DE102011004796B4

DE102011004796B4 - Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011004796B4
Application number: DE102011004796.4A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Tarusawa; Naoki Kokubo; Keiji Noda; Yoshiaki Nishijima; Yoshihiko Matsui; Tatsuro KOGA; Makoto Saitoh
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2031-02-26
Also published as: DE102011004796A1; JP5168301B2; JP2011179339A

Abstract

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10), die folgendes aufweist:einen Tank (21, 31) zum Speichern einer Absorptionsflüssigkeit, welche eine bestimmte Komponente in dem Abgas der Brennkraftmaschine (10) absorbiert, wenn die Absorptionsflüssigkeit mit der bestimmten Komponente in Kontakt kommt;einen Abgaskontakthersteller (22, 32), der an einem Abgasrohr (11) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist und der von dem Tank (21, 31) mit der Absorptionsflüssigkeit versorgt wird, wobei der Abgaskontakthersteller (22, 32) die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt bringt; gekennzeichnet durchein Zuführzustandsteuermittel (S12 - S18) zum Steuern eines Zuführzustands der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank (21, 31) zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32) in Übereinstimmung mit zumindest einem Absorptionsverhältnis der in der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) absorbierten bestimmten Komponente und/oder der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wobeidas Zuführzustandsteuermittel (S12 - S18) folgendes aufweist:Zuführstoppsteuermittel (S17, S18) zum Stoppen der Zufuhr der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wenn das Absorptionsverhältnis niedriger als ein vorbestimmtes oberes Grenzverhältnis ist; undZuführsteuermittel (S12 - S16) zum Zuführen der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wenn das Absorptionsverhältnis höher als das obere Grenzverhältnis wird, wobeidas obere Grenzverhältnis mit zunehmender Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) auf einen niedrigeren Wert festgelegt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung eine bestimmte Komponente oder Komponenten in dem Abgas der Brennkraftmaschine absorbiert und beseitigt, indem ein Kontakt zwischen dem Abgas und einer Absorptionsflüssigkeit hergestellt wird.
Herkömmlicherweise gab es als bekannte Vorrichtungen zum Beseitigen von NOx in dem Abgas beispielsweise eine Vorrichtung, die einen NOx-Okklusions-Reduktions-Katalysator verwendet, sowie eine Vorrichtung, die einen Katalysator mit selektiver Harnstoffreduktion verwendet. Der NOx-Okklusions-ReduktionsKatalysator reduziert das okkludierte NOx unter Verwendung von HC als ein Reduktionsmittel, welches erzeugt wird, indem in einer Brennkraftmaschine eine fette Verbrennung periodisch durchgeführt wird, (siehe Patentdruckschrift 1: JP 2008-082 315 A ). Der Katalysator mit selektiver Harnstoffreduktion reduziert NOx in dem Abgas selektiv unter Verwendung von Harnstoff als ein Reduktionsmittel (siehe Patentdruckschrift 2: JP 2009-281 294 A ).
Jedoch leiden diese Vorrichtungen jeweils unter einem Nachteil, dass die Reduktionsfunktion nicht ausgeführt werden kann, bis die Temperatur auf eine Temperatur angestiegen ist, bei der der Katalysator aktiviert ist (beispielsweise 200 Grad C). Außerdem gab es in den letzten Jahren eine Tendenz dazu, dass sich auf Niedertemperaturverbrennung und Abgaswärmerückgewinnung beziehende Technologien eingesetzt werden. Daher werden die vorstehend beschriebenen Nachteile insbesondere während eines Anlaufens der Brennkraftmaschine verstä rkt.
Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine folgende Vorrichtung untersucht, die ein System verwendet, das sich von dem aus Patendruckschriften 1 oder 2 bekannten System, gemäß dem NOx durch den Katalysator reduziert wird, völlig unterscheidet. Die untersuchte Vorrichtung hält eine Flüssigkeit (eine Absorptionsflüssigkeit), die in der Lage ist, eine bestimmte Komponente (beispielsweise NOx) in dem mit der Flüssigkeit in Kontakt kommenden Abgas zu absorbieren. Die Vorrichtung absorbiert und beseitigt NOx in dem Abgas, indem ein Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Abgas hervorgerufen wird. Als die Absorptionsflüssigkeit können beispielsweise eine ionische Flüssigkeit, eine wässrige Alkalilösung, Wasser oder dergleichen verwendet werden. Eine solche Absorptionsflüssigkeit kann die bestimmte Komponente, etwa das NOx sogar bei normaler Temperatur absorbieren. Daher kann die Vorrichtung den vorstehend erwähnten Nachteil des Stands der Technik beseitigen, gemäß dem NOx nicht beseitigt werden kann, bis die Katalysatoraktivierungstemperatur erreicht ist.
Diese Vorrichtungsart ist zudem in Patentdruckschrift 3 beschrieben: JP 2000 - 334 259 A . Die aus Patendruckschrift 3 bekannte Vorrichtung speichert eine Absorptionsflüssigkeit in einem Tank, welche eine bestimmte Komponente in dem Abgas lösen kann. Die Vorrichtung schickt das Abgas derart in die Absorptionsflüssigkeit in dem Tank, dass das Abgas in einen Blasenzustand gebracht wird. Somit löst die Vorrichtung eine giftige Substanz in dem Abgas in die Absorptionsflüssigkeit, wodurch die giftige Substanz beseitigt wird. Patentdruckschrift 3 offenbart somit eine Abgasreinigungsanlage gemäß den Oberbegriffen von Ansprüchen 1, 2, 5 bzw. 7.
Es gibt jedoch eine Grenze für die Menge der durch die Absorptionsflüssigkeit absorbierbaren bestimmten Komponenten. Falls die Vorrichtung gemäß Patentdruckschrift 3 einen Zustand erreicht, in dem die absorbierbare Menge bereits absorbiert wurde (d.h., falls die Vorrichtung einen Absorptionssättigungszustand erreicht), muss daher die Absorptionsflüssigkeit manuell zu dem Tank zugeführt werden. Außerdem gibt es keine Möglichkeit, den Absorptionssättigungszustand zu erfassen. Daher kann der Anwender den Zeitpunkt zum Durchführen der Zufuhr nicht erfassen.
Weitere Abgasreinigungsvorrichtungen sind aus JP H10-286 430 A und DE 601 03 571 T2 bekannt.
Die verschiedenen durch die Erfinder durchgeführten Überprüfungen haben hervorgebracht, dass die Absorptionsmenge der Absorptionsflüssigkeit mit zunehmender Temperatur abnimmt. Selbst wenn die bestimmte Komponente einmal absorbiert wurde, besteht außerdem eine Möglichkeit, dass die Komponente von der Absorptionsflüssigkeit abgegeben wird, falls die Absorptionsmenge wegen steigender Temperatur abnimmt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die ein System zum Absorbieren und Beseitigen einer bestimmten Komponente oder von Komponenten in einem Abgas unter Verwendung einer Absorptionsflüssigkeit einsetzt, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung eine Funktion hat, eine Steuerung automatisch durchzuführen, um einen Zustand der Absorptionsflüssigkeit in dem optimalen Zustand beizubehalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Abgasreinigungsvorrichtungen mit den Merkmalen jeweils der Patentansprüche 1, 2, 5 und 7 gelöst.
Die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 hat einen Tank, einen Abgaskontakthersteller und ein Zuführzustandsteuermittel. Der Tank speichert eine Absorptionsflüssigkeit, welche eine bestimmte Komponente im Abgas der Brennkraftmaschine absorbiert, wenn die Absorptionsflüssigkeit mit der bestimmten Komponente in Kontakt ist. Der Abgaskontakthersteller ist an einem Abgasrohr der Brennkraftmaschine vorgesehen und wird von dem Tank mit der Absorptionsflüssigkeit versorgt. Der Abgaskontakthersteller bringt die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt. Das Zuführzustandsteuermittel steuert einen Zuführzustand der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank zu dem Abgaskontakthersteller in Übereinstimmung mit zumindest einer Absorptionsrate der in der Absorptionsflüssigkeit absorbierten bestimmten Komponente in dem Abgaskontakthersteller und/oder der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller.
Der Tank und der Abgaskontakthersteller sind getrennt voneinander vorgesehen. Der Zuführzustand der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank zu dem Abgaskontakthersteller wird gemäß zumindest der Absorptionsrate und/oder der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller gesteuert. Daher kann die Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller automatisch entsprechend der Absorptionsrate oder der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in den Optimalzustand gesteuert werden.
Außerdem hat das Zuführzustandsteuermittel ein Zuführstoppsteuermittel und ein Zuführsteuermittel. Das Zuführstoppsteuermittel stoppt die Zufuhr der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller, wenn das Absorptionsverhältnis niedriger als ein voreingestelltes, oberes Grenzverhältnis ist. Das Zuführsteuermittel führt die Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller zu, wenn das Absorptionsverhältnis größer als das obere Grenzverhältnis wird.
Demgemäß wird die Zufuhr von dem Tank gestoppt, wenn das Absorptionsverhältnis der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller niedriger als das obere Grenzverhältnis ist. Daher kann die Abgabe der Absorptionsflüssigkeit, die noch eine ausreichende Absorptionskapazität aufweist, von dem Abgaskontakthersteller infolge der Zufuhr frischer Absorptionsflüssigkeit von dem Tank vermieden werden. Daher kann der Zeitpunkt herausgezögert werden, zu dem der Tank mit frischer Absorptionsflüssigkeit aufgefüllt werden muss und eine Verwendungszeitspanne der Absorptionsflüssigkeit kann verlängert werden.
Die Zufuhr von dem Tank wird durchgeführt, wenn das Absorptionsverhältnis der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller höher als das obere Grenzverhältnis wird. Daher kann eine Rate (eine Absorptionsrate) einer Absorptionsmenge in dem Abgaskontakthersteller mit Bezug auf eine Abgabemenge der von der Brennkraftmaschine abgegebenen bestimmten Komponente auf einer bestimmten Rate oder höher beibehalten werden. Somit kann automatisch verhindert werden, dass eine Menge der bestimmten Komponente, die nicht absorbiert wird sondern durch den Abgaskontakthersteller hindurch kommt, in dem Abgas über einen Abgasregulierungswert ansteigt.
Zudem wird bei der Abgasreinigungsvorrichtung das obere Grenzverhältnis mit ansteigender Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller auf einen niedrigeren Wert festgelegt.
Eine absorbierbare Menge der Absorptionsflüssigkeit nimmt mit zunehmender Temperatur der Absorptionsflüssigkeit ab. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Merkmal der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird das obere Grenzverhältnis mit ansteigender Temperatur auf einen niedrigeren Wert festgelegt. Daher kann das Beibehalten der vorstehend erwähnten Absorptionsrate bei der vorbestimmten Absorptionsrate oder höher mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
Auch bei der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 hat das Zuführzustandsteuermittel ein Zuführstoppsteuermittel und ein Zuführsteuermittel. Das Zuführstoppsteuermittel stoppt die Zufuhr der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller, wenn die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller niedriger als eine voreingestellte, obere Grenztemperatur ist. Das Zuführsteuermittel führt die Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller zu, wenn die Temperatur höher als die obere Grenztemperatur wird.
Wie dies vorstehend erwähnt ist, nimmt die absorbierbare Menge der Absorptionsflüssigkeit mit zunehmender Temperatur der Absorptionsflüssigkeit ab. Wenn die absorbierbare Menge nach der Abnahme der absorbierbaren Menge kleiner als die absorbierbare Menge vor der Abnahme ist, dann wird eine der Differenz entsprechenden Menge der bestimmten Komponente von der Absorptionsflüssigkeit abgegeben. Die Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller kommt mit dem Hochtemperaturabgas in Kontakt hat daher eine höhere Temperatur als die Absorptionsflüssigkeit in dem Tank. Falls die Absorptionsflüssigkeit in dem Tank zu dem Abgaskontakthersteller zugeführt wird, kann daher die Temperatur der Abgasflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller verringert werden.
Wenn gemäß dem vorstehend beschriebenen Merkmal der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung dieser Tatsachen die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller höher als die obere Grenztemperatur wird, dann wird die Absorptionsflüssigkeit in dem Tank zu dem Abgaskontakthersteller zugeführt. Somit wird die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller verringert und das Absinken der absorbierbaren Menge kann verhindert werden. Daher kann die vorstehend erwähnte Abgabe der bestimmten Komponente von der Absorptionsflüssigkeit verhindert werden.
Vorzugsweise hat die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 ferner einen Beipassdurchlass, der von dem Abgasrohr abzweigt, um das Abgas derart hindurchzuführen, dass das Abgas den Abgaskontakthersteller umfährt, und hat ein Schaltventil, welches einen Strom des Abgases entweder zu dem Beipassdurchlass oder dem Abgaskontakthersteller umschaltet. Die Abgasreinigungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass sie einen Betrieb des Schaltventils so steuert, dass das Abgas den Beipassdurchlass passiert, wenn die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger fortwährend die obere Grenztemperatur überschreitet, oder wenn die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur wird, die auf einen Wert festgelegt ist, der höher als die obere Grenztemperatur ist.
Falls ein Zustand andauert, in dem die Brennkraftmaschine bei hoher Last und bei hoher Drehzahl arbeitet, gibt es einen Fall, in dem die Temperatur nicht lediglich durch Zuführen der Absorptionsflüssigkeit in dem Tank zu dem Abgaskontakthersteller auf eine Temperatur abgesenkt werden kann, die niedriger als die obere Grenztemperatur ist. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird das Abgas durch den Beipassdurchlass hindurch geführt, wenn die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller für die vorbestimmte Zeitspanne oder länger die obere Grenztemperatur überschreitet oder wenn die Temperatur gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur wird, die auf den Wert festgelegt ist, der höher als die obere Grenztemperatur ist. Daher kann die Abgabe der bestimmten Komponente, die bereits in der Absorptionsflüssigkeit absorbiert wurde, von der Absorptionsflüssigkeit verhindert werden.
Bei der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 5 führt das Zuführsteuermittel die Absorptionsflüssigkeit von dem Tank zu, nachdem die Absorptionsflüssigkeit in den Abgaskontakthersteller abgegeben wurde.
Mit dieser Konstruktion kann ein Mischen zwischen der Absorptionsflüssigkeit, die von dem Abgaskontakthersteller abgegeben wird und die das hohe Absorptionsverhältnis (oder die hohe Temperatur) hat, und der Absorptionsflüssigkeit vermieden werden, die von dem Tank zu dem Abgaskontakthersteller zugeführt wird, und die das niedrige Absorptionsverhältnis (oder die niedrige Temperatur) hat. Daher kann der Zeitpunkt herausgezögert werden, zu dem der Tank mit der frischen Absorptionsflüssigkeit aufgefüllt werden muss, und die Verwendungszeitspanne der Absorptionsflüssigkeit kann verlängert werden.
Vorzugsweise führt das Zuführsteuermittel lediglich eine Menge der Absorptionsflüssigkeit, die von dem Abgaskontakthersteller gehalten werden kann, zu dem Abgaskontakthersteller zu.
Mit dieser Konstruktion kann die gesamte Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller mit der Absorptionsflüssigkeit in dem Tank ausgetauscht werden, ohne einen Überschuss oder einen Mangel zu verursachen. Wenn die Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller zugeführt wird, kann daher die Absorptionsflüssigkeit zugeführt werden, ohne den Überschuss oder den Mangel hervorzurufen, und zwar sowohl im Falle der Zufuhr zum Verringern des Absorptionsverhältnisses als auch im Falle der Zufuhr zum Senken der Temperatur.
Die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 7 hat einen Abgaskontakthersteller, einen Beipassdurchlass, ein Schaltventil und ein Beipasssteuermittel. Der Abgaskontakthersteller ist an dem Abgasrohr der Brennkraftmaschine vorgesehen, um eine Absorptionsflüssigkeit zu halten, welche eine bestimmte Komponente in dem Abgas der Brennkraftmaschine absorbiert, wenn die Absorptionsflüssigkeit mit der bestimmten Komponente in Kontakt kommt, und um die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt zu bringen. Der Beipassdurchlass zweigt von dem Abgasrohr ab, um das Abgas derart passieren zu lassen, dass das Abgas den Abgaskontakthersteller umgeht. Das Schaltventil schaltet einen Strom des Abgases entweder zu dem Beipassdurchlass oder zu dem Abgaskontakthersteller um. Das Beipasssteuermittel steuert einen Betrieb des Schaltventils zumindest gemäß der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller und/oder einer Abgabemenge einer von der Brennkraftmaschine abgegebenen bestimmten Komponente.
Bei der Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7 wird die Umschaltsteuerung zum Passieren lassen des Abgases durch den Abgaskontakthersteller oder zum Umgehen des selbigen zumindest gemäß der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller und/oder der Abgabemenge der von der Brennkraftmaschine abgegebenen bestimmten Komponente durchgeführt. Dementsprechend kann die Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller entsprechend der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit oder dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine automatisch auf den Optimalzustand gesteuert werden.
Vorzugsweise steuert das Beipasssteuermittel den Betrieb des Schaltventils, um das Abgas den Beipassdurchlass passieren zu lassen, unter einer Bedingung, dass die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller gleich oder höher als eine im Vorfeld festgelegte vorbestimmte Temperatur ist.
Wie dies vorstehend erwähnt ist, nimmt die absorbierbare Menge der Absorptionsflüssigkeit mit zunehmender Temperatur der Absorptionsflüssigkeit ab. Wenn die absorbierbare Menge nach der Abnahme der absorbierbaren Menge kleiner als die Absorptionsmenge vor der Abnahme ist, dann wird von der Absorptionsflüssigkeit eine der Differenz entsprechenden Menge der bestimmten Komponente abgegeben. Falls der Zustand beibehalten wird, in dem die Brennkraftmaschine bei hoher Last und hoher Drehzahl arbeitet, wird genauer gesagt die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller eine extrem hohe Temperatur.
Gemäß der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird das Abgas unter der Bedingung den Beipassdurchlass passieren gelassen, dass die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller gleich oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist. Daher kann die Temperaturzunahme der Absorptionsflüssigkeit verhindert werden. Im Übrigen kann die Abgabe der bestimmten Komponente, die bereits in der Absorptionsflüssigkeit absorbiert wurde, von der Absorptionsflüssigkeit vermieden werden.
Vorzugsweise steuert das Beipasssteuermittel den Betrieb des Schaltventils, so dass das Abgas den Beipassdurchlass unter einer Bedingung passieren gelassen wird, dass die Abgabemenge der von der Brennkraftmaschine abgegebenen bestimmten Komponente kleiner als eine vorbestimmte Menge ist.
Wenn die Abgabemenge der von der Brennkraftmaschine abgegebenen bestimmten Komponente kleiner als die Abgasregulierungsmenge ist, gibt es einen Fall, in dem selbst dann kein Problem auftritt, wenn das unbehandelte Abgas abgegeben wird, ohne dass das absorbierende Beseitigen der bestimmten Komponente durch die Absorptionsflüssigkeit durchgeführt wird. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird das Abgas den Beipassdurchlass unter der Bedingung passieren gelassen, dass die Abgabemenge der bestimmten Komponente kleiner als die vorbestimmte Menge ist. Daher kann verhindert werden, dass mehr als erforderlich der bestimmten Komponente absorbiert wird. Dementsprechend kann der Zeitpunkt herausgezögert werden, zu dem die frische Absorptionsflüssigkeit nachgefüllt werden muss und die Verwendungszeitspanne der Absorptionsflüssigkeit kann verlängert werden.
Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele können ebenso wie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden, ausführlichen Beschreibung, der beiliegenden Patentansprüche und der Zeichnungen entnommen werden, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen ist:

