(57)【要約】【課題】排気ガス中のＨＣをコンパクトな構成で効果的に浄化する。【解決手段】本発明の排気ガス浄化装置１は、ＨＣ吸着材を担持する上流側担体１１と、この上流側担体１１に対し排気ガスの流れ方向下流側に位置して上記三元触媒を担持する下流側担体１２とを備える。上記上流側担体１１は、その内部のＨＣ吸着材の温度がＨＣの脱離開始温度Ｔａよりも低いときに、上記ＨＣ吸着材の担持部（１１ａ）を排ガス流路上に配置した第１の状態に維持される一方、上記ＨＣ吸着材が上記脱離開始温度Ｔａまで昇温すると、上記ＨＣ吸着材の担持部（１１ａ）を排ガス流路上から退避させた第２の状態に変位する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＣを含む排気ガス中の特定成分を酸化または還元する三元触媒と、排気ガスの低温時にＨＣを吸着するＨＣ吸着材とにより排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化装置であって、
上記ＨＣ吸着材を担持する上流側担体と、この上流側担体に対し排気ガスの流れ方向下流側に位置して上記三元触媒を担持する下流側担体とを備え、
上記上流側担体は、その内部のＨＣ吸着材の温度がＨＣの脱離開始温度よりも低いときに、上記ＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路上に配置した第１の状態に維持される一方、上記ＨＣ吸着材が上記脱離開始温度まで昇温すると、上記ＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路上から退避させた第２の状態に変位するように構成されたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載の排気ガス浄化装置において、
上記下流側担体内の三元触媒が上記脱離開始温度よりも高い第１の所定温度まで昇温したときに、上記上流側担体が上記第１の状態に変位するように構成されたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項２記載の排気ガス浄化装置において、
上記上流側担体内のＨＣ吸着材が上記第１の所定温度よりもさらに高い第２の所定温度まで昇温したときに、上記上流側担体が上記第２の状態に変位するように構成されたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置において、
上記上流側担体が、排ガス流路と略平行な支軸を中心に回転可能に支持された略円柱状のハニカム構造体からなり、この上流側担体を断面視で２分割した２つの領域のうちの一方側に上記ＨＣ吸着材の担持部が設けられており、上記上流側担体が軸心回りに回転するのに応じて、上記ＨＣ吸着材の担持部が排ガス流路上に配置されまたはそこから退避するように構成されたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項５】
請求項４記載の排気ガス浄化装置において、
上記上流側担体に設定された２つの領域のうち、上記ＨＣ吸着材の担持部が設けられた側とは反対側の領域に三元触媒の担持部が設けられたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＣを含む排気ガス中の特定成分を酸化または還元する三元触媒と、排気ガスの低温時にＨＣを吸着するＨＣ吸着材とにより排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジン等の内燃機関から排出される排気ガスを浄化するための触媒として、アルミナや酸素吸蔵材等に所定の触媒金属を担持させた三元触媒が広く用いられている。しかしながら、三元触媒は、排気ガスがある程度高温になって触媒の活性化が進んだ状態でないとその浄化性能を十分に発揮することができず、このような三元触媒を単体で用いた場合には、特に冷間始動時において比較的多く排出されるＨＣを効果的に浄化することができない。
【０００３】
そこで、最近では、三元触媒が活性化していないエンジンの冷間時にＨＣを吸着してその外部流出を抑制すべく、上述した三元触媒に加えて、所定の温度域内で排気ガス中のＨＣ成分を吸着することが可能なＨＣ吸着材を排気通路上に設けることが行われている（例えば下記特許文献１参照）。なお、上記ＨＣ吸着材としては、ゼオライトが広く用いられている。
【０００４】
