JPH1122449A

JPH1122449A - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JPH1122449A
Application number: JP9182716A
Authority: JP
Inventors: Keiji Okada; 圭司岡田; Akira Tayama; 彰田山; Kazuhiko Kanetoshi; 和彦兼利; Hirobumi Tsuchida; 博文土田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-01-26
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JP3412459B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コーキングＨＣの燃焼により吸着剤が異常に
昇温しないようにする。【解決手段】エンジンの低温時にエンジンより排出さ
れるＨＣを吸着剤３１に吸着させるとともに、この吸着
剤３１から脱離してくるＨＣを二次空気を用いて活性化
状態の触媒３３により酸化させる。この場合に、吸着剤
３３へのコーキングＨＣの堆積量を推定手段３４が推定
し、この推定値が所定値以上となったときＨＣの燃焼可
能温度にまで吸着剤３１を昇温させることにより再生処
理手段３５が吸着剤３１の再生処理を行わせる。これに
よって、吸着剤内部にコーキングＨＣが残ることがあっ
ても、吸着剤の劣化を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの排気浄
化装置、特にエンジン始動直後の排気中に多く含まれる
炭化水素（ＨＣ）の大気中への放出を防止するものに関
する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン冷間始動直後は排気温度が低く
三元触媒が活性化する温度（３００℃前後）に達しない
ことから、ＨＣ（炭化水素）の浄化がほとんど行われな
い。このため、排気系にＨＣの吸着触媒を設けておき、
冷間始動直後に浄化されずに排出されるＨＣをこの吸着
触媒に吸着させ、その後に吸着触媒よりＨＣを脱離させ
て燃焼させるようにしたものがある（特開平６−６６１
３６号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置では、吸着剤へのＨＣの吸着と吸着剤からのＨＣの脱
離とを繰り返すことにより、吸着剤の内部でＨＣの一部
がいわゆるコーキングを起こし、このコーキングを起こ
したＨＣ（以下コーキングＨＣという）は脱離処理を行
っても、脱離できずに吸着剤内に堆積してゆく。このコ
ーキングＨＣが脱離条件において急加速等による高温の
排気に晒されたとき吸着剤内で燃焼する可能性がある。
特に、吸着と脱離を長期間繰り返し、コーキングＨＣが
多量に堆積している場合には、その燃焼により吸着剤温
度が１０００℃以上となることがあり、吸着剤の劣化を
引き起こす誘因となりかねない。

【０００４】そこで本発明は、吸着剤へのコーキングＨ
Ｃの堆積量を推定し、このコーキングＨＣの堆積量が多
くならないうちにＨＣの燃焼可能温度にまで吸着剤を昇
温してコーキングＨＣを燃焼させてしまうことにより、
吸着剤が異常に昇温しないようにすることを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１４に
示すように、ＨＣ吸着剤３１と、この吸着剤３１の上流
に二次空気を供給する手段３２と、前記吸着剤３１の下
流に位置する加熱手段付きの触媒（たとえば酸化触媒ま
たは三元触媒）３３とを備え、エンジンの低温時にエン
ジンより排出されるＨＣを前記吸着剤３１に吸着させる
とともに、この吸着剤３１から脱離してくるＨＣを前記
二次空気を用いて活性化状態の前記触媒３３により酸化
させるようにしたエンジンの排気浄化装置において、前
記吸着剤３３へのコーキングＨＣの堆積量を推定する手
段３４と、この推定値が所定値以上となったときＨＣの
燃焼可能温度にまで前記吸着剤３１を昇温させることに
より前記吸着剤３１の再生処理を行わせる手段３５とを
設けた。

【０００６】第２の発明では、第１の発明において排気
管を主通路とバイパス通路に分岐し、このバイパス通路
に前記二次空気供給手段、前記吸着剤、前記加熱手段付
き触媒を、かつ前記両通路に流れる排気の割合を調整可
能な弁手段をそれぞれ設ける一方で、吸着条件で前記弁
手段を制御して前記バイパス通路に排気の全量を導入す
ることにより吸着処理を、また脱離条件で前記吸着剤を
昇温させることにより脱離処理をそれぞれ行わせる。

【０００７】第３の発明では、第２の発明において前記
吸着処理および脱離処理を行わせた回数から前記吸着剤
へのコーキングＨＣの堆積量を推定する。

【０００８】第４の発明では、第２の発明において前記
吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期間（たとえば時
間）から前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定
する。第５の発明では、第２の発明において前記吸着剤
に排気中のＨＣを吸着させた期間の総空気量から前記吸
着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定する。

【０００９】第６の発明では、第５の発明において前記
吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期間のエンジン回転
数および吸入負圧から前記総空気量を推定する。

【００１０】第７の発明では、第１の発明において分岐
のない排気管に前記二次空気供給手段、前記吸着剤、前
記加熱手段付き触媒を設けている。

【００１１】第８の発明では、第７の発明において前記
吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた回数から前記吸着剤
へのコーキングＨＣの堆積量を推定する。

