るためにエンジンの排気ガス中に含まれる汚染物質を転
換させる方法に関する。定義 エンジンは、静置エンジンでも良いが、特に車両エンジ
ンである。エンジンは、石油（ガソリン）、ディーゼル
油、天然ガスまたは他の炭化水素若しくは含酸素燃料に
よって動力を生じさせるエンジンである。本発明は、特
にガソリンが供給されるエンジンに関連して記載する
が、それに限定されるものではない。
【０００２】背景技術 ガソリンエンジン等のエンジンの排気ガスに含まれる主
な汚染物質は、一酸化炭素（一酸化炭素）、炭化水素お
よび窒素酸化物である。排気ガスによって大気中に放出
されるこれらの汚染物質の量は一般的に、エンジンの排
気装置に設けた触媒によって減少させられる。一酸化炭
素は、一酸化炭素酸化触媒によって二酸化炭素に転換さ
れる。炭化水素は、炭化水素酸化触媒によって二酸化炭
素および水に転換される。窒素酸化物は、窒素酸化物減
少触媒によって窒素に転換される。いわゆる三元触媒
は、このよな方法で一酸化炭素、炭化水素および窒素酸
化物を転換する。三元触媒は、少なくともその一つが一
酸化炭素および炭化水素を転換させる活性を有するとと
もに、少なくともその一つが窒素酸化物を転換させる活
性を有する、触媒作用的に活性な材料の混合物である。
三元触媒は一般的に、プラチナおよび／またはパラジウ
ムと混ぜ合わされたロジウムから構成される。
な汚染物質は、一酸化炭素（一酸化炭素）、炭化水素お
よび窒素酸化物である。排気ガスによって大気中に放出
されるこれらの汚染物質の量は一般的に、エンジンの排
気装置に設けた触媒によって減少させられる。一酸化炭
素は、一酸化炭素酸化触媒によって二酸化炭素に転換さ
れる。炭化水素は、炭化水素酸化触媒によって二酸化炭
素および水に転換される。窒素酸化物は、窒素酸化物減
少触媒によって窒素に転換される。いわゆる三元触媒
は、このよな方法で一酸化炭素、炭化水素および窒素酸
化物を転換する。三元触媒は、少なくともその一つが一
酸化炭素および炭化水素を転換させる活性を有するとと
もに、少なくともその一つが窒素酸化物を転換させる活
性を有する、触媒作用的に活性な材料の混合物である。
三元触媒は一般的に、プラチナおよび／またはパラジウ
ムと混ぜ合わされたロジウムから構成される。
【０００３】ガソリンエンジン等のエンジンから放出さ
れる汚染物質の量を管理する規制がより厳しくなるにつ
れて、外気温度でエンジンを始動する段階に注目が集中
している。当面の目的のため、外気温度を２５℃と定義
する。炭化水素酸化触媒がその動作温度まで暖まってい
ないために、炭化水素の放出レベルはこの段階において
最も高い。動作温度は、汚染物質の５０％が転換される
温度である。外気温度のエンジンを始動したときには、
炭化水素酸化触媒がその動作温度まで暖まるまでの間が
重要であり、かつその間にかなりの量の炭化水素が大気
中に放出される。冷えたエンジンを始動させるときの炭
化水素の放出を低減するために様々な方法が提案されて
きたが、これらの方法は、 （ａ）炭化水素の低温で捕捉しそして高温で放出するこ
と； （ｂ）触媒の電気的な加熱をすること； （ｃ）触媒をエンジンに接近させて配置することによる
エンジン熱の十分な利用をすること；そして、 （ｄ）一酸化炭素および／または水素と酸素との発熱反
応が十分な熱を発生させ、炭化水素酸化触媒の温度を少
なくともその動作温度まで上昇させて、炭化水素酸化触
媒が少なくともその動作温度にあるように、外気温度よ
り低い温度で動作する一酸化炭素酸化触媒を、触媒と接
触する排気ガスが十分な酸素および十分な一酸化炭素お
よび／または水素を含むように構成されたエンジンおよ
び排気装置と組み合わせて使用すること；を含んでい
る。
れる汚染物質の量を管理する規制がより厳しくなるにつ
れて、外気温度でエンジンを始動する段階に注目が集中
している。当面の目的のため、外気温度を２５℃と定義
する。炭化水素酸化触媒がその動作温度まで暖まってい
ないために、炭化水素の放出レベルはこの段階において
最も高い。動作温度は、汚染物質の５０％が転換される
温度である。外気温度のエンジンを始動したときには、
炭化水素酸化触媒がその動作温度まで暖まるまでの間が
重要であり、かつその間にかなりの量の炭化水素が大気
中に放出される。冷えたエンジンを始動させるときの炭
化水素の放出を低減するために様々な方法が提案されて
きたが、これらの方法は、 （ａ）炭化水素の低温で捕捉しそして高温で放出するこ
と； （ｂ）触媒の電気的な加熱をすること； （ｃ）触媒をエンジンに接近させて配置することによる
エンジン熱の十分な利用をすること；そして、 （ｄ）一酸化炭素および／または水素と酸素との発熱反
応が十分な熱を発生させ、炭化水素酸化触媒の温度を少
なくともその動作温度まで上昇させて、炭化水素酸化触
媒が少なくともその動作温度にあるように、外気温度よ
り低い温度で動作する一酸化炭素酸化触媒を、触媒と接
触する排気ガスが十分な酸素および十分な一酸化炭素お
よび／または水素を含むように構成されたエンジンおよ
び排気装置と組み合わせて使用すること；を含んでい
る。
【０００４】しかしながら、排気ガス規制はこれまでに
なく厳しくなってきている。米国においては、炭化水素
の排出限界が、１マイル（１．６ｋｍ）あたり０．０４
ｇ（連邦試験サイクルに基づく測定）のＵＬＥＶ限界か
ら、新しく提案された１マイルあたり０．００８ｇのＳ
ＵＬＥＶ限界および１マイルあたり０．００４ｇのＥＺ
ＥＶ限界に強化されている。本発明は、非常に厳しい炭
化水素排出規制の達成を目的とする。
なく厳しくなってきている。米国においては、炭化水素
の排出限界が、１マイル（１．６ｋｍ）あたり０．０４
ｇ（連邦試験サイクルに基づく測定）のＵＬＥＶ限界か
ら、新しく提案された１マイルあたり０．００８ｇのＳ
ＵＬＥＶ限界および１マイルあたり０．００４ｇのＥＺ
ＥＶ限界に強化されている。本発明は、非常に厳しい炭
化水素排出規制の達成を目的とする。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、一酸化炭素、水素、および炭
化水素を含んでなる排気ガスを生じるエンジンであっ
て、（ａ）排気ガスが流れる排気装置と、（ｂ）排気装
置に空気を供給する手段と、（ｃ）エンジン制御手段と
を備えてなり、前記排気装置が、（ｄ）電気ヒータと、
（ｅ）電気ヒータの上または電気ヒータの下流に配置さ
れてなる、排気ガス中の一酸化炭素と水素とを酸化する
ための一酸化炭素および水素酸化触媒と、（ｆ）一酸化
炭素および水素酸化触媒でもあり、そして一酸化炭素お
よび水素酸化触媒より下流に配置されてなる、排気ガス
中の炭化水素を酸化するための炭化水素酸化触媒とを有
してなり、エンジンを外気温度で始動する際に、エンジ
ン制御手段が電気ヒータによって電気的に熱を生じさせ
るとともに、エンジンを始動した時そしてエンジン始動
後少なくとも５秒間、エンジン制御手段がエンジンにお
ける空燃比を減少させて一酸化炭素および水素酸化触媒
に供給される一酸化炭素および水素の量を増加し、か
つ、前記空気を供給する手段によって一酸化炭素および
水素酸化触媒に十分な空気を供給して一酸化炭素および
水素酸化触媒により酸化される一酸化炭素および水素の
量を増加することによって、電気ヒータが電気的に生み
出した熱と、一酸化炭素および水素酸化触媒が化学的に
生み出した熱の増加が一酸化炭素および水素酸化触媒を
加熱して、炭化水素酸化触媒の炭化水素に対する動作温
度への到達を促進させることによって、炭化水素酸化触
媒を動作温度への到達を促進させた、エンジンを提供す
る。
化水素を含んでなる排気ガスを生じるエンジンであっ
て、（ａ）排気ガスが流れる排気装置と、（ｂ）排気装
置に空気を供給する手段と、（ｃ）エンジン制御手段と
を備えてなり、前記排気装置が、（ｄ）電気ヒータと、
（ｅ）電気ヒータの上または電気ヒータの下流に配置さ
れてなる、排気ガス中の一酸化炭素と水素とを酸化する
ための一酸化炭素および水素酸化触媒と、（ｆ）一酸化
炭素および水素酸化触媒でもあり、そして一酸化炭素お
よび水素酸化触媒より下流に配置されてなる、排気ガス
中の炭化水素を酸化するための炭化水素酸化触媒とを有
してなり、エンジンを外気温度で始動する際に、エンジ
ン制御手段が電気ヒータによって電気的に熱を生じさせ
るとともに、エンジンを始動した時そしてエンジン始動
後少なくとも５秒間、エンジン制御手段がエンジンにお
ける空燃比を減少させて一酸化炭素および水素酸化触媒
に供給される一酸化炭素および水素の量を増加し、か
つ、前記空気を供給する手段によって一酸化炭素および
水素酸化触媒に十分な空気を供給して一酸化炭素および
水素酸化触媒により酸化される一酸化炭素および水素の
量を増加することによって、電気ヒータが電気的に生み
出した熱と、一酸化炭素および水素酸化触媒が化学的に
生み出した熱の増加が一酸化炭素および水素酸化触媒を
加熱して、炭化水素酸化触媒の炭化水素に対する動作温
度への到達を促進させることによって、炭化水素酸化触
媒を動作温度への到達を促進させた、エンジンを提供す
る。
【０００６】また、本発明は、排気ガスを一酸化炭素お
よび水素酸化触媒に接触させると同時またはその後に炭
化水素酸化触媒と接触させることによって、エンジンの
排気ガス中に含まれる一酸化炭素、水素、および炭化水
素を二酸化炭素および水に転換させることにより大気汚
染を低減する方法であって、エンジンを外気温度で始動
