JP3116627B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス中に含まれる
炭化水素を吸着触媒（吸着剤）に吸着させるようにした
排気ガス浄化装置に関し、特に、エンジン始動時の炭化
水素浄化性能に優れ、しかも吸着炭化水素の後処理のた
めの装置構成が簡易な排気ガス浄化装置に関する。
炭化水素を吸着触媒（吸着剤）に吸着させるようにした
排気ガス浄化装置に関し、特に、エンジン始動時の炭化
水素浄化性能に優れ、しかも吸着炭化水素の後処理のた
めの装置構成が簡易な排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車などのエンジンから排出される排
気ガスに含まれる有害物質を除去するための排気ガス浄
化装置には、炭化水素（ＨＣ），一酸化炭素（ＣＯ）及
び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に低減させるための三元
触媒などの触媒が用いられている。しかし、触媒が活性
温度に達するまでは、触媒の排気ガス浄化作用は充分に
発揮されず、従って、エンジン冷態始動時などには有害
なＨＣが大気中に排出されることになる。
気ガスに含まれる有害物質を除去するための排気ガス浄
化装置には、炭化水素（ＨＣ），一酸化炭素（ＣＯ）及
び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に低減させるための三元
触媒などの触媒が用いられている。しかし、触媒が活性
温度に達するまでは、触媒の排気ガス浄化作用は充分に
発揮されず、従って、エンジン冷態始動時などには有害
なＨＣが大気中に排出されることになる。
【０００３】そこで、エンジン冷態始動時の排気ガス中
に含まれるＨＣを、触媒の下流側に設けた吸着体に吸着
させ、その後、吸着体から脱離させたＨＣを触媒などへ
強制的に還流させるようにした構造が提案されている。
例えば、米国特許第５，１４２，８６４号には、触媒，
吸着体およびターボチャージャを用いた排気ガス処理方
法が開示されている。この方法では、エンジン冷態始動
時での排気ガスからのＨＣ排出量を抑制すべく、エンジ
ン冷態時には、排気ガスを大気中に放出する前に、排気
ガスを触媒およびターボチャージャのタービン側を介し
て吸着体に流入させ、排気ガス中のＨＣを吸着体に吸着
させている。その後、吸着体温度が上昇すると、吸着体
を迂回して排気ガスを大気に排出する一方で、排気ガス
の一部分を用いて吸着体から脱離させたＨＣをターボチ
ャージャのコンプレッサ側を介して触媒の上流側でエン
ジンからの排気ガスに合流させ、これによりＨＣを触媒
で浄化している。
に含まれるＨＣを、触媒の下流側に設けた吸着体に吸着
させ、その後、吸着体から脱離させたＨＣを触媒などへ
強制的に還流させるようにした構造が提案されている。
例えば、米国特許第５，１４２，８６４号には、触媒，
吸着体およびターボチャージャを用いた排気ガス処理方
法が開示されている。この方法では、エンジン冷態始動
時での排気ガスからのＨＣ排出量を抑制すべく、エンジ
ン冷態時には、排気ガスを大気中に放出する前に、排気
ガスを触媒およびターボチャージャのタービン側を介し
て吸着体に流入させ、排気ガス中のＨＣを吸着体に吸着
させている。その後、吸着体温度が上昇すると、吸着体
を迂回して排気ガスを大気に排出する一方で、排気ガス
の一部分を用いて吸着体から脱離させたＨＣをターボチ
ャージャのコンプレッサ側を介して触媒の上流側でエン
ジンからの排気ガスに合流させ、これによりＨＣを触媒
で浄化している。
【０００４】また、ハイムリッヒ（Heimrich）らが１９
９２年２月に発表した論文「排気エミッション制御のた
めの冷態始動時の炭化水素の収集」（SAE PAPER 9208
47）には、排気系に設けた吸着体でエンジン冷態始動時
にＨＣを収集し、次いで吸着体から脱離させたＨＣを、
触媒コンバータにおいて三元触媒の下流側に設けた酸化
触媒の上流側へ強制的に還流させて浄化するようにした
装置が記載されている。又、この論文には、吸着体から
脱離させたＨＣをエンジンの吸気側へ強制的に還流させ
てエンジン燃焼室内で燃焼させるようにした別の装置も
記載されている。
９２年２月に発表した論文「排気エミッション制御のた
めの冷態始動時の炭化水素の収集」（SAE PAPER 9208
47）には、排気系に設けた吸着体でエンジン冷態始動時
にＨＣを収集し、次いで吸着体から脱離させたＨＣを、
触媒コンバータにおいて三元触媒の下流側に設けた酸化
触媒の上流側へ強制的に還流させて浄化するようにした
装置が記載されている。又、この論文には、吸着体から
脱離させたＨＣをエンジンの吸気側へ強制的に還流させ
てエンジン燃焼室内で燃焼させるようにした別の装置も
記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸着体
から脱離させたＨＣを触媒で浄化する上記従来の排気ガ
ス浄化装置において、吸着体温度と触媒温度とを簡便か
つ好適に同時制御することは必ずしも容易ではなく、触
媒が活性温度に達する前に吸着体がＨＣ脱離温度に達し
てしまうことがある。この場合、触媒の活性化が完了す
る前にＨＣが吸着体から脱離することになり、脱離ＨＣ
を触媒に還流させたとしても、ＨＣが触媒で浄化されず
に装置外部に排出されてしまう。すなわち、従来装置に
よれば、所要のＨＣ浄化を行えないことがある。
から脱離させたＨＣを触媒で浄化する上記従来の排気ガ
ス浄化装置において、吸着体温度と触媒温度とを簡便か
つ好適に同時制御することは必ずしも容易ではなく、触
媒が活性温度に達する前に吸着体がＨＣ脱離温度に達し
てしまうことがある。この場合、触媒の活性化が完了す
る前にＨＣが吸着体から脱離することになり、脱離ＨＣ
を触媒に還流させたとしても、ＨＣが触媒で浄化されず
に装置外部に排出されてしまう。すなわち、従来装置に
よれば、所要のＨＣ浄化を行えないことがある。
【０００６】又、上記従来装置では、吸着体から脱離さ
せたＨＣを触媒あるいはエンジン吸気側に還流させるた
めの、例えばターボチャージャ又はエアポンプ及びこれ
に関連する管路を含むＨＣ還流手段を設けることが必須
で、従って、吸着ＨＣの後処理のための装置構成が複雑
になり、装置コストが増大する。そこで、本発明は、エ
ンジン冷態始動時の排気ガス中に含まれる炭化水素を吸
着触媒に吸着させるタイプであって、エンジン始動時の
炭化水素浄化性能に優れ、吸着触媒に吸着させた炭化水
素の後処理のための装置構成が簡易な排気ガス浄化装置
を提供することを目的とする。
せたＨＣを触媒あるいはエンジン吸気側に還流させるた
めの、例えばターボチャージャ又はエアポンプ及びこれ
に関連する管路を含むＨＣ還流手段を設けることが必須
で、従って、吸着ＨＣの後処理のための装置構成が複雑
になり、装置コストが増大する。そこで、本発明は、エ
ンジン冷態始動時の排気ガス中に含まれる炭化水素を吸
着触媒に吸着させるタイプであって、エンジン始動時の
炭化水素浄化性能に優れ、吸着触媒に吸着させた炭化水
素の後処理のための装置構成が簡易な排気ガス浄化装置
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス浄化装
置は、専ら炭化水素吸着作用を有すると従来考えられて
いた吸着剤のうちのある種のものが所定温度領域におい
て酸化触媒作用を奏するという、本発明者などが最近知
得した新たな知見に基づいて創案されたもので、エンジ
ンの排気側に連通する主排気通路の途中に配されエンジ
ンからの排気ガスを浄化するための主触媒と、少なくと
も上流側端において主排気通路に連通する分岐排気通路
の途中に配され排気ガスに含まれる炭化水素を吸着させ
かつ吸着した炭化水素を所定温度領域で酸化させるため
の触媒作用を有する吸着剤（以下、吸着触媒という）
と、分岐排気通路の少なくとも一端における分岐排気通
路と主排気通路との連通を選択的に阻止するための排気
経路選択手段と、吸着触媒温度を検出するための温度検
出手段と、検出吸着剤温度が所定温度領域よりも低温側
の所定値に達したときに、排気経路選択手段による排気
通路連通阻止が行われるように、排気経路選択手段を作
動させるための制御手段とを備えることを特徴とする。
置は、専ら炭化水素吸着作用を有すると従来考えられて
いた吸着剤のうちのある種のものが所定温度領域におい
て酸化触媒作用を奏するという、本発明者などが最近知
得した新たな知見に基づいて創案されたもので、エンジ
ンの排気側に連通する主排気通路の途中に配されエンジ
ンからの排気ガスを浄化するための主触媒と、少なくと
も上流側端において主排気通路に連通する分岐排気通路
の途中に配され排気ガスに含まれる炭化水素を吸着させ
