JP3343948B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/12—Hydrocarbons
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関（エンジン）
の排気ガス浄化装置に係り、特に内燃機関の始動直後の
排気ガス中に多く含まれている炭化水素（ＨＣ）の大気
中への放出をを防止する吸着剤を備えた排気ガス浄化装
置に関する。
の排気ガス浄化装置に係り、特に内燃機関の始動直後の
排気ガス中に多く含まれている炭化水素（ＨＣ）の大気
中への放出をを防止する吸着剤を備えた排気ガス浄化装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の排気ガス浄化には、貴金属（白
金、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，ＣＯ，ＮＯx 等を酸化、もしくは
環元させることによって浄化している。このうち、特に
ＨＣの触媒による浄化は、排気ガス温度の影響が強く、
一般に、３５０〜４００℃以上の温度を必要とする。エ
ンジン始動直後では、排気ガス温度が低く、触媒が活性
温度（３５０〜４００℃以上）に達していないため、Ｈ
Ｃの浄化はほとんど行なわれない。さらにエンジンを始
動した直後のような冷間時にはＨＣの排出量が非常に多
くなり、一般に、排気ガス温度が低いときには、ＨＣの
大気中への放出量が増大するのが普通である。
金、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，ＣＯ，ＮＯx 等を酸化、もしくは
環元させることによって浄化している。このうち、特に
ＨＣの触媒による浄化は、排気ガス温度の影響が強く、
一般に、３５０〜４００℃以上の温度を必要とする。エ
ンジン始動直後では、排気ガス温度が低く、触媒が活性
温度（３５０〜４００℃以上）に達していないため、Ｈ
Ｃの浄化はほとんど行なわれない。さらにエンジンを始
動した直後のような冷間時にはＨＣの排出量が非常に多
くなり、一般に、排気ガス温度が低いときには、ＨＣの
大気中への放出量が増大するのが普通である。
【０００３】そこで上記の問題を解決するため、エンジ
ンの排気系に触媒を配備し、その上流側にエンジンの冷
間時に放出されたＨＣを吸着するための吸着材を納めた
ＨＣトラッパーを配備したものが提案されている（特開
平２−７５３２７号公報、特開平３−１９４１１３号公
報参照）。
ンの排気系に触媒を配備し、その上流側にエンジンの冷
間時に放出されたＨＣを吸着するための吸着材を納めた
ＨＣトラッパーを配備したものが提案されている（特開
平２−７５３２７号公報、特開平３−１９４１１３号公
報参照）。
【０００４】特開平２−７５３２７号公報に記載された
排気ガス浄化装置では、触媒の上流側にゼオライト系吸
着剤を用い、吸着剤と触媒とを併用して、排気ガスの低
温時には吸着剤にＨＣを吸着させ、排気ガスの高温時に
は吸着剤から脱離したＨＣおよびエンジンからの排出Ｈ
Ｃを触媒によって浄化させるものである。
排気ガス浄化装置では、触媒の上流側にゼオライト系吸
着剤を用い、吸着剤と触媒とを併用して、排気ガスの低
温時には吸着剤にＨＣを吸着させ、排気ガスの高温時に
は吸着剤から脱離したＨＣおよびエンジンからの排出Ｈ
Ｃを触媒によって浄化させるものである。
【０００５】また、特開平３−１９４１１３号公報に記
載された排気浄化装置では、吸着剤を触媒と並列に配備
し、吸着剤を備えた排気管は触媒を備えた排気管の上流
側と下流側をバイパスするように構成されている。さら
に上記２つの排気管の結合部（すなわち下流側分岐点）
には切換バルブを設け、エンジン始動直後から特定の時
間においてバルブ開度を調節し、吸着剤にＨＣを吸着さ
せる。また、吸着されたＨＣの脱離時には排気ガスが高
温になっているため、上記バルブを半開して高温の排気
ガスを吸着剤に流してＨＣを脱離させ、脱離したＨＣは
触媒の上流に戻って浄化される。
載された排気浄化装置では、吸着剤を触媒と並列に配備
し、吸着剤を備えた排気管は触媒を備えた排気管の上流
側と下流側をバイパスするように構成されている。さら
に上記２つの排気管の結合部（すなわち下流側分岐点）
には切換バルブを設け、エンジン始動直後から特定の時
間においてバルブ開度を調節し、吸着剤にＨＣを吸着さ
せる。また、吸着されたＨＣの脱離時には排気ガスが高
温になっているため、上記バルブを半開して高温の排気
ガスを吸着剤に流してＨＣを脱離させ、脱離したＨＣは
触媒の上流に戻って浄化される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の排気ガス浄
化装置においては、エンジンの冷間時に排出されるＨＣ
（以下これをコールドＨＣと呼ぶことにする。）の吸着
