(57)【要約】【課題】触媒層の酸化機能が活性化する前の炭化水素の外部排出量を抑制する。【解決手段】内燃機関１００の排気通路に設けられる排気後処理装置３３であって、排気中の炭化水素を吸着する機能を有する吸着層３５２と、排気流れ方向において吸着層３５２と同位置又は吸着層３５２よりも下流側に配置され、炭化水素を酸化させる酸化機能を有する触媒層３５３と、熱エネルギを発生させる熱エネルギ発生体と、を備え、熱エネルギ発生体によって発生させた熱エネルギのうち、触媒層３５３に供給される熱エネルギは、吸着層３５２に供給される熱エネルギよりも大きくされる。【選択図】図１
2020041430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられる排気後処理装置であって、
排気中の炭化水素を吸着する機能を有する吸着層と、
排気流れ方向において前記吸着層と同位置又は前記吸着層よりも下流側に配置され、炭化水素を酸化させる酸化機能を有する触媒層と、
熱エネルギを発生させる熱エネルギ発生体と、
を備え、
前記熱エネルギ発生体によって発生させた熱エネルギのうち、前記触媒層に供給される熱エネルギは、前記吸着層に供給される熱エネルギよりも大きい、
排気後処理装置。
【請求項２】
前記触媒層に向けてマイクロ波を照射するためのマイクロ波照射装置を備え、
前記熱エネルギ発生体は、前記触媒層に含有されてマイクロ波が照射されることによって発熱するマイクロ波吸収体である、
請求項１に記載の排気後処理装置。
【請求項３】
前記吸着層及び前記触媒層は、前記吸着層が下層となり、前記触媒層が上層となるように、基材の表面の同位置に層状に形成される、
請求項１又は請求項２に記載の排気後処理装置。
【請求項４】
基材に通電して基材を発熱させるための電気加熱装置を備え、
前記熱エネルギ発生体は、通電されることによって発熱する前記基材であり、
前記吸着層及び前記触媒層は、前記吸着層が上層となり、前記触媒層が下層となるように、前記基材の表面の同位置に層状に形成される、
請求項１に記載の排気後処理装置。
【請求項５】
基材に通電して基材を発熱させるための電気加熱装置を備え、
前記熱エネルギ発生体は、通電されることによって発熱する前記基材であり、
前記基材は、第１発熱部と、前記第１発熱部よりも排気流れ方向の下流側に形成されて前記第１発熱部よりも発生させる熱エネルギが大きい第２発熱部と、を備え、
前記吸着層は、前記第１発熱部の表面に形成され、
前記触媒層は、前記第２発熱部の表面に形成される、
請求項１に記載の排気後処理装置。
【請求項６】
前記電気加熱装置は、前記第１発熱部に通電して前記第１発熱部を発熱させる第１加熱装置と、前記第２発熱部に通電して前記第２発熱部を発熱させる第２加熱装置と、を備え、
前記第１発熱部と、前記第２発熱部と、は絶縁されており、
前記第２加熱装置によって前記第２発熱部に供給される電力は、前記第１加熱装置によって前記第１発熱部に供給される電力よりも大きい、
請求項５に記載の排気後処理装置。
【請求項７】
前記第２発熱部は、前記第１発熱部よりも通電時の抵抗が低い部材によって形成される、
請求項５に記載の排気後処理装置。
【請求項８】
前記熱エネルギ発生体によって発生させる熱エネルギを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記吸着層の温度が、前記吸着層から炭化水素が脱離し始める所定の脱離温度よりも低い所定の照射開始温度以上のときは、前記触媒層の温度が、前記脱離温度よりも高い温度であって酸化機能が活性化する所定の酸化活性温度以上になるまで、前記熱エネルギ発生体によって熱エネルギを発生させる、
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の排気後処理装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記内燃機関の停止時において、前記吸着層に吸着された炭化水素の吸着量が所定の第１吸着量以上であって、前記触媒層において炭化水素を酸化させるために必要な酸素が存在するときは、前記吸着量が前記第１吸着量よりも小さい所定の第２吸着量になるまで、前記熱エネルギ発生体によって熱エネルギを発生させる、
請求項８に記載の排気後処理装置。
【請求項１０】
排気流れ方向において前記触媒層よりも上流側の前記排気通路に空気を供給する空気供給装置を備え、
前記制御装置は、
前記触媒層において炭化水素を酸化させるために必要な酸素が不足しているときは、前記空気供給装置によって前記排気通路に空気を供給する、
請求項９に記載の排気後処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気後処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、通電されることで発熱する導電性の基材によって、当該基材に担持された触媒を加熱できるように構成された電気加熱式の触媒装置（ＥＨＣ；Electrical Heated Catalyst）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７３７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、基材の表面に、炭化水素を吸着する機能を有するＨＣ吸着触媒をコーティングした吸着層を形成し、吸着層の表面に三元触媒をコーティングした触媒層を形成していた。そのため、基材に通電することによって基材に発生させた熱エネルギは、常に触媒層よりも吸着層に多く供給されることになるので、触媒層の昇温速度よりも吸着層の昇温速度が速くなる。
【０００５】
しかしながら、吸着層から炭化水素が脱離する脱離温度は、触媒層において炭化水素の酸化機能が活性化する酸化活性温度よりも低い。そのため、特許文献１のものでは、触媒層の温度が酸化活性温度になる前に、吸着層の温度が脱離温度になってしまい、吸着層から脱離した炭化水素を触媒層において浄化することができずに、触媒層の酸化機能が活性化する前の炭化水素の外部排出量が増加するおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、触媒層の温度が酸化活性温度になる前に、吸着層の温度が脱離温度になるのを抑制して、触媒層の酸化機能が活性化する前の炭化水素の外部排出量を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、内燃機関の排気通路に設けられる本発明のある態様による排気後処理装置は、排気中の炭化水素を吸着する機能を有する吸着層と、排気流れ方向において吸着層と同位置又は吸着層よりも下流側に配置され、吸着層から脱離した炭化水素を酸化させる酸化機能を有する触媒層と、熱エネルギを発生させる熱エネルギ発生体と、を備え、熱エネルギ発生体によって発生させた熱エネルギのうち、触媒層に供給される熱エネルギは、吸着層に供給される熱エネルギよりも大きくされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のこの態様によれば、触媒層の温度が酸化活性化温度になる前に、吸着層の温度が脱離温度になるのを抑制することができるので、触媒層の酸化機能が活性化する前の炭化水素の外部排出量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図２】図２は、排気流れ方向に沿った本発明の第１実施形態による基材の要部拡大図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態によるパージ制御について説明するフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態による内燃機関及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の第４実施形態による内燃機関及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図７】図７は、排気流れ方向に沿った本発明の第４実施形態による基材の要部拡大図である。
