JPH05187228A

JPH05187228A - 排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH05187228A
Application number: JP21438292A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hirayama; 洋平山; Kiyoshi Yuki; 清結城
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は冷間時における触媒の浄化機能を補完
するために未燃焼ガス吸着材を設けた排気ガス浄化装置
に関し、排気ガスの浄化を確実に行うことを目的とす
る。【構成】同一排気系内に、未燃焼ガス吸着材４と触媒コ
ンバータ５とを設け、触媒５が未燃焼ガス吸着材４より
も排気ガスの流れ方向に対して下流側に配設された排気
ガス浄化装置において、触媒コンバータ５に加熱手段を
設け、少なくとも暖機時において、未燃焼ガス吸着材４
が吸着燃料を放出する温度に達する前に、触媒コンバー
タ５の温度が所定の活性温度に達するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化装置に係
り、特に冷間時における触媒の浄化機能を補完するため
に未燃焼ガス吸着材を設けた排気ガス浄化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の排気ガス浄化のため
に、排気系にはペレット状或いはモノリス型の触媒が配
設されている。排気ガス中の有害成分（ＨＣ，ＣＯ，Ｎ
Ｏ_X) の内、特にＨＣの触媒による浄化は、排気ガス温
度の影響が強く、貴金属触媒を使用する場合でも、一般
に２５０℃以上の温度を必要とする。

【０００３】このため、エンジン始動直後等の排気ガス
温度の低い時には、ＨＣは触媒によって浄化され難い。
しかも、エンジン始動直後には大量のＨＣが排出される
ため、この排気ガスの温度が低い時のＨＣ（以下、コー
ルドＨＣという）のエミッションが全体に占める割合は
大きい。従って、冷間時における排気エミッションを向
上させるためには、コールドＨＣの排出を制御する必要
がある。

【０００４】そこで、排気ガス浄化装置として、エンジ
ンの排気系に排気ガス中の有害成分の浄化触媒を配設す
ると共に、コールドＨＣを吸着するための未燃焼ガス吸
着材を設けた排気ガス浄化装置が提案されている。

【０００５】従来、排気系に触媒及び未燃焼ガス吸着材
を設けた排気ガス浄化装置として、例えば特開平２−１
７３３１２号公報に示された排気ガス浄化装置があっ
た。

【０００６】同公報に開示された排気ガス浄化装置は、
排気通路の触媒配設位置よりも上流側から分岐し、触媒
配設位置よりも下流側に接続するバイパス通路を設け、
このバイパス通路内に未燃焼ガス吸着材を設けた構成と
されている。また、分岐通路の触媒配設位置よりも上流
側に位置するバイパス通路の分岐部には切換弁が配設さ
れており、排気ガスを排気通路或いはバイパス通路に選
択的に導入できる構成とされている。

【０００７】そして、触媒がまだ十分に活性していない
冷間時においては、排気ガスが未燃焼ガス吸着材が配設
されたバイパス通路に導入されるよう切換弁を作動さ
せ、また触媒が活性化すると排気ガスが排気通路に配設
された触媒に導入させるよう切換弁を作動させる構成と
されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、未燃焼ガス吸
着材及び触媒の温度特性に注目する。未燃焼ガス吸着材
は、脱離温度（約１００〜２００℃）以下の温度までは
ＨＣを有効に吸着するが、それ以上の温度（２００℃以
上）となると吸着していたＨＣを脱離（パージ）する特
性を有している。また、触媒の活性温度は、新品の状態
では約２５０℃であり、その後使用するに従い高温側へ
移行する特性を有している。一方、未燃焼ガス吸着材及
び触媒は、共に排気ガスの熱により昇温される構成とさ
れていたため、上流側の未燃焼ガス吸着材の上昇温度
は、下流側の触媒の温度上昇より早い。