かつ吸着した炭化水素を所定温度領域で酸化させるため
の触媒作用を有する吸着剤（以下、吸着触媒という）
と、分岐排気通路の少なくとも一端における分岐排気通
路と主排気通路との連通を選択的に阻止するための排気
経路選択手段と、吸着触媒温度を検出するための温度検
出手段と、検出吸着剤温度が所定温度領域よりも低温側
の所定値に達したときに、排気経路選択手段による排気
通路連通阻止が行われるように、排気経路選択手段を作
動させるための制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】好ましくは、温度検出手段は、主触媒温度
または主触媒近傍での排気ガス温度またはエンジン温度
に関連するパラメータ値を検出する機能をさらに備える
ように設けられ、制御手段は、検出主触媒温度または検
出排気ガス温度または検出パラメータ値を表す温度検出
手段の出力に応じて、或は、検出パラメータ値に応じた
所定時間がエンジン始動時から経過したか否かに応じ
て、排気通路連通阻止が行われるように排気経路選択手
段を作動させる。
または主触媒近傍での排気ガス温度またはエンジン温度
に関連するパラメータ値を検出する機能をさらに備える
ように設けられ、制御手段は、検出主触媒温度または検
出排気ガス温度または検出パラメータ値を表す温度検出
手段の出力に応じて、或は、検出パラメータ値に応じた
所定時間がエンジン始動時から経過したか否かに応じ
て、排気通路連通阻止が行われるように排気経路選択手
段を作動させる。
【０００９】或は、制御手段は、エンジン始動時からの
経過時間に応じて、排気通路連通阻止が行われるように
排気経路選択手段を作動させる。吸着触媒に関して、詳
しくは、特開平3-229638，特開平3-165816，特開平3-22
9620，特開平4-4045，特開平3-127628等に記載されてい
る触媒を使用することができる。
経過時間に応じて、排気通路連通阻止が行われるように
排気経路選択手段を作動させる。吸着触媒に関して、詳
しくは、特開平3-229638，特開平3-165816，特開平3-22
9620，特開平4-4045，特開平3-127628等に記載されてい
る触媒を使用することができる。
【００１０】
【作用】吸着触媒温度を表す温度検出手段からの出力に
応動する制御手段の制御下で、排気経路選択手段が排気
連通阻止作用を奏しないように作動する。この結果、吸
着触媒温度が低いエンジン冷態始動時などにおいて、エ
ンジンからの排気ガスは、分岐排気通路の上流側端にお
いて主排気通路から分岐排気通路内へ流入し、従って、
排気ガス中に含まれる炭化水素は、分岐排気通路内に設
けた吸着触媒に吸着し、主触媒の活性化が未了であって
も装置外部へは殆ど排出されない。
応動する制御手段の制御下で、排気経路選択手段が排気
連通阻止作用を奏しないように作動する。この結果、吸
着触媒温度が低いエンジン冷態始動時などにおいて、エ
ンジンからの排気ガスは、分岐排気通路の上流側端にお
いて主排気通路から分岐排気通路内へ流入し、従って、
排気ガス中に含まれる炭化水素は、分岐排気通路内に設
けた吸着触媒に吸着し、主触媒の活性化が未了であって
も装置外部へは殆ど排出されない。
【００１１】その後、吸着触媒温度が上昇すると、制御
手段の制御下で、排気経路選択手段が駆動されて、分岐
排気通路の少なくとも一端における分岐排気通路と主排
気通路との連通が阻止される。この結果、分岐排気通路
の上流側端における主排気通路から分岐排気通路への排
気ガス流入あるいは分岐排気通路の下流側端における分
岐排気通路から主排気通路への排気ガス流出または排気
ガス流入および流出の双方が阻止され、従って、排気ガ
スが分岐排気通路内へ更に流入せずに、主排気通路内を
流れる。この結果、排気ガス温度がその後上昇しても吸
着触媒温度が上昇することがなく、従って、吸着触媒温
度の上昇による吸着触媒からの吸着炭化水素の脱離は生
じない。
手段の制御下で、排気経路選択手段が駆動されて、分岐
排気通路の少なくとも一端における分岐排気通路と主排
気通路との連通が阻止される。この結果、分岐排気通路
の上流側端における主排気通路から分岐排気通路への排
気ガス流入あるいは分岐排気通路の下流側端における分
岐排気通路から主排気通路への排気ガス流出または排気
ガス流入および流出の双方が阻止され、従って、排気ガ
スが分岐排気通路内へ更に流入せずに、主排気通路内を
流れる。この結果、排気ガス温度がその後上昇しても吸
着触媒温度が上昇することがなく、従って、吸着触媒温
度の上昇による吸着触媒からの吸着炭化水素の脱離は生
じない。
【００１２】また、本発明では、吸着炭化水素の吸着触
媒による酸化が行われる所定温度領域よりも低温側の所
定値に検出吸着触媒温度が到達したとき、排気通路連通
阻止が行われるように排気経路選択手段を作動させるの
で、吸着触媒温度が所定値に達した後は排気ガスが吸着
触媒を通過することがなく、所定吸着触媒温度への到達
後における排気ガスの通過により、吸着炭化水素の酸化
よりも吸着触媒からの吸着炭化水素の脱離が優先して行
われることがなく、又、吸着触媒の炭化水素吸着性能が
低下することがない。
媒による酸化が行われる所定温度領域よりも低温側の所
定値に検出吸着触媒温度が到達したとき、排気通路連通
阻止が行われるように排気経路選択手段を作動させるの
で、吸着触媒温度が所定値に達した後は排気ガスが吸着
触媒を通過することがなく、所定吸着触媒温度への到達
後における排気ガスの通過により、吸着炭化水素の酸化
よりも吸着触媒からの吸着炭化水素の脱離が優先して行
われることがなく、又、吸着触媒の炭化水素吸着性能が
低下することがない。
【００１３】吸着触媒温度が所定温度領域内に入ると、
吸着触媒の酸化触媒作用が奏され、これにより吸着炭化
水素が酸化されて、無害な二酸化炭素，水などになる。
すなわち、炭化水素が吸着触媒により浄化され、又、次
回エンジン冷態始動時などにおいて炭化水素の吸着が可
能な状態に、吸着触媒が再生される。この様に、吸着触
媒により吸着炭化水素が浄化されるので、主触媒などへ
の脱離炭化水素の還流が不要となり、従って、吸着炭化
水素の後処理のための装置構成が簡易化される。
吸着触媒の酸化触媒作用が奏され、これにより吸着炭化
水素が酸化されて、無害な二酸化炭素，水などになる。
すなわち、炭化水素が吸着触媒により浄化され、又、次
回エンジン冷態始動時などにおいて炭化水素の吸着が可
能な状態に、吸着触媒が再生される。この様に、吸着触
媒により吸着炭化水素が浄化されるので、主触媒などへ
の脱離炭化水素の還流が不要となり、従って、吸着炭化
水素の後処理のための装置構成が簡易化される。
【００１４】好ましくは、検出主触媒温度または検出排
気ガス温度またはエンジン温度に関連するパラメータの
検出値に応じて、或は、検出パラメータ値に応じた所定
時間がエンジン始動時から経過したか否かに応じて、或
は、エンジン始動時からの経過時間に応じて、排気経路
選択手段による排気通路連通阻止動作が行われる。
気ガス温度またはエンジン温度に関連するパラメータの
検出値に応じて、或は、検出パラメータ値に応じた所定
時間がエンジン始動時から経過したか否かに応じて、或
は、エンジン始動時からの経過時間に応じて、排気経路
選択手段による排気通路連通阻止動作が行われる。
【００１５】
【実施例】以下、図１を参照して、本発明の一実施例に
よる排気ガス浄化装置を説明する。排気ガス浄化装置と
共に車両に搭載されたエンジン１０の各気筒の燃焼室
（その一つを図１に符号１１を付して示す）には、吸気
通路１２および主排気通路１３が接続され、燃焼室１１
と吸気通路１２又は主排気通路１３は、吸気弁１４又は
排気弁１５の開閉動作によって連通，遮断されるように
なっている。そして、吸気通路１２には、例えば、エア
クリーナ（図示略）、スロットル弁１６および燃料噴射
弁（図示略）が上流側からこの順序で設けられ、主排気
通路１３には、主触媒としての好ましくは三元触媒から
なる排気ガス浄化用触媒コンバータ２０および図示しな
いマフラが設けられている。参照符号１２ａは、スロッ
トル弁１６の下流側において吸気通路１２に設けたサー
ジタンクを示す。
よる排気ガス浄化装置を説明する。排気ガス浄化装置と
共に車両に搭載されたエンジン１０の各気筒の燃焼室
（その一つを図１に符号１１を付して示す）には、吸気
通路１２および主排気通路１３が接続され、燃焼室１１
と吸気通路１２又は主排気通路１３は、吸気弁１４又は
排気弁１５の開閉動作によって連通，遮断されるように
なっている。そして、吸気通路１２には、例えば、エア
クリーナ（図示略）、スロットル弁１６および燃料噴射
弁（図示略）が上流側からこの順序で設けられ、主排気
通路１３には、主触媒としての好ましくは三元触媒から
なる排気ガス浄化用触媒コンバータ２０および図示しな
