JPH0742539A - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置

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JPH0742539A
JPH0742539A JP20859493A JP20859493A JPH0742539A JP H0742539 A JPH0742539 A JP H0742539A JP 20859493 A JP20859493 A JP 20859493A JP 20859493 A JP20859493 A JP 20859493A JP H0742539 A JPH0742539 A JP H0742539A
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adsorbent
temperature
exhaust
upstream
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Etsuo Kageyama
悦夫 影山
Shunichi Hayashi
林　　俊一
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Suzuki Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、ＨＣ吸着材からのＨＣの放出を
抑制しつつ下流側触媒体を迅速に活性させ得て、ＨＣ吸
着材から放出されるＨＣを確実に浄化し得て、十分な耐
久性を発揮させることを目的としている。 【構成】 このため、この発明は、内燃機関の排気通路
に上流側から順次に上流側触媒体とＨＣ吸着材と下流側
触媒体とを設け、前記下流側触媒体の昇温を促進させ且
つ前記ＨＣ吸着材の昇温を抑制すべく前記上流側触媒体
及び下流側触媒体を隣接させて設けたことを特徴とし、
また、内燃機関の排気通路に上流側から順次に上流側触
媒体とＨＣ吸着材と下流側触媒体とを設け、前記下流側
触媒体の昇温を促進させ且つ前記ＨＣ吸着材の昇温を抑
制すべく前記上流側触媒体及び下流側触媒体を隣接させ
て設けるとともに前記ＨＣ吸着材の上流側の排気通路及
びＨＣ吸着材の下流側の排気通路を隣接させて設けたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は排気浄化装置に係り、
特にＨＣ吸着材からのＨＣの放出を抑制しつつ下流側触
媒体を迅速に活性させ得て、ＨＣ吸着材から放出される
ＨＣを確実に浄化し得て、十分な耐久性を発揮し得る排
気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両に搭載される内燃機関は、排気中の
有害成分を浄化するために、排気浄化装置を備えてい
る。排気浄化装置は、図１４に示す如く、内燃機関２０
２の排気通路２０４の途中に触媒体２０６を設けてい
る。触媒体２０６は、触媒物質の作用により、所定の気
体構成・温度条件等のもとで排気中の有害成分を無害な
ものに変換する。
【０００３】前記触媒体としては、ＨＣ、ＣＯ等の未燃
焼成分を酸化してＨ2 Ｏ、ＣＯ2 に転化させる酸化触媒
体、ＮＯｘを分解してＮ2 、Ｏ2 に転化させる還元触媒
体、その両方の働きを同時に行う三元触媒体等がある。
【０００４】また、内燃機関は、特に冷機始動後のわず
かの時間に、ＨＣが多量に排出される問題がある。前記
図１４に示す排気浄化装置は、図１３に実線で示す如
く、冷機始動直後においては触媒体２０６が未だ活性温
度に達していないため、排出される多量のＨＣを浄化し
得ない問題がある。
【０００５】そこで、排気浄化装置には、図１９に示す
如く、排気通路２０４の途中に金属製の平板２０８と波
板２１０とを重合した熱交換器２１２を設け、この熱交
換器２１２によって触媒体２０６を加熱して早急に活性
温度にまで昇温させようとするものがある。
【０００６】また、排気浄化装置には、図１５に示す如
く、触媒体２０６の上流側の排気通路２０４に、ＨＣを
吸着するＨＣ吸着材２１４を設けたものがある。さら
に、排気浄化装置には、図１６に示す如く、排気通路２
０４に上流側から順次に上流側触媒体２０６−１とＨＣ
吸着材２１４と下流側触媒体２０６−２とを設けたもの
がある。
【０００７】ＨＣ吸着材２１４は、内燃機関２０２の冷
機始動直後の触媒体２０６が未だ活性温度に達していな
い状態においてＨＣを吸着し、触媒体２０６が活性温度
に達して機能している状態において吸着したＨＣを放出
する。放出されるＨＣは、下流側触媒体２０６−２によ
り処理される。
【０００８】しかし、図１５に示す排気浄化装置は、図
１３に破線で示す如く、触媒体２０６が活性温度に達す
る前に、ＨＣ触媒体２１４が放出開始温度に達してＨＣ
が放出されることにより、放出されるＨＣを触媒体２０
６によって浄化し得ない問題がある。また、図１６に示
す排気浄化装置は、図１３に一点鎖線で示す如く、下流
