JPH1061426A - 内燃機関の排気浄化方法及び装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関始動時に排出されるＨＣを高効率で
浄化可能な簡易な構成の排気浄化装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関１の排気通路３に、低温時に排
気中のＨＣを吸着し、高温時に吸収したＨＣを放出する
ＨＣ吸着材５と、排気浄化触媒７を配置する。排気浄化
触媒７は、排気空燃比がリーンのときに排気中の酸素を
吸収し、排気空燃比がリッチのときに吸収した酸素を放
出する酸素貯蔵機能を有する。機関制御回路３０は、機
関始動完了後直ちに機関をリーン空燃比で運転する。始
動時に排出されたＨＣは一時的に上流側のＨＣ吸着材に
吸着される。また、排気浄化触媒７はＨＣ吸着材から吸
着したＨＣが放出される前にリーン空燃比排気中の酸素
を吸収する。このため、ＨＣ吸着材からＨＣ放出が放出
される時には排気浄化触媒から十分な量の酸素が放出さ
れ、高濃度のＨＣが排気浄化触媒上で浄化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気浄化
方法及びその装置に関し、特に機関始動時に機関から排
出される未燃炭化水素を大気に放出することなく浄化可
能な排気浄化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気通路に三元触媒等の排気
浄化触媒を配置して、機関の排気中に含まれるＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯX 等の汚染物質を浄化する技術が広く知られて
いる。しかし、排気浄化触媒は一般に活性化温度（例え
ば３００℃程度）以下では排気浄化能力を発揮できない
ため、機関始動直後で触媒が低温状態にある場合には排
気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯX 等は浄化されずに大気に放出
されることになる。さらに、内燃機関始動時には機関始
動を容易にするために、機関に供給される燃料が増量さ
れるため、機関の始動時の排気は、通常運転時に較べて
多量のＨＣ（未燃炭化水素）を含んでいる。また、始動
時の燃料は機関が低温である程増量されるため、一般に
機関冷間始動時には極めて多量の未燃炭化水素が機関か
ら排出される。しかも、これらの未燃炭化水素は活性化
温度に到達していない排気浄化触媒では浄化することが
できず、そのまま大気に放出されることになる。従っ
て、機関始動時には、上記汚染物質のうち、特にＨＣ
（未燃炭化水素）の大気放出が問題となる。このため、
機関排気による大気汚染を完全に防止するためには機関
始動時の排気に含まれる未燃炭化水素をできるだけ効率
良く浄化することが必要となる。
【０００３】上記の機関始動時の排気中の未燃炭化水素
を浄化するために、例えば機関始動時の排気中の未燃炭
化水素を一時的にＨＣ吸着材に吸着させ、排気浄化触媒
が活性化温度に到達した後にＨＣ吸着材から吸着した未
燃炭化水素を放出させて排気浄化触媒により浄化する技
術が知られている。この種の排気浄化技術の例として
は、例えば特開平５−７９３１９号公報に記載されたも
のがある。同公報は、内燃機関の排気通路に所定の脱離
温度以下では排気中の未燃炭化水素を吸収し、脱離温度
以上では吸収した未燃炭化水素を放出するＨＣ吸着材
と、該ＨＣ吸着材下流側の排気通路に配置された電気加
熱式触媒コンバータとを備えた排気浄化装置を開示して
いる。電気加熱式触媒コンバータは、触媒を加熱するた
めの電気ヒータを備えた触媒コンバータであり、機関始
動時に電気ヒータに通電することにより短時間で触媒コ
ンバータ温度を触媒の活性化温度まで昇温させることが
できる。同公報の装置では、機関始動時の低温の排気に
含まれる多量の炭化水素は一時的にＨＣ吸着材に吸着、
貯蔵される。このため、機関始動時には排気中の未燃炭
化水素はＨＣ吸着材により除去され、電気加熱式触媒コ
ンバータが通電により活性化するまでの間に未燃炭化水
素成分が触媒コンバータを通過して大気に放出される事
態が防止される。
【０００４】一方、機関始動後排気温度が上昇してＨＣ
吸着材のＨＣ脱離温度に到達するといままでＨＣ吸着材
に吸着、貯蔵されていた未燃炭化水素が短時間に放出さ
れるため、多量のＨＣを含む排気が下流側の触媒コンバ
ータに流入するようになる。この場合、触媒コンバータ
に流入する排気の空燃比は一時的に極めてリッチとな
り、たとえ触媒コンバータ温度が排気浄化触媒の活性化
温度に到達していても排気中の酸素量の不足のため、流
入する多量の未燃炭化水素を浄化できなくなるおそれが
ある。そこで、上記公報の装置では、ＨＣ吸着材の温度
を検出する温度センサを設け、ＨＣ吸着材温度が上昇し
て脱離温度以上になった場合にはＨＣ吸着材と触媒コン
バータとの間の排気通路に二次空気を供給するととも
に、この二次空気供給量を触媒コンバータ入口近傍に配
置した酸素濃度センサによりフィードバック制御して、
流入する多量の未燃炭化水素の全量を過不足なく浄化可
能なだけの量の二次空気を触媒コンバータに供給するよ
うにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、特開平
５−７９３１９号公報の排気浄化装置は排気浄化触媒温
度が低い間に機関から排出される未燃炭化水素を一旦Ｈ
Ｃ吸着材に吸着させ、排気浄化触媒温度が上昇した後に
排気浄化触媒に二次空気を供給してＨＣ吸着材から放出
される未燃炭化水素を排気浄化触媒で浄化するようにし
ている。
【０００６】ところが、上記公報の装置ではＨＣ吸着材
から未燃炭化水素が放出されるタイミングに合わせて、
適切な量の二次空気を排気浄化触媒に供給するためにＨ
Ｃ吸着材の温度を検出する温度センサと、ＨＣ吸着材下
流側の排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサを設
ける必要が生じている。すなわち、上記公報の装置で
は、温度センサによりＨＣ吸着材の温度が所定脱離温度
に到達したことを検出すると二次空気の供給を開始する
とともに、ＨＣ吸着材下流側の排気中の酸素濃度に基づ
いて二次空気供給量をフィードバック制御することによ
り、二次空気供給量の過不足が生じることを防止してい
る。過剰な二次空気供給は、エアポンプ等の二次空気供
給源の不要な動力消費を招き、機関燃費の悪化を生じ
る。また、二次空気供給量が不足した場合には排気浄化
触媒での未燃炭化水素浄化が不十分になるおそれがある
ためである。
【０００７】このように、上記公報の装置では、ＨＣ吸
着材からの未燃炭化水素放出タイミングの判定と、二次
空気供給量の制御のために温度センサや酸素濃度セン
サ、更にこれらの出力に応じて二次空気供給量を制御す
る制御装置が必要となるため、排気浄化装置の構成が複
雑になり、装置そのもののコストが上昇する問題が生じ
てしまう。また、空気中には約２０％程度の酸素しか含
まれていないため、ＨＣ吸着材から放出される未燃炭化
水素の全量を浄化可能な酸素を排気浄化触媒に供給する
ためには比較的多量の二次空気を排気浄化触媒に供給す
る必要が生じる。このため、上記公報の装置では低温の
二次空気のために排気浄化触媒が冷却されてしまい、排
気浄化触媒温度が低下するために排気浄化触媒における
未燃炭化水素の浄化率が低下する問題が生じる場合があ
る。
【０００８】本発明は上記問題に鑑み、複雑な制御を必
要とせず簡単な構成で機関始動時に放出される多量の未
燃炭化水素を効率良く浄化することが可能な排気浄化方
法及び装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の排気通路に配置した、流入する排気
温度が所定値以下のときに排気中の未燃炭化水素成分を
吸着し、流入する排気温度が所定値より高いときに吸着
した未燃炭化水素成分を放出するＨＣ吸着材に内燃機関
始動時の低温排気中に含まれる未燃炭化水素成分を吸着
させ、機関始動後の排気温度上昇により前記ＨＣ吸着材
から吸着した未燃炭化水素が放出される前に、流入する
排気の空燃比が理論空燃比以上のときに排気中の酸素を
吸収し、流入する排気の空燃比が理論空燃比より低いと
きに吸収した酸素を放出する酸素貯蔵機能を有する排気
浄化触媒に排気中の酸素を吸収させ、機関始動後の排気
温度上昇により前記ＨＣ吸着材から吸着した未燃炭化水
素が放出されたときに、放出された未燃炭化水素を含む
排気を前記排気浄化触媒に接触させることにより、前記
排気浄化触媒から吸収した酸素を放出させるとともに、
該放出された酸素と排気中の未燃炭化水素とを前記排気
浄化触媒上で反応させて排気中の未燃炭化水素を浄化す
る排気浄化方法が提供される。
【００１０】請求項２に記載の発明によれば、内燃機関
の排気通路に配置され、通過する排気温度が所定の温度
以下の時に排気中の未燃炭化水素成分を吸着するＨＣ吸
着材と、前記ＨＣ吸着材下流側の排気通路に配置され、
流入する排気の空燃比が理論空燃比以上の時に排気中の
酸素を吸収し、流入する排気の空燃比が理論空燃比より
低い時に吸収した酸素を放出する酸素貯蔵機能を有する
排気浄化触媒と、機関始動後の排気温度上昇により前記
ＨＣ吸着材から吸着した未燃炭化水素が放出される前
に、前記排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を理論空
