(57)【特許請求の範囲】
【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、排気系の上流側にＨＣ吸着剤と三元触媒とを有する触媒前段部を配設するとともに、排気系の下流側にＨＣ吸着剤とＨＣ浄化触媒とを有する触媒後段部を配設し、触媒前段部と触媒後段部との間に二次エアを供給する二次エア供給手段を設けるとともに、二次エア供給手段の作動期間を、エンジンの始動時点から触媒後段部に供給される排気ガス温度がＨＣ成分の脱離温度となるまでの間と、上記排気ガス温度が触媒後段部に設けられたＨＣ浄化触媒の活性化温度よりも高い温度となった時点以後とに制限する二次エア制御手段と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。
【請求項２】
触媒前段部に、ゼオライトからなるＨＣ吸着剤と、白金−ロジウム系の触媒成分を主体とする三元触媒とを設け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。
【請求項３】
触媒後段部に、ゼオライトからなるＨＣ吸着剤と、酸化セリウムからなる酸素供給剤と、パラジウムを主体としたＨＣ浄化触媒とを設けたことを特徴とする請求項１または２記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
【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（炭化水素）成分、ＣＯ（一酸化炭素）成分およびＮＯｘ（窒素酸化物）成分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７−１４４１１９号公報に示されるように、排気系の上流側となる前段に三元触媒を配設するとともに、排気系の下流側となる後段に排気ガス中のＨＣ成分を吸着するＨＣ吸着剤と三元触媒とが複合された複合触媒を配設し、前段の三元触媒を通過して温度が低下した排気ガスを上記複合触媒のＨＣ吸着剤に導くことにより、ＨＣ吸着性能を向上させるとともに、上記三元触媒によって排気ガス中の未燃成分を燃焼させる際に発生する熱で上記複合触媒を加熱し、その活性化を促進するように構成されたエンジンの排気ガス浄化装置が提案されている。
【０００３】
すなわち、上記排気ガス浄化装置は、車室のアンダフロア部に設置されたキャタリストケース内の前段部に白金−ロジウム系の三元触媒が配設されるとともに、後段部にＺＳＭ５ゼオライトからなるＨＣ吸着剤と、パラジウム系の三元触媒とを有する複合触媒が配設されているため、エンジンから排出された排気ガスがまず前段の三元触媒を通過して熱を奪われて冷された後に、後段のＨＣ吸着剤に導かれ、これによってＨＣ吸着剤のＨＣ吸着効率が向上するようになっている。
【０００４】
また、上記排気ガス浄化装置は、前段の三元触媒が活性化することで、未燃ＨＣ成分が燃焼して温度が上昇し、その熱が後段のＨＣ吸着剤と三元触媒との複合触媒に伝達されて後段の三元触媒が活性化することにより、ＨＣ吸着剤に吸着されたＨＣ成分を後段側で効果的に燃焼させてＨＣ浄化率を向上させることができるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように前段の三元触媒とを後段の複合触媒とを車室のアンダフロア部に設置されたキャタリスト内に配設した場合には、上記複合触媒のＨＣ吸着材がキャタリストケースの一部にのみ配設され、その容量が小さいため、エンジンの始動直後に排出されるＨＣ成分の全て吸着することは困難であり、排気ガス中に含有されたＨＣ成分の一部が大気中に排出されることが避けられず、ＨＣ成分の浄化性能が十分に得られないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、排気ガス中のＨＣ成分を効果的に浄化して排気ガス浄化性能を向上させ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、排気系の上流側にＨＣ吸着剤と三元触媒とを有する触媒前段部を配設するとともに、排気系の下流側にＨＣ吸着剤とＨＣ浄化触媒とを有する触媒後段部を配設し、触媒前段部と触媒後段部との間に二次エアを供給する二次エア供給手段を設けるとともに、二次エア供給手段の作動期間を、エンジンの始動時点から触媒後段部に供給される排気ガス温度がＨＣ成分の脱離温度となるまでの間と、上記排気ガス温度が触媒後段部に設けられたＨＣ浄化触媒の活性化温度よりも高い温度となった時点以後とに制限する二次エア制御手段とを設けたものである。
【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成分が触媒前段部に設けられたＨＣ吸着剤または触媒後段部に設けられたＨＣ吸着剤に吸着された後、これらのＨＣ吸着剤が所定温度に加熱された時点で脱離したＨＣ成分が触媒前段部の三元触媒または触媒後段部のＨＣ浄化触媒により浄化されることになる。また、エンジンの始動直後には、二次エア供給手段から供給されるエアにより触媒後段部のＨＣ吸着剤が冷却されてＨＣ吸着性能が向上するとともに、触媒後段部のＨＣ浄化触媒が活性化した後には、上記ＨＣ浄化触媒によるＨＣ成分の浄化作用が二次エア供給手段から供給されるエアによって促進されることになる。しかも、触媒後段部のＨＣ吸着剤が排気ガスによりＨＣ成分の脱離温度に加熱されてＨＣ成分が離脱し始める時期に、二次エア供給手段から二次エアが供給されることが防止され、これによって触媒後段部のＨＣ浄化触媒が活性化する前に上記ＨＣ吸着剤から脱離したＨＣ成分が上記二次エアによってパージされることが防止されることになる。
【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、触媒前段部に、ゼオライトからなるＨＣ吸着剤と、白金−ロジウム系の触媒成分を主体とする三元触媒とを設けたものである。
【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成分がゼオライトからなる触媒前段部のＨＣ吸着剤によって吸着されるとともに、上記排気ガス中のＨＣ成分のうち特にＣ5以下の成分が白金−ロジウム系の触媒成分を主体とした三元触媒によって効果的に浄化されることになる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記請求項１または２記載のエンジンの排気ガス浄化装置において、触媒後段部に、ゼオライトからなるＨＣ吸着剤と、酸化セリウムからなる酸素供給剤と、パラジウムを主体としたＨＣ浄化触媒とを設けたものである。
【００１２】
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成分がゼオライトからなる触媒後段部のＨＣ吸着剤によって吸着されるとともに、パラジウムを主体とした触媒後段部のＨＣ浄化触媒が活性化された時点で、上記ＨＣ吸着剤から脱離したＨＣ成分等が上記ＨＣ浄化触媒によって浄化され、かつこのＨＣ成分の浄化作用が酸化セリウムからなる酸素供給剤から放出される酸素によって促進されることになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３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、車両のアンダフロア部に設置された排気管１に設けられたキャタリストケース２と、このキャタリストケース２内の上流側、つまりエンジンＥに近い位置に配設された触媒前段部３と、上記キャタリストケース２内の下流側、つまりエンジンＥに遠い位置に配設された触媒後段部４とを備えている。
【００１８】