側触媒体２０６−２が活性温度に達する前に、ＨＣ触媒
体２１４が放出開始温度に達してＨＣが放出されること
により、放出されるＨＣを下流側触媒体２０６−２によ
って十分に浄化し得ない問題がある。
【０００９】そこで、このような問題に対処する排気浄
化装置として、特開平２−１７３３１２号公報や特開平
５−４４４４７号公報に開示されるものがある。
【００１０】特開平２−１７３３１２号公報に開示され
る排気浄化装置は、上流側触媒体及び下流側触媒体を単
一の触媒ケース内に離間して設け、上流側触媒体の上流
側の排気通路と上流側触媒体及び下流側触媒体間の排気
通路とを連通するバイパス通路を設け、このバイパス通
路にＨＣ吸着材を設け、バイパス通路の上流側分岐部に
前記下流側触媒体が活性温度に達するまで排気をバイパ
ス通路側に流通させるように切換動作する切換弁を設け
たものである。
【００１１】特開平５−４４４４７号公報に開示される
排気浄化装置は、排気通路に上流側から順次に上流側触
媒体とＨＣ触媒材と下流側触媒体とを設け、ＨＣ触媒材
をバイパスするバイパス通路を設け、このバイパス通路
に内燃機関始動時に排気をＨＣ触媒体側に流通させるよ
うに開閉動作するバイパス弁を設けたものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図１９に示
す熱交換器２１２は、金属製の平板２０８と波板２１０
とを重合した構造であるため、構造が複雑で製作が煩雑
であり、また、耐久性においても劣る不都合がある。
【００１３】また、触媒体及びＨＣ吸着材を設けた排気
浄化装置にあって、前記公報に開示の如くバイパス通路
に切換弁やバイパス弁を設けたものは、切換弁やバイパ
ス弁が排気の高熱に晒されることにより耐久性に問題を
生じる不都合があるとともに、切換弁やバイパス弁を設
けることによりコストの上昇を招く不都合がある。さら
に、これらの公報に開示の排気浄化装置は、ＨＣ触媒材
がＨＣを放出する際に酸素不足により触媒体が放出され
るＨＣを十分に浄化できないという不都合がある。
【００１４】さらに、触媒体とＨＣ吸着材とは、図１７
・図１８に示す如く、温度に関連してＨＣ吸着・放出と
排気浄化とを機能する。ＨＣ吸着材は、放出開始温度
（例えば、１５０℃）以下においてＨＣを吸着保持し、
この放出開始温度を越えると保持したＨＣを放出する。
このＨＣ吸着材は、ＨＣを吸着・保持するのみで、ＨＣ
浄化を行わない。一方、触媒体は、活性温度（例えば、
３００℃）以下において十分に排気浄化し得ず、活性温
度を越えると排気を浄化する。
【００１５】このため、単にＨＣ吸着材の下流側に触媒
体を設けただけでは、ＨＣ吸着材が放出開始温度を越え
てから触媒体が活性温度に達するまで、ＨＣ吸着材の放
出するＨＣを触媒体によって浄化し得ない不都合があ
る。したがって、排気通路に上流側触媒体とＨＣ吸着材
と下流側触媒体とを設けた排気浄化装置においては、Ｈ
Ｃ吸着材が放出するＨＣを浄化するために、特に下流側
触媒体を迅速に活性化させる必要がある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】そこで、上述不都合を除
去するために、この発明は、内燃機関の排気通路に上流
側から順次に上流側触媒体とＨＣ吸着材と下流側触媒体
とを設け、前記下流側触媒体の昇温を促進させ且つ前記
ＨＣ吸着材の昇温を抑制すべく前記上流側触媒体及び下
流側触媒体を隣接させて設けたことを特徴とし、また、
内燃機関の排気通路に上流側から順次に上流側触媒体と
ＨＣ吸着材と下流側触媒体とを設け、前記下流側触媒体
の昇温を促進させ且つ前記ＨＣ吸着材の昇温を抑制すべ
く前記上流側触媒体及び下流側触媒体を隣接させて設け
るとともに前記ＨＣ吸着材の上流側の排気通路及びＨＣ
吸着材の下流側の排気通路を隣接させて設けたことを特
徴とする。
【００１７】
【作用】この発明の構成によれば、上流側触媒体及び下
流側触媒体を隣接させて設けたことにより、上流側触媒
体及び下流側触媒体を流通する夫々の排気を熱交換させ
得て、ＨＣ吸着材に流通する排気の温度を低下させつつ
下流側触媒体に流通する排気の温度を上昇させることが
できる。また、上流側触媒体及び下流側触媒体を隣接さ
せて設けるとともにＨＣ吸着材の上流側の排気通路及び
ＨＣ吸着材の下流側の排気通路を隣接させて設けたこと
により、上流側触媒体及び下流側触媒体を流通する夫々
の排気をさらに効率的に熱交換させ得て、ＨＣ吸着材に
流通する排気の温度をより低下させつつ下流側触媒体に
流通する排気の温度をより上昇させることができる。
【００１８】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明
する。
【００１９】図１〜図３は、この発明の第１実施例を示
すものである。図１において、２は内燃機関、４は吸気
通路、６は排気通路である。内燃機関２には、図示しな
いエアクリーナや吸気管・吸気マニホルド８等により形