燃比以上に調整し、前記排気浄化触媒に酸素を吸収させ
る酸素貯蔵制御手段と、を備え、機関始動後の排気温度
上昇により前記ＨＣ吸着材から前記未燃炭化水素が放出
されたときに、前記排気浄化触媒から放出される酸素と
排気中の未燃炭化水素とを前記排気浄化触媒により反応
させ、未燃炭化水素を浄化する内燃機関の排気浄化装置
が提供される。
【００１１】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
の排気浄化装置において、前記排気浄化触媒は、触媒加
熱用の加熱手段を備えた内燃機関の排気浄化装置が提供
される。請求項４に記載の発明によれば、請求項２の排
気浄化装置において、前記ＨＣ吸着材は、更に酸素貯蔵
機能を有する第２の排気浄化触媒としての機能を備えた
内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００１２】以下、各請求項に記載の発明の作用につい
て説明する。各請求項に記載の発明では、酸素貯蔵機能
を有する排気浄化触媒が使用される。一般に排気浄化触
媒（例えば三元触媒）に触媒成分以外にセリウム（Ｃ
ｅ）等の金属成分を担持させると排気浄化触媒が酸素貯
蔵機能（Ｏ2 ストレージ機能）を発揮するようになるこ
とが知られている。すなわち、添加剤として触媒に担持
されたセリウムは、触媒に流入する排気の空燃比が理論
空燃比より高いときに（排気空燃比がリーンのときに）
排気中の酸素と結合してセリア（酸化セリウム）を形成
し酸素を貯蔵する。また、流入する排気の空燃比が理論
空燃比以下のときに（排気空燃比がリッチのときに）
は、セリアは酸素を放出して金属セリウムに戻るため酸
素が放出される。このため、セリウム等の金属成分を添
加することにより排気浄化触媒に酸素貯蔵機能を持たせ
ることができる。
【００１３】酸素貯蔵機能を有する排気浄化触媒は、排
気空燃比がリーンのときには酸素を吸収し、排気空燃比
がリッチのときには吸収した酸素を放出するため、酸素
を十分に吸収した状態であれば、多量の未燃炭化水素を
含むリッチ空燃比の排気が一時的に排気浄化触媒に流入
したような場合でも、排気浄化触媒から放出される酸素
により排気中の未燃炭化水素を十分に浄化することがで
きる。
【００１４】ところが、従来排気浄化触媒上流側の排気
通路にＨＣ吸着材を配置して、機関始動時に排出される
未燃炭化水素を一旦吸収し排気温度が上昇したときにＨ
Ｃ吸着材から吸収した未燃炭化水素を放出させるような
場合には、放出された未燃炭化水素を浄化するために排
気浄化触媒の酸素貯蔵機能を十分に利用することができ
ない問題があった。すなわち、排気浄化触媒の酸素貯蔵
機能を利用してＨＣ吸着材から放出される未燃炭化水素
を浄化するためには、ＨＣ吸着材からの未燃炭化水素放
出が生じる前に排気浄化触媒に十分な量の酸素を貯蔵さ
せておく必要がある。このためには、ＨＣ吸着材から未
燃炭化水素が放出されるようになるまでに、排気浄化触
媒に酸素を多く含む排気を流入させて十分な量の酸素を
吸収させる必要がある。ところが、従来ＨＣ吸着材から
の未燃炭化水素放出以前に排気浄化触媒に十分な量の酸
素を貯蔵させることは行なわれておらず、ＨＣ吸着材か
らの未燃炭化水素放出時に排気浄化触媒の酸素貯蔵機能
が十分に利用されていない。
【００１５】各請求項に記載の発明では、この点に着目
し、ＨＣ吸着材に吸着された未燃炭化水素が放出される
ようになる以前に、酸素貯蔵機能を有する排気浄化触媒
に十分な量の酸素を吸収させ、この酸素を用いてＨＣ吸
着材から放出される未燃炭化水素を浄化するようにして
いる。ＨＣ吸着材から多量の未燃炭化水素が放出される
と、ＨＣ吸着材を通過する排気の空燃比は放出された未
燃炭化水素のために理論空燃比よりリッチとなる（な
お、本明細書では、排気通路のある場所より上流側の排
気通路と機関とに供給された空気と燃料（炭化水素等を
含む）との量の比をその場所における排気空燃比と称す
る。このため、例えば機関出口での排気の空燃比が理論
空燃比であった場合でも、ＨＣ吸着材から多量の未燃炭
化水素が放出されるとＨＣ吸着材下流側の場所での排気
空燃比は理論空燃比よりリッチとなる）。このようにリ
ッチな排気が酸素貯蔵機能を有する排気浄化触媒に流入
すると、排気浄化触媒からは酸素が放出される。また、
排気浄化触媒から放出された酸素により排気浄化触媒内
での排気空燃比が理論空燃比になると（すなわち、排気
中の未燃炭化水素を浄化するのに必要かつ十分な量の酸
素が排気浄化触媒から放出されると）排気浄化触媒から
の酸素の放出は停止する。このため、排気浄化触媒に十
分な酸素が貯蔵された状態であれば、ＨＣ吸着材から未
燃炭化水素が放出されるのと略同時に、放出された未燃
炭化水素を浄化するのに必要かつ十分な量の酸素が排気
浄化触媒から自動的に放出されることになる。従って、
ＨＣ吸着材からの未燃炭化水素放出が生じる以前に排気
浄化触媒に十分な量の酸素を吸収、貯蔵させておくこと
により、二次空気の供給制御のための装置複雑化を招く
ことなく簡易に未燃炭化水素の大気放出を防止すること
ができる。
【００１６】なお、各請求項において、「ＨＣ吸着材か
ら未燃炭化水素が放出される前に排気浄化触媒に酸素を
吸収させる」とは、機関始動後に排気浄化触媒に酸素を
吸収させる場合のみならず、機関始動前、或いは前回の
機関停止後及び停止前に排気浄化触媒に酸素を吸収させ
る場合をも意味している。また、請求項３の発明では、
上記に加えて排気浄化触媒を機関始動後短時間で活性化
させるための加熱手段が設けられている。本請求項の発
明では排気浄化触媒を短時間で活性化温度に到達させる
ことは２つの意味を持っている。すなわち、前述のよう
に排気浄化触媒は活性化温度以下の温度では排気浄化能
力を発揮することができないため、ＨＣ吸着材から放出
された未燃炭化水素を浄化するためには排気浄化触媒温
度を早期に活性化温度に到達させる必要がある。また、
セリウム等の金属は常温でも酸化してセリアになるが、
セリアからの酸素脱離のためには貴金属等の触媒成分が
ある程度高温になっている必要があることが知られてい
る。このため、排気浄化触媒の酸素貯蔵機能を有効に利
用するためにも排気浄化触媒温度を早期に昇温する必要
があるのである。
【００１７】すなわち、請求項３の発明では、排気浄化
触媒に加熱手段を設けたことにより、排気浄化触媒が早
期に昇温し、ＨＣ吸着材から未燃炭化水素が放出された
ときに、排気浄化触媒から十分な量の酸素が放出され、
しかも、昇温により活性化した排気浄化触媒によりこの
酸素が未燃炭化水素と反応し、ＨＣ吸着材から放出され
た未燃炭化水素が浄化される。
【００１８】また、請求項４の発明では、排気浄化触媒
の上流側に設けられたＨＣ吸着材には、さらに酸素貯蔵
機能を有するセリウム等の成分や排気浄化触媒成分が担
持されており、第２の排気浄化触媒としての機能が与え
られている。このため、請求項４の発明ではＨＣ吸着材
温度が上昇して未燃炭化水素が放出されると同時にＨＣ
吸着材自体から酸素が放出され、未燃炭化水素がＨＣ吸
着材に担持された排気浄化触媒成分により浄化される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形
態の概略構成を示す図である。図１において１は内燃機
関、３は機関１の排気通路、５は排気通路３に配置され
た後述するＨＣ吸着材、７はＨＣ吸着材５下流側の排気
通路に配置された、酸素貯蔵機能を有する排気浄化触媒
を示している。また、図１に１５で示すのはＨＣ吸着材
５上流側の排気通路に配置された空燃比センサを示して
いる。また、図１に３０で示すのは機関１の空燃比制御
等の基本制御を行なう制御回路である。
【００２０】本実施形態のＨＣ吸着材５は、例えばシリ
カを主成分とする多孔質吸着剤（例えばＳｉＯ4 の層状
結晶間にＳｉＯ2 を担持させたもの）やＺＳＭ−５、モ
ルデナイトのようなゼオライト等の多孔質材料等を、多
数の細い軸線方向流路（セル）を有する円筒状に形成し
たものであり、通常の排気浄化触媒に使用されるモノリ
ス担体と略同一の形状を有している。また、ＨＣ吸着材
５としては、通常のコージェライト等のモノリス触媒担
体のセル壁面にアルミナ、シリカ等の無機多孔質材料を
コーティングしたものも使用可能である。
【００２１】ＨＣ吸着材５は、流入する排気温度が低い
とき、すなわち吸着剤温度が低いときには排気中の未燃
炭化水素（ＨＣ）成分を多孔質の細孔内に吸着し、吸着
剤温度が上昇し、放出温度（一般的には吸着したＨＣの
沸点）を越えると吸着したＨＣ成分を放出するＨＣの吸
放出作用を行う。通常、機関始動時には排気温度は低く
ＨＣ吸着材５の放出温度以下なっている。このため、本
実施形態では機関始動時に内燃機関１から排出される排
気に含まれる多量のＨＣ成分のほとんどはＨＣ吸着材５
に吸着され吸着剤５下流側には流出しない。
【００２２】排気浄化触媒７は、ハニカム状に成形した
コージェライト等のモノリス担体を用いて、この担体表
面にアルミナの薄いコーティングを形成し、このアルミ
ナ層に白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム
（Ｒｈ）等の貴金属触媒成分を担持させたものである。
排気浄化触媒７は、流入する排気の空燃比が理論空燃比
付近の狭い範囲にあるときには排気中のＨＣ、ＣＯ、Ｎ
ＯX の３成分を高い効率で浄化可能な三元触媒としての
特性を有している。また、本実施形態では、排気浄化触