【００１２】第９の発明では、第７の発明において前記
吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期間（たとえば時
間）から前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定
する。

【００１３】第１０の発明では、第７の発明において前
記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期間の総空気量か
ら前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定する。

【００１４】第１１の発明では、第１０の発明において
前記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期間のエンジン
回転数および吸入負圧から前記総空気量を推定する。

【００１５】第１２の発明では、第２から第６までのい
ずれか一つの発明において排気の高温時に前記弁手段を
制御して前記バイパス通路に排気を導入することによ
り、前記吸着剤の昇温を行う。

【００１６】第１３の発明では、第２から第１１までの
いずれか一つの発明において前記吸着剤に加熱手段を設
けておくとともに、この加熱手段を作動させることによ
り前記吸着剤の昇温を行う。

【００１７】第１４の発明では、第２から第１１までの
いずれか一つの発明において前記二次空気供給手段に加
熱手段を設けておくとともに、この加熱手段を作動させ
ることにより前記吸着剤の昇温を行う。

【００１８】第１５の発明では、第１３または第１４の
発明において前記加熱手段が電気ヒータである。

【００１９】第１６の発明では、第１３から第１５まで
のいずれか一つの発明においてＨＣの前記脱離の終了に
続けて前記再生処理を行う。

【００２０】第１７の発明では、第１６の発明において
第１の所定値まで前記吸着剤を昇温させてＨＣの前記脱
離を終了したのに引き続いて前記第１の所定値より大き
な第２の所定値まで前記吸着剤を昇温させることにより
前記再生処理を行う。

【００２１】

【発明の効果】第１の発明では、吸着剤へのコーキング
ＨＣの堆積量を推定し、コーキングＨＣの堆積量が多く
ならないうちに吸着剤の再生処理を行わせるようにした
ので、多量に堆積したコーキングＨＣが脱離条件におい
て急加速等による高温の排気に晒され、吸着剤内部で燃
焼することにより吸着剤に異常な昇温が生じるという事
態が避けられ、これによって、吸着剤内部にコーキング
ＨＣが残ることがあっても、吸着剤の劣化を抑制するこ
とができる。

【００２２】第３の発明のように吸着処理および脱離処
理を行わせた回数（あるいは第８の発明のように吸着回
数）だと、吸着条件が成立していた期間が短くても長く
ても同じ１回であるが、吸着条件が長く成立していたと
きのほうが吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量が多くな
る。したがって、吸着条件が比較的長く成立するものと
して、吸着処理および脱離処理を行わせた回数と比較す
るための所定値を設定した場合に、実際には吸着条件が
比較的短かくしか成立しなかったときは、それほどコー
キングＨＣの堆積量が多くないのに再生処理が行われる
（無駄な再生が行われる）ことになるが、第４と第９の
各発明では、排気中のＨＣを吸着させた期間から吸着剤
へのコーキングＨＣの堆積量を推定するので、第２や第
３の発明よりもコーキングＨＣの堆積量の推定精度が向
上し、これによって無駄な再生処理を行わなくて済む。

【００２３】吸着時間が同じでも、吸着期間中に流れる
空気量が多いときのほうが、吸着剤へのコーキングＨＣ
の堆積量が多くなる。したがって、ＨＣを吸着させた期
間と比較するための所定値をマッチングしたときの空気
量より少ない空気量しか流れなかったときは、コーキン
グＨＣの堆積量がそれほど多くないのに再生処理が行わ
れる（無駄な再生が行われる）ことになるが、第５と第
１０の各発明では、吸着期間中の総空気量から吸着剤へ
のコーキングＨＣの堆積量を推定するので、吸着期間中
に運転条件（回転数と負荷）が変化しても、吸着剤への
コーキングＨＣの堆積量を精度良く推定することができ
る。

【００２４】脱離処理と再生処理のいずれにおいても吸
着剤の昇温のため吸着剤や二次空気供給手段の加熱手段
を作動させる場合に、脱離終了からある程度の時間をお
いて再生処理を行うのでは、吸着剤を昇温させたびに電
力を消費することになるが、第１６の発明では、脱離終
了と再生開始とのあいだに時をおかず脱離終了に引き続
いて再生処理を行わせるので、脱離処理から再生処理に
かけての運転条件が同一とすれば、脱離に必要な温度
（３００℃）から再生に必要な温度（６００℃）へと上
昇させるに要する電力の追加だけで再生が可能となり、
これによって再生処理のための消費電力を低減すること
ができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン本
体、２は排気管、３、４は三元触媒である。なお、４は
還元触媒と酸化触媒を組み合わせたものでもかまわな
い。

