JPH11148344A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理の際に、ＨＣ吸着剤
下流触媒に吸着されているＨＣが脱離して大気中に放出
されることを抑制すること。 【解決手段】吸着剤６のＨＣ脱離処理を開始する前に
（Ｓ２，３で判断）、吸着剤６にＨＣを吸着させた時間
をもとにＥＨＣ（ＨＣ吸着剤下流触媒）７のＨＣ吸着量
を推定し（Ｓ４）、その推定値に応じた空気（酸素）量
をＥＨＣ７にエアポンプ９により供給しつつ（Ｓ６で判
断）、ＥＨＣ７のプリヒートを行なう（Ｓ９〜Ｓ１
２）。これにより、ＥＨＣ７のプリヒートにともないＥ
ＨＣ７から脱離するＨＣを雰囲気中の酸素（エアポンプ
９により供給した酸素）によリＥＨＣ７で処理（酸化除
去）させることができる。従って、従来のような、吸着
剤６のＨＣ脱離処理時においてＥＨＣ７から脱離するＨ
Ｃが、浄化されずに大気中に放出されてしまう、と言っ
た惧れを回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に係り、特に、内燃機関始動直後の排気ガス中に多く
含まれている炭化水素（ＨＣ）の大気中への放出を防止
するＨＣ吸着剤を備えた排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の排気ガス浄化には、貴金属（白
金、ロジウム等）またはその他の金属を担持した触媒が
従来から使われている。このような触媒は排気ガス中の
有害成分であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を酸化、あるいは
還元させることによって浄化している。

【０００３】このうち、特に、ＨＣの触媒による浄化
は、排気ガス温度の影響が強く、一般に、３５０〜４０
０°Ｃ以上の温度を必要とする。内燃機関（以下、エン
ジンとも言う）の始動直後では、排気ガス温度が低く、
触媒が活性温度（３５０〜４００℃以上）に達していな
いため、ＨＣの浄化が良好に行なえない。さらにエンジ
ンを始動した直後のような冷間時にはＨＣ排出量が多く
なり、一般に、排気ガス温度が低いときには、ＨＣの大
気中への放出量が増大してしまうと言った惧れがある。

【０００４】かかる惧れを解決するために、例えば、図
１４（Ａ）に示すように、エンジンの排気通路に設けら
れている触媒の下流側において、排気ガスのメイン通路
から分岐して再び合流するバイパス通路を設け、該バイ
パス通路にＨＣ吸着剤と該ＨＣ吸着剤の下流側にヒータ
付き触媒を介装すると共に、該バイパス通路の排気上流
側分岐点に切替バルブを設け、前記ＨＣ吸着剤の上流側
に設けられた排気温センサと、前記排気温センサが検出
する排気ガスの温度に応じて前記切替バルブと前記ヒー
タ付き触媒のヒータを制御するようにしたものが提案さ
れている（特開平６−６６１３６号公報等参照）。

【０００５】上記のものでは、排気ガス温度が低く触媒
の活性していない期間は、触媒下流の切替バルブにより
排気ガスをＨＣ吸着剤（以下、単に吸着剤とも言う）に
流し、ＨＣを吸着させることにより大気への放出を防
ぐ。また、排気ガス温度が上昇し触媒が活性した後は、
切替バルブにより排気ガスをメイン通路に流し、一方
で、吸着剤からＨＣを脱離させ、下流のヒータ付き触媒
（ＥＨＣ）で浄化する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、触媒にもＨＣ吸着能力があるので、上記従来装置の
ように、前記吸着剤の下流側に設けたＥＨＣ（ヒータ付
き触媒）の加熱を行うと、該ＥＨＣに吸着されていたＨ
Ｃが脱離されることとなる。このため、上記従来装置に
あっては、ＥＨＣの加熱に伴い該ＥＨＣから脱離したＨ
Ｃは、浄化されずに吸着剤からＨＣを脱離させるために
導入した排気ガスとともに大気中に放出されてしまう惧
れがある｛図１４（Ｂ）参照｝。

【０００７】本発明は、このような従来の実情に鑑みな
されたもので、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理の際に、ＨＣ
吸着剤下流触媒に吸着されているＨＣが脱離して大気中
に放出されてしまわないようにした内燃機関の排気浄化
装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明では、図１に示すように、エンジ
ンの排気通路に介装されるメイン触媒の下流側におい
て、前記排気通路の排気上流側の分岐点で一旦分岐し、
前記排気通路の排気下流側の合流点で再び合流するバイ
パス通路と、前記排気上流側の分岐点に配設され、前記
バイパス通路への排気の流入を制御するバイパス通路排
気流入制御弁と、前記バイパス通路に介装されるＨＣ吸
着剤と、前記ＨＣ吸着剤の排気下流側において、前記バ
イパス通路に介装されるＨＣ吸着剤下流触媒と、を含ん
で構成された内燃機関の排気浄化装置であって、前記Ｈ
Ｃ吸着剤に吸着されているＨＣを脱離させるべく、前記
バイパス通路排気流入制御弁を介して前記バイパス通路
に排気の少なくとも一部を流入させる前に、加熱手段を
介して前記ＨＣ吸着剤下流触媒を加熱して、当該ＨＣ吸
着剤下流触媒が吸着しているＨＣを脱離させつつ、該脱
離されたＨＣを当該ＨＣ吸着剤下流触媒で浄化させる触
媒吸着ＨＣ処理手段を含んで構成するようにした。

【０００９】かかる構成とすれば、排気のメイン通路に
介装された触媒が活性し、前記バイパス通路に排気の少
なくとも一部を流入させてＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理を
行う際には、該ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理を開始する
（前記バイパス通路に排気の少なくとも一部を流入させ
る）前に、ＨＣ吸着剤下流触媒を加熱して、当該ＨＣ吸
着剤下流触媒が吸着しているＨＣを脱離させつつ、該脱
離されたＨＣを当該ＨＣ吸着剤下流触媒で浄化させるよ
うにする。