【０００９】従来の排気ガス浄化装置は、上記の温度特
性差及び未燃焼ガス吸着材及び触媒の温度上昇する度合
いについては何ら考慮されていなかったため、未燃焼ガ
ス吸着材が脱離温度（約２００℃）に達して吸着してい
たＨＣをパージし始めても、触媒は活性温度（約２５０
℃）には達しておらず、未燃焼ガス吸着材から離脱した
ＨＣは触媒で浄化されず大気に排出されてしまうという
問題点があった。

【００１０】また、一般に排気通路は、エンジン及び路
面からの振動がかなり強く印加される部位であり、又排
気の背圧等の影響により、上記の従来構成による排気ガ
ス浄化装置では、切換弁により排気通路とバイパス通路
との切換を確実に行うのは困難であり、切換弁の部位よ
りＨＣが漏れてしまい、この漏れたＨＣは触媒で浄化さ
れることなく大気に放出されてしまうという問題点があ
った。

【００１１】更に、上記の排気ガス浄化装置では、排気
通路にバイパス通路を設ける構成であるため、装置の構
造が複雑で大型化してしまうという問題点もあった。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、未燃焼ガス吸着材と触媒との間の温度特性差を補
完することにより、排気ガスの浄化を確実に行い得る排
気ガス浄化装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、同一排気
系内に、第１の所定温度までは未燃成分を吸着し、この
第１の所定温度以上になると、それを脱離する未燃焼ガ
ス吸着材と、前記第１の所定温度より高い第２の所定温
度以上にて活性化される触媒コンバータとを設けてお
り、この触媒コンバータが前記未燃焼ガス吸着材よりも
排気ガスの流れ方向に対して下流側に配設された排気ガ
ス浄化装置において、少なくとも暖機時において、前記
未燃焼ガス吸着材が前記第１の所定温度以上であるとき
には、前記触媒コンバータが前記第２の所定温度以上と
なるように、前記触媒コンバータを加熱する加熱手段を
設けた排気ガス浄化装置により解決される。

【００１４】

【作用】上記構成とされた排気ガス浄化装置では、少な
くとも暖機時において、前記未燃焼ガス吸着材が前記第
１の所定温度以上のときは、前記触媒コンバータが前記
第２の所定温度以上に加熱される。すなわち、前記未燃
焼ガス吸着材が吸着していた未燃焼ガスを離脱する際に
は、前記触媒コンバータはすでに活性化された状態とさ
れる。

【００１５】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。

【００１６】図１は本発明の一実施例である排気ガス浄
化装置１を示す構成図である。同図中、２はエンジン
（図示せず）から排出された排気ガスを導く排気通路で
あり、排気ガス浄化装置１はこの排気通路２の途中位置
に配設されている。尚、排気ガスは同図中、左から右に
向かい流れる構成とされており、よって図中左側が上流
側となり、右側が下流側となる。

【００１７】排気ガス浄化装置１は、概略するとケース
３，ＨＣ吸着材４，ヒータ付触媒コンバータ（以下、単
にヒータ付触媒と称す）５，温度センサ７，コントロー
ラ１０等により構成されている。ケース３内の上流側に
は、排気ガス中に含まれるＨＣを吸着するＨＣ吸着材４
が配設されると共に、下流側にはＨＣを浄化するヒータ
付触媒５が配設されている。ＨＣ吸着材４と触媒５は、
コンバータケース３内で直列となるよう配設位置が選定
されている。このように排気ガス浄化装置１は、ケース
３内にＨＣ吸着材４及びヒータ付触媒５がコンパントに
収納された構造とされており、装置の小型化が図られて
いる。

【００１８】ＨＣ吸着材４は、高温耐蝕性に優れたフェ
ライト系ステンレス箔を巻回することによりハニカム構
造を有したメタル担体４ａを形成し、このメタル担体４
ａに吸着材（例えば、ゼオライト，シリカ，アルミナ等
の多孔質物質）をコーティングした構造を有している。
コンバータケース３のＨＣ吸着材４の配設位置近傍に
は、ＨＣ吸着材４の温度を測定する温度センサ７が配設
されている。この温度センサ７が検出するＨＣ吸着材４
の温度は、コントローラ１０に供給される構成となって
いる。