媒７には、添加剤として更に金属セリウム（Ｃｅ）を担
持させている。セリウムは、流入する排気の空燃比がリ
ーンのとき（すなわち酸化雰囲気下で）排気中の酸素と
化合してセリア（ＣｅＯ）を形成し、流入する排気の空
燃比がリッチになると（すなわち還元雰囲気になると）
化合した酸素を脱離して金属セリウムに戻る性質を有す
る。このため、排気浄化触媒７にセリウムを担持させる
ことにより、流入する排気の空燃比がリーンのときに排
気中の酸素を排気浄化触媒７に吸着、貯蔵し、流入する
排気の空燃比がリッチになったときに貯蔵した酸素を放
出する酸素貯蔵機能を排気浄化触媒７に付加することが
可能となっている。
【００２３】図１の空燃比センサ１５は、排気中の酸素
濃度を検出し排気空燃比に応じた連続出力を発生する、
いわゆるリニア空燃比センサとされている。本実施形態
では、リニア空燃比センサ１５は、電気ヒータを備え機
関始動直後から排気空燃比を検出可能な早期活性型のセ
ンサとされている。制御回路（ＥＣＵ）３０は、例えば
ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、入出力ポートを双方向性バス
で接続した公知の構成のマイクロコンピュータとされて
いる。本実施形態では、ＥＣＵ３０は機関の燃料噴射量
を空燃比センサ１５出力に基づいて制御する機関空燃比
制御を行なっており、この制御のためＥＣＵ３０の入出
力ポートには空燃比センサ１５からの空燃比信号が入力
されている。また、ＥＣＵ３０の入出力ポートは、図示
しない燃料噴射回路を介して機関１の各燃料噴射弁（図
示せず）に接続されており、機関１への燃料噴射量を制
御している。
【００２４】本実施形態では、ＥＣＵ３０は機関始動時
には機関１への燃料噴射量を機関温度とクランキング回
転数とに応じた値に制御し、機関空燃比を理論空燃比よ
りリッチ側の空燃比に制御して機関始動性を向上させて
いる。機関始動時には、機関の温度が低く燃焼が不安定
であるため未燃炭化水素（ＨＣ）が発生し易く、また、
上記のように燃料が通常より増量され機関空燃比はリッ
チになるため多量のＨＣが機関１から排気通路３に排出
され、ＨＣ吸着材５に流入する。しかし、機関始動時に
は排気温度は低いためＨＣ吸着材５に流入したＨＣ成分
はＨＣ吸着材５に吸着され、吸着剤５内に保持されるた
めＨＣ吸着材５下流側にはほとんど流出しない。
【００２５】機関の始動が完了すると、次にＥＣＵ３０
は機関燃料噴射量を空燃比センサ１５出力に基づいて理
論空燃比よりリーンな空燃比（例えば空燃比で１６程
度）に制御する。本実施形態では、前述のように早期活
性化型空燃比センサを使用しているため機関始動完了時
には排気空燃比を正確に検出可能となっている。始動完
了直後から機関空燃比をリーン空燃比に制御することに
より、ＨＣ吸着材５及びその下流側の排気浄化触媒７に
は酸素濃度の高い排気が流入する。このため、排気浄化
触媒には酸素が吸着、貯蔵される。一方、機関の始動が
完了して安定した燃焼が行なわれるようになると、排気
温度は上昇し比較的短い時間（例えば始動完了後１０〜
２０秒程度）でＨＣ吸着材５のＨＣ放出温度に到達す
る。このためＨＣ吸着材５からは吸着したＨＣが一斉に
放出され、ＨＣ吸着材５下流側の排気の空燃比は理論空
燃比よりリッチになる。前述のように、セリウムは常温
で酸素と結合するが結合した酸素を放出するためには触
媒成分が高温になっていることが必要とされる。しか
し、排気温度の上昇に伴い排気浄化触媒７温度も上昇し
触媒が活性化するため、ＨＣ吸着材５から放出されたＨ
Ｃのために排気浄化触媒７に流入する排気の空燃比がリ
ッチになると、排気浄化触媒７からは機関始動完了後の
リーン空燃比運転期間に吸収された酸素が自動的に放出
されるようになる。このため、排気浄化触媒７上では、
ＨＣ吸着材５から放出されたＨＣと排気浄化触媒７から
放出された酸素とが反応しＨＣが浄化され、機関始動時
に排出される未燃炭化水素が大気に放出されることが防
止される。
【００２６】ＨＣ吸着材５からのＨＣ放出は比較的短時
間で終了するため、放出終了後は排気浄化触媒７に流入
する排気空燃比は再びリーンとなる。ＥＣＵ３０はＨＣ
吸着材５からのＨＣ放出が完了するのに十分な時間が経
過すると、次に空燃比センサ１５出力に基づく空燃比制
御の目標空燃比を変更し、機関空燃比を理論空燃比にフ
ィードバック制御する。これにより、ＨＣ吸着材５から
のＨＣ放出が終了した後は排気浄化触媒７に流入する排
気の空燃比は理論空燃比となり、排気中のＨＣ、ＣＯ成
分のみならずＮＯX 成分も排気浄化触媒７により高効率
で浄化される。
【００２７】上述のように、本実施形態によれば、機関
始動時に排出される高濃度の未燃炭化水素成分を一旦Ｈ
Ｃ吸着材５に吸着して大気への放出を防止するととも
に、機関始動完了後機関をリーン空燃比で運転し排気浄
化触媒７に十分な量の酸素を吸収させるようにしてい
る。これにより、排気温度の上昇に伴ってＨＣ吸着材５
から吸着した未燃炭化水素が放出されＨＣ吸着材５下流
側の排気空燃比がリッチ空燃比になると排気浄化触媒７
からは自動的に適切な量の酸素（流入する排気空燃比を
理論空燃比に維持するだけの、すなわち流入する排気中
の未燃炭化水素を浄化するのに必要な量の酸素）が放出
されるようになる。このため、複雑な制御を行なうこと
なく排気浄化触媒７ではＨＣ吸着材５から放出された未
燃炭化水素の全量が浄化され、未浄化の炭化水素が大気
に放出されることが防止される。
【００２８】図２は、上記の排気浄化触媒７の酸素貯蔵
制御操作を示すフローチャートである。本ルーチンはＥ
ＣＵ３０により一定時間毎に実行される。図２において
ルーチンがスタートすると、ステップ２０１では機関始
動が完了しているか否かが判定される。機関始動が完了
したか否かは、例えば機関回転数が所定値（例えば４０
０ＲＰＭ）以上になっているか否かにより判断される。
ステップ２０１で機関の始動が完了していない場合（回
転数が所定値より低い場合）には、現在機関の始動操作
を実行中であるため、ルーチンはステップ２０３に進
み、始動時の燃料噴射量設定が行なわれる。前述のよう
に、機関始動時には燃料噴射量は機関温度（例えば機関
冷却水温度）とクランキング回転数とに応じて定まる値
に設定され、機関空燃比はかなりリッチになる。
【００２９】一方、ステップ２０１で機関の始動が完了
していると判定された場合には、ステップ２０５に進
み、計時カウンタｔの値がプラス１カウントアップされ
る。計時カウンタｔは、機関の始動完了からの時間を計
時するためのカウンタであり、機関始動操作開始時（機
関メインスイッチオン時）にリセットされる。ステップ
２０７では、上記によりカウントアップした計時カウン
タの値が所定値ｔ0 に到達したか、すなわち機関の始動
が完了してから（ステップ２０１）ｔ 0 に相当する時間
が経過したか否かが判定される。そして、ステップ２０
７でｔ≦ｔ0 であった場合、すなわちｔ0 に相当する時
間が経過していない場合にはステップ２０９にて、機関
の目標空燃比は理論空燃比よりリーン（例えば空燃比で
１６程度）に設定される。これにより、別途ＥＣＵ３０
により実行される空燃比制御ルーチン（図示せず）で
は、空燃比センサ１５出力に基づいて機関空燃比が目標
空燃比（この場合はリーン空燃比）にフィードバック制
御される。また、ステップ２０７でｔ0 に相当する時間
が経過していた場合には、ステップ２１１に進み機関の
目標空燃比を理論空燃比に設定する。すなわち、図２の
ルーチンにより、機関の始動が完了するまでは機関の燃
料噴射量は始動時の値に設定され、機関始動が完了後ｔ
0 に相当する時間が経過するまでは機関の燃料噴射量は
排気空燃比がリーンになるように制御され、排気浄化触
媒７に酸素が吸着、貯蔵される。また、ｔ0 に相当する
時間が経過した後は燃料噴射量は排気空燃比が理論空燃
比になるように制御され、排気浄化触媒７ではＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯX の３成分が高効率で浄化される。なお、上記
ｔ0 の値は、ＨＣ吸着材５からのＨＣ放出が完全に終了
するのに要する時間に相当し、例えば本実施形態では２
０〜４０秒程度とされるが、実際にはｔ0 の値はＨＣ吸
着材５の容量や機関の型式により相違するため、実際の
機関とＨＣ吸着材とを用いた実験に基づいて決定するこ
とが好ましい。
【００３０】なお、上記実施形態では機関始動後に所定
時間リーン空燃比運転を行なうことにより排気浄化触媒
７に必要量の酸素を吸着、貯蔵させているが、機関始動
後ではなく、前回の運転の機関停止の際に排気浄化触媒
７に予め酸素を吸着、保持させて次回の機関始動に備え
るようにしても良い。図３及び図４は、図１の装置構成
を用いて機関停止時に排気浄化触媒７に酸素を吸着保持
させる場合を説明するフローチャートである。
【００３１】図３は、機関停止時に機関のリーン空燃比
運転を行ない、排気浄化触媒７に酸素を貯蔵させて次回
の機関始動に備える操作を示すフローチャートである。
本ルーチンはＥＣＵ３０により一定時間毎に実行され
る。図３ステップ３０１では、機関メインスイッチがオ
フになったか否かを判定し、オフになっていない場合に
はステップ３０３以下を実行することなくそのままルー
チンを終了する。また、ステップ３０１でメインスイッ
チがオフにされている場合には、ステップ３０３で計時
カウンタＣｔの値を１カウントアップして、ステップ３