【００２６】三元触媒４の下流で排気管２が主通路２ａ
とバイパス通路２ｂに分岐され、両通路の分岐部に排気
の流れを主通路２ａとバイパス通路２ｂとに切換えるた
めの弁５が設けられる。この切換弁５はコントロールユ
ニット１１により直接にあるいは図示しないアクチュエ
ータを介して駆動される。

【００２７】上記のバイパス通路２ｂには、上流側より
吸着剤６とヒータ付き触媒７がこの順に、また、吸着剤
６のすぐ上流側に二次空気を供給するため、空気供給通
路８とエアポンプ９からなる二次空気供給装置がそれぞ
れ設置されている。

【００２８】ここで、吸着剤６はゼオライト粉末を主成
分とするスラリーをハニカム単体にコーティングしたも
ので、吸着剤６には低温時にＨＣを吸着し一定温度（約
３００℃）を超えるとＨＣを脱離するという性質があ
る。

【００２９】三元触媒下流の排気温度を検出するため、
切換弁５の上流側に温度センサ１２を備える。このセン
サ１２からの温度信号はマイコンからなるコントロール
ユニット１１に入力され、この温度信号に基づいてコン
トロールユニット１１では切換弁５、ヒータ付き触媒
７、エアポンプ９を制御することで、ＨＣの吸着と脱離
および脱離したＨＣの浄化の３つの各処理を行う。

【００３０】なお、ＨＣの吸着と脱離およびＨＣの浄化
の方法については公知であるため（特開平６−１０１４
５２号公報参照）、フローチャートに基づいての説明は
省略し、その内容を概説する。

【００３１】排気管２の上流側に設けられる三元触媒
３、４は、貴金属（白金、ロジウム等）またはその他の
金属を担持したもので、３００℃前後の活性状態では排
気中の有害成分であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯxを同時に浄化
する（ＨＣ、ＣＯを酸化するとともに、ＮＯxを還元す
る）。

【００３２】しかしながら、エンジン１の冷間始動直後
は排気の温度が低く、三元触媒３、４の活性温度（３０
０℃程度）に達しないため、排気中のＨＣが三元触媒
３、４によってはほとんど浄化されずに排気管２内を下
流へと流れてくる。このときの排気温度がセンサ１２に
より検出され、コントロールユニット１１に入力され
る。コントロールユニット１１では、センサ１２より検
出した排気温度と所定温度（たとえば３００℃）を比較
し、排気温度が所定温度より低いときは、切換弁５に対
してメイン通路２ａを閉じ、バイパス通路２ｂを開くよ
うに駆動信号を出力する。この結果、排気の全量がバイ
パス通路２ｂに流れ、吸着剤６によりＨＣがトラップさ
れる。このとき、ヒータ付き触媒７は非通電状態、エア
ポンプ９は非作動状態である。

【００３３】その後、三元触媒３、４が活性化すると、
三元触媒３、４下流の排気温度が上昇する。排気温度が
上記の所定温度を超えたときは、コントロールユニット
１１が切換弁５に対して今度はバイパス通路２ｂを閉
じ、メイン通路２ａを開くように駆動信号を出力し、か
つヒータ付き触媒７への通電を開始する。この操作によ
り三元触媒３、４で浄化された排気がメイン通路２ａを
通って排出される。このとき、吸着剤６はＨＣをトラッ
プしたままの状態である。

【００３４】通電によりヒータ付き触媒７が活性温度
（たとえば３５０℃）まで上昇すると、吸着剤６よりＨ
Ｃを脱離させるためバイパス通路２ｂ側が一部（または
全部）開くように切換弁５を制御して高温の排気をバイ
パス通路２ｂに流入させる。同時に、空気ポンプ９を作
動させ、空気供給通路８を介してバイパス通路２ｂに二
次空気を導入する。高温の排気を導いて吸着剤６からＨ
Ｃを脱離させるとともに、この脱離したＨＣを二次空気
中に多く存在する酸素を用いてヒータ付き触媒７内で酸
化処理により浄化するわけである。このＨＣの吸着剤か
らの脱離処理とヒータ付き触媒での浄化処理は、所定時
間が経過したとき終了させる。

【００３５】なお、ヒータ付き触媒７が活性化したかど
うかはヒータ付き触媒７への通電時間で判断している。
もちろん、ヒータ付き触媒７の内部や下流部に設けた温
度センサによってヒータ付き触媒７の温度を検出し、こ
の検出した温度と所定温度との比較によりヒータ付き触
媒７が活性化したかどうかを判定するようにすることも
可能である。

【００３６】ここで、排気温度が所定温度より低いこと
が、後述する吸着条件であり、またヒータ付き触媒７が
活性温度まで上昇していることが、後述する脱離条件で
ある。

