JP2000084365A - Purifying device for exhaust from internal combustion engine - Google Patents

Purifying device for exhaust from internal combustion engine

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JP2000084365A
JP2000084365A JP10255903A JP25590398A JP2000084365A JP 2000084365 A JP2000084365 A JP 2000084365A JP 10255903 A JP10255903 A JP 10255903A JP 25590398 A JP25590398 A JP 25590398A JP 2000084365 A JP2000084365 A JP 2000084365A
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Japan
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catalyst
electromagnetic wave
internal combustion
combustion engine
adsorption
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Japanese (ja)
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Taro Yokoi
太郎 横井
Keiji Okada
圭司 岡田
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely purify, at the time of desorbing, a hydrocarbon adsorbed at the start of an internal combustion engine to prevent it from releasing to the outside. SOLUTION: An adsorption catalytic device 13 for adsorbing the hydrocarbon in an exhaust gas is interposingly mounted in an exhaust passage 18 of the internal combustion engine 1. The adsorption catalytic device 13 has a double layer structure of an adsorption layer containing adsorbent as an upper layer and a catalytic layer as a surface layer and in the catalytic layer, an oxide or the like generating heat by the irradiation with electromagnetic wave is blended. An electromagnetic wave generator 12 for emitting electromagnetic wave is provided in the inlet side of the adsorption catalytic device 13. After the start of the internal combustion engine 1, the electromagnetic generator 12 is operated to selectively cause the catalytic layer to generate heat when the tamp. of the catalyst is low. Then the catalyst reaches activation temp. before the adsorption layer reaches desorption start temp., and after that, the desorbed hydrocarbon is surely treated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置、特に始動直後の排気ガスの排気浄化を図った排
気浄化装置に関する。
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus for purifying exhaust gas immediately after starting.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の内燃機関から排出される排気ガ
スの浄化には、貴金属(白金、パラジウム、ロジウム
等)またはその他の金属を担持した触媒が従来から使わ
れている。このような触媒は、排気ガス中の有害成分で
あるHC(炭化水素)、CO、NOx等を酸化もしくは
還元して浄化している。ところで、この触媒作用を得る
ためには、排気温度が高くなければならず、例えば炭化
水素の触媒による浄化のためには、一般に、200〜3
00℃程度の温度が必要である。しかし内燃機関の始動
直後では、排気ガス温度が低く、上記の触媒が活性する
温度(例えば200℃以上)に達しないため、炭化水素
の浄化はほとんど行われず、炭化水素の大気への放出量
が増大する結果となる。
2. Description of the Related Art Catalysts carrying noble metals (platinum, palladium, rhodium, etc.) or other metals have conventionally been used for purifying exhaust gases emitted from internal combustion engines of automobiles. Such a catalyst purifies by oxidizing or reducing HC (hydrocarbon), CO, NOx, and the like, which are harmful components in exhaust gas. By the way, in order to obtain this catalytic action, the exhaust temperature must be high.
A temperature of about 00 ° C. is required. However, immediately after the start of the internal combustion engine, the exhaust gas temperature is low and does not reach the temperature at which the above-mentioned catalyst is activated (for example, 200 ° C. or higher). The result is an increase.

【0003】そこで、上記の問題を解決するために、内
燃機関の排気系に従来の触媒に加えて、低温条件で炭化
水素を吸着する炭化水素吸着剤を設け、触媒活性前に排
出される炭化水素を吸着するようにしたものが公知であ
る(特開平6−241033号公報等)。これらの排気
浄化装置で用いられている炭化水素吸着剤は、実際に
は、ゼオライト等の炭化水素吸着成分と貴金属等の触媒
成分の両方を混合した吸着触媒であり、吸着した炭化水
素の一部を触媒作用で酸化させるという自己浄化機能を
有するものである。この吸着触媒は、排気ガスの熱、あ
るいは上流側に設けられた一般的な触媒装置での反応熱
により加熱され、その触媒成分の活性温度に達した段階
で、吸着触媒の温度上昇に伴って脱離する炭化水素の浄
化が可能となる。
[0003] In order to solve the above-mentioned problem, in addition to a conventional catalyst, a hydrocarbon adsorbent for adsorbing hydrocarbons at low temperature conditions is provided in the exhaust system of an internal combustion engine, so that the carbon dioxide discharged before the catalytic activity is activated. A device that adsorbs hydrogen is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-241033). The hydrocarbon adsorbent used in these exhaust purification devices is actually an adsorption catalyst in which both a hydrocarbon adsorbent such as zeolite and a catalyst component such as a noble metal are mixed, and a part of the adsorbed hydrocarbon is used. Has a self-purifying function of oxidizing by a catalytic action. This adsorption catalyst is heated by the heat of the exhaust gas or the reaction heat of a general catalyst device provided on the upstream side, and when the temperature of the catalyst component reaches the activation temperature, the temperature of the adsorption catalyst increases. Purification of desorbed hydrocarbons becomes possible.