０５ではカウントアップしたＣｔの値が所定値Ｃｔ0 を
越えたか否かが判定される。計時カウンタＣｔは、メイ
ンスイッチオフの動作からの経過時間を表すカウンタで
あり、Ｃｔの値は機関始動時に０に設定されている。
【００３２】ステップ３０５でＣｔ≦Ｃｔ0 であった場
合、すなわちメインスイッチがオフにされてからＣｔ0
に相当する所定時間が経過していない場合にはステップ
３０７に進み、機関空燃比を所定のリーン空燃比（例え
ば１６程度）に設定しルーチンを終了する。これによ
り、機関メインスイッチがオフにされてからも、Ｃｔ0
に相当する時間が経過するまでは機関１はリーン空燃比
で運転され、排気浄化触媒７は酸素を吸収、貯蔵するこ
とになる。
【００３３】一方、ステップ３０５で、Ｃｔ＞Ｃｔ0 、
すなわちメインスイッチがオフにされてからＣｔ0 に相
当する所定時間が経過していた場合には、ルーチンはス
テップ３０９に進み、機関への燃料噴射を停止し、機関
の運転を停止する。これにより、メインスイッチオフ後
所定時間Ｃｔ0 の間機関１のリーン空燃比運転を行なっ
た後で機関１が停止されることになる。
【００３４】上述のように本ルーチンでは、運転者の機
関停止操作（機関メインスイッチオフ動作）後直ちに機
関を停止せずに一定時間機関をリーン空燃比で運転して
から実際に機関を停止させるようにしている。これによ
り、排気浄化触媒７には酸素を多量に含むリーン空燃比
の排気が供給され、排気浄化触媒７に酸素が貯蔵される
ため、次回の機関始動時にＨＣ吸着材７に吸着された未
燃炭化水素が放出されるときにも排気浄化触媒７は十分
な量の酸素を放出することができる。
【００３５】なお、ステップ３０５のカウンタ判定値Ｃ
ｔ0 の値、すなわちリーン空燃比運転を継続する時間
は、排気浄化触媒７が酸素貯蔵容量限界付近まで酸素を
吸収するのに十分な時間とされる。Ｃｔ0 の値は排気浄
化触媒７の容量により異なるため、実際にはＣｔ0 の値
は予め実際の排気浄化触媒７を用いて実験等により決定
することが好ましい。
【００３６】一方、図４は機関停止時に機関への燃料供
給を停止してクランキング（アフタークランキング）を
実施することにより、排気浄化触媒７に酸素を貯蔵させ
て次回の機関始動に備える操作を示すフローチャートで
ある。本ルーチンはＥＣＵ３０により一定時間毎に実行
される。図４ステップ４０１では、機関メインスイッチ
がオフになったか否かを判定し、オフになっていない場
合にはステップ４０３以下を実行することなくそのまま
ルーチンを終了する。また、ステップ４０１でメインス
イッチがオフにされている場合には、ステップ４０３で
機関への燃料供給を停止し、ステップ４０５で機関回転
数ＮＥが予め定めた値ＮＥ1 まで低下したか否かを判定
する。回転数ＮＥ 1 は、機関が暖機状態にあるときのク
ランキング回転数である。ステップ４０５で機関回転数
ＮＥがクランキング回転数ＮＥまで低下していない間、
すなわちセルモータよりエンジンの回転数が高い場合に
は、セルモータとエンジンとが係合しないため、クラン
キングは実施せずそのままルーチンを終了する。
【００３７】ステップ４０５で機関回転数ＮＥがクラン
キング回転数ＮＥ1 以下になっている場合には、ルーチ
ンはステップ４０７以下を実行し、計時カウンタＣｔを
カウントアップし（ステップ４０７）、Ｃｔが所定値Ｃ
ｔ1 に到達するまでセルモータに通電して機関のクラン
キングを行なう（ステップ４０９、４１１）。また、Ｃ
ｔが所定値Ｃｔ0 に到達すると、セルモータの通電を停
止し、機関１のクランキングを終了する。計時カウンタ
Ｃｔの機能は図３のものと同様である。
【００３８】上述のように、本ルーチンでは、運転者の
機関停止操作後直ちに機関への燃料供給を停止し、Ｃｔ
0 に相当する所定の時間機関１のクランキングを実施す
る。これにより、排気浄化触媒７には、機関停止後の所
定時間、略純粋な空気からなるリーンな排気が供給され
ることとなり、排気浄化触媒７に酸素が吸収される。な
お、ステップ４０９のカウンタ判定値Ｃｔ1 の値、すな
わちクランキングを実施する時間は、機関停止時に機関
の吸気ポートやシリンダ内に残留している燃料量を考慮
した上で排気浄化触媒７に酸素貯蔵容量限界付近まで酸
素を吸収させるのに十分な時間とされる。図３のＣｔ0
と同様、Ｃｔ1 の値は実際には実験等により決定するこ
とが好ましい。
【００３９】また、図４の実施形態では機関停止後所定
時間Ｃｔ1 の間クランキングを実施するようにしている
が、クランキング中の機関の累積回転数をカウントし、
累積回転数が所定値に到達したときに（すなわち、所定
量の空気が排気浄化触媒７を通過したときに）クランキ
ングを停止するようにしてもよい。次に、図５を参照し
て本発明の別の実施形態について説明する。図５は、本
実施形態の概略構成を示す図１と同様な図であり、図５
において図１と同一の参照符号は図１と同様な要素を示
している。
【００４０】本実施形態では、排気浄化触媒７が、小容
量の電気加熱式触媒（ＥＨＣ）７ａと、ＥＨＣ７ａ直下
流側に配置された大容量のメイン触媒７ｂとに分割され
ている点が図１の実施形態と相違している。本実施形態
では、ＥＨＣ７ａは金属製のハニカム担体を備え、担体
上に形成したアルミナコーティング層に白金（Ｐｔ）、
パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒成分を
担持させた構造とされ、機関始動時に金属担体に通電す
ることにより短時間で担体温度を触媒の活性化温度まで
昇温することが可能となっている。図５に示すように、
本実施形態ではＥＨＣ７ａへの通電を制御するため、Ｅ
ＣＵ３０の入出力ポートは図示しない駆動回路を介して
ＥＨＣ７ａとバッテリ９との間のリレー８に接続されて
いる。本実施形態では、ＥＣＵ３０は機関始動時から所
定時間リレー８をオンにしてＥＨＣ７ａに通電する。こ
れにより、ＥＨＣ７ａは機関始動後短時間で（例えば１
０秒から２０秒程度）で高温になり、排気浄化作用を開
始する。また、ＥＨＣ７ａの直下流側に配置されたメイ
ン触媒７ｂの上流側端部付近はＥＨＣ７ａを通過して高
温になった排気により加熱され、同様に短時間で触媒の
活性化温度に到達する。本実施形態では、ＥＨＣ７ａ全
体とＥＨＣ７ａの昇温とともに温度が上昇するメイン触
媒７ｂの上流側端部近傍部分とには、特にセリウムを高
濃度で担持させている。前述のように、セリウムは常温
でも酸素と結合して酸素を貯蔵するが、貯蔵した酸素を
放出するためには、白金（Ｐｔ）等の貴金属触媒成分が
ある程度の高温（例えば２００℃程度）になっているこ
とが必要とされる。このため、本実施形態では、ＥＨＣ
７ａへの通電により温度の上昇が生じる部分（すなわ
ち、ＥＨＣ７ａ全体とメイン触媒７ｂ上流側端部近傍）
には特に高濃度のセリウムを担持させ、ＨＣ吸着材５か
らの未燃炭化水素放出時にこの部分から十分な量の酸素
を放出できるようにしている。
【００４１】なお、排気浄化触媒７のうちセリウムを高
濃度で担持させる部分（図５の排気浄化触媒７の点線で
囲んだ部分）の容積は、例えばＨＣ吸着材５から放出さ
れた未燃炭化水素が排気浄化触媒７に到達するときの排
気条件下（例えばファーストアイドル運転時の排気条件
下）で、セリウム高濃度担持部分におけるＳＶ（空間速
度）が１０万／時程度以下の値になるように設定するこ
とが、ＨＣ吸着材５から放出される未燃炭化水素浄化の
上で効果が高いことが判っている。
【００４２】また、本実施形態では機関始動時から所定
時間ＥＨＣ７ａに通電を行なう点のみが図１の実施形態
の機関始動時操作と相違しているが、排気浄化触媒７
（すなわち、ＥＨＣ７ａとメイン触媒７ｂ）に酸素を貯
蔵するために図２から図４に説明した操作のいずれかを
用いる点は図１の実施形態と同様である。次に、図６を
用いて本発明の別の実施形態について説明する。前述の
実施形態では、いずれも始動時または停止時の機関運転
操作（リーン空燃比運転、アフタークランキング等）に
より排気浄化触媒７に酸素を吸収、保持させていたが、
本実施形態ではＨＣ吸着材５から機関始動後に未燃炭化
水素が放出される以前に排気浄化触媒７に酸素を吸収、
保持させるための二次空気供給装置を設けた点が前述の
各実施形態と相違している。
【００４３】図６は、本実施形態の概略構成を示す図１
と同様な図である。図６においても、図１、図５と同一
の参照符号は同様な要素を示している。本実施形態で
は、図５と同様に排気浄化触媒７はＥＨＣ７ａとメイン
触媒７ｂとから構成されている。しかし、本実施形態で
はＨＣ吸着材５と排気浄化触媒７との間の排気通路３に
空気を供給する二次空気供給装置１０が設けられている
点が図５の実施形態と相違している。本実施形態では、
二次空気供給装置１０は電動式のエアポンプ１０ａと、
排気通路３に空気を噴射するノズル１０ｃ及びノズル１
０ｃとエアポンプ１０ａとを接続する配管１０ｄ上に設
けられた逆止弁１０ｂを有している。
【００４４】本実施形態では、機関始動時から所定時
間、或いは機関停止後の所定時間電動エアポンプ１０ａ
を作動させることにより、排気浄化触媒７に二次空気を
供給し酸素を吸収、貯蔵させる。また、機関始動時から
所定時間ＥＨＣ７ａに通電することにより、ＥＨＣ７ａ
上の触媒を短時間で活性化温度に到達させるとともにＥ
ＨＣ７ａとメイン触媒７ｂに貯蔵された酸素の放出を容
易にする点は図５の実施形態と同様である。
【００４５】なお、図７は機関始動時に二次空気を供給
して排気浄化触媒７に酸素を吸収させる場合、図８は機
