(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の排気ガス浄化用の触媒上流側の排気通路に被毒成分を捕集する担体を設置し、この担体によって排気ガス中のＰｂ、Ｍｎ等の被毒成分を捕集することで、触媒金属の被毒劣化を抑制し、触媒の耐久性を向上させることを目的とする。【解決手段】この発明は、内燃機関の排気通路に、触媒と、この触媒の上流側に前記内燃機関から排出された排気ガスが流入し、かつ触媒金属の被毒成分を捕集する担体とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2008025360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に、触媒と、この触媒の上流側に前記内燃機関から排出された排気ガスが流入し、かつ触媒金属の被毒成分を捕集する担体とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記担体は、触媒機能を有さないセラミックハニカム担体から構成されている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。
【請求項３】
前記担体のセル密度は、前記触媒のセル密度よりも低くする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。
【請求項４】
前記担体に捕集された触媒金属の被毒成分の堆積量が設定された堆積量を超えた場合には、前記担体を交換する時期がきたことを表示する表示装置を備えている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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の排気浄化装置に係り、特に、排気ガス中のＰｂ、Ｍｎ等の被毒成分を捕集することで、ハニカム担体の目詰まりや触媒金属の被毒劣化を抑制し、触媒の耐久性を向上させることができる内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガス中の有害成分を除去する排気浄化装置は、排気通路に触媒を備えている。触媒は、基材のウォッシュコート層に担持させた触媒金属（Ｐｔ：白金、Ｐｄ：パラジウム、Ｒｈ：ロジウム）の働きにより、排気ガス中の有害成分であるＨＣ（未燃焼炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化することができる。
しかし、有鉛や添加剤等でＰｂ（鉛）、Ｍｎ（マンガン）等を含んだ燃料を使用した場合には、Ｐｂ、Ｍｎを含む化合物粒子が被毒成分として触媒金属上に付着・堆積し、その働きを妨げ、触媒の浄化性能を著しく低下させる不具合が生じる。
【０００３】
このような不都合に対処する内燃機関の排気浄化装置には、触媒の排ガス流入側端面から一定長さの上流側範囲の触媒金属担持量を、ゼロまたは下流側範囲の触媒金属担持量よりも少なくし、この上流側範囲の部分に被毒成分を付着させることで、下流側範囲の触媒金属の被毒劣化を抑制する技術がある。
【特許文献１】特開２００５−１３１５５１号公報
【０００４】
また、内燃機関の排気浄化装置には、表面に触媒を担持させたセラミック担体の排気ガス流れの上流側に、排気ガス中の触媒金属被毒成分を吸着するトラップ成分を担持させたトラップ層を設け、このトラップ層に触媒金属被毒成分を捕集させることで、トラップ層よりも下流側の触媒金属の被毒劣化を抑制する技術がある。
【特許文献２】特開２００２−１７２３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１に開示される内燃機関の排気浄化装置においては、触媒の上流側範囲の触媒金属担持量をゼロまたは下流側範囲よりも少なくした部分に被毒成分を付着させ、下流側範囲の触媒金属の被毒劣化を抑制している。この排気浄化装置は、触媒の上流側範囲に被毒成分が堆積した場合に、堆積量が所定量になると排気ガス流速が大きくなった時に、排気ガスと共に被毒成分が自然に外部に放出されるとしている。