【００３７】さて、吸着剤６へのＨＣの吸着と吸着剤６
からのＨＣの脱離を繰り返すと、いわゆるコーキングＨ
Ｃが吸着剤６内部に残り、この吸着剤へのコーキングＨ
Ｃの堆積量が徐々にではあるが増えてゆく。そして、こ
の堆積量が多量になり、この多量のコーキングＨＣが、
脱離条件において急加速等により高温の排気に晒され、
一気に燃焼するとすれば、吸着剤が高温となり、劣化を
引き起こす可能性がある。

【００３８】これに対処するため、本発明の第１実施形
態では、吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定し、
吸着剤へのコーキングＨＣが多くならないうちに吸着剤
の再生処理を行わせる。

【００３９】コントロールユニット１１で実行されるこ
の制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説
明する。

【００４０】図２は、吸着剤の再生処理を行うかどうか
の判定を行うためのもので、一定時間毎に実行する。

【００４１】なお、図２のフローに入る前提として、始
動時（イグニッションキースイッチのＯＦＦからＯＮへ
の切換時）に再生処理フラグＦＳＳが“０”に初期設定
され、吸着脱離回数カウンタＣＫＹＵが前回のエンジン
停止時（イグニッションキースイッチのＯＮからＯＦＦ
への切換時）の値を保持している。

【００４２】ステップ１では、吸着脱離回数カウンタＣ
ＫＹＵと所定値ＣＫＹＵＳを比較する。ここで、カウン
タＣＫＹＵは図示しないフローにより吸着と脱離が行わ
れる毎に１ずつカウントアップされてゆくものである。
吸着と脱離の繰り返しにより吸着剤へのコーキングＨＣ
の堆積量が増してゆくので、吸着と脱離の回数からコー
キングＨＣの堆積量を推定するのである。なお、吸着条
件が成立しているあいだ吸着が行われ、また脱離条件が
成立しているあいだ脱離処理が行われるので、この所定
期間にわたる吸着処理と脱離処理の合計で１回の吸着脱
離回数になることはいうまでもない。また、コーキング
ＨＣが、吸着したＨＣのうち脱離処理で脱離せずに残留
していくものを指すこと、および基本的に吸着と脱離は
セットで行われることから、吸着脱離回数という表現を
使用している。

【００４３】ＣＫＹＵ≧ＣＫＹＵＳである場合には、コ
ーキングＨＣが許容値以上に吸着剤に堆積した（つまり
再生処理が必要である）と判断し、ステップ２に進ん
で、再生処理フラグＦＳＳを“１”にセットし、ＣＫＹ
Ｕ＜ＣＫＹＵＳである場合はステップ３でＦＳＳを
“０”にリセットする。ＦＳＳ＝１により再生処理が必
要であることを、またＦＳＳ＝０により再生処理が必要
でないことを示すわけである。

【００４４】図３は再生処理を行うためのもので、図２
に続けて一定時間毎に実行する。

【００４５】ステップ１１、１２、１３、１４、１５で
は次の条件〈１〉ＦＳＳ＝１である（ステップ１１）、〈２〉吸着
条件でない（ステップ１２）、〈３〉脱離条件でない
（ステップ１３）、〈４〉排気温度ＴＥＸＨ≧所定値Ｔ
ＥＸＨＳ（たとえば６００℃）である（ステップ１４）
をみて、いずれかの条件でも満たさないとき（つまり再
生条件の非成立時）はそのまま今回の操作を終了する。
〈１〉の条件を満たさないときは、再生処理がそもそも
必要でないため、〈２〉、〈３〉の条件を満たさないと
きは再生処理を行える状態でないため、〈４〉の条件を
満たさないとき（排気の低温時）に排気を導いてもコー
キングＨＣを燃焼させることが不可能なためである。な
お、〈４〉の排気温度ＴＥＸＨはセンサ１２により直接
検出してもよいし、運転条件から推定してもかまわな
い。

【００４６】上記すべての条件を満たすとき（再生条件
の成立時）は、ステップ１５に進み、再生が終了したか
どうかを、再生処理を開始してからの経過時間などから
判定する。

【００４７】再生が終了していないときはステップ１６
に進んで、バイパス通路２ｂ側が一部開かれるように切
換弁５を制御して高温の排気をバイパス通路２ｂに流入
させる。同時に、エアポンプ９を作動させ、空気供給通
路８を介してバイパス通路２ｂに二次空気を導入する。
高温の排気を導いて吸着剤６を所定値（たとえば６００
℃）にまで昇温させるとともに、吸着剤６に堆積してい
るコーティングＨＣを二次空気中に多く存在する酸素を
用いて吸着剤内部で燃焼させることにより、吸着剤６を
再生するわけである。

【００４８】一方、吸着剤の再生処理が終了したときは
ステップ１５よりステップ１７、１８、１９に進み再生
処理における後処理を行う（バイパス通路２ｂが全閉状
態となるように切換弁５を駆動し、エアポンプ９の作動
を停止し、再生処理が終了したことを示すため再生処理
フラグＦＳＳを“０”にリセットし、吸着脱離回数カウ
ンタＣＫＹＵを０にリセットする）。

