JPH09256840A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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JPH09256840A
JPH09256840A JP8065683A JP6568396A JPH09256840A JP H09256840 A JPH09256840 A JP H09256840A JP 8065683 A JP8065683 A JP 8065683A JP 6568396 A JP6568396 A JP 6568396A JP H09256840 A JPH09256840 A JP H09256840A
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catalyst
adsorption
heating means
exhaust gas
way
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Hiroyuki Kanesaka
浩行 金坂
Yasuyuki Murofushi
康行 室伏
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 HC吸着触媒が吸着能力をなくす直前よりH
C吸着触媒下流の三元触媒を一気に活性化することによ
り冷間始動時のHCの排出量をさらに低減する。 【解決手段】 HC吸着触媒32と第1の三元触媒33
または酸化触媒34とを排気通路31の上流側からこの
順に備える。この場合に、HC吸着触媒32の上流側に
位置して加熱手段35を設けるとともに、この加熱手段
35を加熱制御手段36がHC吸着触媒32が吸着能力
をなくす直前より働かせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエンジンの排気浄化装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】三元触媒(または酸化触媒)の上流側に
HC吸着触媒を設けて、冷間始動時のHCを効率よく浄
化するようにしたものがある(特開平5−59942号
公報参照)。
【0003】HC吸着触媒には低温時にHCを吸着し一
定温度(たとえば90℃)を超えるとHCを離脱すると
いう性質があることから、三元触媒が活性温度に達する
前の低温時にHC吸着触媒にHCを吸着させておき、温
度上昇してHC吸着触媒よりHCが離脱してくるように
なると、三元触媒もある程度暖まっているので、その離
脱してくるHCを三元触媒により酸化して浄化しようと
いうのである。
【0004】なお、このものでは、HC吸着触媒の下流
側に位置する三元触媒を第1の三元触媒として、HC吸
着触媒の上流側にも第2の三元触媒を設けることによっ
て、冷間始動時のHCをさらに効率よく浄化するように
している。冷間始動時の排気熱を、HC吸着触媒の上流
側に位置する第2の三元触媒の温度上昇に使わせること
により、HC吸着触媒の冷間始動時の昇温を遅らせて比
較的長い時間にわたるHCの吸着を可能としているので
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、HC吸
着触媒より離脱してくるHCをすぐ下流の三元触媒で酸
化させるといっても、HC吸着触媒がHCの離脱を開始
する一定温度(たとえば90℃)とHC吸着触媒下流の
三元触媒の活性温度(約300℃)との間には温度差が
あるので、HC吸着触媒下流の三元触媒が活性温度に達
するまでは三元触媒によるHCの転化率が低く、転化で
きない分のHCが下流に排出されてしまう。
【0006】そこで本発明は、HC吸着触媒の上流側に
加熱手段を設け、HC吸着触媒が吸着能力をなくす直前
よりこの加熱手段による加熱で急速に排気温度を上昇さ
せ、HC吸着触媒下流の三元触媒を一気に活性化するこ
とにより、冷間始動時のHCの排出量をさらに低減する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、図8に
示すように、HC吸着触媒32と第1の三元触媒33ま
たは酸化触媒34とを排気通路31の上流側からこの順
に備えるエンジンの排気浄化装置において、前記HC吸
着触媒32の上流側に位置する加熱手段35と、この加
熱手段35を前記HC吸着触媒32が吸着能力をなくす
直前より働かせる手段36とを設けた。
【0008】第2の発明では、第1の発明において前記
加熱手段35と前記HC吸着触媒32の間に第2の三元
触媒を介装した。
【0009】第3の発明では、第1の発明において前記
第1の三元触媒33または酸化触媒34の下流側に第2
の三元触媒を介装した。
【0010】第4の発明では、図9に示すように、三元
触媒機能または酸化触媒機能を備えさせたHC吸着触媒
41を排気通路に、このHC吸着触媒41の上流側に加
熱手段35をそれぞれ設けるとともに、この加熱手段3
5を前記HC吸着触媒41が吸着能力をなくす直前より
働かせる手段36を設けた。
【0011】第5の発明では、第4の発明において前記
加熱手段35と前記HC吸着触媒41の間に第2の三元
触媒を介装した。
【0012】第6の発明では、第4の発明において前記
HC吸着触媒41の下流側に第2の三元触媒を介装し
た。
【0013】第7の発明では、第1から第6までのいず
れか一つの発明において前記加熱手段35を働かせる手
段36が、前記HC吸着触媒の吸着容量に応じて加熱手
段35により加熱を開始するまでの時間を演算する(吸
着容量が大きいほど加熱開始時間を大きくする)手段
と、始動からの時間がこの加熱開始時間と一致したとき
前記加熱手段35を働かせる手段とからなる。
【0014】第8の発明では、第1から第7までのいず
れか一つの発明において前記加熱手段が電流値により発
熱量が変化する電熱触媒である。
【0015】第9の発明では、第8の発明において前記
電熱触媒が、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯板を
交互に当接させたものを積層してニカム状の構造体し、
そのハニカム状構造体の中心部と外周部に電極を配設し
たものである。
【0016】第10の発明では、第8または第9の発明
において、前記電熱触媒に与える電流値を前記HC吸着
触媒の吸着容量に応じて演算する(吸着容量が大きいほ
ど電流値を大きくする)手段と、この電流値が前記電熱
触媒に流れるように定電圧回路からの電流を制御する手
段とを設けた。
【0017】第11の発明では、第7から第10までの
いずれか一つの発明において前記HC吸着触媒の吸着容
量を、前記HC吸着触媒の入口温度に応じて変化させる
(入口温度が高くなるほどHC吸着触媒の吸着容量を小
さくする)。
【0018】第12の発明では、第11の発明において
前記HC吸着触媒の入口温度を冷却水温から推定する。
【0019】第13の発明では、第1から第12までの
いずれか一つの発明において前記HC吸着触媒32また
は41がゼオライト粉末を主成分とするスラリーをハニ
カム担体にコーティングしたものである。
【0020】
【作用】一定温度(たとえば90℃)以上でHC吸着触
媒より離脱してくるHCをすぐ下流に位置する第1の三
元触媒(または酸化触媒)で酸化させるといっても、第
1の三元触媒(または酸化触媒)が活性温度(約300
℃)に達するまでは第1の三元触媒によるHCの転化率
が低く、転化できない分のHCが下流に排出されてしま
うのであるが、第1の発明では、HC吸着触媒の吸着能
力がなくなる直前より加熱手段を働かせて急速に排気温
度を上昇させ、一気に第1の触媒を活性化させるので、
第1の三元触媒が活性温度に達するまでの時間が大幅に
短縮され、これによって、HC吸着触媒より離脱してく
るHCを効率よく転化することができ、冷間始動直後の
HCをさらに低下させることができる。
【0021】第2と第5の発明では、冷間始動時の排気
熱を、HC吸着触媒の上流側に位置する第2の三元触媒
の温度上昇に使わせることにより、HC吸着触媒の昇温
