JP2001164930A - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排ガス浄化装置Info
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジン始動時のＨＣ排出量を大幅に低減す
る。 【解決手段】 エンジン１１の排気マニホールド１９近
傍に上流側触媒１７を設置し、その下流側にＨＣ吸着材
２０と下流側触媒１８を直列に設置する。上流側触媒１
７の未活性時には、上流側触媒１７を通り抜けたＨＣを
ＨＣ吸着材２０に吸着させ、上流側触媒１７の活性後に
は、ＨＣ吸着材２０から脱離したＨＣを還流路２６を通
して上流側触媒１７の上流側に還流させて上流側触媒１
７で浄化する。その際、ＥＣＵ２８は、始動直後から触
媒早期暖機制御（例えば点火時期遅角制御、空燃比リー
ン制御等）を実行して始動直後から上流側触媒１７の温
度を早期に上昇させ、活性化までの時間を短縮する。こ
れにより、ＨＣ吸着材２０のＨＣ吸着量が飽和レベルに
達する前に上流側触媒１７を確実に活性化させて脱離Ｈ
Ｃを確実に浄化し、始動時のＨＣ排出量を大幅に低減す
る。
る。 【解決手段】 エンジン１１の排気マニホールド１９近
傍に上流側触媒１７を設置し、その下流側にＨＣ吸着材
２０と下流側触媒１８を直列に設置する。上流側触媒１
７の未活性時には、上流側触媒１７を通り抜けたＨＣを
ＨＣ吸着材２０に吸着させ、上流側触媒１７の活性後に
は、ＨＣ吸着材２０から脱離したＨＣを還流路２６を通
して上流側触媒１７の上流側に還流させて上流側触媒１
７で浄化する。その際、ＥＣＵ２８は、始動直後から触
媒早期暖機制御（例えば点火時期遅角制御、空燃比リー
ン制御等）を実行して始動直後から上流側触媒１７の温
度を早期に上昇させ、活性化までの時間を短縮する。こ
れにより、ＨＣ吸着材２０のＨＣ吸着量が飽和レベルに
達する前に上流側触媒１７を確実に活性化させて脱離Ｈ
Ｃを確実に浄化し、始動時のＨＣ排出量を大幅に低減す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排ガス
中の炭化水素（以下「ＨＣ」と表記する）を浄化する内
燃機関の排ガス浄化装置に関するものである。
中の炭化水素（以下「ＨＣ」と表記する）を浄化する内
燃機関の排ガス浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の一般的なガソリンエンジン車は、
排気管に三元触媒を設置して、排ガスの有害成分である
ＨＣ、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等を
浄化するようにしている。しかし、始動直後の冷機時に
は、三元触媒が活性温度まで昇温しておらず、未活性状
態であるため、三元触媒で排ガスを十分に浄化すること
ができず、排気エミッションが悪くなる。
排気管に三元触媒を設置して、排ガスの有害成分である
ＨＣ、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等を
浄化するようにしている。しかし、始動直後の冷機時に
は、三元触媒が活性温度まで昇温しておらず、未活性状
態であるため、三元触媒で排ガスを十分に浄化すること
ができず、排気エミッションが悪くなる。
【０００３】この問題を解決するために、特開平１１−
８２１１１号公報に示すように、三元触媒の下流側にＨ
Ｃ吸着触媒を配置し、三元触媒が未活性でＨＣを浄化で
きない時期に、三元触媒を通り抜けたＨＣをＨＣ吸着触
媒で吸着するようにしたものがある。この公報のＨＣ吸
着触媒は、ＨＣを吸着するＨＣ吸着材層の表面に三元触
媒層をコーティングした２層コート触媒が用いられ、排
気熱で２層コート触媒の三元触媒層が活性化した状態に
なると、ＨＣ吸着材層から脱離したＨＣが三元触媒層で
浄化されるようになっている。
８２１１１号公報に示すように、三元触媒の下流側にＨ
Ｃ吸着触媒を配置し、三元触媒が未活性でＨＣを浄化で
きない時期に、三元触媒を通り抜けたＨＣをＨＣ吸着触
媒で吸着するようにしたものがある。この公報のＨＣ吸
着触媒は、ＨＣを吸着するＨＣ吸着材層の表面に三元触
媒層をコーティングした２層コート触媒が用いられ、排
気熱で２層コート触媒の三元触媒層が活性化した状態に
なると、ＨＣ吸着材層から脱離したＨＣが三元触媒層で
浄化されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、冷間始動直
後は、エンジンの燃焼状態が不安定で、かなり多くの未
燃ＨＣが発生するため、三元触媒や２層コート触媒が活
性化されるまでの時間が長くかかると、２層コート触媒
のＨＣ吸着量が飽和してＨＣを吸着しきれなくなり、大
気中へのＨＣ排出量が増加してしまう。この対策とし
て、２層コート触媒を大型化すると、低コスト化と省ス
ペース化の要求を満たせなくなるばかりか、２層コート
触媒の熱容量が増加して、２層コート触媒の昇温（活性
化）が更に遅くなってしまう。
後は、エンジンの燃焼状態が不安定で、かなり多くの未
燃ＨＣが発生するため、三元触媒や２層コート触媒が活
性化されるまでの時間が長くかかると、２層コート触媒
のＨＣ吸着量が飽和してＨＣを吸着しきれなくなり、大
気中へのＨＣ排出量が増加してしまう。この対策とし
て、２層コート触媒を大型化すると、低コスト化と省ス
ペース化の要求を満たせなくなるばかりか、２層コート
触媒の熱容量が増加して、２層コート触媒の昇温（活性
化）が更に遅くなってしまう。
【０００５】特に、上記公報のように、三元触媒の下流
側に２層コート触媒を配置する構成では、エンジンから
２層コート触媒までの距離が離れているため、排ガスが
２層コート触媒に流入するまでに排ガスが放熱して温度
低下してしまい、２層コート触媒の昇温（活性化）がか
なり遅れてしまう。このため、始動後に２層コート触媒
の三元触媒層でＨＣを浄化できるようになるまでには、
かなりの時間がかかり、その間に、ＨＣ吸着材層のＨＣ
吸着量が飽和してＨＣを吸着しきれなくなる可能性が高
くなる。
側に２層コート触媒を配置する構成では、エンジンから
２層コート触媒までの距離が離れているため、排ガスが
２層コート触媒に流入するまでに排ガスが放熱して温度
低下してしまい、２層コート触媒の昇温（活性化）がか
なり遅れてしまう。このため、始動後に２層コート触媒
の三元触媒層でＨＣを浄化できるようになるまでには、
かなりの時間がかかり、その間に、ＨＣ吸着材層のＨＣ
吸着量が飽和してＨＣを吸着しきれなくなる可能性が高
くなる。
【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、始動時のＨＣ排出量
を大幅に低減することができる内燃機関の排ガス浄化装
置を提供することにある。
たものであり、従ってその目的は、始動時のＨＣ排出量
を大幅に低減することができる内燃機関の排ガス浄化装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の排ガス浄化装置は、
排ガス中の炭化水素を炭化水素吸着材で吸着し、該炭化