いマフラが設けられている。参照符号１２ａは、スロッ
トル弁１６の下流側において吸気通路１２に設けたサー
ジタンクを示す。
【００１６】三元触媒２０の下流側において主排気通路
１３から分岐して分岐排気通路３０が設けられている。
分岐排気通路の上流側端３１および下流側端３２は、主
排気通路１３の第１中間部及びこれよりも下流側の第２
中間部に夫々連通している。そして、分岐排気通路３０
の途中には、炭化水素（ＨＣ）を吸着させかつ吸着ＨＣ
を所定温度領域で酸化させるための吸着触媒４０が配さ
れている。
１３から分岐して分岐排気通路３０が設けられている。
分岐排気通路の上流側端３１および下流側端３２は、主
排気通路１３の第１中間部及びこれよりも下流側の第２
中間部に夫々連通している。そして、分岐排気通路３０
の途中には、炭化水素（ＨＣ）を吸着させかつ吸着ＨＣ
を所定温度領域で酸化させるための吸着触媒４０が配さ
れている。
【００１７】この吸着触媒４０は、例えば、沸石（ゼオ
ライト）または結晶性シリケート或はこれに類する、シ
リコン，アルミニウム，酸素などを組成成分として含む
吸着剤あるいは多孔質結晶体１００重量部に対して銅を
１重量部以上含有させ、これを所定の形状，寸法に成形
したもので、ＨＣを吸着させる吸着作用を奏すると共に
吸着ＨＣをその回りに存する酸素で酸化させる自己酸化
作用を所定温度領域において奏するように構成されてい
る。
ライト）または結晶性シリケート或はこれに類する、シ
リコン，アルミニウム，酸素などを組成成分として含む
吸着剤あるいは多孔質結晶体１００重量部に対して銅を
１重量部以上含有させ、これを所定の形状，寸法に成形
したもので、ＨＣを吸着させる吸着作用を奏すると共に
吸着ＨＣをその回りに存する酸素で酸化させる自己酸化
作用を所定温度領域において奏するように構成されてい
る。
【００１８】図１を再び参照すると、分岐排気通路３０
の上流側端３１と主排気通路１３との連通部には、両排
気通路１３，３０の連通を選択的に許容または阻止する
ための三方弁５１が配されている。この三方弁５１は、
例えば、上記連通部において互いに同一断面形状寸法に
された両排気通路１３，３０と断面形状寸法が略同一の
板状部材からなり、排気通路１３又は３０を介する排気
ガス流通を遮断可能になっている。この三方弁５１は、
排気通路１３，３０の結合部において排気通路管壁によ
り回転自在に支持された回転軸５２にこれと一体回転自
在に結合され、更に、回転軸５２とリンク機構５３とを
介して負圧応動弁５４のダイヤフラム５４ａに連結され
ている。
の上流側端３１と主排気通路１３との連通部には、両排
気通路１３，３０の連通を選択的に許容または阻止する
ための三方弁５１が配されている。この三方弁５１は、
例えば、上記連通部において互いに同一断面形状寸法に
された両排気通路１３，３０と断面形状寸法が略同一の
板状部材からなり、排気通路１３又は３０を介する排気
ガス流通を遮断可能になっている。この三方弁５１は、
排気通路１３，３０の結合部において排気通路管壁によ
り回転自在に支持された回転軸５２にこれと一体回転自
在に結合され、更に、回転軸５２とリンク機構５３とを
介して負圧応動弁５４のダイヤフラム５４ａに連結され
ている。
【００１９】負圧応動弁５４は、管路５５を介してサー
ジタンク１２ａ（吸気通路１２）に連通する圧力室５４
ｂを有し、この圧力室５４ｂ内にはダイヤフラム５４ａ
を常時外方に付勢するスプリング５４ｃが配されてい
る。そして、管路５５の途中には、この管路５５を介す
る吸気通路１２と圧力室５４ｂとの連通を選択的に許容
または阻止するための開閉弁５６が配されている。例え
ば、開閉弁５６は、管路５５を開閉するための弁体５６
ａと、この弁体を開弁方向に駆動するためのソレノイド
５６ｂとを含む常閉型電磁ソレノイド弁からなる。参照
符号５６ｃはフィルタを表す。
ジタンク１２ａ（吸気通路１２）に連通する圧力室５４
ｂを有し、この圧力室５４ｂ内にはダイヤフラム５４ａ
を常時外方に付勢するスプリング５４ｃが配されてい
る。そして、管路５５の途中には、この管路５５を介す
る吸気通路１２と圧力室５４ｂとの連通を選択的に許容
または阻止するための開閉弁５６が配されている。例え
ば、開閉弁５６は、管路５５を開閉するための弁体５６
ａと、この弁体を開弁方向に駆動するためのソレノイド
５６ｂとを含む常閉型電磁ソレノイド弁からなる。参照
符号５６ｃはフィルタを表す。
【００２０】上述の要素５１〜５６は、分岐排気通路３
０の上流側端３１における分岐排気通路３０と主排気通
路１３との連通を選択的に阻止するための排気経路選択
手段５０を構成している。すなわち、電磁ソレノイド弁
５６の弁体５６ａにより管路５５が閉じられて負圧応動
弁５４への負圧供給が遮断され、従って、負圧応動弁の
ダイヤフラム５４ａがスプリング５４ｃにより外方に付
勢される通常の作動状態にあっては、三方弁５１は、分
岐排気通路３０の上流側端３１と主排気通路１３との連
通を阻止する第１作動位置（図１および図２）をとり、
分岐排気通路３０内への排気ガスの流入を阻止するよう
になっている。一方、ソレノイド弁５６が開弁して負圧
応動弁５４の圧力室５４ｂが吸気通路１２に連通して圧
力室に負圧が導入されて、従って、スプリング５４ｃの
ばね力に抗してダイヤフラム５４ａが内方に後退移動す
ると、三方弁５１が、分岐排気通路３０と主排気通路１
３との連通を許容する第２作動位置（図３）をとり、排
気ガスが分岐排気通路３０内へ流入するようになってい
る。
０の上流側端３１における分岐排気通路３０と主排気通
路１３との連通を選択的に阻止するための排気経路選択
手段５０を構成している。すなわち、電磁ソレノイド弁
５６の弁体５６ａにより管路５５が閉じられて負圧応動
弁５４への負圧供給が遮断され、従って、負圧応動弁の
ダイヤフラム５４ａがスプリング５４ｃにより外方に付
勢される通常の作動状態にあっては、三方弁５１は、分
岐排気通路３０の上流側端３１と主排気通路１３との連
通を阻止する第１作動位置（図１および図２）をとり、
分岐排気通路３０内への排気ガスの流入を阻止するよう
になっている。一方、ソレノイド弁５６が開弁して負圧
応動弁５４の圧力室５４ｂが吸気通路１２に連通して圧
力室に負圧が導入されて、従って、スプリング５４ｃの
ばね力に抗してダイヤフラム５４ａが内方に後退移動す
ると、三方弁５１が、分岐排気通路３０と主排気通路１
３との連通を許容する第２作動位置（図３）をとり、排
気ガスが分岐排気通路３０内へ流入するようになってい
る。
【００２１】更に、吸着触媒４０の配設箇所において分
岐排気通路３０の周囲には、吸着触媒４０を加熱するた
めのヒータ６０が配されている。ヒータ６０は、ヒータ
スイッチ６１を介してヒータ加熱用バッテリ６２に接続
されている。ヒータスイッチ６１は、例えば、常開型ス
イッチ接点（図示略）と、これを閉成させるための電磁
リレー（図示略）とからなる。又、エンジン冷却水温度
を検出して検出エンジン冷却水温度を表す出力を発生す
るための水温センサ７０は、後述の変形例で用いるもの
で、その温度検出部がエンジン１０のシリンダ周壁に形
成されたエンジン冷却水通路１７内に配されるように、
エンジン１０に装着されている。主触媒温度を検出して
検出主触媒温度を表す出力を発生するための主触媒温度
センサ７１は、その温度検出部が主触媒２０に当接また
は挿入するように配されている。同様に、吸着触媒温度
を検出して検出吸着触媒温度を表す出力を発生するため
の吸着触媒温度センサ７２は、その温度検出部が吸着触
媒４０に当接または挿入すると共にその基端部がヒータ
６０を貫通して外方に延びるように配されている。
岐排気通路３０の周囲には、吸着触媒４０を加熱するた
めのヒータ６０が配されている。ヒータ６０は、ヒータ
スイッチ６１を介してヒータ加熱用バッテリ６２に接続
されている。ヒータスイッチ６１は、例えば、常開型ス
イッチ接点（図示略）と、これを閉成させるための電磁
リレー（図示略）とからなる。又、エンジン冷却水温度
を検出して検出エンジン冷却水温度を表す出力を発生す
るための水温センサ７０は、後述の変形例で用いるもの
で、その温度検出部がエンジン１０のシリンダ周壁に形
成されたエンジン冷却水通路１７内に配されるように、
エンジン１０に装着されている。主触媒温度を検出して
検出主触媒温度を表す出力を発生するための主触媒温度
センサ７１は、その温度検出部が主触媒２０に当接また
は挿入するように配されている。同様に、吸着触媒温度
を検出して検出吸着触媒温度を表す出力を発生するため
の吸着触媒温度センサ７２は、その温度検出部が吸着触
媒４０に当接または挿入すると共にその基端部がヒータ
６０を貫通して外方に延びるように配されている。
【００２２】図１中、参照符号８０は、図示しないマイ