【図８】図８は、本発明の第４実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第６実施形態による排気後処理装置の概略構成図である。
【図１０】図１０は、排気流れ方向に沿った本本発明の第６実施形態による基材の要部拡大図である。
【図１１】図１１は、本発明の第６実施形態による排気後処理装置の概略構成図である。
【図１２】図１２は、排気流れ方向に沿った本本発明の第６実施形態による基材の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。
【００１２】
内燃機関１００は、機関本体１と、吸気装置２０と、排気装置３０と、を備える。内燃機関１００は、例えば車両に搭載されて、車両を走行させるための駆動力を発生させる。
【００１３】
機関本体１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面に固定されたシリンダヘッド３と、を備える。
【００１４】
シリンダブロック２には、複数のシリンダ４が形成される。シリンダ４の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ４の内部を往復運動するピストン５が収められる。ピストン５は、コンロッド（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）と連結されており、クランクシャフトによってピストン５の往復運動が回転運動に変換される。シリンダヘッド３の内壁面、シリンダ４の内壁面及びピストン冠面によって区画された空間が燃焼室６となる。
【００１５】
シリンダヘッド３には、シリンダヘッド３の一方の側面に開口すると共に燃焼室６に開口する吸気ポート７と、シリンダヘッド３の他方の側面に開口すると共に燃焼室６に開口する排気ポート８と、が形成される。
【００１６】
またシリンダヘッド３には、燃焼室６と吸気ポート７との開口を開閉するための吸気弁９と、燃焼室６と排気ポート８との開口を開閉するための排気弁１０と、吸気弁９を開閉駆動する吸気カムシャフト１１と、排気弁１０を開閉駆動する排気カムシャフト１２と、が取り付けられる。
【００１７】
さらにシリンダヘッド３には、燃焼室６内に燃料を噴射するための燃料噴射弁１３と、燃料噴射弁１３から噴射された燃料と空気との混合気を燃焼室６内で点火するための点火プラグ１４と、が取り付けられる。本実施形態では、燃料として理論空燃比が１４．６であるガソリンを用いているが、他の燃料を用いることもできる。なお、燃料噴射弁１３は、吸気ポート７内に燃料を噴射するように取り付けてもよい。
【００１８】
吸気装置２０は、吸気ポート７を介してシリンダ４内に空気を導くための装置であって、エアクリーナ２１と、吸気管２２と、吸気マニホールド２３と、電子制御式のスロットル弁２４と、エアフローメータ２１１と、を備える。
【００１９】
エアクリーナ２１は、空気中に含まれる砂などの異物を除去する。
【００２０】
吸気管２２は、一端がエアクリーナ２１に連結され、他端が吸気マニホールド２３のサージタンク２３ａに連結される。吸気管２２によって、エアクリーナ２１を介して吸気管２２内に流入してきた空気（吸気）が吸気マニホールド２３のサージタンク２３ａに導かれる。
【００２１】
吸気マニホールド２３は、サージタンク２３ａと、サージタンク２３ａから分岐してシリンダヘッド側面に形成されている各吸気ポート７の開口に連結される複数の吸気枝管２３ｂと、を備える。サージタンク２３ａに導かれた空気は、吸気枝管２３ｂを介して各シリンダ４内に均等に分配される。このように、吸気管２２、吸気マニホールド２３及び吸気ポート７が、各シリンダ４内に空気を導くための吸気通路を形成する。
【００２２】
スロットル弁２４は、吸気管２２内に設けられる。スロットル弁２４は、スロットルアクチュエータ２５によって駆動され、吸気管２２の通路断面積を連続的又は段階的に変化させる。スロットルアクチュエータ２５によってスロットル弁２４の開度（以下「スロットル開度」という。）の調整することで、各シリンダ４内に吸入される吸気量が調整される。スロットル開度は、スロットルセンサ２１２によって検出される。
【００２３】
エアフローメータ２１１は、スロットル弁２４よりも上流側の吸気管２２内に設けられる。エアフローメータ２１１は、吸気管２２内を流れる空気の流量（以下「吸気量」という。）を検出する。
【００２４】
排気装置３０は、燃焼室６内で生じた燃焼ガス（排気）を浄化して外気に排出するための装置であって、排気マニホールド３１と、排気管３２と、排気後処理装置３３と、空燃比センサ２１３と、排気温度センサ２１４と、を備える。
【００２５】
排気マニホールド３１は、シリンダヘッド側面に形成されている各排気ポート８の開口と連結される複数の排気枝管３１ａと、排気枝管３１ａを集合させて１本にまとめた集合管３１ｂと、を備える。
【００２６】
排気管３２は、一端が排気マニホールド３１の集合管３１ｂに連結され、他端が外気に開口している。各シリンダ４から排気ポート８を介して排気マニホールド３１に排出された排気は、排気管３２を流れて外気に排出される。
【００２７】
排気後処理装置３３は、マイクロ波照射装置３４と、触媒コンバータ３５と、を備える。
【００２８】
マイクロ波照射装置３４は、マイクロ波電源３４１と、マイクロ波発振器３４２と、伝送ケーブル３４３と、マイクロ波照射アンテナ３４４と、を備える。
【００２９】
マイクロ波電源３４１は、マイクロ波発振器３４２と電気的に接続されており、マイクロ波発振器３４２でマイクロ波を発生させるために必要な電力をマイクロ波発振器３４２に対して供給する。マイクロ波電源３４１は、専用の電源であってもよいし、また内燃機関１００が車両に搭載されている場合であれば、車両用のバッテリであってもよい。
【００３０】
マイクロ波発振器３４２は、マイクロ波電源３４１の電力によって駆動されて、所定周波数のマイクロ波を発生させる。
【００３１】