・脱離装置が触媒の上流側に配備されて高温の排気ガス
と接触するため、吸着剤の耐熱性が問題となる。したが
って特開平２−７５３２７号公報に記載された排気ガス
浄化装置では、耐熱性の高いゼオライト系吸着剤を用い
ている。しかし、極低温時（特に５０℃以下）では、ゼ
オライトのＨＣ吸着能力は必ずしも優れているわけでは
なく、むしろ活性炭の方がよい。また、他の吸着剤で
も、一般に温度が低いほど吸着能力が高くなるため、触
媒の上流側に吸着剤を配備することはＨＣ吸着力向上に
は不利になるというような問題が生じる。
化装置においては、エンジンの冷間時に排出されるＨＣ
（以下これをコールドＨＣと呼ぶことにする。）の吸着
・脱離装置が触媒の上流側に配備されて高温の排気ガス
と接触するため、吸着剤の耐熱性が問題となる。したが
って特開平２−７５３２７号公報に記載された排気ガス
浄化装置では、耐熱性の高いゼオライト系吸着剤を用い
ている。しかし、極低温時（特に５０℃以下）では、ゼ
オライトのＨＣ吸着能力は必ずしも優れているわけでは
なく、むしろ活性炭の方がよい。また、他の吸着剤で
も、一般に温度が低いほど吸着能力が高くなるため、触
媒の上流側に吸着剤を配備することはＨＣ吸着力向上に
は不利になるというような問題が生じる。
【０００７】そこで本発明では、排気ガス浄化装置にお
けるコールドＨＣの吸着力を向上し、さらに吸着剤から
脱離したＨＣを完全に浄化することによって、コールド
ＨＣの高吸着、高浄化を行うことを目的とする。
けるコールドＨＣの吸着力を向上し、さらに吸着剤から
脱離したＨＣを完全に浄化することによって、コールド
ＨＣの高吸着、高浄化を行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するための手段として、内燃機関の排気流路に設け
られている触媒装置の下流側において排気ガスのメイン
流路から分岐しているバイパス流路と、前記バイパス流
路に設けられた吸着剤と、前記バイパス流路への排気ガ
スの入口側であって且つ前記吸着剤の上流側である分岐
点に設けられた切替バルブと、前記バイパス流路の前記
吸着剤の下流側に設けられたヒータ付き触媒と、該ヒー
タ付き触媒へ２次空気を導入するために該ヒータ付き触
媒よりも上流側で前記触媒装置よりも下流側の位置に設
けられた２次空気供給装置と、前記吸着剤の上流側に設
けられた排気温センサと、前記排気温センサが検出する
排気ガスの温度に応じて前記切替バルブと前記ヒータ付
き触媒のヒータを制御するように構成された制御装置と
を備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置を提供
する。
達成するための手段として、内燃機関の排気流路に設け
られている触媒装置の下流側において排気ガスのメイン
流路から分岐しているバイパス流路と、前記バイパス流
路に設けられた吸着剤と、前記バイパス流路への排気ガ
スの入口側であって且つ前記吸着剤の上流側である分岐
点に設けられた切替バルブと、前記バイパス流路の前記
吸着剤の下流側に設けられたヒータ付き触媒と、該ヒー
タ付き触媒へ２次空気を導入するために該ヒータ付き触
媒よりも上流側で前記触媒装置よりも下流側の位置に設
けられた２次空気供給装置と、前記吸着剤の上流側に設
けられた排気温センサと、前記排気温センサが検出する
排気ガスの温度に応じて前記切替バルブと前記ヒータ付
き触媒のヒータを制御するように構成された制御装置と
を備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置を提供
する。
【０００９】
【作用】内燃機関の排気流路に設けられている触媒装置
は、内燃機関の定常運転状態では十分に活性化して排気
ガス中の有害成分を酸化、或いは還元して無害化する能
力を持っているが、機関の始動直後においては機関がコ
ールドＨＣ等の有害成分を比較的多量に放出する傾向が
あるのに対し、触媒の温度が未だ低くて十分にそれを浄
化する能力がない。そこで、本発明装置における制御装
置は、吸着剤の上流側に設けられた排気温センサが検出
する排気ガスの温度に応じて切替バルブを操作し、メイ
ン流路をバイパス流路に切り換える。それによってコー
ルドＨＣ等を多く含んだ排気ガスはバイパス流路を通過
するようになり、ＨＣ等の有害成分はバイパス流路に設
けられた吸着剤に一時的に吸着されて外気中へ放出する
ことがない。
は、内燃機関の定常運転状態では十分に活性化して排気
ガス中の有害成分を酸化、或いは還元して無害化する能
力を持っているが、機関の始動直後においては機関がコ
ールドＨＣ等の有害成分を比較的多量に放出する傾向が
あるのに対し、触媒の温度が未だ低くて十分にそれを浄
化する能力がない。そこで、本発明装置における制御装
置は、吸着剤の上流側に設けられた排気温センサが検出
