(57)【要約】【課題】冷機始動直後にＨＣの排出を抑制する排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】第１マニ触媒５よりも下流側に第２マニ触媒６を設け、床下触媒３が不活性状態であり、第２マニ触媒６の温度が所定温度よりも低い場合には、バイパスバルブ４を閉じて全排気ガスを第２排気通路２に導入し、床下触媒３が不活性状態であり、第２マニ触媒６の温度が所定温度以上である場合には、バイパスバルブ４を開いて排気ガスを直接床下触媒３に導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置において、
前記内燃機関から排出された前記排気ガスが流れる第１排気通路と、
前記第１排気通路に設けた第１触媒と、
前記第１触媒よりも上流側の前記第１排気通路に設けられ、前記第１排気通路を遮断可能な遮断手段と、
前記遮断手段よりも上流側で前記第１排気通路から分岐し、前記遮断手段よりも下流側で前記第１排気通路に合流する第２排気通路と、
前記第２排気通路に設けた第２触媒と、
前記第２触媒よりも下流側の前記第２排気通路に設けた第３触媒と、
前記第３触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記第１触媒の活性状態を判定する活性状態判定手段と、
前記第１触媒が不活性状態であり、前記第３触媒の温度が第１所定温度よりも低い場合に前記遮断手段によって前記第１排気通路を遮断し、前記第１触媒が不活性状態であり、前記第３触媒の温度が前記第１所定温度よりも高い場合に前記遮断手段によって前記第１排気通路を開く切替手段と、を備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記第３触媒は、ＨＣトラップ触媒であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記活性状態検出手段は、前記第１触媒の温度を検出し、検出した温度が第２所定温度よりも低い場合に前記第１触媒が不活性状態であると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記遮断手段によって前記第１排気通路を開く場合に、前記内燃機関における燃料噴射タイミングをリタードさせることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の排気ガス浄化装置。
【請求項５】
前記遮断手段によって前記第１排気通路を開く場合に、空燃比をリーンとすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの下流側に第１の三元触媒コンバータと第２の三元触媒コンバータとを配置するものが特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の発明においては、炭化水素（ＨＣ）の排出を抑制するために排気中のＨＣをトラップし、またトラップしたＨＣを脱離することが可能なＨＣトラップ触媒をさらに設けることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６４７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＨＣトラップ触媒は、ＨＣトラップ触媒の温度が約１５０℃以上となるとトラップしたＨＣを脱離する。また、第２の三元触媒コンバータは温度が約３００℃以上となると活性状態となり、排気ガス中に含まれるＨＣ、酸化炭素（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）を効率よく浄化することができる。
【０００６】
ＨＣトラップ触媒を第２の三元触媒コンバータよりも上流側に設けると、例えば冷機始動時において、第２の三元触媒コンバータが不活性状態であり、ＨＣトラップ触媒の温度が約１５０℃よりも低い場合には、排気ガス中のＨＣはＨＣトラップ触媒においてトラップされる。その後、ＨＣトラップ触媒の温度が上昇し、約１５０℃となるとトラップしたＨＣがＨＣトラップ触媒から脱離する。しかし、第２の三元触媒コンバータが不活性状態である場合には、ＨＣトラップ触媒から脱離したＨＣを効率よく浄化することができない。そのため浄化されなかったＨＣが排気ガス浄化装置から外部へ排出される、といった問題点がある。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、第２の三元触媒コンバータが不活性状態である場合に、第２の三元触媒コンバータよりも下流側にＨＣを含んだガスが排出されること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】
【０００８】