関停止後に二次空気を供給して排気浄化触媒７に酸素を
吸収させる場合の制御のフローチャートをそれぞれ示し
ている。図７のフローチャートでは、メインスイッチが
オンになると（ステップ７０１）カウンタｔの値が所定
値ｔ1 に到達するまでの時間電動エアポンプ１０ａを作
動させ二次空気を供給し（ステップ７０３、７０５、７
０７）、カウンタｔの値がｔ1 に到達したときに二次空
気の供給を停止する（ステップ７０９）。これにより、
図２の実施形態のように機関始動時に機関をリーン空燃
比運転することなく排気浄化触媒７に流入する排気の空
燃比をリーンに維持し、排気浄化触媒７に十分な量の酸
素を吸収、貯蔵させることが可能となる。なお、上記カ
ウンタの所定値ｔ1 の値は、前述の各実施形態と同様、
排気浄化触媒７（ＥＨＣ７ａ、メイン触媒７ｂ）に貯蔵
容量限界付近まで酸素を吸収させるのに十分な時間に相
当する値とされ、実際には実験等により決定される。
【００４６】図８のフローチャートでは、メインスイッ
チがオフになると（ステップ８０１）直ちにエンジンへ
の燃料供給が停止される（ステップ８０３）。そして、
エンジン停止からカウンタＣｔの値が所定値Ｃｔ2 に到
達するまでの間電動エアポンプ１０ａが作動して排気浄
化触媒７に二次空気を供給する（ステップ８０５、８０
７、８０９）。これにより、機関停止後排気通路に供給
された二次空気により排気浄化触媒７には次回の機関始
動時に備えて酸素が吸収、貯蔵される。
【００４７】図９は、図６とは異なる構成の二次空気供
給装置の例を示している。図６の実施形態では、二次空
気供給装置１０は電動エアポンプ１０ａを備えており、
ポンプ１０ａを作動させることにより排気浄化触媒７に
二次空気を供給していた。しかし、図６の実施形態では
機関始動時にＥＨＣ７ａに通電するため大電力が必要と
なり、電動ポンプ１０ａを作動させると電気負荷の増大
によりバッテリの消耗を招くおそれがある。また、機関
停止後に電動ポンプ１０ａを作動させた場合も同様にバ
ッテリの負担が増大するおそれがある。
【００４８】そこで、図９の二次空気供給装置では、機
関運転中の吸気系圧力変動を利用してダイヤフラムポン
プを駆動し、アキュムレータに加圧空気を貯蔵してお
き、この加圧空気を二次空気として使用するようにして
いる。図９において、２は機関１の吸気通路、４はエア
クリーナ、２ａは吸気通路２に設けられたスロットル
弁、２ｂはスロットル弁２ａ下流側の吸気通路に設けら
れたサージタンクを示している。本実施形態では、二次
空気供給装置２０は、ダイヤフラムポンプ２１とアキュ
ムレータ２２とを備えている。ダイヤフラムポンプ２１
は、ＥＣＵ３０により開閉制御される遮断弁２３を介し
てサージタンク２ｂに接続された負圧室２１ａと、ダイ
ヤフラム２１ｂにより負圧室と仕切られた加圧室２１ｃ
とを備えている。また、負圧室２１ａには、ダイヤフラ
ム２１ｂを加圧室２１ｃ側に押圧付勢するスプリング２
１ｄが設けられている。さらに、加圧室２１ｃは加圧室
へ流入する方向の空気流のみを通過させる逆止弁２１ｅ
を介してエアクリーナ４に接続されている。また、加圧
室２１ｃは、加圧室からの吐出方向の空気流のみを通過
させる逆止弁２１ｆを介してアキュムレータ２２に接続
されている。さらに、アキュムレータ２２は、ＥＣＵ３
０により開閉制御される遮断弁２４を介して、ＨＣ吸着
材５と排気浄化触媒７との間の排気通路（図示せず）に
接続されている。
【００４９】機関運転中、ＥＣＵ３０は遮断弁２３を開
弁してダイヤフラムポンプ２１の負圧室２１ａをサージ
タンク２ｂに連通させる。これにより、負圧室２１ａに
はサージタンク２ｂ内の負圧が導入され、サージタンク
２ｂ内負圧が大きくなるとダイヤフラム２１ｂはスプリ
ング２１ｄの付勢力に抗して負圧室２１ａ側に撓むた
め、加圧室２１ｃの容積が増大し逆止弁２１ｅを通って
エアクリーナ４から清浄な空気が加圧室２１ｃ内に流入
する。この状態で、サージタンク４内の負圧が低下する
と、ダイヤフラム２１ｂはスプリング２１ｄに押圧され
加圧室２１ｃ側に撓むため、加圧室２１ｃ内の空気が逆
止弁２１ｆを通ってアキュムレータ２２内に流入する。
また、この状態では遮断弁２４は閉弁しているため、サ
ージタンク４内の圧力変動に応じてアキュムレータ２２
内にはダイヤフラムポンプ２１から送られた空気が加圧
貯蔵されるようになる。なお、ＥＣＵ３０はアキュムレ
ータ２２に設けられた圧力スイッチ２２ａにより、アキ
ュムレータ２２内圧が所定値以上に上昇したことを検出
すると、遮断弁２３を閉弁してサージタンク４とダイヤ
フラムポンプ２１の負圧室２１ａとを遮断しダイヤフラ
ムポンプ２１の作動を停止する。これにより、機関運転
中アキュムレータ２２内には所定圧力の加圧空気が貯蔵
される。
【００５０】本実施形態では、ＥＣＵ３０は機関始動後
の所定時間、または機関停止後の所定時間遮断弁２４を
開弁することにより、排気浄化触媒７に二次空気を供給
する。これにより、電気負荷増大によるバッテリの消耗
を生じることなく排気浄化触媒７に二次空気を供給する
ことが可能となる。なお、本実施形態の二次空気供給制
御は図７、図８の制御と同一であるため詳細は省略す
る。
【００５１】なお、本実施形態においても、アキュムレ
ータ２２の必要とされる容量、圧力及び二次空気の供給
時間は、実際の排気浄化触媒７の種類、容量等に応じて
実験等により決定される。次に、図１０を用いて本発明
の別の実施形態について説明する。図１０の実施形態
は、図５の実施形態と略同様な構成とされており、図１
０において図５と同一の参照符号は図５のものと同様な
要素を表している。本実施形態では、図５のＨＣ吸着材
５に代えてＨＣ吸着機能と酸素貯蔵機能との両方を有す
る第２の排気浄化触媒５０が排気通路に配置されている
点が図５の実施形態と相違している。
【００５２】第２の排気浄化触媒５０は、例えばコージ
ェライト等のモノリス担体の排気通路壁面に、ＨＣ吸着
機能を有するシリカ、アルミナ等の無機多孔材料のコー
ティング層を形成し、このコーティング層に含浸等によ
りセリウム等の酸素貯蔵成分と白金（Ｐｔ）、パラジウ
ム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒成分を担持させ
た構成とされる。第２の排気浄化触媒５０は、所定温度
以下で排気中の未燃炭化水素を吸着し、所定温度以上で
吸着した未燃炭化水素を放出するＨＣの吸放出機能と同
時に、排気空燃比がリーンのときに排気中の酸素を吸
収、貯蔵し、排気空燃比がリッチのときに貯蔵した酸素
を放出する酸素貯蔵機能を有する。更に、第２の排気浄
化触媒５０は下流側の排気浄化触媒７（ＥＨＣ７ａ、メ
イン排気浄化触媒７ｂ）と同様排気浄化触媒として機能
する。
【００５３】本実施形態では、図２の実施形態と同様に
機関始動後所定の時間機関をリーン空燃比で運転するこ
とにより、第２の排気浄化触媒５０と排気浄化触媒７と
に酸素を吸収、貯蔵させる。また、機関始動時に排出さ
れる高濃度の未燃炭化水素は第２の排気浄化触媒５０に
吸着する。さらに、排気温度が上昇して第２の排気浄化
触媒５０から吸着した未燃炭化水素が放出されたときに
は、第２の排気浄化触媒５０及び排気浄化触媒７から放
出される酸素を用いて放出された未燃炭化水素を第２の
排気浄化触媒５０、排気浄化触媒７とにより浄化する。
【００５４】図１１は、本実施形態における機関始動時
の未燃炭化水素の浄化作用を説明する図である。図１１
(A) は、排気系の各部位における排気中のＨＣ濃度の機
関始動後の時間変化を示す図、図１１(B) は、図１１
(A) と同じ部位における機関始動後の排気空燃比の時間
変化を示す図である。図１１(A) 、(B) において、カー
ブＡは機関出口におけるＨＣ濃度と排気空燃比変化を、
カーブＢ、Ｃはそれぞれ第２の排気浄化触媒５０出口と
下流側排気浄化触媒７出口とにおけるＨＣ濃度と排気空
燃比変化とを表している。
【００５５】図１１(A) 、(B) カーブＡ（機関出口）に
示すように、機関が始動されると始動時の燃料増量によ
り機関出口における排気の空燃比は一時的に大幅にリッ
チとなり（図１１(B) にＩで示す部分）、かつ高濃度の
ＨＣが機関から排出される（図１１(A) 、Ｉ部）。ま
た、機関始動が完了すると機関空燃比は直ちにリーン空
燃比に制御されるが（図１１(B) にＩＩで示す部分）、
始動後の不安定な燃焼のため、機関からは比較的多量の
ＨＣが排出される（図１１(A) 、ＩＩ部分）。
【００５６】一方、カーブＢ（第２の排気浄化触媒５０
出口）に示すように、機関始動時に機関から排出された
高濃度の未燃炭化水素（図１１(A) 、カーブＡ、Ｉ部
分）は第２の排気浄化触媒５０に吸着されるため、第２
の排気浄化触媒５０出口のＨＣ濃度は増大しない。さら
に、機関始動後は機関がリーン空燃比運転されるため、
第２の排気浄化触媒５０にはリーン空燃比の排気が流入
し、排気中のＨＣが浄化されるとともに排気中の余剰酸
素成分が第２の排気浄化触媒５０に吸収される。一方、
機関始動後の排気温度上昇に伴って、第２の排気浄化触
媒５０からは吸収したＨＣが徐々に放出されるようにな
り、排気温度がＨＣ放出温度以上になると高濃度のＨＣ
が第２の排気浄化触媒５０から放出される（図１１(A)
、カーブＢにＩＩＩで示す部分）。このため、第２の
排気浄化触媒５０出口での排気空燃比（図１１(B) 、カ
ーブＢ）は、排気中の酸素の一部が第２の排気浄化触媒
５０に吸収され、一部が流入するＨＣの浄化に消費され