クロプロセッサ，メモリ，入出力回路などからなるコン
トローラを示し、コントローラ８０には、温度センサ７
１，７２，電磁ソレノイド弁５６，ヒータスイッチ６１
などが接続されている。コントローラ８０は、三元触媒
２０，吸着触媒４０，排気経路選択手段５０，ヒータ６
０，温度センサ７１，７２などと共に排気ガス浄化装置
を構成している。
クロプロセッサ，メモリ，入出力回路などからなるコン
トローラを示し、コントローラ８０には、温度センサ７
１，７２，電磁ソレノイド弁５６，ヒータスイッチ６１
などが接続されている。コントローラ８０は、三元触媒
２０，吸着触媒４０，排気経路選択手段５０，ヒータ６
０，温度センサ７１，７２などと共に排気ガス浄化装置
を構成している。
【００２３】以下、図１に示す排気ガス浄化装置の作動
を説明する。図示しないイグニッションキーがオン操作
されて、エンジン１０が始動すると、コントローラ８０
のプロセッサは、図４に示す排気経路選択（排気経路切
換）及び吸着触媒加熱ルーチンを実行する。すなわち、
プロセッサは、主触媒温度を表す温度センサ７１の出力
を読み込み、検出主触媒温度が三元触媒２０の活性化完
了を表す所定値例えば約３５０゜Ｃ以上であるか否かを
温度センサ出力に基づいて先ず判別する（ステップＳ
１）。エンジン冷態始動時などにあっては、エンジン冷
却水温度は所定値よりも小さく、従って、ステップＳ１
での判別結果が否定になる。この場合、プロセッサは、
吸着触媒温度を表す温度センサ７２の出力に基づいて、
検出吸着触媒温度が、吸着触媒４０のＨＣ吸着性能が低
下し始める所定値例えば約１００゜Ｃ以上であるか否か
を更に判別する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ
１及びＳ２の判別結果が双方共に否定であれば、プロセ
ッサは、ソレノイド弁５６のソレノイド５６ｂに例えば
ハイレベルの制御出力を送出してソレノイドを励磁する
（ステップＳ３）。
を説明する。図示しないイグニッションキーがオン操作
されて、エンジン１０が始動すると、コントローラ８０
のプロセッサは、図４に示す排気経路選択（排気経路切
換）及び吸着触媒加熱ルーチンを実行する。すなわち、
プロセッサは、主触媒温度を表す温度センサ７１の出力
を読み込み、検出主触媒温度が三元触媒２０の活性化完
了を表す所定値例えば約３５０゜Ｃ以上であるか否かを
温度センサ出力に基づいて先ず判別する（ステップＳ
１）。エンジン冷態始動時などにあっては、エンジン冷
却水温度は所定値よりも小さく、従って、ステップＳ１
での判別結果が否定になる。この場合、プロセッサは、
吸着触媒温度を表す温度センサ７２の出力に基づいて、
検出吸着触媒温度が、吸着触媒４０のＨＣ吸着性能が低
下し始める所定値例えば約１００゜Ｃ以上であるか否か
を更に判別する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ
１及びＳ２の判別結果が双方共に否定であれば、プロセ
ッサは、ソレノイド弁５６のソレノイド５６ｂに例えば
ハイレベルの制御出力を送出してソレノイドを励磁する
（ステップＳ３）。
【００２４】この結果、弁体５６ａの基端部に設けたコ
ア（図示略）がソレノイド５６ｂにより電磁的に吸引さ
れて、弁体５６ａが後退移動し、ソレノイド弁５６が開
く。従って、サージタンク１２ａ内の負圧が管路５５を
介して負圧応動弁５４の圧力室５４ｂ内に導入され、弁
５４のダイヤフラム５４ａが内方に後退移動する。この
ダイヤフラム移動に伴って、リンク機構５３を介してダ
イヤフラム５４ａに連結された回転軸５２と一体に三方
弁５１が回転し、三方弁５１が、分岐排気通路３０の上
流側端３１において分岐排気通路３０と主排気通路１３
との連通を許容する第２作動位置（図３）をとるに至
る。この結果、排気ガスが分岐排気通路３０内へ流入
し、活性化未了の三元触媒２０を通過した後の排気ガス
中に含まれるＨＣは、分岐排気通路３０内に設けた吸着
触媒４０に吸着する。そして、ＨＣ除去後の排気ガス
は、分岐排気通路３０の下流側部分と、分岐排気通路３
０の下流側端３２に対応する第２中間部において分岐排
気通路３０に連通する主排気通路３０の下流側部分と、
マフラ（図示略）とを介して、大気中に放出される。
ア（図示略）がソレノイド５６ｂにより電磁的に吸引さ
れて、弁体５６ａが後退移動し、ソレノイド弁５６が開
く。従って、サージタンク１２ａ内の負圧が管路５５を
介して負圧応動弁５４の圧力室５４ｂ内に導入され、弁
５４のダイヤフラム５４ａが内方に後退移動する。この
ダイヤフラム移動に伴って、リンク機構５３を介してダ
イヤフラム５４ａに連結された回転軸５２と一体に三方
弁５１が回転し、三方弁５１が、分岐排気通路３０の上
流側端３１において分岐排気通路３０と主排気通路１３
との連通を許容する第２作動位置（図３）をとるに至
る。この結果、排気ガスが分岐排気通路３０内へ流入
し、活性化未了の三元触媒２０を通過した後の排気ガス
中に含まれるＨＣは、分岐排気通路３０内に設けた吸着
触媒４０に吸着する。そして、ＨＣ除去後の排気ガス
は、分岐排気通路３０の下流側部分と、分岐排気通路３
０の下流側端３２に対応する第２中間部において分岐排
気通路３０に連通する主排気通路３０の下流側部分と、
マフラ（図示略）とを介して、大気中に放出される。
【００２５】上述のように、三方弁５１が第２作動位置
をとると、分岐排気通路３０の上流側端３１に対応する
主排気通路１３の第１中間部とこれよりも下流側の部分
とは分岐排気通路３０を介してのみ連通可能であって、
主排気通路１３の中間部と下流側部分との直接の連通は
三方弁５１により遮断される。従って、大気中に放出さ
れる前に排気ガスは吸着触媒４０を必ず通過し、三元触
媒２０の活性化が未だ完了していない場合にも、ＨＣを
含む排気ガスが大気に放出されることは殆どない。
をとると、分岐排気通路３０の上流側端３１に対応する
主排気通路１３の第１中間部とこれよりも下流側の部分
とは分岐排気通路３０を介してのみ連通可能であって、
主排気通路１３の中間部と下流側部分との直接の連通は
三方弁５１により遮断される。従って、大気中に放出さ
れる前に排気ガスは吸着触媒４０を必ず通過し、三元触
媒２０の活性化が未だ完了していない場合にも、ＨＣを
含む排気ガスが大気に放出されることは殆どない。
【００２６】三元触媒温度および吸着触媒温度が所定値
に達していないと判別されている限り、上述のステップ
Ｓ１ないしＳ３が繰り返し実行される。その後、主触媒
温度が所定値に達したとステップＳ１で判別し、従っ
て、三元触媒２０の活性化完了を判別すると、プロセッ
サは、ソレノイド５６ｂに例えばローレベルの制御出力
を送出してソレノイドを消勢する（ステップＳ４）。こ
の結果、ソレノイド５６ｂの電磁吸引力が消滅して弁体
５６ａが前進移動し、ソレノイド弁５６が閉じる。従っ
て、管路５５を介する負圧応動弁５４の圧力室５４ｂへ
の負圧導入が遮断され、スプリング５４ｃのばね力でダ
イヤフラム５４ａが外方に前進移動する。このダイヤフ
ラム移動に伴って、リンク機構５３および回転軸５２を
介して三方弁５１が回転し、三方弁５１が、分岐排気通
路３０の上流側端３１において分岐排気通路３０と主排
気通路１３との連通を阻止する第１作動位置（図１およ
び図２）をとるに至る。
に達していないと判別されている限り、上述のステップ
Ｓ１ないしＳ３が繰り返し実行される。その後、主触媒
温度が所定値に達したとステップＳ１で判別し、従っ
て、三元触媒２０の活性化完了を判別すると、プロセッ
サは、ソレノイド５６ｂに例えばローレベルの制御出力
を送出してソレノイドを消勢する（ステップＳ４）。こ
の結果、ソレノイド５６ｂの電磁吸引力が消滅して弁体
５６ａが前進移動し、ソレノイド弁５６が閉じる。従っ
て、管路５５を介する負圧応動弁５４の圧力室５４ｂへ
の負圧導入が遮断され、スプリング５４ｃのばね力でダ
イヤフラム５４ａが外方に前進移動する。このダイヤフ
ラム移動に伴って、リンク機構５３および回転軸５２を
介して三方弁５１が回転し、三方弁５１が、分岐排気通
路３０の上流側端３１において分岐排気通路３０と主排
気通路１３との連通を阻止する第１作動位置（図１およ
び図２）をとるに至る。
【００２７】この結果、分岐排気通路３０内への排気ガ
スの更なる流入が阻止される。三元触媒２０の活性化完
了時には排気ガス温度が上昇しているが、吸着触媒４０
は高温の新たな排気ガスに晒されず、このため、吸着触
媒温度上昇により吸着触媒４０に一旦吸着したＨＣが吸
着触媒から脱離して排ガスの流れに乗って流出してしま
うと云う不具合が生じることがない。
スの更なる流入が阻止される。三元触媒２０の活性化完
了時には排気ガス温度が上昇しているが、吸着触媒４０
は高温の新たな排気ガスに晒されず、このため、吸着触