水素吸着材の温度上昇により該炭化水素吸着材から脱離
した炭化水素（ＨＣ）を触媒で浄化するものにおいて、
触媒早期暖機手段により、始動直後から触媒の温度を早
期に上昇させて該触媒を早期に活性化させるようにした
ものである。このようにすれば、始動後に炭化水素吸着
材のＨＣ吸着量が飽和レベルに達する前に触媒を確実に
活性化させることができるので、始動直後に発生する未
燃ＨＣを確実に炭化水素吸着材で吸着して触媒で浄化す
ることができ、始動時のＨＣ排出量を従来より大幅に低
減することができる。しかも、触媒が活性化するまでの
時間が短くなれば、その分、炭化水素吸着材のＨＣ吸着
量が少なくて済むため、炭化水素吸着材を大型化する必
要がなく、低コスト化、省スペース化の要求も満たすこ
とができる。
に、本発明の請求項１の内燃機関の排ガス浄化装置は、
排ガス中の炭化水素を炭化水素吸着材で吸着し、該炭化
水素吸着材の温度上昇により該炭化水素吸着材から脱離
した炭化水素（ＨＣ）を触媒で浄化するものにおいて、
触媒早期暖機手段により、始動直後から触媒の温度を早
期に上昇させて該触媒を早期に活性化させるようにした
ものである。このようにすれば、始動後に炭化水素吸着
材のＨＣ吸着量が飽和レベルに達する前に触媒を確実に
活性化させることができるので、始動直後に発生する未
燃ＨＣを確実に炭化水素吸着材で吸着して触媒で浄化す
ることができ、始動時のＨＣ排出量を従来より大幅に低
減することができる。しかも、触媒が活性化するまでの
時間が短くなれば、その分、炭化水素吸着材のＨＣ吸着
量が少なくて済むため、炭化水素吸着材を大型化する必
要がなく、低コスト化、省スペース化の要求も満たすこ
とができる。
【０００８】この場合、排ガスの温度は排ガス通路の下
流へ向かうほど低下するため、炭化水素吸着材から脱離
したＨＣを浄化するための触媒を、炭化水素吸着材の下
流側に配置すると、触媒が活性温度に昇温する前に炭化
水素吸着材が脱離温度に昇温して、炭化水素吸着材から
脱離したＨＣが触媒で浄化されずに排出されてしまうお
それがある。また、一般に、炭化水素吸着材の脱離温度
は、触媒の活性温度よりも低いという事情もある。
流へ向かうほど低下するため、炭化水素吸着材から脱離
したＨＣを浄化するための触媒を、炭化水素吸着材の下
流側に配置すると、触媒が活性温度に昇温する前に炭化
水素吸着材が脱離温度に昇温して、炭化水素吸着材から
脱離したＨＣが触媒で浄化されずに排出されてしまうお
それがある。また、一般に、炭化水素吸着材の脱離温度
は、触媒の活性温度よりも低いという事情もある。
【０００９】これらの事情を考慮して、脱離ＨＣを浄化
するための触媒を、炭化水素吸着材の上流側に配置し、
炭化水素吸着材から脱離したＨＣを還流路を通して触媒
の上流側に戻して浄化するようにしても良いが、請求項
２のように、触媒を炭化水素吸着材の表面に担持させる
ことで、触媒と炭化水素吸着材とを一体化した２層コー
ト触媒を構成し、該２層コート触媒を排気マニホールド
の近傍に配置しても良い。
するための触媒を、炭化水素吸着材の上流側に配置し、
炭化水素吸着材から脱離したＨＣを還流路を通して触媒
の上流側に戻して浄化するようにしても良いが、請求項
２のように、触媒を炭化水素吸着材の表面に担持させる
ことで、触媒と炭化水素吸着材とを一体化した２層コー
ト触媒を構成し、該２層コート触媒を排気マニホールド
の近傍に配置しても良い。
【００１０】２層コート触媒を用いれば、排ガスに直接
晒される上層の触媒を先に活性温度に昇温させてから下
層の炭化水素吸着材を脱離温度に昇温させることがで
き、下層の炭化水素吸着材から脱離したＨＣを上層の触
媒で確実に浄化することができる。しかも、２層コート
触媒を排気マニホールドの近傍に配置すれば、２層コー
ト触媒を高温の排ガスに晒すことができるので、触媒早
期暖機手段による触媒早期暖機効果と相俟って触媒を更
に短時間で活性化させることができ、始動時のＨＣ排出
量低減効果を更に大きくすることができる。
晒される上層の触媒を先に活性温度に昇温させてから下
層の炭化水素吸着材を脱離温度に昇温させることがで
き、下層の炭化水素吸着材から脱離したＨＣを上層の触
媒で確実に浄化することができる。しかも、２層コート
触媒を排気マニホールドの近傍に配置すれば、２層コー
ト触媒を高温の排ガスに晒すことができるので、触媒早
期暖機手段による触媒早期暖機効果と相俟って触媒を更
に短時間で活性化させることができ、始動時のＨＣ排出
量低減効果を更に大きくすることができる。
【００１１】更に、請求項３のように、始動後に炭化水
素吸着材に吸着した炭化水素が該炭化水素吸着材の温度
上昇により脱離する時期に、リーン制御手段により排ガ
スの空燃比をリーン側に制御するようにしても良い。こ
のようにすれば、炭化水素吸着材からの脱離ＨＣによる
リッチ分を排ガスのリーン制御によるリーン分で相殺す
ることができるので、触媒付近の排ガスの空燃比を浄化
効率の高い範囲内に保つことができ、脱離ＨＣの浄化反
応を効率良く促進することができる。しかも、リーン制
御による燃焼遅延によって排ガス温度が上昇すると共
に、上述した脱離ＨＣの浄化反応によって反応熱量が増
加するため、触媒の昇温を更に効率良く促進することが
できる。
素吸着材に吸着した炭化水素が該炭化水素吸着材の温度
上昇により脱離する時期に、リーン制御手段により排ガ
スの空燃比をリーン側に制御するようにしても良い。こ
のようにすれば、炭化水素吸着材からの脱離ＨＣによる
リッチ分を排ガスのリーン制御によるリーン分で相殺す
ることができるので、触媒付近の排ガスの空燃比を浄化
効率の高い範囲内に保つことができ、脱離ＨＣの浄化反
応を効率良く促進することができる。しかも、リーン制
御による燃焼遅延によって排ガス温度が上昇すると共
に、上述した脱離ＨＣの浄化反応によって反応熱量が増
加するため、触媒の昇温を更に効率良く促進することが
できる。
【００１２】また、一般に、触媒の下流部は、上流部よ
りも温度上昇が緩やになり、ＨＣ浄化率が上流部に比べ
て低下する傾向にある。このような温度分布を考慮し
て、請求項４のように、２層コート触媒の触媒担持量
を、該２層コート触媒の上流部よりも下流部の方が多く
なるように設定すると良い。このようにすれば、２層コ
ート触媒の下流部でのＨＣ浄化反応量を増加できると共
に、その反応熱で下流部の温度上昇を速めることがで
き、２層コート触媒の下流部でのＨＣ浄化率、ひいて
は、２層コート触媒全体のＨＣ浄化率を向上することが
できる。
りも温度上昇が緩やになり、ＨＣ浄化率が上流部に比べ
て低下する傾向にある。このような温度分布を考慮し
て、請求項４のように、２層コート触媒の触媒担持量
を、該２層コート触媒の上流部よりも下流部の方が多く
なるように設定すると良い。このようにすれば、２層コ
ート触媒の下流部でのＨＣ浄化反応量を増加できると共
に、その反応熱で下流部の温度上昇を速めることがで
き、２層コート触媒の下流部でのＨＣ浄化率、ひいて
は、２層コート触媒全体のＨＣ浄化率を向上することが
できる。
【００１３】前述したように、２層コート触媒を排気マ
ニホールド近傍に配置する場合は、２層コート触媒が高