るようになるため、機関始動完了時のリーン空燃比の状
態から徐々に理論空燃比に近づき（図１１(B) 、カーブ
Ｂ、区間ＩＩＩ′）、高濃度のＨＣ放出が生じると一時
的にリッチ空燃比になる（図１１(B) 、カーブＢ、区間
ＩＩＩ）。また、この時第２の排気浄化触媒５０自体か
ら酸素が放出されるため、放出されたＨＣの一部は第２
の排気浄化触媒５０内で直ちに浄化され、下流側に放出
されるＨＣの量は少なくなる。また、第２の排気浄化触
媒５０からのＨＣ放出が終了すると、第２の排気浄化触
媒５０出口での排気空燃比は再びリーン空燃比となる
（図１１(B) 、カーブＢ、区間ＩＶ）。
【００５７】一方、下流側の排気浄化触媒７では、第２
の排気浄化触媒５０出口での排気空燃比がリーンである
間（図１１(B) 、カーブＢ、区間ＩＩＩ′）に酸素の吸
収、貯蔵が行なわれ、第２の排気浄化触媒５０から放出
された高濃度のＨＣが排気浄化触媒７に到達すると、排
気浄化触媒７から貯蔵した酸素が放出される。このた
め、第２の排気浄化触媒５０から放出された高濃度のＨ
Ｃは排気浄化触媒７上で浄化され、高濃度のＨＣが第２
の排気浄化触媒５０から放出されたとき（図１１(A) 、
カーブＢにＩＩＩで示す部分）にも排気浄化触媒７出口
（カーブＣ）ではＨＣ濃度はほとんど増大しない。
【００５８】本実施形態では、排気浄化触媒７上流側
に、ＨＣ吸着材と酸素貯蔵機能を備えた排気浄化触媒と
の両方の機能を有する第２の排気浄化触媒５０を配置し
たため、第２の排気浄化触媒５０に吸着したＨＣが放出
された場合にも、その一部は第２の排気浄化触媒５０内
で直ちに放出された酸素により浄化され、下流側の排気
浄化触媒７でのＨＣ浄化量を低減することができる。こ
のため、前述の各実施形態に較べて下流側の排気浄化触
媒７の負担が低減され、全体としてのＨＣ浄化効率を向
上させることが可能となる。
【００５９】なお、上記各実施形態では、排気通路に上
流側からＨＣ吸着材と排気浄化触媒を配置しており、機
関運転中常時排気の全量がＨＣ吸着材を通過するように
なっているが、本発明はこの構成に限定されるわけでは
ない。例えば、図１２に示すように、排気通路３上のＨ
Ｃ吸着材５をバイパスするバイパス排気通路３ａと、バ
イパス通路３ａに排気流を切り換えるバイパス弁３ｂと
を設け、機関１の始動後所定の期間（すなわち、機関始
動後、ＨＣ吸着材５からのＨＣ放出が完了するまでの期
間）のみＨＣ吸着材５に排気を流すようにしても良い。
この場合、ＨＣ吸着材５からのＨＣ放出完了後は、バイ
パス弁３ｂを切り換えて排気をバイパス排気通路３ａに
流すようにする。このように排気系を構成することによ
り、上記ＨＣ吸着材５に運転中常時排気を流すことによ
るＨＣ吸着材５の劣化を防止できるのみならず、機関暖
機完了後は排気がＨＣ吸着材５を通過しないため通常運
転時の排気背圧を低減することが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、制御の複雑化を招くこ
となく、簡易な装置構成で機関始動時に放出される未燃
炭化水素を効果的に浄化し、大気への放出を防止するこ
とができるという共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成を示す図であ
る。
【図２】図１の実施形態の排気浄化触媒への酸素貯蔵制
御操作を示すフローチャートである。
【図３】酸素貯蔵制御操作の図２とは別の実施形態を示
すフローチャートである。
【図４】酸素貯蔵制御操作を示す図２、図３とは別の実
施形態のフローチャートである。
【図５】本発明の別の実施形態の概略構成を示す図であ
る。
【図６】本発明の別の実施形態の概略構成を示す図であ
る。
【図７】図６の実施形態の排気浄化触媒への酸素貯蔵制
御操作を示すフローチャートである。
【図８】図６の実施形態の酸素貯蔵制御操作の図７とは
別の実施形態を示すフローチャートである。
【図９】本発明の別の実施形態の概略構成を示す図であ
る。
【図１０】本発明の別の実施形態の概略構成を示す図で
ある。
【図１１】図１０の実施形態の排気浄化作用を説明する
図である。
【図１２】本発明の別の実施形態の概略構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
１…内燃機関 ３…排気通路 ５…ＨＣ吸着材 ７…排気浄化触媒 ３０…ＥＣＵ
フロントページの続き (72)発明者 竹内 公一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に配置した、流入す
    る排気温度が所定値以下のときに排気中の未燃炭化水素
    成分を吸着し、流入する排気温度が所定値より高いとき
    に吸着した未燃炭化水素成分を放出するＨＣ吸着手段に
    内燃機関始動時の低温排気中に含まれる未燃炭化水素成
    分を吸着させ、 機関始動後の排気温度上昇により前記ＨＣ吸着手段から
    吸着した未燃炭化水素が放出される前に、流入する排気
    の空燃比が理論空燃比以上のときに排気中の酸素を吸収
    し、流入する排気の空燃比が理論空燃比より低いときに
    吸収した酸素を放出する酸素貯蔵機能を有する排気浄化
    触媒に排気中の酸素を吸収させ、 機関始動後の排気温度上昇により前記ＨＣ吸着手段から
    吸着した未燃炭化水素が放出されたときに、放出された
    未燃炭化水素を含む排気を前記排気浄化触媒に接触させ
    ることにより、前記排気浄化触媒から吸収した酸素を放
    出させるとともに、該放出された酸素と排気中の未燃炭
    化水素とを前記排気浄化触媒上で反応させて排気中の未
    燃炭化水素を浄化する排気浄化方法。
  2. 【請求項２】 内燃機関の排気通路に配置され、通過す
    る排気温度が所定の温度以下の時に排気中の未燃炭化水
    素成分を吸着するＨＣ吸着手段と、 前記ＨＣ吸着手段下流側の排気通路に配置され、流入す
    る排気の空燃比が理論空燃比以上の時に排気中の酸素を
    吸収し、流入する排気の空燃比が理論空燃比より低い時
    に吸収した酸素を放出する酸素貯蔵機能を有する排気浄
    化触媒と、 機関始動後の排気温度上昇により前記ＨＣ吸着手段から
    吸着した未燃炭化水素が放出される前に、前記排気浄化
    触媒に流入する排気の空燃比を理論空燃比以上に調整
    し、前記排気浄化触媒に酸素を吸収させる酸素貯蔵制御
    手段と、 を備え、機関始動後の排気温度上昇により前記ＨＣ吸着
    手段から前記未燃炭化水素が放出されたときに、前記排
    気浄化触媒から放出される酸素と排気中の未燃炭化水素
    とを前記排気浄化触媒により反応させ、未燃炭化水素を
    浄化する内燃機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 前記排気浄化触媒は、触媒加熱用の加熱
    手段を備えた請求項２に記載の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 前記ＨＣ吸着手段は、更に酸素貯蔵機能
    を有する第２の排気浄化触媒としての機能を備えた請求
    項２に記載の排気浄化装置。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000073817A (ja) * 1998-08-28 2000-03-07 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
US6321530B1 (en) 1999-04-20 2001-11-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifier and method of purifying exhaust gas for a hybrid vehicle
US6327852B1 (en) 1999-03-19 2001-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas emission control apparatus of hybrid vehicle
JP2002047926A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Toyota Motor Corp 車輌用エンジン排気装置
US6370872B1 (en) 1999-05-26 2002-04-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JP2002364432A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
US6797517B1 (en) 1999-04-28 2004-09-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst degradation detecting device and method thereof in internal combustion engine
WO2005047681A1 (ja) * 2003-11-12 2005-05-26 Hitachi, Ltd. 内燃機関の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法