する際に、エンジンを始動した時、または始動後、そし
てエンジン始動後少なくとも５秒間、電気ヒータが熱を
電気的に生み出し、エンジンにおける空燃比を減少しそ
して空気を供給して一酸化炭素および水素酸化触媒に供
給される一酸化炭素および水素の量を増加すること、か
つ、一酸化炭素および水素酸化触媒に十分な空気を供給
して一酸化炭素および水素酸化触媒により酸化される一
酸化炭素および水素の量を増加することによって、一酸
化炭素および水素酸化触媒が化学的に生み出す熱を増加
させて、電気ヒータが電気的に生み出した熱と、一酸化
炭素および水素酸化触媒が化学的に生み出した熱の増加
が一酸化炭素および水素酸化触媒を加熱して、炭化水素
酸化触媒の炭化水素に対する動作温度への到達を促進さ
せることによって、炭化水素酸化触媒を動作温度への到
達を促進させることによって行われる方法を提供する。
よび水素酸化触媒に接触させると同時またはその後に炭
化水素酸化触媒と接触させることによって、エンジンの
排気ガス中に含まれる一酸化炭素、水素、および炭化水
素を二酸化炭素および水に転換させることにより大気汚
染を低減する方法であって、エンジンを外気温度で始動
する際に、エンジンを始動した時、または始動後、そし
てエンジン始動後少なくとも５秒間、電気ヒータが熱を
電気的に生み出し、エンジンにおける空燃比を減少しそ
して空気を供給して一酸化炭素および水素酸化触媒に供
給される一酸化炭素および水素の量を増加すること、か
つ、一酸化炭素および水素酸化触媒に十分な空気を供給
して一酸化炭素および水素酸化触媒により酸化される一
酸化炭素および水素の量を増加することによって、一酸
化炭素および水素酸化触媒が化学的に生み出す熱を増加
させて、電気ヒータが電気的に生み出した熱と、一酸化
炭素および水素酸化触媒が化学的に生み出した熱の増加
が一酸化炭素および水素酸化触媒を加熱して、炭化水素
酸化触媒の炭化水素に対する動作温度への到達を促進さ
せることによって、炭化水素酸化触媒を動作温度への到
達を促進させることによって行われる方法を提供する。
【０００７】
【発明の具体的説明】本発明は、電気的な加熱と、酸化
触媒上における一酸化炭素および水素の酸化に伴う発熱
の増進とを組合せたものである。本発明は、冷間始動段
階における炭化水素（ＨＣ）の驚くほど良好な低減をも
たらす。上流の炭化水素トラップと電気加熱との組合せ
が提案されている（ＷＯ ９５０８７０２号参照）。し
かしながら、我々は、電気ヒータが炭化水素トラップの
下流にあるのでエンジンを冷間始動する際にエンジンか
らの熱をほとんど受けることができず、炭化水素酸化触
媒をその動作温度に迅速に到達させるためには電気的な
加熱に必要な電力要求が非常に大きい、ということを見
出した。本発明によれば、必要とする電力がより少なく
て済む。それは、電気ヒータによって電気的に生み出さ
れる熱の他に、一酸化炭素および水素の酸化反応によっ
て一酸化炭素および水素酸化触媒が化学的に生み出す熱
の増加が存在するからである。それゆえに、本発明によ
れば、同じ電力でより低い炭化水素排出レベルを達成す
ることができ、若しくは同じ炭化水素排出レベルをより
少ない電力で達成することができる。
触媒上における一酸化炭素および水素の酸化に伴う発熱
の増進とを組合せたものである。本発明は、冷間始動段
階における炭化水素（ＨＣ）の驚くほど良好な低減をも
たらす。上流の炭化水素トラップと電気加熱との組合せ
が提案されている（ＷＯ ９５０８７０２号参照）。し
かしながら、我々は、電気ヒータが炭化水素トラップの
下流にあるのでエンジンを冷間始動する際にエンジンか
らの熱をほとんど受けることができず、炭化水素酸化触
媒をその動作温度に迅速に到達させるためには電気的な
加熱に必要な電力要求が非常に大きい、ということを見
出した。本発明によれば、必要とする電力がより少なく
て済む。それは、電気ヒータによって電気的に生み出さ
れる熱の他に、一酸化炭素および水素の酸化反応によっ
て一酸化炭素および水素酸化触媒が化学的に生み出す熱
の増加が存在するからである。それゆえに、本発明によ
れば、同じ電力でより低い炭化水素排出レベルを達成す
ることができ、若しくは同じ炭化水素排出レベルをより
少ない電力で達成することができる。
【０００８】本発明においては、外気温度でエンジンを
始動させる際に、エンジン制御手段が電気ヒータによっ
て電気的に熱を生み出すようにエンジンが構成される。
エンジンはまた、エンジン始動時若しくはエンジン始動
後およびエンジンを始動させてから少なくとも５秒間、
前記エンジン制御手段が、エンジンに供給する混合気の
空燃比を減少させるとともに、空気供給手段によって一
酸化炭素および水素酸化触媒に十分な空気を供給するよ
うに構成される。このようにして、一酸化炭素および水
素酸化触媒に供給される一酸化炭素および水素の量が増
加するので、前記触媒によって酸化される一酸化炭素お
よび水素の量が増加する。それゆえに、一酸化炭素およ
び水素の酸化反応によって一酸化炭素および水素酸化触
媒が化学的に生み出す熱が増加する。電気ヒータによっ
て電気的に生み出される熱および一酸化炭素および水素
酸化触媒によって化学的に生み出される熱の増加が一酸
化炭素および水素酸化触媒を加熱して、炭化水素酸化触
媒の炭化水素に対する動作温度への到達を促進させるの
で、炭化水素酸化触媒のその動作温度への到達が促進さ
れる。電気ヒータの熱が一酸化炭素および水素酸化触媒
の一酸化炭素若しくは水素に対する動作温度への到達を
促進することができ、かつ十分な酸素を供給するととも
に一酸化炭素および水素の量を増やすことによって触媒
が化学的に生み出す熱の増加が炭化水素酸化触媒のその
動作温度への到達を促進することができる。
始動させる際に、エンジン制御手段が電気ヒータによっ
て電気的に熱を生み出すようにエンジンが構成される。
エンジンはまた、エンジン始動時若しくはエンジン始動
後およびエンジンを始動させてから少なくとも５秒間、
前記エンジン制御手段が、エンジンに供給する混合気の
空燃比を減少させるとともに、空気供給手段によって一
酸化炭素および水素酸化触媒に十分な空気を供給するよ
うに構成される。このようにして、一酸化炭素および水
素酸化触媒に供給される一酸化炭素および水素の量が増
加するので、前記触媒によって酸化される一酸化炭素お
よび水素の量が増加する。それゆえに、一酸化炭素およ
び水素の酸化反応によって一酸化炭素および水素酸化触
媒が化学的に生み出す熱が増加する。電気ヒータによっ
て電気的に生み出される熱および一酸化炭素および水素
酸化触媒によって化学的に生み出される熱の増加が一酸
化炭素および水素酸化触媒を加熱して、炭化水素酸化触
媒の炭化水素に対する動作温度への到達を促進させるの
で、炭化水素酸化触媒のその動作温度への到達が促進さ
れる。電気ヒータの熱が一酸化炭素および水素酸化触媒
の一酸化炭素若しくは水素に対する動作温度への到達を
促進することができ、かつ十分な酸素を供給するととも
に一酸化炭素および水素の量を増やすことによって触媒
が化学的に生み出す熱の増加が炭化水素酸化触媒のその
動作温度への到達を促進することができる。
【０００９】本発明は、外気温度でエンジンを始動する
際に生じる事象に関連して定義されるが、この目的のた
めに外気温度は２５℃と定義する。通常、この種のエン
ジンはまた、２５℃以外の温度、例えば−１０℃、また
は周囲の外気温度は２５℃であるがこの温度より気温が
低い夜を経た後に暖気されていないためにエンジン温度
がこの温度より低いときにも、始動の際にこの定義を満
たすことが理解される。
際に生じる事象に関連して定義されるが、この目的のた
めに外気温度は２５℃と定義する。通常、この種のエン
ジンはまた、２５℃以外の温度、例えば−１０℃、また
は周囲の外気温度は２５℃であるがこの温度より気温が
低い夜を経た後に暖気されていないためにエンジン温度
がこの温度より低いときにも、始動の際にこの定義を満
たすことが理解される。
【００１０】本発明のエンジンを始動させると、エンジ
ン制御システムは電気ヒータによって電気的に熱を生じ
させる。前記ヒータは、例えばシステムをある程度まで
加熱するためにエンジンより先に、例えばエンジンより
２、３秒前に始動させることができ、またはエンジン始
動と同時に始動させることができる。一酸化炭素および
水素酸化触媒を電気ヒータの下流、とりわけその直ぐ下
流に配置することにより、電気ヒータによって電気的に
生み出された熱をすぐに利用することができる。しかし
ながら有利には、一酸化炭素および水素酸化触媒は電気
ヒータ上に配置され、触媒によるヒータからの熱の受け
取りが最適化されるとともにより便利かつよりコンパク
トな装置が提供される。電気ヒータは、一酸化炭素およ
び水素酸化触媒を保持していようといまいと、公知のも
のとすることができる。例えば米国特許第４，９７６，
９２９号および第５，４１１，７１１号を参照するが、
その内容についてはこの参照によって本明細書に引用し
たものとする。
ン制御システムは電気ヒータによって電気的に熱を生じ
させる。前記ヒータは、例えばシステムをある程度まで
加熱するためにエンジンより先に、例えばエンジンより
２、３秒前に始動させることができ、またはエンジン始
動と同時に始動させることができる。一酸化炭素および
水素酸化触媒を電気ヒータの下流、とりわけその直ぐ下
流に配置することにより、電気ヒータによって電気的に
生み出された熱をすぐに利用することができる。しかし