伝送ケーブル３４３は、マイクロ波発振器３４２で発生させたマイクロ波をマイクロ波照射アンテナ３４４まで伝送するためのケーブルであって、一端がマイクロ発振器に接続され、他端がマイクロ波照射アンテナ３４４に接続される。
【００３２】
マイクロ波照射アンテナ３４４は、触媒コンバータ３５よりも排気流れ方向上流側に位置する排気管３２の内部に配置される。マイクロ波照射アンテナ３４４は、伝送ケーブル３４３を介して伝送されてきたマイクロ波を触媒コンバータ３５に照射する。
【００３３】
触媒コンバータ３５は、排気管３２に設けられ、排気流れ方向に沿った複数の通路を有する基材３５１を備える。図２は、排気流れ方向に沿った基材３５１の要部拡大図である。
【００３４】
図２に示すように、基材３５１の表面には、排気中の有害物質である炭化水素（ＨＣ）を吸着する機能を有するＨＣ吸着触媒を含む吸着層３５２と、炭化水素を酸化させる酸化機能を有する排気浄化触媒（例えば酸化触媒や三元触媒）を含む触媒層３５３と、が形成される。
【００３５】
このとき本実施形態では、排気浄化触媒に加えて、マイクロ波を吸収して発熱するマイクロ波吸収体が触媒層３５３に含まれるようにしている。また本実施形態では、基材３５１の表面に吸着層３５２を形成し、吸着層３５２の表面に触媒層３５３を形成している。すなわち本実施形態では、下層が吸着層３５２となり、上層が触媒層３５３となるように、排気流れ方向において吸着層３５２と触媒層３５３とを同位置に配置し、基材３５１の表面に吸着層３５２と触媒層３５３とを層状に形成している。以下、その理由について説明する。なお、ＨＣ吸着触媒としては、例えばゼオライトが挙げられる。排気浄化触媒としては、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの担体に、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などの貴金属を担持させたものが挙げられる。マイクロ吸収体としては、例えば炭化ケイ素粒子（ＳｉＣ粒子）などの誘導体や、フェライトなどの磁性体が挙げられる。
【００３６】
触媒層３５３に含まれている排気浄化触媒の酸化機能を活性化させて、所望の酸化率（浄化率）で炭化水素を酸化（浄化）させるためには、触媒層３５３の温度を所定の酸化活性温度Ｔａｃｔ（例えば３００［℃］）まで昇温させる必要がある。そのため、例えば内燃機関１００の冷間始動時など、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔ未満のときには、触媒層３５３において炭化水素を十分に酸化させることができず、炭化水素の外部排出量が増加するおそれがある。
【００３７】
これに対し、本実施形態のように吸着層３５２を形成することで、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔ未満のときに機関本体１から排出された排気中の炭化水素を、吸着層３５２に一時的に吸着しておくことができるので、炭化水素の外部排出量を抑制することができる。
【００３８】
しかしながら、吸着層３５２に吸着された炭化水素が吸着層３５２から脱離し始める脱離温度Ｔｄｅｓ（例えば１５０［℃］）は、酸化活性温度Ｔａｃｔよりも低い。そのため、吸着層３５２の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上、かつ触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔ未満の状態になってしまうと、吸着層３５２から脱離した炭化水素を触媒層３５３において十分に浄化することができなくなり、炭化水素の外部排出量が一時的に増加することになる。
【００３９】
このような炭化水素の外部排出量の一時的な増加を抑制するためには、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔ未満のときには、吸着層３５２の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上になる前に、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔまで昇温させる必要がある。
【００４０】
そこで本実施形態では、マイクロ波照射装置３４を設けて触媒層３５３にマイクロ波吸収体を含ませると共に、排気流れ方向において吸着層３５２と触媒層３５３とを同位置に配置し、基材３５１の表面に吸着層３５２と触媒層３５３とを層状に形成したのである。
【００４１】
これにより、マイクロ波照射装置３４によってマイクロ波を触媒コンバータ３５に照射することで、触媒層３５３に含まれているマイクロ吸収体を発熱させ、マイクロ波吸収体と共に触媒層３５３を直接的に加熱することができる。そして触媒層３５３と吸着層３５２との温度差が或る程度生じると、主に触媒層３５３からの伝熱によって吸着層３５２を間接的に加熱することができる。そのため、マイクロ波吸収体にマイクロ波を照射することによって発生させた熱エネルギのうち、触媒層３５３に供給される熱エネルギを、吸着層３５２に供給される熱エネルギよりも大きくすることができる。
【００４２】
したがって、触媒層３５３の昇温速度を、吸着層３５２の昇温速度よりも速くすることができるので、吸着層３５２の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上になる前に、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔまで昇温させることができる。
【００４３】
図１に戻り、空燃比センサ２１３は、排気マニホールド３１の集合管３１ｂに設けられ、触媒コンバータ３５に流入する排気の空燃比（以下「排気空燃比」という。）を検出する。
【００４４】
排気温度センサ２１４は、触媒コンバータ３５よりも下流側の排気管に設けられ、触媒コンバータ３５から流出した排気の温度を検出する。
【００４５】
電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。
【００４６】
入力ポート２０５には、前述したエアフローメータ２１１などの出力信号以外にも、外気温度を検出するための外気温度センサ２１５の出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関負荷を検出するための信号として、アクセルペダル２２０の踏み込み量（以下「アクセル踏込量」という。）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１７の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関回転速度などを算出するための信号として、機関本体１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１８の出力信号が入力される。このように入力ポート２０５には、内燃機関１００を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。
【００４７】