温の排ガスに晒されるため、炭化水素吸着材には耐熱性
をもたせる必要がある。一般に、炭化水素吸着材として
用いられるゼオライトは、その原料であるシリカ／アル
ミナの比が大きいほど耐熱性が良くなるが、ＨＣ吸着率
が低下してしまうという特性をもっている。
ニホールド近傍に配置する場合は、２層コート触媒が高
温の排ガスに晒されるため、炭化水素吸着材には耐熱性
をもたせる必要がある。一般に、炭化水素吸着材として
用いられるゼオライトは、その原料であるシリカ／アル
ミナの比が大きいほど耐熱性が良くなるが、ＨＣ吸着率
が低下してしまうという特性をもっている。
【００１４】そこで、請求項５のように、２層コート触
媒の炭化水素吸着材をゼオライトで形成する場合は、ゼ
オライトのシリカ／アルミナの比を、２層コート触媒の
下流部よりも上流部の方が大きくなるように設定すると
良い。このようにすれば、高温の排ガスに晒される炭化
水素吸着材上流部の耐熱性を向上させながら、炭化水素
吸着材下流部のＨＣ吸着率を高めることができ、炭化水
素吸着材の耐熱性とＨＣ吸着性とを両立させることがで
きる。
媒の炭化水素吸着材をゼオライトで形成する場合は、ゼ
オライトのシリカ／アルミナの比を、２層コート触媒の
下流部よりも上流部の方が大きくなるように設定すると
良い。このようにすれば、高温の排ガスに晒される炭化
水素吸着材上流部の耐熱性を向上させながら、炭化水素
吸着材下流部のＨＣ吸着率を高めることができ、炭化水
素吸着材の耐熱性とＨＣ吸着性とを両立させることがで
きる。
【００１５】ところで、近年、排ガス浄化能力を高める
ために、排気管に排ガス浄化用の触媒を２個直列に設置
したものがあり、前記特開平１１−８２１１１号公報の
排ガス浄化装置においても、排気管に三元触媒と２層コ
ート触媒を直列に設置することが提案されている。しか
し、このものは、三元触媒の下流側に２層コート触媒を
配置しているので、２層コート触媒の炭化水素吸着材層
から脱離したＨＣを２層コート触媒の三元触媒層でしか
浄化することができず、脱離ＨＣを該三元触媒層で浄化
しきれない場合は、脱離ＨＣの一部が浄化されずに大気
中に排出されてしまう。
ために、排気管に排ガス浄化用の触媒を２個直列に設置
したものがあり、前記特開平１１−８２１１１号公報の
排ガス浄化装置においても、排気管に三元触媒と２層コ
ート触媒を直列に設置することが提案されている。しか
し、このものは、三元触媒の下流側に２層コート触媒を
配置しているので、２層コート触媒の炭化水素吸着材層
から脱離したＨＣを２層コート触媒の三元触媒層でしか
浄化することができず、脱離ＨＣを該三元触媒層で浄化
しきれない場合は、脱離ＨＣの一部が浄化されずに大気
中に排出されてしまう。
【００１６】そこで、請求項６のように、２層コート触
媒の下流側に下流側触媒を配置すると良い。このように
すれば、２層コート触媒の炭化水素吸着材から脱離した
ＨＣを、２層コート触媒の触媒層と下流側触媒の両方で
浄化することが可能となり、仮に、脱離ＨＣを２層コー
ト触媒の触媒層で浄化しきれない場合でも、脱離ＨＣを
下流側触媒で浄化することができる。
媒の下流側に下流側触媒を配置すると良い。このように
すれば、２層コート触媒の炭化水素吸着材から脱離した
ＨＣを、２層コート触媒の触媒層と下流側触媒の両方で
浄化することが可能となり、仮に、脱離ＨＣを２層コー
ト触媒の触媒層で浄化しきれない場合でも、脱離ＨＣを
下流側触媒で浄化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
の実施形態（１）を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略
構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管
１２には、スロットル開度を調整するスロットルバルブ
１３が設けられ、各気筒に空気を導入する吸気マニホー
ルド１４の各気筒の分岐管部には、それぞれ燃料を噴射
する燃料噴射弁１５が取り付けられている。
の実施形態（１）を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略
構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管
１２には、スロットル開度を調整するスロットルバルブ
１３が設けられ、各気筒に空気を導入する吸気マニホー
ルド１４の各気筒の分岐管部には、それぞれ燃料を噴射
する燃料噴射弁１５が取り付けられている。
【００１８】一方、エンジン１１の排気管１６の途中に
は、排ガス中の有害成分を低減させる上流側触媒１７と
下流側触媒１８が直列に設置されている。各触媒１７，
１８は、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを浄化する三元触媒又はＨ
Ｃ，ＣＯを浄化する酸化触媒である。この場合、上流側
触媒１７は、始動時に早期に活性化が完了するようにエ
ンジン１１の排気マニホールド１９の近傍に配置され、
下流側触媒１８は、例えば車両のボディ下面側に配置さ
れている。上流側触媒１７と下流側触媒１８の間の排気
管１９には、ゼオライト等で形成されたＨＣ吸着材２０
が配置されている。このＨＣ吸着材２０は、低温時に排
ガス中のＨＣを吸着し、その後、ＨＣ吸着材２０が脱離
温度まで昇温されると、ＨＣ吸着材２０からＨＣが脱離
される。
は、排ガス中の有害成分を低減させる上流側触媒１７と
下流側触媒１８が直列に設置されている。各触媒１７，
１８は、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを浄化する三元触媒又はＨ
Ｃ，ＣＯを浄化する酸化触媒である。この場合、上流側
触媒１７は、始動時に早期に活性化が完了するようにエ
ンジン１１の排気マニホールド１９の近傍に配置され、
下流側触媒１８は、例えば車両のボディ下面側に配置さ
れている。上流側触媒１７と下流側触媒１８の間の排気
管１９には、ゼオライト等で形成されたＨＣ吸着材２０
が配置されている。このＨＣ吸着材２０は、低温時に排
ガス中のＨＣを吸着し、その後、ＨＣ吸着材２０が脱離
温度まで昇温されると、ＨＣ吸着材２０からＨＣが脱離
される。
【００１９】また、排気管１６のＨＣ吸着材２０の上流
側と下流側の間には、上流側触媒１７から流出する排ガ
スをＨＣ吸着材２０の下流側にバイパスさせるバイパス
通路２１が設けられ、このバイパス通路２１の下流側の
合流部に流路切換ダンパ２２が設けられている。この流
路切換ダンパ２２は、アクチュエータ２３によって駆動
される。このアクチュエータ２３は、吸気圧導入管２４
を介して吸気管１２に接続され、吸気圧導入管２４の途
中に設けられた電磁弁２５によってアクチュエータ２３
の導入圧力を大気圧と吸気圧との間で切り換えることで
アクチュエータ２３の動作が制御される。
側と下流側の間には、上流側触媒１７から流出する排ガ
スをＨＣ吸着材２０の下流側にバイパスさせるバイパス
通路２１が設けられ、このバイパス通路２１の下流側の
合流部に流路切換ダンパ２２が設けられている。この流