が遅れるので、これによって比較的長い時間にわたるH
Cの吸着が可能となり、HC吸着触媒のHC吸着効率が
大幅に向上する。
【0022】一定温度(たとえば90℃)以上でHC吸
着触媒より離脱してくるHCを三元触媒機能(または酸
化触媒機能)により酸化させるといっても、三元触媒機
能部分(または酸化触媒機能部分)が活性温度(約30
0℃)に達するまでは三元触媒機能(または酸化触媒機
能)によるHCの転化率が低く、転化できない分のHC
が下流に排出されてしまうのであるが、第4の発明で
は、HC吸着触媒の吸着能力がなくなる直前より加熱手
段を働かせて急速に排気温度を上昇させ、一気に三元触
媒機能部分を活性化させることで、三元触媒機能部分が
活性温度に達するまでの時間が大幅に短縮され、これに
よってHC吸着触媒より離脱してくるHCを効率よく転
化することができ、冷間始動直後のHCをさらに低下さ
せることができる。
【0023】第7の発明では、加熱手段による加熱開始
時間をHC吸着触媒の吸着容量に応じて演算するので、
吸着容量が大きければ大きいほど加熱開始を遅らせるこ
とができ、これによって不必要に電力消費をしなくてす
む。
【0024】第10の発明では、電熱触媒に与える電流
値を吸着容量に応じて演算するので、吸着容量が小さい
ほど小さな電流が流れ、これによって不必要な電流を電
熱触媒に流すことがない。
【0025】第11の発明では、HC吸着触媒の吸着容
量をHC吸着触媒の入口温度に応じて決定しているの
で、冷間始動時にHC吸着触媒の入口温度が異なって
も、加熱手段、電熱触媒による加熱開始時間と電熱触媒
に与える電流値を過不足なく与えることができる。
【0026】
【実施例】図1において、排気通路2には低温時(入口
温度で約90℃以下)に排気中のHCを吸着する、いわ
ゆるHC吸着触媒3と第1の三元触媒(あるいは酸化触
媒)4を一体化した触媒コンバータが車両の床下に、ま
たHC吸着触媒3の上流に第2の三元触媒5がそれぞれ
設けられている。
【0027】ここで、HC吸着触媒3はゼオライト粉末
を主成分とするスラリーをハニカム担体にコーティング
したもので、詳細には以下のようにしてHC吸着触媒を
調整した。
【0028】USY(SiO2/Al23のモル比5
0)ゼオライト100部(部とはそれぞれの重量比のこ
と)、シリカゾル(固形分20%)65部、水65部を
ボールミルポットに投入し、6.5時間粉砕してスラリ
ーを得た。得られたスラリーをモノリスハニカム担体基
材(1.3リットル、400セル)に塗布し乾燥したあ
と400℃で1時間、空気雰囲気中で仮焼成した。この
ときの塗布量は焼成後に60g/Lとなるようにした。
同様な塗布を2回繰り返し合計した塗布量が150g/
Lになるようにしたのち650℃で4時間焼成を行っ
た。このようにして調整したHC吸着触媒は、HC吸着
触媒の入口温度が一定の条件であれば用いるゼオライト
種、ゼオライト量によりHCの飽和吸着量(後述するH
C吸着容量)が一義的に決まり、また入口温度に依存し
てHCの飽和吸着量が変化する。
【0029】三元触媒4、5としては、Pt、Pd、R
hのうち少なくとも一種以上を含む一般的な三元触媒を
用いることができる。2つの三元触媒4と5はまったく
同一の触媒でも、また別の触媒(たとえば触媒4のほう
をPt/Rh触媒、触媒5のほうをPd触媒とする)と
してもかまわない。さらに、2つの触媒4と5を同じP
t/Rh触媒としながら、両者で貴金属量を違える(た
とえば触媒4のほうをPt/Rh触媒の1.4g/L−
Pt/Rh=5/1、触媒5のほうをPt/Rh触媒の
2.8g/L−Pt/Rh=5/1とする)こともでき
る。
【0030】HC吸着触媒3には低温時にHCを吸着し
一定温度(約90℃)を超えるとHCを離脱するという
性質があることから、冷間始動時の排気熱を、HC吸着
触媒の上流側に位置する第2の三元触媒5の温度上昇に
使わせることにより、HC吸着触媒3の昇温を遅らせて
比較的長い時間にわたるHCの吸着を可能とすること