また、排気ガス浄化装置の分野では、従来から、量や成分等の異なる複数の触媒を用意し、これらを触媒の温度に応じて使い分けることが考案されている。例えば下記特許文献２には、エンジンの下流側に、主排気管と、この主排気管からバイパスしたバイパス管とを設け、このうちバイパス管の途中部に、低温活性型の第１触媒コンバータを配設するとともに、もう一方の主排気管の途中部に、高温活性型の第２触媒コンバータを配設した構造が開示されている。そして、触媒温度が低いエンジンの冷間時には、排気ガスをパイパス管側に流して低温活性型の第１触媒コンバータにより排気ガスの浄化を行う一方、触媒温度が高いエンジンの温間時には、排気ガスを主排気管側に流して高温活性型の第２触媒コンバータにより排気ガスの浄化を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３３９７３７号公報
【特許文献２】特開平８−１８９３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように、ＨＣ吸着材と三元触媒とを併用した場合には、三元触媒が活性化していないエンジンの冷間時にＨＣ吸着材でＨＣを吸着することにより、低温時におけるＨＣの外部流出をある程度抑制することが可能である。しかしながら、ゼオライトに代表される上記ＨＣ吸着材では、１５０℃〜２００℃程度でＨＣの脱離が始まり、この脱離開始温度は、上記三元触媒に含まれるＰｔやＰｄ等の触媒金属の活性化温度（約２５０℃程度）よりも低いのが現実である。したがって、上記ＨＣ吸着材が脱離開始温度に達してから、上記三元触媒が十分に活性化される温度（触媒活性化温度）に達するまでの間は、ＨＣ吸着材から脱離し始めたＨＣを十分に浄化することができず、ＨＣの浄化率が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
一方、上記特許文献２のように、適応温度範囲の異なる触媒コンバータを主排気管およびパイパス管にそれぞれ設け、いずれの排気管に排気ガスを流すかを触媒温度に応じて切り替えるようにした場合には、触媒を温度により使い分けてその浄化性能をより効率よく発揮させることができるものの、排気管として主排気管およびパイパス管からなる２種類の排気管を設ける必要があるため、装置の大型化を招き易いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、排気ガス中のＨＣをコンパクトな構成で効果的に浄化することが可能な排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、ＨＣを含む排気ガス中の特定成分を酸化または還元する三元触媒と、排気ガスの低温時にＨＣを吸着するＨＣ吸着材とにより排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化装置であって、上記ＨＣ吸着材を担持する上流側担体と、この上流側担体に対し排気ガスの流れ方向下流側に位置して上記三元触媒を担持する下流側担体とを備え、上記上流側担体は、その内部のＨＣ吸着材の温度がＨＣの脱離開始温度よりも低いときに、上記ＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路上に配置した第１の状態に維持される一方、上記ＨＣ吸着材が上記脱離開始温度まで昇温すると、上記ＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路上から退避させた第２の状態に変位するように構成されたことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００９】
本発明によれば、上流側担体に担持されたＨＣ吸着材の温度が脱離開始温度よりも低いときに、このＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路上に配置してＨＣを十分に吸着しつつ、上記ＨＣ吸着材が脱離開始温度まで昇温してＨＣの脱離が始まった時点で、上記ＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路上から退避させることにより、その時点で未だ十分に活性化されていない下流側担体内の三元触媒に上記脱離したＨＣが流れ込んでしまうのを有効に回避できるため、三元触媒の活性化が完了するまでＨＣの流出をより効率よく防止してその浄化率を効果的に向上させることができるという利点がある。
【００１０】
しかも、ＨＣ吸着材を担持した上流側担体の配置状態を温度に応じて変化させることにより、ＨＣの流出をより効率よく防止するようにした上記構成によれば、例えばこれと同様の効果を得るためにバイパス管等の別の排気管を増設して排気ガスの流れを切り替えるようにした場合と異なり、よりコンパクトな構成で排気ガス中のＨＣを効果的に浄化できるという利点がある。
【００１１】