媒温度上昇により吸着触媒４０に一旦吸着したＨＣが吸
着触媒から脱離して排ガスの流れに乗って流出してしま
うと云う不具合が生じることがない。
【００２８】その一方で、分岐排気通路３０の上流側端
３１に対応する主排気通路１３の第１中間部とこれより
も下流側の部分との連通が三方弁５１により阻止された
状態が解除され、従って、排気ガスは主排気通路１３を
介して大気中に放出される。この場合、三元触媒２０の
活性化が既に完了しているので、エンジン１０からの排
気ガス中に含まれるＨＣ等の有害物質が三元触媒２０に
よって除去され、従って特段の不都合は生じない。
３１に対応する主排気通路１３の第１中間部とこれより
も下流側の部分との連通が三方弁５１により阻止された
状態が解除され、従って、排気ガスは主排気通路１３を
介して大気中に放出される。この場合、三元触媒２０の
活性化が既に完了しているので、エンジン１０からの排
気ガス中に含まれるＨＣ等の有害物質が三元触媒２０に
よって除去され、従って特段の不都合は生じない。
【００２９】そして、ステップＳ１での判別結果が否定
かつステップＳ２での判別結果が肯定であり、従って、
三元触媒２０の活性化完了前において吸着触媒温度が所
定値以上になったと判別すると、プロセッサは、三元触
媒２０の活性化が完了した場合と同様、ソレノイド５６
ｂを消勢し（ステップＳ４）、これにより排気経路を切
換える。即ち、吸着触媒温度が所定値たとえば約１００
゜Ｃに到達すると、三元触媒２０の活性化完了を待たず
に、排気経路切換が行われる。この結果、酸化温度領域
の下限温度（約１２０゜Ｃ）付近において相当量の排気
ガスが吸着触媒４０を通過したときに吸着ＨＣの酸化に
優先して吸着ＨＣを脱離させ、或は、吸着触媒温度が相
当に大きい値（例えば約１００゜Ｃ）に達するとＨＣ吸
着性能が低下するような種類の吸着触媒４０を用いた場
合にも、吸着温度がＨＣ脱離温度領域あるいは吸着性能
低下温度領域に入ると直ちに排気経路切換えが行われる
ので、ＨＣの脱離および吸着性能低下が確実に防止され
る。
かつステップＳ２での判別結果が肯定であり、従って、
三元触媒２０の活性化完了前において吸着触媒温度が所
定値以上になったと判別すると、プロセッサは、三元触
媒２０の活性化が完了した場合と同様、ソレノイド５６
ｂを消勢し（ステップＳ４）、これにより排気経路を切
換える。即ち、吸着触媒温度が所定値たとえば約１００
゜Ｃに到達すると、三元触媒２０の活性化完了を待たず
に、排気経路切換が行われる。この結果、酸化温度領域
の下限温度（約１２０゜Ｃ）付近において相当量の排気
ガスが吸着触媒４０を通過したときに吸着ＨＣの酸化に
優先して吸着ＨＣを脱離させ、或は、吸着触媒温度が相
当に大きい値（例えば約１００゜Ｃ）に達するとＨＣ吸
着性能が低下するような種類の吸着触媒４０を用いた場
合にも、吸着温度がＨＣ脱離温度領域あるいは吸着性能
低下温度領域に入ると直ちに排気経路切換えが行われる
ので、ＨＣの脱離および吸着性能低下が確実に防止され
る。
【００３０】ステップＳ４に続くステップＳ５におい
て、プロセッサは、ヒータスイッチ６１の電磁リレーに
例えばハイレベルの制御出力を送出して、ヒータスイッ
チ６１の常開型スイッチ接点を閉成させ、次のステップ
Ｓ６において、予め設定されかつコントローラ８０のメ
モリに格納した所定吸着触媒加熱時間がヒータスイッチ
６１のオン作動開始時点から経過したか否かを判別す
る。このため例えば、プロセッサは、ヒータスイッチ６
１のオン作動開始時に、コントローラ８０に内蔵のタイ
マ（図示略）に所定吸着触媒加熱時間をセットして該タ
イマをスタートさせ、ステップＳ６の判別を行う度にこ
のタイマを参照する。そして、ステップＳ６の判別結果
が否定であれば、プロセッサは、所定時間の経過に待機
する。
て、プロセッサは、ヒータスイッチ６１の電磁リレーに
例えばハイレベルの制御出力を送出して、ヒータスイッ
チ６１の常開型スイッチ接点を閉成させ、次のステップ
Ｓ６において、予め設定されかつコントローラ８０のメ
モリに格納した所定吸着触媒加熱時間がヒータスイッチ
６１のオン作動開始時点から経過したか否かを判別す
る。このため例えば、プロセッサは、ヒータスイッチ６
１のオン作動開始時に、コントローラ８０に内蔵のタイ
マ（図示略）に所定吸着触媒加熱時間をセットして該タ
イマをスタートさせ、ステップＳ６の判別を行う度にこ
のタイマを参照する。そして、ステップＳ６の判別結果
が否定であれば、プロセッサは、所定時間の経過に待機
する。
【００３１】ヒータスイッチ６１のスイッチ接点が閉成
されると、ヒータスイッチ６１を介してバッテリ６２か
らヒータ６０に電力が供給され、ヒータ６０により吸着
触媒４０が加熱される。その後、吸着触媒温度が、所定
値例えば約１２０゜Ｃに達し、従って、約１２０〜約２
００゜Ｃの所定温度領域内に入ると、吸着触媒４０の自
己酸化作用が奏される。すなわち、吸着触媒４０に吸着
されたＨＣがその回りに存する酸素により酸化されて無
害な二酸化炭素，水などになる。二酸化炭素などを含む
ガスは、三元触媒２０により浄化されかつ主排気通路１
３を流れる排気ガスの流れに合流して、装置外部に排出
される。
されると、ヒータスイッチ６１を介してバッテリ６２か
らヒータ６０に電力が供給され、ヒータ６０により吸着
触媒４０が加熱される。その後、吸着触媒温度が、所定
値例えば約１２０゜Ｃに達し、従って、約１２０〜約２
００゜Ｃの所定温度領域内に入ると、吸着触媒４０の自
己酸化作用が奏される。すなわち、吸着触媒４０に吸着
されたＨＣがその回りに存する酸素により酸化されて無
害な二酸化炭素，水などになる。二酸化炭素などを含む
ガスは、三元触媒２０により浄化されかつ主排気通路１
３を流れる排気ガスの流れに合流して、装置外部に排出
される。
【００３２】そして、所定吸着触媒加熱時間が経過した
とステップＳ６で判別すると、プロセッサは、ヒータス
イッチ６１の電磁リレーに例えばローレベルの制御出力
を送出してヒータスイッチ６１のスイッチ接点を開成さ
せる（ステップＳ７）。この結果、ヒータ６０による吸
着触媒４０の加熱が停止され、図４の排気経路選択及び
吸着触媒加熱ルーチンが終了する。上述のように吸着Ｈ
Ｃが浄化されると、吸着触媒４０は、次回エンジン冷態
始動などに際してＨＣの吸着が可能な状態に再生された
ことになる。
とステップＳ６で判別すると、プロセッサは、ヒータス
イッチ６１の電磁リレーに例えばローレベルの制御出力
を送出してヒータスイッチ６１のスイッチ接点を開成さ
せる（ステップＳ７）。この結果、ヒータ６０による吸
着触媒４０の加熱が停止され、図４の排気経路選択及び
吸着触媒加熱ルーチンが終了する。上述のように吸着Ｈ
Ｃが浄化されると、吸着触媒４０は、次回エンジン冷態
始動などに際してＨＣの吸着が可能な状態に再生された
ことになる。
【００３３】本発明の排気ガス浄化装置は、上記実施例
に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、
排気経路選択手段５０の主要要素としての三方弁５１を
分岐排気通路３０の上流側端３１に配して、分岐排気通
路の上流側端において分岐排気通路と主排気通路との連
通を選択的に阻止するようにしたが、分岐排気通路の両
端が主排気経路に連通するように構成した排気ガス浄化
装置にあっては、三方弁５１を分岐排気通路の下流側端
３２に配しても良く、或は、分岐排気通路の上流側端お
よび下流側端の双方に配しても良い。なお、分岐排気通
路３０を、その上流側端のみにおいて主排気経路１３に
連通するように構成しても良い。
に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、
排気経路選択手段５０の主要要素としての三方弁５１を
分岐排気通路３０の上流側端３１に配して、分岐排気通
路の上流側端において分岐排気通路と主排気通路との連
通を選択的に阻止するようにしたが、分岐排気通路の両
端が主排気経路に連通するように構成した排気ガス浄化
装置にあっては、三方弁５１を分岐排気通路の下流側端
３２に配しても良く、或は、分岐排気通路の上流側端お
よび下流側端の双方に配しても良い。なお、分岐排気通
路３０を、その上流側端のみにおいて主排気経路１３に
連通するように構成しても良い。
【００３４】排気経路選択手段５０は、板状開閉部材か
らなる三方弁５１，負圧応動弁５４，電磁ソレノイド弁
５６等を組み合わせた実施例のものに限定されず、例え
ば、車両に装備される空圧源又は油圧源で駆動される制
御弁などで構成可能である。次に、排気経路切換タイミ
ングについての変形例について説明する。上記実施例で
は、温度センサ７１，７２で夫々検出した主触媒温度及
び吸着触媒温度に応じて排気経路を切り換えるようにし
たが、排気経路切換えにあたって吸着触媒温度のみを考