で、HC吸着触媒3のHC吸着効率を大幅に向上させて
いるわけである。そして、一定温度を超えた温度域でH
C吸着触媒より離脱してくるHCは、エンジン排気中の
HCとともに、HC吸着触媒3の下流に位置する第1の
三元触媒4により酸化して浄化される。
【0031】また、第2の三元触媒5がないと、空燃比
フィードバック制御に入ってもHC吸着触媒3に流入す
るHC量がかなり多く、短時間のうちにHC吸着触媒3
の吸着容量をオーバーし、HC吸着率が上昇しなくなる
のであるが、第2の三元触媒5により、空燃比フィード
バック制御域におけるHC吸着触媒入口でのHC濃度が
小さくなるため、HC吸着触媒3では比較的長い時間に
わたって良好にHCを吸着できる。
【0032】一方、コントロールユニット11では、冷
間始動時には空燃比フィードバック制御を停止して空燃
比がリッチになるように燃料増量を行い、O2センサ出
力よりO2センサが活性化したと判断したタイミングで
空燃比フィードバック制御を開始する。この場合、三元
触媒4の上流側に設けられるO2センサが活性化するま
での時間は、一般的に三元触媒4が活性化するまでの時
間より短いので、三元触媒4が活性温度(約300℃)
に達する前に空燃比フィードバック制御が行われること
になる。
【0033】さて、HC吸着触媒3より離脱してくるH
Cをすぐ下流の三元触媒4により酸化して浄化するとい
っても、三元触媒4が活性温度(約300℃)に達する
までは、三元触媒4によるHCの転化率が低く、転化で
きない分のHCが下流に排出されるので、これに対処す
るため本発明では、第2の三元触媒5の上流側に電熱触
媒6を設け、コントロールユニット11によりHC吸着
触媒3が吸着能力をなくす直前より電熱触媒6による加
熱を行って急速に排気温度を上昇させ、第1の三元触媒
4を一気に活性化する。
【0034】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。なお、電熱触媒6には、薄肉金属板製の平板状
帯材と波板状帯板を交互に当接させたものを積層してニ
カム状の構造体とするとともに、そのハニカム状構造体
の中心部から外周部にいくにつれて排気流れ方向の幅が
漸減するように構成し、かつそのハニカム状構造体の中
心部と外周部に電極を配設したもの(詳しくは特開平5
−115793号公報参照)を使用すればよい。このも
のによれば、通電経路において電気がほぼ同じ抵抗値の
導体を流れるので、均一な抵抗発熱を得ることができ、
これによってヒータとしてのハニカム体内部の温度分布
が均一になる。
【0035】図2のフローチャートは、始動時より電熱
触媒6への通電を開始するまでの時間(通電開始時間)
と電熱触媒6に与える電流値を演算するためのもので、
エンジンの始動毎に一回だけ実行する。
【0036】ステップ1ではフラグSTFをみてSTF
=0であれば、エンジンの始動時であると判断してステ
ップ2に進む。なお、フラグSTFはスタータがON状
態にあるかOFF状態にあるかを判断するためのもの
で、STF=0のときはスタータがOFF状態にあるこ
とを表している。
【0037】ステップ2では、水温センサにより検出さ
れる冷却水温WTRSを用いて WTES=WTCAK×WTRS ただし、WTCAK:HC吸着触媒の位置により定まる
係数 の式により水温判定値WTESを求め、これと所定値H
CLTとをステップ3において比較する。WTES<H
CLTであれば冷間始動時であると判断し、ステップ
4、5、6、7に進む。
【0038】ステップ4ではまずHC吸着触媒4の入口
温度Tから所定のテーブルを検索してHC吸着触媒3の
吸着容量(飽和吸着量)HCCAを求める。吸着容量H
CCAは、入口温度が一定であれば、触媒仕様と触媒容
量により定まり、入口温度Tに依存して変化する(入口
温度が高くなるほど減少する)。
【0039】なお、HC吸着触媒3の入口温度Tは、H
C吸着触媒3の配管上の位置等による排気温度の低下代
を考慮して冷却水温WTRSより推定している。種々の
運転条件下での冷却水温とHC吸着触媒3の入口温度と