しかしながら、この排気浄化装置は、排気ガスの流速によって触媒に堆積した被毒物質を自然に外部に放出させているので、被毒成分の堆積物が放出所定量に達する過程で起こり得る、堆積量の増加による触媒の開口部面積の減少（目詰まり）に対して、十分な解決方法とならない問題がある。また、この排気浄化装置は、被毒成分の堆積量が所定量に達しても、堆積物が放出されずに堆積し続け、触媒の開口部が閉塞状態に至った場合に、最終的に触媒自体を交換しなければならないという問題がある。
【０００６】
この発明の目的は、排気ガス浄化用の触媒の上流側に設置した担体により、排気ガス中のＰｂ、Ｍｎ等の被毒成分を捕集することで、ハニカム担体の目詰まりや触媒金属の被毒劣化を抑制し、触媒の耐久性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、内燃機関の排気通路に、触媒と、この触媒の上流側に前記内燃機関から排出された排気ガスが流入し、かつ触媒金属の被毒成分を捕集する担体とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の内燃機関の排気浄化装置は、触媒よりも上流側に、排気ガス中に含まれる触媒金属が被毒するような物質を捕集する専用の担体を設けたので、簡単な構造により触媒金属が被毒するのを防ぐことが可能であり、ハニカム担体の目詰まりや触媒金属の被毒劣化を抑制し、触媒の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の内燃機関の排気浄化装置は、触媒よりも上流側に触媒金属の被毒成分を捕集する専用の担体を設けることによって、触媒金属の被毒を防止するものである。
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
図１・図２は、この発明の実施例を示すものである。図１は排気浄化装置のシステム構成図、図２は担体の交換時期判定のフローチャートである。
図１において、１は車両に搭載された内燃機関、２は吸気通路、３は排気通路、４は排気浄化装置である。排気浄化装置４は、内燃機関１の排気通路３に、触媒５と、この触媒５の上流側に担体６とを備えている。触媒５は、セラミック等の基材の表面に担持させた触媒金属の働きにより、排気ガス中の有害成分であるＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを浄化する。担体６は、内燃機関２から排出された排気ガスが流入し、かつ触媒金属の被毒成分を捕集する。
前記担体６は、触媒機能を有さないセラミックハニカム担体から構成されている。担体６のセル密度は、触媒５のセル密度よりも低くする。言い換えると、担体６の開口部面積は、触媒５の開口部面積よりも広くする。
この排気浄化装置４は、担体６の上流側の排気通路３の圧力（上流側圧力）を検出する第１圧力センサ７を設け、担体６の下流側であって触媒５の上流側の排気通路３の圧力（下流側圧力）を検出する第２圧力センサ８を設けている。第１・第２圧力センサ７・８は、制御部９に接続されている。制御部９には、内燃機関１のエンジン回転数、吸気通路２の圧力（吸気負圧）、スロットル弁のスロットル開度、排気ガス中の酸素濃度、排気ガスの温度（排気温度）、車両の速度（車速）等の各種信号を入力する各種センサ１０が接続されている。
制御部９は、内部に判定手段１１、測定手段１２、比較手段１３を備え、外部に表示装置である表示灯１４を接続している。判定手段１１は、各種センサ１０から入力する各種信号により担体６の被毒成分堆積量の測定開始条件が成立するか否を判定する。測定手段１２は、判定手段１１により測定開始条件が成立すると判定された場合に、担体６の被毒成分堆積量を測定する。被毒成分堆積量は、第１・第２圧力センサ７・８から入力する担体６に対して上流側圧力と下流側圧力との差から求められる。
比較手段１３は、測定手段１２により測定された被毒成分堆積量と、予め設定された堆積量とを比較し、被毒成分堆積量が設定された堆積量を超える場合に表示灯１４に担体６を交換する時期がきたことを表示させる信号を出力する。表示灯１４は、担体６に捕集された触媒金属の被毒成分の堆積量が設定された堆積量を超えた場合には、担体６を交換する時期がきたことを表示する。この表示灯１４は、点灯により担体６の交換時期がきたことを表示し、運転者に通知することができる。
【００１１】
次に、この実施例の作用を説明する。