JP2007218096A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Mitsubishi Motors Corp 排ガス浄化装置
JP2009127579A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Toyota Motor Corp 排気浄化装置
JP2010255487A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2013047467A (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
KR20180128352A (ko) * 2017-05-23 2018-12-03 도요타지도샤가부시키가이샤 차량 및 차량의 제어 방법
CN113446090A (zh) * 2020-03-25 2021-09-28 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1182003A (ja) * 1997-09-11 1999-03-26 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP3402200B2 (ja) * 1998-06-01 2003-04-28 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3761335B2 (ja) * 1998-08-19 2006-03-29 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化検出装置
FR2784713B1 (fr) * 1998-10-20 2001-10-12 Renault Dispositif d'echappement pour gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne et son procede de fonctionnement
JP3621280B2 (ja) * 1998-12-16 2005-02-16 株式会社日立ユニシアオートモティブ 空燃比センサの活性診断装置
DE19901760A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-27 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Anordnung zum Reinigen eines in einem Abgasstrang strömenden Abgasstromes eines Ottomotors
DE19909061A1 (de) * 1999-03-02 2000-09-07 Emitec Emissionstechnologie Reduktion der Kaltstartemissionen eines Verbrennungsmotors mit einem HC-Adsorber und einem Katalysator
US6334304B1 (en) * 1999-04-16 2002-01-01 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Degradation discrimination system of internal combustion engine exhaust gas purification system
JP2000297630A (ja) * 1999-04-16 2000-10-24 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置の劣化判別装置
US6167696B1 (en) * 1999-06-04 2001-01-02 Ford Motor Company Exhaust gas purification system for low emission vehicle
KR100309839B1 (ko) * 1999-07-15 2001-11-01 이계안 차량용 배기가스의 후처리 장치
US6662951B1 (en) 2000-09-27 2003-12-16 Basic Resources, Inc. Process for extracting and purifying naturally occurring zeolite
JP3608516B2 (ja) * 2001-01-16 2005-01-12 トヨタ自動車株式会社 車輌のｈｃ排出抑制運転方法
JP4506003B2 (ja) * 2001-02-27 2010-07-21 マツダ株式会社 エンジンの排気浄化装置
FR2841297B1 (fr) * 2002-06-20 2005-04-08 Renault Sa Procede de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion a essence
DE10230014A1 (de) * 2002-07-04 2004-01-22 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit Sekundärluftzuführung
JP2004225539A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Hitachi Ltd 排気ガス浄化装置
US7067454B2 (en) * 2003-04-09 2006-06-27 Honeywell International Inc. Low cost quick response catalyst system
DE102004045540A1 (de) * 2004-09-21 2006-03-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator
JP4766238B2 (ja) * 2005-09-08 2011-09-07 三菱自動車工業株式会社 Ｈｃ吸着材の劣化判定装置
US7895825B2 (en) * 2006-04-25 2011-03-01 Heesung Engelhard Corporation Method and apparatus for reducing exhaust gas including hydrocarbons during initial cold start period
US8783016B2 (en) * 2007-05-15 2014-07-22 GM Global Technology Operations LLC Hybrid HC absorber/EHC PZEV exhaust architecture
US8104269B2 (en) * 2008-11-11 2012-01-31 GM Global Technology Operations LLC Catalytic combustor strategy using HC adsorber
US9416742B2 (en) * 2010-02-17 2016-08-16 Ford Global Technologies, Llc Method for starting an engine
US9771845B2 (en) * 2010-07-01 2017-09-26 GM Global Technology Operations LLC Hydrocarbon adsorber regeneration system
US20130239554A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas treatment system having a solid ammonia gas producing material
US8776500B2 (en) * 2012-03-27 2014-07-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for hydrocarbon adsorber regeneration in a hybrid vehicle
GB2518418A (en) * 2013-09-20 2015-03-25 Johnson Matthey Plc Electrically heated catalyst for a compression ignition engine
WO2017176242A1 (en) * 2016-04-04 2017-10-12 Ultra Emissions Technologies Ltd. Emissions control systems and methods for vehicles
DE102017107378A1 (de) * 2017-04-06 2018-10-11 Volkswagen Ag Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators sowie Kraftfahrzeug mit einem Katalysator
FR3068388B1 (fr) * 2017-06-29 2021-11-05 Valeo Systemes De Controle Moteur Systeme de regeneration d'un filtre a particules avec pompe a air electrique