【００４９】このように、第１実施形態では、排気中の
ＨＣを吸着および脱離させた回数から吸着剤へのコーキ
ングＨＣの堆積量を推定し、コーキングＨＣの堆積量が
多くならないうちに吸着剤の再生処理を行わせるように
したので、多量に堆積したコーキングＨＣが脱離条件に
おいて急加速等による高温の排気に晒され、吸着剤内部
で燃焼することにより吸着剤に異常な昇温が生じるとい
う事態が避けられ、これによって、吸着剤内部にコーキ
ングＨＣが残ることがあっても、吸着剤の劣化を抑制す
ることができる。

【００５０】図４、図５のフローチャートは第２実施形
態で、それぞれ第１実施形態の図２、図３に対応する。
図４、図５において図２、図３と同一の部分には同一の
ステップ番号を付けている。

【００５１】第１実施形態が吸着脱離回数から吸着剤へ
のコーキングＨＣの堆積量を推定するのに対して、第２
実施形態は、吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた時間か
らコーキングＨＣの堆積量を推定するようにしたもので
ある。

【００５２】第１実施形態と相違する部分を主に説明す
ると、まず、図４のフローに入る前提として、第２実施
形態でも始動時（イグニッションキースイッチのＯＦＦ
からＯＮへの切換時）に再生処理フラグＦＳＳが“０”
に初期設定され、また、吸着時間カウンタＴＫＹＵが前
回のエンジン停止時（イグニッションキースイッチのＯ
ＮからＯＦＦへの切換時）の値を保持している。

【００５３】図４において、ステップ２１では吸着条件
であるかどうかをみて、吸着条件の成立時であるときだ
けステップ２２に進んで吸着時間カウンタＴＫＹＵをイ
ンクリメントし、このカウンタＴＫＹＵと所定値ＴＫＹ
ＵＳとをステップ２３において比較する。ＴＫＹＵ≧Ｔ
ＫＹＵＳであるときは、再生処理が必要であるためステ
ップ２に進んで再生処理フラグＦＳＳ＝１とし、ＴＫＹ
Ｕ＜ＴＫＹＵＳである（再生処理はまだ必要でない）と
きはステップ３でＦＳＳ＝０とする。

【００５４】次に、図５において図３と異なるのはステ
ップ３１だけで、ここでは吸着時間カウンタＴＫＹＵを
０にリセットする。

【００５５】さて、第１実施形態のように吸着および脱
離の回数だと、吸着条件が成立していた期間が短くても
長くても同じ１回であるが、吸着条件が長く成立してい
たときのほうが吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量が多
くなる。したがって、吸着条件が比較的長く成立するも
のとして図２ステップ１における所定値ＣＫＹＵＳを設
定した場合に、実際には吸着条件が比較的短かくしか成
立しなかったときは、それほどコーキングＨＣの堆積量
が多くないのに再生処理が行われる（無駄な再生が行わ
れる）ことになる。

【００５６】これに対して第２の実施形態では、吸着剤
に排気中のＨＣを吸着させた時間から吸着剤へのコーキ
ングＨＣの堆積量を推定するので、第１実施形態よりも
コーキングＨＣの堆積量の推定精度が向上し、これによ
って無駄な再生処理を行うことがない。

【００５７】図６、図７のフローチャートは第３実施形
態で、それぞれ第２実施形態の図４、図５に対応する。
図６、図７において図４、図５と同一の部分には同一の
ステップ番号を付けている。

【００５８】第３実施形態は、吸着剤に排気中のＨＣを
吸着させた期間中に流れた総空気量から吸着剤へのコー
キングＨＣの堆積量を推定するものである。

【００５９】第２実施形態との相違を主に説明すると、
まず、図６のフローに入る前提として、第３実施形態で
も始動時に再生処理フラグＦＳＳが“０”に初期設定さ
れ、また、吸着時空気量カウンタＣＡＩＲが前回のエン
ジン停止時（イグニッションキースイッチのＯＮからＯ
ＦＦへの切換時）の値を保持している。

【００６０】吸着条件であるときはステップ２１よりス
テップ４１に進み、ＣＡＩＲ＝ＣＡＩＲ（ｏｌｄ）＋Ｎｅ×（Ｐａ−Ｂｏｏ
ｓｔ）ただし、ＣＡＩＲ（ｏｌｄ）：前回のＣＡＩＲＮｅ：エンジン回転数Ｐａ：大気圧Ｂｏｏｓｔ：吸入負圧の式により吸着時空気量カウンタを更新する。

【００６１】吸着時は排気温度が低い運転域（低負荷
域）であり、この運転域における所定期間当たりの空気
量は、Ｎｅと（Ｐａ−Ｂｏｏｓｔ）の積に比例するとし
て、これ（所定期間あたりの空気量）を吸着期間中にわ
たって積算することで、吸着時の総空気量を求めるので
ある。