本発明においては、上記下流側担体内の三元触媒が上記脱離開始温度よりも高い第１の所定温度まで昇温したときに、上記上流側担体が上記第１の状態に変位するように構成されることが好ましい（請求項２）。
【００１２】
この構成によれば、例えば第１の所定温度を三元触媒の活性化温度（触媒活性化温度）に設定することにより、下流側担体内の三元触媒が十分に活性化された状態で、上記上流側担体におけるＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路上に配置してそこからＨＣを脱離させることができ、この脱離したＨＣを、活性化が完了した上記下流側担体内の三元触媒によって十分に浄化できるという利点がある。
【００１３】
さらには、上記上流側担体内のＨＣ吸着材が上記第１の所定温度よりもさらに高い第２の所定温度まで昇温したときに、上記上流側担体が上記第２の状態に変位するように構成されることが好ましい（請求項３）。
【００１４】
この構成によれば、例えば第２の所定温度をＨＣ吸着材の耐熱温度以下に設定することにより、上記ＨＣ吸着材が高温になり過ぎて劣化し始める前に、このＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路上から退避させることができ、ＨＣ吸着材の熱劣化を効果的に防止してその耐久性をより向上させることができるという利点がある。
【００１５】
また、本発明においては、上記上流側担体が、排ガス流路と略平行な支軸を中心に回転可能に支持された略円柱状のハニカム構造体からなり、この上流側担体を断面視で２分割した２つの領域のうちの一方側に上記ＨＣ吸着材の担持部が設けられており、上記上流側担体が軸心回りに回転するのに応じて、上記ＨＣ吸着材の担持部が排ガス流路上に配置されまたはそこから退避するように構成されることが好ましい（請求項４）。
【００１６】
この構成によれば、上流側担体を軸回りに回転させるだけの簡単かつコンパクトな構成で、ＨＣ吸着材の担持部を排ガス流路に対し出没させて排気ガス中のＨＣを効率よく浄化できるという利点がある。
【００１７】
またこの場合、上記上流側担体に設定された２つの領域のうち、上記ＨＣ吸着材の担持部が設けられた側とは反対側の領域に三元触媒の担持部が設けられることが好ましい（請求項５）。
【００１８】
この構成によれば、上記上流側担体が第２の状態に変位してＨＣ吸着材の担持部が排ガス流路上から退避した状態で、その反対側の三元触媒の担持部を排ガス流路上に配置することができるため、特に排気ガスの高温時における浄化率を効果的に向上させることができる等の利点がある。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の排気ガス浄化装置によれば、排気ガス中のＨＣをコンパクトな構成で効果的に浄化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態にかかる排気ガス浄化装置１の概略構成を示している。本図に示される排気ガス浄化装置１は、エンジン本体２の排気ポートから延びる排気管３の途中部に設けられている。排気管３は、排気ガス浄化装置１の上流側に位置する第１排気管３ａと、排気ガス浄化装置１の下流側に位置する第２排気管３ｂとを有しており、上記エンジン本体２から上記第１排気管３ａを通じて下流側に流れる排気ガスが、上記排気ガス浄化装置１に導入されて浄化処理された後に、その下流側の第２排気管３ｂを通って外部に排出されるようになっている。
【００２１】
上記排気ガス浄化装置１は、上記第１排気管３ａおよび第２排気管３ｂの間に設置されたケーシング５と、このケーシング５の内部に配設された上流側担体１１および下流側担体１２とを備えている。上記ケーシング５は、略中空円筒状に形成された上流側ケーシング６および下流側ケーシング７を有しており、これら両ケーシング６，７がその軸心を互いにオフセットさせた状態で連結されることにより構成されている。そして、これら両ケーシング６，７のうち、排気ガスの流れ方向上流側に位置する上流側ケーシング６の内部に上記上流側担体１１が配設されるとともに、流れ方向下流側に位置する下流側ケーシング７の内部に上記下流側担体１２が配設されている。
【００２２】
上記下流側担体１２は、所定厚みをもった円柱状のハニカム構造体からなり、その内部には、格子状の隔壁により区画形成された多数のセル（通路）が形成されている。各セルの内壁には、排気ガス中に含まれるＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）の各成分を酸化または還元して無害化することが可能な三元触媒の薄層がコーティングされており、上記下流側担体１２の内部セルを排気ガスが通過することにより、この排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの各成分が上記三元触媒と接触して浄化されるようになっている。なお、図中において下流側担体１２に「ＴＷＣ」と表記されているのは、下流側担体１２の内部に三元触媒がコーティングされていることを示している。また、上記三元触媒としては、例えば、アルミナと、Ｃｅを含有する酸化物からなる酸素吸蔵材と、これらアルミナおよび酸素吸蔵材に担持されるＰｄやＲｈ等の触媒貴金属とを含有した従来周知の三元触媒を好適に使用することができる。