【0004】また、炭化水素脱離時に触媒が確実に活性
しているようにするために、電熱触媒等の加熱手段を備
えたものも種々提案されている。
[0004] In addition, in order to ensure that the catalyst is activated at the time of desorbing hydrocarbons, various types having a heating means such as an electrothermal catalyst have been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
貴金属等を用いた触媒の活性温度は最低でも200℃程
度であり、これに対し吸着剤からの炭化水素の脱離は成
分によっては100℃程度から始まる。従って排気ガス
の熱によって吸着触媒が徐々に昇温した場合は勿論のこ
と、電熱触媒等の加熱手段によってある程度急激に吸着
触媒を加熱したような場合でも、吸着成分に吸着されて
いた炭化水素の脱離が開始される初期においては、触媒
成分が十分な活性状態に達していないまま、炭化水素が
脱離してしまうことを避けられない。すなわち、上記従
来の吸着触媒装置では、脱離した炭化水素の浄化を図る
ために触媒を加熱して早期に活性させようとすると、同
時に吸着成分も加熱されてしまい、脱離開始が早まるの
で、やはり脱離した炭化水素の一部は浄化されないまま
外部へ排出され易い。
However, in general, the activation temperature of a catalyst using a noble metal or the like is at least about 200 ° C., whereas the desorption of hydrocarbons from an adsorbent is about 100 ° C. depending on the component. Begin. Therefore, not only when the temperature of the adsorption catalyst gradually rises due to the heat of the exhaust gas, but also when the adsorption catalyst is heated to some extent suddenly by a heating means such as an electrothermal catalyst, the amount of the hydrocarbon adsorbed by the adsorption component is reduced. In the early stage when desorption starts, it is inevitable that hydrocarbons are desorbed while the catalyst component has not reached a sufficiently active state. That is, in the above-described conventional adsorption catalyst device, when the catalyst is heated and activated early in order to purify the desorbed hydrocarbons, the adsorbed components are also heated at the same time, and the desorption starts early, Also, a part of the desorbed hydrocarbon is easily discharged to the outside without being purified.

【0006】本発明は、吸着した炭化水素を、脱離と同
時に確実に浄化することができる排気浄化装置を提供す
ることを目的とする。
[0006] It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus which can surely purify adsorbed hydrocarbons simultaneously with desorption.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の排
気通路に、排気ガス中の炭化水素成分を吸着するための
吸着触媒装置が介装されてなる内燃機関の排気浄化装置
において、上記吸着触媒装置は、炭化水素を吸着する吸
着剤を含有した吸着層からなる下層と触媒層からなる表
層とを有する少なくとも2層の吸着触媒からなり、かつ
上記触媒層に、電磁波の照射により発熱する物質が混合
されているとともに、この吸着触媒に電磁波を照射する
電磁波照射手段が設けられていることを特徴としてい
る。
According to the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein an adsorption catalyst device for adsorbing a hydrocarbon component in exhaust gas is interposed in an exhaust passage of the internal combustion engine. The adsorption catalyst device is composed of at least two layers of an adsorption catalyst having a lower layer composed of an adsorption layer containing an adsorbent for adsorbing hydrocarbons and a surface layer composed of a catalyst layer, and generates heat by irradiation of the catalyst layer with electromagnetic waves. It is characterized in that the substance is mixed and electromagnetic wave irradiation means for irradiating the adsorption catalyst with electromagnetic waves is provided.

【0008】この請求項1の発明をさらに具体化した請
求項2の発明では、上記触媒層は、活性セリアおよびア
ルミナの少なくとも一方を主成分とした粉末に、触媒成
分として、白金、パラジウム、ロジウムからなる群から
選ばれた1種以上の貴金属を含んで構成され、これに電
磁波の照射により発熱する物質が混合されていることを
特徴としている。例えば、これらの材料からなるスラリ
ーを吸着層の上にコーティングすることによって、触媒
層が構成される。
According to a second aspect of the present invention, the catalyst layer is formed by adding platinum, palladium, rhodium as a catalyst component to a powder containing at least one of activated ceria and alumina as a main component. And at least one noble metal selected from the group consisting of: and a substance that generates heat when irradiated with electromagnetic waves. For example, a catalyst layer is formed by coating a slurry made of these materials on the adsorption layer.

【0009】上記の電磁波の照射により発熱する物質
は、例えば、請求項3のように、ペロブスカイト型複合
酸化物、酸化鉄、酸化マンガンおよび酸化コバルトの中
から選ばれた少なくとも1種の酸化物である。
The substance generating heat upon irradiation with the electromagnetic wave is, for example, at least one oxide selected from perovskite-type composite oxides, iron oxides, manganese oxides and cobalt oxides. is there.

【0010】本出願人は、触媒層と吸着層とを有する2
層式の吸着触媒を、既に出願している(特開平6−17
0234号公報、特開平7−124467号公報等)。
この2層式の吸着触媒は、下層の吸着層で吸着した炭化
水素が脱離する場合、必ず表層の触媒層を通過するた
め、触媒層での浄化性能が向上するという利点を有して
いる。また、排気ガスによる温度上昇を考えても、表層
の触媒層が排気ガスに晒されるので、下層の吸着層より
も先に触媒層の温度が上昇することになり、炭化水素の
脱離開始に対する触媒活性の遅れが抑制される。
[0010] The applicant of the present invention has proposed a catalyst having a catalyst layer and an adsorption layer.
A bed-type adsorption catalyst has already been filed (Japanese Patent Laid-Open No. 6-17 / 1994).
0234, JP-A-7-124467 and the like).
This two-layer type adsorption catalyst has an advantage that when hydrocarbons adsorbed in the lower adsorption layer desorb, they always pass through the surface catalyst layer, so that the purification performance in the catalyst layer is improved. . Also, considering the temperature rise due to the exhaust gas, since the surface catalyst layer is exposed to the exhaust gas, the temperature of the catalyst layer rises before the lower adsorbent layer, and the start of desorption of hydrocarbons The delay of the catalyst activity is suppressed.