出力ポート２０６は、対応する駆動回路２０８を介して、燃料噴射弁１３などの各制御部品に接続される。
【００４８】
電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力して内燃機関１００を制御する。
【００４９】
電子制御ユニット２００は、空燃比センサ２１３によって検出された排気空燃比が目標空燃比となるように、内燃機関１００を制御する。具体的には電子制御ユニット２００は、排気空燃比が目標空燃比となるように、排気空燃比に基づいて燃料噴射弁１３からの燃料噴射量をフィードバック制御する。
【００５０】
また電子制御ユニット２００は、内燃機関１００の冷間始動時など、触媒層３５３の排気浄化触媒の酸化機能を活性化させる必要があるときに、触媒コンバータ３５を暖機するための触媒暖機制御を実施する。具体的には前述したように、吸着層３５２の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上になる前に、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔ以上となるように、マイクロ波の照射を実施する。この場合、電子制御ユニット２００は、排気後処理装置３３の制御装置として機能する。
【００５１】
図３は、本実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを例えば内燃機関１００の運転中（機関運転中）に所定の演算周期で繰り返し実行する。
【００５２】
ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００の始動時（機関始動時）であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関始動時であればステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関始動後の機関運転中であれば、ステップＳ３の処理に進む。
【００５３】
ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度ＴＡ及び触媒層３５３の温度ＴＣの初期値を算出する。吸着層３５２の温度ＴＡ及び触媒層３５３の温度ＴＣの初期値は、機関始動時における吸着層３５２及び触媒層３５３の温度であり、例えば内燃機関１００を前回停止したときの吸着層３５２の温度ＴＡ及び触媒層３５３の温度ＴＣや、内燃機関１００を前回停止してからの経過時間、外気温度、内燃機関１００の冷却水の温度などに基づいて推定することができる。
【００５４】
ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度ＴＡが、所定の照射開始温度Ｔｍｗ以上であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度ＴＡが、照射開始温度Ｔｍｗ以上であれば、ステップＳ３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度ＴＡが、照射開始温度Ｔｍｗ未満であれば、ステップＳ１０の処理に進む。
【００５５】
照射開始温度Ｔｍｗは、触媒層３５３に含まれているマイクロ吸収体に対してマイクロ波の照射を開始する閾値となる吸着層３５２の温度であって、脱離開始温度Ｔｄｅｓよりも低い温度に設定される。本実施形態では照射開始温度Ｔｍｗを、吸着層３５２の温度ＴＡが照射開始温度Ｔｍｗになった時点で触媒層３５３に含まれているマイクロ吸収体に対してマイクロ波の照射を開始すれば、吸着層３５２の温度ＴＡが脱離温度Ｔｄｅｓ以上になる前に、触媒層３５３の温度ＴＣを酸化活性温度Ｔａｃｔまで昇温させることが可能な温度に設定している。
【００５６】
ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、本ルーチンとは別途に機関運転中に随時算出している吸着層３５２に吸着された炭化水素の推定量（以下「推定吸着量」という。）ＱＨＣを読み込む。
【００５７】
推定吸着量ＱＨＣは、例えば以下のようにして算出することができる。すなわち、機関本体１から排出される単位時間当たりの炭化水素の量は、排気空燃比等の機関運転状態に応じて変動する。また、吸着層３５２から脱離する単位時間当たりの炭化水素の量は、基本的に吸着層３５２の温度ＴＡに依存する。そこで電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成されたマップを参照し、機関運転状態と、吸着層３５２の温度ＴＡと、に基づいて、機関本体１から排出された炭化水素のうち吸着層３５２に吸着される単位時間当たりの炭化水素の量（正の値）と、吸着層３５２から脱離する単位時間当たりの炭化水素の量（負の値）と、を随時算出し、これらを積算したものを推定吸着量ＱＨＣとして随時算出している。
【００５８】
ステップＳ５において、電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣが、所定の照射開始吸着量Ｑｍｗよりも大きいか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣが照射開始吸着量Ｑｍｗよりも大きければ、ステップＳ６の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣが照射開始吸着量Ｑｍｗ以下であれば、ステップＳ１０の処理に進む。
【００５９】
照射開始吸着量Ｑｍｗは、触媒層３５３に含まれているマイクロ吸収体に対してマイクロ波の照射を開始する閾値となる吸着量であって、仮に吸着層３５２に吸着された炭化水素が吸着層３５２から脱離して触媒層３５３において十分に浄化されずに外気に排出される状態になったとしても、排気性能に問題が生じない程度の吸着量に設定される。本実施形態では、照射開始吸着量Ｑｍｗをゼロに設定している。
【００６０】
ステップＳ６において、電子制御ユニット２００は、触媒層３５３の温度ＴＣが、酸化活性温度Ｔａｃｔ未満であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、触媒層３５３の温度ＴＣが、酸化活性温度Ｔａｃｔ未満であれば、ステップＳ７の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、触媒層３５３の温度ＴＣが、酸化活性温度Ｔａｃｔ以上であれば、ステップＳ１０の処理に進む。
【００６１】
ステップＳ７において、電子制御ユニット２００は、マイクロ波照射装置３４を駆動してマイクロ波を触媒コンバータ３５に照射し、触媒層３５３に含まれているマイクロ吸収体を発熱させる。
【００６２】
ステップＳ８において、電子制御ユニット２００は、触媒層３５３の温度ＴＣに、マイクロ波吸収体の発する熱エネルギに起因する単位時間当たりの触媒層３５３の温度上昇量ΔＴｍｗ［℃］を加算して、触媒層３５３の温度ＴＣを更新する。このマイクロ波吸収体の発する熱エネルギに起因する触媒層３５３の温度上昇量ΔＴｍｗは、例えば予め実験等によって定めた所定値とすることができる。
【００６３】