上記触媒前段部３は、図２に示すように、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５と、このハニカム担体５に形成された貫通孔の内壁面に担持されたＹ型ゼオライト（通称ＵＳＹ、ケイバン比８０）からなるＨＣ吸着剤６と、その上に担持された白金−ロジウム系の触媒成分を主体とした三元触媒７とを有している。上記三元触媒７は、モノリス担体５に対する担持量が１．６ｇ／ｌ程度に設定されるとともに、白金に対するロジウムの重量比が１／５程度に設定されている。
【００１９】
上記触媒後段部４は、図３に示すように、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８と、このにハニカム担体８に形成された貫通孔の内壁面に担持されたＹ型ゼオライトからなるＨＣ吸着剤９と、このＨＣ吸着剤９上に担持された酸素供給剤１０と、この酸素供給剤１０上に担持されたＨＣ浄化触媒１１とを有している。
【００２０】
上記触媒後段部４の酸素供給剤１０は、優れた酸素吸蔵能力を有する酸化セリウム（ＣｅＯ2）の粒子からなり、上記ＨＣ吸着剤９の表面に担持されている。また、上記ハニカム担体８の容積に対する酸素供給剤１０の担持量は、上記ＨＣ吸着剤９から脱離したＨＣ成分を効果的に酸化し、かつ上記ＨＣ吸着剤９の表面が過度に被覆されるのを防止するため、１５〜１００ｇ／ｌの範囲内に設定されている。
【００２１】
上記触媒後段部４のＨＣ浄化触媒１１は、ＨＣ成分に対して優れた浄化性能を有するパラジウム（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、上記酸素供給剤１０上に担持されている。上記触媒後段部４の容積、つまりハニカム担体８の容積に対するＨＣ浄化触媒１１の担持量は、０．１ｇ／ｌ以上であれば、特に限定されるものではないが、このＨＣ浄化触媒１１による浄化機能を維持しつつ、不必要なＨＣ浄化触媒１１が担持されるのを防止するためには、３〜１５ｇ／ｌの範囲内に設定することが望ましい。
【００２２】
なお、上記触媒前段部３および触媒前段部４のＨＣ吸着剤６，９は、排気ガス中に含まれたＨＣ成分等の未燃成分が吸着される多数の細孔を有し、かつ所定の耐熱性を有するものであれば、その材質は問わないが、各種のＨＣ成分を効果的に吸着するためには、比較的大きな孔径の細孔を有する上記Ｙ型ゼオライトを使用することが望ましい。
【００２３】
上記触媒前段部３を製造するには、耐熱性金属材またはセラミックス材等によって多数の貫通孔を有するハニカム担体４を形成した後、上記ＨＣ吸着剤９を構成するＹ型ゼオライト（ケイバン比８０）の粉末と、バインダーとなる水和アルミナとを１００：２０の重量比で、適量の純水に加えることによってスラリを調製した後、このスラリ中に上記ハニカム担体５を浸漬してこの担体５に上記スラリを付着させる。
【００２４】
そして、余分なスラリをエアブローによって吹き飛ばして乾燥させ、この作業を繰り返すことにより、適量のスラリをハニカム担体５に担持させた後、このスラリを５００°Ｃ程度の温度で約２時間に亘って焼成するウォッシュコート法により、ハニカム担体５に形成された各貫通孔の内壁面に、多数の細孔を有するＹ型ゼオライトからなるＨＣ吸着剤６を担持させる。なお、上記Ｙ型ゼオライトの粉末を主成分とするスラリの担持量は、ハニカム担体５の容積に対する上記ＨＣ中着剤６の担持量が１００ｇ／ｌ程度となるように設定する。
【００２５】
次いで、５：１：３００の重量比で配合されたプラチナとロジウムとγ−アルミナとを有し、このγ−アルミナ上にプラチナとロジウムとが担持されてなる白金−ロジウム系の触媒粉末と、水和アルミナとを５：１の重量比で純水に投入することにより、スラリを作成する。
【００２６】