路切換ダンパ２２は、アクチュエータ２３によって駆動
される。このアクチュエータ２３は、吸気圧導入管２４
を介して吸気管１２に接続され、吸気圧導入管２４の途
中に設けられた電磁弁２５によってアクチュエータ２３
の導入圧力を大気圧と吸気圧との間で切り換えることで
アクチュエータ２３の動作が制御される。
【００２０】更に、排気管１６のＨＣ吸着材２０の下流
側と上流側触媒１７の上流側の間には、ＨＣ吸着材２０
から脱離したＨＣを排ガスの一部と共に上流側触媒１７
の上流側（二点鎖線矢印の方向）に還流させる還流路２
６が接続され、この還流路２６の途中に、排ガスが逆方
向（二点鎖線矢印の反対方向）に流れるのを防止する逆
止弁２７が設けられている。
側と上流側触媒１７の上流側の間には、ＨＣ吸着材２０
から脱離したＨＣを排ガスの一部と共に上流側触媒１７
の上流側（二点鎖線矢印の方向）に還流させる還流路２
６が接続され、この還流路２６の途中に、排ガスが逆方
向（二点鎖線矢印の反対方向）に流れるのを防止する逆
止弁２７が設けられている。
【００２１】エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記
する）２８は、マイクロコンピュータを主体として構成
され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された燃料
噴射制御プログラム（図示せず）を実行することで、エ
ンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１５の燃料噴射量を
制御すると共に、点火制御プログラム（図示せず）を実
行することで、点火プラグ２９の点火時期を制御する。
する）２８は、マイクロコンピュータを主体として構成
され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された燃料
噴射制御プログラム（図示せず）を実行することで、エ
ンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１５の燃料噴射量を
制御すると共に、点火制御プログラム（図示せず）を実
行することで、点火プラグ２９の点火時期を制御する。
【００２２】ところで、始動直後の冷機時には、触媒１
７，１８が未活性状態であるため、エンジン１１から排
出されるＨＣを浄化することができない。そこで、ＥＣ
Ｕ２８は、後述するように流路切換ダンパ２２を制御し
て、触媒１７，１８が未活性でＨＣを浄化できない期間
は、排ガス中のＨＣをＨＣ吸着材２０に一旦吸着させて
おき、その後、上流側触媒１７が活性化してＨＣを十分
に浄化できる状態になったときに、ＨＣ吸着材２０から
脱離したＨＣを上流側触媒１７の上流側に還流させて浄
化する。この際、ＥＣＵ２８は、始動直後から触媒早期
暖機制御を実行して上流側触媒１７を早期に昇温させ
て、活性化までの時間を短縮する。この触媒早期暖機制
御では、例えば、点火時期遅角制御、空燃比リーン制
御、２次エア導入制御、後着火制御のうちの少なくとも
１つを実行する。
７，１８が未活性状態であるため、エンジン１１から排
出されるＨＣを浄化することができない。そこで、ＥＣ
Ｕ２８は、後述するように流路切換ダンパ２２を制御し
て、触媒１７，１８が未活性でＨＣを浄化できない期間
は、排ガス中のＨＣをＨＣ吸着材２０に一旦吸着させて
おき、その後、上流側触媒１７が活性化してＨＣを十分
に浄化できる状態になったときに、ＨＣ吸着材２０から
脱離したＨＣを上流側触媒１７の上流側に還流させて浄
化する。この際、ＥＣＵ２８は、始動直後から触媒早期
暖機制御を実行して上流側触媒１７を早期に昇温させ
て、活性化までの時間を短縮する。この触媒早期暖機制
御では、例えば、点火時期遅角制御、空燃比リーン制
御、２次エア導入制御、後着火制御のうちの少なくとも
１つを実行する。
【００２３】点火時期遅角制御と空燃比リーン制御は、
それぞれ点火時期の遅角補正、空燃比のリーン化によっ
て筒内混合気の燃焼を遅らせて排ガス温度を上昇させる
ことで、触媒温度の早期上昇を図る。また、２次エア導
入制御は、エアポンプ等で排気管１６の上流側触媒１７
の上流側に外気を導入して排気管１６内でＨＣやＣＯを
燃焼させる「後燃え」を発生させることで、排ガス温度
を上昇させて触媒温度の早期上昇を図る。また、後着火
制御は、排気管１６の上流側触媒１７の上流側に着火装
置を設け、この着火装置で後燃えを発生させることで、
排ガス温度を上昇させて触媒温度の早期上昇を図る。こ
れら触媒早期暖機制御を実行する機能が特許請求の範囲
でいう触媒早期暖機手段に相当する。
それぞれ点火時期の遅角補正、空燃比のリーン化によっ
て筒内混合気の燃焼を遅らせて排ガス温度を上昇させる
ことで、触媒温度の早期上昇を図る。また、２次エア導
入制御は、エアポンプ等で排気管１６の上流側触媒１７
の上流側に外気を導入して排気管１６内でＨＣやＣＯを
燃焼させる「後燃え」を発生させることで、排ガス温度
を上昇させて触媒温度の早期上昇を図る。また、後着火
制御は、排気管１６の上流側触媒１７の上流側に着火装
置を設け、この着火装置で後燃えを発生させることで、
排ガス温度を上昇させて触媒温度の早期上昇を図る。こ
れら触媒早期暖機制御を実行する機能が特許請求の範囲
でいう触媒早期暖機手段に相当する。
【００２４】ＥＣＵ２８は、始動直後から上記触媒早期
暖機制御の少なくとも１つを実行すると共に、次のよう
に流路切換ダンパ２２を制御して始動直後からＨＣ排出
量を大幅に低減する。
暖機制御の少なくとも１つを実行すると共に、次のよう
に流路切換ダンパ２２を制御して始動直後からＨＣ排出
量を大幅に低減する。
【００２５】始動直後、つまり、触媒１７，１８がＨＣ
を十分に浄化できない未活性時は、流路切換ダンパ２２
を図１に実線で示すバイパス通路閉鎖位置に切り換え
て、上流側触媒１７から流出する排ガスを実線矢印で示
すようにＨＣ吸着材２０に流すことで、上流側触媒１７
を通り抜けたＨＣをＨＣ吸着材２０に吸着させる。
を十分に浄化できない未活性時は、流路切換ダンパ２２
を図１に実線で示すバイパス通路閉鎖位置に切り換え
て、上流側触媒１７から流出する排ガスを実線矢印で示
すようにＨＣ吸着材２０に流すことで、上流側触媒１７
を通り抜けたＨＣをＨＣ吸着材２０に吸着させる。
【００２６】その後、上流側触媒１７が活性化してＨＣ
を十分に浄化できる状態になった時期に、流路切換ダン
パ２２を図１に破線で示すバイパス通路開放位置に切り
換えて、上流側触媒１７から流出する排ガスを主に破線
矢印で示すようにバイパス通路２１に流すと共に、一部
の排ガスをＨＣ吸着材２０→還流路２６の経路で上流側
触媒１７の上流側に還流させる。この状態で、ＨＣ吸着
材２０が脱離温度まで昇温されると、ＨＣ吸着材２０か
ら脱離したＨＣが上流側触媒１７の上流側に戻されて、
上流側触媒１７で浄化される。
を十分に浄化できる状態になった時期に、流路切換ダン
パ２２を図１に破線で示すバイパス通路開放位置に切り
換えて、上流側触媒１７から流出する排ガスを主に破線
矢印で示すようにバイパス通路２１に流すと共に、一部