【００１９】このＨＣ吸着材４は、脱離温度（約１００
〜２００℃）よりも低い温度においては、導入される排
気ガス中に含まれるＨＣを吸着することにより排気ガス
よりＨＣを除去し、また温度が脱離温度以上となると、
吸着していたＨＣを離脱（パージ）する特性を有してい
る。

【００２０】ヒータ付触媒５は、高温耐蝕性に優れたフ
ェライト系ステンレス箔を中心電極６に巻回することに
より、ハニカム構造を有した電気的に加熱可能なヒータ
付メタル担体５ａを形成し、このメタル担体５ａにアル
ミナをコーティング後触媒成分（Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等）
を担持させた構成を有する。この触媒の活性温度は約２
５０℃であり、触媒が活性温度より低い状態では、ヒー
タ付触媒５は有効に浄化機能を奏することはできず、Ｈ
Ｃは浄化されない。

【００２１】ヒータ付触媒５の中央部に配設されたプラ
ス電極１１は、メタル担体５ａより下流側に延出した後
Ｌ字状に折曲され、コンバータケース３の外部に引き出
されており、このプラス電極１１はコントローラ１０に
接続されている。また、ヒータ付触媒５を構成するメタ
ル担体５ａにはマイナス電極１２が接続されており、こ
のマイナス電極１２もコントローラ１０に接続されてい
る。従って、各電極１１，１２にコントローラ１０から
電圧印加することによりメタル担体５ａは発熱し、ヒー
タ付触媒５はこのメタル担体５ａにより加熱される構成
となっている。

【００２２】コントローラ１０は、温度センサ７からＨ
Ｃ吸着材４の温度信号が供給されると共に、エンジン本
体に配設された水温センサ（図示せず）からは水温信号
（ｔ _w) が、またディストリビュータ（図示せず）から
はエンジン回転数信号（Ｒ）が供給される構成とされて
いる。尚、図中１３はバッテリであり、コントローラ１
０を駆動するための駆動電源となると共に、メタル担体
５ａを加熱するための電源としても機能する。

【００２３】上記コントローラ１０は、これらの供給さ
れる各種信号に基づき、図２に示されるような中心電極
６の制御を実施する。以下、図２を用いてコントローラ
１０が実行するヒータ制御動作について説明する。尚、
図２に示すヒータ制御処理は、例えば４ｍｓ毎に実行さ
れるルーチン処理である。

【００２４】同図に示すヒータ制御処理が起動すると、
先ずコントローラ１０はステップ１０（以下、ステップ
をＳと略称する）において、水温センサからの水温信号
に基づきエンジン水温ｔ_wを読み込む。続くＳ２０で
は、Ｓ１０で読み込んだエンジン水温ｔ_wが所定の温度
（ｔ₁)よりも高いかどうかを判断する。Ｓ２０でエンジ
ン水温ｔ_wが所定の温度ｔ₁ よりも低いと判断される
と、処理はＳ３０に進み、ディストリビュータからのエ
ンジン回転数信号に基づきエンジン回転数（Ｒ）を読み
込む。続くＳ４０では、Ｓ３０で読み込んだエンジン回
転数Ｒが、所定の回転数（Ｒ₁)よりも高いかどうかを判
断する。Ｓ４０でエンジン回転数Ｒが所定のエンジン回
転数Ｒ₁ よりも高いと判断されると、処理はＳ５０に進
む。