1 ein schematisches Schaubild, das eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Schaubild, das eine NOx-Absorptionskapazität einer NOx-Absorptionsflüssigkeit (eine wässrige NaOH-Lösung) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
3 ein schematisches Schaubild, das eine NOx-Einströmmenge, eine NOx-Ausströmmenge, eine NOx-Absorptionsmenge und eine absorbierbare Menge gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
4 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf der Austauschsteuerung der Absorptionsflüssigkeit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ein Schaubild, das eine Änderung der maximalen Absorptionsmenge mit Bezug auf eine Temperaturänderung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
6 ein Schaubild, das eine Hysterese in einer oberen Grenztemperatur veranschaulicht, die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der Nachfüllsteuerung verwendet wird;
7 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf der Berechnung der NOx-Absorptionsmenge gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
8 ein schematisches Schaubild, das eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ein Ablaufdiagramm, das eine Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 ein Ablaufdiagramm, das eine Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung gemäß einer Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
11 ein schematisches Schaubild, das eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einem Kraftmaschinenbetriebszustand und einer Absorptionsflüssigkeitstemperatur gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
13 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf einer Beipasssteuerung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
14 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf der Beipasssteuerung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
15 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einem Betriebszustand und einer NOx-Abgabemenge einer Brennkraftmaschine zeigt.