成される吸気通路４が連通されている。また、内燃機関
２には、排気マニホルド１０や排気管１２・消音器１４
等により形成される排気通路６が連通されている。
【００２０】前記内燃機関２に設けられる排気浄化装置
１６は、排気通路６に上流側から順次に、上流側触媒体
１８とＨＣ吸着材２０と下流側触媒体２２とを設けてい
る。これにより、排気通路６は、第１排気通路６−１と
第２排気通路６−２と第３排気通路６−３と第４排気通
路６−４とに形成されている。また、排気管１２は、第
１排気管１２−１と第２排気管１２−２と第３排気管１
２−３と第４排気管１２−４とに形成されている。
【００２１】前記上流側触媒体１８及び下流側触媒体２
２は、下流側触媒体２２の昇温を促進させ且つＨＣ吸着
材２０の昇温を抑制すべく、隣接させて設けている。第
１実施例においては、下流側触媒体２２の外周に上流側
触媒体１８を円環状に隣接させて設け、第１・第２排気
通路６−１・６−２と第３・第４排気通路６−３・６−
４との間に一体的な触媒コンバータ２４として設けられ
ている。また、ＨＣ吸着材２０は、第２・第３排気通路
６−２・６−３の間にＨＣ吸着機構２６として設けられ
ている。
【００２２】また、この触媒浄化装置１６は、二次空気
供給装置２８を設けている。二次空気供給装置２８は、
ＨＣ吸着材２０よりも上流側の第２排気通路６−２に連
通する二次空気供給通路３０を設ける。二次空気供給通
路３０は、図示しない二次空気供給源に接続されてい
る。二次空気供給通路３０には、二次空気制御弁３２を
設ける。二次空気制御弁３２は、二次空気制御部３４に
接続されている。
【００２３】前記二次空気制御部３４は、内燃機関制御
部３６に接続されている。内燃機関制御部３６には、Ｈ
Ｃ吸着材２０の温度を検出する温度センサ３８が接続さ
れている。また、この内燃機関制御部３６には、内燃機
関２の状態を検出する各種センサ（図示せず）が接続さ
れている。
【００２４】二次空気供給装置２８は、温度センサ３８
の検出するＨＣ吸着材２０の温度を内燃機関制御部３６
に入力し、この内燃機関制御部３６により温度を判定
し、二次空気制御部３４によって二次空気制御弁３２を
動作制御する。
【００２５】即ち、二次空気供給装置２８は、ＨＣ吸着
材２０のＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温度Ｔ
ｈ以下且つＨＣ放出開始温度Ｔｓ以下の場合にＨＣ吸着
材２０よりも上流側の第２排気通路６−２に二次空気を
供給するように二次空気制御弁３２を動作制御し、ＨＣ
吸着材２０のＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温
度Ｔｈ以下且つＨＣ放出開始温度Ｔｓ越えの場合に所定
時間たる二次空気供給ディレイ時間ｔE だけＨＣ吸着材
２０よりも上流側の第２排気通路６−２に二次空気を供
給するように二次空気制御弁３２を動作制御する。な
お、二次空気供給停止温度Ｔｈとしては、触媒体１８・
２０が活性を開始する温度（約３００℃）である。ま
た、ＨＣ放出開始温度Ｔｓとしては、ＨＣ吸着体２０が
ＨＣの放出を開始する温度（約１５０℃）である。
【００２６】次に作用について説明する。
【００２７】内燃機関２を始動すると、排気が排気通路
６を流れる。排気は、第１排気通路６−１から上流側触
媒体１８、第２排気通路６−２、ＨＣ吸着材２０、第３
排気通路６−３、下流側触媒体２２、第４排気通路６−
４、消音器１４の順に流れ、外部に排出される。この内
燃機関２の冷機始動後には、わずかの時間に多量のＨＣ
が排出される。
【００２８】このとき、上流側触媒体１８及び下流側触
媒体２２は、隣接させて一体的な触媒コンバータ２４と
して設けたことにより、熱交換器としても機能する。こ
れにより、第１排気通路６−１から上流側触媒体１８を
介して第２排気通路６−２に流れる排気と、第３排気通
路６−３から下流側触媒体２２を介して第４排気通路６
−４に流れる排気とは、熱交換される。この熱交換にっ
て、図２に示す如く、ＨＣ吸着材２０に流通する排気の
温度を低下させつつ、下流側触媒体２２に流通する排気
の温度を上昇させることができる。
【００２９】このため、ＨＣ吸着材２０は、流通する排
気の温度を低下させていることにより温度の上昇を抑制
することができ、多量に排出されるＨＣを吸収させ得
て、ＨＣの放出を抑制することができる。また、下流側
触媒体２２は、流通する排気の温度を上昇させているこ
とにより、迅速に活性させることができる。
【００３０】これにより、ＨＣの放出を抑制しつつ下流
側触媒体２２を迅速に活性させることができ、ＨＣ吸着
材１８がＨＣ放出開始温度に達した際に放出されるＨＣ
を、すでに活性状態の下流側触媒体２２によって確実に
浄化することができる。この結果、図１３に二点鎖線で
示す如く、内燃機関２の冷機始動時に多量に排出される
ＨＣを効果的に浄化することができる。また、この排気
浄化装置は、従来のバイパス弁のような可動部分を設け