の関係を予めテーブルにしてコントロールユニット内に
格納しておくのである。なお、精度をよくするには冷却
水温は冷間始動の判定のみに用い、温度センサ(熱電
対)によりHC吸着触媒の入口温度を直接に検出するよ
うにすればよい。
【0040】ステップ5ではこの吸着容量HCCAを電
熱触媒6の触媒性能、触媒容量等から決めた係数EHC
TKで割り、その値に定数HCTCを加えることよって
通電開始時間(加熱開始時間)EHCSTを求める。
【0041】ここで、電熱触媒6の触媒性能が悪いと加
熱開始を早める必要があるので、係数EHCTKの値は
大きくなり、また電熱触媒6の触媒容量が大きいときも
加熱開始を早める必要があるので、係数EHCTKの値
が大きくなる。定数HCTCは、HC吸着触媒3の吸着
容量が0の場合の通電開始時間を設定するための値(0
以上)である。
【0042】電熱触媒6に与える電流値EHCCVにつ
いても、ステップ6において、吸着容量HCCAに比例
させて計算する。通電開始時間EHCSTを求めたのと
同様にして、吸着容量HCCAを電熱触媒6の昇温特
性、抵抗値等から決めた係数EHCCKで割り、これに
定数HCCCを加えることによって求めるのである。
【0043】ここで、電熱触媒6の昇温特性が悪いと、
大きな電流を流す必要があるので、係数EHCCKの値
が小さくなり、また同じ発熱量を生じさせるためには電
熱触媒6の抵抗値が小さいほど大きな電流を流す必要が
あるので係数EHCCKの値が小さくなる。定数HCC
CはHC吸着触媒3の吸着容量が0である場合に電熱触
媒6に与える電流値を設定するための値(0以上)であ
る。
【0044】ステップ7ではフラグEHCSTFを
“1”にセットする。このフラグEHCSTFは電熱触
媒6への通電開始を許可するのかそれとも禁止するのか
を指示するためのもので、EHCSTF=1のときには
電熱触媒6への通電開始が許可される。
【0045】一方、冷間始動時でないときはステップ
1、3よりステップ8に進み、フラグEHCSTFを
“0”にリセット(電熱触媒6への通電開始を禁止)す
る。
【0046】図3のフローチャートは電熱触媒6の通電
制御のためのもので、図2のフローの終了後に一定時間
毎に実行する。
【0047】ステップ11ではエンジン回転数Neと基
本噴射パルス幅Tpとから所定のマップを検索して排気
温度Texhを求め、この排気温度Texhと所定値
(約300℃)とをステップ12において比較する。排
気温度Texhが所定値未満であれば、第1の三元触媒
4が活性前にあると判断して、ステップ13に進み、始
動からの時間と図2のフローにより得ている通電開始時
間EHCSTを比較する。始動からの時間がEHCST
以上であれば、ステップ14でフラグEHCSTF=1
であることを確認したあと、ステップ15に進み、電熱
触媒6への通電を行う(電流値EHCCVを出力レジス
タに転送する)。この転送後に電熱触媒6の電流制御装
置により定電圧回路からの電流が電流値EHCCVと一
致するように制御される。
【0048】これに対して、排気温度Texhが所定値
以上になったときと、排気温度Texhが所定値未満で
も始動からの時間がEHCST未満であるいときにはス
テップ16に進んで電熱触媒6への通電を停止する。
【0049】ここで、本実施形態の作用を説明すると、
本実施形態では、冷間始動後にHC吸着触媒3の吸着能
力がなくなる直前より電熱触媒6による加熱を開始して
急速に排気温度を上昇させるので、第1の三元触媒4が
一気に活性化し(第1の三元触媒4が活性温度に達する
までの時間が短縮される)、これによってHC吸着触媒
3より離脱してくるHCを第1の三元触媒4が効率よく
転化することができ、冷間始動直後のHCを低下させる
ことができる。
【0050】また、電熱触媒6の通電開始時間EHCS
TをHC吸着触媒3の吸着容量HCCAに比例させてい
るので、吸着容量が大きければ大きいほど電熱触媒6に
よる加熱開始を遅らせることができ、これによって不必
要な電力を消費しなくてすむ。電熱触媒6に与える電流