ながら有利には、一酸化炭素および水素酸化触媒は電気
ヒータ上に配置され、触媒によるヒータからの熱の受け
取りが最適化されるとともにより便利かつよりコンパク
トな装置が提供される。電気ヒータは、一酸化炭素およ
び水素酸化触媒を保持していようといまいと、公知のも
のとすることができる。例えば米国特許第４，９７６，
９２９号および第５，４１１，７１１号を参照するが、
その内容についてはこの参照によって本明細書に引用し
たものとする。
【００１１】電気ヒータは、電気的に加熱可能な触媒コ
ンバータユニットとすることができ、好ましくは薄い金
属ハニカムモノリスから形成される。モノリスは、間隔
を開けて配置された平らな薄い金属条片、まっすぐな波
形の薄い金属条片、パターン状、例えば矢はず模様ある
いは山形模様の薄い金属条片、あるいは可変ピッチの薄
い金属条片、あるいはそれらの組合せから形成すること
ができる。特定の実施例においては、モノリスは螺旋状
に巻き付けられた複数の波形の薄い金属条片、例えば各
導電部分の長さ（例えば中心から周囲まで）が７０°Ｆ
（２１℃）において０．００５〜５オームの抵抗値を有
するような長さの金属条片から形成される。薄い金属ハ
ニカムモノリスは、１平方インチ（６．４５平方ｃｍ）
あたり５０〜７００個、例えば１００個のセルを有する
ことができる。薄い金属条片は、例えば０．００１〜
０．００５インチ（０．００２５〜０．０１２７ｃｍ）
の厚みを有することができる。
ンバータユニットとすることができ、好ましくは薄い金
属ハニカムモノリスから形成される。モノリスは、間隔
を開けて配置された平らな薄い金属条片、まっすぐな波
形の薄い金属条片、パターン状、例えば矢はず模様ある
いは山形模様の薄い金属条片、あるいは可変ピッチの薄
い金属条片、あるいはそれらの組合せから形成すること
ができる。特定の実施例においては、モノリスは螺旋状
に巻き付けられた複数の波形の薄い金属条片、例えば各
導電部分の長さ（例えば中心から周囲まで）が７０°Ｆ
（２１℃）において０．００５〜５オームの抵抗値を有
するような長さの金属条片から形成される。薄い金属ハ
ニカムモノリスは、１平方インチ（６．４５平方ｃｍ）
あたり５０〜７００個、例えば１００個のセルを有する
ことができる。薄い金属条片は、例えば０．００１〜
０．００５インチ（０．００２５〜０．０１２７ｃｍ）
の厚みを有することができる。
【００１２】電気ヒータは、適切なエネルギー源、例え
ば１２〜１０８ボルトの、交流若しくは直流電源に接続
される。エネルギーは、交流発電機から直接若しくは整
流システムを介して、あるいはバッテリ若しくはエネル
ギ貯蔵記憶コンデンサ装置によって供給される。電力供
給源は、例えば１２ボルト若しくは２４ボルトのバッテ
リである。電気ヒータの電力は、例えば５００〜１０，
０００ワットとすることができる。
ば１２〜１０８ボルトの、交流若しくは直流電源に接続
される。エネルギーは、交流発電機から直接若しくは整
流システムを介して、あるいはバッテリ若しくはエネル
ギ貯蔵記憶コンデンサ装置によって供給される。電力供
給源は、例えば１２ボルト若しくは２４ボルトのバッテ
リである。電気ヒータの電力は、例えば５００〜１０，
０００ワットとすることができる。
【００１３】エンジン始動時若しくは始動後、エンジン
制御手段がエンジンに供給する混合気の空燃比（ＡＦ
Ｒ）を減少させるとともに一酸化炭素および水素酸化触
媒に十分な量の空気を供給すると、このようにして一酸
化炭素および水素酸化触媒によって化学的に生み出され
る熱が増加する。空燃比の減少および空気の供給は、エ
ンジン始動後少なくとも５秒間にわたって行われる。そ
れゆえに、エンジン始動後の５秒の時点でＡＦＲが減少
しかつ空気の供給が生じているが、エンジン始動と同時
に、若しくはエンジン始動後の最初の５秒以内に、ある
いはエンジン始動後の最初の５秒の後に開始しても良
い。それゆえに本発明のシステムは、単にエンジンのク
ランク回転を容易にするために空燃比を減少させるもの
とは異なっている。本発明によるＡＦＲの減少および空
気供給は、一酸化炭素および水素酸化触媒と炭化水素酸
化触媒とが定常状態で動作するようになった後では必要
がない。通常、ＡＦＲの減少および空気供給は、好まし
くはエンジン始動後１８０秒以内、好ましくは２０秒以
内に停止される。
制御手段がエンジンに供給する混合気の空燃比（ＡＦ
Ｒ）を減少させるとともに一酸化炭素および水素酸化触
媒に十分な量の空気を供給すると、このようにして一酸
化炭素および水素酸化触媒によって化学的に生み出され
る熱が増加する。空燃比の減少および空気の供給は、エ
ンジン始動後少なくとも５秒間にわたって行われる。そ
れゆえに、エンジン始動後の５秒の時点でＡＦＲが減少
しかつ空気の供給が生じているが、エンジン始動と同時
に、若しくはエンジン始動後の最初の５秒以内に、ある
いはエンジン始動後の最初の５秒の後に開始しても良
い。それゆえに本発明のシステムは、単にエンジンのク
ランク回転を容易にするために空燃比を減少させるもの
とは異なっている。本発明によるＡＦＲの減少および空
気供給は、一酸化炭素および水素酸化触媒と炭化水素酸
化触媒とが定常状態で動作するようになった後では必要
がない。通常、ＡＦＲの減少および空気供給は、好まし
くはエンジン始動後１８０秒以内、好ましくは２０秒以
内に停止される。
【００１４】排気装置に空気を供給する手段は、公知の
物とすることができる。空気ポンプおよび排気装置に対
する付随的な配管が一般的に用いられる。空気は通常、
一酸化炭素および水素酸化触媒の上流に供給される。
物とすることができる。空気ポンプおよび排気装置に対
する付随的な配管が一般的に用いられる。空気は通常、
一酸化炭素および水素酸化触媒の上流に供給される。
【００１５】実質的に全ての一酸化炭素および水素が一
酸化炭素および水素酸化触媒によって転換されるよう
に、空気供給は好ましくは十分に行われる。このように
して、触媒が生じさせる熱の増加に対する一酸化炭素お
よび水素の貢献を最大にしつつ、汚染しまたは転換され
なければならない一酸化炭素が処理される。
酸化炭素および水素酸化触媒によって転換されるよう
に、空気供給は好ましくは十分に行われる。このように
して、触媒が生じさせる熱の増加に対する一酸化炭素お
よび水素の貢献を最大にしつつ、汚染しまたは転換され
なければならない一酸化炭素が処理される。
【００１６】一つの実施例においては、一酸化炭素およ
び水素酸化触媒はその一酸化炭素および／または水素に
対する動作温度が動作状態下で外気温度より高く、かつ
制御手段は、空燃比を減少させるとともに一酸化炭素お
よび水素酸化触媒がその動作温度に達したときに空気供
給が生じる。このようにして、すでに動作している反応
が高められてそれが生み出す熱が増加するように、電気
ヒータが（他のいかなる熱、とりわけエンジンからのか
なりの熱と共に）一酸化炭素または水素に対する動作温
度まで触媒を加熱し、次いで空燃比が減少する。
び水素酸化触媒はその一酸化炭素および／または水素に
対する動作温度が動作状態下で外気温度より高く、かつ
制御手段は、空燃比を減少させるとともに一酸化炭素お
よび水素酸化触媒がその動作温度に達したときに空気供
給が生じる。このようにして、すでに動作している反応
が高められてそれが生み出す熱が増加するように、電気
ヒータが（他のいかなる熱、とりわけエンジンからのか
なりの熱と共に）一酸化炭素または水素に対する動作温
度まで触媒を加熱し、次いで空燃比が減少する。
【００１７】一酸化炭素および水素酸化触媒と炭化水素
酸化触媒は、好ましくはその動作温度が低い触媒であ
る。好ましくは、一酸化炭素および水素酸化触媒は、動
作状態下における一酸化炭素および水素に対するその動
作温度が１００℃以下の物である。
酸化触媒は、好ましくはその動作温度が低い触媒であ
る。好ましくは、一酸化炭素および水素酸化触媒は、動
作状態下における一酸化炭素および水素に対するその動
作温度が１００℃以下の物である。
【００１８】特に好ましくは、一酸化炭素および水素酸
化触媒は、動作状態における一酸化炭素および水素に対
する動作温度が外気温度より低い物である。その場合、
触媒上の反応は外気温度でエンジンを始動させると同時
に生じ、好ましくは外気温度でエンジンを始動させると
触媒による熱の生成が高まるように、制御手段が空燃比
を減少させかつ空気供給が生じる。
化触媒は、動作状態における一酸化炭素および水素に対
する動作温度が外気温度より低い物である。その場合、
触媒上の反応は外気温度でエンジンを始動させると同時
に生じ、好ましくは外気温度でエンジンを始動させると
触媒による熱の生成が高まるように、制御手段が空燃比
を減少させかつ空気供給が生じる。
【００１９】一酸化炭素および水素酸化触媒が、動作状
態下における一酸化炭素および／または水素に対するそ
の動作温度が外気温度より高くない物であるときには、
一酸化炭素および水素酸化触媒がその温度を外気温度か
ら炭化水素酸化触媒の炭化水素に対する動作温度まで上
げるのに十分な熱を単独で生じさせるように、空気の供
給と一酸化炭素および水素の量の増加が十分であること
が好ましい。この特徴のために我々の特許明細書ＷＯ９
６／３９５７６が参照されるが、その内容はこの参照に
よって本願の明細書に引用したものとする。この特徴は
エンジンからの熱がボーナスであることを意味してい
る。エンジンの熱は炭化水素酸化触媒がその動作温度に