本発明は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置において、内燃機関から排出された排気ガスが流れる第１排気通路と、第１排気通路に設けた第１触媒と、第１触媒よりも上流側の第１排気通路に設けられ、第１排気通路を遮断可能な遮断手段と、遮断手段よりも上流側で第１排気通路から分岐し、遮断手段よりも下流側で第１排気通路に合流する第２排気通路と、第２排気通路に設けた第２触媒と、第２触媒よりも下流側の第２排気通路に設けた第３触媒と、第３触媒の温度を検出する温度検出手段と、第１触媒の活性状態を判定する活性状態判定手段と、第１触媒が不活性状態であり、第３触媒の温度が第１所定温度よりも低い場合に遮断手段によって第１排気通路を遮断し、第１触媒が不活性状態であり、第３触媒の温度が第１所定温度よりも高い場合に遮断手段によって第１排気通路を開く切替手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、例えば冷機始動時などに第１触媒の下流にＨＣを含んだ排気ガスが排出されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における排気ガス浄化装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の排気ガス浄化制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態の構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の排気ガス浄化装置の概略ブロック図である。
【００１２】
本実施形態の排気ガス浄化装置は、第１排気通路１と、第２排気通路２と、床下触媒（第１触媒）３と、バイパスバルブ（遮断手段）４と、第１マニ触媒（第２触媒）５と、第２マニ触媒（第３触媒）６と、コントローラ（切替手段）１０とを備える。
【００１３】
第１排気通路１は、エンジン（内燃機関）７から排出される排気ガスを外部へ導く。第１排気通路１は、排気ガスの流れ方向の上流側から順にバイパスバルブ４と床下触媒３とを備える。第１排気通路１は、バイパスバルブ４よりも上流の分岐点で第２排気通路２に分岐し、バイパスバルブ４よりも下流の合流点で第２排気通路２と合流する。以下において、分岐点と合流点との間に位置する第１排気通路１をバイパス通路８と称する。つまり、バイパスバルブ４はバイパス通路８に設けられる。また、第１排気通路１は、床下触媒３の直上流に排温センサ２２を備える。
【００１４】
バイパスバルブ４は、アクチュエータ（図示せず）によって動作し開閉する。この動作によりバイパス通路８は開閉する。つまりバイパスバルブ４はバイパス通路８を遮断可能であり、バイパスバルブ４が開いている場合には排気ガスは主にバイパス通路８を流れ、バイパスバルブ４が閉じている場合には全排気ガスは第２排気通路２を流れる。
【００１５】
第２排気通路２は、第１排気通路１から分岐し、エンジン７の近傍を通る通路である。第２排気通路２は排気ガスの流れ方向の上流側から順に第１マニ触媒５と、第２マニ触媒６とを備える。第２排気通路２にはバイパスバルブ４の開閉状態にかかわらず排気ガスが流れる。特に、バイパスバルブ４が閉じて、バイパス通路８が遮断されている場合には、排気ガスの全流量が第２排気通路２を流れる。
【００１６】
床下触媒３は、エンジン７から比較的遠い第１排気通路１に設けられ、例えば床下に設けられる。床下触媒３は、三元触媒である。三元触媒は、ＨＣ及びＣＯの酸化とＮＯｘの還元を同時に行って、排気ガスを浄化する触媒である。なお、床下触媒３は、三元触媒に限られることはなく、三元触媒と吸蔵型ＮＯｘ触媒とを組み合わせた複数の触媒で構成しても良い。
【００１７】
第１マニ触媒５は、第２排気通路２に設けられ、エンジン７に比較的近い箇所に設けられる。第１マニ触媒５は、三元触媒であり、床下触媒３と同様である。第１マニ触媒５は、床下触媒３よりも容量が小さい。容量が小さい第１マニ触媒５をエンジン７に近い箇所に設けることで、例えば冷機始動時に第１マニ触媒５を素早く暖めることができる。そのため、冷機始動時にも排気ガスを浄化することができる。
【００１８】
第２マニ触媒６は、第１マニ触媒５よりも下流の第２排気通路２に設けられる。第２マニ触媒６は、ＨＣトラップ触媒であり、排気ガス中のＨＣをトラップし、またトラップしたＨＣを脱離する。
【００１９】
コントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭなどから構成される。ＣＰＵはＲＯＭなどに記憶されたプログラムに基づいて各演算処理を実行する。
【００２０】
コントローラ１０は、各センサからの信号に基づいてエンジン７への燃料噴射量、燃料噴射のタイミングなどを制御する。また、コントローラ１０は、排温センサ２２によって検出した温度に基づいて、アクチュエータ（図示せず）に指示を与えてバイパスバルブ４を開閉する。
【００２１】