【００２５】上記のＳ１０〜Ｓ４０までの処理は、機関
状態が冷間始動時であるかどうかを、換言すればヒータ
付触媒５が不活性状態でＨＣ吸着材４による吸着作用が
必要とされた機関状態であるかどうかを判断している処
理である。冷間始動時では、エンジン水温ｔ_wは低く、
またエンジン回転数Ｒも低い状態である。従って、エン
ジン水温及びエンジン回転数が高く、既にヒータ付触媒
５が活性化しているような場合は、Ｓ６０以下のヒータ
制御処理を行うことなく、処理を終了する構成とした。

【００２６】Ｓ１０〜Ｓ４０の処理により、機関状態が
冷間始動時であると判断されると、Ｓ５０において、温
度センサ７から供給されるＨＣ吸着材４の温度（ｔ_H)
を読み込む。続くＳ６０では、Ｓ５０において読み込ま
れたＨＣ吸着材４の温度ｔ_Hが、通電開始設定温度（ｔ
₂ ）よりも低いかどうかを判断する。ここで、通電開始
設定温度ｔ₂ とは、ＨＣ吸着材４の脱離温度（２００
℃）に基づき設定させる温度であり、ＨＣ吸着材４の脱
離温度よりも所定値だけ低い温度に設定されている（例
えば 150±30℃）。

【００２７】Ｓ６０の処理により、ＨＣ吸着材４の温度
ｔ_Hが通電開始設定温度ｔ₂ よりも高いと判断される
と、処理はＳ７０に進み、メタル担体５ａに対して通電
が開始される。これにより、メタル担体５ａは加熱し、
これに伴いヒータ付触媒５も加熱される。上記したよう
に、Ｓ５０以下の処理が実施されるのは冷間始動時であ
り、排気ガス浄化装置１にはエンジンより排気ガスが流
入している状態である。従って、排気ガスの熱によりＨ
Ｃ吸着材４及びヒータ付触媒５は加熱され昇温する。

【００２８】しかるに、本発明に係る排気ガス浄化装置
１では、ヒータ付触媒５に電気通電が可能なメタル担体
５ａが組み込まれているため、ＨＣ吸着材４の温度上昇
の度合いとヒータ付触媒５の温度上昇の度合いを異なら
せることができる。より具体的に言うならば、ＨＣ吸着
材４の温度上昇の度合いに対してヒータ付触媒５の温度
上昇の度合いを早めることができる。

【００２９】Ｓ７０によりメタル担体５ａに対して通電
が開始されると、続くＳ８０では通電時間を計測する通
電タイマカウンタがカウントを開始する。そして、通電
タイマカウンタのカウント値（Ｔ）が所定の通電時間
（Ｔ₁:例えば10±5sec) を越えるまでメタル担体５ａに
対する通電は続行される（Ｓ９０）。また、通電タイマ
カウンタのカウント値Ｔが所定の通電時間Ｔ₁ を越える
と、処理はＳ１００に進みメタル担体５ａに対する通電
が停止されると共に、Ｓ１１０において通電タイマカウ
ンタのカウント値Ｔがリセットされ、処理は終了する。

【００３０】上記したヒータ制御処理を実行することに
より、ＨＣ吸着材４及びヒータ付触媒５の温度がどのよ
うに変化するかについて図３を用いて説明する。同図に
おいて、縦軸はＨＣ吸着材４及びヒータ付触媒５の温度
を示しており、横軸は時間を示している。また、図中実
線で示すのはＨＣ吸着材４の温度変化であり、また一点
鎖線で示すのはヒータ付触媒５の温度変化である。尚、
図中二点鎖線で示すのはヒータが設けられていない従来
の触媒の温度変化である。

【００３１】同図より、従来のヒータが設けられていな
い触媒の場合には、ＨＣ吸着材４が脱離温度に達して
も、まだ触媒は活性温度に達していないことが判る。よ
って、従来構成の排気ガス浄化装置では、ＨＣ吸着材か
らパージされたＨＣは触媒で浄化されず大気に放出され
てしまう。