ていないことにより、十分な耐久性を確保することがで
きる。さらに、熱交換器として機能する一体的な触媒コ
ンバータ２４として設けた上流側触媒体１８及び下流側
触媒体２２は、既存の製造技術により容易に製造でき、
耐久性においても有利である。
【００３１】また、排気浄化装置１６は、二次空気を供
給する二次空気供給装置２８を設けている。二次空気供
給装置２８は、図３に示す如く、二次空気を制御する。
【００３２】二次空気供給装置２８は、内燃機関２を始
動（ステップ１００）すると、温度センサ３８の検出す
るＨＣ吸着材２０のＨＣ吸着材温度Ｔ1を内燃機関制御
部３６に入力し、ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停
止温度Ｔｈを越えているか否かを判断（ステップ１０
２）する。ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温度
Ｔｈを越えている場合は、二次空気制御部３４によって
二次空気制御弁３２を閉鎖（ステップ１１４）する。
【００３３】ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温
度Ｔｈ以下の場合は、ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供
給停止温度Ｔｈを越えているか否かを判断（ステップ１
０４）する。ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温
度Ｔｈ以下の場合は、二次空気制御弁３２を開放（ステ
ップ１０６）し、ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停
止温度Ｔｈを越えているか否かの判断（ステップ１０
２）にリターンする。
【００３４】ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温
度Ｔｈを越えている場合は、タイマをスタート（ステッ
プ１０８）して経過時間ｔの計時を開始し、二次空気制
御弁３２を開放（ステップ１１０）し、経過時間ｔが所
定の二次空気供給ディレイ時間ｔE を越えたか否かを判
断（ステップ１１２）する。
【００３５】経過時間ｔが二次空気供給ディレイ時間ｔ
E 以下の場合は、二次空気制御弁３２の開放（ステップ
１１０）にリターンする。経過時間ｔが二次空気供給デ
ィレイ時間ｔE を越えた場合は、二次空気制御弁３２を
閉鎖（ステップ１１４）する。
【００３６】このように、ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空
気供給停止温度Ｔｈ以下且つＨＣ放出開始温度Ｔｓ以下
の場合にＨＣ吸着材２０よりも上流側の第２排気通路６
−２に二次空気を供給するとともに、ＨＣ吸着材２０の
ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温度Ｔｈ以下且
つＨＣ放出開始温度Ｔｓ越えの場合に二次空気供給ディ
レイ時間ｔE だけＨＣ吸着材２０よりも上流側の第２排
気通路６−２に二次空気を供給することにより、二次空
気によってＨＣ吸着材２０を冷却することができ、ま
た、二次空気の酸化反応熱によて下流側触媒体２２の活
性を促進させることができる。
【００３７】このため、上流側触媒体１８及び下流側触
媒体２２を隣接させて設け、熱交換によりＨＣ吸着材２
０に流通する排気の温度を低下させつつ下流側触媒体２
２に流通する排気の温度を上昇させることと相俟って、
二次空気を供給することによって、ＨＣ吸着材２０の温
度の上昇をさらに抑制して多量に排出されるＨＣを十分
に吸収させ得て、ＨＣの放出を十分に抑制することがで
きるとともに、下流側触媒体２２をさらに迅速に活性さ
せることができる。
【００３８】これにより、さらにＨＣの放出を抑制しつ
つ下流側触媒体２２を迅速に活性させることができ、Ｈ
Ｃ吸着材１８がＨＣ放出開始温度に達した際に放出され
るＨＣを活性状態の下流側触媒体２２によって確実に浄
化することができる。また、可動部分を設けていないこ
とにより、十分な耐久性を確保することができる。
【００３９】なお、この実施例の二次空気供給通路３０
は、ＨＣ吸着材２０よりも上流側の第２排気通路６−２
に連通して設けている。この場合は、ＨＣ吸着体２０を
十分に冷却することができる。また、二次空気供給通路
３０は、ＨＣ吸着材２０よりも上流側の排気通路６とし
て、図１に二点鎖線で示す如く、第１排気通路６−２に
連通して設けることもできる。この場合は、上流側触媒
体１８の酸化反応熱による温度上昇により、上流側触媒
体１８の活性を促進して上流側触媒体１８でのＨＣ浄化
効率を大きくすることができる。
【００４０】また、この排気浄化装置１６は、下流側触
媒体２２の昇温を促進させ且つＨＣ吸着材２０の昇温を
抑制すべく、上流側触媒体１８及び下流側触媒体２２を
隣接させて設けている。これを詳述すると、例えば、図