【0011】本発明では、これに加えて、吸着触媒の触
媒層に、電磁波の照射により発熱する物質が混合されて
おり、これに電磁波を照射することで、触媒層を選択的
に加熱することが可能となっている。すなわち、機関の
冷間始動直後のような吸着触媒の昇温期間中に、電磁波
照射手段により吸着触媒に電磁波を照射することによ
り、表層の触媒層が発熱して温度上昇し、その熱の一部
が下層の吸着層に伝熱する。そのため、表層の触媒層と
下層の吸着層の間に、積極的に温度勾配を生じさせるこ
とができる。従って、表層の触媒層は早く活性温度に達
するのに対し、下層の吸着層が炭化水素の脱離温度に達
するのが相対的に遅れるため、吸着層から炭化水素の脱
離が開始する段階では、表層の触媒層は既に活性してお
り、脱離炭化水素のほぼ全量を触媒層で浄化することが
可能となる。
In the present invention, in addition to this, the catalyst layer of the adsorption catalyst is mixed with a substance that generates heat by irradiation with electromagnetic waves, and the catalyst layer is selectively heated by irradiating the mixture with electromagnetic waves. Is possible. That is, during the temperature rising period of the adsorption catalyst such as immediately after the cold start of the engine, the electromagnetic wave irradiation means irradiates the adsorption catalyst with electromagnetic waves, so that the surface catalyst layer generates heat and the temperature rises. The part transfers heat to the lower adsorption layer. Therefore, a temperature gradient can be positively generated between the surface catalyst layer and the lower adsorption layer. Therefore, while the surface catalyst layer quickly reaches the activation temperature, the lower adsorption layer relatively delays in reaching the hydrocarbon desorption temperature, so that at the stage when the desorption of hydrocarbons from the adsorption layer starts. Since the surface catalyst layer is already active, almost all of the desorbed hydrocarbons can be purified by the catalyst layer.

【0012】また、請求項4の発明は、上記吸着触媒の
温度を検出もしくは間接的に推定する吸着触媒温度検出
手段を有し、この吸着触媒の温度に基づいて上記電磁波
照射手段の作動が制御されることを特徴としている。
Further, the invention of claim 4 has an adsorption catalyst temperature detecting means for detecting or indirectly estimating the temperature of the adsorption catalyst, and the operation of the electromagnetic wave irradiation means is controlled based on the temperature of the adsorption catalyst. It is characterized by being done.

【0013】吸着触媒の温度は、例えば温度センサを用
いて直接に検出することができるが、このほか、冷却水
温度や機関回転数、負荷等の機関運転条件、始動後の経
過時間等に基づいて間接的に推定することが可能であ
る。電磁波の照射による加熱は、例えば、機関の冷間始
動後の吸着触媒温度が低い段階において行われ、所定温
度に達したら停止される。
The temperature of the adsorption catalyst can be directly detected using, for example, a temperature sensor. In addition, the temperature of the adsorption catalyst can be determined based on engine operating conditions such as cooling water temperature, engine speed, load, etc., and elapsed time after starting. Indirectly. The heating by the irradiation of the electromagnetic wave is performed, for example, at a stage when the temperature of the adsorption catalyst is low after the engine is started cold, and is stopped when the temperature reaches a predetermined temperature.

【0014】また請求項4に従属する請求項5の発明
は、所定時間以上電磁波を照射しても吸着触媒温度が所
定温度にならない場合に、電磁波の照射を中止すること
を特徴としている。すなわち、何らかの異常により、吸
着触媒温度が上昇しない場合には、無駄な電力消費を回
避するために電磁波の照射が中止される。
The invention according to claim 5 is characterized in that the irradiation of the electromagnetic wave is stopped when the temperature of the adsorption catalyst does not reach the predetermined temperature even after the irradiation with the electromagnetic wave for a predetermined time or more. That is, when the temperature of the adsorption catalyst does not rise due to some abnormality, the irradiation of the electromagnetic wave is stopped in order to avoid unnecessary power consumption.