【００６２】こうして更新する吸着時空気量カウンタＣ
ＡＩＲと所定値ＣＡＩＲＳをステップ４２において比較
し、ＣＡＩＲ≧ＣＡＩＲＳであるときは、ステップ２に
進んで再生処理ＦＳＳ＝１とし、またＣＡＩＲ＜ＣＡＩ
ＲＳであるときはステップ３に進みＦＳＳ＝０とする。

【００６３】次に、図７において第２実施形態と相違す
るのはステップ５１で、ここではＣＡＩＲを０にリセッ
トする。

【００６４】さて、吸着期間が同じでも、吸着期間中に
流れる空気量が多いときのほうが、吸着剤へのコーキン
グＨＣの堆積量が多くなる。したがって、図４ステップ
２３における所定値ＴＫＹＵＳをマッチングしたときの
空気量より少ない空気量しか流れなかったときは、コー
キングＨＣの堆積量がそれほど多くないのに再生処理が
行われる（無駄な再生が行われる）ことになる。

【００６５】これに対して第３実施形態では、吸着期間
中に実際に流れる総空気量から吸着剤へのコーキングＨ
Ｃの堆積量を推定するので、吸着期間中に運転条件（回
転数と負荷）が変化しても、吸着剤へのコーキングＨＣ
の堆積量を精度良く推定することができる。

【００６６】図８、図９は第４実施形態で、それぞれ第
１実施形態の図１、図３に対応する。図２は第４実施形
態でもそのまま使用する。図１、図３と同一部分には同
一の符号、ステップ番号を付けている。

【００６７】第１実施形態では脱離処理と再生処理のた
めの吸着剤の昇温を、排気の高温時に排気をバイパス通
路に導くことにより行ったが、第４実施形態は、吸着剤
２１を電気ヒータ付きとし、この吸着剤ヒータへの通電
を行うことにより、吸着剤２１を昇温させるようにした
ものである。これによって第４実施形態でも、第１実施
形態と同様の作用効果が得られる。

【００６８】なお、吸着剤を昇温させる方法はこれに限
られるわけでなく、エアポンプがヒータをもっている場
合にこのヒータへの通電により高温の二次空気をバイパ
ス通路に導入することによっても、吸着剤を昇温させる
ことができる。

【００６９】図９において第１実施形態との違いを主に
説明すると、再生条件の成立時でかつ再生が終了してい
ないときは、ステップ６１に進んで吸着剤ヒータへの通
電を行うとともにエアポンプを作動させ、再生が終了し
たときはステップ６２で吸着剤のヒータへの通電とエア
ポンプの作動を停止する。なお、バイパス通路２ｂは全
閉のままである。また、図９には図３のステップ１４が
ない。

【００７０】図１０のフローチャートは第５実施形態
で、第４実施形態の図９に対応する。図８はこの実施形
態でも使用する。

【００７１】この実施形態は、吸着剤の再生処理を脱離
処理と独立に行うのではなく、脱離処理に引き続いて行
わせるようにしたものである。なお、吸着剤へのコーキ
ングＨＣの堆積量の推定方法は、第１から第４までのい
ずれかの実施形態と同じでよいが、ここでは第４実施形
態（したがって第１実施形態）と同じ場合で説明する。
また、脱離や再生のための吸着剤の昇温は、ここでは吸
着剤に備えるヒータへの通電により行う場合で説明する
が、前述した他の昇温方法（エアポンプに備えるヒータ
への通電によって高温の二次空気をバイパス通路に導
く、あるいは排気の高温時に切換弁を制御して排気をバ
イパス通路に導く）による場合でもかまわない。

【００７２】図１０は脱離と再生の各処理を行うための
もので、一定時間毎に実行する。

【００７３】ステップ７１ではフラグＦＳＳＴＹＵ（始
動時に“０”に初期設定）をみる。このフラグＦＳＳＴ
ＹＵは、後述するように、脱離が終了したタイミングで
再処理が必要なときに“１”にセットされるフラグであ
るため、始動当初はＦＳＳＴＹＵ＝０である。したがっ
て、始動当初の状態から述べると、ＦＳＳＴＹＵ＝０よ
りステップ７２以降に進む。

【００７４】ステップ７２、７３、７４、７６は脱離処
理を行う部分である。脱離処理そのものは重要でないた
め簡単に説明すると、ステップ７２、７３では脱離条件
であるかどうか、脱離が終了したかどうかをみる。たと
えば吸着剤２１にＨＣが吸着されている状態にあり、か
つ三元触媒３、４が活性化を完了している場合に脱離条
件が成立する。また、脱離処理を開始してからの経過時
間が所定値を越えたとき脱離が終了する。