４・図５に示す如く、上流側触媒体１８は、渦巻状に捲
回して中空円柱形状に形成された金属製の平板材３８と
波板材４０とに触媒物質（図示せず）を担持させ、上流
側触媒ケース４２により保持する。下流側触媒体２２
は、渦巻状に捲回して円柱形状に形成された金属製の平
板材３８と波板材４０とに触媒物質（図示せず）を担持
させ、下流側触媒ケース４４により保持する。
【００４１】上流側触媒ケース４２には、夫々第１・第
２排気管１２−１・１２−２が接続される。下流側触媒
ケース４４には、夫々第３・第４排気管１２−３・１２
−４が接続される。上流側触媒体１８は、円柱形状の下
流側触媒体２２の下流側触媒ケース４４の外周に接触す
るように外嵌される。これにより、上流側触媒体１８及
び下流側触媒体２２は、下流側触媒体２２の外周に上流
側触媒体１８を円環状に隣接させて設けられ、一体的な
触媒コンバータ２４に形成される。
【００４２】また、上流側触媒体１８及び下流側触媒体
２２は、図６〜図７に示す如く、形成することもでき
る。図６〜図７において、上流側触媒体１８及び下流側
触媒体２２は、ハニカム構造のセラミック材４６により
円柱形状に一体的に形成され、触媒ケース４８により保
持されている。触媒ケース４８には、夫々第１・第２排
気管１２−１・１２−２を接続する。また、円柱形状の
セラミック材４６の軸方向両端面の夫々中央側部位に、
このセラミック材４６の外周側円環状部位と区画するよ
うに、夫々第３・第４排気管１２−３・１２−４の端部
を接続する。
【００４３】これにより、上流側触媒体１８及び下流側
触媒体２２は、円柱形状に一体的に形成されたセラミッ
ク材４６の中央側部位を下流側触媒体２２とするととも
に外周側円環状部位を上流側触媒体１８とすることによ
り、下流側触媒体２２の外周に上流側触媒体１８を円環
状に隣接させて設けられた一体的な触媒コンバータ２４
に形成される。
【００４４】さらに、上流側触媒体１８及び下流側触媒
体２２は、例えば、図８に示す如く、渦巻状に捲回して
円柱形状に形成された金属製の平板材２６と波板材２８
とにより一体的に形成して触媒ケース４８により保持
し、前記図６・図７と同様に第１・第２排気管１２−１
・１２−２及び第３・第４排気管１２−３・１２−４を
接続し、夫々の端部接続中央側部位を下流側触媒体２２
とするとともに外周側円環状部位を上流側触媒体１８と
することにより、下流側触媒体２２の外周に上流側触媒
体１８を円環状に隣接させて設けられた一体的な触媒コ
ンバータ２４に形成することもできる。
【００４５】さらにまた、この実施例においては、上流
側触媒体１８及び下流側触媒体２２は、下流側触媒体２
２の外周に上流側触媒体１８を円環状に隣接させて設
け、一体的な触媒コンバータ２４に形成されているが、
例えば、図９・図１０に示す如く、形成することもでき
る。
【００４６】即ち、上流側触媒体１８及び下流側触媒体
２２は、図９に示す如く、上流側触媒体１８の外周に下
流側触媒体２２を円環状に隣接させて設け、一体的な触
媒コンバータ２４に形成することもできる。また、上流
側触媒体１８及び下流側触媒体２２は、図１０に示す如
く、上流側触媒体１８の側方に下流側触媒体２２を並列
状に隣接させて設け、一体的な触媒コンバータ２４に形
成することもできる。これらは、例えば、内燃機関２に
対する取付スペースやエンジンルームスペースによっ
て、適宜選択し得るものである。
【００４７】図１１・図１２は、この発明の第２実施例
を示すものである。この実施例において、図１と同一機
能の果たす箇所には、同一符号を付して説明するととも
に詳細な説明を省略する。図１１において、排気浄化装
置１６は、下流側触媒体２２の外周に上流側触媒体１８
を円環状に隣接させて設け、一体的な触媒コンバータ２
４に形成している。さらに、ＨＣ吸着材２０の上流側の
第２排気通路６−２及びこのＨＣ吸着材２０の下流側の
第３排気通路６−３は、ＨＣ吸着材２０の上流側の第２
排気通路６−２内にＨＣ吸着材２０の下流側の第３排気
通路６−３を同軸心状に隣接させて設けている。
【００４８】また、この実施例においても、排気浄化装
置１６は、二次空気供給装置２８を設けている。二次空
気供給装置２８は、ＨＣ吸着材２０よりも上流側の第２
排気通路６−２に連通する二次空気供給通路３０を設
け、図示しない二次空気供給源に接続している。二次空
気供給通路３０には、二次空気制御弁３２を設け、二次
空気制御部３４に接続している。二次空気供給装置２８
は、内燃機関制御部３６に接続し、内燃機関制御部３６
にＨＣ吸着材２０の温度を検出する温度センサ３８が接
続している。
【００４９】二次空気供給装置２８は、ＨＣ吸着材温度
Ｔ１が二次空気供給停止温度Ｔｈ以下且つＨＣ放出開始
温度Ｔｓ以下の場合に第２排気通路６−２に二次空気を
供給するように二次空気制御弁３２を動作制御し、ＨＣ
吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温度Ｔｈ以下且つＨ