【0015】さらに請求項6の発明は、電磁波の照射中
止の回数に基づいて、電磁波照射手段の作動を禁止する
ことを特徴としている。例えば、電磁波を照射しても所
定温度にならずに電磁波の照射が中止された回数が所定
回数に達した場合、あるいはこのような事態が所定回数
連続した場合には、電磁波照射手段の故障等の可能性が
高いので、予め電磁波照射手段の作動を禁止する。な
お、同時に何らかの警告表示を行うようにするとよい。
Further, the invention according to claim 6 is characterized in that the operation of the electromagnetic wave irradiation means is prohibited based on the number of times of stopping the irradiation of the electromagnetic wave. For example, if the number of times the irradiation of the electromagnetic wave is stopped without reaching the predetermined temperature even after the irradiation of the electromagnetic wave reaches the predetermined number of times, or if such a situation continues a predetermined number of times, the failure of the electromagnetic wave irradiation means, etc. Therefore, the operation of the electromagnetic wave irradiation means is prohibited in advance. It is preferable to display some kind of warning at the same time.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明の内燃機関の排気浄化装置では、
吸着触媒を、下層に吸着層、表層に触媒層をそれぞれ有
する少なくとも2層の構成とし、かつその表層の触媒層
のみを電磁波照射手段によって選択的に発熱させるよう
にしたので、触媒層と吸着層の間の温度差を積極的に拡
大して、触媒層の活性を、吸着層の炭化水素脱離開始よ
りも相対的に早めることができ、脱離炭化水素を触媒層
で確実に浄化処理することができる。従って、内燃機関
の始動時に外部へ排出される炭化水素の総量を全体とし
て低減することができる。
According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention,
The adsorption catalyst has at least two layers each having an adsorption layer as a lower layer and a catalyst layer as a surface layer, and only the surface catalyst layer is selectively heated by electromagnetic wave irradiation means. The temperature difference between the active layer and the catalytic layer can be positively expanded to make the activity of the catalyst layer relatively faster than the start of hydrocarbon desorption in the adsorption layer, and the desorbed hydrocarbons are reliably purified by the catalyst layer. be able to. Therefore, the total amount of hydrocarbons discharged to the outside when the internal combustion engine is started can be reduced as a whole.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、本発明の実施の形態の一例を示し
ている。内燃機関1は、筒内直噴型のガソリン機関であ
って、ピストン2およびクランクシャフト3を備え、か
つ燃焼室11に向かって燃料噴射弁9および点火プラグ
10を備えている。5は、上記クランクシャフト3の回
転速度を検出するクランク角センサ、6は、冷却水温度
を検出する水温センサである。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. The internal combustion engine 1 is a direct injection type gasoline engine, and includes a piston 2 and a crankshaft 3, and also includes a fuel injection valve 9 and a spark plug 10 toward a combustion chamber 11. Reference numeral 5 denotes a crank angle sensor for detecting the rotation speed of the crankshaft 3, and reference numeral 6 denotes a water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water.

【0019】上記内燃機関1の吸気通路17には、吸入
空気量を検出する例えば熱線式のエアフロメータ4が介
装されているとともに、スロットル弁7aがその下流側
に配置されている。このスロットル弁7aの開度はスロ
ットル開度センサ7によって検出される。また、内燃機
関1の排気通路18には、排気ガス中の炭化水素成分を
吸着する吸着触媒装置13が介装されているとともに、
この吸着触媒装置13の上流側に、排気中の酸素濃度を
検出する酸素センサ8が設けられている。上記吸着触媒
装置13の入口側には、該吸着触媒装置13と同一のケ
ーシングからなるレゾネータ15が設けられており、か
つこのレゾネータ15に、電磁波発生器12が接続され
ている。つまり、この実施の形態では、レゾネータ15
および電磁波発生器12によって電磁波照射手段が構成
されており、電磁波発生器12で発生した電磁波がレゾ
ネータ15により共振して、吸着触媒装置13の吸着触
媒に照射される。また、吸着触媒装置13は、その温度
を検出する触媒温度センサ14を備えている。
In the intake passage 17 of the internal combustion engine 1, for example, a hot-wire type air flow meter 4 for detecting an intake air amount is interposed, and a throttle valve 7a is disposed downstream thereof. The opening of the throttle valve 7a is detected by the throttle opening sensor 7. The exhaust passage 18 of the internal combustion engine 1 is provided with an adsorption catalyst device 13 for adsorbing hydrocarbon components in the exhaust gas.
An oxygen sensor 8 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas is provided upstream of the adsorption catalyst device 13. A resonator 15 made of the same casing as the adsorption catalyst device 13 is provided on the inlet side of the adsorption catalyst device 13, and the electromagnetic wave generator 12 is connected to the resonator 15. That is, in this embodiment, the resonator 15
An electromagnetic wave irradiating means is constituted by the electromagnetic wave generator 12, and the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generator 12 resonates with the resonator 15 and irradiates the adsorption catalyst of the adsorption catalyst device 13. Further, the adsorption catalyst device 13 is provided with a catalyst temperature sensor 14 for detecting the temperature.

【0020】上記のクランク角センサ5、水温センサ
6、エアフロメータ4、スロットル開度センサ7、酸素
センサ8および触媒温度センサ14等の各種センサ類の
検出信号は、エンジンコントロールユニット16に入力
される。このエンジンコントロールユニット16は、こ
れらの検出信号に基づいて、燃料噴射弁9による燃料噴
射量や噴射時期、点火プラグ10による点火時期、等を
制御しているほか、後述するように、電磁波発生器12
の作動,停止を制御している。
Detection signals from various sensors such as the above-described crank angle sensor 5, water temperature sensor 6, air flow meter 4, throttle opening sensor 7, oxygen sensor 8, and catalyst temperature sensor 14 are input to an engine control unit 16. . The engine control unit 16 controls the fuel injection amount and the injection timing of the fuel injection valve 9, the ignition timing of the ignition plug 10, and the like based on these detection signals. 12
Controls the start and stop of.