する排気ガスの温度に応じて切替バルブを操作し、メイ
ン流路をバイパス流路に切り換える。それによってコー
ルドＨＣ等を多く含んだ排気ガスはバイパス流路を通過
するようになり、ＨＣ等の有害成分はバイパス流路に設
けられた吸着剤に一時的に吸着されて外気中へ放出する
ことがない。
【００１０】切替バルブの上流側のメイン流路に設けら
れている触媒装置の暖機が進み、その触媒の温度が活性
温度に達して排気ガス中の有害成分を十分除去すること
ができるようになると、排気温センサが検出する排気ガ
スの温度が上昇するので、制御装置は切替バルブを操作
してバイパス流路への排気ガスの流入を停止させて、排
気ガスの殆どがメイン流路を流れるように流路を切り換
える。また、切替バルブによる流路の切り換えと同時
か、又はそれより前に、吸着剤の下流側に設けられてい
るヒータ付き触媒のヒータに通電し、その触媒を加熱し
て活性化させ、吸着剤に吸着されているＨＣ等の有害成
分が、吸着材の脱離温度以上まで温度が上昇した排気ガ
スによって吸着剤から脱離したときに、それを浄化して
から外気中へ放出する。ヒータ付き触媒によってＨＣ等
を浄化する時に必要な２次空気は、チェックバルブ等か
らなる２次空気供給装置によって供給される。２次空気
供給装置はバイパス流路内を流れる排気ガスが圧力脈動
によって負圧になる時に開いて２次空気を吸い込む。
れている触媒装置の暖機が進み、その触媒の温度が活性
温度に達して排気ガス中の有害成分を十分除去すること
ができるようになると、排気温センサが検出する排気ガ
スの温度が上昇するので、制御装置は切替バルブを操作
してバイパス流路への排気ガスの流入を停止させて、排
気ガスの殆どがメイン流路を流れるように流路を切り換
える。また、切替バルブによる流路の切り換えと同時
か、又はそれより前に、吸着剤の下流側に設けられてい
るヒータ付き触媒のヒータに通電し、その触媒を加熱し
て活性化させ、吸着剤に吸着されているＨＣ等の有害成
分が、吸着材の脱離温度以上まで温度が上昇した排気ガ
スによって吸着剤から脱離したときに、それを浄化して
から外気中へ放出する。ヒータ付き触媒によってＨＣ等
を浄化する時に必要な２次空気は、チェックバルブ等か
らなる２次空気供給装置によって供給される。２次空気
供給装置はバイパス流路内を流れる排気ガスが圧力脈動
によって負圧になる時に開いて２次空気を吸い込む。
【００１１】
【実施例】図１に本発明の第１実施例の構成を示す。排
気ガス浄化装置１０は図示しないエンジンおよび触媒の
下流側において、排気系のメイン流路１に分岐して並列
に設けられたバイパス流路２の中に配備されている。排
気ガス浄化装置１０はヒータ付き触媒５を有し、その上
流側に吸着剤４を充填した吸着筒３を有している。吸着
剤の型はペレット、フォーム、ハニカム、メッシュ型等
のいずれでもよい。またヒータ付き触媒５に担持される
触媒は三元触媒でも酸化触媒でもよい。さらに、排気ガ
ス浄化装置１０内には、ヒータ付き触媒５にエアを送り
込むためのチェックバルブ７を配備している。チェック
バルブ７はヒータ付き触媒５よりも上流側で、かつ、図
示しない触媒の下流側の位置であればどこに設けてもよ
い。
気ガス浄化装置１０は図示しないエンジンおよび触媒の
下流側において、排気系のメイン流路１に分岐して並列
に設けられたバイパス流路２の中に配備されている。排
気ガス浄化装置１０はヒータ付き触媒５を有し、その上
流側に吸着剤４を充填した吸着筒３を有している。吸着
剤の型はペレット、フォーム、ハニカム、メッシュ型等
のいずれでもよい。またヒータ付き触媒５に担持される
触媒は三元触媒でも酸化触媒でもよい。さらに、排気ガ
ス浄化装置１０内には、ヒータ付き触媒５にエアを送り
込むためのチェックバルブ７を配備している。チェック
バルブ７はヒータ付き触媒５よりも上流側で、かつ、図
示しない触媒の下流側の位置であればどこに設けてもよ
い。
【００１２】メイン流路１とバイパス流路２の分岐点に
は、切替バルブ８が配備され、図示しないアクチュエー
タにより、排気ガスの温度に応じて排気ガス流をメイン
流路１′又はバイパス流路２に切替える。また、排気ガ
ス浄化装置１０に流れ込む排気ガスの温度をモニタする
ために、排気温センサ６が吸着筒３の上流側に配備され
ている。さらに、排気温センサ６の検出した排気温の信
号が入力される制御回路（ＥＣＵ）９が設けられ、その
出力信号によってヒータ付き触媒５や流路の切替バルブ
８が制御されるように、それらが制御回路９に電気的に
接続されている。
は、切替バルブ８が配備され、図示しないアクチュエー
タにより、排気ガスの温度に応じて排気ガス流をメイン
流路１′又はバイパス流路２に切替える。また、排気ガ
ス浄化装置１０に流れ込む排気ガスの温度をモニタする
ために、排気温センサ６が吸着筒３の上流側に配備され
ている。さらに、排気温センサ６の検出した排気温の信