そして、上記スラリ中にハニカム担体５を浸漬してスラリを付着させた後、この担体を引き上げて余分なスラリをエアブローによって吹き飛ばして乾燥させ、この作業を繰返すことにより、適量のスラリをハニカム担体５に担持させた後、このスラリを５００°Ｃ程度の温度で約２時間に亘って焼成するウォッシュコート法により、重量比が５：１に設定された白金およびロジウムを有する白金−ロジウム系の触媒成分を主体とする三元触媒７を担持させる。上記白金−ロジウム系の触媒粉末を主成分とするスラリの担持量は、上記ハニカム担体５の容積に対する上記三元触媒７の担持量が１．６ｇ／ｌ程度となるように設定する。
【００２７】
上記のようにして上記ハニカム担体５に形成された各貫通孔の内壁面にＹ型ゼオライトからなるＨＣ吸着剤６が担持されるとともに、その上に白金−ロジウム系の触媒成分を主体とする三元触媒７が担持され、かつ上記ＨＣ吸着剤６および三元触媒７のハニカム担体５の容積に対する担持量がそれぞれ１００ｇ／ｌおよび１．６／ｌ程度に設定された触媒前段部３が製造される。
【００２８】
また、触媒後段部４を製造するには、耐熱性金属材またはセラミックス材等によって多数の貫通孔を有するハニカム担体８を形成した後、上記ＨＣ吸着剤９を構成するＹ型ゼオライト（ケイバン比８０）の粉末と、バインダーとなる水和アルミナとを１００：２０の重量比で、適量の純水に加えることによってスラリを調製した後、このスラリ中に上記ハニカム担体８を浸漬してこの担体８に上記スラリを付着させる。
【００２９】
そして、余分なスラリをエアブローによって吹き飛ばして乾燥させ、この作業を繰り返すことにより、適量のスラリをハニカム担体８に担持させた後、このスラリを５００°Ｃ程度の温度で約２時間に亘って焼成するウォッシュコート法により、ハニカム担体８に形成された各貫通孔の内壁面に、多数の細孔を有するＨＣ吸着剤９を担持させる。上記Ｙ型ゼオライトの粉末を主成分とするスラリの担持量は、ハニカム担体８の容積に対する上記ＨＣ中着剤９の担持量が１５０ｇ／ｌ程度となるように設定する。
【００３０】
次いで、セリウムイオンの濃度が２ｍｏｌ／ｌに設定された硝酸セリウムを含有する水溶液中に、上記ハニカム担体８の下端部を浸漬することにより、上記ＨＣ吸着剤９に適量の硝酸セリウム水溶液を含浸させ、この溶液を乾燥させた後に、これを５００°Ｃの温度下で２時間加熱して焼成することにより、上記ＨＣ浄化触媒１上に酸化セリウムからなる酸素供給剤１０を担持させる。上記硝酸セリウムを含有する水溶液の担持量は、ハニカム担体８の容積に対する上記酸素供給剤１０の担持量が１５〜１００／ｌとなるように設定する。例えば、ハニカム担体８の容積１ｌ当りに、７０ｇの酸素供給剤１０を担持させる場合には、上記ハニカム担体８の容積１ｌ当りに、２００ｍｌの硝酸セリウム溶液を担持させる。
【００３１】
また、パラジウム濃度が４．４ｗｔ％に設定された硝酸パラジウムを含有する水溶液中に上記ハニカム担体８の下端部を浸漬することにより、上記ＨＣ吸着剤９に適量の硝酸パラジウム溶液を含浸させ、この溶液を乾燥させた後に、これを５００°Ｃの温度下で２時間加熱して焼成することにより、パラジウムの触媒成分を主体とするＨＣ浄化触媒１１を上記ＨＣ吸着剤９上に担持させる。上記硝酸パラジウム溶液の含浸量は、ハニカム担体８の容積に対する上記ＨＣ浄化触媒１１の担持量が３〜１５ｇ／ｌの範囲内となるように設定する。例えば、ハニカム担体８の容積１ｌ当りに、８．８ｇのＨＣ浄化触媒１１を担持させる場合には、上記ハニカム担体８の容積１ｌ当りに、２００ｍｌの硝酸パラジウム溶液を担持させる。
【００３２】
このようにして上記ハニカム担体８に形成された各貫通孔の内壁面にＹ型ゼオライトからなるＨＣ吸着剤９が担持されるとともに、その上に酸化セリウムからなる酸素供給剤１０およびパラジウム系の触媒成分を主体とするＨＣ浄化触媒１１が担持され、かつ上記ＨＣ吸着剤９、酸素供給剤１０およびＨＣ浄化触媒１１のハニカム担体８の容積に対する担持量がそれぞれ１５０ｇ／ｌ、１５〜１００ｇ／ｌ範囲内および３〜１５ｇ／ｌの範囲内に設定された触媒後段部４が製造されることになる。
【００３３】
上記のようにして製造された触媒前段部３および触媒後段部４をキャタリストケース２内に配設し、このキャタリスケース２を車両のアンダフロア部に設置することにより、排気系の上流側にＨＣ吸着剤６と三元触媒７とを有する触媒前段部３が配設されるとともに、排気系の下流側にＨＣ吸着剤９と酸素供給剤１０とＨＣ浄化触媒１１とを有する触媒後段部４が配設された排気ガス浄化装置が構成される。
【００３４】
上記構成の排気ガス浄化装置は、エンジンＥから排出された排気ガスが上記触媒前段部３内に導入され、排気ガス中に含有されたＨＣ成分の一部がＨＣ吸着剤６に吸着される。また、上記触媒前段部３のＨＣ吸着剤６によって吸着されることなく通過したＨＣ成分は触媒後段部４のＨＣ吸着剤９によって吸着されることになる。
【００３５】
そして、上記触媒前段部３の三元触媒７が活性化温度に加熱された時点で、排気ガス中のＨＣ成分、ＣＯ成分およびＮＯｘ成分が上記三元触媒７によって浄化されるとともに、上記触媒前段部３のＨＣ吸着剤６がＨＣ成分の脱離温度に加熱された時点で、このＨＣ吸着剤６に吸着されたＨＣ成分が脱離し、その一部が上記三元触媒７によって酸化されて浄化され、残りのＨＣ成分部は上記触媒後段部４に供給されてそのＨＣ吸着剤９に吸着される。
【００３６】
また、上記ＨＣ成分が上記三元触媒７によって酸化される際に発生する酸化熱が上記触媒後段部４に伝達されることにより、触媒後段部４のＨＣ浄化触媒１１が加熱されて活性化するとともに、上記ＨＣ吸着剤９がＨＣ成分の脱離温度に加熱されてＨＣ成分が脱離し、このＨＣ成分が上記ＨＣ浄化触媒１１により酸化されて浄化される。
【００３７】
なお、上記三元触媒７によって浄化されることなく、上記触媒後段部４の設置部に供給されたＨＣ成分も、上記ＨＣ浄化触媒１１により酸化されて浄化される。また、上記ＨＣ浄化触媒１１によるＨＣ成分の浄化時に、上記酸化セリウムからなる酸素供給剤１０から酸素が供給されることにより、上記ＨＣ成分の浄化作用が促進されることになる。
【００３８】
このようにキャタリストケース２内の上流側にＨＣ吸着剤６と三元触媒７とを有する触媒前段部３を配設するとともに、キャタリストケース２内の下流側にＨＣ吸着剤９とＨＣ浄化触媒１１とを有する触媒後段部４を配設し、触媒前段部３および触媒後段部４の両方にそれぞれＨＣ吸着剤６，９を配設したため、エンジンＥから排出された排気ガス中のＨＣ成分を、上記触媒前段部３のＨＣ吸着剤６または触媒後段部４のＨＣ吸着剤９のいずれか一方に確実に吸着させることができる。
【００３９】
したがって、上記触媒前段部３および触媒後段部４の触媒成分が活性化される前に排出されたＨＣ成分が大気中に放出されるのを確実に防止することができる。特に、上記触媒後段部４には、触媒前段部３を通過する際に熱を奪われた排気ガスが導入されるため、上記触媒後段部３の三元触媒７が活性化される前の段階における下流側のＨＣ吸着剤９が上流側のＨＣ吸着剤６に比べて低温に維持される。このため、下流側の上記ＨＣ吸着剤９のＨＣ吸着性能を大幅に向上させることができ、これによって上記ＨＣ吸着剤９を素通りして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。
【００４０】
また、上記触媒前段部３の三元触媒７によりＨＣ成分を酸化する際に発生する酸化熱を利用して触媒後段部４を加熱することができるため、上記ＨＣ成分の吸着温度に維持された触媒後段部４のＨＣ吸着剤９がＨＣ成分の脱離温度がＨＣ成分の脱離温度に昇温した後、速やかに上記ＨＣ浄化触媒１１を活性化温度に昇温させることができる。したがって、上記ＨＣ吸着剤９から脱離したＨＣ成分を上記ＨＣ浄化触媒１１により確実に酸化して浄化することができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、触媒前段部３に、優れた耐熱性およびＨＣ吸着性を有するゼオライトからなるＨＣ吸着剤６と、分子量が小さいために上記ＨＣ吸着剤６，９によって吸着されにくい上記Ｃ5以下のＨＣ成分に対して優れた浄化性能を有する白金−ロジウム系の触媒成分を主体とする三元触媒７とを設けたため、上記ＨＣ吸着剤６の熱劣化を効果的に防止して排気ガス中のＨＣ成分を上記ＨＣ吸着剤６に吸着させることができるとともに、このＨＣ成分を上記三元触媒７によって効果的に浄化することにより、大気中に放出されるＨＣ成分を確実に低減することができる。
【００４２】
特に、上記実施形態に示すように、触媒後段部３の容積に対する上記白金−ロジウム系の触媒成分を主体とする三元触媒６の担持量を１．６ｇ／ｌに設定するとともに、この三元触媒６の白金に対するロジウムの重量比を１／５に設定した場合には、上記三元触媒６によってＣ5以下のＨＣ成分をさらに効果的に浄化することができ、これによって大気中に排出されるＨＣ成分のトータル量を確実に低減することができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、触媒後段部４に、優れた耐熱性およびＨＣ吸着性を有するゼオライトからなるＨＣ吸着剤９と、優れた酸素吸蔵能力を有する酸化セリウムからなる酸素供給剤１０と、低温活性に優れたパラジウムを主体としたＨＣ浄化触媒１１とを設けたため、上記ＨＣ吸着剤９にＨＣ成分を効果的に吸着させることができるとともに、このＨＣ吸着剤９から脱離したＨＣ成分を上記ＨＣ浄化触媒１１によって効果的に浄化することができる。さらに、上記ＨＣ浄化触媒１１によるＨＣ成分の浄化作用を、上記酸素供給剤１０から放出される酸素によって効果的に促進することができるため、大気中に放出されるＨＣ成分量を確実に低減することができる。
【００４４】
特に、上記実施形態では、触媒後段部４の容積に対する酸化セリウムからなる上記酸素供給剤１０の担持量を１５〜１００ｇ／ｌの範囲内に設定するとともに、パラジウムを主体とした上記ＨＣ浄化触媒１１の担持量を３〜１５ｇ／ｌの範囲内に設定したため、簡単な構成で上記酸素供給剤１０から放出される酸素を利用した上記ＨＣ浄化触媒１１の触媒作用により、上記ＨＣ吸着剤９から離脱したＨＣ成分を効果的に浄化することができる。
【００４５】
すなわち、触媒後段部４の容積に対する上記酸素供給剤１０の担持量を１５ｇ／ｌ未満に設定すると、上記ＨＣ成分の浄化時に供給される酸素の量が不足することになるため、上記担持量を１５ｇ／ｌ以上に設定することにより、上記ＨＣ吸着剤９から脱離したＨＣ成分を上記酸素供給剤１０から供給される酸素を利用して効果的に浄化することができる。また、上記硝酸セリウム溶液をＨＣ吸着剤９等に含浸させて焼成することにより担持させることができる酸素供給剤１０の担持量の上限値は１００ｇ／ｌであるため、この酸素供給剤１０の担持量を１００ｇ／ｌ以下に設定することにより、上記セリウム成分が無駄に消費されるのを防止することができる。
【００４６】
また、触媒後段部４の容積に対する上記ＨＣ浄化触媒１１の担持量を３ｇ／ｌ未満に設定すると、上記ＨＣ成分の浄化能力が不足することになるため、上記担持量を３ｇ／ｌ以上に設定することにより、上記ＨＣ吸着剤１３から脱離したＨＣ成分を上記ＨＣ浄化触媒１１によって効果的に浄化することができる。また、上記ＨＣ浄化触媒１１の担持量を１５ｇ／ｌ以上に設定しても、上記ＨＣ成分の浄化能力にそれほど大きな差がないため、上記担持量を１５ｇ／ｌ以下に設定することにより、必要以上のＨＣ浄化触媒１１が担持されて排気ガス浄化装置の重量が増大するのを防止することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、触媒後段部４のＨＣ吸着剤９上に酸化セリウムからなる酸素供給剤１０を担持させるとともに、その上にパラジウムを主体としたＨＣ浄化触媒１１を担持させた例について説明したが、上記ＨＣ吸着剤９上にＨＣ浄化触媒１１を担持させるとともに、その上に酸素供給剤１０を担持させるように構成してもよい。
【００４８】
上記構成の排気ガス浄化装置の効果を確認するために行った実験例について以下に説明する。すなわち、２５００ｃｃの排気量を有する６気筒Ｖ型エンジンＥの排気系の上流側に１０００ｃｃの容量を有する触媒前段部３を配設するとともに、上記排気系の下流側に、１３００ｃｃの容量を有する触媒後段部４を配設してなる本発明の実施例１および下記の比較例１を使用し、米国標準テストモードのＦＴＰモードの走行試験を行い、エンジン始動時点から６０秒が経過するまで間のＨＣ吸着率（％）と、ＨＣ成分のトータル浄化率（％）と、ＨＣ成分のトータル排出量を平均化した値（ｇ／ｍｉｌｅ）とを測定したところ、下記の表１に示すようなデータが得られた。
【００４９】
上記実施例１は、排気管の上流側に位置する触媒前段部３のハニカム担体５に、Ｙ型ゼオライトかからなるＨＣ吸着剤６を１００ｇ／ｌの割合で担持させ、かつ、白金−ロジウム系の触媒成分を主体とする三元触媒７を１．６ｇ／ｌの割合で担持させるとともに、この触媒成分１２の白金に対するロジウムの重量比を１／５に設定したものを使用した。また、上記実施例１の排気管の下流側に位置する触媒後段部４のハニカム担体８に、Ｙ型ゼオライトかからなるＨＣ吸着剤９を１５０ｇ／ｌの割合で担持させ、かつ、その上に酸化パラジウムからなる酸素供給剤１０およびパラジウムを主体とするＨＣ浄化触媒１１を、それぞれ７０ｇ／ｌおよび８．８ｇ／ｌの割合での割合で担持させたものを使用した。
【００５０】
また、上記比較例１は、排気管の上流側に位置する触媒前段部３にＨＣ吸着剤が設けられていない点を除いて上記実施例１と同様に構成されたものを使用した。
【００５１】
【表１】
0003757440.tif 000002
【００５２】
このデータから、上記実施例１に係る排気ガス浄化装置では、エンジンの始動直後に排出されたＨＣ成分が触媒前段部３のＨＣ吸着剤６または触媒後段部４のＨＣ吸着剤９のいずれかに吸着されるため、上記比較例１に比べてエンジン始動時点から６０秒が経過するまで間のＨＣ吸着率と、ＨＣ成分のトータル浄化率とをそれぞれ著しく向上させることができるとともに、ＨＣ成分のトータル排出量を効果的に抑制できることが確認された。
【００５３】
また、図４に示すように、触媒前段部３と触媒後段部４との間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１２を設けたため、エンジンの始動直後に、上記二次エア供給手段１２から供給されるエアにより触媒後段部４のＨＣ吸着剤９を冷却してそのＨＣ吸着性能を向上させることができるとともに、触媒後段部４のＨＣ浄化触媒１１が活性化した後に、このＨＣ浄化触媒１１によるＨＣ成分の浄化作用を上記二次エア供給手段１２から供給されるエアによって促進することができる。
【００５４】
そして、上記触媒後段部３のＨＣ吸着剤９が排気ガスによりＨＣ成分の脱離温度に加熱されてＨＣ成分が離脱し始める時期に、二次エア供給手段１２から供給される二次エアによって上記ＨＣ成分がパージされるのを防止するため、上記二次エア供給手段１２の作動期間を、エンジンＥの始動時点から触媒後段部３に供給される排気ガス温度が上記ＨＣ成分の脱離温度となるまでの間と、上記排気ガス温度が触媒後段部３に設けられたＨＣ浄化触媒９の活性化温度よりも高い温度となった時点以後とに、二次エア制御手段１３により制御するように構成している。
【００５５】
すなわち、上記触媒前段部３と触媒後段部４との間に設けられた温度計等からなる温度検出手段１４によって排気ガス温度を検出し、この温度検出手段１４の検出値に基づき、上記二次エア供給手段１２の作動状態を上記二次エア制御手段１３によって制御することにより、上記二次エア供給手段１２の作動時期を、エンジンの始動時点から触媒後段部３のＨＣ吸着剤９がＨＣ成分の脱離温度（例えば１５０°Ｃ）に加熱されるまでの間と、ＨＣ浄化触媒９が活性化温度（例えば２００°Ｃ）よりも高い温度となった時点以後と制限し、排気ガス温度が１５０〜２００°Ｃの範囲内にある場合に、上記二次エア供給手段１２の作動を禁止するようにしている。