ステップＳ９において、電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度ＴＡに、機関本体１から排出される排気の熱エネルギに起因する単位時間当たりの吸着層３５２の温度上昇量ΔＴＡｅｎｇ［℃］を加算して、吸着層３５２の温度ＴＡを更新する。また同様に、電子制御ユニット２００は、触媒層３５３の温度ＴＣに、機関本体１から排出される排気の熱エネルギに起因する単位時間当たり触媒層３５３の温度上昇量ΔＴＣｅｎｇ［℃］を加算して、吸着層３５２の温度ＴＣを更新する。
【００６４】
ここで排気の熱エネルギは、基本的に内燃機関１００の負荷等の機関運転状態に依存する。そのため、基材３５１の上層に形成された触媒層３５３の温度上昇量ΔＴＣｅｎｇに関しては、例えば機関運転状態に基づいて算出することができる。また基材の３５１の下層に形成された吸着層３５２の温度上昇量ΔＴＡｅｎｇに関しては、触媒層３５３との温度差の影響も受けるので、例えば機関運転状態と触媒層３５３との温度差に基づいて算出することができる。
【００６５】
ステップＳ１０において、電子制御ユニット２００は、マイクロ波の照射を実施していた場合には、マイクロ波の照射を停止してステップＳ９の処理に進み、マイクロ波の照射を実施していなかった場合には、そのままステップＳ９の処理に進む。
【００６６】
以上説明した内燃機関１００の排気通路に設けられる本実施形態による排気後処理装置３３は、排気中の炭化水素を吸着する機能を有する吸着層３５２と、排気流れ方向において吸着層３５２と同位置に配置され、吸着層３５２から脱離した炭化水素を酸化させる酸化機能を有する触媒層３５３と、熱エネルギを発生させる熱エネルギ発生体と、を備えており、熱エネルギ発生体によって発生させた熱エネルギのうち、触媒層３５３に供給される熱エネルギは、吸着層３５２に供給される熱エネルギよりも大きくされる。
【００６７】
これにより、内燃機関１００の冷間始動時など、触媒層３５３の酸化機能を活性化させる必要があるときに熱エネルギ発生体によって熱エネルギを発生させることで、触媒層３５３の昇温速度を、吸着層３５２の昇温速度よりも速くすることができる。そのため、触媒層３５３の温度が脱離温度Ｔｄｅｓよりも高い酸化活性温度Ｔａｃｔ以上になる前に、吸着層３５２の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上になるのを抑制することができる。すなわち、触媒層３５３の酸化機能が活性化する前に、吸着層３５２から炭化水素が脱離する状態になってしまうのを抑制できる。そのため、触媒層３５３の酸化機能が活性化する前の炭化水素の外部排出量を抑制することができる。
【００６８】
本実施形態において、排気後処理装置３３は、触媒層３５３に向けてマイクロ波を照射するためのマイクロ波照射装置３４を備えており、熱エネルギ発生体は、触媒層３５３に含有されてマイクロ波が照射されることによって発熱するマイクロ波吸収体である。これにより、触媒層３５３に含まれているマイクロ吸収体を発熱させ、触媒層３５３を直接的に加熱することができる。そのため、マイクロ波吸収体にマイクロ波を照射することによって発生させた熱エネルギのうち、触媒層３５３に供給される熱エネルギを、吸着層３５２に供給される熱エネルギよりも大きくすることができる。
【００６９】
このとき、吸着層３５２が下層となり、触媒層３５３が上層となるように、吸着層３５２と触媒層３５３とを基材３５１の表面の同位置に層状に形成することで、以下の効果も得ることができる。
【００７０】
すなわち、触媒コンバータ３５の内部において、吸着層３５２が気相（排気）と直接接していないため、吸着層３５２から脱離した炭化水素は、必ず触媒層３５３を介して気相に放出されることになり、直接気相に放出されることがない。したがって、吸着層３５２から脱離した炭化水素が、触媒層３５３で酸化されずに直接的に気相に放出されて、外部に排出されるのを抑制することができる。
【００７１】
また本実施形態による排気後処理装置３３は、熱エネルギ発生体によって発生させる熱エネルギを制御する電子制御ユニット２００（制御装置）を備え、電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度が、吸着層３５２から炭化水素が脱離し始める所定の脱離温度Ｔｄｅｓよりも低い所定の照射開始温度Ｔｍｗ以上のときは、触媒層３５３の温度が、脱離温度Ｔｄｅｓよりも高い温度であって酸化機能が活性化する酸化活性温度Ｔａｃｔ以上になるまで、熱エネルギ発生体によって熱エネルギを発生させるように構成されている。これにより、吸着層３５２の温度が脱離温度Ｔｄｅｓになる前に、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔとなるように制御することができる。
【００７２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、吸着層３５２に吸着された炭化水素を、必要に応じて強制的に吸着層３５２から脱離させるパージ制御を実施する点で、第１実施形態と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【００７３】
内燃機関１００の始動後、吸着層３５２の温度ＴＡが脱離温度Ｔｄｅｓ以上になる前に内燃機関１００が停止されるような運転が繰り返された場合には、吸着層３５２に吸着された炭化水素の量が、吸着層３５２において吸着可能な炭化水素の量の上限値を超えてしまうおそれがある。そうすると、次に内燃機関１００を始動したときに、吸着層３５２に炭化水素を吸着させることができなくなるので、炭化水素の外部排出量が増加するおそれがある。
【００７４】
そこで本実施形態では、例えば内燃機関１００の停止時に、推定吸着量ＱＨＣが所定のパージ開始吸着量Ｑｌｉｍ以上になっていて、炭化水素を酸化させるために必要な酸素が存在している場合には、マイクロ波照射装置３４を駆動してマイクロ波を触媒コンバータ３５に照射することとした。そしてこれにより、触媒コンバータ３５の触媒層３５３に含まれているマイクロ吸収体を発熱させて吸着層３５２を間接的に加熱し、吸着層３５２から強制的に炭化水素を脱離させることとした。
【００７５】
図４は、この本実施形態によるパージ制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを例えば機関停止中に所定の演算周期で繰り返し実行する。
【００７６】
ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、機関停止中であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関停止中であればステップＳ２２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関停止中でなければ今回の処理を終了する。
【００７７】