号が入力される制御回路（ＥＣＵ）９が設けられ、その
出力信号によってヒータ付き触媒５や流路の切替バルブ
８が制御されるように、それらが制御回路９に電気的に
接続されている。
【００１３】本発明の第１実施例としての排気ガス浄化
装置１０の作用を図１に従って説明する。図示しないエ
ンジン（図１に示すメイン流路１の左側に接続されてい
る）の始動直後、排気ガスの温度は低いので、エンジン
は大量のコールドＨＣを含んだ排気ガスを排出する。ま
た、排気ガスの温度が低い間は、図示しない触媒（メイ
ン流路１の左側に接続されている）は活性温度（３５０
〜４００℃）に達していないため、コールドＨＣは触媒
内でほとんど浄化されずに、図１の上流側のメイン流路
１内を流れてくる。この時の排気ガス温度は排気温セン
サ６によってモニタされ、制御回路９に入力されてい
る。上記状態のように排気ガスの温度が低い場合は、制
御回路９からの信号によって切替バルブ８が図１に示し
たように下流側のメイン流路１′の入口を閉じると共に
バイパス流路２を開き、排気ガス流はバイパス流路２を
流れる。それによって、排気ガス中に含まれるコールド
ＨＣは吸着筒３内の吸着剤４に吸着され、コールドＨＣ
の大気中への放出を防止する。
装置１０の作用を図１に従って説明する。図示しないエ
ンジン（図１に示すメイン流路１の左側に接続されてい
る）の始動直後、排気ガスの温度は低いので、エンジン
は大量のコールドＨＣを含んだ排気ガスを排出する。ま
た、排気ガスの温度が低い間は、図示しない触媒（メイ
ン流路１の左側に接続されている）は活性温度（３５０
〜４００℃）に達していないため、コールドＨＣは触媒
内でほとんど浄化されずに、図１の上流側のメイン流路
１内を流れてくる。この時の排気ガス温度は排気温セン
サ６によってモニタされ、制御回路９に入力されてい
る。上記状態のように排気ガスの温度が低い場合は、制
御回路９からの信号によって切替バルブ８が図１に示し
たように下流側のメイン流路１′の入口を閉じると共に
バイパス流路２を開き、排気ガス流はバイパス流路２を
流れる。それによって、排気ガス中に含まれるコールド
ＨＣは吸着筒３内の吸着剤４に吸着され、コールドＨＣ
の大気中への放出を防止する。
【００１４】エンジンが暖機し、排気ガス温度が高くな
って吸着剤４の吸着可能温度を越えた場合、吸着剤４は
吸着していたＨＣを脱離してしまうので、制御回路９は
切替バルブ８を作動させてバイパス流路２を閉じ、排気
ガスをメイン流路１′に流す。
って吸着剤４の吸着可能温度を越えた場合、吸着剤４は
吸着していたＨＣを脱離してしまうので、制御回路９は
切替バルブ８を作動させてバイパス流路２を閉じ、排気
ガスをメイン流路１′に流す。
【００１５】吸着剤４の種類と、吸着可能温度、脱離温
度、耐熱温度の例を表１に示す。この中で、コールドＨ
Ｃの極低温（５０℃以下）における吸着量は活性炭が優
れており、活性炭を使用する場合には、吸着筒３をヒー
タ付き触媒５から極力離して配置する。ヒータ付き触媒
５と吸着筒３を離す距離は、吸着筒３内の吸着剤４が脱
離温度になる時に、触媒５がすでに活性温度（３５０〜
４００℃）に達している程度とする。この時、即ち上記
状態において、制御回路９によって切替バルブ８が作動
し、バイパス流路２を閉じると共にメイン流路１′を開
く。このようにして排気ガスがメイン流路１′を流れる
時には、排気ガスはすでに図示しない上流側の触媒によ
って浄化されているので、ＨＣの大気中への放出を防ぐ
ことができる。
度、耐熱温度の例を表１に示す。この中で、コールドＨ
Ｃの極低温（５０℃以下）における吸着量は活性炭が優
れており、活性炭を使用する場合には、吸着筒３をヒー
タ付き触媒５から極力離して配置する。ヒータ付き触媒
５と吸着筒３を離す距離は、吸着筒３内の吸着剤４が脱
離温度になる時に、触媒５がすでに活性温度（３５０〜
４００℃）に達している程度とする。この時、即ち上記
状態において、制御回路９によって切替バルブ８が作動
し、バイパス流路２を閉じると共にメイン流路１′を開
く。このようにして排気ガスがメイン流路１′を流れる
時には、排気ガスはすでに図示しない上流側の触媒によ
って浄化されているので、ＨＣの大気中への放出を防ぐ
ことができる。
【００１６】
【表１】
【００１７】次に、排気ガスの低温時において吸着剤４
に吸着されたコールドＨＣを脱離、浄化する方法につい
て説明する。排気ガスが高温（吸着剤４の脱離温度と同
等かそれ以上）でメイン流路１′を流れている間に、制
御回路９はバイパス流路２内のヒータ付き触媒５に通電
し、ヒータ付き触媒５を活性温度（３５０〜４００℃以
上）に高めておく。ヒータ付き触媒５が活性温度になっ
たかどうかの判定は、通電時間から判定することができ
る。また、ヒータ付き触媒５の下流に図２のように排気
温センサ１１を設けて雰囲気温度から判定してもよい。