【００７５】脱離条件の成立時かつ脱離が終了していな
いときは、ステップ７４に進んで脱離処理を行う（吸着
剤ヒータに通電して吸着剤を所定値（たとえば３００
℃）に昇温させ、エアポンプを作動して二次空気を導入
するとともに、吸着剤下流に位置する触媒７のヒータに
通電する）。

【００７６】一方、脱離が終了したときはステップ７３
からステップ７５に進んで、再生処理フラグＦＳＳをみ
る。ＦＳＳ＝０のときはステップ７６に進み、従来と同
様に脱離処理の後処理を行う（吸着剤ヒータへの通電を
やめ、エアポンプの作動を停止し、触媒ヒータへの通電
をやめる）。

【００７７】ＦＳＳ＝１のときはステップ７７に進み、
フラグＦＳＳＴＹＵを“１”にセットしたあと、再生処
理を行うためステップ７８において吸着剤ヒータへの通
電を続けて行い、脱離処理させる際の吸着剤温度よりも
高い所定の温度（たとえば６００℃）に吸着剤を昇温さ
せるとともに、エアポンプを作動させる。

【００７８】上記のフラグＦＳＳＴＹＵは、ＦＳＳＴＹ
Ｕ＝１のとき脱離終了に引き続いての再生中であること
を、またＦＳＳＴＹＵ＝０のとき脱離終了に引き続いて
の再生中でないことを示すフラグである。フラグＦＳＳ
ＴＹＵの“１”へのセットにより、次回からはステップ
７１よりステップ７９に流れ、脱離終了に引き続いての
再生が終了したかどうかを、その再生処理を開始してか
らの経過時間等からみる。脱離終了に引き続いての再生
が終了していないときはステップ７８の操作を実行す
る。

【００７９】脱離終了に引き続いての再生が終了したと
きは、ステップ８０以降に進み後処理を行う（フラグＦ
ＳＳＴＹＵ、ＦＳＳをともに“０”にリセットし、吸着
剤ヒータへの通電をやめ、エアポンプの作動を停止し、
吸着脱離回数カウンタＣＫＹＵを０にリセットする）。

【００８０】さて、第４実施形態において、脱離処理と
再生処理のいずれにおいても吸着剤の昇温のため吸着剤
ヒータへの通電を行う場合に、脱離終了からある程度の
時間をおいて再生処理を行うのでは、吸着剤を昇温させ
たびに電力を消費することになる。これに対して、第５
実施形態では、脱離終了と再生開始とのあいだに時をお
かず脱離終了に引き続いて再生処理を行わせるので、脱
離処理から再生処理にかけての運転条件が同一とすれ
ば、脱離に必要な温度（３００℃）から再生に必要な温
度（６００℃）へと上昇させるに要する電力の追加だけ
で再生が可能となり、これによって再生処理のための消
費電力を低減することができる。

【００８１】図１１、図１２、図１３は第６実施形態
で、図１１、図１３はそれぞれ第４実施形態の図８、図
９に対応する。なお、第１実施形態の図２は第４実施形
態でもそっくり使うのであり、この図２に対応するのが
図１２である。図１１、図１２、図１３において図８、
図２、図９と同一部分には同一の符号、同一のステップ
番号を付けている。

【００８２】第４実施形態が、ヒータ付き吸着剤２１、
ヒータ付き触媒７、二次空気供給装置（エアポンプ９と
空気供給通路８からなる）をバイパス通路に設けている
ものを前提としていたのに対して、第６実施形態はこれ
らを、分岐のない排気管２に設けているものを前提とす
るものである。したがって、このものでは排気が常に吸
着剤２１を流れるため、排気温度の上昇にしたがって吸
着と脱離が成り行きで行われる。つまり、始動直後で低
排気温度時は吸着剤２１も低温のため吸着が行われ、暖
機に伴って排気温度が上昇し、吸着剤温度が上昇すると
脱離が始まる。この前提の違いにより、第４実施形態と
は、図１２のステップ９１、図１３のステップ９２、９
３が相違し、吸着回数カウンタ（今回の始動時に前回の
エンジン停止時の値を保持している）ＣＫＹＵ２からコ
ーキングＨＣの堆積量を推定する（図１２のステップ９
１、図１３のステップ９３）。ここで、吸着回数カウン
タＣＫＹＵ２はエンジンを始動し吸着が行われる毎に１
ずつカウントアップされていくものである。また、図１
３のステップ９２では吸着剤が吸着中であるかどうか
を、たとえばエンジン冷却水温、排気温度、吸着剤温度
などから判定する。

【００８３】このように、第４実施形態とは前提が異な
るものの、再生については第４実施形態と同じに吸着剤
温度をヒータで強制的に高温にすることにより行うこと
ができるので、第４実施形態と同様の作用効果が第６実
施形態でも得られる。

【００８４】第６実施形態では、吸着剤ヒータへの通電
により吸着剤を昇温させる場合で説明したが、エアポン
プがヒータを備え、このヒータへの通電により吸着剤を
昇温させるようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の制御システム図である。