Im weiteren Verlauf werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung der jeweiligen Ausführungsbeispiele werden in den Zeichnungen für identische oder äquivalente Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Eine Brennkraftmaschine, auf welche die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß jedem Ausführungsbeispiel angewendet wird, ist in einem Fahrzeug montiert und funktioniert als eine Antriebsquelle zum Fahren. Als die Brennkraftmaschine wird eine Dieselkraftmaschine mit Kompressionszündung unterstellt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist ein Schaubild, das eine Abgasreinigungsvorrichtung und eine Brennkraftmaschine 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Von einer Brennkammer 10a der Brennkraftmaschine 10 abgegebenes Abgas wird von einem vorbestimmten Teil eines hinteren Abschnitts eines Fahrzeugs durch ein unter einem Fahrzeugboden angeordnetes Abgasrohr 11 emittiert. Ein Oxidationskatalysator 12 (DOC) zum Oxidieren von in dem Abgas enthaltenem NOx ist an dem Abgasrohr 11 angebracht. NO in dem Abgas wird durch den DOC 12 in NO2 oxidiert.
Ein Filter 13 (DPF) zum Sammeln von Partikelstoffen (PM) in dem Abgas ist stromabwärts des DOC 12 an dem Abgasrohr 11 angebracht. Um die durch den DPF 13 gesammelten Partikelstoffe zu verbrennen wird eine Steuerung der Einspritzmenge und des Einspritzzeitpunkts eines Injektors 14 zum Erhöhen der Abgastemperatur, d.h. eine Regenerationsverarbeitungssteuerung periodisch durchgeführt.
Eine CO2-Beseitgungsvorrichtung 20 zum Beseitigen von CO2 in dem Abgas ist stromabwärts des DPF 13 an dem Abgasrohr 11 vorgesehen. Eine NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 zum Beseitigen von NOx in dem Abgas ist an dem Abgasrohr 11 stromabwärts der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 vorgesehen. Jede Beseitigungsvorrichtung 20, 30 entspricht der Abgasreinigungsvorrichtung für die Brennkraftmaschine. Als nächstes werden die Konstruktionen der Vorrichtungen 20, 30 ausführlich beschrieben (CO2-Beseitigungsvorrichtung 20).
(CO2-Beseitigungsvorrichtung 20)
Die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 besteht hauptsächlich aus einem Tank 21, einem Abgaskontakthersteller 22, einer Zirkulationspumpe 23 und einem Trennabscheider 24, die miteinander durch ein Zirkulationsrohr 25 verbunden sind. In dem Tank 21 ist eine (später ausführlich beschriebene) CO2-Absorptionsflüssigkeit gespeichert. Wenn die Zirkulationspumpe 23 arbeitet, dann zirkuliert die CO2-Absorptionsflüssigkeit durch einen durch das Zirkulationsrohr 25 definierten Zirkulationsdurchlass. Der Abgaskontakthersteller 22 ist an dem Abgasrohr 11 angebracht und funktioniert so, dass er die zirkulierende CO2-Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt bringt.
Die CO2-Absorptionsflüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die CO2 durch Kontakt mit dem CO2 in dem Abgas absorbiert. Beispielsweise kann als die CO2-Absorptionsflüssigkeit eine in JP-A-2008-296211 und anderen Druckschriften beschriebene ionische Flüssigkeit, eine Alkalilösung, Wasser (bspw. Kraftmaschinenkühlmittel) oder dergleichen verwendet werden. Es ist vorzuziehen, eine Flüssigkeit zu verwenden, die NOx kaum absorbiert jedoch CO2 in dem Abgas selektiv absorbiert (bspw. NaOH, KOH, Na₂CO₃, K₂CO₃, Ca(OH)₂, Ethanolamin oder dergleichen), da eine CO2-Absorptionsmenge erhöht werden kann. Eine Substanz, die CO2 durch eine chemische Änderung absorbiert, d.h. eine Substanz die eine chemische Adsorption verursacht, kann als die CO2-Absorptionsflüssigkeit verwendet werden. Alternativ kann eine Substanz verwendet werden, die CO2 ohne chemische Änderung absorbiert, d.h., eine Substanz, die eine physikalische Adsorption hervorruft. Eine Gelsubstanz oder eine Schlämmensubstanz kann als die CO2-Absorptionsflüssigkeit verwendet werden.
Der Abgaskontakthersteller 22 besteht hauptsächlich aus einem Halter 22a, der die CO2-Absorptionsflüssigkeit durch Infiltrieren der CO2-Absorptionsflüssigkeit in sich selbst hält und aus einem Gehäuse 22b, welches den Halter 22a in seinem Inneren aufnimmt. Das Gehäuse 22b ist an dem Abgasrohr 11 angeschlossen und das Abgas strömt durch ein Inneres des Gehäuses 22b. Das Gehäuse 22b ist zudem an dem Zirkulationsrohr 25 angeschlossen. Die CO2-Absorptionsflüssigkeit, die von einem Einströmloch des Gehäuses 22b über das Zirkulationsrohr 25 in das Gehäuse 22b strömt, ist in dem Behälter 22a gehalten. Der Behälter 22a ist so angeordnet, dass er dem durch das Innere des Gehäuses 22b strömenden Abgas ausgesetzt ist. Dadurch kommt die in der Haltereinrichtung 22a gehaltene CO2-Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt.
An dem Einströmloch und an dem Ausströmloch des Gehäuses 22b sind jeweils ein Einströmventil 22c bzw. ein Ausströmventil 22d vorgesehen. Die Ventile 22c, 22d sind elektromagnetische Antriebsventile. Eine ECU 15 steuert die Öffnungs-/Schließbetriebe der Ventile 22c, 22d. Falls die ECU 15 das Ausströmventil 22d den Öffnungsbetrieb durchführen lässt, kann daher die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Gehäuse 22b abgegeben werden. Falls die ECU 15 das Einströmventil 22c den Öffnungsbetrieb durchführen lässt, kann die CO2-Absorptionsflüssigkeit in das Gehäuse 22b strömen gelassen werden.
Das Einströmloch ist in einem oberen Teil des Gehäuses 22b ausgebildet und das Ausströmloch ist in einem unteren Teil des Gehäuses 22b ausgebildet. Daher ist das System so aufgebaut, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit durch ihr Gewicht abgegeben werden kann, falls der Öffnungsbetrieb des Ausströmventils 22d durchgeführt wird, selbst wenn die Zirkulationspumpe 23 nicht arbeitet. Das System ist derart konstruiert, dass die CO2-Absorptionsflüssigkeit infolge ihres Gewichts in das Gehäuse 22b strömen kann, wenn der Öffnungsbetrieb des Einströmventils 22c in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Gehäuse 22b abgegeben wurde, selbst wenn die Zirkulationspumpe 23 nicht arbeitet.
Der Trennabscheider 24 besteht hauptsächlich aus einem Tank 24a, der die von dem Abgaskontakthersteller 22 abgegebene CO2-Absorptionsflüssigkeit speichert, und aus einer Heizeinrichtung 24b (Heizabschnitt), die in dem Tank 24a vorgesehen ist. Falls die CO2-Absorptionsflüssigkeit, die von dem Abgaskontakthersteller 22 abgegeben wurde und die in den Tank 24a geströmt ist, durch die Heizeinrichtung 24b aufgeheizt wird, wird in der CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbiertes CO2 von der CO2-Absorptionsflüssigkeit abgetrennt.
Die ECU 15 steuert einen Betrieb der Heizeinrichtung 24b. Daher wird die Abtrennung des CO2 gefördert, wenn die ECU 15 die Steuerung zum Betreiben der Heizeinrichtung 24b durchführt. Die Abtrenngeschwindigkeit des CO2 nimmt ab, wenn die ECU 15 eine Steuerung zum Anhalten des Betriebs der Heizeinrichtung 24b durchführt. Das heißt, die ECU 15 funktioniert als ein Abtrennungssteuerabschnitt zum Steuern der Abtrennungsgeschwindigkeit durch Steuern des Betriebs der Heizeinrichtung 24b, d.h. durch Steuern eines Aufheizgrads.
Es gibt eine Grenze für das durch eine Einheitsmenge der CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbierbares CO2. Im weiteren Verlauf wird ein Zustand der CO2-Absorptionsflüssigkeit, in dem die Grenzmenge des CO2 absorbiert wurde, als ein Absorptionssättigungszustand bezeichnet. Ein Verhältnis der CO2-Absorptionsmenge zu einer CO2-Menge (maximale Absorptionsmenge), die in einem Zustand, in dem die CO2-Absorptionsmenge null beträgt, durch die CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbiert werden kann, wird im weiteren Verlauf als ein Absorptionsverhältnis bezeichnet. Das Absorptionsverhältnis in dem Absorptionssättigungszustand beträgt 100%. Falls der Trennabscheider 24 das CO2 von der CO2-Absorptionsflüssigkeit abtrennt, nimmt das Absorptionsverhältnis ab, so dass eine Absorptionskapazität der CO2-Absorptionsflüssigkeit zunimmt und wiederhergestellt wird. Das abgetrennte CO2 wird von einem Abscheiderloch 24c zu der Außenluft emittiert. Die CO2-Absorptionsflüssigkeit, von der das CO2 abgetrennt wurde und durch den Trennabscheider 24 beseitigt wurde, zirkuliert durch den Tank 21, die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 und den Trennabscheider 24 in dieser Reihenfolge.
Die ECU 15 steuert einen Betrieb der Zirkulationspumpe 23. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Zirkulationspumpe 23 nicht kontinuierlich betrieben sondern sie wird intermittierend betrieben. Das heißt, die CO2-Absorptionsflüssigkeit wird nicht konstant zirkuliert sondern sie wird intermittierend zirkuliert. Die Steuerungsinhalte der Zirkulationspumpe 23, der Heizeinrichtung 24b und dergleichen werden später ausführlich beschrieben.
(NOx-Beseitigungsvorrichtung 30)
Als nächstes wird eine Konstruktion der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 erläutert. Die NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 besteht hauptsächlich aus einem Tank 31, einem Abgaskontakthersteller 32 und einer Zirkulationspumpe 33, die durch ein Zirkulationsrohr 35 miteinander verbunden sind.
Eine Innenseite des Tanks 31 ist in einen Zuführtankbereich 31a und einen Rückgewinnungstankbereich 31b unterteilt. Der Zuführtankbereich 31a speichert eine NOx-Absorptionsflüssigkeit (die später ausführlich beschrieben wird), die noch nicht verwendet wird und die dem Abgaskontakthersteller 32 zugeführt wird. Der Rückgewinnungstankbereich 31b speichert die verwendete und rückgewonnene NOx-Absorptionsflüssigkeit. Somit wird ein Mischen der gebrauchten NOx-Absorptionsflüssigkeit in die unverbrauchte bzw. frische NOx-Absorptionsflüssigkeit verhindert. Die NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Zuführtankbereich 31a wird zu dem Abgaskontakthersteller 32 zugeführt. Die in dem Abgaskontakthersteller 32 verwendete NOx-Absorptionsflüssigkeit wird durch Betreiben der Zirkulationspumpe 33 in dem Rückgewinnungstankbereich 31b rückgewonnen.
Der Abgaskontakthersteller 32 ist an dem Abgasrohr 11 stromabwärts des Abgaskontaktherstellers 22 der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 angebracht. Der Abgaskontakthersteller 32 dient dazu die NOx-Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt zu bringen.
Die NOx-Absorptionsflüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die NOx durch Kontakt mit dem NOx in dem Abgas absorbiert. Beispielsweise kann als die NOx-Absorptionsflüssigkeit die in JP-A-2008-296211 und anderen Druckschriften beschriebene ionische Flüssigkeit, die Alkalilösung, das Wasser (bspw. Kraftmaschinenkühlmittel) oder dergleichen verwendet werden. Es ist vorzuziehen, die Flüssigkeit (bspw. FeSO₄, Ca(OH)₂, H₂SO₄, K₂Cr₂O₇ oder dergleichen) zu verwenden, die kaum CO2 absorbiert sondern selektiv NOx in dem Abgas absorbiert, da die NOx-Absorptionsmenge erhöht werden kann. Eine Substanz, die NOx mit einer chemischen Änderung absorbiert, d.h. eine Substanz, die eine chemische Adsorption verursacht, kann als die NOx-Absorptionsflüssigkeit verwendet werden. Alternativ kann eine Substanz verwendet werden, die NOx ohne die chemische Änderung adsorbiert, d.h. eine Substanz die die physikalische Adsorption verursacht. Eine Gelsubstanz oder eine Schlämmensubstanz kann als die NOx-Absorptionsflüssigkeit verwendet werden.
2 zeigt ein Versuchsergebnis, das eine Wirkung der NOx-Beseitigung in dem Fall angibt, in dem als die NOx-Absorptionsflüssigkeit die wässrige NaOH-Lösung verwendet wird. Das Abgas, dessen NOx-Konzentration ca. 6% beträgt, wird in den Abgaskontakthersteller 32 geführt. In diesem Fall wird bestätigt, dass die NOx-Konzentration des aus dem Abgaskontakthersteller 32 herausströmenden Abgases auf ca. 1% reduziert wurde, wie dies in 2 gezeigt ist.
Der Abgaskontakthersteller 32 besteht hauptsächlich aus einer Halteeinrichtung 32a, die die NOx-Absorptionsflüssigkeit hält, und aus einem Gehäuse 32b, das die Halteeinrichtung 32a im Inneren aufnimmt. Das Gehäuse 32b ist an das Abgasrohr 11 angeschlossen und das Abgas strömt durch ein Inneres des Gehäuses 32b. Das Gehäuse 32b ist zudem an das Zirkulationsrohr 35 angeschlossen. Die NOx-Absorptionsflüssigkeit, die von einem Einströmloch des Gehäuses 32b über das Zirkulationsrohr 35 in das Gehäuse 32b strömt, wird in der Halteeinrichtung 32a gehalten. Die Halteeinrichtung 32a ist so angeordnet, dass sie dem durch das Innere des Gehäuses 32b strömenden Abgas ausgesetzt ist. Daher kommt die in der Halteeinrichtung 32a gehaltene NOx-Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt.
Ein Einströmventil 32c und ein Ausströmventil 32d sind jeweils an dem Einströmloch bzw. einem Ausströmloch des Gehäuses 32b vorgesehen. Die Ventile 32c und 32d sind elektromagnetische Antriebsventile. Die ECU 15 steuert Öffnungs-/Schließbetriebe der Ventile 32c, 32d. Falls die ECU 15 das Ausströmventil 32d den Öffnungsbetrieb durchführen lässt, kann daher die NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Gehäuse 32b abgegeben werden. Falls die ECU 15 das Einströmventil 32c den Öffnungsbetrieb durchführen lässt, kann die NOx-Absorptionsflüssigkeit in das Gehäuse 32b strömen gelassen werden.