ヒータ付き触媒５が活性温度になり、かつ排気ガスが吸
着剤４の脱離温度になっており、さらに排気ガス温度が
吸着剤４の耐熱温度以下の時、制御回路９は切替バルブ
８を作動させ、バイパス流路２に排気ガスを流す。切替
バルブ８はバイパス流路２に対して全開でもよいし、Ｈ
Ｃ脱離に必要な流量が確保できるならば、全開でなくと
もよい。排気ガスの熱によって、吸着剤４に吸着されて
いたコールドＨＣは脱離して下流へ流れる。その時、吸
着筒３の下流にはすでに活性温度に達したヒータ付き触
媒５があり、脱離したＨＣはここで浄化されることにな
る。
に吸着されたコールドＨＣを脱離、浄化する方法につい
て説明する。排気ガスが高温（吸着剤４の脱離温度と同
等かそれ以上）でメイン流路１′を流れている間に、制
御回路９はバイパス流路２内のヒータ付き触媒５に通電
し、ヒータ付き触媒５を活性温度（３５０〜４００℃以
上）に高めておく。ヒータ付き触媒５が活性温度になっ
たかどうかの判定は、通電時間から判定することができ
る。また、ヒータ付き触媒５の下流に図２のように排気
温センサ１１を設けて雰囲気温度から判定してもよい。
ヒータ付き触媒５が活性温度になり、かつ排気ガスが吸
着剤４の脱離温度になっており、さらに排気ガス温度が
吸着剤４の耐熱温度以下の時、制御回路９は切替バルブ
８を作動させ、バイパス流路２に排気ガスを流す。切替
バルブ８はバイパス流路２に対して全開でもよいし、Ｈ
Ｃ脱離に必要な流量が確保できるならば、全開でなくと
もよい。排気ガスの熱によって、吸着剤４に吸着されて
いたコールドＨＣは脱離して下流へ流れる。その時、吸
着筒３の下流にはすでに活性温度に達したヒータ付き触
媒５があり、脱離したＨＣはここで浄化されることにな
る。
【００１８】さらに、ＨＣ浄化性能を向上させるため
に、チェックバルブ７から空気（２次エア）を導入し、
Ｏ2 を補充する。チェックバルブ７は排気ガスの圧力脈
動によって、吸着筒３内が負圧になった時に大気を吸い
込む。脱離および浄化の終了判定には、たとえば脱離時
の切替バルブ８の総開弁時間を利用することができる。
に、チェックバルブ７から空気（２次エア）を導入し、
Ｏ2 を補充する。チェックバルブ７は排気ガスの圧力脈
動によって、吸着筒３内が負圧になった時に大気を吸い
込む。脱離および浄化の終了判定には、たとえば脱離時
の切替バルブ８の総開弁時間を利用することができる。
【００１９】上記のような一連の作動を制御回路９の制
御プログラムのフローチャートとしてまとめて図３に示
す。図３における各記号は次のような数値を表わしてい
る。 ＴE ：排気ガス温度（℃） ＴA ：吸着可能温度（℃） ＴD ：脱離温度（℃） ＴB ：耐熱温度（℃） ｔl ：脱離時の切替バルブの総開弁時間 (sec) ｔmax ：脱離時の切替バルブの総開弁時間、判定値 (se
c)言うまでもなく「バルブ８開」とは、図１に示した状態
のように、バルブ８が排気ガス浄化装置１０へのバイパ
ス流路２を開くことを意味する。 上述の作動の説明と各
記号の定義から図３その他のフローチャートの意味は容
易に理解されるので、詳細な説明は省略する。なお、切
替バルブ８が吸着剤４の上流側の、メイン流路１とバイ
パス流路２の分岐点に設けられているので、切替バルブ
８によってバイパス流路２を閉じた状態では、吸着剤４
に吸着された未燃のＨＣが脱離して浄化されないまま
で、排気ガス圧力の脈動等によってメイン流路１’へ流
れ出す恐れが少ない。同じ効果は後述の第２実施例及び
第３実施例の排気ガス浄化装置においても得られる。
御プログラムのフローチャートとしてまとめて図３に示
す。図３における各記号は次のような数値を表わしてい
る。 ＴE ：排気ガス温度（℃） ＴA ：吸着可能温度（℃） ＴD ：脱離温度（℃） ＴB ：耐熱温度（℃） ｔl ：脱離時の切替バルブの総開弁時間 (sec) ｔmax ：脱離時の切替バルブの総開弁時間、判定値 (se
c)言うまでもなく「バルブ８開」とは、図１に示した状態
のように、バルブ８が排気ガス浄化装置１０へのバイパ
ス流路２を開くことを意味する。 上述の作動の説明と各
記号の定義から図３その他のフローチャートの意味は容
易に理解されるので、詳細な説明は省略する。なお、切
替バルブ８が吸着剤４の上流側の、メイン流路１とバイ
パス流路２の分岐点に設けられているので、切替バルブ
８によってバイパス流路２を閉じた状態では、吸着剤４
に吸着された未燃のＨＣが脱離して浄化されないまま
で、排気ガス圧力の脈動等によってメイン流路１’へ流
れ出す恐れが少ない。同じ効果は後述の第２実施例及び
第３実施例の排気ガス浄化装置においても得られる。
【００２０】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。前述の第１実施例では、吸着剤４からＨＣを脱離さ
せるには排気ガス温度が吸着剤の脱離温度以上になって