次に実施形態における排気ガス浄化制御について図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２２】
ステップＳ１では、エンジン７が始動すると排温センサ２２によって温度を検出する。
【００２３】
ステップＳ２では、床下触媒３が活性状態であるかどうか判定する。そして、床下触媒３が活性状態である場合には本制御を終了する。一方、床下触媒３が不活性状態である場合にはステップＳ３へ進む。本実施形態では床下触媒３の活性状態を排温センサ２２によって検出した温度に基づいて判定する。排温センサ２２によって検出した温度が触媒活性温度（第２所定温度）以上である場合には床下触媒３が活性状態であると判定する。一方、排温センサ２２によって検出した温度が触媒活性温度よりも低い場合には床下触媒３が不活性状態であると判定する。触媒活性温度は床下触媒３が活性状態となる温度であり、例えば３００℃である（ステップＳ２が活性状態判定手段を構成する）。
【００２４】
ステップＳ３では、排温センサ２２によって検出した温度から第２マニ触媒６の温度を推定する。第２マニ触媒６の温度は排温センサ２２によって検出した温度に基づいて予め設けたマップなどにより推定する。なお、第２マニ触媒６の温度を直接検出しても良い（ステップＳ３が温度検出手段を構成する）。
【００２５】
ステップＳ４では、推定した温度が所定温度（第１所定温度）よりも高いかどうか判定する。そして、推定した温度が所定温度以上である場合には、第２マニ触媒６からＨＣが脱離するおそれがあるのでステップＳ７へ進む。一方、推定した温度が所定温度よりも低い場合にはステップＳ５へ進む。所定温度は第２マニ触媒６からＨＣから脱離する温度であり、例えば１５０℃である。
【００２６】
ステップＳ５では、バイパスバルブ４を閉じる。これにより、排気ガスの全流量が第２排気通路２に流入する。排気ガスのＨＣの一部は第１マニ触媒５によって浄化され、排気ガス中のＨＣの大部分は第２マニ触媒６によってトラップされる。
【００２７】
ステップＳ６では、排温センサ２２によって温度を検出し、第２マニ触媒６の温度を再度推定する。そして、ステップＳ３へ戻り、上記制御を繰り返す。第２マニ触媒６の温度を推定する方法としてはステップＳ３と同じ方法によって行う。
【００２８】
ステップＳ７では、バイパスバルブ４を開き、バイパス通路８を介して排気ガスを床下触媒３に直接導入する。バイパスバルブ４が閉じている場合には、第２マニ触媒６からトラップしたＨＣが脱離するおそれがあるので、バイパスバルブ４を開いて第２マニ触媒６へ流入する排気ガスの流量を少なくする。これにより、第２マニ触媒６からＨＣが脱離することを抑制し、ＨＣが床下触媒３に流入することを抑制することができる。
【００２９】
なお、バイパスバルブ４を開いてから、燃料噴射タイミングをリタードしても良い。これにより、排気ガスの温度を高くし、床下触媒３を素早く活性状態とし、床下触媒３において素早くＨＣを浄化することができる。
【００３０】
また、バイパスバルブ４を開いてから、空燃比をリーンとしても良い。これにより、排気ガスに含まれるＨＣを低減することができる。また、第２マニ触媒６から脱離するＨＣの浄化率を高めることができる。
【００３１】
本発明の実施形態の効果について説明する。
【００３２】
第１マニ触媒５よりも下流側の第２排気通路２に第２マニ触媒６を備え、排気ガス中のＨＣをトラップ可能とする。床下触媒３が不活性状態であり、第２マニ触媒６の温度が所定温度よりも低い場合には、バイパスバルブ４を閉じて排気ガス中のＨＣを第２マニ触媒６にトラップさせる。これにより、ＨＣを含んだ排気ガスが排気ガス浄化装置から外部へ排出されることを抑制することができる。また、床下触媒３が不活性状態であり、第２マニ触媒６の温度が所定温度以上となると、バイパスバルブ４を開いて、第２マニ触媒６でトラップしたＨＣが脱離することを抑制する。これにより、第２マニ触媒６にトラップしたＨＣが床下触媒３に流入することを抑制し、ＨＣを含んだ排気ガスが排気ガス浄化装置から外部へ排出されることを抑制することができる。
【００３３】
第２マニ触媒６からＨＣが脱離する場合に、バイパスバルブ４を開いて床下触媒３に排気ガスを直接導入することで、床下触媒３を素早く活性状態とし、第２マニ触媒６から脱離するＨＣを浄化することができる。
【００３４】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
１      第１排気通路
２      第２排気通路
３      床下触媒３（第１触媒）
４      バイパスバルブ（遮断手段）
５      第１マニ触媒（第２触媒）
６      第２マニ触媒（第３触媒）
７      エンジン（内燃機関）
８      バイパス通路
１０    コントローラ（切替手段）
２２    排温センサ
Ｓ２    活性状態判定手段
Ｓ３    温度検出手段
【図１】
2010174642.tif 000003
【図２】
2010174642.tif 000004