【００１０】従って、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理の開始
に伴い、ＨＣ吸着剤下流触媒が昇温されてＨＣが脱離さ
れ、該ＨＣ吸着剤下流触媒から脱離したＨＣが、前記バ
イパス通路に流入された排気と共に大気中へ放出されて
しまうと言った惧れを回避することが可能となる。即
ち、本発明によれば、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理を開始
するときには、ＨＣ吸着剤下流触媒にはＨＣが吸着され
ていないことになるので、前記ＨＣ吸着剤に吸着されて
いるＨＣを脱離させるべく、前記バイパス通路に排気の
少なくとも一部を流入させても、前記ＨＣ吸着剤下流触
媒からＨＣが脱離することはないので、始動からＨＣ吸
着剤のＨＣ脱離処理が完了するまでの間において、ＨＣ
の大気中への放出を最小に抑制することが可能となる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、前記ＨＣ吸着
剤下流触媒に酸素を供給する酸素供給手段を備えると共
に、前記触媒吸着ＨＣ処理手段により、前記加熱手段を
介して前記ＨＣ吸着剤下流触媒を加熱して、当該ＨＣ吸
着剤下流触媒が吸着しているＨＣを脱離させつつ、該脱
離されたＨＣを当該ＨＣ吸着剤下流触媒で浄化させる前
に、或いはその間に、前記酸素供給手段を介して、前記
ＨＣ吸着剤下流触媒の雰囲気を所定酸素濃度に制御する
ＨＣ吸着剤下流触媒雰囲気制御手段を含んで構成するよ
うにした。

【００１２】かかる構成とすれば、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱
離処理を開始する（前記バイパス通路に排気の少なくと
も一部を流入させる）前に、ＨＣ吸着剤下流触媒を加熱
して、当該ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着しているＨＣを脱
離させつつ、該脱離されたＨＣを当該ＨＣ吸着剤下流触
媒で浄化させる場合に、当該ＨＣ吸着剤下流触媒でのＨ
Ｃの浄化作用を一層良好なものとすることができるの
で、始動からＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理が完了するまで
の間において、ＨＣの大気中への放出を一層抑制するこ
とが可能となる。

【００１３】請求項３に記載の発明では、前記ＨＣ吸着
剤下流触媒雰囲気制御手段は、前記ＨＣ吸着剤下流触媒
が吸着しているＨＣ量を推定する触媒ＨＣ吸着量推定手
段の推定結果に基づいて、前記酸素供給手段の酸素供給
量を制御する手段を含んで構成されるようにした。かか
る構成とすれば、前記ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着してい
るＨＣ量を推定し、その推定結果に基づいて、前記酸素
供給手段の酸素供給量を制御するので、ＨＣ吸着剤のＨ
Ｃ脱離処理を開始する前に、ＨＣ吸着剤下流触媒を加熱
して、当該ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着しているＨＣを脱
離させつつ、該脱離されたＨＣを当該ＨＣ吸着剤下流触
媒で浄化させる際の該脱離・浄化作用を、より一層良好
なものとすることができるので、始動からＨＣ吸着剤の
ＨＣ脱離処理が完了するまでの間において、ＨＣの大気
中への放出をより一層抑制することが可能となる。

【００１４】請求項４に記載の発明では、前記触媒吸着
ＨＣ処理手段は、前記ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着してい
るＨＣ量を推定する触媒ＨＣ吸着量推定手段の推定結果
に基づいて、前記加熱手段の加熱量を制御する手段を含
んで構成されるようにした。かかる構成とすれば、前記
ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着しているＨＣ量を推定し、そ
の推定結果に基づいて、加熱手段の加熱量を制御するの
で、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理を開始する前に、ＨＣ吸
着剤下流触媒を加熱して、当該ＨＣ吸着剤下流触媒が吸
着しているＨＣを脱離させつつ、該脱離されたＨＣを当
該ＨＣ吸着剤下流触媒で浄化させる際の該脱離・浄化作
用を、より一層良好なものとすることができるので、始
動からＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理が完了するまでの間に
おいて、ＨＣの大気中への放出をより一層抑制すること
が可能となる。

【００１５】請求項５に記載の発明では、前記触媒ＨＣ
吸着量推定手段は、前記ＨＣ吸着剤に排気を流入させ排
気中のＨＣを吸着させた時間に基づいて、前記ＨＣ吸着
剤下流触媒が吸着しているＨＣ量を推定する構成とし
た。かかる構成とすれば、比較的簡単な構成で、前記触
媒ＨＣ吸着量推定手段を実現することができる。

【００１６】請求項６に記載の発明では、前記触媒ＨＣ
吸着量推定手段は、前記ＨＣ吸着剤に排気を流入させ排
気中のＨＣを吸着させた期間内に前記ＨＣ吸着剤に流入
した総排気流量に基づいて、前記ＨＣ吸着剤下流触媒が
吸着しているＨＣ量を推定する構成とした。かかる構成
とすれば、ＨＣ吸着剤にＨＣを吸着させた期間内に前記
ＨＣ吸着剤に導入された総排気流量に基づいて、前記Ｈ
Ｃ吸着剤下流触媒のＨＣ吸着量を推定するようにしたの
で、ＨＣ吸着剤にＨＣを吸着させた時間に基づいてＨＣ
吸着剤下流触媒のＨＣ吸着量を推定するようにした請求
項４に記載の発明に比べて、その推定精度を高めること
ができるので、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理を開始する前
に行なうＨＣ吸着剤下流触媒のＨＣ脱離処理（或いは浄
化処理）を高精度なものとでき、延いては始動からＨＣ
吸着剤のＨＣ脱離完了までにおけるＨＣの大気中への放
出量をより一層低く抑えることが可能となる。