慮するようにしても良く、この場合、図４の主触媒温度
判別ステップＳ１が不要となる。又、吸着触媒温度と主
触媒温度との組合せに応じた排気経路切換に代えて、吸
着触媒温度と水温センサ７０によりエンジン温度に関連
するパラメータ値として検出されるエンジン冷却水温度
との組合せ、或は、吸着触媒温度と主触媒２０の近傍た
とえば主触媒の直ぐ下流側での排気ガス温度との組合せ
に基づいて排気経路を切り換えるようにしても良い。こ
の場合、排気ガス温度またはエンジン冷却水温度が所定
値以上であるか否かを図４のステップＳ１で判別する。
なお、エンジン冷却水温度に代えて、エンジン温度に関
連するパラメータ値としてエンジン潤滑オイル温度，吸
気温度などを用いても良い。
らなる三方弁５１，負圧応動弁５４，電磁ソレノイド弁
５６等を組み合わせた実施例のものに限定されず、例え
ば、車両に装備される空圧源又は油圧源で駆動される制
御弁などで構成可能である。次に、排気経路切換タイミ
ングについての変形例について説明する。上記実施例で
は、温度センサ７１，７２で夫々検出した主触媒温度及
び吸着触媒温度に応じて排気経路を切り換えるようにし
たが、排気経路切換えにあたって吸着触媒温度のみを考
慮するようにしても良く、この場合、図４の主触媒温度
判別ステップＳ１が不要となる。又、吸着触媒温度と主
触媒温度との組合せに応じた排気経路切換に代えて、吸
着触媒温度と水温センサ７０によりエンジン温度に関連
するパラメータ値として検出されるエンジン冷却水温度
との組合せ、或は、吸着触媒温度と主触媒２０の近傍た
とえば主触媒の直ぐ下流側での排気ガス温度との組合せ
に基づいて排気経路を切り換えるようにしても良い。こ
の場合、排気ガス温度またはエンジン冷却水温度が所定
値以上であるか否かを図４のステップＳ１で判別する。
なお、エンジン冷却水温度に代えて、エンジン温度に関
連するパラメータ値としてエンジン潤滑オイル温度，吸
気温度などを用いても良い。
【００３５】更に、エンジン始動時でのエンジン冷却水
温度に応じて定めた所定時間がエンジン始動時から経過
したか否かに応じて排気経路選択を行うようにしても良
い。この場合、コントローラ８０のプロセッサは、図５
に示す排気経路選択および吸着触媒加熱ルーチンを実行
する。すなわち、プロセッサは、検出エンジン冷却水温
度を表す温度センサ７０の出力を先ず読み込み（ステッ
プＳ１１）、次いで、予め定められかつコントローラ８
０のメモリに格納しておいた図６に例示するマップを参
照して、検出エンジン冷却水温度に応じた所定時間ＴSW
を決定する（ステップＳ１２）。そして、プロセッサ
は、コントローラ８０に内蔵のタイマ（図示略）を参照
して、エンジン始動時から所定時間ＴSWが経過したか否
かを判別し（ステップＳ１３）、この判別結果が否定で
あれば、図４のステップＳ２に対応するステップＳ１４
で吸着触媒温度が所定値以上であるか否かを更に判別
し、この判別結果も否定ならば図４のステップＳ３に対
応するステップＳ１５でソレノイド５６ｂを励磁する。
この結果、三方弁５１が図３に示す第２作動位置をと
り、排気ガスが分岐排気通路３０内へ流入し、排気ガス
中のＨＣが、分岐排気通路３０内の吸着触媒４０に吸着
する。
温度に応じて定めた所定時間がエンジン始動時から経過
したか否かに応じて排気経路選択を行うようにしても良
い。この場合、コントローラ８０のプロセッサは、図５
に示す排気経路選択および吸着触媒加熱ルーチンを実行
する。すなわち、プロセッサは、検出エンジン冷却水温
度を表す温度センサ７０の出力を先ず読み込み（ステッ
プＳ１１）、次いで、予め定められかつコントローラ８
０のメモリに格納しておいた図６に例示するマップを参
照して、検出エンジン冷却水温度に応じた所定時間ＴSW
を決定する（ステップＳ１２）。そして、プロセッサ
は、コントローラ８０に内蔵のタイマ（図示略）を参照
して、エンジン始動時から所定時間ＴSWが経過したか否
かを判別し（ステップＳ１３）、この判別結果が否定で
あれば、図４のステップＳ２に対応するステップＳ１４
で吸着触媒温度が所定値以上であるか否かを更に判別
し、この判別結果も否定ならば図４のステップＳ３に対
応するステップＳ１５でソレノイド５６ｂを励磁する。
この結果、三方弁５１が図３に示す第２作動位置をと
り、排気ガスが分岐排気通路３０内へ流入し、排気ガス
中のＨＣが、分岐排気通路３０内の吸着触媒４０に吸着
する。
【００３６】その後、エンジン始動時から所定時間ＴSW
が経過したとステップＳ１３で判別し、或は吸着触媒温
度が所定値以上であると判別すると、プロセッサは、図
４のステップＳ４に対応するステップＳ１６でソレノイ
ド５６ｂを消勢させ、次いで、図４のステップＳ５ない
しＳ７に対応する吸着触媒加熱ルーチン（ステップＳ１
７）を実行する。この結果、三方弁５１が図２の第１作
動位置をとって分岐排気通路３０内への排気ガスの更な
る流入を阻止する一方、ヒータ６０により加熱される吸
着触媒４０において吸着ＨＣが浄化される。
が経過したとステップＳ１３で判別し、或は吸着触媒温
度が所定値以上であると判別すると、プロセッサは、図
４のステップＳ４に対応するステップＳ１６でソレノイ
ド５６ｂを消勢させ、次いで、図４のステップＳ５ない
しＳ７に対応する吸着触媒加熱ルーチン（ステップＳ１
７）を実行する。この結果、三方弁５１が図２の第１作
動位置をとって分岐排気通路３０内への排気ガスの更な
る流入を阻止する一方、ヒータ６０により加熱される吸
着触媒４０において吸着ＨＣが浄化される。
【００３７】また、エンジン始動時でのエンジン冷却水
温度に応じた所定時間ＴSWの経過の有無に応じて排気経
路切換を行う上記変形例において、図５の水温センサ出
力読み込みステップＳ１１および所定時間ＴSW決定ステ
ップＳ１２に代えて、エンジン１０の暖機完了または三
元触媒２０の活性化完了に通常要する所定時間例えば約
６０秒がエンジン始動時から経過したか否かを単に判別
するステップを設けても良い。
温度に応じた所定時間ＴSWの経過の有無に応じて排気経
路切換を行う上記変形例において、図５の水温センサ出
力読み込みステップＳ１１および所定時間ＴSW決定ステ
ップＳ１２に代えて、エンジン１０の暖機完了または三
元触媒２０の活性化完了に通常要する所定時間例えば約
６０秒がエンジン始動時から経過したか否かを単に判別
するステップを設けても良い。
【００３８】次に、加熱手段について述べると、上記実
施例では、吸着触媒４０と別体に設けたヒータ６０を加
熱手段として用いたが、吸着触媒４０と加熱手段とを一
体に設けても良い。例えば、電気加熱触媒用担体に、吸
着触媒４０を構成する吸着剤をコーティングしたものを
使用可能である。又、上記実施例では、図４のステップ
Ｓ４による分岐排気通路３０と主排気通路１３との連通
遮断に続いて、一定の所定吸着触媒加熱時間にわたって
ヒータ６０で吸着触媒４０を加熱するようにしたが、所
定吸着触媒加熱時間をエンジン始動時での検出エンジン
冷却水温度に応じて可変設定するようにしても良く、或
は、吸着触媒温度が所定温度領域内に維持されるように
ヒータ６０をオンオフ制御可能である。更に、吸着触媒
４０の加熱を分岐排気通路と主排気通路との連通の遮断
と同時に開始することは必須ではなく、吸着ＨＣの脱離
が進行するような吸着触媒温度にならないようなタイミ
ングであれば、吸着触媒の加熱を排気通路連通遮断の前
に開始しても良い。
施例では、吸着触媒４０と別体に設けたヒータ６０を加
熱手段として用いたが、吸着触媒４０と加熱手段とを一
体に設けても良い。例えば、電気加熱触媒用担体に、吸
着触媒４０を構成する吸着剤をコーティングしたものを
使用可能である。又、上記実施例では、図４のステップ
Ｓ４による分岐排気通路３０と主排気通路１３との連通
遮断に続いて、一定の所定吸着触媒加熱時間にわたって
ヒータ６０で吸着触媒４０を加熱するようにしたが、所
定吸着触媒加熱時間をエンジン始動時での検出エンジン
冷却水温度に応じて可変設定するようにしても良く、或
は、吸着触媒温度が所定温度領域内に維持されるように
ヒータ６０をオンオフ制御可能である。更に、吸着触媒
４０の加熱を分岐排気通路と主排気通路との連通の遮断
と同時に開始することは必須ではなく、吸着ＨＣの脱離
が進行するような吸着触媒温度にならないようなタイミ
ングであれば、吸着触媒の加熱を排気通路連通遮断の前
に開始しても良い。
【００３９】更に、加熱手段を設けることは必須ではな
く、このため、排気ガス浄化装置を種々に変形可能であ
る。例えば、図７及び図８に示す変形例は、主触媒２０
から吸着触媒４０への伝熱により、又、主触媒２０を通
過した直後の排気ガスにより、吸着触媒４０を加熱する
ことを企図している。この変形例において、主排気通路
１３の中間部は、主排気通路上流側に連通しかつ主排気