値についても一定値でなく、吸着容量HCCAに比例さ
せているので、吸着容量HCCAが小さいほど小さな電
流を流すことで、不必要な電流を電熱触媒6に流すこと
がない。
【0051】また、吸着容量HCCAは、HC吸着触媒
6の入口温度Tに応じた可変値としているので、冷間始
動時にHC吸着触媒の入口温度Tが異なっても、電熱触
媒6による加熱開始時間と電熱触媒6に与える電流値と
を過不足なく与えることができる。
【0052】図4は第2実施形態の制御システム図、図
5は第3実施形態の制御システム図で、それぞれ図1に
対応する。
【0053】第2実施形態は、HC吸着触媒3と三元触
媒4を一体化した触媒コンバータのすぐ上流側に電熱触
媒6を、三元触媒4の下流側に第2の三元触媒21をそ
れぞれ設けたもの、また第3実施形態は、HC吸着触媒
3と三元触媒4を1つの触媒でつまりHC吸着触媒22
に三元触媒機能(または酸化触媒機能)を備えさせたも
のである。なお、図1と同一の部分には同一の符号をつ
けている。
【0054】ここで、2つの実施形態のHC吸着触媒
3、22の調整内容については次のように第1実施形態
の場合と若干相違させている。
【0055】(1)第2実施形態のHC吸着触媒3 USY(SiO2/Al23のモル比50)ゼオライト
50部、ZSM−5(SiO2/Al23のモル比70
0)ゼオライト50部、シリカゾル(固形分20%)6
5部、水65部をボールミルポットに投入し、6.5時
間粉砕してスラリーを得た。得られたスラリーをモノリ
スハニカム担体基材(0.5リットル、400セル)に
塗布し乾燥したあと400℃で1時間、空気雰囲気中で
仮焼成した。このときの塗布量は、焼成後に60g/L
となるようにした。同様な塗布を2回繰り返し合計した
塗布量が150g/Lとなるようにしたのち650℃で
4時間焼成を行った。
【0056】(2)第3実施形態の三元触媒機能を備え
るHC吸着触媒22 USY(SiO2/Al23のモル比50)ゼオライト
100部、シリカゾル(固形分20%)65部、水65
部をボールミルポットに投入し、6.5時間粉砕してス
ラリーを得た。得られたスラリーをモノリスハニカム担
体基材(0.5リットル、400セル)に塗布し乾燥し
たあと400℃で1時間、空気雰囲気中で仮焼成した。
このときの塗布量は、焼成後に60g/Lとなるように
した。同様な塗布を2回繰り返し合計した塗布量が15
0g/Lとなるようにしたのち650℃で4時間焼成を
行った。さらにこの塗布層の上にPt/Rh三元触媒層
を100g/Lとなるように塗布して理論空燃比のとき
三元触媒性能を持つようにした。
【0057】さて、図6に前記3つの実施形態と比較す
るための例(比較例は、図1からHC吸着触媒3を外
し、そのぶん(つまり外したHC吸着触媒と同じ容量だ
け)三元触媒25の触媒容量を大きくしたものである。
この場合、三元触媒を2個直列に並べ全体で同一の触媒
容量とすることも可能)を示す。この比較例と前記3つ
の実施形態についてエンジン始動時に排出されるHC浄
化性能を評価するため、A−bag、0〜125秒間の
エミッション低減率を測定した結果を図7に示す。ただ
し、性能評価条件としてのガス組成は芳香族44.4
%、パラフィン33.3%、オレフィン22.3%であ
る。
【0058】図7より第1実施形態のほうが第2実施形
態よりHC低減率がよくなっているが、この差は、前述
のように第2の三元触媒による効果(HC吸着触媒の冷
間始動時の昇温を遅らせて比較的長い時間にわたるHC
の吸着を可能とする効果)によるものと思われる。ま
た、第3実施形態のほうが第2実施形態よりもHC低減
率がよくなっているのは、図5のHC吸着触媒22に備
えられる三元触媒機能部分の温度上昇のほうが図4の三
元触媒4の温度上昇より早いためであると思われる。
【0059】実施形態では、ゼオライトとしてUSY、
ZSM−5を用いた場合で説明したが、これに限られる
ものでない。USY、ZSM−5以外にも、たとえばモ
ルデナイト、ベータゼオライトのSi/2Alのモル比