Das Einströmloch ist in einem oberen Teil des Gehäuses 32b ausgebildet und das Ausströmloch ist in einem unteren Teil des Gehäuses 32b ausgebildet. Daher ist das System so aufgebaut, dass die NOx-Absorptionsflüssigkeit durch ihr Gewicht abgegeben werden kann, wenn der Öffnungsbetrieb des Ausströmventils 32d durchgeführt wird, selbst wenn die Zirkulationspumpe 33 nicht angetrieben ist. Das System ist so konstruiert, dass die NOx-Absorptionsflüssigkeit infolge ihres Gewichts in das Gehäuse 32b strömen kann, falls der Öffnungsbetrieb des Einströmventils 32c in dem Zustand durchgeführt wird, in dem die NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Gehäuse 32b abgegeben wurde, selbst wenn die Zirkulationspumpe 33 nicht arbeitet.
Es gibt eine Grenze für die durch eine Einheitsmenge der NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbierbaren Menge von NOx. Im weiteren Verlauf wird ein Zustand der NOx-Absorptionsflüssigkeit, die die Grenzmenge des NOx absorbiert hat, als ein Absorptionssättigungszustand bezeichnet. Ein Verhältnis aus der NOx-Absorptionsmenge zu einer NOx-Menge (maximale Absorptionsmenge), die durch die NOx-Absorptionsflüssigkeit in einem Zustand absorbiert werden kann, in dem die NOx-Absorptionsmenge null beträgt, wird als ein Absorptionsverhältnis bezeichnet. Das Absorptionsverhältnis in dem Absorptionssättigungszustand beträgt 100%. Das Absorptionsverhältnis der in dem Zuführtankbereich 31a gespeicherten, unverbrauchten NOx-Absorptionsflüssigkeit beträgt 0%.
In 3 gibt A eine in den Abgaskontakthersteller 32 einströmende NOx-Einströmmenge an. B ist eine NOx-Ausströmmenge, die aus dem Abgaskontakthersteller 32 herausströmt. C ist eine NOx-Absorptionsmenge, die bereits durch die NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 absorbiert wurde. D ist eine absorbierbare NOx-Menge. Wenn die NOx-Einströmmenge A einen Abgasregulierungswert überschreitet, ist es erforderlich, die NOx-Ausströmmenge B auf unterhalb des Regulierungswerts zu begrenzen, indem NOx mit dem Abgaskontakthersteller 32 absorbiert wird. Jedoch nimmt die absorbierbare Menge D mit zunehmender NOx-Absorptionsmenge C ab. Falls die NOx-Absorptionsmenge C die maximale Absorptionsmenge erreicht (d.h., falls die absorbierbare Menge D zu null wird), kann kein NOx mehr absorbiert werden. In diesem Fall bestehen Bedenken, dass die NOx-Ausströmmenge B den Abgasregulierungswert überschreitet.
Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die NOx-Absorptionsflüssigkeit, deren Absorptionsverhältnis (C/(C+D)) in dem Abgaskontakthersteller 32 auf einen vorbestimmten Wert oder darüber angestiegen ist, durch die Zirkulationspumpe 33 in dem Rückgewinnungstankbereich 31b rückgewonnen. Zusätzlich wird die NOx-Absorptionsflüssigkeit, deren Absorptionsverhältnis null beträgt, in dem Zuführtankbereich 31a zu dem Abgaskontakthersteller 32 zugeführt. Die verwendete NOx-Absorptionsflüssigkeit, die in dem Rückgewinnungstankbereich 31b rückgewonnen wird, wird von dem Tank 31 extrahiert. Eine Abfallflüssigkeitsaufbereitung der extrahierten NOx-Absorptionsflüssigkeit wird in einer Aufbereitungsanlage außerhalb des Fahrzeugs durchgeführt. Ein Nachfüllen der frischen NOx-Absorptionsflüssigkeit zu dem Zuführtankbereich 31a wird durch einen Fahrzeuganwender oder Wartungspersonal durchgeführt, wenn dies erforderlich ist.
Die ECU 15 steuert den Betrieb der Zirkulationspumpe 33. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Zirkulationspumpe 33 nicht konstant betrieben sondern wird intermittierend betrieben. Das heißt, die NOx-Absorptionsflüssigkeit wird nicht konstant zirkuliert sondern wird intermittierend zirkuliert, um die nachstehend erläuterte Beseitigungssteuerung durchzuführen.
Die NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 hat einen Sensor zum Erfassen einer physikalischen Menge, die mit einem Absorptionsverhältnis der NOx-Absorptionsflüssigkeit korreliert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als der vorstehend erwähnte Sensor ein pH-Sensor 32e verwendet. Der pH-Sensor 32e ist an dem Abgaskontakthersteller 32 angebracht. Falls der durch den pH-Sensor 32e erfasste pH-Wert gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (d.h., wenn der Säuregrad hoch ist), bestimmt die ECU 15, dass das Absorptionsverhältnis der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert geworden ist und die Absorptionskapazität abgenommen hat. In diesem Fall führt die ECU 15 eine Steuerung (Austauschsteuerung) zum Austauschen der NOx-Absorptionsflüssigkeit durch Abgeben der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 und durch Zuführen der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Zuführtankbereich 31a in den Abgaskontakthersteller 32 durch.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf der vorstehend erwähnten Austauschsteuerung zeigt. Ein Mikrocomputer der ECU 15 führt wiederholtermaßen die Austauschsteuerung von 4 in einem vorbestimmten Zyklus durch (beispielsweise in einem Berechnungszyklus des Mikrocomputers oder zu jedem vorbestimmten Kurbelwinkel).
Zuerst wird in S10 (S bedeutet „Schritt“) aus 4 bestimmt, ob das Absorptionsverhältnis der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 gleich oder größer als ein oberes Grenzverhältnis ist. Genauer gesagt hat die NOx-Austauschvorrichtung 30 einen Sensor zum Erfassen einer physikalischen Menge, die mit dem Absorptionsverhältnis der NOx-Absorptionsflüssigkeit korreliert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als der vorstehend erwähnte Sensor der pH-Sensor 32e verwendet. Der pH-Sensor 32e ist an den Abgaskontakthersteller 32 angebracht. Falls in Schritt S der durch den pH-Sensor 32e erfasste pH-Wert gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert α ist (d.h., wenn ein Säuregrad hoch ist), wird angenommen, dass das Absorptionsverhältnis der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 gleich oder höher als ein oberes Grenzverhältnis ist (beispielsweise 95%). Dann schreitet der Ablauf zum Verarbeiten der darauffolgenden Schritte S12 bis S16 vor (Zuführsteuerungsbereich, Zuführzustandsteuerungsbereich) .
Die maximale Absorptionsmenge (oder die absorbierbare ...".... Menge) der NOx-Absorptionsflüssigkeit nimmt mit zunehmender Temperatur der NOx-Absorptionsflüssigkeit ab. Eine durchgezogene Linie in 5 ist ein Graph, der eine Änderung der maximalen Absorptionsmenge (C+D) mit Bezug auf die Temperaturänderung zeigt. Falls die Temperatur beispielsweise von t1 auf t2 ansteigt, nimmt die maximale Absorptionsmenge (C+D) ab. Daher wird ein Teil des NOx, das zum Zeitpunkt t1 absorbiert wurde, zum Zeitpunkt t2 von der NOx-Absorptionsflüssigkeit emittiert.
Daher ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Temperatursensor 32f zum Erfassen der Temperatur der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 an dem Abgaskontakthersteller 32 vorgesehen. Falls die durch den Temperatursensor 32f erfasste Temperatur auf die voreingestellte, obere Grenztemperatur oder höher ansteigt, wird die Austauschsteuerung der NOx-Absorptionsflüssigkeit durchgeführt. In der Austauschsteuerung wird die NOx-Absorptionsflüssigkeit, die sich in dem Abgaskontakthersteller 32 befindet und die die erhöhte Temperatur aufweist, abgegeben und die NOx-Absorptionsflüssigkeit mit niedriger Temperatur, die sich in dem Zuführtankbereich 31a befindet und dem Abgas nicht ausgesetzt ist, wird zu dem Abgaskontakthersteller 32 zugeführt. Somit kann das Problem vermieden werden, dass die Temperatur der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 ansteigt und absorbiertes NOx abgegeben wird.
Selbst wenn in S10 bestimmt wird, dass das Absorptionsverhältnis niedriger als der obere Grenzwert ist (S10: NEIN), wird genauer gesagt die Austauschsteuerung zum Austauschen der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 in S12 bis S18 durchgeführt, falls bestimmt wird, dass die durch den Temperatursensor 32f erfasste Temperatur gleich oder höher als die obere Grenztemperatur in S11 ist (S11: JA). Wenn das Absorptionsverhältnis niedriger als das obere Grenzverhältnis ist und die erfasste Temperatur niedriger als die obere Grenztemperatur ist (S10: NEIN, S11: NEIN), wird ein gestoppter Zustand der Zirkulationspumpe 33 beibehalten (in S17) und ein Ventilschließzustand des Einströmventils 32c und ein Ventilschließzustand des Ausströmventils 32d werden beibehalten (in S18).
Die für die Bestimmung in S11 verwendete obere Grenztemperatur hat die in 6 gezeigte Hysterese. Das heißt, die obere Grenztemperatur zum Durchführen der Austauschsteuerung wird auf einen Wert festgelegt, der höher als die obere Grenztemperatur zum Beenden der Austauschsteuerung ist.
Von den Schritten S12 bis S18, die sich auf die Austauschsteuerung beziehen, wird zuerst in Schritt S12 der Betrieb der Zirkulationspumpe 33 gestartet. Im folgenden Schritt S13 wird der Ventilöffnungsbetrieb des Ausströmventils 32d durchgeführt und der Ventilschließzustand des Ausströmventils 32c wird beibehalten. Somit wird die Abgabe der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 gestartet. Im folgenden Schritt S14 wird bestimmt, ob seit dem Start des Ventilöffnungsbetriebs des Ausströmventils 32d eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Die vorbestimmte Zeitspanne wird auf eine Zeit festgelegt, die zum Abgeben der gesamten NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 erforderlich ist.
Falls die vorbestimmte Zeit verstrichen ist (S14: JA), wird der Ventilschließbetrieb des Ausströmventils 32g durchgeführt und der Ventilöffnungsbetrieb des Einströmventils 32c wird im folgenden Schritt S15 durchgeführt. Somit wird die Zufuhr der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 gestartet. Im folgenden Schritt S16 wird bestimmt, ob seit dem Start des Ventilöffnungsbetriebs des Einströmventils 32c eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Die vorbestimmte Zeit ist auf eine Zeit festgelegt, die zum Zuführen lediglich einer Menge der NOx-Absorptionsflüssigkeit erforderlich ist, die durch den Abgaskontakthersteller 32 gehalten werden kann.
Falls die vorbestimmte Zeit verstrichen ist (S16: JA), wird im folgenden Schritt S17 der Betrieb der Zirkulationspumpe 33 gestoppt (Zuführstoppsteuerungsbereich, Zuführzustandsteuerungsbereich). Im folgenden Schritt S18 (Zuführstoppsteuerungsbereich, Zuführzustandsteuerungsbereich) wird der Ventilschließzustand des Ausströmventils 32d beibehalten und der Ventilschließbetrieb des Einströmventils 32c wird durchgeführt. Somit wird der Austausch der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 vollendet.
Vorstehendes betrifft den Inhalt der Austauschsteuerung zum Austauschen der NOx-Absorptionsflüssigkeit in der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30. Eine ähnliche Austauschsteuerung wird auch für die CO2-Absorptionsflüssigkeit der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 durchgeführt. Das heißt, die Austauschsteuerung wird durchgeführt, wenn das Absorptionsverhältnis der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 gleich oder höher als ein oberes Grenzverhältnis wird oder wenn die Temperatur der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 gleich oder höher als eine obere Grenztemperatur wird.
In der Austauschsteuerung wird zunächst der Ventilöffnungsbetrieb des Ausströmventils 22d durchgeführt, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 abzugeben. Zu diesem Zeitpunkt wird die abgegebene CO2-Absorptionsflüssigkeit durch Antreiben der Zirkulationspumpe 23 in dem Trennabscheider 24 rückgewonnen. Falls die Ventilöffnung des Ausströmventils 22d für eine vorbestimmte Zeitspanne durchgeführt wird, wird bestimmt, dass die Abgabe der CO2-Absorptionsflüssigkeit vollendet ist. Dann wird der Ventilschließbetrieb des Ausströmventils 22d durchgeführt und der Ventilöffnungsbetrieb des Einströmventils 22c wird durchgeführt. Somit strömt die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Tank 21 in den Abgaskontakthersteller 22. Falls die Ventilöffnung des Einströmventils 22c für eine vorbestimmte Zeitspanne durchgeführt wird, wird bestimmt, dass die Zufuhr und der Austausch der CO2-Absorptionsflüssigkeit vollendet sind. Dann wird der Ventilschließbetrieb des Einströmventils 22c durchgeführt. Ein Einschaltbetrieb der Heizeinrichtung 24b wird während des Ausführens der Austauschsteuerung durchgeführt, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Trennabscheider 24 zu erwärmen und das CO2 abzutrennen.
Das vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsbeispiel bietet die folgenden Wirkungen.