達するために必要ではないので、エンジンの近くにある
必要はない。一酸化炭素および水素酸化触媒が外気温度
より高くない温度で動作を開始するので、エンジンの近
くにある必要はない。従って、いずれか若しくは両方の
触媒をエンジンから離して配置することができる。この
ことは、触媒がより熱劣化しにくく、エンジン近くの限
定されたスペース内に収容する必要がなく、かつ車両フ
ロアの下側に収容することもできることを意味する。一
酸化炭素および水素酸化触媒または炭化水素酸化触媒を
エンジンから離して配置できることから生じる更なる効
果は、そのような位置においては、触媒がエンジンの排
気ガスで運ばれる熱から受ける影響がより少ないという
ことである。これにより、通常は熱電対である触媒中の
温度測定装置はエンジンの熱によって受ける影響が少な
いので、一酸化炭素または炭化水素の酸化が起こってい
る範囲をより密接に示すことができる。この種の装置は
車載診断手段として用いることができるので、触媒の動
作を測定しかつモニターすることができる。
態下における一酸化炭素および／または水素に対するそ
の動作温度が外気温度より高くない物であるときには、
一酸化炭素および水素酸化触媒がその温度を外気温度か
ら炭化水素酸化触媒の炭化水素に対する動作温度まで上
げるのに十分な熱を単独で生じさせるように、空気の供
給と一酸化炭素および水素の量の増加が十分であること
が好ましい。この特徴のために我々の特許明細書ＷＯ９
６／３９５７６が参照されるが、その内容はこの参照に
よって本願の明細書に引用したものとする。この特徴は
エンジンからの熱がボーナスであることを意味してい
る。エンジンの熱は炭化水素酸化触媒がその動作温度に
達するために必要ではないので、エンジンの近くにある
必要はない。一酸化炭素および水素酸化触媒が外気温度
より高くない温度で動作を開始するので、エンジンの近
くにある必要はない。従って、いずれか若しくは両方の
触媒をエンジンから離して配置することができる。この
ことは、触媒がより熱劣化しにくく、エンジン近くの限
定されたスペース内に収容する必要がなく、かつ車両フ
ロアの下側に収容することもできることを意味する。一
酸化炭素および水素酸化触媒または炭化水素酸化触媒を
エンジンから離して配置できることから生じる更なる効
果は、そのような位置においては、触媒がエンジンの排
気ガスで運ばれる熱から受ける影響がより少ないという
ことである。これにより、通常は熱電対である触媒中の
温度測定装置はエンジンの熱によって受ける影響が少な
いので、一酸化炭素または炭化水素の酸化が起こってい
る範囲をより密接に示すことができる。この種の装置は
車載診断手段として用いることができるので、触媒の動
作を測定しかつモニターすることができる。
【００２０】エンジンの排気ガス中に含まれる水素の量
は、通常、一酸化炭素の量に対して小さい。一酸化炭素
および／または水素に対する動作温度について述べる
と、一酸化炭素に対する動作温度が通常より重要であ
る。従って、一酸化炭素および水素酸化触媒を、その一
酸化炭素に対する動作温度に関して選ぶことが好まし
く、かつ一酸化炭素および水素酸化触媒は、動作状態に
おけるその一酸化炭素に対する動作温度が外気温度より
低いタイプであることが好ましい。
は、通常、一酸化炭素の量に対して小さい。一酸化炭素
および／または水素に対する動作温度について述べる
と、一酸化炭素に対する動作温度が通常より重要であ
る。従って、一酸化炭素および水素酸化触媒を、その一
酸化炭素に対する動作温度に関して選ぶことが好まし
く、かつ一酸化炭素および水素酸化触媒は、動作状態に
おけるその一酸化炭素に対する動作温度が外気温度より
低いタイプであることが好ましい。
【００２１】本発明のエンジン制御手段は、公知の物と
することができる。その機能は、例えばエンジン制御
「チップ」上におけるメモリおよび／または制御回路の
適切な構造によって調節することができる。炭化水素に
対する動作開始までの段階においては、一酸化炭素およ
び水素酸化触媒に供給される一酸化炭素と水素の量は、
エンジンが動作している間のそれらの一般的なレベルを
越えて増やされる。それらの量は、炭化水素酸化触媒が
動作を開始した後に減らされる。これは、増加のための
時間間隔を設定することによって行うことができる。こ
れに対して、例えば炭化水素酸化触媒における排気ガス
温度を測定する装置からの測定値をフィードバックする
メカニズムを使用することができる。
することができる。その機能は、例えばエンジン制御
「チップ」上におけるメモリおよび／または制御回路の
適切な構造によって調節することができる。炭化水素に
対する動作開始までの段階においては、一酸化炭素およ
び水素酸化触媒に供給される一酸化炭素と水素の量は、
エンジンが動作している間のそれらの一般的なレベルを
越えて増やされる。それらの量は、炭化水素酸化触媒が
動作を開始した後に減らされる。これは、増加のための
時間間隔を設定することによって行うことができる。こ
れに対して、例えば炭化水素酸化触媒における排気ガス
温度を測定する装置からの測定値をフィードバックする
メカニズムを使用することができる。
【００２２】一酸化炭素および水素酸化触媒に供給する
一酸化炭素および水素の量の増加分は、炭化水素酸化触
媒をその動作温度に到達させるために発熱反応が必要と
する温度上昇に依存する。一般に、その温度が高ければ
高いほど、必要とする一酸化炭素および／または水素の
量は多い。好ましくは、排気ガス中の一酸化炭素の含有
量は体積で０．５％以上、好ましくは２％以上、特に４
％以上に増やされるが、通常は体積で１０％未満であ
る。一酸化炭素および水素酸化触媒と接触する排気ガス
中により多くの一酸化炭素を供給することは、エンジン
製造業者が従来エンジンを開発してきた方向とは逆であ
る。
一酸化炭素および水素の量の増加分は、炭化水素酸化触
媒をその動作温度に到達させるために発熱反応が必要と
する温度上昇に依存する。一般に、その温度が高ければ
高いほど、必要とする一酸化炭素および／または水素の
量は多い。好ましくは、排気ガス中の一酸化炭素の含有
量は体積で０．５％以上、好ましくは２％以上、特に４
％以上に増やされるが、通常は体積で１０％未満であ
る。一酸化炭素および水素酸化触媒と接触する排気ガス
中により多くの一酸化炭素を供給することは、エンジン
製造業者が従来エンジンを開発してきた方向とは逆であ
る。
【００２３】本発明の炭化水素酸化触媒は、一酸化炭素
および水素酸化触媒の下流に配置することができる。し
かしながら、有利には、炭化水素酸化触媒はまた一酸化
炭素および水素酸化触媒でもあり、その場合排気ガスは
それらとも同時に接触する。このことは、一方では一酸
化炭素および水素の酸化に触媒活性を有し、他方では炭
化水素の酸化に触媒活性を有する材料を使用することに
よって行うことができる。あるいは、このことは、一酸
化炭素および水素の酸化に触媒活性を有する材料と、水
素の酸化に触媒活性を有する異なった材料との混合物を
用いることによって行うことができる。炭化水素酸化触
媒が一酸化炭素および水素酸化触媒の下流に配置される
場合、排気ガスは、一酸化炭素および水素酸化触媒との
接触に続いて炭化水素酸化触媒に接触する。このこと
は、一酸化炭素および水素酸化触媒をハニカム状モノリ
スの前側部分上に配置するとともに、炭化水素酸化触媒
を前記モノリスの後側部分上に配置することによって達
成できる。
および水素酸化触媒の下流に配置することができる。し
かしながら、有利には、炭化水素酸化触媒はまた一酸化
炭素および水素酸化触媒でもあり、その場合排気ガスは
それらとも同時に接触する。このことは、一方では一酸
化炭素および水素の酸化に触媒活性を有し、他方では炭
化水素の酸化に触媒活性を有する材料を使用することに
よって行うことができる。あるいは、このことは、一酸
化炭素および水素の酸化に触媒活性を有する材料と、水
素の酸化に触媒活性を有する異なった材料との混合物を
用いることによって行うことができる。炭化水素酸化触
媒が一酸化炭素および水素酸化触媒の下流に配置される
場合、排気ガスは、一酸化炭素および水素酸化触媒との
接触に続いて炭化水素酸化触媒に接触する。このこと
は、一酸化炭素および水素酸化触媒をハニカム状モノリ
スの前側部分上に配置するとともに、炭化水素酸化触媒
を前記モノリスの後側部分上に配置することによって達
成できる。
【００２４】電気ヒータによって電気的に生み出された
熱、および一酸化炭素および水素酸化触媒によって化学
的に生み出される熱の増加は、一酸化炭素および水素酸
化触媒を加熱して（エンジンが生み出すいかなる熱と共
に）、炭化水素酸化触媒の炭化水素に対する動作温度へ
の到達を促進する。一酸化炭素および水素酸化触媒が炭
化水素酸化触媒であるときに、後者は自動的に炭化水素
酸化触媒の動作温度にある。一酸化炭素および水素酸化
触媒が炭化水素酸化触媒ではない場合には、排気ガスが
一酸化炭素および水素酸化触媒と接触した後に炭化水素
酸化触媒と接触するので、排気ガスが一酸化炭素および
炭化水素酸化触媒の熱を水素酸化触媒に運ぶことによっ
て、一酸化炭素および水素酸化触媒の熱を炭化水素酸化
触媒の加熱に用いることができる。
熱、および一酸化炭素および水素酸化触媒によって化学
的に生み出される熱の増加は、一酸化炭素および水素酸
化触媒を加熱して（エンジンが生み出すいかなる熱と共
に）、炭化水素酸化触媒の炭化水素に対する動作温度へ