【００３２】これに対して本発明に係る排気ガス浄化装
置１では、ヒータ付触媒５に電気通電により加熱可能な
メタル担体５ａを設けているため、同図に示されるよう
に通電時間Ｔ₁ の間にヒータ付触媒５はメタル担体５ａ
に加熱されて急激に温度上昇し、ＨＣ吸着材４が脱離温
度に達した状態で、既に活性化温度に達している。従っ
て、ＨＣ吸着材４からＨＣがパージしても、パージされ
たＨＣは活性化しているヒータ付触媒５により確実に浄
化され、大気にＨＣが放出されるようなことはない。こ
れにより、ＨＣの浄化効率が向上し、排気エミッション
の大幅な低減を図ることができる。

【００３３】尚、前記したように、通電開始設定温度ｔ
₂ はＨＣ吸着材４の脱離温度よりも所定値だけ低い温度
に設定されているが、これはメタル担体５ａへの通電に
よりヒータ付触媒５を活性温度に昇温するのに所定の時
間を要するためであり、通電開始設定温度ｔ₂ を上記の
ように設定することにより、ＨＣ吸着材４が脱離温度に
達した時点でヒータ付触媒５を活性化した状態とするこ
とができる。

【００３４】図４は上記した排気ガス浄化装置１の変形
例である排気ガス浄化装置２０を示している（同図にお
いて、図１に示した排気ガス浄化装置１と同一構成部分
についは同一符号を付してその説明を省略する）。

【００３５】同図に示す排気ガス浄化装置２０は、二つ
のケース２１，２２を直列に配設し、その上流側のケー
ス２１にＨＣ吸着材４を配設すると共に、下流側のケー
ス２２にヒータ付触媒５を配設した構成とされている。
また、本変形例ではＨＣ吸着材４の温度を検出する温度
センサ７に加えて、ヒータ付触媒５の温度を検出する第
２の温度センサ２３が設けられている。この温度センサ
２３もコントローラ１０に接続されており、ヒータ付触
媒５の温度がコントローラ１０に供給されるよう構成さ
れている。

【００３６】上記構成の排気ガス浄化装置２０は、ＨＣ
吸着材４とヒータ付触媒５が別個のコンバータケース２
１，２２に収納されているため、メンテナンス時にＨＣ
吸着材４とヒータ付触媒５を分離してメンテナンス作業
を行うことができ、また取り替えが必要な場合もＨＣ吸
着材４とヒータ付触媒５を独立して取り替えることがで
きるという利点がある。

【００３７】また図５は、図４に示した排気ガス浄化装
置２０のヒータ制御処理を示すフローチャートである
（同図において、図２で説明した処理と同一処理につい
ては同一ステップ数を付してその説明を省略する）。

【００３８】同図において、Ｓ１０〜Ｓ４０までの処理
により機関状態が冷間始動時であると判断され、Ｓ５
０，Ｓ６０の処理によりＨＣ吸着材４の温度ｔ_Hが通電
開始設定温度ｔ₂ よりも高いと判断されると、処理はＳ
１２０に進む。

【００３９】Ｓ１２０では、温度センサ２３から供給さ
れる温度信号に基づき、ヒータ付触媒５の温度（ｔ_E)
を読み込む。続くＳ１３０では、Ｓ１２０で読み込まれ
たヒータ付触媒５の温度ｔ_Eが活性温度に相当する設定
温度（ｔ₃:例えばｔ₃=350 ℃）より低いかどうかが判断
される。

【００４０】そして、Ｓ１３０において、ヒータ付触媒
５の温度ｔ_Eが活性温度に相当する設定温度ｔ₃ より低
いと判断された場合は、処理はＳ１４０に進み、メタル
担体５ａに通電を開始する。また逆に、Ｓ１３０におい
て、ヒータ付触媒５の温度ｔ _Eが活性温度に相当する設
定温度ｔ₃ より高いと判断された場合は、ヒータ付触媒
５は既に活性化した状態であるため、Ｓ１５０でメタル
担体５ａに対する通電を停止する。