【0021】図2は、上記吸着触媒装置13の詳細な構
成を示している。この吸着触媒装置13は、排気ガスが
通過する多数のセル23を有するセラミックスあるいは
メタルを材質とするハニカム状の担体20を主体として
構成されている。1つのセル23を拡大して示すよう
に、担体20には、まず下層として、炭化水素を吸着す
る吸着層21がコーティングされている。さらにその上
に、表層として、排気成分を浄化する触媒層22がコー
ティングされており、1つのセル23を構成している。
そして、このセル23が多数集合して吸着触媒装置13
を構成している。上記吸着層21の材質としては、例え
ばゼオライトを主体とした成分からなり、スラリーとし
たものがコーティングされる。このような炭化水素の吸
着剤成分は、低温時、例えば100℃〜200℃程度ま
では炭化水素を吸着し、それ以上の温度で炭化水素を脱
離する特性を持つものである。上記触媒層22として
は、活性セリアもしくはアルミナの一方もしくは双方を
主成分とした粉末に、触媒成分として、白金、パラジウ
ム、ロジウム等の貴金属を含むものが使用されており、
さらに、電磁波による発熱物質として、ペロブスカイト
型複合酸化物、酸化鉄、酸化マンガンおよび酸化コバル
トの中から選ばれた1種もしくは複数種の酸化物が配合
されている。そして、この触媒層22の材料はやはりス
ラリーとして構成され、吸着層21の上にコーティング
されている。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the adsorption catalyst device 13. The adsorption catalyst device 13 is mainly composed of a honeycomb-shaped carrier 20 made of ceramics or metal having many cells 23 through which exhaust gas passes. As one cell 23 is shown in an enlarged manner, the carrier 20 is firstly coated with an adsorption layer 21 for adsorbing hydrocarbons as a lower layer. Further, a catalyst layer 22 for purifying exhaust components is coated thereon as a surface layer, and constitutes one cell 23.
Then, a large number of the cells 23 are assembled and the adsorption catalyst device 13
Is composed. The material of the adsorption layer 21 is, for example, a component mainly composed of zeolite, and is coated with a slurry. Such a hydrocarbon adsorbent component has a property of adsorbing hydrocarbons at a low temperature, for example, about 100 ° C. to 200 ° C., and desorbing the hydrocarbons at a temperature higher than that. As the catalyst layer 22, a powder containing a noble metal such as platinum, palladium, and rhodium as a catalyst component in a powder containing one or both of activated ceria and alumina as a main component is used.
Further, one or more oxides selected from perovskite-type composite oxides, iron oxides, manganese oxides, and cobalt oxides are blended as heat generating substances due to electromagnetic waves. The material of the catalyst layer 22 is also formed as a slurry, and is coated on the adsorption layer 21.

【0022】なお、上記吸着層21が、上記の吸着剤成
分だけでなく、さらに触媒成分を含んでいるものであっ
てもよい。また、吸着層21を1層だけでなく、吸着剤
の成分の異なる吸着層等で2層以上に構成することも可
能である。また、触媒層22に関しても、異なる成分で
構成された2層以上の層で構成することも可能である。
The adsorbent layer 21 may contain not only the adsorbent component but also a catalyst component. The adsorbing layer 21 can be formed not only as one layer but also as two or more layers including adsorbing layers having different adsorbent components. Further, the catalyst layer 22 can also be constituted by two or more layers composed of different components.

【0023】次に、上記の電磁波発生器12の作動を図
3のフローチャートに基づいて説明する。なお、この図
3のルーチンは、例えば一定期間毎に繰り返し実行され
るものである。先ずステップ10で、電磁波発生器作動
禁止フラグFLGCATの状態を判別する。これは、後
述するように何らかの故障時に「1」となるものであ
り、これが「1」であった場合には、ステップ17へ進
んで、電磁波発生器12を停止状態に保つ。フラグFL
GCATが「0」であった場合は、ステップ11へ進
み、触媒温度センサ14が検出した触媒温度TCATを
読み込む。ステップ12では、この吸着触媒温度TCA
Tが、所定温度SLT1以下であるか否かを判定する。
この所定温度SLT1は、触媒層22の活性温度に対応
して設定されており、触媒温度TCATが所定温度SL
T1以下の場合には、ステップ13を経て、ステップ1
4で電磁波発生器12をONとし、電磁波を用いた触媒
層22の加熱を開始する。この電磁波の照射によって吸
着触媒装置13における触媒層22が発熱し、該触媒層
22のみが選択的に加熱されることになる。
Next, the operation of the electromagnetic wave generator 12 will be described with reference to the flowchart of FIG. The routine in FIG. 3 is repeatedly executed, for example, at regular intervals. First, at step 10, the state of the electromagnetic wave generator operation inhibition flag FLGCAT is determined. This will be "1" at the time of some kind of failure, as will be described later. If this is "1", the process proceeds to step 17, where the electromagnetic wave generator 12 is kept stopped. Flag FL
If GCAT is "0", the routine proceeds to step 11, where the catalyst temperature TCAT detected by the catalyst temperature sensor 14 is read. In step 12, this adsorption catalyst temperature TCA
It is determined whether T is equal to or lower than a predetermined temperature SLT1.
The predetermined temperature SLT1 is set corresponding to the activation temperature of the catalyst layer 22, and the catalyst temperature TCAT is set to the predetermined temperature SL.
If it is equal to or less than T1, go to step 13 and go to step 1
In step 4, the electromagnetic wave generator 12 is turned on, and the heating of the catalyst layer 22 using the electromagnetic waves is started. The irradiation of the electromagnetic wave causes the catalyst layer 22 in the adsorption catalyst device 13 to generate heat, and only the catalyst layer 22 is selectively heated.