【００１７】請求項７に記載の発明では、エンジンの排
気通路の排気上流側の分岐点で一旦分岐し、前記排気通
路の排気下流側の合流点で再び合流するバイパス通路
と、前記排気上流側の分岐点に配設され、前記バイパス
通路への排気の流入を制御するバイパス通路排気流入弁
手段と、前記バイパス通路に介装されるＨＣ吸着剤と、
前記ＨＣ吸着剤の排気下流側において、前記バイパス通
路に介装されるＨＣ吸着剤下流触媒と、を含んで構成さ
れた内燃機関の排気浄化装置であって、前記ＨＣ吸着剤
に吸着されているＨＣを脱離させるべく、前記バイパス
通路排気流入制御弁を介して前記バイパス通路に排気の
少なくとも一部を流入させてからの経過時間に応じて、
当該バイパス通路に流入された排気を、エンジンの排気
通路に介装されたメイン触媒の上流側へ流すようにし
た。

【００１８】かかる構成とすれば、前記ＨＣ吸着剤に吸
着されているＨＣを脱離させるべく、バイパス通路に流
入させた排気の熱等により、ＨＣ吸着剤下流触媒からの
ＨＣの脱離が開始されても、所定期間は、これを既に活
性化しているメイン触媒の上流側に流入させるようにし
たので、前記ＨＣ吸着剤下流触媒から脱離するＨＣ（及
びＨＣ吸着剤する脱離したＨＣ）をメイン触媒で浄化さ
せることができる。

【００１９】即ち、本発明によっても、ＨＣ吸着剤のＨ
Ｃ脱離処理の開始に伴い、ＨＣ吸着剤下流触媒が昇温さ
れてＨＣが脱離され、該ＨＣ吸着剤下流触媒から脱離し
たＨＣが、前記バイパス通路に流入された排気と共に大
気中へ放出されてしまうと言った惧れを回避することが
可能となる。請求項８に記載の発明では、図２に示すよ
うに、エンジンの排気通路に介装されるメイン触媒の下
流側において、前記排気通路の排気上流側の分岐点で一
旦分岐し、前記排気通路の排気下流側の合流点で再び合
流するバイパス通路と、前記排気上流側の分岐点に配設
され、前記バイパス通路への排気の流入を制御するバイ
パス通路排気流入制御弁と、前記バイパス通路に介装さ
れるＨＣ吸着剤と、前記ＨＣ吸着剤の排気下流側におい
て、前記バイパス通路に介装されるＨＣ吸着剤下流触媒
と、を含んで構成された内燃機関の排気浄化装置であっ
て、前記ＨＣ吸着剤下流触媒の下流側において前記バイ
パス通路から分岐し、前記メイン触媒の上流側で合流す
る連通路と、当該バイパス通路の分岐点に配設され、前
記連通路への排気の流入を制御する連通路排気流入制御
弁と、前記ＨＣ吸着剤に吸着されているＨＣを脱離させ
るべく、前記バイパス通路排気流入制御弁を介して前記
バイパス通路に排気の少なくとも一部を流入させてから
の経過時間に応じて、前記連通路排気流入制御弁を介し
て、当該バイパス通路に流入された排気を、前記連通路
により前記メイン触媒の上流側へ流すように制御する連
通路排気流入制御手段と、を含んで構成した。

【００２０】かかる構成とすれば、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱
離処理を開始してから所定期間は、前記連通路排気流入
制御手段延いては前記連通路排気流入制御弁を介して、
バイパス通路内に流入した排気（ＨＣ吸着剤やＨＣ吸着
剤下流触媒から脱離したＨＣを含む）を、大気中へその
まま放出せず、前記連通路によりメイン触媒の上流側に
還流させるようにしたので、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理
時におけるＨＣ吸着剤下流触媒の昇温に伴ってＨＣ吸着
剤下流触媒からＨＣが脱離しても、これを、活性化状態
にあるメイン触媒で酸化除去（浄化）させることができ
る。

【００２１】従って、従来装置のように、ＨＣ吸着剤の
ＨＣ脱離処理時におけるＨＣ吸着剤下流触媒の昇温に伴
ってＨＣ吸着剤下流触媒から脱離してくるＨＣが、浄化
されずにＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理のためにバイパス通
路に流入させた排気と伴に大気中に放出されてしまうと
言った惧れを回避することができる。即ち、本発明によ
っても、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理の開始に伴い、ＨＣ
吸着剤下流触媒が昇温されてＨＣが脱離され、該ＨＣ吸
着剤下流触媒から脱離したＨＣが、前記バイパス通路に
流入された排気と共に大気中へ放出されてしまうと言っ
た惧れを回避することが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ＨＣ吸着剤下流触媒に
ＨＣが吸着している場合において、ＨＣ吸着剤のＨＣ脱
離処理の前に、ＨＣ吸着剤下流触媒を加熱して、当該Ｈ
Ｃ吸着剤下流触媒が吸着しているＨＣを脱離させつつ、
該脱離されたＨＣを当該ＨＣ吸着剤下流触媒で処理（浄
化）させるようにしたので、あるいは、ＨＣ吸着剤のＨ
Ｃ脱離処理開始から所定時間、ＨＣ吸着剤やＨＣ吸着剤
下流触媒から脱離したＨＣをメイン触媒上流に流し、か
かる脱離したＨＣをメイン触媒で処理（浄化）させるよ
うにしたので、始動からＨＣ吸着剤のＨＣ脱離完了まで
の大気中へのＨＣの排出を最小に抑制できるという効果
が得られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施形態
を、添付の図面に基づいて説明する。まず、図３に基づ
いて、本発明にかかる第１の実施形態におけるシステム
構成を説明する。エンジン１の排気ガスのメイン通路
（排気通路）２には、メイン触媒としての上流側触媒３
および下流側触媒４が取り付けられている。下流側触媒
４の下流側には、排気ガスのメイン通路２から分岐して
再び合流するバイパス通路５が設けられている。