(1) Wenn das Absorptionsverhältnis der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) niedriger als das obere Grenzverhältnis ist, werden die Zufuhr und die Abgabe der Absorptionsflüssigkeit zu und von dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) gestoppt. Dementsprechend kann die Abgabe der Absorptionsflüssigkeit, welche immer noch eine zufriedenstellende Absorptionsfähigkeit aufweist, von dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) vermieden werden. Daher kann der Zeitpunkt herausgezögert werden, zu dem das Nachfüllen der frischen Absorptionsflüssigkeit in den Tank 21 (oder 31) erforderlich wird, und die Gebrauchsdauer der Absorptionsflüssigkeit kann verlängert werden.

Wenn das Absorptionsverhältnis der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 (32) größer als das obere Grenzverhältnis wird, dann wird die Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) mit dem hohen Absorptionsverhältnis mit der Absorptionsflüssigkeit in dem Tank 21 (oder 31) mit dem niedrigen Absorptionsverhältnis ausgetauscht. Daher kann eine Rate (eine Absorptionsrate) der Menge von in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) absorbierten CO2 (oder NOx) mit Bezug auf eine Abgabemenge von CO2 (oder NOx), die von der Brennkraftmaschine abgegeben wird, auf einer vorbestimmten Absorptionsrate oder darüber beibehalten werden. Somit kann automatisch verhindert werden, dass eine Menge von NOx in dem Abgas, die nicht absorbiert wird sondern durch den Abgaskontakthersteller 32 hindurch rutscht, den Abgasregulierungswert überschreitet.