の高いゼオライトや、それぞれのゼオライトにPd、C
u、Co等の金属を担持したゼオライトを用いることが
できる。
【0060】実施形態では加熱手段として電熱触媒で説
明したが、これに限られるものでなく、たとえば電磁波
を照射して発熱させるもの(特開平5−168950号
公報など参照)でもかまわない。
【0061】
【発明の効果】一定温度(たとえば90℃)以上でHC
吸着触媒より離脱してくるHCをすぐ下流に位置する第
1の三元触媒(または酸化触媒)で酸化させるといって
も、第1の三元触媒(または酸化触媒)が活性温度(約
300℃)に達するまでは第1の三元触媒によるHCの
転化率が低く、転化できない分のHCが下流に排出され
てしまうのであるが、第1の発明では、HC吸着触媒の
吸着能力がなくなる直前より加熱手段を働かせて急速に
排気温度を上昇させ、一気に第1の触媒を活性化させる
ので、第1の三元触媒が活性温度に達するまでの時間が
大幅に短縮され、これによって、HC吸着触媒より離脱
してくるHCを効率よく転化することができ、冷間始動
直後のHCをさらに低下させることができる。
【0062】第2と第5の発明では、冷間始動時の排気
熱を、HC吸着触媒の上流側に位置する第2の三元触媒
の温度上昇に使わせることにより、HC吸着触媒の昇温
が遅れるので、これによって比較的長い時間にわたるH
Cの吸着が可能となり、HC吸着触媒のHC吸着効率が
大幅に向上する。
【0063】一定温度(たとえば90℃)以上でHC吸
着触媒より離脱してくるHCを三元触媒機能(または酸
化触媒機能)により酸化させるといっても、三元触媒機
能部分(または酸化触媒機能部分)が活性温度(約30
0℃)に達するまでは三元触媒機能(または酸化触媒機
能)によるHCの転化率が低く、転化できない分のHC
が下流に排出されてしまうのであるが、第4の発明で
は、HC吸着触媒の吸着能力がなくなる直前より加熱手
段を働かせて急速に排気温度を上昇させ、一気に三元触
媒機能部分を活性化させることで、三元触媒機能部分が
活性温度に達するまでの時間が大幅に短縮され、これに
よってHC吸着触媒より離脱してくるHCを効率よく転
化することができ、冷間始動直後のHCをさらに低下さ
せることができる。
【0064】第7の発明では、加熱手段による加熱開始
時間をHC吸着触媒の吸着容量に応じて演算するので、
吸着容量が大きければ大きいほど加熱開始を遅らせるこ
とができ、これによって不必要に電力消費をしなくてす
む。
【0065】第10の発明では、電熱触媒に与える電流
値を吸着容量に応じて演算するので、吸着容量が小さい
ほど小さな電流が流れ、これによって不必要な電流を電
熱触媒に流すことがない。
【0066】第11の発明では、HC吸着触媒の吸着容
量をHC吸着触媒の入口温度に応じて決定しているの
で、冷間始動時にHC吸着触媒の入口温度が異なって
も、加熱手段、電熱触媒による加熱開始時間と電熱触媒
に与える電流値を過不足なく与えることができる。
【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】電熱触媒の通電開始時間と電熱触媒に与える電
流値の演算を説明するためのフローチャートである。
【図3】電熱触媒の通電制御を説明するためのフローチ
ャートである。
【図4】第2実施形態の制御システム図である。
【図5】第3実施形態の制御システム図である。
【図6】比較例の制御システム図である。
【図7】比較例と3つの実施形態についてHC浄化特性
評価(FTP75 A−bag)を当社製車両(排気量
3L)を用いて行った測定結果を示す表図である。
【図8】第1の発明のクレーム対応図である。
【図9】第4の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
2 排気通路 3 HC吸着触媒 4 第1の三元触媒 5 第2の三元触媒 6 電熱触媒(加熱手段) 11 コントロールユニット
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 B01D 53/94 B01D 53/36 101A 103B