【図２】再生処理の判定を説明するためのフローチャー
トである。

【図３】再生処理を説明するためのフローチャートであ
る。

【図４】第２実施形態の再生処理の判定を説明するため
のフローチャートである。

【図５】第２実施形態の再生処理を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図６】第３実施形態の再生処理の判定を説明するため
のフローチャートである。

【図７】第３実施形態の再生処理を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図８】第４実施形態の制御システム図である。

【図９】第４実施形態の再生処理を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１０】第５実施形態の脱離、再生の各処理を説明す
るためのフローチャートである。

【図１１】第６実施形態の制御システム図である。

【図１２】第６実施形態の再生処理の判定を説明するた
めのフローチャートである。

【図１３】第６実施形態の再生処理を説明するためのフ
ローチャートである。

【図１４】第１の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

２排気管６吸着剤７ヒータ付き触媒９エアポンプ１１コントロールユニット１２排気温度センサ２１ヒータ付き吸着剤

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 ＬＲ (72)発明者土田博文神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＨＣ吸着剤と、この吸着剤の上流に二次空気を供給する手段と、前記吸着剤の下流に位置する加熱手段付きの触媒とを備
え、エンジンの低温時にエンジンより排出されるＨＣを前記
吸着剤に吸着させるとともに、この吸着剤から脱離して
くるＨＣを前記二次空気を用いて活性化状態の前記触媒
により酸化させるようにしたエンジンの排気浄化装置に
おいて、前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定する手段
と、この推定値が所定値以上となったときＨＣの燃焼可能温
度にまで前記吸着剤を昇温させることにより前記吸着剤
の再生処理を行わせる手段とを設けたことを特徴とする
エンジンの排気浄化装置。
【請求項２】排気管を主通路とバイパス通路に分岐し、
このバイパス通路に前記二次空気供給手段、前記吸着
剤、前記加熱手段付き触媒を、かつ前記両通路に流れる
排気の割合を調整可能な弁手段をそれぞれ設ける一方
で、吸着条件で前記弁手段を制御して前記バイパス通路
に排気の全量を導入することにより吸着処理を、また脱
離条件で前記吸着剤を昇温させることにより脱離処理を
それぞれ行わせることを特徴とする請求項１に記載のエ
ンジンの排気浄化装置。
【請求項３】前記吸着処理および脱離処理を行わせた回
数から前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定す
ることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの排気浄
化装置。
【請求項４】前記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期
間から前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定す
ることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの排気浄
化装置。
【請求項５】前記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期
間の総空気量から前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積
量を推定することを特徴とする請求項２に記載のエンジ
ンの排気浄化装置。
【請求項６】前記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期
間のエンジン回転数および吸入負圧から前記総空気量を
推定することを特徴とする請求項５に記載のエンジンの
排気浄化装置。
【請求項７】分岐のない排気管に前記二次空気供給手
段、前記吸着剤、前記加熱手段付き触媒を設けているこ
とを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装
置。
【請求項８】前記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた回
数から前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定す
ることを特徴とする請求項７に記載のエンジンの排気浄
化装置。
【請求項９】前記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた期
間から前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆積量を推定す
ることを特徴とする請求項７に記載のエンジンの排気浄
化装置。
【請求項１０】前記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた
期間の総空気量から前記吸着剤へのコーキングＨＣの堆
積量を推定することを特徴とする請求項７に記載のエン
ジンの排気浄化装置。
【請求項１１】前記吸着剤に排気中のＨＣを吸着させた
期間のエンジン回転数および吸入負圧から前記総空気量
を推定することを特徴とする請求項１０に記載のエンジ
ンの排気浄化装置。
【請求項１２】排気の高温時に前記弁手段を制御して前
記バイパス通路に排気を導入することにより、前記吸着
剤の昇温を行うことを特徴とする請求項２から６までの
いずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１３】前記吸着剤に加熱手段を設けておくとと
もに、この加熱手段を作動させることにより前記吸着剤
の昇温を行うことを特徴とする請求項２から１１までの
いずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１４】前記二次空気供給手段に加熱手段を設け
ておくとともに、この加熱手段を作動させることにより
前記吸着剤の昇温を行うことを特徴とする請求項２から
１１までのいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装
置。
【請求項１５】前記加熱手段は電気ヒータであることを
特徴とする請求項１３または１４に記載のエンジンの排
気浄化装置。
【請求項１６】ＨＣの前記脱離の終了に続けて前記再生
処理を行うことを特徴とする請求項１３から１５までの
いずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１７】第１の所定値まで前記吸着剤を昇温させ
てＨＣの前記脱離を終了したのに引き続いて前記第１の
所定値より大きな第２の所定値まで前記吸着剤を昇温さ
せることにより前記再生処理を行うことを特徴とする請
求項１６に記載のエンジンの排気浄化装置。