【００２４】バイパス通路５は電気加熱式の触媒（以
下、ＥＨＣと言う）７が介装されると共に、その排気上
流側にはＨＣ吸着剤（吸着剤）６が介装されている。但
し、ＥＨＣ７における加熱手段は、電熱式ヒータ等の電
気加熱式でなくてもよく、排気熱、バーナー等を利用し
て加熱するものでも良い。また、ＥＨＣ７に用いる触媒
は、三元触媒でも酸化触媒でも良い。該ＥＨＣ７が備え
る触媒が、本発明にかかるＨＣ吸着剤下流触媒に相当す
る。

【００２５】なお、バイパス通路５の前記吸着剤６の排
気上流側には、ＥＨＣ７に空気（酸素）を供給するため
のエアポンプ９が接続されている。該エアポンプ９が、
本発明にかかる酸素供給手段に相当する。また、前記バ
イパス通路５と並行するメイン通路２’と、バイパス通
路５の分岐点にはバイパスバルブ８が配設されている。
バイパスバルブ８は図３に示す状態を閉とする。該バイ
パスバルブ８が、本発明にかかるバイパス通路排気流入
制御弁に相当する。

【００２６】コントロールユニット１０は、上流側触媒
３および下流側触媒４（メイン触媒）の活性状態等に応
じて、前記バイパスバルブ８、エアポンプ９、ＥＨＣ７
の加熱手段（電熱式ヒータ等）などを駆動制御すること
ができるようになっている。ところで、前記吸着剤６に
吸着されたＨＣの脱離処理は、前記バイパスバルブ８を
所定角度開き、排気ガスの一部をバイパス通路５に流す
ことにより吸着剤６を温めることで達成される。

【００２７】ここで、本実施形態におけるコントロール
ユニット１０が行なう制御について、図４に示すフロー
チャートに従って説明する。以下のルーチンで使用され
るフラグＦＬＧＡＰ、ＦＬＧＰＨは、ＩＧＮ．ＯＮ（イ
グニッションＯＮ）時に０にクリアされるものとする。
なお、以下に説明するように、本発明にかかる触媒吸着
ＨＣ処理手段、ＨＣ吸着剤下流触媒雰囲気制御手段、触
媒ＨＣ吸着量推定手段としての機能は、該コントロール
ユニット１０がソフトウェア的に備えるものである。

【００２８】まず、Ｓ１にて、吸着剤の脱離処理条件か
否かを判断する。ここでは、本運転時に吸着剤６を使用
したか、また使用した場合には既にＨＣ脱離処理（以
下、単に脱離処理とも言う）を終了したか等を判断し、
脱離処理が必要な場合には、例えばエンジンの冷却水温
などにより、メイン通路２に介装されている上流側触媒
３および下流側触媒４（メイン触媒）が活性したか否か
を判断し、活性していれば脱離処理条件成立とする。

【００２９】脱離処理条件でない場合には、そのままル
ーチンを終了する。脱離処理条件である場合には、Ｓ２
へ進み、該Ｓ２にて、エアポンプ９が駆動されているこ
とを示すフラグＦＬＧＡＰが１であるか否か、つまり現
在エアポンプ９が駆動されているか否かを判断する。Ｆ
ＬＧＡＰ＝１である場合には後述するＳ６へ進み、該Ｓ
６でエアポンプ９の駆動時間が所定値に達したか否かを
判断する。

【００３０】一方、ＦＬＧＡＰ＝０の場合にはＳ３へ進
み、該Ｓ３にて、ＥＨＣ７の加熱（プリヒート）が行わ
れていることを示すフラグＦＬＧＰＨが１であるか否
か、つまり現在ＥＨＣ７のプリヒートが行われているか
否かを判断する。ＦＬＧＰＨ＝１である場合には後述す
るＳ１２へ進み、該Ｓ１２でＥＨＣ７のプリヒート時間
が所定値に達したか否かを判断する。

【００３１】Ｓ３でＦＬＧＰＨ＝０の場合には、現在吸
着剤６の脱離処理条件であるが、まだ、吸着剤６の脱離
処理が開始されていない状態であるので、Ｓ４以降へ進
み、吸着剤６の脱離処理を行なう前に、ＥＨＣ（触媒）
７に吸着されているＨＣの脱離処理を行う。Ｓ４では、
ＥＨＣ７へのＨＣ吸着量が多いほど、この吸着されたＨ
Ｃの処理に必要な空気（酸素）量も多くなるため、ＥＨ
Ｃ７のＨＣ吸着量推定値からエアポンプ駆動信号、つま
りポンプ吐出流量を決定し、そのポンプ吐出流量を達成
できるようにエアポンプ９の駆動を開始する。このと
き、吸着剤６の脱離処理が開始されていない状態である
から、バイパスバルブ８は閉じられている。

【００３２】なお、ＥＨＣ７のＨＣ吸着量は、図５に示
すルーチンにより求められる吸着剤６へ排気ガスを導入
（ＨＣを吸着）させた時間ＣＮＴＲＴＲＡＰに基づき、
図６に示す特性図を参照することで推定することができ
る。また、エアポンプ駆動信号（ポンプ吐出流量）は、
図７に示す特性図等に基づいて決定することができる。
なお、本実施形態では、エアポンプ９の駆動時間を一定
として、吐出量を変化させ、総空気供給量を制御してい
るが、吐出量を一定として駆軌時間を変化させる構成と
することもできる。

【００３３】なお、図５に示した吸着剤６へ排気ガスを
流した時間ＣＮＴＲＴＲＡＰを求めるルーチンは、一般
的なカウンタであるため詳細な説明は省略するが、バイ
パスバルブ８を開とし、吸着剤６に排気ガスを流しＨＣ
を吸着させている期間（吸着中；Ｓ２１で判断）、吸着
時間カウンタＣＮＴＲＴＲＡＰをカウントアップ（Ｓ２
２で実行）して行くものである。