【００５６】
上記二次エア供給手段１２および二次エア制御手段１３を有する排気ガス浄化装置の実施例２において、その効果を確認するため、上記実験例と同様の条件下で、ＨＣ成分のトータル浄化率（％）と、ＨＣ成分のトータル排出量を平均化した値（ｇ／ｍｉｌｅ）を測定の効果を確認する実験を行ったところ、下記の表２に示すデータが得られた。
【００５７】
【表２】
0003757440.tif 000003
【００５８】
このデータから、上記二次エア供給手段１２および二次エア制御手段１３を設けた実施例２では、上記実施例１に比べてエンジン始動時点から６０秒が経過するまで間のＨＣ吸着率およびＨＣ成分のトータル浄化率を、さらに向上させることができるとともに、ＨＣ成分のトータル排出量を、さらに低減できることが確認された。
【００５９】
なお、上記実施形態では、触媒担体して排気ガスが導入される複数の貫通孔を有するハニカム担体５，８を使用したモノリス型の排気ガス浄化装置ついて説明したが、ペレット状の触媒担体に触媒成分およびＨＣ吸着剤等を担持させてなるペット型の排気ガス浄化装置においても本発明を適用可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、排気系の上流側にＨＣ吸着剤と三元触媒とを有する触媒前段部を配設するとともに、排気系の下流側にＨＣ吸着剤とＨＣ浄化触媒とを有する触媒後段部を配設し、触媒前段部および触媒後段部の両方にそれぞれＨＣ吸着剤を配設し、触媒前段部と触媒後段部との間に二次エアを供給する二次エア供給手段を設けるとともに、二次エア供給手段の作動期間を、エンジンの始動時点から触媒後段部に供給される排気ガス温度がＨＣ成分の脱離温度となるまでの間と、上記排気ガス温度が触媒後段部に設けられたＨＣ浄化触媒の活性化温度よりも高い温度となった時点以後とに制限する二次エア制御手段とを設けたため、エンジンから排出された排気ガス中のＨＣ成分を、上記触媒前段部のＨＣ吸着剤または触媒後段部のＨＣ吸着剤のいずれか一方に確実に吸着させることができる。
【００６１】
また、エンジンの始動直後には、二次エア供給手段から供給されるエアにより触媒後段部のＨＣ吸着剤を冷却してＨＣ吸着性能を向上させるとともに、触媒後段部のＨＣ浄化触媒が活性化した後には、上記ＨＣ浄化触媒によるＨＣ成分の浄化作用を二次エア供給手段から供給されるエアによって促進することができる。しかも、触媒後段部のＨＣ吸着剤が排気ガスによりＨＣ成分の脱離温度に加熱されてＨＣ成分が離脱し始める時期に、二次エア供給手段から二次エアが供給されることを防止し、これによって触媒後段部のＨＣ浄化触媒が活性化する前に上記ＨＣ吸着剤から脱離したＨＣ成分が上記二次エアによってパージされるのを防止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】排気ガス浄化装置の触媒前段部の構成を示す部分拡大説明図である。
【図３】排気ガス浄化装置の触媒後段部の構成を示す部分拡大説明図である。
【図４】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。
【符号の説明】
１  排気管
２  キャタリストケース
３  触媒前段部
４  触媒後段部
６  触媒前段部のＨＣ吸着剤
７  三元触媒
９  触媒後段部のＨＣ吸着剤
１０  酸素供給剤
１１  ＨＣ浄化触媒
１２  二次エア供給手段
１３  二次エア制御手段
【図１】
0003757440.tif 000004
【図２】
0003757440.tif 000005
【図３】
0003757440.tif 000006
【図４】
0003757440.tif 000007