ステップＳ２２において、電子制御ユニット２００は、停止時照射フラグＦが０に設定されているか否かを判定する。停止時照射フラグＦは、機関停止中にマイクロ波を照射しているときに１に設定されるフラグであって、初期値は０に設定される。電子制御ユニット２００は、停止時照射フラグＦが０に設定されていれば、ステップＳ２３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、停止時照射フラグＦが０に設定されていれば、ステップＳ３０の処理に進む。
【００７８】
ステップＳ２３において、電子制御ユニット２００は、本ルーチンとは別途に機関運転中に随時算出していた吸着層３５２の推定吸着量ＱＨＣを読み込む。
【００７９】
ステップＳ２４において、電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣが、パージ開始吸着量Ｑｌｉｍ以上であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣがパージ開始吸着量Ｑｌｉｍ以上であれば、ステップＳ２５の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣがパージ開始吸着量Ｑｌｉｍ未満であれば、今回の処理を終了する。なおパージ開始吸着量Ｑｌｉｍは、吸着層３５２において吸着可能な炭化水素の量の上限値よりも小さい値である。
【００８０】
ステップＳ２５において、電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成されたテーブル等を参照し、推定吸着量ＱＨＣに基づいて、当該推定吸着量ＱＨＣ分の炭化水素を酸化するために必要な酸素量（以下「要求酸素量」という。）を算出する。
【００８１】
ステップＳ２６において、電子制御ユニット２００は、触媒コンバータ３５の内部酸素量が要求酸素量以上か否かを判定する。なお内部酸素量は、例えば触媒層３５３に酸素吸蔵能力を有する物質（例えばセリア（ＣｅＯ2））が含まれている場合には、触媒層３５３に吸蔵された酸素量とすることができる。また機関停止前の機関運転状態に応じた排気通路内の酸素量とすることもできるし、それらの合計とすることもできる。電子制御ユニット２００は、内部酸素量が要求酸素量以上であれば、ステップＳ２７の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、内部酸素量が要求酸素量未満であれば、今回の処理を終了する。
【００８２】
ステップＳ２７において、電子制御ユニット２００は、マイクロ波照射装置３４を駆動してマイクロ波の照射を実施すると共に、停止時照射フラグＦを１に設定する。これにより、触媒層３５３に含まれているマイクロ吸収体を発熱させて、触媒層３５３を直接的に加熱すると共に、吸着層３５２を間接的に加熱する。
【００８３】
ステップＳ２８において、電子制御ユニット２００は、機関停止前の触媒層３５３の温度ＴＣに、マイクロ波吸収体の発する熱エネルギに起因する単位時間当たりの触媒層３５３の温度上昇量ΔＴＣｍｗを加算して、触媒層３５３の温度ＴＣを更新する。
【００８４】
ステップＳ２９において、電子制御ユニット２００は、機関停止前の吸着層３５２の温度ＴＡに、マイクロ波吸収体の発する熱エネルギに起因する単位時間当たりの吸着層３５２の温度上昇量ΔＴＡｍｗ［℃］を加算して、吸着層３５２の温度ＴＡを更新する。このマイクロ波吸収体の発する熱エネルギに起因する吸着層３５２の温度上昇量ΔＴＡｍｗは、例えば触媒層３５３との温度差に基づいて算出することができる。
【００８５】
ステップＳ３０において、電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度ＴＡが脱離温度Ｔｄｅｓ未満であるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度ＴＡが脱離温度Ｔｄｅｓ未満であれば、ステップＳ２８の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、吸着層３５２の温度ＴＡが脱離温度Ｔｄｅｓ以上であれば、ステップＳ３１の処理に進む。
【００８６】
ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣから、吸着層３５２から脱離する単位時間当たりの炭化水素の脱離量ΔＱＨＣを減算して、推定吸着量ＱＨＣを更新する。なお、吸着層３５２の温度ＴＡが脱離温度Ｔｄｅｓ以上になっているときは、基本的に触媒層３５３の温度も酸化活性温度Ｔａｃｔ以上となっているため、吸着層３５２から脱離した炭化水素は触媒層３５３において酸化される。
【００８７】
ステップＳ３２において、電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣが、所定の照射停止吸着量Ｑｍｉｎよりも大きいか否かを判定する。照射停止吸着量Ｑｍｉｎは、パージ制御を終了する閾値となる吸着量であって、例えばゼロに設定される。電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣが照射停止吸着量Ｑｍｉｎよりも大きければステップＳ２８の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、推定吸着量ＱＨＣが照射停止吸着量Ｑｍｉｎ以下であれば、ステップＳ３３の処理に進む。
【００８８】
ステップＳ３３において、電子制御ユニット２００は、マイクロ波の照射を停止すると共に、停止時照射フラグＦを０に設定する。
【００８９】
以上説明した本実施形態によれば、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００の停止時において、吸着層３５２に吸着された炭化水素の推定吸着量ＱＨＣが所定のパージ開始吸着量Ｑｌｉｍ（第１吸着量）以上であって、触媒層３５３において炭化水素を酸化させるために必要な酸素が存在するときは、推定吸着量ＱＨＣがパージ開始吸着量Ｑｌｉｍよりも小さい所定の照射停止吸着量Ｑｍｉｎ（第２吸着量）になるまで、熱エネルギ発生体によって熱エネルギを発生させるように構成されている。
【００９０】
これにより、内燃機関１００の始動時において、吸着層３５２における炭化水素の吸着量が上限に達して炭化水素が吸着できなくなるのを抑制できる。そのため、内燃機関１００の始動時に炭化水素の排出量が増加するのを抑制することができる。
【００９１】
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、パージ制御時に炭化水素を酸化させるために必要な酸素量が不足している場合には、空気を触媒コンバータ３５に供給することができるようにした点で、第２実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００９２】
図５は、本実施形態による内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。
【００９３】
図５に示すように、本実施形態による内燃機関１００の排気後処理装置３３は、マイクロ波照射装置３４及び触媒コンバータ３５に加えて、空気供給装置３６を備える。
【００９４】