【００２３】
上記上流側担体１１は、上記下流側担体１２と同様、所定厚みをもった円柱状のハニカム構造体から構成されており、その内部のセル壁には、種類の異なる２つの物質がコーティングされている。具体的には、図１および図２に示すように、上流側担体１１を断面視で２分割した２つの領域のうちの一方側に、排気ガス中のＨＣを吸着することが可能なＨＣ吸着材（図中ではＨＣＴと表記する）の薄層がコーティングされるとともに、もう一方の領域に、上記下流側担体１２と同様の三元触媒（ＴＷＣ）の薄層がコーティングされている。なお、以下では、上記上流側担体１１のうち、ＨＣ吸着材がコーティングされた部分を吸着材担持部１１ａ、三元触媒がコーティングされた部分を触媒担持部１１ｂと称し、図中では、このうち吸着材担持部１１ａを特に着色して表示することにする。
【００２４】
上記ＨＣ吸着材としては、従来と同様、ゼオライトを好適に使用することができ、特に、ＨＣ分子を吸着・保持するのに適した長径約７．０Å、短径約５．０Å程度の孔径を有する多数の細孔が形成されたβ型ゼオライトを好適に使用することができる。そして、このようなＨＣ吸着材の作用により、エンジンの冷間時に排気ガス中に含まれるＨＣが吸着・保持される一方、エンジンが始動してからある程度の時間が経過して排気ガスの温度が高まり、ＨＣ吸着材が所定温度に達すると、このＨＣ吸着材に吸着されていたＨＣが脱離し始めるようになっている。なお、以下では、ＨＣの脱離が始まる上記所定温度のことを脱離開始温度Ｔａと称する。この脱離開始温度Ｔａは、例えばＨＣ吸着材としてゼオライトを用いた場合、約１５０℃程度である。
【００２５】
上記上流側担体１１は、その軸心を貫通する支軸１６を中心に回転可能に支持されている。具体的には、上記上流側ケーシング６における上流側の縦壁部６ａと、上記上流側ケーシング６および下流側ケーシング７の間に設けられた隔壁部８との間に、排ガス流れ方向に沿って延びる支軸１６が設けられ、この支軸１６を中心に回転可能な状態で上記上流側担体１１が上流側ケーシング６内に保持されている。
【００２６】
上記支軸１６は、その基端部（上流側の端部）が図外の減速ギヤ機構等を介してモータ１５に接続されており、このモータ１５の駆動力に応じて上記支軸１６が回転するとともに、これと一体に上記上流側担体１１が軸回りに回転するようになっている。上記モータ１５は、周知のＣＰＵや各種メモリ等からなる制御ユニット１７と電気的に接続されており、この制御ユニット１７により上記モータ１５の駆動が制御されるようになっている。
【００２７】
また、上記支軸１６は、図１および図２に示すように、排気ガス浄化装置１の上流側に位置する第１排気管３ａよりも図中上側にオフセットした位置に設けられている。そして、このような位置に上記支軸１６が設けられることにより、上記上流側担体１１のうち支軸１６よりも下側に位置する部分（図例では吸着材担持部１１ａ）が上記第１排気管３ａと略同一高さに配置される一方、上記支軸１６よりも上側に位置する部分（図例では触媒担持部１１ｂ）が上記第１排気管３ａに対し上側にオフセットした位置に配置されるようになっている。このため、図示の状態において、上記第１排気管３ａから下流側へと流れる排気ガスは、その大部分が、上記支軸１６よりも下側に位置する吸着材担持部１１ａを通過することになる。
【００２８】
一方、図３および図４は、上記上流側担体１１が支軸１６を中心に半回転した状態を示している。この状態になると、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａが第１排気管３ａに対し上側にオフセットした位置に配置されるため、上記第１排気管３ａから下流側へと流れる排気ガスは、上記吸着材担持部１１ａ側に流入することはほとんどなく、相対的に下側に配置された触媒担持部１１ｂを主に通過することになる。すなわち、上流側担体１１は、ＨＣ吸着材が内部にコーティングされた吸着材担持部１１ａを排ガス流路上に配置した第１の状態（図１および図２の状態）と、三元触媒が内部にコーティングされた触媒担持部１１ｂを排ガス流路上に配置して上記吸着材担持部１１ｂを同流路上から退避させた第２の状態（図３および図４の状態）との間で変位可能に構成されている。
【００２９】