【００３４】次のＳ５では、フラグＦＬＧＡＰ＝１と
し、Ｓ６へ進む。Ｓ６では、エアポンプ駆動時間は所定
値に達したか、つまり、ＥＨＣ７のＨＣ脱離処理（或い
はＨＣ浄化処理）のための必要空気量を供給し終ったか
否かを判断する。所定時間に達していない場合には、そ
のままルーチンを終了し、エアポンプ９の駆動を継続す
る。所定時間に達した場合には、Ｓ７へ進み、該Ｓ７に
てエアポンプ９の駆動を停止し、Ｓ８で、エアポンプ９
を駆動していないことを示すためフラグＦＬＧＡＰ＝０
とする。

【００３５】次のＳ９では、図５に示すルーチンおよ
び、図６から求められたＥＨＣ７のＨＣ吸着量をもと
に、図８に示す特性図からＥＨＣ７の加熱（プリヒー
ト）時間を検索する。これは、プリヒート期間中にＥＨ
Ｃ７に吸着したＨＣを脱離させるとともに、既に供給し
た空気中の酸素によりＥＨＣ７から脱離したＨＣを酸化
処理するためであり、ＥＨＣ７へのＨＣ吸着量が多けれ
ば、それだけ加熱（プリヒート）時間も長くなる。

【００３６】次に、Ｓ１０では、ＥＨＣ７への通電を行
いＥＨＣ７を加熱し、Ｓ１１でＥＨＣ７を加熱している
ことを示すためフラグＦＬＧＰＨ＝１とする。プリヒー
ト時のＥＨＣ７への供給電力は一定でも良いが、プリヒ
ート時間に比例してＥＨＣ温度も上昇して行くため、触
媒の劣化温度やＥＨＣ（ヒータ部等）の耐久温度に達す
る前にプリヒート時の供給電力を下げ、ＥＨＣ温度をあ
る一定値に保つよう制御することもできる。

【００３７】Ｓ１２では、ＥＨＣ７の加熱時間がＳ９に
て求めた所定時間に達したかを判断し、達していない場
合には、そのままルーチンを終了し、ＥＨＣ７のプリヒ
ート状態を保ち、ＥＨＣ７に吸着されているＨＣの脱離
処理を継続する。一方、加熱時間が所定時間に達した場
合には、Ｓ１３に進み、吸着剤６に吸着されたＨＣの脱
離処理を通常通りに行う。即ち、例えば、バイパスバル
ブ８を半開として排気ガスの一部をバイパス通路５へ流
入させると共に、吸着剤６から脱離してくるＨＣを、Ｅ
ＨＣ７で酸化除去するために必要な空気量（酸素量）を
エアポンプ９で供給するような操作を行なうことにな
る。なお、この吸着剤６のＨＣ脱離処理ルーチンについ
ては、従来同様で良く、詳細な説明については省略す
る。

【００３８】このように、本実施形態によれば、吸着剤
６のＨＣ脱離処理を開始する前に、吸着剤６の下流側に
配設されたＥＨＣ（触媒）７に吸着されているＨＣを脱
離するようにしたので、従来装置のように、吸着剤のＨ
Ｃ脱離処理時におけるＥＨＣ（ヒータ付き触媒）の加熱
に伴ってＥＨＣから脱離してくるＨＣが、浄化されずに
吸着剤のＨＣ脱離処理のために導入した排気ガスと伴に
大気中に放出されてしまうと言った惧れを回避すること
ができる。

【００３９】つまり、本実施形態では、吸着剤６のＨＣ
脱離処理を開始する前に、吸着剤６にＨＣを吸着させた
時間をもとにＥＨＣ７のＨＣ吸着量を推定し、その推定
値に応じた空気（酸素）量を吸着剤６の下流触媒（ＥＨ
Ｃ７）にエアポンプ９により供給しＥＨＣ７のプリヒー
トを行なうことにより、ＥＨＣ７のプリヒートにともな
いＥＨＣ７から脱離してくるＨＣを雰囲気中の酸素（エ
アポンプ９により供給した酸素）によリＥＨＣ７で処理
（酸化除去）させるようにしたので、従来装置のよう
に、吸着剤のＨＣ脱離処理時におけるＥＨＣの加熱に伴
ってＥＨＣから脱離してくるＨＣが、浄化されずに大気
中に放出されてしまうと言った惧れを回避することがで
きる。

【００４０】即ち、本実施形態によれば、内燃機関始動
直後には排気ガス中に多く含まれているＨＣをＨＣ吸着
剤に吸着させることで、始動直後における大気中へのＨ
Ｃの放出を抑制でき、その後において、排気温度が上昇
すると共にメイン触媒が活性化して排気ガス中のＨＣを
当該メイン触媒が良好に酸化除去（浄化）できるように
なったら、ＨＣ吸着剤の下流側の触媒を加熱手段を介し
て昇温させ活性化させつつ吸着剤からＨＣを脱離させ、
当該吸着剤から脱離したＨＣを、ＨＣ吸着剤の下流側の
触媒で酸化除去することで大気中へのＨＣの放出を抑制
でき、更に、前記ＨＣ吸着剤の下流側の触媒（ＥＨＣ）
を加熱手段を介して昇温させ活性化させるときに当該Ｈ
Ｃ吸着剤の下流側の触媒（ＥＨＣ）から脱離してくるＨ
Ｃについても、良好に酸化除去（浄化）することができ
るので、始動からＨＣ吸着剤６のＨＣ脱離完了までにお
けるＨＣの大気中への放出量を極めて低く抑えることが
可能となる。

【００４１】なお、当該第１の実施形態では、ＥＨＣ７
を加熱する前に、エアポンプ９により酸素を供給する構
成として説明したが、例えばＥＨＣ７を加熱すると同時
に、或いはＥＨＣ７を加熱している間、エアポンプ９に
より酸素を供給する構成とすることもできるものであ
る。即ち、脱離要求や浄化要求（ＥＨＣ７の雰囲気）に
応じて、酸素をＥＨＣ７に供給する構成とすることがで
きるものである。