空気供給装置３６は、触媒コンバータ３５よりも排気流れ方向上流側の排気管３２に接続された空気導入管３６１と、空気導入管３６１を介して２次空気（外気）を排気管３２、ひいては触媒コンバータ３５に圧送するためのポンプ３６２と、を備える。
【００９５】
これにより、前述した第２実施形態では、図４のフローチャートのステップＳ２６において、内部酸素量が要求酸素量未満であった場合には、マイクロ波の照射を実施せずにパージ制御を終了させていたが、本実施形態では、このような場合であってもポンプ３６２を駆動して空気を排気管３２に導入することで、パージ制御を実施することができる。
【００９６】
以上説明した本実施形態によれば、排気後処理装置３３は、排気流れ方向において触媒層３５３よりも上流側の排気管３２（排気通路）に空気を供給する空気供給装置３６を備えており、電子制御ユニット２００は、触媒層３５３において炭化水素を酸化させるために必要な酸素が不足しているときは、空気供給装置３６によって排気管３２に空気を供給するように構成されている。
【００９７】
これにより、機関停止時においては、推定吸着量ＱＨＣがパージ開始吸着量Ｑｌｉｍ以上である場合には、常にパージ制御を実施することができる。そのため、機関始動時において、吸着層３５２における炭化水素の吸着量が上限に達して炭化水素が吸着できなくなるのを確実に防止して、機関始動時に炭化水素の排出量が増加するのを防止することができる。
【００９８】
（第４実施形態）
次に本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、排気後処理装置３３の構成が第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００９９】
図６は、本実施形態による内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。
【０１００】
前述した第１実施形態では、触媒層３５３に含まれていたマイクロ波吸収体にマイクロ波を照射し、マイクロ波吸収体を発熱させることで触媒層３５３を加熱していた。
【０１０１】
これに対して本実施形態では、基材３５１を、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）や二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）などの通電されることにより発熱する材料によって形成し、基材３５１に通電して基材３５１を発熱させることで触媒層３５３を加熱する。
【０１０２】
そのために本実施形態による排気後処理装置３３は、触媒コンバータ３５と、基材３５１に通電して基材３５１を発熱させるための電気加熱装置３７と、を備える。
【０１０３】
電気加熱装置３７は、基材３５１に電圧を印可するための一対の電極３７１を備える。一対の電極３７１は、それぞれ電気的に絶縁された状態で基材３５１に電気的に接続されると共に、基材３５１に印加する電圧を調整するための電圧調整回路３７２を介して電気加熱用電源３７３に接続される。電気加熱用電源３７３は、専用の電源であってもよいし、また内燃機関１００が車両に搭載されている場合であれば、車両用のバッテリであってもよい。
【０１０４】
一対の電極３７１を介して基材３５１に電圧を印加して基材３５１に電力を供給することで、基材３５１に電流が流れて基材３５１が発熱する。一対の電極３７１によって基材３５１に印加する電圧は、電子制御ユニット２００によって電圧調整回路３７２を制御することで調整可能であり、例えば電気加熱用電源３７３の電圧をそのまま印加することも、電気加熱用電源３７３の電圧を任意の電圧に調整して印加することも可能である。
【０１０５】
図７は、排気流れ方向に沿った本実施形態による基材３５１の要部拡大図である。
【０１０６】
図７に示すように、基材３５１の表面には、吸着層３５２と、触媒層３５３と、が形成されている。なお本実施形態による触媒層３５３には、マイクロ波吸収体は含まれていない。
【０１０７】
そして本実施形態のように、基材３５１を介して触媒層３５３の加熱を行う場合、基材３５１の発する熱エネルギのうち、触媒層３５３に供給される熱エネルギを、吸着層３５２に供給される熱エネルギよりも大きくするには、基材３５１の表面に触媒層３５３を形成し、触媒層３５３の表面に吸着層３５２を形成する必要がある。すなわち本実施形態では、下層が触媒層３５３となり、上層が吸着層３５２となるように、排気流れ方向において吸着層３５２と触媒層３５３とを同位置に配置し、基材３５１の表面に吸着層３５２と触媒層３５３とを層状に形成している。
【０１０８】
図８は、本実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを例えば機関運転中に所定の演算周期で繰り返し実行する。なお図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ６、及びステップＳ９では、第１実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。
【０１０９】
ステップＳ４１において、電子制御ユニット２００は、基材３５１に対する通電を実施して、基材３５１を発熱させる。
【０１１０】
ステップＳ４２において、電子制御ユニット２００は、触媒層３５３の温度ＴＣに、基材３５１の発する熱エネルギに起因する単位時間当たりの触媒層３５３の温度上昇量ΔＴｅｈｃ［℃］を加算して、触媒層３５３の温度ＴＣを更新する。この基材３５１の発する熱エネルギに起因する触媒層３５３の温度上昇量ΔＴｅｈｃは、例えば予め実験等によって定めた所定値とすることができる。
【０１１１】
ステップＳ４３において、電子制御ユニット２００は、基材３５１に対する通電を実施して場合には、通電を停止してステップＳ８の処理に進み、基材３５１に対する通電を実施していなかった場合には、そのままステップＳ８の処理に進む。
【０１１２】
以上説明した本実施形態によれば、排気後処理装置３３は、基材３５１に通電して基材３５１を発熱させるための電気加熱装置３７を備えており、熱エネルギ発生体は、通電されることによって発熱する基材３５１であり、吸着層３５２及び触媒層３５３は、吸着層３５２が上層となり、触媒層３５３が下層となるように、基材３５１の表面の同位置に層状に形成されている。このように排気後処理装置３３を構成しても、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１３】
（第５実施形態）
次に本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、排気後処理装置３３の構成が第４実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１１４】
図９は、本実施形態による排気後処理装置３３の概略構成図である。図１０は、排気流れ方向に沿った本実施形態による触媒コンバータ３５の基材３５１の要部拡大図である。
【０１１５】