【００４１】上記のように、ヒータ付触媒５の温度を検
出し得る温度センサ２３を設け、この温度センサ２３の
信号に基づきヒータ制御を行うことにより、直接ヒータ
付触媒５の温度に基づきヒータ制御を行うことができる
ため、より正確な制御が可能となり、ＨＣの大気放出を
確実に防止することができる。

【００４２】図６は上記した排気ガス浄化装置１の他の
変形例である排気ガス浄化装置３０を示している（同図
において、図１に示した排気ガス浄化装置１と同一構成
部分についは同一符号を付してその説明を省略する）。

【００４３】同図に示す排気ガス浄化装置３０は、ケー
ス３１の内部に、上記の排気ガス浄化装置１０の場合と
同様にＨＣ吸着材４及びヒータ付触媒５を備えると共
に、その直下流には触媒３２を備えている。

【００４４】この触媒３２は、ヒータ付触媒５と同様
に、フェライト系ステンレス箔を巻回してなるメタル担
体３２ａに、アルミナをコーティングした後Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ｒｈ等の触媒成分を担持させた構成である。

【００４５】このように、本変形例では、ヒータ付触媒
５の直下流に更に触媒３２を備えているため、排気ガス
中のＨＣがヒータ付触媒５を通過してしまっても、すぐ
に触媒３２内で捕獲され、大気中に放出される量が抑制
される。このため、ヒータ付触媒５の容積を小さくする
ことができ、メタル担体５ａにおける熱容量を小さくす
ることができる。

【００４６】従って、ヒータ付触媒５を活性温度領域ま
で加熱する際に要する時間が短縮されて、冷間時の始動
直後から良好な排気エミッションが得られると共に、加
熱に要する電気量を削減することができる。

【００４７】また、本変形例の排気ガス浄化装置３０に
は、上記の排気ガス浄化装置１０の温度センサ７に代え
て、ヒータ付触媒５の温度を検出する温度センサ３３が
設けられている。この温度センサ３３の出力端子は、上
記実施例の温度センサ７の場合と同様に、コントローラ
１０に接続されている。

【００４８】すなわち、コントローラ１０は、水温セン
サからの水温信号Ｔ_W、ディストリビュータからのエン
ジン回転数信号Ｒ及び、ヒータ付触媒５の温度Ｔ_Eに基
づいて中心電極６の通電を制御している。

【００４９】図７は、図６に示した排気ガス浄化装置３
０のヒータ制御処理を示すフローチャートである。以
下、同図に沿って本変形例装置の動作について説明する
（同図において、図２で説明した処理と同一処理につい
ては同一ステップ数を付してその説明を省略する）。

【００５０】図７において、所定時間毎にこのルーチン
が起動すると、まずＳ０で通電フラグが“０”であるか
否かをみる。この通電フラグは、中心電極６が通電され
ているときに“１”とされるフラグであり、まだ通電さ
れていない場合には“０”であるからＳ１０に進む。

【００５１】Ｓ１０〜Ｓ４０までの処理は、上記の実施
例装置における処理と同様であり、機関状態が冷間始動
時であるか否かを判別している。これらのステップを実
行した結果、冷間始動時ではないと判別された場合は、
何ら処理を実行する必要がないためこのまま処理を終了
する。

【００５２】また、冷間始動時であると判別された場合
は、ヒータ付触媒５を加熱するため、Ｓ１６０で中心電
極６に通電すべき電流を演算した後Ｓ１７０に進み中心
電極６の通電を開始する。この際、通電電流は例えば内
燃機関の冷却水温や運転状況から、ヒータ付き触媒５の
温度が、ＨＣ吸着材４が燃料を放出する温度に達する前
に活性温度に達するように設定される。