の排ガスをＨＣ吸着材２０→還流路２６の経路で上流側
触媒１７の上流側に還流させる。この状態で、ＨＣ吸着
材２０が脱離温度まで昇温されると、ＨＣ吸着材２０か
ら脱離したＨＣが上流側触媒１７の上流側に戻されて、
上流側触媒１７で浄化される。
【００２７】尚、上流側触媒１７が活性化してから暫く
すると、下流側触媒１８が活性化するので、下流側触媒
１８の活性化後に、流路切換ダンパ２２をバイパス通路
閉鎖位置に切り換えて、ＨＣ吸着材２０から脱離したＨ
Ｃを下流側触媒１８に流して下流側触媒１８で浄化する
ようにしても良い。
すると、下流側触媒１８が活性化するので、下流側触媒
１８の活性化後に、流路切換ダンパ２２をバイパス通路
閉鎖位置に切り換えて、ＨＣ吸着材２０から脱離したＨ
Ｃを下流側触媒１８に流して下流側触媒１８で浄化する
ようにしても良い。
【００２８】以上説明した本実施形態（１）の排ガス浄
化装置のＨＣ低減効果を図２を用いて説明する。本実施
形態（１）では、上流側触媒１７を排気マニホールド１
９の近傍に配置すると共に、始動直後から触媒早期暖機
制御を実行して、上流側触媒１７を早期に活性化させる
ようにしているため、始動から５秒程度で上流側触媒１
７が活性化して上流側触媒１７によるＨＣ浄化効果（図
２の斜線部分）が顕著に現れる。上流側触媒１７が活
性化する前は、上流側触媒１７を通り抜けたＨＣがＨＣ
吸着材２０に吸着される（図２の斜線部分）。このよ
うに、始動直後から働くＨＣ吸着材２０によるＨＣ吸着
効果（図２の斜線部分）と、触媒早期暖機制御による
上流側触媒１７の早期活性化の効果（図２の斜線部分
）とによって、始動直後からＨＣ吸着材２０の下流側
へのＨＣ排出量が効果的に低減される。
化装置のＨＣ低減効果を図２を用いて説明する。本実施
形態（１）では、上流側触媒１７を排気マニホールド１
９の近傍に配置すると共に、始動直後から触媒早期暖機
制御を実行して、上流側触媒１７を早期に活性化させる
ようにしているため、始動から５秒程度で上流側触媒１
７が活性化して上流側触媒１７によるＨＣ浄化効果（図
２の斜線部分）が顕著に現れる。上流側触媒１７が活
性化する前は、上流側触媒１７を通り抜けたＨＣがＨＣ
吸着材２０に吸着される（図２の斜線部分）。このよ
うに、始動直後から働くＨＣ吸着材２０によるＨＣ吸着
効果（図２の斜線部分）と、触媒早期暖機制御による
上流側触媒１７の早期活性化の効果（図２の斜線部分
）とによって、始動直後からＨＣ吸着材２０の下流側
へのＨＣ排出量が効果的に低減される。
【００２９】ところで、触媒早期暖機制御を行わない場
合は、上流側触媒１７が活性化するまでに時間がかかる
ため、ＨＣ吸着材２０のＨＣ吸着量が飽和してＨＣを吸
着しきれなくなり、ＨＣ排出量が増加してしまう。この
対策として、ＨＣ吸着材２０を大型化すると、低コスト
化と省スペース化の要求を満たすことができない。
合は、上流側触媒１７が活性化するまでに時間がかかる
ため、ＨＣ吸着材２０のＨＣ吸着量が飽和してＨＣを吸
着しきれなくなり、ＨＣ排出量が増加してしまう。この
対策として、ＨＣ吸着材２０を大型化すると、低コスト
化と省スペース化の要求を満たすことができない。
【００３０】この点、本実施形態（１）では、始動直後
から触媒早期暖機制御を実行するため、極めて短時間で
上流側触媒１７を活性化させることができる。これによ
り、始動後にＨＣ吸着材２０のＨＣ吸着量が飽和レベル
に達する前に上流側触媒１７を確実に活性化させること
ができるので、始動直後に発生する未燃ＨＣを確実にＨ
Ｃ吸着材２０で吸着して上流側触媒１７で浄化すること
ができ、始動時のＨＣ排出量を従来より大幅に低減する
ことができる。しかも、上流側触媒１７が活性化するま
での時間が短くなれば、その分、ＨＣ吸着材２０のＨＣ
吸着量が少なくて済むため、ＨＣ吸着材２０を大型化す
る必要がなく、低コスト化、省スペース化の要求も満た
すことができる。
から触媒早期暖機制御を実行するため、極めて短時間で
上流側触媒１７を活性化させることができる。これによ
り、始動後にＨＣ吸着材２０のＨＣ吸着量が飽和レベル
に達する前に上流側触媒１７を確実に活性化させること
ができるので、始動直後に発生する未燃ＨＣを確実にＨ
Ｃ吸着材２０で吸着して上流側触媒１７で浄化すること
ができ、始動時のＨＣ排出量を従来より大幅に低減する
ことができる。しかも、上流側触媒１７が活性化するま
での時間が短くなれば、その分、ＨＣ吸着材２０のＨＣ
吸着量が少なくて済むため、ＨＣ吸着材２０を大型化す
る必要がなく、低コスト化、省スペース化の要求も満た
すことができる。
【００３１】尚、本実施形態（１）では、流路切換ダン
パ２２を吸気圧を利用して駆動するようにしたが、モー
タ、電磁石等のアクチュエータで流路切換ダンパ２２を
駆動するようにしても良い。
パ２２を吸気圧を利用して駆動するようにしたが、モー
タ、電磁石等のアクチュエータで流路切換ダンパ２２を
駆動するようにしても良い。
【００３２】［実施形態（２）］次に、本発明の実施形
態（２）を図３乃至図７を用いて説明する。本実施形態
（２）では、図３に示すように、排気管１６の排気マニ
ホールド１９の近傍に、２層コート触媒３０が配置さ
れ、この２層コート触媒３０の下流側（例えば車両のボ
ディ下面）に下流側触媒１８が配置されている。図４に
示すように、２層コート触媒３０は、コージェライト等
のセラミックでハニカム状に形成された担体３１の内壁
面に、ゼオライト等のＨＣ吸着材３２をコーティング
し、このＨＣ吸着材３２の表面に三元触媒又は酸化触媒
等の触媒３３をコーティング等により担持させたもので
ある。触媒３３は無数の微細孔を有する多孔状に形成さ
れ、排ガス中のＨＣが触媒３３の微細孔を通過してＨＣ
吸着材３２に吸着されるようになっている。
態（２）を図３乃至図７を用いて説明する。本実施形態
（２）では、図３に示すように、排気管１６の排気マニ
ホールド１９の近傍に、２層コート触媒３０が配置さ
れ、この２層コート触媒３０の下流側（例えば車両のボ
ディ下面）に下流側触媒１８が配置されている。図４に
示すように、２層コート触媒３０は、コージェライト等
のセラミックでハニカム状に形成された担体３１の内壁
面に、ゼオライト等のＨＣ吸着材３２をコーティング
し、このＨＣ吸着材３２の表面に三元触媒又は酸化触媒
等の触媒３３をコーティング等により担持させたもので
ある。触媒３３は無数の微細孔を有する多孔状に形成さ
れ、排ガス中のＨＣが触媒３３の微細孔を通過してＨＣ
吸着材３２に吸着されるようになっている。
【００３３】図５（ａ）に示すように、２層コート触媒
３０の触媒３３の担持量は、２層コート触媒３０の上流
部よりも下流部の方が多くなるように形成され、２層コ
ート触媒３０の下流部でのＨＣ浄化反応量を多くするよ
うにしている。
３０の触媒３３の担持量は、２層コート触媒３０の上流
部よりも下流部の方が多くなるように形成され、２層コ
ート触媒３０の下流部でのＨＣ浄化反応量を多くするよ
うにしている。
【００３４】また、ＨＣ吸着材３２を形成しているゼオ
ライトは、その原料であるシリカ／アルミナの比が大き
いほど耐熱性が良くなるが、ＨＣ吸着率が低下してしま