いる必要があるので、エンジンの始動後、十分に時間が
経過していない状態では脱離を行なわせることができな
い。そこで、吸着剤４として特にゼオライトのような吸
着可能温度が高いものを用いる場合、図４に示すように
吸着筒３内にヒータ１２を配備することによって、ＨＣ
の脱離を促進することができる。第２実施例において使
用するヒータはＰＴＣ、ニクロム線等、どのようなもの
でもよい。
る。前述の第１実施例では、吸着剤４からＨＣを脱離さ
せるには排気ガス温度が吸着剤の脱離温度以上になって
いる必要があるので、エンジンの始動後、十分に時間が
経過していない状態では脱離を行なわせることができな
い。そこで、吸着剤４として特にゼオライトのような吸
着可能温度が高いものを用いる場合、図４に示すように
吸着筒３内にヒータ１２を配備することによって、ＨＣ
の脱離を促進することができる。第２実施例において使
用するヒータはＰＴＣ、ニクロム線等、どのようなもの
でもよい。
【００２１】第２実施例の作動を制御回路９の制御プロ
グラムのフローチャートとしてまとめて図５に示す。各
記号の定義は図３と同様である。第２実施例によれば、
吸着されたＨＣの脱離および浄化は、排気ガス温度が吸
着剤４の耐熱温度ＴB 以下であればいつでも行うことが
できる。
グラムのフローチャートとしてまとめて図５に示す。各
記号の定義は図３と同様である。第２実施例によれば、
吸着されたＨＣの脱離および浄化は、排気ガス温度が吸
着剤４の耐熱温度ＴB 以下であればいつでも行うことが
できる。
【００２２】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。第１及び第２実施例では、吸着剤４は単一の種類の
ものであるから、例えば活性炭では排気ガスの温度が１
００℃以下でないとＨＣを吸着することができない。ゼ
オライトでは３００℃まで吸着することができるが、極
低温時（５０℃以下）では吸着能力が活性炭よりも劣
る。そこで第３実施例では、図６に示すように、吸着筒
３内の吸着剤を二層構造とし、前層を活性炭、後層をゼ
オライトとする。
る。第１及び第２実施例では、吸着剤４は単一の種類の
ものであるから、例えば活性炭では排気ガスの温度が１
００℃以下でないとＨＣを吸着することができない。ゼ
オライトでは３００℃まで吸着することができるが、極
低温時（５０℃以下）では吸着能力が活性炭よりも劣
る。そこで第３実施例では、図６に示すように、吸着筒
３内の吸着剤を二層構造とし、前層を活性炭、後層をゼ
オライトとする。
【００２３】第３実施例の作動は図３と同じであるが、
本実施例では吸着可能温度ＴA はゼオライトの、脱離温
度ＴD は活性炭の、それぞれ最大値を用いる。また、耐
熱温度ＴB は２種類の吸着剤のうち、低い方、即ち活性
炭のそれを用いる。
本実施例では吸着可能温度ＴA はゼオライトの、脱離温
度ＴD は活性炭の、それぞれ最大値を用いる。また、耐
熱温度ＴB は２種類の吸着剤のうち、低い方、即ち活性
炭のそれを用いる。
【００２４】次に本発明の第４実施例について説明す
る。第１ないし第３実施例では、排気ガス浄化装置１０
は全て排気系のメイン流路１から分岐させたバイパス流
路２に吸着筒３を取り付けた構成となっている。そこ
で、組み付け性を向上すると共に小型化するために、メ
イン流路１′とバイパス流路２を一体化した構成とした
ものが第４実施例であって、その構成を図７に示す。
る。第１ないし第３実施例では、排気ガス浄化装置１０
は全て排気系のメイン流路１から分岐させたバイパス流
路２に吸着筒３を取り付けた構成となっている。そこ
で、組み付け性を向上すると共に小型化するために、メ
イン流路１′とバイパス流路２を一体化した構成とした
ものが第４実施例であって、その構成を図７に示す。
【００２５】第４実施例の構成では、第１実施例と異な
り、吸着筒４の内部中央に切替バルブ８と中央メイン通
路１′が設けられ、その外部がバイパス流路２となっ
て、吸着剤４とヒータ付き触媒５を収容している。そし
て、切替バルブ８が閉じた時に排気ガスがバイパス流路
２を流れ、開いた時に中央メイン流路１′を流れる。切
替バルブ８が開いている時に排気ガスがバイパス流路２
に流れないようにするため、吸着剤４として比較的圧損
の大きいペレット状又はビーズ型のものを用いるか、或
いはバイパス流路２の入口に図示しないオリフィスのよ
うな絞りを設けてもよい。なお、第４実施例の作動を示
す制御プログラムは第１実施例の作動を示す図３と同様
の形となるが、第１実施例の場合は、「バルブ８開」と
「バルブ８閉」の語を本発明の特徴とする排気ガス浄化
装置１０を含むバイパス流路２を切替バルブ８によって
開閉する意味において使用しているのに対して、第４実
施例における切替バルブ８はメイン流路１’だけを開閉
して実質的に２つの流路２及び１’を切り換えるもので