【0024】従って、下層の吸着層21が脱離温度に達
する前に、表層の触媒層22が確実に活性温度に達する
ことになり、温度上昇に伴って吸着層21から脱離した
炭化水素は、そのほぼ全量が触媒層22通過の際に浄化
され、外部へほとんど排出されることがない。
Therefore, before the lower adsorbent layer 21 reaches the desorption temperature, the surface catalyst layer 22 surely reaches the activation temperature, and the hydrocarbon desorbed from the adsorbent layer 21 as the temperature rises increases. Almost the entire amount is purified when passing through the catalyst layer 22, and is hardly discharged to the outside.

【0025】上記の電磁波発生器12の作動は、ステッ
プ11,12により、触媒温度TCATが所定温度SL
T1に達した時点で終了する。一方、ステップ13で
は、電磁波発生器12の作動時間TM1が所定時間TM
0以上となったか判定しており、触媒温度TCATが所
定温度SLT1に達する前に所定時間TM0以上となっ
た場合には、ステップ15へ進んで、カウンタnの値に
1を加算する。なお、カウンタnの初期値は0である。
そして、ステップ16を経てステップ17へ進み、電磁
波発生器12をOFFとする。つまり、電磁波を照射し
ているにも拘わらず所定時間内に所定温度まで上昇しな
い場合には、バッテリ電力の過度の消費を避けるため
に、電磁波の照射を中止することになる。
The operation of the electromagnetic wave generator 12 is as follows.
The process ends when T1 is reached. On the other hand, in step 13, the operation time TM1 of the electromagnetic wave generator 12 is set to the predetermined time TM
If it is determined that the temperature has become 0 or more, and if the catalyst temperature TCAT becomes equal to or more than the predetermined time TM0 before reaching the predetermined temperature SLT1, the routine proceeds to step 15, where 1 is added to the value of the counter n. Note that the initial value of the counter n is 0.
Then, the process proceeds to step 17 via step 16, and the electromagnetic wave generator 12 is turned off. That is, when the temperature does not rise to the predetermined temperature within the predetermined time despite the irradiation of the electromagnetic wave, the irradiation of the electromagnetic wave is stopped in order to avoid excessive consumption of battery power.

【0026】また、ステップ16では、このように中止
となった回数つまりカウンタnの値を所定の基準回数S
Lnと比較し、万一、基準回数SLnよりも多くなった
場合には、ステップ18へ進んで、電磁波発生器作動禁
止フラグFLGCATを「1」とする。つまり、この場
合には、何らかの故障であると考えられるので、次回の
始動からは、電磁波発生器12の作動が禁止される。な
お、警告灯の点灯等の何らかの異常表示を同時に行い、
運転者に異常である旨の警告を行うことが望ましい。
In step 16, the number of times the operation is stopped, that is, the value of the counter n is set to a predetermined reference number S.
If the number is greater than the reference number SLn compared to Ln, the routine proceeds to step 18, where the electromagnetic wave generator operation inhibition flag FLGCAT is set to "1". In other words, in this case, since it is considered that some failure has occurred, the operation of the electromagnetic wave generator 12 is prohibited from the next start. At the same time, some kind of abnormal display such as turning on a warning light is performed,
It is desirable to warn the driver of the abnormality.

【0027】ここでは、電磁波発生器12の照射を中止
した回数の合計がSLn回となると異常であると判定す
るようにしているが、正常終了時にカウンタnをリセッ
トするようにして、異常処理が一定回数連続した場合の
み、異常と判定するようにしてもよい。
Here, when the total number of times the irradiation of the electromagnetic wave generator 12 is stopped is SLn times, it is determined that the abnormality is abnormal. An abnormality may be determined only when a certain number of consecutive times have occurred.

【0028】また、吸着触媒装置13の温度上昇は、外
気温や機関始動時の初期温度に影響を受けるので、これ
らの外気温や初期温度の関数として演算もしくはテーブ
ルルックアップにより基準回数SLnを可変的に設定す
るようにしてもよい。
Since the rise in the temperature of the adsorption catalyst device 13 is affected by the outside air temperature and the initial temperature at the time of starting the engine, the reference number SLn is varied by calculation or table lookup as a function of the outside air temperature and the initial temperature. You may make it set dynamically.

【0029】次に図4のフローチャートに基づいて第2
の実施の形態を説明する。これは、吸着触媒装置13の
温度を機関運転条件に基づいて推定するようにしたもの
であって、前述した触媒温度センサ14は具備していな
い。
Next, based on the flowchart of FIG.
An embodiment will be described. This is to estimate the temperature of the adsorption catalyst device 13 based on engine operating conditions, and does not include the above-described catalyst temperature sensor 14.