【００４２】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。第２の実施形態におけるシステム構成は、図３
で示した第１の実施形態のものと同様であるので、説明
は省略する。当該第２の実施形態は、第１の実施形態と
は、ＥＨＣのＨＣ吸着量を求める方法のみが異なり、第
２の実施形態では、第１の実施形態における図６を用い
てＥＨＣのＨＣ吸着量を求める方法を採用せず、吸着剤
に排気ガス（ＨＣ）を吸着させている期間の総排気ガス
量からＥＨＣのＨＣ吸着量を求めるようにしている。

【００４３】ここで、第２の実施形態における、吸着剤
に排気ガス（ＨＣ）を吸着させている期間の総排気ガス
量を求めるルーチンについて、図９のフローチャートを
参照しつつ説明する。エンジン回転数（Ｎｅ）と吸入負
圧（Ｂｏｏｓｔ）の積｛Ｎｅ＊（Ｐａ−Ｂｏｏｓｔ）｝
は吸入空気量に比例するため（Ｐａは大気圧）、Ｓ３１
で吸着剤６に排気ガス（ＨＣ）を吸着中か否かを判断
し、吸着中であれば、Ｓ３２で、ＨＣ吸着中のエンジン
回転数と吸入負圧の積を積算し、ＨＣ吸着中の総排気ガ
ス量ＣＮＴＲＧＡＳを求める。

【００４４】そして、このルーチンにより求められた吸
着剤６に排気ガス（ＨＣ）を吸着させている期間におけ
る総排気ガス量ＣＮＴＲＧＡＳをもとに、図１０に示す
特性図からＥＨＣのＨＣ吸着量を求める。このように、
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用
効果を奏することができると共に、吸着剤６に排気ガス
（ＨＣ）を吸着させた期間における総排気ガス量ＣＮＴ
ＲＧＡＳに基づいてＥＨＣのＨＣ吸着量を求めるように
したので、吸着剤６に排気ガス（ＨＣ）を吸着させた時
間に基づいてＥＨＣ７のＨＣ吸着量を求めるようにした
第１の実施形態に比べて、ＥＨＣ７のＨＣ吸着量の推定
精度を高めることができるので、吸着剤６のＨＣ脱離処
理を開始する前に行なうＥＨＣ７のＨＣの脱離処理（或
いは浄化処理）を高精度なものとでき、延いては始動か
らＨＣ吸着剤６の脱離完了までにおけるＨＣの大気中へ
の放出量をより一層低く抑えることが可能となる。

【００４５】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。第３の実施形態にかかるシステム構成は、図１
１に示すものであり、図３において示した第１、２の実
施形態のものとは、一部異なる部分があるので、これに
ついて説明する。即ち、第３の実施形態では、図１１に
示すように、バイパス通路５上のＥＨＣ７の下流側にお
いて、バイパス通路５から分岐してメイン通路２の上流
側触媒３の下流側かつ下流側触媒４の上流側に連通する
連通路１１が設けられており、バイパス通路５と連通路
１１の分岐点にはコントロールユニット１０により駆動
される連通路切替バルブ１２が配設されている。連通路
切替バルブ１２は、図に示す状態を閉とする。なお、連
通路１１が本発明にかかる連通路に相当し、連通路切替
バルブ１２が本発明にかかる連通路排気流入制御弁に相
当する。

【００４６】ここで、本発明にかかる連通路排気流入制
御手段として機能することとなる本実施形態におけるコ
ントロールユニット１０が行なう制御について、図１２
に示すフローチャートに従って説明する。連通路切替バ
ルブ１２は、ＩＧＮ．ＯＮ（イグニッションＯＮ）時は
閉状態に初期化される。まず、Ｓ４１にて、吸着剤６の
脱離処理条件か否かを判断する。これは、第１の実施形
態における図３のフローチャートにおけるＳ１と同様で
ある。脱離処理条件でない場合には、そのままルーチン
を終了する。脱離処理条件である場合には、Ｓ４２に
て、ＥＨＣ７を活性温度に昇温させるためのプリヒート
を開始する。

【００４７】次に、Ｓ４３にてプリヒートを開始してか
らの経過時間が所定値に達したかを判断し、所定時間に
達していない場合にはそのままルーチンを終了し、プリ
ヒートを維続する。所定時間に達している場合には、Ｓ
４４へ進む。なお、プリヒート時のＥＨＣ供給電力およ
びプリヒート時間は一定値でも良いが、第１の実施形態
で説明したと同様に変化させてもよい。

【００４８】次のＳ４４では、吸着剤６に吸着されてい
るＨＣの脱離処理を行うため、バイパスバルブ８を所定
角度開きバイパス通路５（吸着剤６）側に排気ガスの一
部を流し吸着剤６を加熱するとともに、エアポンプ９を
駆動しＥＨＣ７に処理用の空気（酸素）を供給する。Ｓ
４５では、ＥＨＣ７のプリヒート時の加熱に伴いＥＨＣ
７から脱離したＨＣの全量を、連通路１１を介してメイ
ン通路２に介装されている下流側触媒４の上流側に流す
ために、連通路切替バルブ１２を開とする。

【００４９】次のＳ４６では、連通路切替バルブを開状
態としてから、実験等により決定される所定時間経過し
たか否かを判断し、所定時間経過していない場合には連
通路切替バルブ１２を開状態のままルーチンを終了す
る。所定時間経過した場合には、ＥＨＣ７から脱離した
ＨＣは全てメイン通路上の下流側触媒４の上流に流れた
として、Ｓ４７へ進む。

【００５０】Ｓ４７では、連通路切替バルブ１２を閉と
する。そして、Ｓ４８では、通常の吸着剤６の脱離処理
と同様、吸着剤６の脱離処理の終了判断がなされるま
で、吸着剤６の脱離処理を行なう。このように、第３の
実施形態によれば、吸着剤６のＨＣ脱離処理とＥＨＣ７
による酸化処理（Ｓ４４）を開始してから所定期間は、
連通路切替バルブ１２を開として（Ｓ４５）、バイパス
通路５内に流入した排気ガス（ＥＨＣ７から脱離したＨ
Ｃを含む）を、大気中へそのまま放出せず、再びメイン
通路２上の下流側触媒４の上流側に還流させるようにし
たので、吸着剤６のＨＣ脱離処理時におけるＥＨＣ７の
加熱に伴ってＥＨＣ７から脱離してくるＨＣを、活性化
状態にある下流側触媒４で酸化除去（浄化）させること
ができる。

【００５１】従って、従来装置のように、吸着剤のＨＣ
脱離処理時におけるＥＨＣ（ヒータ付き触媒）の加熱に
伴ってＥＨＣから脱離してくるＨＣが、浄化されずに吸
着剤のＨＣ脱離処理のために導入した排気ガスと伴に大
気中に放出されてしまうと言った惧れを回避することが
できる。即ち、第３の実施形態によれば、内燃機関始動
直後には排気ガス中に多く含まれているＨＣをＨＣ吸着
剤に吸着させることで、始動直後における大気中へのＨ
Ｃの放出を抑制でき、その後において、排気温度が上昇
すると共にメイン触媒が活性化して排気ガス中のＨＣを
当該メイン触媒が良好に酸化除去（浄化）できるように
なったら、ＨＣ吸着剤からＨＣを脱離させると共に、該
ＨＣ吸着剤のＨＣ脱離処理開始から所定期間、バイパス
通路を流れる排気を、メイン触媒の上流部へ流すように
したので、ＨＣ吸着剤やＥＨＣから脱離してくるＨＣ
を、前記メイン触媒によって良好に酸化除去（浄化）す
ることができるので、始動からＨＣ吸着剤のＨＣ脱離完
了までにおけるＨＣの大気中への放出量を極めて低く抑
えることが可能となる。

【００５２】なお、第３の実施形態では、下流側触媒４
の上流側で、上流側触媒３の下流側に、バイパス通路５
に流入した排気を還流させる構成としたが、条件（排気
圧力）等によっては、上流側触媒３の上流側に還流させ
る構成とすることも可能である。また、上記第３の実施
形態においては、ＨＣ吸着剤下流触媒としてＥＨＣ７を
備え、電気加熱手段（ヒータ等）により、プリヒートす
る構成として説明したが、排気温度が高温で排気により
ＨＣ吸着剤下流触媒を昇温できる場合や、排気輻射熱等
によりＨＣ吸着剤下流触媒を昇温できる場合には、電気
加熱手段（ヒータ等）によりプリヒートする構成（電気
加熱手段や図１２のフローチャートのＳ４２、Ｓ４３）
を省略することができる。

【００５３】即ち、第３の実施形態に係る発明は、例え
ば、バイパス通路５に流入した排気ガスの熱でＨＣ吸着
剤下流触媒からＨＣが脱離しても、これを既に活性化し
ている下流側触媒（メイン触媒）４の上流側に流入さ
せ、このＨＣ吸着剤下流触媒から脱離したＨＣ（及びＨ
Ｃ吸着剤６から脱離したＨＣ）を下流側触媒４で浄化さ
せることを、その本質とするものである。

【００５４】従って、第３の実施形態に係る発明は、図
１３のように構成することもできる。即ち、ＨＣ吸着剤
６の脱離時には、バイパスバルブ８を半開として、排気
ガスの一部をバイパス通路５に流入させ、これに伴いＥ
ＨＣ７から脱離するＨＣ（及びＨＣ吸着剤６から脱離す
るＨＣ）を、バルブ１３を介して、メイン触媒４に流入
させ、該メイン触媒４にて浄化する構成とすることもで
きる。

【００５５】なお、上記各実施形態では、上流側触媒３
と下流側触媒４を備える構成とした、排気流量が少ない
場合等においては、上流側触媒３或いは下流側触媒４の
何れか一方を備える構成とすることもできる。そして、
上記各実施形態では、エアポンプ９を設ける構成として
説明したが、例えば、酸素が十分に存在する雰囲気下に
あって、ＨＣ吸着剤の脱離やＥＨＣ７においてＨＣを脱
離・酸化できる場合等には、エアポンプ９は省略するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の請求項１に記載の発明の構成を示す
クレーム対応図。