あるから、第４実施例において第１実施例と同様な作用
を得るためには、図３における「バルブ８開」は『バル
ブ８閉』となり、「バルブ８閉」は『バルブ８開』とな
る。
り、吸着筒４の内部中央に切替バルブ８と中央メイン通
路１′が設けられ、その外部がバイパス流路２となっ
て、吸着剤４とヒータ付き触媒５を収容している。そし
て、切替バルブ８が閉じた時に排気ガスがバイパス流路
２を流れ、開いた時に中央メイン流路１′を流れる。切
替バルブ８が開いている時に排気ガスがバイパス流路２
に流れないようにするため、吸着剤４として比較的圧損
の大きいペレット状又はビーズ型のものを用いるか、或
いはバイパス流路２の入口に図示しないオリフィスのよ
うな絞りを設けてもよい。なお、第４実施例の作動を示
す制御プログラムは第１実施例の作動を示す図３と同様
の形となるが、第１実施例の場合は、「バルブ８開」と
「バルブ８閉」の語を本発明の特徴とする排気ガス浄化
装置１０を含むバイパス流路２を切替バルブ８によって
開閉する意味において使用しているのに対して、第４実
施例における切替バルブ８はメイン流路１’だけを開閉
して実質的に２つの流路２及び１’を切り換えるもので
あるから、第４実施例において第１実施例と同様な作用
を得るためには、図３における「バルブ８開」は『バル
ブ８閉』となり、「バルブ８閉」は『バルブ８開』とな
る。
【００２６】
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置は内燃機関の
排気流路に設けられている触媒装置の下流側に設けられ
るため、吸着剤が機関の排気ガスによって高温になるこ
とがないので、比較的低温状態で作動して多量の有害成
分を吸着することができる。そして、吸着剤に吸着され
た有害成分を脱離させるときには、有害成分をヒータ付
き触媒によって浄化してから外気中へ放出するので問題
を生じない。ヒータ付き触媒がバイパス流路に設けられ
ているため、通常の運転状態においては排気ガスがその
内部を流れないので、ヒータ付き触媒が排気ガスの流れ
の抵抗となることがない。これらの一連の処理は、吸着
剤の上流側に設けられた排気温センサが検出する排気ガ
スの温度に応じて制御装置が確実に制御することができ
る。
排気流路に設けられている触媒装置の下流側に設けられ
るため、吸着剤が機関の排気ガスによって高温になるこ
とがないので、比較的低温状態で作動して多量の有害成
分を吸着することができる。そして、吸着剤に吸着され
た有害成分を脱離させるときには、有害成分をヒータ付
き触媒によって浄化してから外気中へ放出するので問題
を生じない。ヒータ付き触媒がバイパス流路に設けられ
ているため、通常の運転状態においては排気ガスがその
内部を流れないので、ヒータ付き触媒が排気ガスの流れ
の抵抗となることがない。これらの一連の処理は、吸着
剤の上流側に設けられた排気温センサが検出する排気ガ
スの温度に応じて制御装置が確実に制御することができ
る。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図２】第１実施例の変形例を示す一部の断面図であ
る。
る。
【図３】第１、第３、及び第４実施例の作動を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】本発明の第２実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図５】第２実施例の作動を示すフローチャートであ
る。
る。
【図６】本発明の第３実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図７】本発明の第４実施例の構成を示す断面図であ
る。
る。
１，１’…メイン流路 ２…バイパス流路 ３…吸着筒 ４…吸着剤 ５…ヒータ付き触媒 ６…排気温センサ ７…チェックバルブ ８…切替バルブ ９…制御回路（制御装置） １０…排気ガス浄化装置 １１…排気温センサ １２…ヒータ １３…活性炭 １４…ゼオライト １５…アクチュエータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−33747（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17710（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−113117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−68713（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−105925（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−67020（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−108819（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 (3)