うという特性をもっているため、図５（ｂ）に示すよう
に、２層コート触媒３０のＨＣ吸着材３２（ゼオライ
ト）は、高熱に晒される上流部のシリカ／アルミナの比
を大きくして耐熱性を確保し、上流部よりも温度が低く
なる下流部のシリカ／アルミナの比を小さくしてＨＣ吸
着率を高めるようにしている。
ライトは、その原料であるシリカ／アルミナの比が大き
いほど耐熱性が良くなるが、ＨＣ吸着率が低下してしま
うという特性をもっているため、図５（ｂ）に示すよう
に、２層コート触媒３０のＨＣ吸着材３２（ゼオライ
ト）は、高熱に晒される上流部のシリカ／アルミナの比
を大きくして耐熱性を確保し、上流部よりも温度が低く
なる下流部のシリカ／アルミナの比を小さくしてＨＣ吸
着率を高めるようにしている。
【００３５】更に、図６に示すように、２層コート触媒
３０は、排ガスとの接触距離を長くして浄化率を高める
ために、排ガスの流れ方向長さＬが断面平均直径Ｄより
も大きくなるように設定され、排ガスの流れ方向に細長
い形状に形成されている。
３０は、排ガスとの接触距離を長くして浄化率を高める
ために、排ガスの流れ方向長さＬが断面平均直径Ｄより
も大きくなるように設定され、排ガスの流れ方向に細長
い形状に形成されている。
【００３６】本実施形態（２）においても、ＥＣＵ２８
は、始動直後から触媒早期暖機制御を実行して２層コー
ト触媒３０の触媒３３を早期に昇温させて、活性化まで
の時間を短縮する。
は、始動直後から触媒早期暖機制御を実行して２層コー
ト触媒３０の触媒３３を早期に昇温させて、活性化まで
の時間を短縮する。
【００３７】始動直後、つまり、２層コート触媒３０の
触媒３３及び下流側触媒１８がＨＣを浄化できない未活
性時は、２層コート触媒３０に流入する排ガス中のＨＣ
は触媒３３の微細孔を通過してＨＣ吸着材３１に吸着さ
れる。
触媒３３及び下流側触媒１８がＨＣを浄化できない未活
性時は、２層コート触媒３０に流入する排ガス中のＨＣ
は触媒３３の微細孔を通過してＨＣ吸着材３１に吸着さ
れる。
【００３８】その後、２層コート触媒３０では、排ガス
に直接晒される上層の触媒３３が先に活性温度に昇温し
てＨＣを十分に浄化できる状態になった後、下層のＨＣ
吸着材３２が脱離温度に昇温する。ＨＣ吸着材３２が脱
離温度に昇温すると、ＨＣ吸着材３２から脱離したＨＣ
が触媒３３で浄化される。この際、ＥＣＵ２８は、ＨＣ
吸着材３２からＨＣが脱離する時期に、排ガスの空燃比
をリーン側に制御して、ＨＣ吸着材３２からの脱離ＨＣ
によるリッチ分を排ガスのリーン制御によるリーン分で
相殺し、触媒３３付近の空燃比を浄化効率の高い範囲内
に保つ。この機能が特許請求の範囲でいうリーン制御手
段に相当する。
に直接晒される上層の触媒３３が先に活性温度に昇温し
てＨＣを十分に浄化できる状態になった後、下層のＨＣ
吸着材３２が脱離温度に昇温する。ＨＣ吸着材３２が脱
離温度に昇温すると、ＨＣ吸着材３２から脱離したＨＣ
が触媒３３で浄化される。この際、ＥＣＵ２８は、ＨＣ
吸着材３２からＨＣが脱離する時期に、排ガスの空燃比
をリーン側に制御して、ＨＣ吸着材３２からの脱離ＨＣ
によるリッチ分を排ガスのリーン制御によるリーン分で
相殺し、触媒３３付近の空燃比を浄化効率の高い範囲内
に保つ。この機能が特許請求の範囲でいうリーン制御手
段に相当する。
【００３９】以上説明した本実施形態（２）の排ガス浄
化装置のＨＣ低減効果を図７を用いて説明する。本実施
形態（２）においても、２層コート触媒３０を排気マニ
ホールド１９近傍に配置すると共に、始動直後から触媒
早期暖機制御を実行するようにしているため、始動から
５秒程度で触媒３３を活性化させて触媒３３でＨＣを十
分に浄化できるようになる。これにより、始動後にＨＣ
吸着材３２のＨＣ吸着量が飽和レベルに達する前に触媒
３３を確実に活性化させてＨＣを浄化することができ、
始動時のＨＣ排出量を従来より大幅に低減することがで
きる。
化装置のＨＣ低減効果を図７を用いて説明する。本実施
形態（２）においても、２層コート触媒３０を排気マニ
ホールド１９近傍に配置すると共に、始動直後から触媒
早期暖機制御を実行するようにしているため、始動から
５秒程度で触媒３３を活性化させて触媒３３でＨＣを十
分に浄化できるようになる。これにより、始動後にＨＣ
吸着材３２のＨＣ吸着量が飽和レベルに達する前に触媒
３３を確実に活性化させてＨＣを浄化することができ、
始動時のＨＣ排出量を従来より大幅に低減することがで
きる。
【００４０】更に、本実施形態（２）では、始動後にＨ
Ｃ吸着材３２に吸着したＨＣが脱離する時期に、排ガス
の空燃比をリーン側に制御して、触媒３３付近の空燃比
を浄化効率の高い範囲に維持するようにしているので、
脱離ＨＣの浄化反応を促進することができ、図７に示す
ように、リーン制御を行わない場合に比べてＨＣ排出量
を更に低減することができる。しかも、リーン制御によ
る燃焼遅延によって排ガス温度が上昇すると共に、脱離
ＨＣの浄化反応によって反応熱量が増加するため、触媒
３３の昇温を更に効率良く促進することができる。
Ｃ吸着材３２に吸着したＨＣが脱離する時期に、排ガス
の空燃比をリーン側に制御して、触媒３３付近の空燃比
を浄化効率の高い範囲に維持するようにしているので、
脱離ＨＣの浄化反応を促進することができ、図７に示す
ように、リーン制御を行わない場合に比べてＨＣ排出量
を更に低減することができる。しかも、リーン制御によ
る燃焼遅延によって排ガス温度が上昇すると共に、脱離
ＨＣの浄化反応によって反応熱量が増加するため、触媒
３３の昇温を更に効率良く促進することができる。
【００４１】しかしながら、本発明は、ＨＣ脱離時期に
リーン制御を行わないようにしても良く、この場合で
も、本発明の所期の目的は十分に達成することができ
る。尚、前記実施形態（１）において、ＨＣ脱離時期に
リーン制御を行うようにしても良い。
リーン制御を行わないようにしても良く、この場合で
も、本発明の所期の目的は十分に達成することができ
る。尚、前記実施形態（１）において、ＨＣ脱離時期に
リーン制御を行うようにしても良い。
【００４２】ところで、通常、触媒の下流部は、上流部
よりも温度上昇が緩やになり、ＨＣの浄化率が上流部に
比べて低下する傾向にある。このような温度分布を考慮
して、本実施形態（２）では、２層コート触媒３０の触
媒３３の担持量を、２層コート触媒３０の上流部よりも
下流部の方が多くなるように設定しているので、２層コ
ート触媒３０の下流部でのＨＣ浄化反応量を増加できる
と共に、その反応熱で下流部の温度上昇を速めることが
でき、２層コート触媒３０の下流部でのＨＣ浄化率ひい
ては２層コート触媒３０全体のＨＣ浄化率を向上するこ
とができる。
よりも温度上昇が緩やになり、ＨＣの浄化率が上流部に
比べて低下する傾向にある。このような温度分布を考慮
して、本実施形態（２）では、２層コート触媒３０の触
媒３３の担持量を、２層コート触媒３０の上流部よりも
下流部の方が多くなるように設定しているので、２層コ
ート触媒３０の下流部でのＨＣ浄化反応量を増加できる
と共に、その反応熱で下流部の温度上昇を速めることが
でき、２層コート触媒３０の下流部でのＨＣ浄化率ひい
ては２層コート触媒３０全体のＨＣ浄化率を向上するこ
とができる。
【００４３】また、本実施形態（２）のように、２層コ
ート触媒３０を排気マニホールド１９の近傍に配置する
場合は、２層コート触媒３０が高温の排ガスに晒される
ため、２層コート触媒３０のＨＣ吸着材３２には耐熱性
をもたせる必要がある。しかし、前述したように、ＨＣ
吸着材３２を形成しているゼオライトは、シリカ／アル
ミナの比が大きいほど耐熱性が良くなるが、ＨＣ吸着率
が低下してしまうという特性をもっている。このような
特性を考慮して、本実施形態（２）では、２層コート触
媒３０のＨＣ吸着材３２（ゼオライト）のシリカ／アル
ミナの比を、２層コート触媒３０の下流部よりも上流部
の方が大きくなるように設定しているので、高熱に晒さ
れるＨＣ吸着材３２上流部の耐熱性を向上させながら、
ＨＣ吸着材３２下流部のＨＣ吸着率を高めることがで
き、ＨＣ吸着材３２の耐熱性とＨＣ吸着性とを両立させ
ることができる。
ート触媒３０を排気マニホールド１９の近傍に配置する
場合は、２層コート触媒３０が高温の排ガスに晒される
ため、２層コート触媒３０のＨＣ吸着材３２には耐熱性
をもたせる必要がある。しかし、前述したように、ＨＣ
吸着材３２を形成しているゼオライトは、シリカ／アル
ミナの比が大きいほど耐熱性が良くなるが、ＨＣ吸着率
が低下してしまうという特性をもっている。このような
特性を考慮して、本実施形態（２）では、２層コート触
媒３０のＨＣ吸着材３２（ゼオライト）のシリカ／アル
ミナの比を、２層コート触媒３０の下流部よりも上流部
の方が大きくなるように設定しているので、高熱に晒さ
れるＨＣ吸着材３２上流部の耐熱性を向上させながら、
ＨＣ吸着材３２下流部のＨＣ吸着率を高めることがで
き、ＨＣ吸着材３２の耐熱性とＨＣ吸着性とを両立させ
ることができる。
【００４４】尚、２層コート触媒３０の触媒３３の担持
量とＨＣ吸着材３２のシリカ／アルミナの比の排ガス流
れ方向の分布については、２層コート触媒３０のＨＣ浄
化性能と耐熱性能を確保できる範囲内で適宜変更しても
良いことは言うまでもない。
量とＨＣ吸着材３２のシリカ／アルミナの比の排ガス流
れ方向の分布については、２層コート触媒３０のＨＣ浄
化性能と耐熱性能を確保できる範囲内で適宜変更しても
良いことは言うまでもない。
【００４５】また、前述した特開平１１−８２１１１号
公報の排ガス浄化装置では、三元触媒の下流側に２層コ
ート触媒を配置しているので、２層コート触媒のＨＣ吸
着材から脱離したＨＣを２層コート触媒の三元触媒層で
しか浄化することができず、脱離ＨＣを該三元触媒層で
浄化しきれない場合は、脱離ＨＣの一部が浄化されずに
大気中に排出されてしまう。
公報の排ガス浄化装置では、三元触媒の下流側に２層コ
ート触媒を配置しているので、２層コート触媒のＨＣ吸
着材から脱離したＨＣを２層コート触媒の三元触媒層で
しか浄化することができず、脱離ＨＣを該三元触媒層で
浄化しきれない場合は、脱離ＨＣの一部が浄化されずに
大気中に排出されてしまう。
【００４６】その点、本実施形態（２）では、２層コー
ト触媒３０の下流側に、下流側触媒１８を配置している
ので、２層コート触媒３０のＨＣ吸着材３２から脱離し
たＨＣを、２層コート触媒３０の触媒３３層と下流側触
媒１８の両方で浄化することが可能となり、仮に、脱離
ＨＣを２層コート触媒３０の触媒３３で浄化しきれない
場合でも、脱離ＨＣを下流側触媒１８で浄化することが
でき、ＨＣ浄化率を確実に向上することができる。
ト触媒３０の下流側に、下流側触媒１８を配置している
ので、２層コート触媒３０のＨＣ吸着材３２から脱離し
たＨＣを、２層コート触媒３０の触媒３３層と下流側触
媒１８の両方で浄化することが可能となり、仮に、脱離
ＨＣを２層コート触媒３０の触媒３３で浄化しきれない
場合でも、脱離ＨＣを下流側触媒１８で浄化することが
でき、ＨＣ浄化率を確実に向上することができる。
【００４７】以上説明した各実施形態では、触媒早期暖
機制御として点火時期遅角制御、空燃比リーン制御、２
次エア導入制御、後着火制御を実行して排ガスの温度を
上昇させて触媒温度を上昇させるようにしたが、例え
ば、電気加熱式の触媒を用いて触媒を直接加熱するよう
にしても良い。また、筒内噴射エンジンのように、筒内
に直接燃料を噴射するエンジンでは、通常の燃料噴射の
後に、膨張行程の後半又は排気行程で少量の燃料を噴射
するダブルインジェクション制御を実行して後燃えを発
生させるようにしても良い。
機制御として点火時期遅角制御、空燃比リーン制御、２
次エア導入制御、後着火制御を実行して排ガスの温度を
上昇させて触媒温度を上昇させるようにしたが、例え
ば、電気加熱式の触媒を用いて触媒を直接加熱するよう
にしても良い。また、筒内噴射エンジンのように、筒内
に直接燃料を噴射するエンジンでは、通常の燃料噴射の
後に、膨張行程の後半又は排気行程で少量の燃料を噴射
するダブルインジェクション制御を実行して後燃えを発
生させるようにしても良い。
【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図
ステム全体の概略構成図
【図２】本実施形態（１）における始動後のＨＣ浄化特
性を示すタイムチャート
性を示すタイムチャート
【図３】本発明の実施形態（２）を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図
ステム全体の概略構成図
【図４】２層コート触媒の部分拡大断面図
【図５】（ａ）は２層コート触媒の触媒担持量の排ガス
流れ方向の分布を示す図、（ｂ）は２層コート触媒のＨ
Ｃ吸着材のシリカ／アルミナの排ガス流れ方向の分布を
示す図
流れ方向の分布を示す図、（ｂ）は２層コート触媒のＨ
Ｃ吸着材のシリカ／アルミナの排ガス流れ方向の分布を
示す図
【図６】（ａ）は２層コート触媒の正面図、（ｂ）は２
層コート触媒の側面図
層コート触媒の側面図
【図７】本実施形態（２）における始動後のＨＣ浄化特
性を示すタイムチャート
性を示すタイムチャート
１１…エンジン（内燃機関）、１６…排気管、１７…上
流側触媒、１８…下流側触媒、１９…排気マニホール
ド、２０…ＨＣ吸着材（炭化水素吸着材）、２１…バイ
パス通路、２２…流路切換ダンパ、２６…還流路、２７
…逆止弁、２８…ＥＣＵ（触媒早期暖機手段，リーン制
御手段）、３０…２層コート触媒、３１…担体、３２…
ＨＣ吸着材（炭化水素吸着材）、３３…触媒。
流側触媒、１８…下流側触媒、１９…排気マニホール
ド、２０…ＨＣ吸着材（炭化水素吸着材）、２１…バイ
パス通路、２２…流路切換ダンパ、２６…還流路、２７
…逆止弁、２８…ＥＣＵ（触媒早期暖機手段，リーン制
御手段）、３０…２層コート触媒、３１…担体、３２…
ＨＣ吸着材（炭化水素吸着材）、３３…触媒。
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/08 Ｆ０１Ｎ 3/28 Ｋ 3/20 ３０１Ｑ 3/28 Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０５ ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０５ １０３Ｚ Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA17 AA23 AA24 AA28 AB02 AB03 AB10 BA03 BA14 BA15 BA19 BA32 CA02 CA04 CA12 CA13 CA22 CA26 CB02 CB03 CB05 CB08 DA01 DA02 DA03 DB10 FA02 FA04 FB02 FB10 FB12 FC04 FC05 FC07 GA06 GA16 GA18 GB01X GB01Y GB09Y GB10X GB10Y GB16Y GB17Y HA03 HA08 HA18 HA19 HA20 HB02 HB03 3G301 HA01 JA26 KA01 MA01 NE15 4D048 AA18 AB01 BA11Y CC46 CC49 CD08 EA04 EA08
Claims (6)
- 【請求項１】 内燃機関の排ガス中の炭化水素を吸着す
る炭化水素吸着材と、 前記炭化水素吸着材から脱離した炭化水素を浄化する触
媒と、 始動直後から前記触媒の温度を早期に上昇させて該触媒
を早期に活性化させる触媒早期暖機手段とを備えている
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 - 【請求項２】 前記触媒を前記炭化水素吸着材の表面に
担持させることで、前記触媒と前記炭化水素吸着材とを
一体化した２層コート触媒を構成し、該２層コート触媒
を内燃機関の排気マニホールドの近傍に配置したことを
特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装
置。 - 【請求項３】 始動後に前記炭化水素吸着材に吸着した
炭化水素が該炭化水素吸着材の温度上昇により脱離する
時期に排ガスの空燃比をリーン側に制御するリーン制御
手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の内
燃機関の排ガス浄化装置。 - 【請求項４】 前記２層コート触媒の触媒担持量は、該
２層コート触媒の上流部よりも下流部の方が多くなるよ
うに設定されていることを特徴とする請求項２又は３に
記載の内燃機関の排ガス浄化装置。 - 【請求項５】 前記２層コート触媒の前記炭化水素吸着
材はゼオライトで形成され、該ゼオライトのシリカ／ア
ルミナの比が該２層コート触媒の下流部よりも上流部の
方が大きくなるように設定されていることを特徴とする
請求項２乃至４のいずれかに記載の内燃機関の排ガス浄
化装置。 - 【請求項６】 前記２層コート触媒の下流側に下流側触
媒を配置したことを特徴とする請求項２乃至５のいずれ
かに記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34638699A JP2001164930A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
| US09/729,855 US6560959B2 (en) | 1999-12-06 | 2000-12-06 | Exhaust gas purification apparatus of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34638699A JP2001164930A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001164930A true JP2001164930A (ja) | 2001-06-19 |
Family
ID=18383079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34638699A Pending JP2001164930A (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001164930A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009011976A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Denso Corp | 六角セルハニカム触媒体及びそれを用いた排ガス浄化装置 |
| DE102010042290A1 (de) | 2009-10-12 | 2011-08-25 | DENSO CORPORATION, Aichi-pref. | Emissionssteuersystem mit einer Wärmerückführungsvorrichtung |
| JP2016008529A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 排気ガス浄化装置 |
| EP3620625A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust after treatment system |
-
1999
- 1999-12-06 JP JP34638699A patent/JP2001164930A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009011976A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Denso Corp | 六角セルハニカム触媒体及びそれを用いた排ガス浄化装置 |
| DE102010042290A1 (de) | 2009-10-12 | 2011-08-25 | DENSO CORPORATION, Aichi-pref. | Emissionssteuersystem mit einer Wärmerückführungsvorrichtung |
| US8607552B2 (en) | 2009-10-12 | 2013-12-17 | Denso Corporation | Emission control system with heat recovery device |
| JP2016008529A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 排気ガス浄化装置 |
| EP3620625A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust after treatment system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050228 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050314 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050802 |