通路上流側と略同一内径の管路１３ａと、これに連通す
る環状管路１３ｂと、該環状管路および主排気通路下流
側に両端が連通する大径の管路１３ｃとで構成され、環
状管路１３ｂ内には環状断面の主触媒２０が配されてい
る。そして、分岐排気通路３０は、環状管路１３ｂと同
心状に環状管路の半径方向内方側に形成され、分岐排気
通路３０内に配される吸着触媒４０の下流側端は主排気
通路の管路１３ｃに露出している。又、吸着触媒４０の
外周面は、排気通路管壁を介して主触媒２０の内周面に
接し、主触媒２０から吸着触媒４０への伝熱が行われる
ようになっている。図７中、参照符号２１は、主触媒２
０及び吸着触媒４０の上流側において主排気通路１３に
設けられる排気ガス浄化用のフロント触媒を示す。
く、このため、排気ガス浄化装置を種々に変形可能であ
る。例えば、図７及び図８に示す変形例は、主触媒２０
から吸着触媒４０への伝熱により、又、主触媒２０を通
過した直後の排気ガスにより、吸着触媒４０を加熱する
ことを企図している。この変形例において、主排気通路
１３の中間部は、主排気通路上流側に連通しかつ主排気
通路上流側と略同一内径の管路１３ａと、これに連通す
る環状管路１３ｂと、該環状管路および主排気通路下流
側に両端が連通する大径の管路１３ｃとで構成され、環
状管路１３ｂ内には環状断面の主触媒２０が配されてい
る。そして、分岐排気通路３０は、環状管路１３ｂと同
心状に環状管路の半径方向内方側に形成され、分岐排気
通路３０内に配される吸着触媒４０の下流側端は主排気
通路の管路１３ｃに露出している。又、吸着触媒４０の
外周面は、排気通路管壁を介して主触媒２０の内周面に
接し、主触媒２０から吸着触媒４０への伝熱が行われる
ようになっている。図７中、参照符号２１は、主触媒２
０及び吸着触媒４０の上流側において主排気通路１３に
設けられる排気ガス浄化用のフロント触媒を示す。
【００４０】上記変形例において、三方弁５１が図７に
実線で示す第１作動位置をとって分岐排気通路３０と主
排気通路１３との連通が阻止された場合、吸着触媒４０
は、主触媒２０を通過した直後の排気ガスにより加熱さ
れると共に、主触媒２０から吸着触媒４０への伝熱によ
り加熱される。この変形例によれば、主触媒２０から吸
着触媒４０への伝熱と主触媒２０を通過した直後の排気
ガスとにより吸着触媒４０を加熱するので、特別の加熱
装置が不要となり、排気ガス浄化装置の構成が簡易にな
る。
実線で示す第１作動位置をとって分岐排気通路３０と主
排気通路１３との連通が阻止された場合、吸着触媒４０
は、主触媒２０を通過した直後の排気ガスにより加熱さ
れると共に、主触媒２０から吸着触媒４０への伝熱によ
り加熱される。この変形例によれば、主触媒２０から吸
着触媒４０への伝熱と主触媒２０を通過した直後の排気
ガスとにより吸着触媒４０を加熱するので、特別の加熱
装置が不要となり、排気ガス浄化装置の構成が簡易にな
る。
【００４１】図９に示す別の変形例は、伝熱および排気
ガスにより吸着触媒４０を加熱しようとする点で図７及
び図８に示す上記変形例と同様である一方、吸着触媒４
０を主触媒２０に隣接して配した点が上記実施例と主に
異なる。図１０に示す別の変形例は、主触媒２０を通過
した直後の排気ガスにより吸着触媒４０を加熱すること
を企図している。即ち、この変形例では、分岐排気通路
３０の上流側端に設けた三方弁５１により排気経路を切
換えると共に、吸着触媒４０をその下流側端が主排気通
路１３に露出するように配置している。エンジン始動
時、三方弁５１が図１０に破線で示す第２作動位置をと
ると、排気ガスが分岐排気通路３０内に流入して排気ガ
ス中のＨＣが吸着触媒４０に吸着する。その後、三方弁
５１が図９に実線で示す第１作動位置をとると、分岐排
気通路３０内への排気ガスの更なる流入が阻止される。
この場合、主触媒２０を通過した排気ガスによって、主
排気通路１３に下流側端が露出した吸着触媒４０が加熱
され、吸着触媒４０の酸化触媒作用が奏される。その結
果として生じる無害な二酸化炭素などのガスは、主触媒
２０を通過し主排気通路１３内を流れる排気ガスに合流
して、浄化された排気ガスと共に装置外部に排出され
る。
ガスにより吸着触媒４０を加熱しようとする点で図７及
び図８に示す上記変形例と同様である一方、吸着触媒４
０を主触媒２０に隣接して配した点が上記実施例と主に
異なる。図１０に示す別の変形例は、主触媒２０を通過
した直後の排気ガスにより吸着触媒４０を加熱すること
を企図している。即ち、この変形例では、分岐排気通路
３０の上流側端に設けた三方弁５１により排気経路を切
換えると共に、吸着触媒４０をその下流側端が主排気通
路１３に露出するように配置している。エンジン始動
時、三方弁５１が図１０に破線で示す第２作動位置をと
ると、排気ガスが分岐排気通路３０内に流入して排気ガ
ス中のＨＣが吸着触媒４０に吸着する。その後、三方弁
５１が図９に実線で示す第１作動位置をとると、分岐排
気通路３０内への排気ガスの更なる流入が阻止される。
この場合、主触媒２０を通過した排気ガスによって、主
排気通路１３に下流側端が露出した吸着触媒４０が加熱
され、吸着触媒４０の酸化触媒作用が奏される。その結
果として生じる無害な二酸化炭素などのガスは、主触媒
２０を通過し主排気通路１３内を流れる排気ガスに合流
して、浄化された排気ガスと共に装置外部に排出され
る。
【００４２】図１１に示す変形例は、排気ガスの一部を
利用して吸着触媒４０を加熱することにより特別の加熱
装置を不要にすることを企図している。この変形例で
は、分岐排気通路３０への排気ガスの一部を導入可能と
すべく、三方弁５１を矩形断面の板状閉塞部材で構成す
ると共に閉塞部材の長辺方向長さを分岐排気通路上流側
端３１での矩形断面の分岐排気通路３０の長辺方向長さ
よりも短くかつ矩形断面の主排気通路１３のそれと略同
一に設定してある。従って、三方弁５１が図１１に示す
第１作動位置をとると、三方弁５１の先端とこれに対向
する排気通路１３，３０の結合部の内周面との間に間隙
が生じて、三元触媒２０から流出する排気ガスの一部た
とえばその約５％がこの間隙を介して主排気通路１３か
ら分岐排気通路３０内へ流入し、この排気ガスにより吸
着触媒が加熱されることになる。
利用して吸着触媒４０を加熱することにより特別の加熱
装置を不要にすることを企図している。この変形例で
は、分岐排気通路３０への排気ガスの一部を導入可能と
すべく、三方弁５１を矩形断面の板状閉塞部材で構成す
ると共に閉塞部材の長辺方向長さを分岐排気通路上流側
端３１での矩形断面の分岐排気通路３０の長辺方向長さ
よりも短くかつ矩形断面の主排気通路１３のそれと略同
一に設定してある。従って、三方弁５１が図１１に示す
第１作動位置をとると、三方弁５１の先端とこれに対向
する排気通路１３，３０の結合部の内周面との間に間隙
が生じて、三元触媒２０から流出する排気ガスの一部た
とえばその約５％がこの間隙を介して主排気通路１３か
ら分岐排気通路３０内へ流入し、この排気ガスにより吸
着触媒が加熱されることになる。
【００４３】
【発明の効果】上述のように、本発明の排気ガス浄化装
置は、エンジンの排気側に連通する主排気通路の途中に
配されエンジンからの排気ガスを浄化するための主触媒
と、少なくとも上流側端において主排気通路に連通する
分岐排気通路の途中に配され排気ガスに含まれる炭化水
素を吸着させかつ吸着した炭化水素を所定温度領域で酸
化させるための触媒作用を有する吸着剤と、分岐排気通
路の少なくとも一端における分岐排気通路と主排気通路
との連通を選択的に阻止するための排気経路選択手段
と、吸着剤温度を検出するための温度検出手段と、検出
吸着剤温度が所定温度領域よりも低温側の所定値に達し
たときに、排気経路選択手段による排気通路連通阻止が
行われるように、排気経路選択手段を作動させるための
制御手段とを備えるので、エンジン始動時の炭化水素浄
化性能に優れ、吸着剤に吸着させた炭化水素の後処理の
ための装置構成が簡易であって、装置コストを低減可能
である。
置は、エンジンの排気側に連通する主排気通路の途中に
配されエンジンからの排気ガスを浄化するための主触媒
と、少なくとも上流側端において主排気通路に連通する
分岐排気通路の途中に配され排気ガスに含まれる炭化水
素を吸着させかつ吸着した炭化水素を所定温度領域で酸
化させるための触媒作用を有する吸着剤と、分岐排気通
路の少なくとも一端における分岐排気通路と主排気通路
との連通を選択的に阻止するための排気経路選択手段
と、吸着剤温度を検出するための温度検出手段と、検出
吸着剤温度が所定温度領域よりも低温側の所定値に達し
たときに、排気経路選択手段による排気通路連通阻止が
行われるように、排気経路選択手段を作動させるための
制御手段とを備えるので、エンジン始動時の炭化水素浄