Ｃ放出開始温度Ｔｓ越えの場合に二次空気供給ディレイ
時間ｔE だけ第２排気通路６−２に二次空気を供給する
ように二次空気制御弁３２を動作制御する。
【００５０】この実施例の構成によれば、下流側触媒体
２２の外周に上流側触媒体１８を円環状に隣接させて設
け、さらに、ＨＣ吸着材２０の上流側の第２排気通路６
−２内にＨＣ吸着材２０の下流側の第３排気通路６−３
を同軸心状に隣接させて設けたことにより、上流側触媒
体１８及び下流側触媒体２２を熱交換器としても機能さ
せ得て、さらに、第２排気通路６−２及び第３排気通路
６−３をも熱交換器として機能させることができる。
【００５１】これにより、上流側触媒体１８及び下流側
触媒体２２による熱交換に併せて、第２排気通路６−２
及び第３排気通路６−３による熱交換によって、図１２
に示す如く、ＨＣ吸着材２０に流通する排気の温度をさ
らに効率的に低下させつつ、下流側触媒体２２に流通す
る排気の温度をさらに効率的に上昇させることができ
る。
【００５２】このため、ＨＣ吸着材２０は、流通する排
気の温度をさらに低下させていることにより温度の上昇
を抑制することができ、多量に排出されるＨＣを十分吸
収させ得て、ＨＣの放出を抑制することができる。ま
た、下流側触媒体２２は、流通する排気の温度をさらに
上昇させていることにより、より迅速に活性させること
ができる。
【００５３】これにより、ＨＣの放出を抑制しつつ下流
側触媒体２２を迅速に活性させることができ、ＨＣ吸着
材１８がＨＣ放出開始温度に達した際に放出されるＨＣ
を、すでに活性状態の下流側触媒体２２によって確実に
浄化することができる。この結果、図１３に二点鎖線で
示す如く、内燃機関２の冷機始動時に多量に排出される
ＨＣを効果的に浄化することができる。また、この排気
浄化装置１６は、従来のバイパス弁のような可動部分を
設けていないことにより、十分な耐久性を確保すること
ができる。さらに、熱交換器として機能する一体的な触
媒コンバータ２４として設けた上流側触媒体１８及び下
流側触媒体２２は、既存の製造技術により容易に製造で
き、耐久性においても有利である。
【００５４】
【発明の効果】このように、この発明によれば、上流側
触媒体及び下流側触媒体を流通する夫々の排気の熱交換
により、ＨＣ吸着材に流通する排気の温度を低下させつ
つ下流側触媒体に流通する排気の温度を上昇させること
ができる。このため、ＨＣ吸着材からのＨＣの放出を抑
制しつつ下流側触媒体を迅速に活性させ得て、ＨＣ吸着
材から放出されるＨＣを確実に浄化し得て、内燃機関の
冷機始動時に多量に排出されるＨＣを効果的に浄化する
ことができる。また、従来のバイパス弁のような可動部
分を設けていないことにより、十分な耐久性を確保する
ことができる。さらに、熱交換器として機能する上流側
触媒体及び下流側触媒体は、既存の製造技術により容易
に製造でき、耐久性においても有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す排気浄化装置の概
略構成図である。
【図２】始動後経過時間と上流側触媒体温度及び下流側
触媒体温度とＨＣ吸着材温度との関係を示す図である。
【図３】二次空気供給装置による二次空気供給制御のフ
ローチャートである。
【図４】上流側触媒体及び下流側触媒体の断面図であ
る。
【図５】図４のＶ−Ｖ線による断面図である。
【図６】上流側触媒体及び下流側触媒体の別の実施例を
示す断面図である。
【図７】図６の〓−〓線位置による断面図である。
【図８】図６の〓−〓線位置における別の実施例の断面
図である。
【図９】別の実施例を示す排気浄化装置の概略構成図で
ある。
【図１０】さらに別の実施例を示す排気浄化装置の概略
構成図である。
【図１１】第２実施例を示す排気浄化装置の概略構成図
である。
【図１２】始動後経過時間と上流側触媒体温度及び下流
側触媒体温度とＨＣ吸着材温度との関係を示す図であ
る。
【図１３】始動後経過時間とＨＣ排出量との関係を示す
図である。
【図１４】従来例を示す排気通路に触媒体を設けた排気
浄化装置の概略構成図である。
【図１５】従来例を示す排気通路に触媒体とＨＣ吸着材
を設けた排気浄化装置の概略構成図である。
【図１６】従来例を示す排気通路に上流側触媒体及び下
流側触媒体とＨＣ吸着材とを設けた排気浄化装置の概略
構成図である。
【図１７】始動後経過時間と上流側触媒体温度及び下流
側触媒体温度とＨＣ吸着材温度との関係を示す図であ
る。
【図１８】始動後経過時間によるＨＣの吸着と放出との
関係を示す図である。
【図１９】従来例を示す熱交換器の概略斜視図である。
【符号の説明】
２ 内燃機関 ４ 吸気通路 ６ 排気通路 １６ 排気浄化装置 １８ 上流側触媒体 ２０ ＨＣ吸着材 ２２ 下流側触媒体 ２４ 触媒コンバータ ２６ ＨＣ吸着機構 ２８ 二次空気供給装置 ３０ 二次空気供給通路 ３２ 二次空気制御弁 ３４ 二次空気制御部 ３６ 内燃機関制御部 ３８ 温度センサ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】しかし、図１５に示す排気浄化装置は、図