FR3068386B1 (fr) * 2017-06-29 2019-07-19 Valeo Systemes De Controle Moteur Procede de controle d'un systeme de regeneration de filtre a particules avec pompe a air electrique
US10578039B2 (en) * 2017-08-25 2020-03-03 Continental Automotive Systems, Inc. Proactive catalyst heating
DE102018119010A1 (de) * 2018-08-06 2020-02-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
JP7360339B2 (ja) * 2020-02-14 2023-10-12 株式会社Subaru 排気ガス浄化装置
EP4130447A1 (en) * 2021-08-03 2023-02-08 Vitesco Technologies GmbH Directed secondary air supply into the exhaust tract of an internal combustion engine
US11852063B1 (en) * 2022-12-13 2023-12-26 Saudi Arabian Oil Company Internal combustion engine systems including intermittent sorbent usage for emission reduction

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4199938A (en) * 1976-12-26 1980-04-29 Nippon Soken, Inc. Method of operating a three-way catalyst for internal combustion engines
JPS6368713A (ja) * 1986-09-10 1988-03-28 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
JPS6453046A (en) * 1987-08-18 1989-03-01 Mitsubishi Motors Corp Secondary air quantity controller for internal combustion engine
JPH0579319A (ja) 1991-09-20 1993-03-30 Hitachi Ltd エンジン排気浄化システム
JP2982440B2 (ja) * 1991-11-28 1999-11-22 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3202288B2 (ja) * 1991-12-16 2001-08-27 マツダ株式会社 エンジンの二次空気供給装置
JPH05321648A (ja) * 1992-05-15 1993-12-07 Mitsubishi Motors Corp 排気ガス浄化装置
JPH05321646A (ja) * 1992-05-15 1993-12-07 Mitsubishi Motors Corp 排気ガス浄化装置
JP3311051B2 (ja) * 1992-12-16 2002-08-05 日本碍子株式会社 排気ガス浄化方法及び装置
JPH06200736A (ja) * 1993-01-07 1994-07-19 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
US5655362A (en) * 1993-09-24 1997-08-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust emission control system in engine
JPH07102957A (ja) * 1993-10-06 1995-04-18 Babcock Hitachi Kk 排ガス浄化装置と方法
JP3526084B2 (ja) * 1993-12-28 2004-05-10 日本碍子株式会社 排ガス浄化用吸着・触媒体、吸着体、排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法
JPH07189669A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の部品温度推定装置及びこれを用いた排気ガス浄化装置
US5787707A (en) * 1994-08-02 1998-08-04 Corning Incorporated In-line adsorber system
JPH08150322A (ja) * 1994-11-29 1996-06-11 Toyota Motor Corp 排気浄化用触媒装置

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000073817A (ja) * 1998-08-28 2000-03-07 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
US6327852B1 (en) 1999-03-19 2001-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas emission control apparatus of hybrid vehicle
US6321530B1 (en) 1999-04-20 2001-11-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifier and method of purifying exhaust gas for a hybrid vehicle
US6797517B1 (en) 1999-04-28 2004-09-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst degradation detecting device and method thereof in internal combustion engine
US6370872B1 (en) 1999-05-26 2002-04-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifier for internal combustion engine
JP2002047926A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Toyota Motor Corp 車輌用エンジン排気装置
JP2002364432A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
WO2005047681A1 (ja) * 2003-11-12 2005-05-26 Hitachi, Ltd. 内燃機関の排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法
JP2007218096A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Mitsubishi Motors Corp 排ガス浄化装置
JP2009127579A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Toyota Motor Corp 排気浄化装置
JP2010255487A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2013047467A (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
KR20180128352A (ko) * 2017-05-23 2018-12-03 도요타지도샤가부시키가이샤 차량 및 차량의 제어 방법
JP2018197499A (ja) * 2017-05-23 2018-12-13 トヨタ自動車株式会社 車両駆動装置の制御装置
US10724456B2 (en) 2017-05-23 2020-07-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and control method for vehicle
CN113446090A (zh) * 2020-03-25 2021-09-28 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN113446090B (zh) * 2020-03-25 2023-06-20 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置

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