上記第１排気管３ａの下流側の端部には、例えば熱電対等からなる第１温度センサ２１が設けられている。そして、このような位置に設けられた第１温度センサ２１により、上記上流側担体１１の直近の上流を流れる排気ガスの温度が測定されることで、上記上流側担体１１の内部にコーティングされたＨＣ吸着材の温度が検出されるようになっている。
【００３０】
また、上記排気ガス浄化装置１の上流側ケーシング６および下流側ケーシング７の間には、第２温度センサ２２が設けられている。そして、このような位置に設けられた第２温度センサ２２により、上記下流側担体１２の直近の上流を流れる排気ガスの温度が測定されることで、上記下流側担体１２内の三元触媒の温度が検出されるようになっている。
【００３１】
上記第１および第２の温度センサ２１，２２は、それぞれ上記制御ユニット１７と電気的に接続されており、上記各センサ２１，２２により検出された温度の値が所定の検出信号として上記制御ユニット１７に入力されるようになっている。
【００３２】
以上のように構成された排気ガス浄化装置１は、上記第１および第２の温度センサ２１，２２により検出された温度の値に応じて、上記上流側担体１１の回転角度を順次変更しながら排気ガスの浄化を行うように構成されている。以下に、このような排気ガス浄化装置１の具体的な動作内容を、図５のフローチャートに基づき説明する。このフローチャートによる動作は、上記制御ユニット１７による制御に基づき実行される。
【００３３】
エンジンが始動して図５のフローチャートがスタートすると、制御ユニット１７は、まず、第１温度センサ２１による温度検出値Ｔ１が、上述した脱離開始温度Ｔａ、つまり、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａからＨＣが脱離し始まる温度よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、ここでＹＥＳと判定されてＴ１＜Ｔａであることが確認された場合、すなわち、上記吸着材担持部１１ａに担持されたＨＣ吸着材の温度が上記脱離開始温度Ｔａよりも低いことが確認された場合、制御ユニット１７は、上記モータ１５を作動させることにより、上記上流側担体１１を図１および図２に示した第１の状態に変位させる制御を実行する（ステップＳ３）。これにより、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａが第１排気管３ａと略同一高さに配置されるため、第１排気管３ａから流れてくる排気ガスの大部分が上記吸着材担持部１１ａを通過することとなり、その内部のＨＣ吸着材に上記排気ガス中のＨＣが吸着されて保持される。
【００３４】
一方、上記ステップＳ１でＮＯと判定されてＨＣ吸着材の温度Ｔ１が脱離開始温度Ｔａ以上であること（Ｔ１≧Ｔａ）が確認された場合、制御ユニット１７は、次に、第２温度センサ２２による温度検出値Ｔ２が、三元触媒の活性化が完了する温度（触媒活性化温度）Ｔｂよりも低いか否かを判定する（ステップＳ５）。なお、この触媒活性化温度Ｔｂは約２５０℃程度であり、上記脱離開始温度Ｔａ（約１５０℃）よりも約１００℃程度大きい値となる。
【００３５】
そして、上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されてＴ１≧ＴａかつＴ２＜Ｔｂであることが確認された場合、すなわち、上記上流側担体１１に担持されたＨＣ吸着材の温度が脱離開始温度Ｔａ以上でありかつ上記下流側担体１２に担持された三元触媒の温度が上記触媒活性化温度Ｔｂよりも低いことが確認された場合、制御ユニット１７は、上記上流側担体１１を図３および図４に示した第２の状態に変位させる制御を実行する（ステップＳ７）。これにより、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａが第１排気管３ａに対し上側にオフセットした位置に配置されるため、第１排気管３ａから流れてくる排気ガスの大部分は、上記吸着材担持部１１ａを通過せず、その下側の触媒担持部１１ｂを通過することになる。そして、このように吸着材担持部１１ａが排ガス流路上から退避することにより、上記吸着材担持部１１ａから脱離したＨＣが排気ガスの流れに乗って下流側（下流側担体１２側）に流出することが防止されるようになっている。
【００３６】
一方、上記ステップＳ５でＮＯと判定されて下流側担体１２内の三元触媒の温度が上記触媒活性化温度Ｔｂ以上であること（Ｔ２≧Ｔｂ）が確認された場合、制御ユニット１７は、次に、第１温度センサ２１による温度検出値Ｔ１が、ＨＣ吸着材からのＨＣの脱離がほぼ完全に完了する温度（脱離完了温度）Ｔｃよりも低いか否かを判定する（ステップＳ９）。なお、この脱離完了温度Ｔｃは、ＨＣ吸着材としてゼオライトを用いた場合、約４００℃程度と考えられる。