の到達を促進する。一酸化炭素および水素酸化触媒が炭
化水素酸化触媒であるときに、後者は自動的に炭化水素
酸化触媒の動作温度にある。一酸化炭素および水素酸化
触媒が炭化水素酸化触媒ではない場合には、排気ガスが
一酸化炭素および水素酸化触媒と接触した後に炭化水素
酸化触媒と接触するので、排気ガスが一酸化炭素および
炭化水素酸化触媒の熱を水素酸化触媒に運ぶことによっ
て、一酸化炭素および水素酸化触媒の熱を炭化水素酸化
触媒の加熱に用いることができる。
【００２５】一酸化炭素および水素酸化触媒は、好まし
くは、エンジン排気装置内における動作状態下で、一酸
化炭素および／または水素に対する動作温度が周囲の温
度より高くない物である。これは必要な環境である。そ
れが高温、物理的なショック、高いガス流動性および排
気ガス中の阻害物質を特徴とするからである。本発明に
おける状況ではなくより寛容な環境にあるときには、い
くつかの一酸化炭素および水素酸化触媒は、その一酸化
炭素および／または水素に対する動作温度が周囲の温度
より高くない物とすることができる。本発明において、
一酸化炭素および水素酸化触媒と接触する排気ガスは、
体積で例えば最高２０％の水を含むことができる。それ
は、例えば体積で１−２０％の二酸化炭素を含むことが
できる。それは、例えば１００−４０００ｐｐｍの一酸
化窒素を含むことができる。それは、例えば１００−１
００００ｐｐｍ炭化水素を含むことができる。それは、
たとえば０．２−２０ｐｐｍの二酸化硫黄を含むことが
できる。この明細書において、ｐｐｍは体積で１００万
の１を意味する。
くは、エンジン排気装置内における動作状態下で、一酸
化炭素および／または水素に対する動作温度が周囲の温
度より高くない物である。これは必要な環境である。そ
れが高温、物理的なショック、高いガス流動性および排
気ガス中の阻害物質を特徴とするからである。本発明に
おける状況ではなくより寛容な環境にあるときには、い
くつかの一酸化炭素および水素酸化触媒は、その一酸化
炭素および／または水素に対する動作温度が周囲の温度
より高くない物とすることができる。本発明において、
一酸化炭素および水素酸化触媒と接触する排気ガスは、
体積で例えば最高２０％の水を含むことができる。それ
は、例えば体積で１−２０％の二酸化炭素を含むことが
できる。それは、例えば１００−４０００ｐｐｍの一酸
化窒素を含むことができる。それは、例えば１００−１
００００ｐｐｍ炭化水素を含むことができる。それは、
たとえば０．２−２０ｐｐｍの二酸化硫黄を含むことが
できる。この明細書において、ｐｐｍは体積で１００万
の１を意味する。
【００２６】好ましくは、一酸化炭素および水素酸化触
媒は、この触媒の酸化反応において一酸化炭素に関する
反応次数が正のものである。これは、反応次数が負また
は０である排気装置用の典型的な触媒に対して対照をな
す。一酸化炭素に関する反応次数が負の触媒において
は、一酸化炭素濃度を増加させと、動作温度以下の温度
において一酸化炭素の酸化率が減少する。一酸化炭素に
関する反応次数が０である触媒においては、一酸化炭素
濃度を増加させても、動作温度以下の温度における一酸
化炭素の酸化率は変化しないままである。反応次数が負
または０であることは、触媒が動作を開始するまで一酸
化炭素を追加しても一酸化炭素および水素酸化触媒では
より大きな発熱が生じず、温度は動作温度以下であり、
より高い一酸化炭素レベルが反応率または反応熱の増加
を生じさせない、ということに帰結する。しかしなが
ら、一酸化炭素に関する反応次数が正である触媒におい
ては、一酸化炭素濃度の増加は反応率の増加、したがっ
て反応熱の増加につながる。それゆえに、本発明におい
てはこの種の触媒が有利である。
媒は、この触媒の酸化反応において一酸化炭素に関する
反応次数が正のものである。これは、反応次数が負また
は０である排気装置用の典型的な触媒に対して対照をな
す。一酸化炭素に関する反応次数が負の触媒において
は、一酸化炭素濃度を増加させと、動作温度以下の温度
において一酸化炭素の酸化率が減少する。一酸化炭素に
関する反応次数が０である触媒においては、一酸化炭素
濃度を増加させても、動作温度以下の温度における一酸
化炭素の酸化率は変化しないままである。反応次数が負
または０であることは、触媒が動作を開始するまで一酸
化炭素を追加しても一酸化炭素および水素酸化触媒では
より大きな発熱が生じず、温度は動作温度以下であり、
より高い一酸化炭素レベルが反応率または反応熱の増加
を生じさせない、ということに帰結する。しかしなが
ら、一酸化炭素に関する反応次数が正である触媒におい
ては、一酸化炭素濃度の増加は反応率の増加、したがっ
て反応熱の増加につながる。それゆえに、本発明におい
てはこの種の触媒が有利である。
【００２７】本発明の一酸化炭素および水素酸化触媒ま
たは炭化水素酸化触媒に適した材料は、公知の触媒から
選ぶことができる。
たは炭化水素酸化触媒に適した材料は、公知の触媒から
選ぶことができる。
【００２８】一酸化炭素および水素酸化触媒は、好まし
くはプラチナ、パラジウムおよびロジウムのうちの一
種、二種、または全てを含む。炭化水素酸化触媒は、好
ましくはプラチナ、パラジウムおよびロジウムのうちの
一種、二種、または全てを含むが、特にプラチナおよび
パラジウムの両方を含む。プラチナはオレフィンの酸化
に、またパラジウムは芳香族炭化水素の酸化に優れてい
る。
くはプラチナ、パラジウムおよびロジウムのうちの一
種、二種、または全てを含む。炭化水素酸化触媒は、好
ましくはプラチナ、パラジウムおよびロジウムのうちの
一種、二種、または全てを含むが、特にプラチナおよび
パラジウムの両方を含む。プラチナはオレフィンの酸化
に、またパラジウムは芳香族炭化水素の酸化に優れてい
る。
【００２９】エンジンの排気ガス中に含まれる窒素酸化
物を処理可能とするために、排気装置は通常、排気ガス
中の窒素酸化物を窒素に還元するための触媒を備えてい
る。このために触媒活性な材料は、通常ロジウムから成
る。都合の良いことに、一酸化炭素、炭化水素および窒
素酸化物を処理する三元触媒が使用される。有利には、
本発明の一酸化炭素および水素酸化触媒は三元触媒であ
る。
物を処理可能とするために、排気装置は通常、排気ガス
中の窒素酸化物を窒素に還元するための触媒を備えてい
る。このために触媒活性な材料は、通常ロジウムから成
る。都合の良いことに、一酸化炭素、炭化水素および窒
素酸化物を処理する三元触媒が使用される。有利には、
本発明の一酸化炭素および水素酸化触媒は三元触媒であ
る。
【００３０】好適な実施例においては、排気装置は少な
くとも一つの（通常は一つ若しくは二つの）追加の三元
触媒を備え、酸素との反応によって排気ガス中の一酸化
炭素を二酸化炭素に転換するとともに、酸素との反応に
よって排気ガス中の二酸化炭素を酸素と水に転換し、か
つ排気ガス中の窒素酸化物を窒素に転換する。このよう
にして、本発明の一酸化炭素および水素の酸化触媒およ
び炭化水素酸化触媒は冷間始動のために用いるととも
に、追加の三元触媒をメインの触媒として用いることが
できる。
くとも一つの（通常は一つ若しくは二つの）追加の三元
触媒を備え、酸素との反応によって排気ガス中の一酸化
炭素を二酸化炭素に転換するとともに、酸素との反応に
よって排気ガス中の二酸化炭素を酸素と水に転換し、か
つ排気ガス中の窒素酸化物を窒素に転換する。このよう
にして、本発明の一酸化炭素および水素の酸化触媒およ
び炭化水素酸化触媒は冷間始動のために用いるととも
に、追加の三元触媒をメインの触媒として用いることが
できる。
【００３１】上述した本発明に関する触媒はいずれも、
通常の方法で公式化することができる。通常、触媒は、
触媒活性な材料、特にプラチナおよびパラジウムのうち
の一つまたは両方、選択的にロジウムを、例えばアルミ
ナのような一般的に耐火性金属酸化物である担体上に備
えている。担体は、好ましくは広い表面領域、例えば１
グラムあたり２０平方メートルを超える表面積の物であ
る。触媒活性な材料は、選択的に支持体上で、好ましく
は担体例えば金網上に支持されるが、好ましくは排気ガ
スが流れるハニカムモノリスのチャンネル内に支持され
る。モノリスは、金属またはセラミックとすることがで
きる。一酸化炭素および水素酸化触媒が電気ヒータ上に
配置されるときには、電気ヒータがモノリスを構成する
ことができる。したがって、電気ヒータの役割を果た
す、例えば金属モノリスを担体によって覆い、次いで触
媒活性材料で覆うことができる。
通常の方法で公式化することができる。通常、触媒は、
触媒活性な材料、特にプラチナおよびパラジウムのうち
の一つまたは両方、選択的にロジウムを、例えばアルミ
ナのような一般的に耐火性金属酸化物である担体上に備
えている。担体は、好ましくは広い表面領域、例えば１
グラムあたり２０平方メートルを超える表面積の物であ
る。触媒活性な材料は、選択的に支持体上で、好ましく
は担体例えば金網上に支持されるが、好ましくは排気ガ
スが流れるハニカムモノリスのチャンネル内に支持され
る。モノリスは、金属またはセラミックとすることがで
きる。一酸化炭素および水素酸化触媒が電気ヒータ上に
配置されるときには、電気ヒータがモノリスを構成する
ことができる。したがって、電気ヒータの役割を果た
す、例えば金属モノリスを担体によって覆い、次いで触
媒活性材料で覆うことができる。
【００３２】好適な実施例において、排気装置はまた、
排気ガス中に含まれる炭化水素をより低い温度で捕捉す
るとともに、炭化水素酸化触媒、好ましくは一酸化炭素
および水素酸化触媒とも接触させるためにより高い温度
で炭化水素を放出する炭化水素トラップを備える。この
ようにして、炭化水素は、一酸化炭素および水素酸化触
媒における発熱反応が炭化水素酸化触媒を加熱している
ときには貯蔵され、かつ炭化水素酸化触媒がより良好に
炭化水素を処理できるときに放出される。炭化水素トラ
ップは、好ましくは炭化水素酸化触媒の上流に設けら
れ、また好ましくは一酸化炭素および水素酸化触媒の上
流に設けられる。炭化水素トラップは、例えば電気ヒー
タの上流に設けることができる。あるいは、炭化水素ト
ラップを触媒と混ぜ合わせ、または炭化水素トラップを
触媒層の上若しくは下の層とすることができる。炭化水
素トラップの材料は公知である。通常、炭化水素トラッ
プはゼオライトから成る。適切なゼオライトは、例えば
一酸化炭素／ＺＳＭ‐５若しくはＰｔ／ＺＳＭ‐５等の
イオン交換されたゼオライトであるが、含浸ゼオライト
若しくは非金属化ゼオライトを含む他の材料を用いるこ
ともできる。好適な炭化水素トラップの材料はまた、窒
素酸化物（特に一酸化窒素）に対する捕捉効果をも有し
ているので、窒素酸化物もまた低い温度で貯蔵されかつ
高い温度で放出される。炭化水素トラップは、コスト的
に有利な炭化水素トラップ材料として知られているシリ
カライトから構成することができる。
排気ガス中に含まれる炭化水素をより低い温度で捕捉す
るとともに、炭化水素酸化触媒、好ましくは一酸化炭素
および水素酸化触媒とも接触させるためにより高い温度
で炭化水素を放出する炭化水素トラップを備える。この
ようにして、炭化水素は、一酸化炭素および水素酸化触
媒における発熱反応が炭化水素酸化触媒を加熱している
ときには貯蔵され、かつ炭化水素酸化触媒がより良好に
炭化水素を処理できるときに放出される。炭化水素トラ
ップは、好ましくは炭化水素酸化触媒の上流に設けら
れ、また好ましくは一酸化炭素および水素酸化触媒の上
流に設けられる。炭化水素トラップは、例えば電気ヒー
タの上流に設けることができる。あるいは、炭化水素ト
ラップを触媒と混ぜ合わせ、または炭化水素トラップを
触媒層の上若しくは下の層とすることができる。炭化水
素トラップの材料は公知である。通常、炭化水素トラッ
プはゼオライトから成る。適切なゼオライトは、例えば
一酸化炭素／ＺＳＭ‐５若しくはＰｔ／ＺＳＭ‐５等の
イオン交換されたゼオライトであるが、含浸ゼオライト
若しくは非金属化ゼオライトを含む他の材料を用いるこ
ともできる。好適な炭化水素トラップの材料はまた、窒
素酸化物（特に一酸化窒素）に対する捕捉効果をも有し
ているので、窒素酸化物もまた低い温度で貯蔵されかつ
高い温度で放出される。炭化水素トラップは、コスト的
に有利な炭化水素トラップ材料として知られているシリ
カライトから構成することができる。
【００３３】我々は、触媒に吸着されたガスの量を減ら
すために、エンジン始動前に、ガス、通常は空気、好ま
しくは加熱空気で一酸化炭素および水素酸化触媒を洗浄
することが有利であることを見出した。そのような吸着
されたガスは水（水蒸気）、二酸化炭素、一酸化窒素あ
るいは炭化水素である。したがって、本発明の好ましい
態様によれば、排気装置は触媒をガスで洗浄する手段を
有する。このような前処理の結果、触媒は、外気温でエ
ンジンを始動するときの一酸化炭素および水素転換のた
めの触媒活性を高めることができた。触媒は、この方法
または他の方法で達成されたかにかかわらず、このガス
洗浄によって得られる状態にあることが好ましい。本発
明の好ましい態様によれば、本発明の電気ヒータによっ
て生み出される熱が前記一酸化炭素および水素酸化触媒
から湿気を除去し、かつこの触媒上に水が吸着するのを
防止することによって、水の阻害効果を減少させ、そし
てこの触媒の一酸化炭素および／または水素に対する動
作温度を低下させる。
すために、エンジン始動前に、ガス、通常は空気、好ま
しくは加熱空気で一酸化炭素および水素酸化触媒を洗浄
することが有利であることを見出した。そのような吸着
されたガスは水（水蒸気）、二酸化炭素、一酸化窒素あ
るいは炭化水素である。したがって、本発明の好ましい
態様によれば、排気装置は触媒をガスで洗浄する手段を
有する。このような前処理の結果、触媒は、外気温でエ
ンジンを始動するときの一酸化炭素および水素転換のた
めの触媒活性を高めることができた。触媒は、この方法
または他の方法で達成されたかにかかわらず、このガス
洗浄によって得られる状態にあることが好ましい。本発
明の好ましい態様によれば、本発明の電気ヒータによっ
て生み出される熱が前記一酸化炭素および水素酸化触媒
から湿気を除去し、かつこの触媒上に水が吸着するのを
防止することによって、水の阻害効果を減少させ、そし
てこの触媒の一酸化炭素および／または水素に対する動
作温度を低下させる。
【００３４】排気装置は、好ましくは、排気ガスと接触
する前に一酸化炭素および水素酸化触媒を乾燥させ、若
しくは乾燥を保つための手段を有する。この手段は、エ
ンジンを停止させた後、好ましくはエンジンの始動前に
動作させることができる。炭化水素酸化触媒、および使
用する場合には炭化水素トラップは、好ましくは同様に
予備乾燥され若しくはその乾燥が保たれる。一酸化炭素
および水素酸化触媒の乾燥を保つ手段は、例えば外部か
ら排気管内に空気が逆流することを防止するものとする
ことができ、シャットオフバルブ若しくは乾燥剤による
水トラップとすることができる。この予備乾燥は、上述
したガス洗浄によって行うことができる。我々のヨーロ
ッパの特許明細書０７４７５８１Ａを参照することがで
きるが、その内容はこの参照によって本願明細書に引用
したものとする。ガスで洗浄する手段若しくは予備乾燥
の手段は、例えば、好ましくはエンジンのスイッチを切
った後に触媒上にガス、通常は空気、の流れを提供する
ポンプから構成することができる。空気は、好ましくは
加熱された空気、例えば３５０〜５００℃の空気であ
る。有利には、例えば排気装置に伝わったエンジンの余
熱を、使用する空気を加熱するために用いることができ
る。ガスで洗浄する手段若しくは予備乾燥のための手段
は、排気装置に空気に供給するための本発明の手段
（Ｂ）から構成することができる。
する前に一酸化炭素および水素酸化触媒を乾燥させ、若
しくは乾燥を保つための手段を有する。この手段は、エ
ンジンを停止させた後、好ましくはエンジンの始動前に
動作させることができる。炭化水素酸化触媒、および使
用する場合には炭化水素トラップは、好ましくは同様に
予備乾燥され若しくはその乾燥が保たれる。一酸化炭素
および水素酸化触媒の乾燥を保つ手段は、例えば外部か
ら排気管内に空気が逆流することを防止するものとする
ことができ、シャットオフバルブ若しくは乾燥剤による
水トラップとすることができる。この予備乾燥は、上述
したガス洗浄によって行うことができる。我々のヨーロ
ッパの特許明細書０７４７５８１Ａを参照することがで
きるが、その内容はこの参照によって本願明細書に引用
したものとする。ガスで洗浄する手段若しくは予備乾燥
の手段は、例えば、好ましくはエンジンのスイッチを切
った後に触媒上にガス、通常は空気、の流れを提供する
ポンプから構成することができる。空気は、好ましくは
加熱された空気、例えば３５０〜５００℃の空気であ
る。有利には、例えば排気装置に伝わったエンジンの余
熱を、使用する空気を加熱するために用いることができ
る。ガスで洗浄する手段若しくは予備乾燥のための手段
は、排気装置に空気に供給するための本発明の手段
（Ｂ）から構成することができる。
【００３５】排気装置はまた、エンジンを外気温度で始
動する際に一酸化炭素および水素酸化触媒に水が接触す
る前に水を捕捉するための水トラップを有することがで
きる。水の存在は、一酸化炭素および水素酸化触媒およ
びいかなる炭化水素トラップの動作に不利な影響を及ぼ
す。水トラップは、好ましくは一酸化炭素および水素酸
化触媒の上流、もし炭化水素トラップを用いている場合
にはその上流に設ける。あるいは、水トラップは、一酸
化炭素および水素酸化触媒および／または炭化水素トラ
ップと混ぜ合わせることができ、あるいはレイヤー構造
を用いることができる。水トラップは、好ましくは水を
閉じこめる分子ふるい、例えばゼオライト５Ａから構成
することができるが、ゼオライト３Ａ、４Ａ、１３Ｘあ
るいはＵＳＹを用いることもできる。ほとんどのゼオラ
イトは炭化水素の吸収に比較して水を優先して吸着する
が、一般的により小さな細孔寸法を有するゼオライトが
好ましい。水トラップおよび炭化水素トラップもまた、
同じ材料から構成することができる。
動する際に一酸化炭素および水素酸化触媒に水が接触す
る前に水を捕捉するための水トラップを有することがで
きる。水の存在は、一酸化炭素および水素酸化触媒およ
びいかなる炭化水素トラップの動作に不利な影響を及ぼ
す。水トラップは、好ましくは一酸化炭素および水素酸
化触媒の上流、もし炭化水素トラップを用いている場合
にはその上流に設ける。あるいは、水トラップは、一酸
化炭素および水素酸化触媒および／または炭化水素トラ
ップと混ぜ合わせることができ、あるいはレイヤー構造
を用いることができる。水トラップは、好ましくは水を
閉じこめる分子ふるい、例えばゼオライト５Ａから構成
することができるが、ゼオライト３Ａ、４Ａ、１３Ｘあ
るいはＵＳＹを用いることもできる。ほとんどのゼオラ
イトは炭化水素の吸収に比較して水を優先して吸着する
が、一般的により小さな細孔寸法を有するゼオライトが
好ましい。水トラップおよび炭化水素トラップもまた、
同じ材料から構成することができる。
【００３６】本発明の好ましい態様によれば、排気装置
はエンジンから下流側に連続的に並ぶ、三元触媒、空気
供給手段から供給される空気の入口、水トラップ、炭化
水素トラップ、一酸化炭素と水素および炭化水素の酸化
触媒を支持する電気ヒータ、少なくとも一つ（通常一つ
若しくは二つ）の追加的な一酸化炭素と水素および炭化
水素の酸化触媒を備える。
はエンジンから下流側に連続的に並ぶ、三元触媒、空気
供給手段から供給される空気の入口、水トラップ、炭化
水素トラップ、一酸化炭素と水素および炭化水素の酸化
触媒を支持する電気ヒータ、少なくとも一つ（通常一つ
若しくは二つ）の追加的な一酸化炭素と水素および炭化
水素の酸化触媒を備える。
【００３７】本発明の特に好ましい態様によれば、水ト
ラップは、上述した乾燥手段によって乾燥される。この
態様によれば、乾燥手段は、第１の水トラップを乾燥さ
せるためのガスポンプから生じる、ガス、通常は空気を
乾燥させるために、第２の水トラップを有することがで
きる。第２の水トラップは、エンジンを運転している間
に、廃熱（例えばエンジンからの廃熱）を利用すること
により、前記ガスポンプから供給される比較的緩やか流
れのガスを乾燥させ、あるいは再生させることができ
る、
ラップは、上述した乾燥手段によって乾燥される。この
態様によれば、乾燥手段は、第１の水トラップを乾燥さ
せるためのガスポンプから生じる、ガス、通常は空気を
乾燥させるために、第２の水トラップを有することがで
きる。第２の水トラップは、エンジンを運転している間
に、廃熱（例えばエンジンからの廃熱）を利用すること
により、前記ガスポンプから供給される比較的緩やか流
れのガスを乾燥させ、あるいは再生させることができ
る、
【００３８】従来、一酸化炭素および水素酸化触媒は、
一般的にエンジンマニホルドの出口からガスの流れに沿
って測ったときに２０〜３０センチメートルの位置、い
わゆる近接位置でエンジンに接近させて配置されてい
る。これは、エンジンの熱が触媒を動作開始温度に至ら
せるために必要だからである。本発明によれば、特に一
酸化炭素および水素酸化触媒の一酸化炭素および／また
は水素に対する動作温度がその動作状態下で外気温度よ
り高くないときに、そのようなエンジン熱は必要でな
い。従って、一酸化炭素および水素酸化触媒は、エンジ
ンに接近させた位置ではなく、排気系のいかなる部分に
も配置することができる。これは非常に大きな利点であ
る。このことは、触媒が車両エンジンに対してかなり限
定された位置にある必要はなく、それよりも触媒は車両
フロアの下側に有れば良いということを意味する。触媒
は、エンジンの排気ガス出口、例えばエンジンマニホル
ドの出口からガスの流れに沿って測定したときに、好ま
しくは少なくとも５０ｃｍ、例えば少なくとも１メート
ル、通常は１０メートル未満、一般的には４メートル未
満の位置にある。エンジンが生み出す熱から遠ざけるこ
とができるから、触媒はそれほど耐熱性を有する必要は
ない。好ましくは、本発明の触媒が曝される最高温度
は、９５０℃未満、好ましくは８５０℃未満、特に７０
０℃未満である。炭化水素酸化触媒が動作温度に達した
後に触媒がエンジン動作の全体にわたって排気ガスに遭
遇しないように、バイパス装置を本発明の装置のまわり
に設けることができるが、そのような装置として動作す
るいかなるバルブ類も、エンジンから遠方に設置するこ
とで低い温度にさらされることになる。排気装置に空気
を供給する手段（ｂ）もまたエンジンルーム内にある必
要はなく、より遠方に設置することができる。一酸化炭
素および水素酸化触媒を遠方に設置する更なる利点は、
それが追加的なメインである三元触媒の動作を阻害する
という重要な問題を避けることができるということにあ
る。実際、本発明の興味深い態様によれば、本発明の一
酸化炭素および水素酸化触媒は三元触媒の下流に位置す
る。
一般的にエンジンマニホルドの出口からガスの流れに沿
って測ったときに２０〜３０センチメートルの位置、い
わゆる近接位置でエンジンに接近させて配置されてい
る。これは、エンジンの熱が触媒を動作開始温度に至ら
せるために必要だからである。本発明によれば、特に一
酸化炭素および水素酸化触媒の一酸化炭素および／また
は水素に対する動作温度がその動作状態下で外気温度よ
り高くないときに、そのようなエンジン熱は必要でな
い。従って、一酸化炭素および水素酸化触媒は、エンジ
ンに接近させた位置ではなく、排気系のいかなる部分に
も配置することができる。これは非常に大きな利点であ
る。このことは、触媒が車両エンジンに対してかなり限
定された位置にある必要はなく、それよりも触媒は車両
フロアの下側に有れば良いということを意味する。触媒
は、エンジンの排気ガス出口、例えばエンジンマニホル
ドの出口からガスの流れに沿って測定したときに、好ま
しくは少なくとも５０ｃｍ、例えば少なくとも１メート
ル、通常は１０メートル未満、一般的には４メートル未
満の位置にある。エンジンが生み出す熱から遠ざけるこ
とができるから、触媒はそれほど耐熱性を有する必要は
ない。好ましくは、本発明の触媒が曝される最高温度
は、９５０℃未満、好ましくは８５０℃未満、特に７０
０℃未満である。炭化水素酸化触媒が動作温度に達した
後に触媒がエンジン動作の全体にわたって排気ガスに遭
遇しないように、バイパス装置を本発明の装置のまわり
に設けることができるが、そのような装置として動作す
るいかなるバルブ類も、エンジンから遠方に設置するこ
とで低い温度にさらされることになる。排気装置に空気
を供給する手段（ｂ）もまたエンジンルーム内にある必
要はなく、より遠方に設置することができる。一酸化炭
素および水素酸化触媒を遠方に設置する更なる利点は、
それが追加的なメインである三元触媒の動作を阻害する
という重要な問題を避けることができるということにあ
る。実際、本発明の興味深い態様によれば、本発明の一
酸化炭素および水素酸化触媒は三元触媒の下流に位置す
る。
【００３９】同様に、その位置が一酸化炭素および水素
酸化触媒に依存する他の装置、例えば炭化水素酸化触
媒、炭化水素トラップ、水トラップ、ガスで洗う手段、
若しくは上述したように一酸化炭素および水素酸化触媒
を乾燥させる手段等は全て、エンジンから遠方に設置し
て低い温度にさらすことができる。より低い温度は、水
トラップがより長く水を捕捉し、かつ炭化水素トラップ
がより長く炭化水素を捕捉することを可能とする。
酸化触媒に依存する他の装置、例えば炭化水素酸化触
媒、炭化水素トラップ、水トラップ、ガスで洗う手段、
若しくは上述したように一酸化炭素および水素酸化触媒
を乾燥させる手段等は全て、エンジンから遠方に設置し
て低い温度にさらすことができる。より低い温度は、水
トラップがより長く水を捕捉し、かつ炭化水素トラップ
がより長く炭化水素を捕捉することを可能とする。
【００４０】本発明は、一般的にその排気ガスが一酸化
炭素、水素および炭化水素を含むエンジンに適用するこ
とができる。本発明は希薄燃焼エンジン、例えばディー
ゼルエンジンにも適用できる。好ましくは、エンジンは
石油（ガソリン）エンジンである。好ましくは、エンジ
ンは車両用である。
炭素、水素および炭化水素を含むエンジンに適用するこ
とができる。本発明は希薄燃焼エンジン、例えばディー
ゼルエンジンにも適用できる。好ましくは、エンジンは
石油（ガソリン）エンジンである。好ましくは、エンジ
ンは車両用である。
【００４１】本発明の方法、エンジンおよび関連する装
置は、冷間始動時における炭化水素の転換に対して極め
て効果的である。通常それらは、外気温度でエンジンを
始動した後の最初の５０秒間に排気装置から排出される
炭化水素の量を、本発明の特徴を有しない同じエンジン
が放出されるその量と比較したときに、その１／３好ま
しくは１／６に低減する。通常、エンジンを外気温度で
始動した後の最初の１００秒間に放出される炭化水素の
量は０．１ｇ未満、好ましくは０．０４ｇ未満、特に
０．００８ｇ未満である。
置は、冷間始動時における炭化水素の転換に対して極め
て効果的である。通常それらは、外気温度でエンジンを
始動した後の最初の５０秒間に排気装置から排出される
炭化水素の量を、本発明の特徴を有しない同じエンジン
が放出されるその量と比較したときに、その１／３好ま
しくは１／６に低減する。通常、エンジンを外気温度で
始動した後の最初の１００秒間に放出される炭化水素の
量は０．１ｇ未満、好ましくは０．０４ｇ未満、特に
０．００８ｇ未満である。
【００４２】本発明は、概略図によって説明することが
でき、図面１は、本発明の好ましい態様を示したブロッ
ク図である。この図は、燃料リッチな始動条件、すなわ
ちエンジンに供給する混合気の空燃比を減少させた条件
で運転されるエンジンを示している。排気ガスは、三元
触媒（ＴＷＣ）に流れて、空気ポンプから供給される空
気と合流した後、水トラップ、炭化水素（ＨＣ）トラッ
プ、一酸化炭素と水素および炭化水素を酸化する触媒を
支持している電気ヒータ、次いで追加された一酸化炭素
および水素および炭化水素を酸化する触媒に流れる。
でき、図面１は、本発明の好ましい態様を示したブロッ
ク図である。この図は、燃料リッチな始動条件、すなわ
ちエンジンに供給する混合気の空燃比を減少させた条件
で運転されるエンジンを示している。排気ガスは、三元
触媒（ＴＷＣ）に流れて、空気ポンプから供給される空
気と合流した後、水トラップ、炭化水素（ＨＣ）トラッ
プ、一酸化炭素と水素および炭化水素を酸化する触媒を
支持している電気ヒータ、次いで追加された一酸化炭素
および水素および炭化水素を酸化する触媒に流れる。
【００４３】
【実施例】本発明は、下記の実施例によってもまた説明
することができる。中間サイズの車両のエンジンは典型
的に、運転時に、５００標準リットル／分の排気ガスの
流れを生み出す。人は、このガス中に含まれる一酸化炭
素を完全に酸化することによって生み出される電力を、
一酸化炭素の濃度の関数として算出することができる。
その結果は以下の表１に示した通りである。
することができる。中間サイズの車両のエンジンは典型
的に、運転時に、５００標準リットル／分の排気ガスの
流れを生み出す。人は、このガス中に含まれる一酸化炭
素を完全に酸化することによって生み出される電力を、
一酸化炭素の濃度の関数として算出することができる。
その結果は以下の表１に示した通りである。
【００４４】 表１ 一酸化炭素量（％） 電力（ｋＷ） １ １ ２ ２ ３ ３ ４ ４ ５ ５
【００４５】換言すれば、実際の使用において遭遇され
る典型的な流量率で、排気ガス中に含まれる一酸化炭素
濃度の１％につき１ｋＷの電力が生み出される。５ｋＷ
の電力は、電気ヒータにとって非常に大きな電力とみな
すことができる。これは、一酸化炭素および水素酸化触
媒によって化学的に生み出される熱の増加と電気ヒータ
との本発明の組み合わせを利用することによって得られ
る、電気ヒータのための電力の節減を表している。
る典型的な流量率で、排気ガス中に含まれる一酸化炭素
濃度の１％につき１ｋＷの電力が生み出される。５ｋＷ
の電力は、電気ヒータにとって非常に大きな電力とみな
すことができる。これは、一酸化炭素および水素酸化触
媒によって化学的に生み出される熱の増加と電気ヒータ
との本発明の組み合わせを利用することによって得られ
る、電気ヒータのための電力の節減を表している。
【００４６】
【図１】図１は、排気ガス中の一酸化炭素、水素、炭化
水素を低減する本発明の方法を概略したブロック図を示
すものである。
水素を低減する本発明の方法を概略したブロック図を示
すものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/32 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０５ 43/00 ３０１Ｅ 43/00 ３０１ ３０１Ｔ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ｚ １０４Ａ (72)発明者 クリストファー、ジョン、ベネット アメリカ合衆国ペンシルベニア州、エクス トン、レバー、サークル、204 (72)発明者 バリー、ジョン、クーパー アメリカ合衆国ペンシルベニア州、ラドノ アー、ガルフ、ヒルズ、ロード、265 (72)発明者 デイビッド、スコット、ラフヤティス アメリカ合衆国ペンシルベニア州、メルバ ーン、ベス、レイン、８
Claims (16)
- 【請求項１】一酸化炭素、水素、および炭化水素を含ん
でなる排気ガスを生じるエンジンであって、（ａ）排気
ガスが流れる排気装置と、（ｂ）排気装置に空気を供給
する手段と、（ｃ）エンジン制御手段とを備えてなり、
前記排気装置が、（ｄ）電気ヒータと、（ｅ）電気ヒー
タの上または電気ヒータの下流に配置されてなる、排気
ガス中の一酸化炭素と水素とを酸化するための一酸化炭
素および水素酸化触媒と、（ｆ）一酸化炭素および水素
酸化触媒でもあり、そして一酸化炭素および水素酸化触
媒より下流に配置されてなる、排気ガス中の炭化水素を
酸化するための炭化水素酸化触媒とを有してなり、 エンジンを外気温度で始動する際に、エンジン制御手段
が電気ヒータによって電気的に熱を生じさせるととも
に、 エンジンを始動した時そしてエンジン始動後少なくとも
５秒間、エンジン制御手段がエンジンにおける空燃比を
減少させて一酸化炭素および水素酸化触媒に供給される
一酸化炭素および水素の量を増加し、かつ、前記空気を
供給する手段によって一酸化炭素および水素酸化触媒に
十分な空気を供給して一酸化炭素および水素酸化触媒に
より酸化される一酸化炭素および水素の量を増加するこ
とによって、 電気ヒータが電気的に生み出した熱と、一酸化炭素およ
び水素酸化触媒が化学的に生み出した熱の増加が一酸化
炭素および水素酸化触媒を加熱して、炭化水素酸化触媒
の炭化水素に対する動作温度への到達を促進させること
によって、炭化水素酸化触媒を動作温度への到達を促進
させた、エンジン。 - 【請求項２】前記排気ガス中の実質的に全ての一酸化炭
素および水素が前記一酸化炭素および水素酸化触媒によ
って反応するように空気の供給を十分に行う、請求項１
に記載のエンジン。 - 【請求項３】前記一酸化炭素および水素酸化触媒が一酸
化炭素および／または水素に対する動作温度が動作状態
下において外気温度より高く、かつ前記一酸化炭素およ
び水素酸化触媒が動作温度に到達する時、前記エンジン
制御手段が空燃比を減少させ、かつ空気を供給するもの
である、請求項１または２に記載のエンジン。 - 【請求項４】前記一酸化炭素および水素酸化触媒が動作
状態下で一酸化炭素および／または水素に対する動作温
度が外気温度以下である、請求項１または２に記載のエ
ンジン。 - 【請求項５】前記エンジンを始動する際に、前記エンジ
ン制御手段が空燃比を減少させ、かつ空気を供給するも
のである、請求項４に記載のエンジン。 - 【請求項６】前記一酸化炭素および水素酸化触媒が単独
で十分な熱を生産し、外気温度から前記炭化水素酸化触
媒の炭化水素に対する動作温度まで温度を上昇させるた
めに、空気を供給すること、かつ一酸化炭素および水素
の量を増加することを十分に行う、請求項４または５に
記載のエンジン。 - 【請求項７】電気ヒータによって生み出される熱が前記
一酸化炭素および水素酸化触媒から湿気を除去し、かつ
この触媒上に水が吸着するのを防止することによって、
水の阻害効果を減少させ、そしてこの触媒の一酸化炭素
および／または水素に対する動作温度を低下させるもの
である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエンジ
ン。 - 【請求項８】前記排気装置が排気ガス中の炭化水素をよ
り低い温度では捕捉しより高い温度では放出する炭化水
素トラップを前記電気ヒータの上流に具備してなる、請
求項１〜７のいずれか一項に記載のエンジン。 - 【請求項９】前記一酸化炭素および水素酸化触媒が、こ
の触媒の酸化反応において一酸化炭素に関する反応次数
が正のものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載
のエンジン。 - 【請求項１０】前記一酸化炭素および水素酸化触媒がプ
ラチナ、パラジウム、およびロジウムのうちの一種、二
種、または全てを含んでなる、請求項１〜９のいずれか
一項に記載のエンジン。 - 【請求項１１】前記炭化水素酸化触媒がプラチナ、パラ
ジウム、およびロジウムのうちの一種、二種、または全
てを含んでなる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載
のエンジン。 - 【請求項１２】前記炭化水素酸化触媒が前記一酸化炭素
および水素酸化触媒でもある、請求項１〜１１のいずれ
か一項に記載のエンジン。 - 【請求項１３】前記一酸化炭素および水素酸化触媒が前
記電気ヒータ上に配置されてなるものである、請求項１
〜１２のいずれか一項に記載のエンジン。 - 【請求項１４】前記排気装置が前記ガス中の窒素酸化物
を窒素に還元する触媒を具備してなるものである、請求
項１〜１３のいずれか一項に記載のエンジン。 - 【請求項１５】前記エンジンが車両用である、請求項１
〜１４のいずれか一項に記載のエンジン。 - 【請求項１６】排気ガスを一酸化炭素および水素酸化触
媒に接触させると同時またはその後に炭化水素酸化触媒
と接触させることによって、エンジンの排気ガス中に含
まれる一酸化炭素、水素、および炭化水素を二酸化炭素
および水に転換させることにより大気汚染を低減する方
法であって、エンジンを外気温度で始動する際に、エン
ジンを始動した時、または始動後、そしてエンジン始動
後少なくとも５秒間、電気ヒータが熱を電気的に生み出
し、エンジンにおける空燃比を減少しそして空気を供給
して一酸化炭素および水素酸化触媒に供給される一酸化
炭素および水素の量を増加すること、かつ、一酸化炭素
および水素酸化触媒に十分な空気を供給して一酸化炭素
および水素酸化触媒により酸化される一酸化炭素および
水素の量を増加することによって、一酸化炭素および水
素酸化触媒が化学的に生み出す熱を増加させて、電気ヒ
ータが電気的に生み出した熱と、一酸化炭素および水素
酸化触媒が化学的に生み出した熱の増加が一酸化炭素お
よび水素酸化触媒を加熱して、炭化水素酸化触媒の炭化
水素に対する動作温度への到達を促進させることによっ
て、炭化水素酸化触媒を動作温度への到達を促進させる
ことによって行われる、方法。
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