化性能に優れ、吸着剤に吸着させた炭化水素の後処理の
ための装置構成が簡易であって、装置コストを低減可能
である。
【００４４】又、主触媒温度または主触媒近傍での排気
ガス温度またはエンジン温度に関連するパラメータ値に
応じて、或は、検出パラメータ値に応じた所定時間がエ
ンジン始動時から経過したか否かに応じて、或は、エン
ジン始動時からの経過時間に応じて、排気通路連通阻止
が行われるように排気経路選択手段を作動させる本発明
の特定の態様によれば、排気経路の切換え、ひいては高
温の新たな排気ガス流入に伴う吸着剤温度上昇による吸
着炭化水素の吸着剤からの脱離の防止を、適切なタイミ
ングで行え、炭化水素浄化をより適正に行える。
ガス温度またはエンジン温度に関連するパラメータ値に
応じて、或は、検出パラメータ値に応じた所定時間がエ
ンジン始動時から経過したか否かに応じて、或は、エン
ジン始動時からの経過時間に応じて、排気通路連通阻止
が行われるように排気経路選択手段を作動させる本発明
の特定の態様によれば、排気経路の切換え、ひいては高
温の新たな排気ガス流入に伴う吸着剤温度上昇による吸
着炭化水素の吸着剤からの脱離の防止を、適切なタイミ
ングで行え、炭化水素浄化をより適正に行える。
【図１】本発明の第１実施例による排気ガス浄化装置を
周辺要素と共に示す概略図である。
周辺要素と共に示す概略図である。
【図２】図１に示す三方弁により分岐排気通路と主排気
通路との連通を遮断した状態を示す部分図である。
通路との連通を遮断した状態を示す部分図である。
【図３】三方弁が、分岐排気通路と主排気通路とを連通
させる作動位置をとった状態を示す部分図である。
させる作動位置をとった状態を示す部分図である。
【図４】図１に示すコントローラにより実行される排気
経路選択及び吸着触媒加熱ルーチンを示すフローチャー
トである。
経路選択及び吸着触媒加熱ルーチンを示すフローチャー
トである。
【図５】本発明の変形例における排気経路選択及び吸着
触媒加熱ルーチンを示すフローチャートである。
触媒加熱ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図５の排気経路選択及び吸着触媒加熱ルーチン
における所定時間ＴSWの決定に用いるマップを例示する
グラフである。
における所定時間ＴSWの決定に用いるマップを例示する
グラフである。
【図７】加熱手段としてのヒータを具備しない本発明の
変形例による主触媒，吸着触媒およびその周辺構成を示
す部分概略図である。
変形例による主触媒，吸着触媒およびその周辺構成を示
す部分概略図である。
【図８】図７に示す主触媒及び吸着触媒の垂直断面図で
ある。
ある。
【図９】ヒータを具備しないタイプの本発明の排気ガス
浄化装置の別の変形例を示す部分概略図である。
浄化装置の別の変形例を示す部分概略図である。
【図１０】ヒータを具備しないタイプの本発明の排気ガ
ス浄化装置の更に別の変形例を示す部分概略図である。
ス浄化装置の更に別の変形例を示す部分概略図である。
【図１１】ヒータを具備しないタイプの本発明の排気ガ
ス浄化装置の更に別の変形例を示す部分概略図である。
ス浄化装置の更に別の変形例を示す部分概略図である。
１２ 吸気通路 １３ 主排気通路 ２０ 三元触媒（主触媒） ２１ フロント触媒 ３０ 分岐排気通路 ３１ 分岐排気通路の上流側端 ３２ 分岐排気通路の下流側端 ４０ 吸着触媒 ５０ 排気経路選択手段 ５１ 三方弁 ６０ ヒータ ７０ 水温センサ ７１，７２ 触媒温度センサ ８０ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三林 大介 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−141816（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311618（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−105925（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/38 F01N 9/00 - 11/00
Claims (4)
- 【請求項１】 エンジンの排気側に連通する主排気通路
の途中に配されエンジンからの排気ガスを浄化するため
の主触媒と、少なくとも上流側端において前記主排気通
路に連通する分岐排気通路の途中に配され排気ガスに含
まれる炭化水素を吸着させかつ吸着した炭化水素を所定
温度領域で酸化させるための触媒作用を有した吸着剤
と、前記分岐排気通路の少なくとも一端における前記分
岐排気通路と前記主排気通路との連通を選択的に阻止す
るための排気経路選択手段と、吸着剤温度を検出するた
めの温度検出手段と、検出吸着剤温度が前記所定温度領
域よりも低温側の所定値に達したときに、前記排気経路
選択手段による排気通路連通阻止が行われるように、前
記排気経路選択手段を作動させるための制御手段とを備
えることを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】 前記温度検出手段は、主触媒温度または
前記主触媒の近傍での排気ガス温度またはエンジン温度
に関連するパラメータ値を検出する機能をさらに備える
ように設けられ、前記制御手段は、検出主触媒温度また
は検出排気ガス温度または検出パラメータ値を表す前記
温度検出手段の出力に応じて、前記排気通路連通阻止が
行われるように前記排気経路選択手段を作動させること
を特徴とする請求項１の排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】 前記温度検出手段は、エンジン温度に関
連するパラメータ値を検出するように設けられ、前記制
御手段は、検出パラメータ値を表す前記温度検出手段の
出力に応じた所定時間がエンジン始動時から経過したか
否かに応じて、前記排気通路連通阻止が行われるように
前記排気経路選択手段を作動させることを特徴とする請
求項１の排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、エンジン始動時からの
経過時間に応じて、前記排気通路連通阻止が行われるよ
うに前記排気経路選択手段を作動させることを特徴とす
る請求項１の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05025356A JP3116627B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 排気ガス浄化装置 |
| US08/621,704 US5738832A (en) | 1993-02-15 | 1996-03-26 | Exhaust gas purifying apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05025356A JP3116627B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241031A JPH06241031A (ja) | 1994-08-30 |
| JP3116627B2 true JP3116627B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=12163573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05025356A Expired - Fee Related JP3116627B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116627B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114127393A (zh) * | 2019-08-08 | 2022-03-01 | 庄信万丰股份有限公司 | 包括车辆压缩点火发动机和包括可电加热元件的排放控制装置的系统 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP05025356A patent/JP3116627B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06241031A (ja) | 1994-08-30 |
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Legal Events
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