１３に破線で示す如く、触媒体２０６が活性温度に達す
る前に、ＨＣ吸着材２１４が放出開始温度に達してＨＣ
が放出されることにより、放出されるＨＣを触媒体２０
６によって浄化し得ない問題がある。また、図１６に示
す排気浄化装置は、図１３に一点鎖線で示す如く、下流
側触媒体２０６−２が活性温度に達する前に、ＨＣ吸着
材２１４が放出開始温度に達してＨＣが放出されること
により、放出されるＨＣを下流側触媒体２０６−２によ
って十分に浄化し得ない問題がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】特開平５−４４４４７号公報に開示される
排気浄化装置は、排気通路に上流側から順次に上流側触
媒体とＨＣ吸着材と下流側触媒体とを設け、ＨＣ吸着材
をバイパスするバイパス通路を設け、このバイパス通路
に内燃機関始動時に排気をＨＣ触媒体側に流通させるよ
うに開閉動作するバイパス弁を設けたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】 また、触媒体及びＨＣ吸着材を設けた排気浄化装置にあ
って、前記公報に開示の如くバイパス通路に切換弁やバ
イパス弁を設けたものは、切換弁やバイパス弁が排気の
高熱に晒されることにより耐久性に問題を生じる不都合
があるとともに、切換弁やバイパス弁を設けることによ
りコストの上昇を招く不都合がある。さらに、これらの
公報に開示の排気浄化装置は、ＨＣ吸着材がＨＣを放出
する際に酸素不足により触媒体が放出されるＨＣを十分
に浄化できないという不都合がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】即ち、二次空気供給装置２８は、ＨＣ吸着
材２０のＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温度Ｔ
ｈ以下且つＨＣ放出開始温度Ｔｓ以下の場合にＨＣ吸着
材２０よりも上流側の第２排気通路６−２に二次空気を
供給するように二次空気制御弁３２を動作制御し、ＨＣ
吸着材２０のＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温
度Ｔｈ以下且つＨＣ放出開始温度Ｔｓ越えの場合に所定
時間たる二次空気供給ディレイ時間ｔE だけＨＣ吸着材
２０よりも上流側の第２排気通路６−２に二次空気を供
給するように二次空気制御弁３２を動作制御する。な
お、二次空気供給停止温度Ｔｈとしては、触媒体１８・
２２が活性を開始する温度（約３００℃）である。ま
た、ＨＣ放出開始温度Ｔｓとしては、ＨＣ吸着材２０が
ＨＣの放出を開始する温度（約１５０℃）である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】これにより、ＨＣの放出を抑制しつつ下流
側触媒体２２を迅速に活性させることができ、ＨＣ吸着
材２０がＨＣ放出開始温度に達した際に放出されるＨＣ
を、すでに活性状態の下流側触媒体２２によって確実に
浄化することができる。この結果、図１３に二点鎖線で
示す如く、内燃機関２の冷機始動時に多量に排出される
ＨＣを効果的に浄化することができる。また、この排気
浄化装置１６は、従来のバイパス弁のような可動部分を
設けていないことにより、十分な耐久性を確保すること
ができる。さらに、熱交換器として機能する一体的な触
媒コンバータ２４として設けた上流側触媒体１８及び下
流側触媒体２２は、既存の製造技術により容易に製造で
き、耐久性においても有利である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温
度Ｔｈ以下の場合は、ＨＣ吸着材温度Ｔ１がＨＣ放出開
始温度Ｔｓを越えているか否かを判断（ステップ１０
４）する。ＨＣ吸着材温度Ｔ１がＨＣ放出開始温度Ｔｓ
以下の場合は、二次空気制御弁３２を開放（ステップ１
０６）し、ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温度
Ｔｈを越えているか否かの判断（ステップ１０２）にリ
ターンする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】ＨＣ吸着材温度Ｔ１がＨＣ放出開始温度Ｔ
ｓを越えている場合は、タイマをスタート（ステップ１
０８）して経過時間ｔの計時を開始し、二次空気制御弁
３２を開放（ステップ１１０）し、経過時間ｔが所定の
二次空気供給ディレイ時間ｔE を越えたか否かを判断
（ステップ１１２）する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】このように、ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空
気供給停止温度Ｔｈ以下且つＨＣ放出開始温度Ｔｓ以下