- 【請求項１】 内燃機関の排気流路に設けられている触
媒装置の下流側において排気ガスのメイン流路から分岐
しているバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられ
た吸着剤と、前記バイパス流路への排気ガスの入口側で
あって且つ前記吸着剤の上流側である分岐点に設けられ
た切替バルブと、前記バイパス流路の前記吸着剤の下流
側に設けられたヒータ付き触媒と、該ヒータ付き触媒へ
２次空気を導入するために該ヒータ付き触媒よりも上流
側で前記触媒装置よりも下流側の位置に設けられた２次
空気供給装置と、前記吸着剤の上流側に設けられた排気
温センサと、前記排気温センサが検出する排気ガスの温
度に応じて前記切替バルブと前記ヒータ付き触媒のヒー
タを制御するように構成された制御装置とを備えている
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】 前記２次空気供給装置は、前記切替バル
ブによって前記バイパス流路への入口が開放している状
態において前記吸着剤へ流れ込む排気ガスの中へ２次空
気を流入させ得る位置に設けられていることを特徴とす
る請求項１に記載された排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】 前記吸着剤が吸着筒内に収容されている
と共に、前記２次空気供給装置は、前記切替バルブによ
って前記バイパス流路の入口が開放している状態におい
て前記吸着筒内が排気ガスの圧力脈動によって負圧とな
った時に開弁して該吸着筒内へエアを吸い込ませるチェ
ックバルブにより構成されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載された排気ガス浄化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22288792A JP3343948B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 排気ガス浄化装置 |
| DE4328125A DE4328125B4 (de) | 1992-08-21 | 1993-08-20 | Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor oder dergleichen |
| US08/109,500 US5410875A (en) | 1992-08-21 | 1993-08-20 | Exhaust-gas purification device for an internal combustion engine or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22288792A JP3343948B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0666136A JPH0666136A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3343948B2 true JP3343948B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=16789434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22288792A Expired - Fee Related JP3343948B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3343948B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7298364B2 (ja) * | 2019-07-25 | 2023-06-27 | マツダ株式会社 | 排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化方法 |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP22288792A patent/JP3343948B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666136A (ja) | 1994-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |