JPH0985049A - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気ガス浄化装置

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JPH0985049A
JPH0985049A JP7251485A JP25148595A JPH0985049A JP H0985049 A JPH0985049 A JP H0985049A JP 7251485 A JP7251485 A JP 7251485A JP 25148595 A JP25148595 A JP 25148595A JP H0985049 A JPH0985049 A JP H0985049A
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JP
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adsorbent
exhaust gas
component
components
engine
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Application number
JP7251485A
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Inventor
Taeko Shimizu
多恵子 清水
Masahiko Shigetsu
雅彦 重津
Toshitsugu Kamioka
敏嗣 上岡
Yuki Koda
由紀 國府田
Tomoji Ichikawa
智士 市川
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12—Hydrocarbons

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガス中に含有されたＨＣ成分のうち、特
にオゾンを生成し易い性質を有するＨＣ成分を効果的に
浄化する。 【解決手段】 エンジン１の排気管２からなる排気系の
上流側から順に、オゾン生成率の高いＨＣ成分に対して
優れた吸着性を有するケイバン比が８０以上に設定され
たＹ型ゼオライト等によって構成された第１ＨＣ吸着剤
５と、ＨＣ成分の保持力が高いとともに、オゾン生成率
の高いＨＣ成分をオゾンを生成率の低いＨＣ成分に変換
して放出する機能を有するβ型ゼオライト等によって構
成された第２ＨＣ吸着剤６と、排気ガス浄化用触媒４と
を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気ガ
ス中に含まれるＨＣ成分等を浄化する排気ガス浄化装置
に関するものである。
【０００２】
【従来例】従来、例えば特開平５−５９９４１号公報に
示されるように、排気系の上流部に大きな孔径を有する
多数の細孔が形成されたＹ型ゼオライト等からなるＨＣ
吸着剤を配設するとともに、排気系の下流部に小さな孔
径を有する多数の細孔が形成されたＺＳＭ−５等からな
るＨＣ吸着剤を配設してなるエンジンの排気ガス浄化装
置が提案されている。
【０００３】上記排気ガス浄化装置は、分子径の大きな
ＨＣ成分を上流部のＨＣ吸着剤に吸着させるとともに、
分子径の小さなＨＣ成分を下流側のＨＣ吸着剤に吸着さ
せることにより、この下流側のＨＣ吸着剤の細孔がＨＣ
成分によって閉塞されるのを防止してＨＣ成分のＨＣ吸
着性能を向上させ、さらに上記ＨＣ吸着剤の下流部に配
設された三元触媒等によって排気ガス中のＨＣ成分を効
果的に浄化するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように細孔の孔
径が小さいＨＣ吸着剤と、細孔の孔径が大きいＨＣ吸着
材とを排気系の上流部と下流部とに配設した場合には、
ＨＣ成分のうちオゾンを生成し易い性質を有するもの、
例えばエチレン等のオレフィンまたはキシレン等のアロ
マを上流部のＨＣ吸着剤に一時的に吸着することができ
ても、その保持力が弱いために、上記三元触媒が十分に
活性化する前の早い段階で、オゾンを生成し易い性質を
有するＨＣ成分が上流部のＨＣ吸着剤から脱離して放出
されることになる。
【０００５】そして、上記ＺＳＭ−５等からなる下流部
のＨＣ吸着剤は、オゾンを生成し易い性質を有する上記
ＨＣ成分に対する吸着性が低いため、これを素通りして
上記三元触媒の設置部に供給され易く、この三元触媒に
よって十分に浄化されることなく、大気中に排出される
のを防止することができないという問題がある。
【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、排気ガス中に含有されたＨＣ成分のうち、特に
オゾンを生成し易い性質を有するＨＣ成分を効果的に浄
化し、大気中に排出される上記ＨＣ成分量を低減するこ
とができる排気ガス浄化装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
エンジンの排気系に設置される排気ガス浄化装置であっ
て、排気系の上流側から順に、オゾン生成率の高いＨＣ
成分に対して優れた吸着性を有する第１ＨＣ吸着剤と、
ＨＣ成分の保持力が高いとともに、オゾン生成率の高い
ＨＣ成分をオゾンを生成率の低いＨＣ成分に変換して放
出する機能を有する第２ＨＣ吸着剤と、排気ガス浄化用
触媒とを配設したものである。
【０００８】この構成によれば、エンジンの始動直後に
排出された排気ガス中のＨＣ成分のうち、オゾン生成率
の高いＨＣ成分が上流部の第１ＨＣ吸着剤によって効果
的に吸着されることになる。そして、第１ＨＣ吸着剤が
上記ＨＣ成分の脱離温度となってこの第１ＨＣ吸着剤か
ら脱離したオゾン生成率の高いＨＣ成分は、下流部の第
２ＨＣ吸着剤によって吸着された後、オゾン生成率の低
いＨＣ成分に変換されて排出されることになる。
【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
のエンジンの排気ガス浄化装置において、第１ＨＣ吸着
剤をＣ2〜Ｃ4のオレフィンおよびＣ7〜Ｃ9のアロマに対
して優れた吸着性を有する素材によって構成したもので
ある。
【００１０】この構成によれば、エンジンの始動直後に
排出された排気ガス中のＨＣ成分のうち、オゾンを生成
し易い性質を有する上記Ｃ2〜Ｃ4のオレフィンおよびＣ
7〜Ｃ9のアロマ等のＨＣ成分が上流部の第１ＨＣ吸着剤
によって効果的に吸着された後、この第１ＨＣ吸着剤が
上記ＨＣ成分の脱離温度となった時点で、オゾンを生成
し易い性質を有する上記Ｃ2〜Ｃ4のオレフィンおよびＣ
7〜Ｃ9のアロマ等のＨＣ成分が上記第１ＨＣ吸着剤から
脱離して下流部の第２ＨＣ吸着剤の設置部に導出される
ことになる。
【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項１記載
のエンジンの排気ガス浄化装置において、第１ＨＣ吸着
剤をケイバン比が８０以上に設定されたＹ型ゼオライト
によって構成したものである。
【００１２】この構成によれば、上記ケイバン比が８０
以上に設定されたＹ型ゼオライトは上記オゾン生成率の
高いＨＣ成分に対して優れた吸着性を有しているため、
エンジンの始動直後に排出された排気ガス中のＨＣ成分
のうち、オゾン生成率の高いＨＣ成分が上記Ｙ型ゼオラ
イトからなる第１ＨＣ吸着剤によって効果的に吸着され
ることになる。
【００１３】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
のいずれかに記載のエンジンの排気ガス浄化装置におい
て、第２ＨＣ吸着剤をβ型ゼオライトによって構成した
ものである。
【００１４】この構成によれば、β型ゼオライトは、Ｈ
Ｃ成分の保持力が高いとともに、オゾンを生成率の高い
ＨＣ成分をオゾンを生成率の低いＨＣ成分に変換して放
出する機能を有しているため、上記第１ＨＣ吸着剤から
脱離した上記オゾン生成率の高いＨＣ成分が、βゼオラ
イトからなる第２ＨＣ吸着剤により吸着されて保持され
た後、オゾン生成率の低いＨＣ成分に変換されて排出さ
れることになる。
【００１５】請求項５に係る発明は、エンジンの排気系
に設置される排気ガス浄化装置であって、排気系に、オ
ゾン生成率の高いＨＣ成分に対して優れた吸着性を有す
るＨＣ吸着剤を配設するとともに、その下流部に電気加
熱触媒を配設し、上記ＨＣ吸着剤がオゾン生成率の低い
ＨＣ成分の脱離温度となったことが確認された時点で上
記電気加熱触媒を加熱状態とする制御手段を設けたもの
である。
【００１６】この構成によれば、エンジンの始動直後に
排出された排気ガス中のＨＣ成分のうち、オゾン生成率
の高いＨＣ成分が上記ＨＣ吸着剤によって効果的に吸着
されることになる。そして、ＨＣ吸着剤がオゾン生成率
の低いＨＣ成分の脱離温度となってこのＨＣ吸着剤から
脱離したＨＣ成分は、電気加熱触媒により浄化された後
に排出されることになる。
【００１７】請求項６に係る発明は、上記請求項５に記
載のエンジンの排気ガス浄化装置において、ＨＣ吸着剤
をケイバン比が８０以上に設定されたＹ型ゼオライトに
よって構成したものである。
【００１８】この構成によれば、上記ケイバン比が８０
以上に設定されたＹ型ゼオライトが種々の孔径の細孔を
備え、オゾン生成率の高いＨＣ成分に対して優れを吸着
性を有しているため、エンジンの始動直後に排出された
排気ガス中のＨＣ成分のうち、オゾン生成率の高いＨＣ
成分が上記Ｙ型ゼオライトからなるＨＣ吸着剤により効
果的に吸着されて保持されることになる。そして、上記
ＨＣ吸着剤に吸着されたＨＣ成分のうち、オゾン生成率
の低いＨＣ成分が早期に上記ＨＣ吸着剤から脱離して上
記電気加熱触媒により浄化されることになる。
【００１９】請求項７に係る発明は、上記請求項５また
は６記載のエンジンの排気ガス浄化装置において、電気
加熱触媒の下流部に排気ガス浄化用触媒を配設したもの
である。
【００２０】上記構成によれば、電気加熱触媒によって
オゾン生成率の低いＨＣ成分が浄化される際に発生する
熱により、上記排気ガス浄化用触媒が加熱されて早期に
活性化することになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るエンジンの
排気ガス浄化装置の実施形態を示している。この排気ガ
ス浄化装置は、エンジン１に接続された排気管２と、こ
の排気管２からなる排気系の上流部に設置された吸着剤
ケース３と、その下流側に配設された排気ガス浄化用触
媒４とを有し、上記吸着剤ケース３内には、その上流部
に第１ＨＣ吸着剤５が配設されるとともに、下流部に第
２ＨＣ吸着剤６が配設されている。
【００２２】上記第１ＨＣ吸着剤５は、ケイバン比が８
０以上に設定されたＹ型ゼオライト（ＵＳＹ）からなっ
ている。上記ケイバン比が８０以上に設定されたＹ型ゼ
オライトは、種々の孔径を有する細孔が形成され、排気
ガス中のＨＣ成分のうち、下記のオゾン生成率の高いＨ
Ｃ成分に対して優れた吸着性を有しているとともに、オ
ゾン生成率の低いＨＣ成分に対する吸着性が低いという
特性を有している。
【００２３】すなわち、下記表１に示すように、各種の
ＨＣ成分のうち、メタン（ＣＨ4）およびエタン（ＣＨ3
ＣＨ3）からなるＣ1〜Ｃ2のパラフィン（ＣnＨ2n+2の一
般式を有する飽和鎖式炭化水素）は、オゾン生成係数
（ｇオゾン／ｇＮＭＯＧ）が小さくてオゾンの生成率が
低く、かつエチレン（ＣＨ2＝ＣＨ2）、プロピレン（Ｃ
Ｈ3ＣＨ＝ＣＨ2）および１−ブテンつまりエチルエチレ
ン（ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ2）からなるＣ2〜Ｃ4のオレ
フィン（ＣnＨ2nで表される二重結合を持つ不飽和炭化
水素、つまりアルケン）は、上記オゾン生成係数が小さ
くてオゾン生成率が高いことが知られている。
【００２４】また、各種のＨＣ成分のうち、ペンタン
〔ＣＨ3（ＣＨ2）3ＣＨ＝ＣＨ2〕、ヘキサン〔ＣＨ
3（ＣＨ2）4ＣＨ＝ＣＨ2〕、ヘプタン〔ＣＨ3（ＣＨ2）
5ＣＨ＝ＣＨ2〕およびオクタン〔ＣＨ3（ＣＨ2）6ＣＨ
＝ＣＨ2〕からなるＣ5〜Ｃ8のパラフィンと、ベンゼン
（Ｃ6Ｈ6）からなるＣ6のアロマ（ベンゼン環を有する
芳香族炭化水素、つまりアレーン）とは、オゾンの生成
率が低く、かつトルエンつまりメチルベンゼン（Ｃ6Ｈ5
ＣＨ3）およびエチルベンゼン（Ｃ6Ｈ5Ｃ2Ｈ3）からな
るＣ6〜Ｃ8のアロマと、キシレン〔Ｃ6Ｈ4（Ｃ
Ｈ3）2〕、エチルメチルベンゼンつまりエチルトルエン
（Ｃ9Ｃ12）、トリメチルベンゼン（Ｃ9Ｃ12）からなる
アロマとは、オゾン生成率が高いことが知られている。
【００２５】
【表１】
【００２６】そして、ケイバン比が８０以上に設定され
たＹ型ゼオライトは、各ＨＣ成分のうちプロピレン等か
らなるＣ2〜Ｃ4のオレフィンと、トルエン、キシレンお
よびトリメチルベンゼンからなるＣ7〜Ｃ9のアロマとか
らなるオゾン生成率の高いＨＣ成分に対する吸着率が高
いことが、実験によって確認されている。すなわち、ケ
イバン比が８０に設定されたＹ型ゼオライトからなるＨ
Ｃ吸着剤に吸着されるＨＣ成分の吸着量を測定する実験
により、図２に示すようなデータが得られ、Ｃ2〜Ｃ4の
オレフィンと、Ｃ7〜Ｃ9のアロマとが上記ＨＣ吸着剤に
効率よく吸着されることが確認されている。
【００２７】上記第２ＨＣ吸着剤６は、縦横の口径が異
なる略長円形状の多数の細孔が形成されたβ型ゼオライ
ト（ＰＱＢ）からなっている。このβ型ゼオライトは、
図３に示すように、上記プロピレンおよびトルエン等の
オゾン生成率が高いＨＣ成分に対する吸着率が高いこと
が、実験によって確認されている。
【００２８】また、上記β型ゼオライトは、上記トリエ
チルベンゼンからなるオゾン生成率の高いＨＣ成分をベ
ンゼンからなるオゾンを生成率の低いＨＣ成分に変換す
るとともに、メチルエチルベンゼンからなるオゾン生成
率の高いＨＣ成分をエチルベンゼンからなる比較的オゾ
ン生成率の低いＨＣ成分に変換して放出する機能を有し
ていることも、実験によって確認されている。
【００２９】上記排気ガス浄化用触媒４は、ＨＣ成分に
対して優れた浄化性能を有し、かつその活性化温度が２
５０°Ｃ程度の低温に設定されたパラジウム（Ｐｄ）を
主体とし、これに必要に応じてプラチナ（Ｐｔ）または
ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属が添加されることによって
構成された触媒成分が、コーデュエライトセラミックス
材等からなるハニカム担体に担持される等によって形成
されている。なお、上記ハニカム担体に、白金−ロジウ
ム系の三元触媒を主体として担持させた構造としてもよ
い。
【００３０】上記構成において、エンジン１の始動直後
に大量に排出されたＨＣ成分は、まずＨＣ吸着剤ケース
２の上流部に配設された第１ＨＣ吸着剤５によって吸着
される。この第１ＨＣ吸着剤５は、各ＨＣ成分のうちオ
ゾン生成率の高いＨＣ成分に対して優れた吸着性を有
し、オゾン生成率の低いＨＣ成分に対する吸着性が低い
という特性を有しているため、図４に示すように、エン
ジン始動後の早い段階で、オゾン生成率の低いＨＣ成分
が脱離してその放出が始まるとともに、所定時間が経過
した時点ｔ１で、オゾン生成率の高いＨＣ成分が脱離し
て放出され始めることになる。
【００３１】上記第１ＨＣ吸着剤５から脱離されたＨＣ
成分は、ＨＣ吸着剤ケース２の下流部に配設された第２
ＨＣ吸着剤６によって吸着される。この第２ＨＣ吸着剤
６は、ＨＣ成分の保持力が高いため、図５に示すよう
に、エンジン１の始動後にかなりの時間が経過した時点
ｔ２で、ＨＣ成分が脱離し始める。また、上記第２ＨＣ
吸着剤６に吸着されたトリエチルベンゼンおよびメチル
エチルベンゼン等からなるオゾン生成率の高いＨＣ成分
は、それぞれベンゼンおよびエチルベンゼン等からなる
オゾンを生成率の低いＨＣ成分に変換されて放出され
る。
【００３２】上記第２ＨＣ吸着剤６からＨＣ成分が放出
される時点ｔ２においては、排気ガス浄化用触媒４が十
分に活性化しているため、上記第２ＨＣ吸着剤６から脱
離したＨＣ成分がこの排気ガス浄化用触媒４によって確
実に浄化された後、大気中に排出されることになる。
【００３３】上記のように排気通路２の上流側から順
に、ケイバン比が８０以上に設定されたＹ型ゼオライト
からなる第１ＨＣ吸着剤５と、β型ゼオライトからなる
第２ＨＣ吸着剤６と、排気ガス浄化用触媒４とを配設し
たため、エンジン１の始動直後に大量に排出されたＨＣ
成分を上記第１ＨＣ吸着剤５に吸着させて保持させるこ
とができるとともに、この第１ＨＣ吸着剤５から脱離し
たＨＣ成分を上記第２ＨＣ吸着剤６に吸着させて保持さ
せることができる。
【００３４】したがって、上記排気ガス浄化用触媒４が
活性化する前に、第１ＨＣ吸着剤５および第２ＨＣ吸着
剤６の両方が飽和状態となることに起因して排気ガス中
のＨＣ成分が上記排気ガス浄化用触媒４の設置部を素通
りすることを防止し、排気ガス浄化用触媒４が活性化す
るまで、上記ＨＣ成分を第１ＨＣ吸着剤５または第２Ｈ
Ｃ吸着剤６に保持させることにより、上記ＨＣ成分が大
気中に排出されるのを効果的に防止することができる。
【００３５】上記第１，第２ＨＣ吸着剤５，６が設けら
れていない従来装置と、ケイバン比が８０に設定された
Ｙ型ゼオライト上記からなる第１ＨＣ吸着剤５およびβ
型ゼオライトからなる第２ＨＣ吸着剤６を設けてなる本
発明の実施形態に係る装置とにおいて、大気中に排出さ
れるＨＣ成分量を測定する実験を行ったところ、以下の
ようなデータが得られた。
【００３６】すなわち、上記従来装置では、図６の破線
で示すように、エンジン１の始動直後に多量の排気ガス
が大気中に放出されることが避けられないのに対し、上
記本発明の実施形態に係る装置では、排気ガス浄化触媒
４が活性化した後に第２ＨＣ吸着剤６からＨＣ成分が脱
離し始めるため、このＨＣ成分を確実に浄化し、図６の
実線で示すように、上記排気ガス浄化用触媒４から大気
中に放出されるＨＣ成分の排出量を著しく低減すること
ができることが確認された。
【００３７】そして、上記第１ＨＣ吸着剤５を構成する
ケイバン比が８０以上に設定されたＹ型ゼオライトは、
種々の口径を有する細孔が形成されているので、オゾン
生成率の高いＣ2〜Ｃ4のオレフィンおよびＣ7〜Ｃ9のア
ロマに対して優れた吸着性を有している。このため、エ
ンジン１の始動直後に多量に配設された上記オゾン生成
率の高いＨＣ成分を効果的に吸着し、このＨＣ成分が大
気中に排出されるのを効果的に防止することができる。
【００３８】上記Ｙ型ゼオライトからなる第１ＨＣ吸着
剤５に吸着されるプロピレン（Ｃ3のオレフィン）の吸
着量は、図７に示すように、上記Ｙ型ゼオライトのケイ
バン比が増大させるのに応じて多くなるという関係があ
るため、上記ケイバン比を８０以上に設定することによ
り、プロピレン等からなるオゾン生成率の高いＣ2〜Ｃ4
のオレフィンを効果的に吸着することができる。なお、
Ｙ型ゼオライトからなる第１ＨＣ吸着剤５に吸着される
トルエンおよびキシレン（Ｃ7〜Ｃ8のアロマ）の吸着量
は、図８および図９に示すように、ケイバン比の大小に
よってそれ程大きく変化しないという関係がある。
【００３９】また、上記第２ＨＣ吸着剤６を構成するβ
型ゼオライトは、縦横の口径が異なる略長円形状の多数
の細孔が形成されているので、各種のＨＣ成分を効果的
に吸着することができるとともに、一旦吸着したＨＣ成
分の保持力が高く、上記第１ＨＣ吸着剤５から脱離した
ＨＣ成分を上記第１ＨＣ吸着剤６に吸着させて長期間に
亘り保持する機能を有している。したがって、上記排気
ガス浄化用触媒４が活性化する前に、第２ＨＣ吸着剤６
からＨＣ成分が脱離して上記排気ガス浄化用触媒４の設
置部を素通りするという事態の発生を確実に防止するこ
とができる。
【００４０】さらに、上記β型ゼオライトは、トリエチ
ルベンゼンおよびメチルエチルベンゼン等からなるオゾ
ン生成率の高いＨＣ成分を、それぞれベンゼンおよびエ
チルベンゼン等からなるオゾンを生成率の低いＨＣ成分
に変換して放出する機能を有している。このため、上記
第２ＨＣ吸着剤６を上記β型ゼオライトによって構成す
ることにより、上記オゾン生成率が高いＨＣ成分の大気
中への排出量を効果的に低減することができる。
【００４１】図１０は、本発明に係るエンジン１の排気
ガス浄化装置の別の実施形態を示している。この排気ガ
ス浄化装置は、ケイバン比が８０以上に設定されたＹ型
ゼオライト（ＵＳＹ）からなるＨＣ吸着剤７と、その下
流側に設置された電気加熱触媒（ＥＨＣ）８と、その下
流部に配設された排気ガス浄化用触媒４と、上記電気加
熱触媒８を制御する制御手段９と、エンジン１から排出
された排気ガスの酸素濃度を検出する第１Ｏ2センサ１
０と、上記ＨＣ吸着剤７から導出された排気ガスの酸素
濃度を検出する第２Ｏ2センサ１１とが設けられてい
る。
【００４２】上記電気加熱触媒８は、図外の電源から供
給される電力によって加熱状態となる電気ヒータ１２
と、低温で活性化するパラジウム等を主体とする触媒成
分１３とを有し、上記電気ヒータ１２によって触媒成分
１３が加熱されて活性化するように構成されている。
【００４３】また、上記制御手段９は、第１Ｏ2センサ
１０によって検出されたＨＣ吸着剤７の上流側部の酸素
濃度と、第２Ｏ2センサ１１によって検出されたＨＣ吸
着剤７の下流側部の酸素濃度とを比較し、上記ＨＣ吸着
剤７の下流側部の酸素濃度が上流側よりも低下したこと
が確認された場合に、上記ＨＣ吸着剤７がオゾン生成率
の低いＨＣ成分の脱離温度となった判断して電気加熱触
媒８を加熱状態とする制御信号を出力するように構成さ
れている。
【００４４】上記構成において、エンジン１の始動直後
に大量に排出されたＨＣ成分は、まず排気系の上流部に
配設された上記ＨＣ吸着剤７によって吸着される。この
ＨＣ吸着剤７は、各ＨＣ成分のうちオゾン生成率の高い
ＨＣ成分に対して優れた吸着性を有し、オゾン生成率の
低いＨＣ成分に対する吸着性が低いという特性を有する
Ｙ型ゼオライトにより構成されているため、図１１に示
すように、エンジン始動後の早い段階ｔ０で、オゾン生
成率の低いＨＣ成分が脱離し始めるとともに、その後に
所定時間が経過した時点ｔ１で、オゾン生成率の高いＨ
Ｃ成分が脱離し始めることになる。
【００４５】そして、上記ＨＣ吸着剤７から上記オゾン
生成率の低いＨＣ成分が脱離し始めたことが制御手段９
において確認された時点ｔ０で、上記電気加熱触媒８の
電気ヒータ１２を加熱状態とする制御信号が出力され、
図１２に示すように、電気加熱触媒８（ＥＨＣ）の温度
が上昇して上記触媒成分１３が活性化する。
【００４６】上記電気加熱触媒８の触媒成分１３が活性
化することにより、上記ＨＣ吸着剤７から脱離したＨＣ
成分が上記触媒成分１３によって浄化されるとともに、
このＨＣ成分の浄化時に発生する熱が上記排気ガス浄化
触媒４に伝達されてこの排気ガス浄化触媒４が活性化
し、図１３に示すように、上記排気ガス浄化触媒４によ
るＨＣ成分の浄化率が上昇することになる。
【００４７】上記のように排気系に、ケイバン比が８０
以上に設定されたＹ型ゼオライト（ＵＳＹ）からなるＨ
Ｃ吸着剤７を配設するとともに、その下流部に電気加熱
触媒８を配設したため、エンジン１の始動直後に排出さ
れた排気ガス中のＨＣ成分のうち、オゾン生成率の高い
ＨＣ成分をＨＣ吸着剤７に吸着させることにより、上記
オゾン生成率の高いＨＣ成分が大気中に排出されるのを
効果的に防止することができる。
【００４８】そして、上記第１，第２Ｏ2センサ１０，
１１の検出信号に応じて上記ＨＣ吸着剤７がオゾン生成
率の低いＨＣ成分の脱離温度となったことが、制御手段
９によって確認された時点ｔ０で、上記電気加熱触媒９
を加熱状態とするように構成したため、ＨＣ吸着剤７か
ら脱離したオゾン生成率の低いＨＣ成分を上記電気加熱
触媒９によって効果的に浄化することができるととも
に、その後に排出されるオゾン生成率の高いＨＣ成分を
浄化してこれらのＨＣ成分が大気中に排出されるのを抑
制することができる。
【００４９】特に実施形態に示すように、電気加熱触媒
９の下流部に上記排気ガス浄化用触媒４を配設した場合
には、電気加熱触媒９によって上記ＨＣ成分が浄化され
る際に発生する熱により、上記排気ガス浄化用触媒４を
加熱してこれを早期に活性化させることができる。した
がって、上記ＨＣ吸着剤７がオゾン生成率の高いＨＣ成
分の脱離温度となった時点ｔ１では、上記排気ガス浄化
触媒４を十分に活性化させることができ、これによって
上記オゾン生成率の高いＨＣ成分を確実に浄化させ、こ
のＨＣ成分が大気中に放出されるのを効果的に防止する
ことができる。
【００５０】すなわち、上記ＨＣ吸着剤７および電気加
熱触媒８が設けられていない従来装置では、図１４の破
線で示すように、エンジン１の始動直後に多量の排気ガ
スが大気中に放出されるのを避けることができないのに
対し、上記ＨＣ吸着剤７および電気加熱触媒８を設けて
なる本発明の実施形態では、オゾン生成率の高いＨＣ成
分が脱離する前に、排気ガス浄化用触媒４を活性化させ
ることができるため、上記図１４の実線で示すように、
この排気ガス浄化用触媒４によって上記ＨＣ成分を確実
に浄化し、オゾン生成率の高いＨＣ成分が大気中に排出
されるのを効果的に防止することができる。
【００５１】また、上記実施形態では、種々の口径を有
する細孔が形成されているためにオゾン生成率の高いＣ
2〜Ｃ4のオレフィンおよびＣ7〜Ｃ9のアロマに対して優
れた吸着性を有するＹ型ゼオライト、つまりケイバン比
が８０以上に設定されたＹ型ゼオライトによってＨＣ吸
着剤７を構成したため、エンジンの始動直後に多量に排
出された上記オゾン生成率の高いＨＣ成分を上記ＨＣ吸
着剤７により効果的に吸着してこのＨＣ成分が大気中に
排出されるのを効果的に防止できるという利点がある。
【００５２】なお、上記ＨＣ吸着剤７と電気加熱触媒８
との間の排気通路に二次エアを供給するエアポンプ等か
らなる二次エア供給手段を設け、上記ＨＣ吸着剤７がオ
ゾン生成率の低いＨＣ成分の脱離温度となった時点で、
上記電気加熱触媒８を加熱状態とするのと同時に、上記
二次エア供給手段を駆動して上記ＨＣ吸着剤７と電気加
熱触媒８との間に二次エアを供給することにより、上記
オゾン生成率の低いＨＣ成分の浄化を促進するように構
成してもよい。
【００５３】また、上記実施形態では、上記第１，第２
Ｏ2センサ１０，１１の検出信号に応じて上記ＨＣ吸着
剤７がオゾン生成率の低いＨＣ成分の脱離温度となった
か否かを判別するように構成しているが、この構成に代
え、上記ＨＣ吸着剤７の温度を検出する温度センサの検
出信号に応じてＨＣ吸着剤７がオゾン生成率の低いＨＣ
成分の脱離温度となったか否かを判別するように構成し
てもよい。
【００５４】また、図１に示すように、吸着剤ケース３
内に配設された第１ＨＣ吸着剤５および第２ＨＣ吸着剤
６の設置部と、その下流側に配設された排気ガス浄化用
触媒４の設置部との間に、上記電気加熱触媒８を配設し
た構造としてもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、排気系
の上流側から順に、オゾン生成率の高いＨＣ成分に対し
て優れた吸着性を有する第１ＨＣ吸着剤と、ＨＣ成分の
保持力が高いとともに、オゾン生成率の高いＨＣ成分を
オゾンを生成率の低いＨＣ成分に変換して放出する機能
を有する第２ＨＣ吸着剤と、排気ガス浄化用触媒とを配
設したため、エンジンの始動直後に大量に排出されたＣ
2〜Ｃ4のオレフィンおよびＣ7〜Ｃ9のアロマ等からなる
オゾン生成率の高いＨＣ成分を、上記第１，第２ＨＣ吸
着剤に吸着させて保持させることにより、上記ＨＣ成分
が大気中に排出されるのを効果的に防止できるという利
点がある。
【００５６】また、上記第２ＨＣ吸着剤によって吸着さ
れた上記ＨＣ成分のうち、トリエチルベンゼンおよびメ
チルエチルベンゼン等からなるオゾン生成率の高いＨＣ
成分は、それぞれベンゼンおよびエチルベンゼン等から
なるオゾンを生成率の低いＨＣ成分に変換されて放出さ
れることになるため、上記オゾン生成率が高いＨＣ成分
の大気中への排出量を効果的に低減することができる。
【００５７】また、排気系の上流側に、オゾン生成率の
高いＨＣ成分に対して優れた吸着性を有するＨＣ吸着剤
を配設するとともに、その下流部に電気加熱触媒を配設
し、上記ＨＣ吸着剤がオゾン生成率の低いＨＣ成分の脱
離温度となったことが確認された時点で、上記電気加熱
触媒を加熱状態とするように構成した場合には、エンジ
ンの始動直後に排出された排気ガス中のＨＣ成分のう
ち、オゾン生成率の高いＨＣ成分をＨＣ吸着剤に吸着さ
せることにより、上記オゾン生成率の高いＨＣ成分が大
気中に排出されるのを効果的に防止することができる。
【００５８】そして、上記ＨＣ吸着剤がオゾン生成率の
低いＨＣ成分の脱離温度となったことが確認された時点
で、上記電気加熱触媒が加熱状態とされるため、上記Ｈ
Ｃ吸着剤から脱離したオゾン生成率の低いＨＣ成分を上
記電気加熱触媒によって効果的に浄化することができる
とともに、触媒を早期に活性化させてその後に上記ＨＣ
吸着剤から脱離したオゾン生成率の高いＨＣ成分を効果
的に浄化できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気ガス浄化装置の実施形態を示
す全体説明図である。
【図２】第１ＨＣ吸着剤によって吸着される各ＨＣ成分
の吸着量を示すグラフである。
【図３】第２ＨＣ吸着剤によって吸着される各ＨＣ成分
の吸着量を示すグラフである。
【図４】第１ＨＣ吸着剤から脱離するＨＣ成分の排出量
の変化状態を示すタイムチャートである。
【図５】第２ＨＣ吸着剤から放出されるＨＣ成分の放出
量の変化状態を示すタイムチャートである。
【図６】排気ガス浄化用触媒から排出されるＨＣ成分の
排出量の変化状態を示すタイムチャートである。
【図７】Ｙ型ゼオライトのケイバン比とプロピレンの吸
着量との関係を示すグラフである。
【図８】Ｙ型ゼオライトのケイバン比とトルエンの吸着
量との関係を示すグラフである。
【図９】Ｙ型ゼオライトのケイバン比とキシレンの吸着
量との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る排気ガス浄化装置の別の実施形
態を示す全体説明図である。
【図１１】ＨＣ吸着剤から脱離するＨＣ成分の排出量の
変化状態を示すタイムチャートである。
【図１２】電気加熱触媒の温度の変化状態を示すタイム
チャートである。
【図１３】排気ガス浄化触媒の浄化率の変化状態を示す
タイムチャートである。
【図１４】排気ガス浄化用触媒から排出されるＨＣ成分
の排出量の変化状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン ２ 排気管（排気系） ４ 排気ガス浄化触媒 ５ 第１ＨＣ吸着剤 ６ 第２ＨＣ吸着剤 ７ ＨＣ吸着剤 ８ 電気加熱触媒 ９ 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｈ (72)発明者 國府田 由紀 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 市川 智士 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの排気系に設置される排気ガス
    浄化装置であって、排気系の上流側から順に、オゾン生
    成率の高いＨＣ成分に対して優れた吸着性を有する第１
    ＨＣ吸着剤と、ＨＣ成分の保持力が高いとともに、オゾ
    ン生成率の高いＨＣ成分をオゾンを生成率の低いＨＣ成
    分に変換して放出する機能を有する第２ＨＣ吸着剤と、
    排気ガス浄化用触媒とを配設したことを特徴とするエン
    ジンの排気ガス浄化装置。
  2. 【請求項２】 第１ＨＣ吸着剤をＣ2〜Ｃ4のオレフィン
    およびＣ7〜Ｃ9のアロマに対して優れた吸着性を有する
    素材によって構成したことを特徴とする請求項１記載の
    エンジンの排気ガス浄化装置。
  3. 【請求項３】 第１ＨＣ吸着剤をケイバン比が８０以上
    に設定されたＹ型ゼオライトによって構成したことを特
    徴とする請求項１記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
  4. 【請求項４】 第２ＨＣ吸着剤をβ型ゼオライトによっ
    て構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
    記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
  5. 【請求項５】 エンジンの排気系に設置される排気ガス
    浄化装置であって、排気系に、オゾン生成率の高いＨＣ
    成分に対して優れた吸着性を有するＨＣ吸着剤を配設す
    るとともに、その下流部に電気加熱触媒を配設し、上記
    ＨＣ吸着剤がオゾン生成率の低いＨＣ成分の脱離温度と
    なったことが確認された時点で上記電気加熱触媒を加熱
    状態とする制御手段を設けたことを特徴とするエンジン
    の排気ガス浄化装置。
  6. 【請求項６】 ＨＣ吸着剤をケイバン比が８０以上に設
    定されたＹ型ゼオライトによって構成したことを特徴と
    する請求項５記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
  7. 【請求項７】 電気加熱触媒の下流部に排気ガス浄化用
    触媒を配設したことを特徴とする請求項５または６記載
    のエンジンの排気ガス浄化装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998048153A1 (fr) * 1997-04-24 1998-10-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Systeme de gestion d'emissions d'echappement pour moteurs a combustion interne
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