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】HC吸着触媒と第1の三元触媒または酸化
    触媒とを排気通路の上流側からこの順に備えるエンジン
    の排気浄化装置において、 前記HC吸着触媒の上流側に位置する加熱手段と、 この加熱手段を前記HC吸着触媒が吸着能力をなくす直
    前より働か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。
  2. 【請求項2】前記加熱手段と前記HC吸着触媒の間に第
    2の三元触媒を介装した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。
  3. 【請求項3】前記第1の三元触媒または酸化触媒の下流
    側に第2の三元触媒を介装した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。
  4. 【請求項4】三元触媒機能または酸化触媒機能を備えさ
    せたHC吸着触媒を排気通路に、このHC吸着触媒の上
    流側に加熱手段をそれぞれ設けるとともに、この加熱手
    段を前記HC吸着触媒が吸着能力をなくす直前より働か
    せる手段を設けたことを特徴とするエンジンの排気浄化
    装置。
  5. 【請求項5】前記加熱手段と前記HC吸着触媒の間に第
    2の三元触媒を介装したことを特徴とする請求項4に記
    載のエンジンの排気浄化装置。
  6. 【請求項6】前記HC吸着触媒の下流側に第2の三元触
    媒を介装したことを特徴とする請求項4に記載のエンジ
    ンの排気浄化装置。
  7. 【請求項7】前記加熱手段を働かせる手段は、前記HC
    吸着触媒の吸着容量に応じて加熱手段により加熱を開始
    するまでの時間を演算する手段と、始動からの時間がこ
    の加熱開始時間と一致したとき前記加熱手段を働かせる
    手段とからなることを特徴とする請求項1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。
  8. 【請求項8】前記加熱手段は電流値により発熱量が変化
    する電熱触媒であることを特徴とする請求項1から7ま
    でのいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
  9. 【請求項9】前記電熱触媒は、薄肉金属板製の平板状帯
    材と波板状帯板を交互に当接させたものを積層してニカ
    ム状の構造体とし、そのハニカム状構造体の中心部と外
    周部に電極を配設したものであることを特徴とする請求
    項8に記載のエンジンの排気浄化装置。
  10. 【請求項10】前記電熱触媒に与える電流値を前記HC
    吸着触媒の吸着容量に応じて演算する手段と、この電流
    値が前記電熱触媒に流れるように定電圧回路からの電流
    を制御する手段とを設けたことを特徴とする請求項8ま
    たは9に記載のエンジンの排気浄化装置。
  11. 【請求項11】前記HC吸着触媒の吸着容量を、前記H
    C吸着触媒の入口温度に応じて変化させることを特徴と
    する請求項7から10までのいずれか一つに記載のエン
    ジンの排気浄化装置。
  12. 【請求項12】前記HC吸着触媒の入口温度を冷却水温
    から推定することを特徴とする請求項11に記載のエン
    ジンの排気浄化装置。
  13. 【請求項13】前記HC吸着触媒はゼオライト粉末を主
    成分とするスラリーをハニカム担体にコーティングした
    ものであることを特徴とする請求項1から12までのい
    ずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
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