内燃機関１の排気浄化装置４は、排気通路３に、触媒５と、この触媒５の上流側に内燃機関１から排出された排気ガスが流入し、かつ触媒金属の被毒成分を捕集する担体６とを備えている。内燃機関１から排出された排気ガス中の被毒成分は、まず、上流側に設置した被毒成分捕集用の触媒機能を有さないセラミックハニカム担体から構成され担体６を通過し、担体表面に吸着または付着する。その後、排気ガスは、触媒５を通過してＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを浄化される。
このため、この排気浄化装置４は、上流側の担体６により排気ガス中の被毒成分を除去してから下流側に設置した触媒５に排気ガスを流入させるので、簡単な構造により触媒金属が被毒するのを防ぐことが可能であり、触媒金属の被毒劣化を抑制することができ、触媒５の耐久性を向上させることができる。また、この排気浄化装置４は、上流側の被毒成分捕集用の担体６に触媒金属を保持させていないため、担体６への被毒成分の吸着および付着量が増加しても、排気ガス浄化性能への影響はない。
また、担体６上の被毒成分堆積量が増加した場合には、担体６の開口部面積が堆積物により減少することになる。この排気浄化装置４は、担体６のセル密度を下流側に設置した触媒５のセル密度よりも低くし、あらかじめ担体６の開口部面積を広くしているので、被毒成分堆積量の増加による開口部面積減少の影響を最小限に抑えることができる。
前記担体６は、触媒機能を有さないセラミックハニカム担体から構成されていることにより、被毒により排気ガス浄化性能に影響を与えることはない。この担体６のセル密度は、触媒５のセル密度と比較して低い（開口部面積が広い）ので、被毒成分の堆積量が増加しても目詰まりを起こす頻度が低く、メンテナンス性の向上に貢献することができる。
【００１２】
さらに、この排気浄化装置４は、図２に示すように、制御部９によって運転者に担体５を交換する時期がきたことを通知することができる。
排気浄化装置４は、図２において、プログラムがスタートすると（Ｓ１）、各種センサ１０からエンジン回転数、吸気負圧、スロットル開度、酸素濃度、排気温度、車速、上流側圧力、下流側圧力等の各種信号を取り込み（Ｓ２）、担体６の被毒成分堆積量の測定開始条件が成立するか否を判定する（Ｓ３）。
この判断（Ｓ３）がＮＯの場合は、各種信号の取り込み（Ｓ２）に戻る。この判断（Ｓ３）がＹＥＳの場合は、被毒成分堆積量を測定し（Ｓ４）、測定された被毒成分堆積量が設定された堆積量を超えて、担体５を交換する時期がきたか否かを判断する（Ｓ５）。
この判断（Ｓ５）がＹＥＳの場合は、表示灯１４を点灯して担体６を交換する時期がきたことを表示させ（Ｓ６）、プログラムをエンドにする（Ｓ７）。この判断（Ｓ６）がＮＯの場合は、プログラムをエンドにする（Ｓ７）。
このように、この排気浄化装置４は、担体６の交換時期が来た場合に、速やかに交換を促すための表示装置１４を備えているので、担体６上の被毒成分堆積量を検知し、被毒成分が大量に担体６の閉口部に堆積し、閉塞状態に到る前に、担体６の交換時期であることを表示することができる。
このため、この排気浄化装置４は、運転に支障が生ずる前に、確実に運転者に知らせることができる。この際、排気浄化装置４は、担体６の下流側に設置した触媒５の被毒劣化は抑制されているため、担体６のみを交換することで、必要な排気ガス浄化性能を回復することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
この発明の内燃機関の排気浄化装置は、触媒の上流側の排気通路に被毒成分捕集用の担体を設置し、触媒金属の被毒劣化を抑制して触媒の耐久性を向上させるものであり、石油ファンヒータの燃焼ガス排出経路に、被毒成分捕集用の担体を装着することで、有害物質であるＰｂの放出を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例を示す内燃機関の排気浄化装置のシステム構成図である。
【図２】排気浄化装置の担体の交換時期判定のフローチャートである。
【符号の説明】
【００１５】
１  内燃機関
２  吸気通路
３  排気通路
４  排気浄化装置
５  触媒
６  担体
７  第１圧力センサ
８  第２圧力センサ
９  制御部
１０  各種センサ
１１  判定手段
１２  測定手段
１３  比較手段
１４  表示灯
【図１】
2008025360.tif 000003
【図２】
2008025360.tif 000004