【0030】先ずステップ21では、内燃機関1が回転
中か判定し、回転中でなければステップ28へ進んで電
磁波発生器12をOFFとする。次に、ステップ22で
は、図示せぬスタータスイッチがONからOFFへ変化
したか否かを判定する。つまり、内燃機関1が始動して
スタータスイッチがONからOFFへ変化した直後の
み、ステップ23以降へ進み、それ以外の場合は、ステ
ップ28へ進む。
First, at step 21, it is determined whether the internal combustion engine 1 is rotating. If not, the routine proceeds to step 28, where the electromagnetic wave generator 12 is turned off. Next, in step 22, it is determined whether or not a starter switch (not shown) has changed from ON to OFF. In other words, only after the internal combustion engine 1 has been started and the starter switch has changed from ON to OFF, the process proceeds to step 23 and thereafter, and otherwise, the process proceeds to step 28.

【0031】ステップ23では、機関運転条件、具体的
には、機関の回転数Neと負荷とを読み込む。なお、負
荷としては、吸入吸気量と機関回転数Neとから算出さ
れる基本燃料噴射量Tpの値が用いられる。そして、ス
テップ24で、この機関回転数Neと負荷Tpとに基づ
き、所定の排気温度マップを参照して、排気温度TEX
Hを求める。なお、この排気温度マップを冷却水温度毎
(例えば10℃毎)に作成し、そのときの冷却水温度に
対応するマップを用いるようにすると、排気温度の推定
精度が一層向上する。
In step 23, the engine operating conditions, specifically, the engine speed Ne and the load are read. As the load, a value of the basic fuel injection amount Tp calculated from the intake air amount and the engine speed Ne is used. Then, in step 24, based on the engine speed Ne and the load Tp, the exhaust gas temperature TEX is referred to with reference to a predetermined exhaust gas temperature map.
Find H. If the exhaust gas temperature map is created for each cooling water temperature (for example, every 10 ° C.) and the map corresponding to the cooling water temperature at that time is used, the accuracy of estimating the exhaust gas temperature is further improved.

【0032】次にステップ25で、この排気温度TEX
Hと前回の触媒温度TCAT(n−1)とを用いて、今
回の触媒温度TCAT(n)を次式から求める TCAT(n)=TCAT(n−1)+(TEXH−T
CAT(n−1))×k なお、初回は、触媒温度TCAT(n−1)として、例
えば冷却水温度を用いればよい。
Next, at step 25, the exhaust gas temperature TEX
Using H and the previous catalyst temperature TCAT (n-1), the current catalyst temperature TCAT (n) is obtained from the following equation: TCAT (n) = TCAT (n-1) + (TEXH-T
CAT (n−1)) × k At the first time, for example, the cooling water temperature may be used as the catalyst temperature TCAT (n−1).

【0033】ステップ26では、このようにして推定し
た触媒温度TCATが所定温度SLT2以上か判定し、
所定温度SLT2より低い場合は、ステップ27で電磁
波発生器12をONとし、また所定温度SLT2以上で
あれば、ステップ28で電磁波発生器12をOFFとす
る。ステップ27からはステップ23へ戻るので、電磁
波発生器12の作動は、所定温度SLT2に達するまで
継続される。
In step 26, it is determined whether the estimated catalyst temperature TCAT is equal to or higher than a predetermined temperature SLT2.
If the temperature is lower than the predetermined temperature SLT2, the electromagnetic wave generator 12 is turned on in step 27, and if the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature SLT2, the electromagnetic wave generator 12 is turned off in step 28. Since the process returns from step 27 to step 23, the operation of the electromagnetic wave generator 12 is continued until the temperature reaches the predetermined temperature SLT2.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態の構成を示す構成
説明図。
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】吸着触媒装置の詳細を示す拡大図。FIG. 2 is an enlarged view showing details of an adsorption catalyst device.

【図3】この第1の実施の形態の処理の流れを示すフロ
ーチャート。
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing according to the first embodiment;

【図4】第2の実施の形態の処理の流れを示すフローチ
ャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of a process according to the second embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関 12…電磁波発生器 13…吸着触媒装置 14…触媒温度センサ 15…レゾネータ 21…吸着層 22…触媒層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 12 ... Electromagnetic wave generator 13 ... Adsorption catalyst device 14 ... Catalyst temperature sensor 15 ... Resonator 21 ... Adsorption layer 22 ... Catalyst layer

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/20 F01N 3/20 D 3/24 3/24 E C L 3/28 301 3/28 301P Fターム(参考) 3G091 AA02 AA17 AA24 AB01 AB10 BA03 BA15 BA22 CA01 CB02 CB03 CB05 DB06 DB10 DB13 EA01 EA05 EA07 EA16 EA18 EA30 EA34 FA02 FA04 FB02 FC07 GA06 GB01X GB05W GB06W GB07W GB09Y GB10X GB17X HA18 HA36 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB02 AB05 BA03X BA10X BA19X BA28X BA30X BA31X BA32X BA36X BA37X BA39X BA41X BB02 BB16 CC43 CC53 DA01 DA02 DA13 EA03 EA04 4G069 AA01 AA03 AA08 BA01A BA01B BB04A BB04B BB06A BB06B BC43A BC43B BC62A BC62B BC66A BC66B BC67A BC67B BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B CA03 CA07 CA15 DA06 EA18 EE06──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01N 3/20 F01N 3/20 D 3/24 3/24 ECL 3/28 301 3/28 301P F Term (reference) 3G091 AA02 AA17 AA24 AB01 AB10 BA03 BA15 BA22 CA01 CB02 CB03 CB05 DB06 DB10 DB13 EA01 EA05 EA07 EA16 EA18 EA30 EA34 FA02 FA04 FB02 FC07 GA06 GB01X GB05W GB06W GB07W GB09A GBA18AGBX18A03A BA19X BA28X BA30X BA31X BA32X BA36X BA37X BA39X BA41X BB02 BB16 CC43 CC53 DA01 DA02 DA13 EA03 EA04 4G069 AA01 AA03 AA08 BA01A BA01B BB04A BB04B BB06A BB06B BB06A BB06B BC43A BC43B BCBC BCA BCBC BCA BCBC