(2) Wenn die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) höher als die obere Grenztemperatur wird, dann wird die Absorptionsflüssigkeit mit hoher Temperatur in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) mit der Absorptionsflüssigkeit mit niedriger Temperatur in dem Tank 21 (oder 31) ausgetauscht. Daher kann der Zustand, in dem die Absorptionsflüssigkeit, deren absorbierbare Menge abgenommen hat, in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) gehalten wird, schnell beseitigt werden. Daher kann die Abgabe von CO2 (oder NOx) von der Absorptionsflüssigkeit, deren Temperatur in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) zugenommen hat, vermieden werden.
(3) Wenn die Austauschsteuerung durchgeführt wird, wird lediglich die Menge der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank 21 (oder 31) zugeführt, die in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) gehalten werden kann. Daher kann die Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) ohne Überschuss oder Mangel ausgetauscht werden.
(4) Wenn die Austauschsteuerung durchgeführt wird, nachdem die gesamte Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) abgegeben wurde, wird die Absorptionsflüssigkeit von dem Tank 21 (oder 31) zugeführt. Somit kann ein Mischen der Absorptionsflüssigkeit, die von dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) abgegeben wurde und die das hohe Absorptionsverhältnis (oder die hohe Temperatur) hat, mit der Absorptionsflüssigkeit, die von dem Tank 21 (oder 31) zu dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) zugeführt wird und die die niedrige Absorptionsrate (oder niedrige Temperatur) hat, verhindert werden. Somit kann insbesondere in der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30, die nicht den Trennabscheider 24 hat, der Zeitpunkt herausgezögert werden, zu dem der Tank 31 mit frischer NOx-Absorptionsflüssigkeit aufzufüllen ist, und die Gebrauchsdauer der NOx-Absorptionsflüssigkeit kann verlängert werden.
(5) Die NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbiert nicht nur NOx sondern auch CO2 in dem Abgas. Während überdies die NOx-Konzentration in dem Abgas der Brennkraftmaschine 10 bei 0,1% oder niedriger liegt, liegt die CO2-Konzentration in dem Bereich von einigen Prozent zu einigen zig Prozent. Falls die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 im Gegensatz zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgelassen wird, tritt daher ein Problem auf, dass die Absorption von CO2 in der Absorption in der NOx-Absorptionsflüssigkeit dominant wird und NOx nicht zufriedenstellend absorbiert werden kann. Daher ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abgaskontakthersteller 22 der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 an dem Abgasrohr 11 stromaufwärts des Abgaskontaktherstellers 32 der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 vorgesehen. Daher kann das Abgas, dessen CO2-Konzentration durch die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 gesenkt wurde, zu der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 geschickt werden. Dementsprechend kann die Menge des durch die NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbierten CO2 verringert werden. Im Übrigen kann eine ausreichende Menge von NOx in die NOx-Absorptionsflüssigkeit absorbiert werden.
(6) NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 und die C02-Beseitigungsvorrichtung 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel absorbieren NOx und CO2, indem die NOx-Absorptionsflüssigkeit und die CO2-Absorptionsflüssigkeit jeweils mit dem Abgas in Kontakt gebracht werden. Daher können die Beseitigungsfunktionen durch die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 und die NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 sogar bei der normalen Temperatur ausgeübt werden. Selbst bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 10 kann daher NOx in dem Abgas unmittelbar ab dem Start der Brennkraftmaschine 10 beseitigt werden.
(7) In der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 (oder der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Abgaskontakthersteller 22 (oder 32), der an dem Abgasrohr 11 angebracht ist, und der Tank 21 (oder 31) als getrennte Körper aufgebaut und zwischen ihnen wird die Zirkulation durchgeführt. Falls das Volumen des Abgaskontaktherstellers 22 (oder 32) mit dem Tank 21 (oder 31) abgeglichen ist, kann der Tank 21 (oder 31) in den Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) integriert sein und die Zirkulation kann obsolet gemacht werden. Falls jedoch der Tank 21 (oder 31) auf diese Weise in den Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) integriert ist, nimmt eine Körperabmessung des Abgaskontaktherstellers 22 (oder 32) zu und es wird ziemlich schwierig, den Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) unter dem Fahrzeugboden zu installieren.

Im Gegensatz dazu sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) und der Tank 21 (oder 31) als getrennte Körper konstruiert und die Zirkulation wird durchgeführt. Daher kann die Körperabmessung des Abgaskontaktherstellers 22 (oder 32), der unter dem Boden an das Abgasrohr 11 anzuschließen ist, verringert werden. Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Installation des Abgaskontaktherstellers 22, 32 unter dem Boden vereinfacht. Wenn überdies die NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 und die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 an dem Fahrzeug montiert sind, kann ein Freiheitsgrad der Montageauslegung verbessert werden.
Wie dies vorstehend erwähnt ist, sind der Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) und der Tank 21 (oder 31) gemäß der vorliegenden Erfindung als getrennte Körper vorgesehen. Wenn die Brennkraftmaschine 10 einen großen Hub hat, kann daher die vorliegende Erfindung auf eine solche Kraftmaschine 10 angewendet werden, indem das Volumen des Tanks 21 (oder 31) erhöht wird und indem die Häufigkeit der Zufuhr der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller 22 (oder 32) erhöht wird. Die gleichen Abgaskontakthersteller 22, 32 können für gewöhnlich für Brennkraftmaschinen 10 mit unterschiedlichen Kraftmaschinenhubräumen verwendet werden.

(8) Wenn NOx in dem Abgas durch den Abgaskontakthersteller 32 absorbiert wird, dann kann die Absorptionsrate von NO2 verglichen mit NO erhöht werden. Daher ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der DOC 12, der NO in NO2 oxidiert, stromaufwärts des Abgaskontaktherstellers 32 angeordnet, so dass die Absorptionsrate von NOx in dem Abgaskontakthersteller 32 verbessert werden kann. Der DPF 13 ist stromaufwärts der Abgaskontakthersteller 22, 32 angeordnet. Daher kann verhindert werden, dass die Partikelstoffe in dem Abgas an den Innenseiten der Abgaskontakthersteller 22, 32 anhaften und ein Verstopfen verursachen.

(Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels)
Als nächstes wird eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es kann gesagt werden, dass in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel das Absorptionsverhältnis unter Verwendung des Erfassungswerts des pH-Sensors 32e in Schritt S10 aus 4 abgeschätzt wird, in welchem bestimmt wird, ob die Austauschsteuerung durchgeführt wird. Im Unterschied davon wird gemäß der Modifikation die NOx-Absorptionsmenge C durch einen in 7 gezeigten Ablauf berechnet und die Absorptionsrate wird abgeschätzt. Mit einem solchen Aufbau kann der pH-Sensor 37e unnötig gemacht werden und die Kosten können verringert werden.
Zuerst wird in Schritt S1 aus 7 die NOx-Einströmmenge A auf Grundlage des Betriebszustands der Brennkraftmaschine 10 berechnet. Beispielsweise nimmt die von der Brennkraftmaschine 10 abgegebene NOx-Menge mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl NE und mit zunehmender Last der Brennkraftmaschine 10 zu. Daher kann die NOx-Einströmmenge A auf Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Last berechnet werden. Im folgenden Schritt S2 wird eine NOx-Absorptionsmenge C' pro Einheitszeit auf Grundlage der in Schritt S1 berechneten NOx-Einströmmenge A berechnet. Beispielsweise kann die NOx-Absorptionsmenge C' pro Einheitszeit berechnet werden, indem die NOx-Einströmmenge A mit einer Absorptionsrate multipliziert wird, die im Vorfeld überprüft und ermittelt wird.
Im folgenden Schritt S3 wird die in 3 gezeigte NOx-Absorptionsmenge C auf Grundlage der in Schritt S2 berechneten NOx-Absorptionsmenge C' pro Einheitszeit berechnet. Beispielsweise kann die gegenwärtige NOx-Absorptionsmenge C berechnet werden, indem die in Schritt S2 berechnete NOx-Absorptionsmenge C' pro Einheitszeit auf einen vorangehenden Wert der NOx-Absorptionsmenge C addiert wird. Falls die Austauschsteuerung durchgeführt wird, wird der Wert der NOx-Absorptionsmenge C zum Vollendungszeitpunkt der Austauschsteuerung auf den Wert null zurückgesetzt. Wenn die auf diese Weise berechnete NOx-Absorptionsmenge C größer als eine voreingestellte obere Grenzmenge wird, kann bestimmt werden, dass das Absorptionsverhältnis gleich oder größer als das obere Grenzverhältnis in Schritt S10 aus 4 wird.
Die maximale Absorptionsmenge (C+D) nimmt mit zunehmender Temperatur der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 32 ab. Wenn bestimmt wird, ob das Absorptionsverhältnis gleich oder größer als das obere Grenzverhältnis in Schritt S10 aus 4 ist, in welchem Schritt bestimmt wird, ob die Austauschsteuerung durchgeführt wird, kann daher der Wert des oberen Grenzverhältnisses (oder die obere Grenzmenge) mit steigender Temperatur in dem Abgaskontakthersteller 32 niedriger festgelegt werden. Mit dieser Konstruktion kann sicher verhindert werden, dass die Absorptionsflüssigkeit in den Abgaskontaktherstellern 22, 32 den Absorptionssättigungszustand erreicht. Außerdem kann die Abgabe und der Austausch der Absorptionsflüssigkeit verhindert werden, die immer noch die ausreichende Absorptionskapazität aufweist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt. In dem in 8 gezeigten vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zu der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 des ersten Ausführungsbeispiels Funktionen einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d, einer Kühleinrichtung 26, einer Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 27, eines Lösungstanks 28 und dergleichen (wird später beschrieben) hinzugefügt. Ferner sind Funktionen einer Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 37 und eines Lösungstanks 38 zu der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 des ersten Ausführungsbeispiels hinzugefügt. Im weiteren Verlauf wird eine Systemkonfiguration von 8 erläutert, wobei der Fokus auf den Unterschieden zu 1 liegt. Die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels ist hierin hinsichtlich der Komponenten in 8 eingegliedert, die mit den gleichen Bezugszeichen wie die in 1 gezeigten Komponenten bezeichnet sind.
Die Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d ist an dem Abgasrohr 11 angebracht, um die Wärme des Abgases rückzugewinnen. Die Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d verwendet beispielsweise das Kraftmaschinenkühlmittel als Wärmemedium. Das Kraftmaschinenkühlmittel ist durch ein Rohr 24e an dem Tank 24a des Trennabscheiders 24 angeschlossen. Das Kraftmaschinenkühlmittel führt den Wärmeaustausch mit der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Tank 24a durch und erwärmt die CO2-Absorptionsflüssigkeit. Kurz gesagt wird die in 1 gezeigte Heizeinrichtung 24b ausgelassen. Die CO2-Absorptionsflüssigkeit wird durch die Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d erwärmt, wodurch CO2 abgetrennt wird.
Eine durch die ECU 15 gesteuerte Pumpe 24f ist an dem Rohr 24e angebracht, das das Kraftmaschinenkühlmittel zirkuliert. Ein Erwärmungsgrad (d.h., eine Abtrenngeschwindigkeit) wird durch Steuern des Betriebs der Pumpe 24f gesteuert. Beispielsweise ist an dem Tank 24a des Trennabscheiders 24 ein Temperatursensor 24g angebracht, um die Temperatur der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Tank 24a zu erfassen. Der Erwärmungsgrad wird gesteuert, indem eine Ein- und Ausschaltsteuerung der Pumpe 24f entsprechend der erfassten Temperatur durchgeführt wird.
Die Kühleinrichtung 26 ist an dem Trennabscheider 24 und dem Tank 21 in dem Zirkulationsrohr 25 vorgesehen und kühlt die CO2-Absorptionsflüssigkeit unmittelbar nach dem Aufwärmen und Trennen der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Trennabscheider 24. Die Kühleinrichtung 26 kann eine Kühleinrichtung der luftkühlenden Bauart sein, die einen Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft durchführt. Alternativ kann die Kühleinrichtung 26 so aufgebaut sein, dass sie ein Kühlmittel oder dergleichen aufnimmt, welches einen Verdampfer einer Fahrzeuginnenraumklimaanlage zirkuliert und einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der CO2-Absorptionsflüssigkeit durchführt.
Die Menge des durch die CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbierbaren CO2 nimmt mit zunehmender Temperatur ab. Falls die Temperatur über die vorbestimmte Temperatur ansteigt, nimmt die absorbierbare Menge von CO2 genauer gesagt ab. Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die durch den Trennabscheider 24 erwärmte CO2-Absorptionsflüssigkeit durch die Kühleinrichtung 26 gekühlt.
Die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 27 ist in dem Abgasrohr 11 stromabwärts des Abgaskontaktherstellers 22 und stromaufwärts der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 angeordnet. Es gibt Bedenken, dass ein Teil der mit dem Abgas in dem Abgaskontakthersteller 22 in Kontakt stehenden CO2-Absorptionsflüssigkeit zusammen mit dem Abgas in das Abgasrohr 11 entweicht. Die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 26 gewinnt die CO2-Absorptionsflüssigkeit rück, welche auf diese Weise entwichen ist und zu einer Außenseite des Gehäuses 22b geströmt ist. Zusätzlich dient die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 27 dem Verringern des Absorptionsverhältnisses durch Beseitigen von CO2 von der rückgewonnenen CO2-Absorptionsflüssigkeit. Ferner dient die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 27 dem Rückführen der CO2-Absorptionsflüssigkeit, welche auf diese Weise behandelt wurde, durch ein Rohr 27a zu dem Zirkulationsrohr 25.
9 ist ein Schaubild, das eine Konstruktion der Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 27 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 27 hat eine in dem Abgasrohr 11 angeordnete Elektrode 27b und eine an einer Innenwandfläche des Abgasrohrs 11 angebrachte elektrische Zelle 27c. Falls ein Gleichstrom mit hoher Spannung an der Elektrode 27b angelegt wird, strömen die dem CO2-Absorptionsflüssigkeit anhaftenden Elektronen zu dem Abgas aus und Ionisieren die CO2-Absorptionsflüssigkeit. Falls die ionisierte CO2-Absorptionsflüssigkeit an der elektrischen Zelle 27c anhaftet, passieren lediglich CO2-Ionen, die in der CO2-Absorptionsflüssigkeit absorbiert sind, die elektrische Zelle 27c, wodurch sie sich zu einem Speicherbereich 27d bewegen und hier ablagern. Da der Speicherbereich 27d elektrisch geerdet ist, strömen die in den Speicherbereich 27d bewegten Elektronen der CO2-Ionen in die Erdung. Mit anderen Worten befindet sich die CO2-Absorptionsflüssigkeit, die die elektrische Zelle 27c nicht passieren kann und verbleibt, in einem Zustand, in welchem CO2 beseitigt wurde und das Absorptionsverhältnis gesenkt wurde.
Kurz gesagt wird die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgas rückgewonnen, indem die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit der hohen Spannung geladen wird und indem die CO2-Absorptionsflüssigkeit an der elektrischen Zelle 27c abgelagert wird. Dann wird unter Verwendung der elektrischen Zelle 27c das CO2 von der rückgewonnenen CO2-Absorptionsflüssigkeit beseitigt. Die CO2-Absorptionsflüssigkeit, die das gesenkte Absorptionsverhältnis hat, wird durch das Rohr 27a zu dem Zirkulationsrohr 25 zurückgeführt. In dem Speicherabschnitt 27d angesammeltes CO2 kann zu der Umgebungsluft emittiert werden.
10 ist ein Schaubild, das eine Modifikation der in 9 gezeigten Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung zeigt. In der in 10 gezeigten Vorrichtung ist die elektrische Zelle 27c ausgelassen. Die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgas, die durch die Elektrode 27b mit hoher Spannung geladen ist, wird in einem Speichertank 27e rückgewonnen. In dem Speichertank 27e lagert sich die CO2-Absorptionsflüssigkeit, die eine große Menge von CO2 absorbiert hat und die das hohe Absorptionsverhältnis hat, an einem unteren Teil des Speichertanks 27e ab. Daher werden in dem Speichertank 27e die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit dem niedrigen Absorptionsverhältnis (dünne CO2-Flüssigkeit) und die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit dem hohen Absorptionsverhältnis (konzentrierte CO2-Flüssigkeit) voneinander getrennt. Die dünne CO2-Flüssigkeit in der oberen Schicht der in dem Speichertank 27e gespeicherten CO2-Absorptionsflüssigkeit wird durch das Rohr 27a zu dem Zirkulationsrohr 25 rückgeführt. Die in der unteren Lage des Speichertanks 27e angesammelte konzentrierte CO2-Absorptionsflüssigkeit kann gesammelt werden und beispielsweise in einer Fahrzeugwerkstatt oder dergleichen entsorgt werden.
Die Lösung, etwa die ionische Lösung oder die Alkalilösung, die durch Auflösen eines Gelöststoffs (bspw. Ion oder Alkali) in einem Lösungsmittel (bspw. Wasser) herstellt wird, wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als die CO2-Absorptionsflüssigkeit verwendet. In diesem Fall ist das Beibehalten der Lösungskonzentration bei einer vorbestimmten Konzentration wichtig, um eine vorbestimmte CO2-Absorptionsfunktion auszuüben. Jedoch nimmt die Konzentration zu, falls das Lösungsmittel verdampft oder die Konzentration nimmt ab, falls sich die Wasserkomponente in dem Abgas in die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 mischt.
Daher werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Gelöststoff, etwa das Ion oder das Alkali, und das Lösungsmittel, etwa das Wasser, in dem Lösungstank 28 gespeichert. Der Gelöststoff und das Lösungsmittel werden gemäß einer durch einen Konzentrationssensor 28a erfassten Konzentration zu dem Tank 21 zugeführt. Der Konzentrationssensor 28a ist an dem Zirkulationsrohr 25 in der Nähe und stromabwärts des Tanks 21 angebracht. Beispielsweise wird als der Konzentrationssensor 28a ein Sensor verwendet, der die Viskosität erfasst, die mit der Konzentration der Flüssigkeit stark korreliert.
In einer Verbindung zwischen dem Lösungstank 28 und dem Tank 21 ist ein durch die ECU 15 gesteuertes elektromagnetisches Ventil 28b vorgesehen. Die ECU 15 führt die Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 28b gemäß einem Erfassungswert des Konzentrationssensors 28a durch. Somit steuert die ECU 15 die Zuführmengen des Gelöststoffs und des Lösungsmittels derart, dass die Konzentration der CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Tank 21 in dem optimalen Konzentrationsbereich liegt.
Die NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 hat die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 37 mit dem gleichen Aufbau wie der der Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 27 der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20. Die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 37 ist an dem Abgasrohr 11 stromabwärts des Abgaskontaktherstellers 32 vorgesehen. Es gibt Bedenken, dass ein Teil der NOx-Absorptionsflüssigkeit, der mit dem Abgas in dem Abgaskontakthersteller 32 in Kontakt kommt, zusammen mit dem Abgas in das Abgasrohr 11 entweicht. Die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 37 gewinnt die NOx-Absorptionsflüssigkeit zurück, welche auf diese Weise entwichen ist und zu einer Außenseite des Gehäuses 32b geströmt ist. Zusätzlich dient die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 37 dem Verringern des Absorptionsverhältnisses durch Beseitigen von NOx von der rückgewonnenen NOx-Absorptionsflüssigkeit. Ferner dient die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 37 dem Rückführen der NOx-Absorptionsflüssigkeit, welche auf diese Weise behandelt wurde, durch ein Rohr 37a zu dem Zirkulationsrohr 35.
Die NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 hat den Lösungstank 38, einen Konzentrationssensor 38a und ein elektromagnetisches Ventil 38b mit dem gleichen Aufbau wie der Lösungstank 28, der Konzentrationssensor 28a und das elektromagnetische Ventil 28b der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20. Die ECU 15 führt die Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 38b gemäß einem Erfassungswert des Konzentrationssensors 38a durch. Somit steuert die ECU 15 die Zuführmengen eines Gelöststoffs und eines Lösungsmittels der NOx-Absorptionsflüssigkeit derart, dass die Konzentration der NOx-Absorptionsflüssigkeit in dem Tank 31 in dem optimalen Konzentrationsbereich liegt.
Ein Grad der Verringerung der Konzentration infolge des Mischens der Wasserkomponente in dem Abgas ist niedriger als ein Grad der Erhöhung der Konzentration infolge des Verdampfens des Lösungsmittels. Daher kann auf das Speichern und Nachfüllen der Lösung unter Verwendung der Lösungstanks 28, 38 verzichtet werden.
Die ECU 15 steuert einen Betrieb des Injektors 14 zum Durchführen der Regenerationsverarbeitung des Dieselpartikelfilters 13. Die Regenerationsverarbeitung dient dem zeitweiligen Erhöhen der Abgastemperatur durch Verzögern des Einspritzzeitpunkts, zu dem der Injektor 14 den Kraftstoff einspritzt, oder durch Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge. Somit werden die durch den Dieselpartikelfilter 13 gesammelten Partikelstoffe verbrannt und beseitigt, wodurch der Dieselpartikelfilter 13 regeneriert wird.
Die ECU 15 führt die Steuerung zum Betreiben der Pumpe 24f der Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d während des Ausübens der Regenerationsverarbeitung durch. Somit wird das Wärmemedium der Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d zu dem Trennabscheider 24 zirkuliert. Dementsprechend wird die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Trennabscheider 24 durch die Wärme des Abgases erwärmt, dessen Temperatur mit der Ausübung der Regenerationsverarbeitung gestiegen ist. Somit wird das Abscheiden von CO2 gefördert.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel bringt die folgenden Wirkungen (9) bis (13) zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Wirkungen (1) bis (8) hervor.