図９及び図１０に示すように、本実施形態による触媒コンバータ３５の基材３５１は、第１発熱部３５１ａと、第１発熱部３５１ａよりも排気流れ方向の下流側に形成された第２発熱部３５１ｂと、第１発熱部３５１ａと第２発熱部３５１ｂとの間に設けられて第１発熱部３５１ａと第２発熱部３５１ｂとを電気的に絶縁する絶縁部３５１ｃと、を備える。
【０１１６】
そして、本実施形態による排気後処理装置３３は、第１発熱部３５１ａ及び第２発熱部３５１ｂに対して、それぞれ独立に電力を供給できるように２つの電気加熱装置３７ａ、３７ｂを備える。電気加熱装置３７ａ、３７ｂの構成は前述した第４実施形態のものと同様であるが、本実施形態では、第２発熱部３５１ｂに対する単位時間当たりの電力供給量が、第１発熱部３５１ａに対する単位時間当たりの電力供給量よりも大きくなるようにしている。
【０１１７】
第２発熱部３５１ｂに対する単位時間当たりの電力供給量を、第１発熱部３５１ａに対する単位時間当たりの電力供給量よりも大きくする方法としては、例えば第２発熱部３５１ｂに電力を供給する電気加熱装置３７ｂの電気加熱用電源３７３ｂを、第１発熱部３５１ａに電力を供給する電気加熱装置３７ａの電気加熱用電源３７３ａよりも高電圧の電源にして、第２発熱部３５１ｂに印可する電圧を第１発熱部３５１ａに印可する電圧よりも高くすることが挙げられる。またこれ以外にも、電気加熱装置３７ａ、３７ｂの電圧調整回路３７２ａ、３７２ｂを電子制御ユニット２００によってそれぞれ制御して、第２発熱部３５１ｂに印可する電圧を第１発熱部３５１ａに印可する電圧よりも高くすることが挙げられる。
【０１１８】
このように、第２発熱部３５１ｂに対する単位時間当たりの電力供給量を、第１発熱部３５１ａに対する単位時間当たりの電力供給量よりも大きくすることで、第２発熱部３５１ｂで発生させる熱エネルギを、第１発熱部３５１ａで発生させる熱エネルギよりも大きくすることができる。
【０１１９】
そして図１０に示すように、本実施形態では、第１発熱部３５１ａの表面に吸着層３５２を形成し、第２発熱部３５１ｂの表面に触媒層３５３を形成し、排気流れ方向において触媒層３５３が吸着層３５２よりも排気流れ方向の下流側に配置されるように、基材３５１に吸着層３５２と触媒層３５３とをそれぞれ別々に形成している。
【０１２０】
これにより、触媒層３５３の昇温速度を、吸着層３５２の昇温速度よりも速くすることができるので、吸着層３５２の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上になる前に、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔまで昇温させることができる。
【０１２１】
以上説明した本実施形態による排気後処理装置３３は、排気中の炭化水素を吸着する機能を有する吸着層３５２と、排気流れ方向において吸着層３５２よりも下流側に配置され、吸着層３５２から脱離した炭化水素を酸化させる酸化機能を有する触媒層３５３と、熱エネルギを発生させる熱エネルギ発生体と、を備えており、熱エネルギ発生体によって発生させた熱エネルギのうち、触媒層３５３に供給される熱エネルギは、吸着層３５２に供給される熱エネルギよりも大きくなっている。
【０１２２】
本実施形態において、排気後処理装置３３は、基材３５１に通電して基材３５１を発熱させるための電気加熱装置３７を備え、熱エネルギ発生体は、通電されることによって発熱する基材３５１である。基材３５１は、第１発熱部３５１ａと、第１発熱部３５１ａよりも排気流れ方向の下流側に形成されて第１発熱部３５１ａよりも発生させる熱エネルギが大きい第２発熱部３５１ｂと、を備えており、吸着層３５２は第１発熱部３５１ａの表面に形成され、触媒層３５３は第２発熱部３５１ｂの表面に形成されている。
【０１２３】
このように排気後処理装置３３を構成しても、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２４】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、排気後処理装置３３の構成が第４実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１２５】
図１１は、本実施形態による排気後処理装置３３の概略構成図である。図１２は、排気流れ方向に沿った本実施形態による触媒コンバータ３５の基材３５１の要部拡大図である。
【０１２６】
図１１及び図１２に示すように、本実施形態による触媒コンバータ３５の基材３５１は、第１発熱部３５１ａと、第１発熱部３５１ａよりも排気流れ方向の下流側に形成された第２発熱部３５１ｂと、を備えており、第２発熱部３５１ｂは、第１発熱部３５１ａよりも抵抗値の低い材料によって構成されている。
【０１２７】
これにより、電気加熱装置３７によって基材３５１に通電することで、第１発熱部３５１ａよりも抵抗値の低い材料によって構成された第２発熱部３５１ｂで発生させる熱エネルギを、第１発熱部３５１ａで発生させる熱エネルギよりも大きくすることができる。
【０１２８】
そのため、図１２に示すように、第１発熱部３５１ａの表面に吸着層３５２を形成し、第２発熱部３５１ｂの表面に触媒層３５３を形成し、排気流れ方向において触媒層３５３が吸着層３５２よりも排気流れ方向の下流側に配置されるように、基材３５１に吸着層３５２と触媒層３５３とをそれぞれ別々に形成することで、触媒層３５３の昇温速度を、吸着層３５２の昇温速度よりも速くすることができる。したがって、吸着層３５２の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上になる前に、触媒層３５３の温度が酸化活性温度Ｔａｃｔまで昇温させることができる。
【０１２９】
このように、第２発熱部３５１ｂを、第１発熱部３５１ａよりも通電時の抵抗が低い部材によって形成して、第２発熱部３５１ｂで発生させる熱エネルギを、第１発熱部３５１ａで発生させる熱エネルギよりも大きくしても、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば上記実施形態は適宜組み合わせることができる。
【０１３１】
また上記の第１実施形態では、同一の基材３５１に層状に吸着層３５２と触媒層３５３とを形成していたが、例えば排気管３２に２つの触媒コンバータ３５に設け、排気流れ方向上流側の触媒コンバータ３５の基材３５１に吸着層３５２を形成すると共に、排気流れ方向下流側の触媒コンバータ３５の基材３５１にマイクロ波吸収体を含む触媒層３５３を形成し、排気流れ方向下流側の触媒コンバータ３５に対してマイクロ波を照射するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１３２】
３４    マイクロ波照射装置
１００    内燃機関
２００    電子制御ユニット（制御装置）
３５１    基材
３５１ａ    第１発熱部
３５１ｂ    第２発熱部
３５２    吸着層
３５３    触媒層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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