の場合にＨＣ吸着材２０よりも上流側の第２排気通路６
−２に二次空気を供給するとともに、ＨＣ吸着材２０の
ＨＣ吸着材温度Ｔ１が二次空気供給停止温度Ｔｈ以下且
つＨＣ放出開始温度Ｔｓ越えの場合に二次空気供給ディ
レイ時間ｔE だけＨＣ吸着材２０よりも上流側の第２排
気通路６−２に二次空気を供給することにより、二次空
気によってＨＣ吸着材２０を冷却することができ、ま
た、二次空気の酸化反応熱によって下流側触媒体２２の
活性を促進させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】これにより、さらにＨＣの放出を抑制しつ
つ下流側触媒体２２を迅速に活性させることができ、Ｈ
Ｃ吸着材２０がＨＣ放出開始温度に達した際に放出され
るＨＣを活性状態の下流側触媒体２２によって確実に浄
化することができる。また、可動部分を設けていないこ
とにより、十分な耐久性を確保することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５３】これにより、ＨＣの放出を抑制しつつ下流
側触媒体２２を迅速に活性させることができ、ＨＣ吸着
材２０がＨＣ放出開始温度に達した際に放出されるＨＣ
を、すでに活性状態の下流側触媒体２２によって確実に
浄化することができる。この結果、図１３に二点鎖線で
示す如く、内燃機関２の冷機始動時に多量に排出される
ＨＣを効果的に浄化することができる。また、この排気
浄化装置１６は、従来のバイパス弁のような可動部分を
設けていないことにより、十分な耐久性を確保すること
ができる。さらに、熱交換器として機能する一体的な触
媒コンバータ２４として設けた上流側触媒体１８及び下
流側触媒体２２は、既存の製造技術により容易に製造で
き、耐久性においても有利である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｌ 3/28 ＺＡＢ ３０１ Ｂ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に上流側から順次に
    上流側触媒体とＨＣ吸着材と下流側触媒体とを設け、前
    記下流側触媒体の昇温を促進させ且つ前記ＨＣ吸着材の
    昇温を抑制すべく前記上流側触媒体及び下流側触媒体を
    隣接させて設けたことを特徴とする排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 内燃機関の排気通路に上流側から順次に
    上流側触媒体とＨＣ吸着材と下流側触媒体とを設け、前
    記下流側触媒体の昇温を促進させ且つ前記ＨＣ吸着材の
    昇温を抑制すべく前記上流側触媒体及び下流側触媒体を
    隣接させて設けるとともに前記ＨＣ吸着材の上流側の排
    気通路及びＨＣ吸着材の下流側の排気通路を隣接させて
    設けたことを特徴とする排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 前記上流側触媒体及び下流側触媒体は、
    前記下流側触媒体の外周に上流側触媒体を円環状に隣接
    させて設けたことを特徴とする請求項１または請求項２
    に記載の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 前記上流側触媒体及び下流側触媒体は、
    前記上流側触媒体の外周に下流側触媒体を円環状に隣接
    させて設けたことを特徴とする請求項１または請求項２
    に記載の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 前記上流側触媒体及び下流側触媒体は、
    前記上流側触媒体の側方に下流側触媒体を並列状に隣接
    させて設けたことを特徴とする請求項１または請求項２
    に記載の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 前記ＨＣ吸着材の上流側の排気通路及び
    このＨＣ吸着材の下流側の排気通路は、前記ＨＣ吸着材
    の上流側の排気通路内にＨＣ吸着材の下流側の排気通路
    を同軸心状に隣接させて設けたことを特徴とする請求項
    ２に記載の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 前記排気浄化装置は、ＨＣ吸着材温度が
    二次空気供給停止温度以下且つＨＣ放出開始温度以下の
    場合に前記ＨＣ吸着材よりも上流側の排気通路に二次空
    気を供給するとともにＨＣ吸着材温度が二次空気供給停
    止温度以下且つＨＣ放出開始温度越えの場合に所定時間
    だけ前記ＨＣ吸着材よりも上流側の排気通路に二次空気
    を供給する二次空気供給装置を設けたことを特徴とする
    請求項１または請求項２に記載の排気浄化装置。
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