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に、排気ガス中の炭
化水素成分を吸着するための吸着触媒装置が介装されて
なる内燃機関の排気浄化装置において、 上記吸着触媒装置は、炭化水素を吸着する吸着剤を含有
した吸着層からなる下層と触媒層からなる表層とを有す
る少なくとも2層の吸着触媒からなり、かつ上記触媒層
に、電磁波の照射により発熱する物質が混合されている
とともに、この吸着触媒に電磁波を照射する電磁波照射
手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の排気
浄化装置。
1. An exhaust purification device for an internal combustion engine, comprising an adsorption catalyst device for adsorbing hydrocarbon components in exhaust gas disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine. A material composed of at least two layers of an adsorption catalyst having a lower layer composed of an adsorption layer containing an adsorbent to be adsorbed and a surface layer composed of a catalyst layer, and a substance that generates heat by irradiation with electromagnetic waves is mixed in the catalyst layer, An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising an electromagnetic wave irradiating means for irradiating an electromagnetic wave to the adsorption catalyst.
【請求項2】 上記触媒層は、活性セリアおよびアルミ
ナの少なくとも一方を主成分とした粉末に、触媒成分と
して、白金、パラジウム、ロジウムからなる群から選ば
れた1種以上の貴金属を含んで構成され、これに電磁波
の照射により発熱する物質が混合されていることを特徴
とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The catalyst layer according to claim 1, wherein the catalyst layer contains at least one of activated ceria and alumina as a main component and at least one noble metal selected from the group consisting of platinum, palladium and rhodium as a catalyst component. 2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a substance that generates heat by irradiation with electromagnetic waves is mixed therein.
【請求項3】 上記の電磁波の照射により発熱する物質
は、ペロブスカイト型複合酸化物、酸化鉄、酸化マンガ
ンおよび酸化コバルトの中から選ばれた少なくとも1種
の酸化物であることを特徴とする請求項1または2に記
載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The substance that generates heat upon irradiation with the electromagnetic wave is at least one oxide selected from perovskite-type composite oxides, iron oxide, manganese oxide, and cobalt oxide. Item 3. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to item 1 or 2.
【請求項4】 上記吸着触媒の温度を検出もしくは間接
的に推定する吸着触媒温度検出手段を有し、この吸着触
媒の温度に基づいて上記電磁波照射手段の作動が制御さ
れることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
内燃機関の排気浄化装置。
4. An adsorption catalyst temperature detecting means for detecting or indirectly estimating the temperature of the adsorption catalyst, wherein the operation of the electromagnetic wave irradiation means is controlled based on the temperature of the adsorption catalyst. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項5】 所定時間以上電磁波を照射しても吸着触
媒温度が所定温度にならない場合に、電磁波の照射を中
止することを特徴とする請求項4記載の内燃機関の排気
浄化装置。
5. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the irradiation of the electromagnetic wave is stopped when the temperature of the adsorption catalyst does not reach the predetermined temperature even if the electromagnetic wave is irradiated for a predetermined time or more.
【請求項6】 電磁波の照射中止の回数に基づいて、電
磁波照射手段の作動を禁止することを特徴とする請求項
5記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the operation of the electromagnetic wave irradiation means is prohibited based on the number of times of stopping the irradiation of the electromagnetic wave.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6615578B2 (en) 2001-01-16 2003-09-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha HC-discharge suppressing device for vehicle and operational method of suppressing discharge of HC
JP2008151093A (en) * 2006-12-20 2008-07-03 Yamaha Motor Co Ltd Exhaust device for four cycle engine
JP2019132237A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 いすゞ自動車株式会社 Electromagnetic wave control device
JP2020041430A (en) * 2018-09-06 2020-03-19 トヨタ自動車株式会社 Post-exhaust treatment device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6615578B2 (en) 2001-01-16 2003-09-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha HC-discharge suppressing device for vehicle and operational method of suppressing discharge of HC
JP2008151093A (en) * 2006-12-20 2008-07-03 Yamaha Motor Co Ltd Exhaust device for four cycle engine
JP2019132237A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 いすゞ自動車株式会社 Electromagnetic wave control device
JP2020041430A (en) * 2018-09-06 2020-03-19 トヨタ自動車株式会社 Post-exhaust treatment device
JP7035921B2 (en) 2018-09-06 2022-03-15 トヨタ自動車株式会社 Exhaust aftertreatment device

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