【００５３】次いで、Ｓ１８０では、中心電極６が通電
中であることを表すため、通電フラグに“１”をセット
する。このため、次回以降このルーチンが起動すると、
Ｓ０で通電フラグが“１”であると判別されるため、Ｓ
１０〜Ｓ４０がジャンプされ、Ｓ１６０〜Ｓ１８０を経
てＳ１９０に至る。

【００５４】Ｓ１９０では、通電時間をカウントするた
め通電時間タイマＴに所定値を加算し、Ｓ２００でその
タイマが所定値Ｔ₁に達しているかをみる。まだタイマ
Ｔが所定値Ｔ₁に達していない、つまり中心電極６に所
定時間の通電がされていないと判別された場合、温度セ
ンサ３３からヒータ付触媒５の温度ｔ_Eを読み込み（Ｓ
２１０）、その温度ｔ_Eが所定の温度ｔ₃に達している
かをみる（Ｓ２２０）。この所定の温度ｔ₃は、ヒー
タ付触媒５の活性温度領域の上限付近（例えば４００
℃）に設定されている。つまり、上記Ｓ２２０では、ヒ
ータ付触媒５が活性温度領域まで加熱されているか否か
の判別が行われている。

【００５５】従って、ｔ_Eがｔ₃に達していないと判別
された場合、まだ加熱を続行する必要があるため、中心
電極６に通電したまま処理を終了し、Ｓ２００でタイマ
Ｔがカウントアップしたと判別されるか、Ｓ２２０でヒ
ータ付触媒５が活性温度領域に達したと判別されるま
で、上記の処理（Ｓ０，Ｓ１６０〜Ｓ２２０）が繰り返
し実行される。

【００５６】また、Ｓ２００でタイマＴがカウントアッ
プしたと判別されるか、Ｓ２２０でヒータ付触媒５が活
性温度領域に達したと判別された場合は、Ｓ２３０に進
み、中心電極６の通電を停止する。

【００５７】次いで、次回以降のルーチン起動時のため
に通電時間タイマ及び通電フラグをリセットして処理を
終了する。以後、再度、機関が冷間始動時であると判別
されるまで、中心電極６が通電されることはない。

【００５８】このように、本変形例装置では、ヒータ付
触媒５の温度が活性領域に達した時点で中心電極６の通
電が終了する。このため、通電時間タイマの設定値を比
較的長く設定しても、無駄な通電をすることがなく、か
つ、ヒータ付触媒５が過熱することもない。

【００５９】従って、本変形例の装置によれば、適温過
熱が可能となる、エンジン始動前のヒータ付触媒の温度
範囲を、上記の実施例装置と比べて広く確保することが
できる。また、通電時間タイマの設定時間より長い時間
中心電極６が通電されることがないため、万一温度セン
サ３３が故障した場合においても、ヒータ付触媒５が過
熱することがない。

【００６０】このように、本変形例装置３０は、ヒータ
付触媒５の温度を直接検出して中心電極６の通電制御を
行い、かつヒータ付触媒５の直下流に触媒３２を有して
いるため、ヒータ付触媒５を素早く活性温度領域まで過
熱することができる。従って、排気ガス浄化装置３０に
よれば、冷間時においても始動直後から良好なＨＣエミ
ッションを得ることが可能となる。

【００６１】次に、本変形例の排気ガス浄化装置３０の
ＨＣエミッション向上効果を、試験結果に基づいて説明
する。

【００６２】排気ガス浄化装置３０内に収納するＨＣ吸
着材４は、ゼオライトをコーティングされた４００ｃｍ
³のメタル担体で構成する。ヒータ付き触媒５は、アル
ミナをコーティングされた後にＰｔ及びＲｈがコーティ
ングされた１００ｃｍ³のメタル担体を、中心電極６に
巻回して構成する。また、触媒３２は、ヒータ付触媒５
と同様の７００ｃｍ³のメタル担体で構成する。