【００３７】
そして、上記ステップＳ９でＹＥＳと判定されてＴ２≧ＴｂかつＴ１＜Ｔｃであることが確認された場合、すなわち、上記下流側担体１２に担持された三元触媒の温度が上記触媒活性化温度Ｔｂ以上でありかつ上記上流側担体１１に担持されたＨＣ吸着材の温度が脱離完了温度Ｔｃも低いことが確認された場合、制御ユニット１７は、上記上流側担体１１を再び図１および図２に示した第１の状態に変位させる制御を実行する（ステップＳ５）。これにより、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａが第１排気管３ａと略同一高さに配置されるため、第１排気管３ａから流れてくる排気ガスの大部分が上記吸着材担持部１１ａを通過することとなり、この吸着材担持部１１ａから脱離し始めたＨＣが、上記排気ガスの流れに乗って下流側担体１２側に流出する。このとき、下流側担体１２に担持された三元触媒は既に触媒活性化温度Ｔｂに達して活性化されているため、上記吸着材担持部１１ａから脱離して下流側に流出したＨＣは、この下流側担体１２内の三元触媒によって十分に浄化されてから外部に排出されることになる。
【００３８】
一方、上記ステップＳ９でＮＯと判定されて上流側担体１１内のＨＣ吸着材の温度が上記脱離完了温度Ｔｃ以上であること（Ｔ１≧Ｔｃ）が確認された場合、制御ユニット１７は、上記上流側担体１１を図３および図４に示した第２の状態に変位させる制御を実行する（ステップＳ７）。これにより、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａが第１排気管３ａに対し上側にオフセットした位置に配置されるため、第１排気管３ａから流れてくる排気ガスの大部分は、上記吸着材担持部１１ａを通過せず、その下側の触媒担持部１１ｂを通過することになる。
【００３９】
以上説明したようなフローチャート（図５）によれば、例えばエンジンの冷間始動時に、上流側担体１１が次のように駆動制御されることになる。まず、エンジンが冷間始動すると、所定時間が経過するまでは、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａに担持されたＨＣ吸着材の温度が脱離開始温度Ｔａよりも低いため（ステップＳ１でＹＥＳ）、この間は、上記上流側担体１１が図１および図２に示した第１の状態に維持されてその吸着材担持部１１ａが排ガス流路上に配置される。
【００４０】
その後、エンジンが冷間始動してから所定時間が経過し、上記ＨＣ吸着材の温度が脱離開始温度Ｔａまで昇温すると（ステップＳ１でＮＯかつステップＳ５でＹＥＳ）、上記上流側担体１１が図３および図４に示した第２の状態に変位してその吸着材担持部１１ａが排ガス流路上から退避する。
【００４１】
そして、その後の時間経過に伴い、下流側担体１２に担持された三元触媒が活性化温度Ｔｂまで昇温すると（ステップＳ５でＮＯかつステップＳ９でＹＥＳ）、上記上流側担体１１が再び第１の状態に戻されてその吸着材担持部１１ａが排ガス流路上に配置される。
【００４２】
さらに、エンジンが高負荷域に遷移する等により、上記上流側担体１１に担持されたＨＣ吸着材が脱離完了温度まで昇温すると（ステップＳ９でＮＯ）、上記上流側担体１１が再び第２の状態に変位してその吸着材担持部１１ａが排ガス流路上から退避する。
【００４３】
上記のようにＨＣを含む排気ガス中の特定成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を酸化または還元する三元触媒と、排気ガスの低温時にＨＣを吸着するＨＣ吸着材とにより排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化装置１において、上記ＨＣ吸着材を担持する上流側担体１１と、この上流側担体１１に対し排気ガスの流れ方向下流側に位置して上記三元触媒を担持する下流側担体１２とを設け、上記上流側担体１１内のＨＣ吸着材の温度が脱離開始温度Ｔａよりも低いときに、上記上流側担体１１を図１および図２に示した第１の状態に維持してその吸着材担持部１１ａ（ＨＣ吸着材の担持部）を排ガス流路上に配置する一方、上記ＨＣ吸着材が脱離開始温度Ｔａまで昇温すると、上記上流側担体１１を図３および図４に示した第２の状態に変位させてその吸着材担持部１１ａを排ガス流路上から退避させるようにした上記実施形態の構成によれば、排気ガス中のＨＣをコンパクトな構成で効果的に浄化できるという利点がある。
【００４４】