【図２】 本発明の請求項８に記載の発明の構成を示す
クレーム対応図。

【図３】 本発明の第１の実施形態にかかるシステム構
成図。

【図４】 同上実施形態において行なわれる制御フロー
チャート。

【図５】 同上実施形態において行なわれるＨＣ吸着剤
の吸着時間を求めるフローチャート。

【図６】 同上実施形態において行なわれる吸着剤の吸
着時間とＥＨＣ（ＨＣ吸着剤下流触媒）のＨＣ吸着量と
の関係を示す図。

【図７】 ＥＨＣ（ＨＣ吸着剤下流触媒）のＨＣ吸着量
とエアポンプ吐出量との関係を示す図。

【図８】 ＥＨＣ（ＨＣ吸着剤下流触媒）のＨＣ吸着量
とＥＨＣの加熱（プリヒート）時間との関係を示す図。

【図９】 本発明の第２の実施形態において行なわれる
ＨＣ吸着期間中の総排気ガス量（総排気流量）を求める
フローチャート。

【図10】 ＨＣ吸着期間中の総排気ガス量とＥＨＣ（Ｈ
Ｃ吸着剤下流触媒）のＨＣ吸着量との関係を示す図

【図11】 本発明の第３実施形態におけるシステム構成
図。

【図12】 同上実施形態において行なわれる制御フロー
チャート。

【図13】 同上実施形態における他のシステム構成例を
示す図。

【図14】 （Ａ）は、従来装置の構成を示す図。（Ｂ）
は、従来装置において発生する惧れがある悪影響を説明
する図。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） ２、２’ 排気通路（メイン通路） ３ 上流側触媒（メイン触媒） ４ 下流側触媒（メイン触媒） ５ バイパス通路 ６ ＨＣ吸着剤 ７ ＥＨＣ（加熱手段を備えた触媒；ＨＣ吸着剤下流
触媒） ８ バイパスバルブ（バイパス通路排気流入制御弁） ９ エアポンプ（酸素供給手段） 10 コントロールユニット（マイクロコンピュータ） 11 連通路 12 連通路切替バルブ（連通路排気流入制御弁） 13 バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｇ ＺＡＢ ＺＡＢＫ 3/32 ＺＡＢ 3/32 ＺＡＢＢ (72)発明者 田山 彰 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 (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気通路に介装されるメイン触
   媒の下流側において、前記排気通路の排気上流側の分岐
   点で一旦分岐し、前記排気通路の排気下流側の合流点で
   再び合流するバイパス通路と、 前記排気上流側の分岐点に配設され、前記バイパス通路
   への排気の流入を制御するバイパス通路排気流入制御弁
   と、 前記バイパス通路に介装されるＨＣ吸着剤と、 前記ＨＣ吸着剤の排気下流側において、前記バイパス通
   路に介装されるＨＣ吸着剤下流触媒と、 を含んで構成された内燃機関の排気浄化装置であって、 前記ＨＣ吸着剤に吸着されているＨＣを脱離させるべ
   く、前記バイパス通路排気流入制御弁を介して前記バイ
   パス通路に排気の少なくとも一部を流入させる前に、加
   熱手段を介して前記ＨＣ吸着剤下流触媒を加熱して、当
   該ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着しているＨＣを脱離させつ
   つ、該脱離されたＨＣを当該ＨＣ吸着剤下流触媒で浄化
   させる触媒吸着ＨＣ処理手段を含んで構成したことを特
   徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】前記ＨＣ吸着剤下流触媒に酸素を供給する
   酸素供給手段を備えると共に、 前記触媒吸着ＨＣ処理手段により、前記加熱手段を介し
   て前記ＨＣ吸着剤下流触媒を加熱して、当該ＨＣ吸着剤
   下流触媒が吸着しているＨＣを脱離させつつ、該脱離さ
   れたＨＣを当該ＨＣ吸着剤下流触媒で浄化させる前に、
   或いはその間に、前記酸素供給手段を介して、前記ＨＣ
   吸着剤下流触媒の雰囲気を所定酸素濃度に制御するＨＣ
   吸着剤下流触媒雰囲気制御手段を含んで構成したことを
   特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 【請求項３】前記ＨＣ吸着剤下流触媒雰囲気制御手段
   は、前記ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着しているＨＣ量を推
   定する触媒ＨＣ吸着量推定手段の推定結果に基づいて、
   前記酸素供給手段の酸素供給量を制御する手段を含んで
   構成されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関
   の排気浄化装置。
4. 【請求項４】前記触媒吸着ＨＣ処理手段は、前記ＨＣ吸
   着剤下流触媒が吸着しているＨＣ量を推定する触媒ＨＣ
   吸着量推定手段の推定結果に基づいて、前記加熱手段の
   加熱量を制御する手段を含んで構成されることを特徴と
   する請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の内燃機関
   の排気浄化装置。
5. 【請求項５】前記触媒ＨＣ吸着量推定手段は、前記ＨＣ
   吸着剤に排気を流入させ排気中のＨＣを吸着させた時間
   に基づいて、前記ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着しているＨ
   Ｃ量を推定することを特徴とする請求項３又は請求項４
   に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 【請求項６】前記触媒ＨＣ吸着量推定手段は、前記ＨＣ
   吸着剤に排気を流入させ排気中のＨＣを吸着させた期間
   内に前記ＨＣ吸着剤に流入した総排気流量に基づいて、
   前記ＨＣ吸着剤下流触媒が吸着しているＨＣ量を推定す
   ることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の内燃
   機関の排気浄化装置。
7. 【請求項７】内燃機関の排気通路の排気上流側の分岐点
   で一旦分岐し、前記排気通路の排気下流側の合流点で再
   び合流するバイパス通路と、 前記排気上流側の分岐点に配設され、前記バイパス通路
   への排気の流入を制御するバイパス通路排気流入制御弁
   と、 前記バイパス通路に介装されるＨＣ吸着剤と、 前記ＨＣ吸着剤の排気下流側において、前記バイパス通
   路に介装されるＨＣ吸着剤下流触媒と、 を含んで構成された内燃機関の排気浄化装置であって、 前記ＨＣ吸着剤に吸着されているＨＣを脱離させるべ
   く、前記バイパス通路排気流入制御弁を介して前記バイ
   パス通路に排気の少なくとも一部を流入させてからの経
   過時間に応じて、当該バイパス通路に流入された排気
   を、内燃機関の排気通路に介装されたメイン触媒の上流
   側へ流すようにしたことを特徴とする内燃機関の排気浄
   化装置。
8. 【請求項８】内燃機関の排気通路に介装されるメイン触
   媒の下流側において、前記排気通路の排気上流側の分岐
   点で一旦分岐し、前記排気通路の排気下流側の合流点で
   再び合流するバイパス通路と、 前記排気上流側の分岐点に配設され、前記バイパス通路
   への排気の流入を制御するバイパス通路排気流入制御弁
   と、 前記バイパス通路に介装されるＨＣ吸着剤と、 前記ＨＣ吸着剤の排気下流側において、前記バイパス通
   路に介装されるＨＣ吸着剤下流触媒と、 を含んで構成された内燃機関の排気浄化装置であって、 前記ＨＣ吸着剤下流触媒の下流側において前記バイパス
   通路から分岐し、前記メイン触媒の上流側で合流する連
   通路と、 当該バイパス通路の分岐点に配設され、前記連通路への
   排気の流入を制御する連通路排気流入制御弁と、 前記ＨＣ吸着剤に吸着されているＨＣを脱離させるべ
   く、前記バイパス通路排気流入制御弁を介して前記バイ
   パス通路に排気の少なくとも一部を流入させてからの経
   過時間に応じて、前記連通路排気流入制御弁を介して、
   当該バイパス通路に流入された排気を、前記連通路によ
   り前記メイン触媒の上流側へ流すように制御する連通路
   排気流入制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の排気浄化
   装置。