【００６３】このような諸元で構成した排気ガス浄化装
置３０を、その上流に三元触媒コンバータを介して総排
気量約２２００ccのエンジンに接続し、エミッション試
験（米国、ＬＡ♯４モード、コールド・トランジェント
試験）を実施した。

【００６４】その結果、ヒータ付き触媒５を通電しない
場合のＨＣ浄化率が９２％であったのに対して、ヒータ
付き触媒５を図７のフローチャートに沿って通電した場
合、ＨＣ浄化率が９７％となった。

【００６５】このように、中心電極６を通電してヒータ
付き触媒５の温度をいち早く活性温度領域に到達させる
ことにより、ＨＣ吸着材４の昇温と共に放出されるＨＣ
を効果的な浄化が可能となる。すなわち、上記各実施例
の排気ガス浄化装置によれば、画期的な排気エミッショ
ンの向上を図ることができる。

【００６６】尚、上記した各実施例では温度付加手段と
して触媒コンバータに電気ヒータを設けた例を示した
が、温度付加手段はこれに限られるものではなく、例え
ばバーナ等を用いることも可能である。

【００６７】また、上記各実施例においては、ＨＣ吸着
材４、ヒータ付触媒５及び触媒３２の担体として、フェ
ライト系ステンレス箔により構成されるメタル担体を用
いているが、これに限定されるものではなく、コージェ
ライトを主成分とするセラミック担体、あるいはセラミ
ック製三次元骨格構造体のフォーム担体等で構成しても
よい。

【００６８】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、未燃焼ガス
吸着材が未燃焼ガスを脱離する温度に達するまでに、触
媒コンバータを活性温度まで昇温させることが可能であ
る。このため、未燃焼ガス吸着材から未燃焼ガスの脱離
が始まると同時に、触媒コンバータで未燃焼ガス吸着材
から離脱してきた未燃焼ガスを浄化することができる。

【００６９】このように、本発明は、未燃焼ガスの大気
放出を確実に防止することができ、常に良好な未燃焼ガ
スの浄化効率を確保して排気エミッションの大幅な低減
を図ることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である排気ガス浄化装置の構
成図である。

【図２】ヒータ制御動作の一実施例を示すフローチャー
トである。

【図３】ヒータ制御処理を実行することによるＨＣ吸着
材及び触媒の温度変化を示す図である。

【図４】図１に示す排気ガス浄化装置の変形例である排
気ガス浄化装置を示す構成図である。

【図５】ヒータ制御動作の変形例を示すフローチャート
である。

【図６】図１に示す排気ガス浄化装置の他の変形例であ
る排気ガス浄化装置を示す構成図である。

【図７】ヒータ制御動作の他の変形例を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１，２０，３０排気ガス浄化装置２排気通路３，２１，２２，３１ケース４ＨＣ吸着材４ａ，５ａ，３２ａメタル担体５ヒータ付触媒６中心電極７，２３，３３温度センサ１０コントローラ１１，１２電極１３バッテリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一排気系内に、第１の所定温度までは
未燃成分を吸着し、該第１の所定温度以上になると、そ
れを脱離する未燃焼ガス吸着材と、前記第１の所定温度より高い第２の所定温度以上にて活
性化される触媒コンバータとを設けており、該触媒コンバータが前記未燃焼ガス吸着材よりも排気ガ
スの流れ方向に対して下流側に配設された排気ガス浄化
装置において、少なくとも暖機時において、前記未燃焼ガス吸着材が前
記第１の所定温度以上であるときには、前記触媒コンバ
ータが前記第２の所定温度以上となるように、前記触媒
コンバータを加熱する加熱手段を設けたことを特徴とす
る排気ガス浄化装置。
【請求項２】前記加熱手段は、前記触媒コンバータに
設けられた通電加熱手段であることを特徴とする請求項
１記載の排気ガス浄化装置。