すなわち、上記実施形態では、上流側担体１１に担持されたＨＣ吸着材の温度が脱離開始温度Ｔａよりも低いときに、このＨＣ吸着材の担持部（吸着材担持部１１ａ）を排ガス流路上に配置してＨＣを十分に吸着しつつ、上記ＨＣ吸着材が脱離開始温度Ｔａまで昇温してＨＣの脱離が始まった時点で、上記吸着材担持部１１ａを排ガス流路上から退避させることにより、その時点で未だ十分に活性化されていない下流側担体１２内の三元触媒に上記脱離したＨＣが流れ込んでしまうのを有効に回避できるため、三元触媒の活性化が完了するまでＨＣの流出をより効率よく防止してその浄化率を効果的に向上させることができるという利点がある。
【００４５】
例えば、上記のような構成を採用しなかった場合、つまり、上記上流側担体１１に担持されたＨＣ吸着材が脱離開始温度Ｔａ以上に昇温しても、依然として上流側担体１１を第１の状態（つまり吸着材担持部１１ａが排ガス流路上に配置される状態）に維持し続けた場合には、上流側（第１排気管３ａ）から流れてきた排気ガスとともに、上記ＨＣ吸着材から脱離し始めたＨＣが下流側担体１２へと流出してしまい、この時点で活性化が完了していない下流側担体１２内の三元触媒によって十分に浄化されないまま外部に排出されてしまう。すなわち、ＨＣ吸着材の脱離開始温度Ｔａが、三元触媒の活性化が完了する触媒活性化温度Ｔｂよりも低いため、ＨＣ吸着材が脱離開始温度Ｔａに達してＨＣの脱離が始まった時点では、三元触媒が未だ十分に活性化しておらず、上記脱離したＨＣが下流側担体１２へと流出しても、この下流側担体１２に担持された三元触媒によって上記ＨＣを十分に浄化することができないという問題がある。
【００４６】
これに対し、上記実施形態のように、ＨＣ吸着材が脱離開始温度Ｔａまで昇温した時点で、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａを排ガス流路上から退避させるようにした場合には、上記吸着材担持部１１ａ内に吸着されていたＨＣが下流側に流出してしまうのを回避できるため、三元触媒の活性化が十分でない状態で上記下流側担体１２に比較的多量のＨＣが流出し、そのＨＣが十分に浄化されることなく外部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。なお、このような構成としても、第１排気管３ａから新たに流入してくる排気ガス中のＨＣを十分に浄化することはできないが、このＨＣの含有量は、上記ＨＣ吸着材の温度が脱離開始温度Ｔａ未満となるようなエンジン冷間時におけるＨＣの含有量に比べれば少なく、また、上記ＨＣ吸着材が脱離開始温度Ｔａに達してから三元触媒が活性化温度Ｔｂに達するまでに要する時間も比較的短時間であるため、上記新たなＨＣによる影響はそれ程大きくないと考えられる。
【００４７】
しかも、上記実施形態の構成は、ＨＣ吸着材を担持した上流側担体１１の配置状態を温度に応じて変化させることでＨＣの流出防止を図るというものであるため、例えばこれと同様の効果を得るためにバイパス管等の別の排気管を増設して排気ガスの流れを切り替えるようにした場合と異なり、よりコンパクトな構成で排気ガス中のＨＣを効果的に浄化できるという利点がある。
【００４８】
すなわち、上記上流側担体１１を軸回りに回転させることにより、その吸着材担持部１１ａ（ＨＣ吸着材の担持部）を排ガス流路上に配置したりそこから退避させたりするようにした上記実施形態の構成に代えて、排気ガス浄化装置１の上流側に第１排気管３ａから分岐するバイパス管を増設するとともに、このパイパス管の内部に、ＨＣ吸着材を担持した担体（上記吸着材担持部１１ａに相当するもの）を固定的に設け、上記パイパス管の入口部等に設けられた切替弁を温度に応じ作動させて排気ガスの流れを切り替える（つまり排気ガスを上記ＨＣ吸着材に通すか通さないかを切り替える）といった構成を採用することも考えられるが、このようにした場合には、バイパス管を増設することによる装置の大型化が避けられないという問題がある。これに対し、上記実施形態のように構成した場合には、このような装置の大型化を効果的に防止しつつ、排気ガス中のＨＣを効果的に浄化できるという利点がある。
【００４９】
また、上記実施形態では、下流側担体１２に担持された三元触媒が、上記脱離開始温度Ｔａよりも高い温度である触媒活性化温度Ｔｂまで昇温したときに、上記上流側担体１１が上記第１の状態（図１および図２の状態）に変位するように構成されているため、下流側担体１２内の三元触媒が十分に活性化された状態で、上記上流側担体１１の吸着材担持部１１ａを排ガス流路上に配置してそこからＨＣを脱離させることができ、この脱離したＨＣを、活性化が完了した上記下流側担体１２内の三元触媒によって十分に浄化できるという利点がある。
【００５０】
また、上記実施形態では、上流側担体１１の吸着材担持部１１ａに担持されたＨＣ吸着材が、上記触媒活性化温度Ｔｂよりも高い温度である脱離完了温度Ｔｃまで昇温したときに、上記上流側担体１１が上記第２の状態（図３および図４の状態）に変位するように構成されているため、上記ＨＣ吸着材が高温になり過ぎて劣化し始める前に、このＨＣ吸着材を担持した吸着材担持部１１ａを排ガス流路上から退避させることができ、ＨＣ吸着材の熱劣化を効果的に防止してその耐久性をより向上させることができるという利点がある。なお、ＨＣ吸着材の代表であるゼオライトは約７００℃で結晶構造が壊れ始めるが、上記構成によれば、これよりも約３００℃程度低い脱離完了温度Ｔｃ（約４００℃）まで昇温した時点でＨＣ吸着材が排ガス流路上から退避するようになっているため、このＨＣ吸着材を確実に熱劣化から守ってその耐久性を効果的に向上させることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、排ガス流路と略平行な支軸１６を中心に回転可能に支持された略円柱状のハニカム構造体によって上流側担体１１を構成し、この上流側担体１１を断面視で２分割した２つの領域のうちの一方側に上記吸着材担持部１１ａ（ＨＣ吸着材の担持部）を設け、上記上流側担体１１が軸心回りに回転するのに応じて、上記吸着材担持部１１ａを排ガス流路上に配置しまたはそこから退避させる（つまり上流側担体１１を第１および第２の状態の間で変位させる）ようにしたため、上流側担体１１を軸回りに回転させるだけの簡単かつコンパクトな構成で、ＨＣ吸着材を担持した吸着材担持部１１ａを排ガス流路に対し出没させて排気ガス中のＨＣを効率よく浄化できるという利点がある。
【００５２】
特に、上記実施形態のように、上流側担体１１のうち吸着材担持部１１ａ（ＨＣ吸着材の担持部）が設けられた側とは反対側の領域に、三元触媒の担持部としての触媒担持部１１ｂを設けた場合には、上記上流側担体１１が第２の状態に変位してその吸着材担持部１１ａが排ガス流路上から退避した状態で、その反対側の触媒担持部１１ｂを排ガス流路上に配置することができるため、特に排気ガスの高温時における浄化率を効果的に向上させることができる等の利点がある。
【００５３】
具体的には、上記のような構成を採用することで、例えば排気ガスが高温になって上記吸着材担持部１１ａ内のＨＣ吸着材が脱離完了温度Ｔｃ以上となり、上記吸着材担持部１１ａが排ガス流路上から退避したときに、その反対側に位置する触媒担持部１１ｂを排ガス流路上に配置することができる。すると、この触媒担持部１１ｂとその下流側の下流側担体１２とが排ガス流路に沿って並列に配置されるため、これら２つの担体にそれぞれ担持された三元触媒によって排気ガス中の特定成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）をより効果的に浄化することができる。このような効果は、排ガス流路に沿って２つの三元触媒の担体が離間配置され、触媒層内への排気ガスの拡散が促進されることで、より顕著なものとなる。また、ＨＣ吸着材を担持した吸着材担持部１１ａの反対側に三元触媒をコーティングしたことにより、当該部に何もコーティングしていない場合に比べて、上流側担体１１の熱劣化を予防できるという利点もある。
【００５４】
なお、上記実施形態では、上流側担体１１を回転可能に設けることにより、この上流側担体１１を第１および第２の状態の間で変位させ、その吸着材担持部１１ａ（ＨＣ吸着材の担持部）を排ガス流路に対し出没させるようにしたが、上流側担体１１を排ガス流路と直交する方向にスライドさせることにより、上記吸着材担持部１１ａを排ガス流路に対し出没させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる排気ガス浄化装置の概略構成を示す図であり、上流側担体が第１の状態にあるときの状況を説明するための図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】上流側担体が第２の状態に変位したときの状況を説明するための図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】上記排気ガス浄化装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１  排気ガス浄化装置
１１  上流側担体
１１ａ  吸着材担持部（ＨＣ吸着材の担持部）
１１ｂ  触媒担持部（三元触媒の担持部）
１２  下流側担体
１６  支軸
Ｔａ  脱離開始温度
Ｔｂ  触媒活性化温度（第１の所定温度）
Ｔｃ  脱離完了温度（第２の所定温度）
【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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