(9) Die Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d ist vorgesehen, um die Wärme des Abgases rückzugewinnen und die Flüssigkeit in dem Trennabscheider 24 zu erwärmen. Daher kann die in 1 gezeigte Heizeinrichtung 24b beseitigt werden und der Energieverbrauch kann verringert werden.
(10) Die Pumpe 24f wird angetrieben, um die Wärmegewinnung zu dem Zeitpunkt durchzuführen, zu dem die Regenerationsverarbeitung des Dieselpartikelfilters 13 durchgeführt wird. Daher kann eine ausreichende Wärmemenge zum Aufwärmen der CO2-Absorptionsflüssigkeit und zum Abtrennen von CO2 sichergestellt werden.
(11) Die Kühleinrichtung 26 ist zum Kühlen der Flüssigkeit vorgesehen, deren Temperatur durch das Aufwärmen und das Abtrennen erhöht wurde. Daher kann die CO2-Absorptionskapazität der CO2-Absorptionsflüssigkeit wiederhergestellt werden, deren CO2-Absorptionskapazität mit zunehmender Temperatur abgenommen hat.
(12) Da die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtungen 27, 37 vorgesehen sind, können Emissionen eines Teils der Absorptionsflüssigkeiten, welche aus den Abgaskontaktherstellern 22, 32 zu der Innenseite des Abgasrohrs 11 herausgeströmt sind, zusammen mit dem Abgas verhindert werden. Außerdem werden die Absorptionsflüssigkeiten zu den Zirkulationsrohren 25, 35 rückgeführt, nachdem CO2 und NOx von den rückgewonnenen Absorptionsflüssigkeiten getrennt wurden und die Absorptionsverhältnisse verringert wurden. Daher kann die Zunahme der Absorptionsverhältnisse der Absorptionsflüssigkeiten in den Zirkulationsrohren 25, 35 verhindert werden.
(13) Die Lösungstanks 28, 38 und die Konzentrationssensoren 28a, 38a sind vorgesehen, um die Konzentrationen der Absorptionsflüssigkeiten bei den vorbestimmten Konzentrationen beizubehalten. Daher kann ein Absenken der Absorptionskapazität infolge der Konzentrationsänderung vermieden werden.

(Drittes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem in 11 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel sind ein Beipassrohr 40 und ein Beipassventil 41 (Umschaltventil) an der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 und der NO2-Beseitigungsvorrichtung 20 des vorstehend erwähnten ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen. Im weiteren Verlauf wird eine Systemkonfiguration von 11 erläutert, wobei der Fokus auf den Unterschieden zu 1 liegt. Die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels ist hierin hinsichtlich der Komponenten in 11 eingegliedert, die mit den gleichen Bezugszeichen wie die in 1 gezeigten Komponenten bezeichnet sind.
Das Beipassrohr 40 definiert einen Beipassdurchlass 40a, der das Abgas derart passieren lässt, dass das Abgas die Abgaskontakthersteller 22, 32 umgeht. Das Abgasrohr 40 ist stromaufwärts des Abgaskontaktherstellers 22 bzw. stromabwärts des Abgaskontaktherstellers 32 angeschlossen. Das Beipassventil 31 öffnet und schließt einen Einlass des Beipassdurchlasses 40a. Ein Elektromotor treibt das Beipassventil 41 an und die ECU 15 steuert einen Betrieb des Motors.
Wenn das Beipassrohr 40 auf das System angewendet wird, dass die in 8 gezeigte Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d aufweist, ist es wünschenswert, den Einlass des Beipassrohrs 40 an einem Punkt stromabwärts der Wärmerückgewinnungsvorrichtung 24d und stromaufwärts des Abgaskontaktherstellers 22 anzuschließen. Somit kann die Abwärme zum Erwärmen der Flüssigkeit in dem Trennabscheider 24 ungeachtet des Betriebszustands des Beipassventils 41 wiederhergestellt werden. Wenn das Beipassrohr 40 auf das System angewendet wird, das die Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 37 hat, wie dies in 8 gezeigt ist, ist es wünschenswert, einen Auslass des Beipassrohrs 40 an einem Punkt stromabwärts des Abgaskontaktherstellers 32 und stromaufwärts der Flüssigkeitsrückgewinnungsvorrichtung 37 anzuschließen. Somit kann entwichene NOx-Absorptionsflüssigkeit ungeachtet des Betriebszustands des Beipassventils 41 rückgewonnen werden.
Die Abgastemperatur ändert sich gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine stark. Wenn beispielsweise, wie dies in 12 gezeigt ist, der Betrieb in einem Bereich hoher Last und hoher Drehzahl durchgeführt wird, wird die Abgastemperatur viel höher als in dem Fall, in dem der Betrieb in dem normalen Bereich durchgeführt wird. Wenn der Betrieb in dem Bereich hoher Last und hoher Drehzahl durchgeführt wird, überschreitet die Temperatur der Absorptionsflüssigkeiten in den Abgaskontaktherstellern 22, 32 die obere Grenztemperatur bald, selbst wenn die Austauschsteuerung durchgeführt wird. Dementsprechend wird die maximale Absorptionsmenge (C+D) ansteigen (siehe 5) und eventuell wird NOx und CO2 abgegeben, welches absorbiert wurde.
Wenn daher in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Temperatur in den Abgaskontaktherstellern 22, 32 extrem hoch ist, wird ein Ventilöffnungsbetrieb des Beipassventils 41 durchgeführt, um das Abgas durch den Beipassdurchlass 40a passieren zu lassen. Somit wird der Temperaturanstieg der Absorptionsflüssigkeit verhindert und die Abgabe von NOx und CO2, welches absorbiert wurde, wird verhindert.
Als nächstes wird ein Ablauf zum Steuern des Betriebs des vorstehend erwähnten Beipassventils 41 unter Bezugnahme auf ein in 13 gezeigtes Ablaufdiagramm (Beipasssteuerbereich) erläutert.
Zuerst wird in Schritt S20 von 13 bestimmt, ob die durch den Temperatursensor 32f erfasste Temperatur „gleich wie oder höher als“ die vorbestimmte Temperatur ist. Die vorbestimmte Temperatur ist auf einen Wert festgelegt, der höher als die durch die Bestimmung in Schritt S11 aus 4 verwendete obere Grenztemperatur ist. Im folgenden Schritt S21 wird bestimmt, ob ein Hochtemperaturzustand über der oberen Grenztemperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger angehalten hat.
Wenn zumindest in Schritt S20 und/oder S21 eine positive Bestimmung gemacht wird (S20: JA oder S21: JA), dann wird der Ventilöffnungsbetrieb des Beipassventils 41 im folgenden Schritt S22 durchgeführt, um das Abgas durch den Beipassdurchlass 40a passieren zu lassen. Zu diesem Zeitpunkt ist es wünschenswert, die Zirkulation der Flüssigkeiten in den Zirkulationsrohren 25, 35 durch Ausschalten der Betriebe der Zirkulationspumpen 23, 33 zu stoppen und die Abtrennung von CO2 durch Ausschalten des Betriebs der Heizeinrichtung 24b zu stoppen.
Falls sowohl in Schritt S20 und S21 eine negative Bestimmung gemacht wird (S20: NEIN und S21: NEIN), wird der Ventilschließbetrieb des Beipassventils 41 im folgenden Schritt S23 durchgeführt, um das Abgas die Abgaskontakthersteller 22, 32 passieren zu lassen.
Anstelle der Bestimmungsverarbeitung von Schritten S20 und S21 kann alternativ der Betrieb des Beipassventils 41 gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert werden. Wenn beispielsweise der Betriebszustand in dem in 12 gezeigten Bereich mit hoher Last und hoher Drehzahl für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger andauert, kann der Ventilöffnungsbetrieb des Beipassventils 41 durchgeführt werden, um das Abgas den Beipassdurchlass 40a passieren zu lassen.
Das vorstehend erläuterte, vorliegende Ausführungsbeispiel bringt die folgenden Wirkungen (14) und (15) zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Wirkungen (1) bis (8) hervor.

(14) Wenn die Temperatur in den Abgaskontaktherstellern 22, 32 gleich wie oder höher als die vorbestimmte Temperatur ist oder wenn der Hochtemperaturzustand über der oberen Grenztemperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger andauert, dann wird der Ventilöffnungsbetrieb des Beipassventils 41 durchgeführt, um das Abgas den Beipassdurchlass 40a passieren zu lassen. Dementsprechend kann die Temperaturzunahme der Absorptionsflüssigkeiten verhindert werden und die Abgabe von NOx und CO2, welche absorbiert wurden, kann verhindert werden.
(15) Die vorbestimmte Temperatur, die in der Bestimmung im Schritt S20 von 13 verwendet wird, wird auf den Wert festgelegt, der höher als die in der Bestimmung in Schritt S11 von 4 verwendete obere Grenztemperatur ist. Wenn die in 4 gezeigte Austauschsteuerung und die Steuerung aus 13 kombiniert werden, wird daher die Steuerung folgendermaßen durchgeführt. Das heißt, wenn die Temperatur in den Abgaskontaktherstellern 22, 32 ansteigt und die obere Grenztemperatur erreicht, dann wird die Austauschsteuerung von 4 zuerst durchgeführt, so dass die Temperatur in den Abgaskontaktherstellern 22, 32 abnimmt. Falls der Betriebszustand mit hoher Last und hoher Drehzahl andauert, gibt es daher einen Fall, in dem die Temperatur in den Abgaskontaktherstellern 22, 32 auf die vorbestimmte Temperatur ansteigt oder der Zustand, in welchem die obere Grenztemperatur erreicht ist, für die vorbestimmte Zeitspanne andauert, selbst wenn die Austauschsteuerung kontinuierlich durchgeführt wird. In diesem Fall wird das Abgas durch die Steuerung aus 13 durch den Beipassdurchlass 40a passieren gelassen. Daher kann die Temperatur der Abgaskontakthersteller 22, 32 sicher auf die Temperatur verringert werden, die niedriger als die obere Grenztemperatur ist.

Falls das Abgas den Beipassdurchlass 40a passieren gelassen wird, kann die Temperaturabnahme gefördert werden. Jedoch wird das NOx in dem Abgas nicht absorbiert sondern es wird zu der Umgebungsluft emittiert. Hinsichtlich dieses Punkts versucht die kombinierte Steuerung aus 4 und 13 die Temperatur zuerst durch die Austauschsteuerung zu verringern. Falls die Temperatur sogar durch die Austauschsteuerung nicht ausreichend verringert werden kann, dann wird das Abgas durch den Beipassdurchlass 40a geführt, um die Temperatur zu verringern. Daher kann eine Häufigkeit auf ein Minimum reduziert werden, mit der das Abgas den Beipassdurchlass 40a passieren gelassen wird.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Beipassventil 41 wie in 14 gezeigt gesteuert. Eine Systemkonfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist gleich wie die des vorstehend beschriebenen und in 11 gezeigten dritten Ausführungsbeispiels.
Wie dies in 15 gezeigt ist, ändern sich die NOx-Abgabemenge und die CO2-Abgabemenge in dem Abgas gemäß dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 stark (etwa die Drehzahl NE der Kraftmaschinenabgabewelle und die Kraftmaschinenlast). Beispielsweise zeigt 15, dass die NOx-Abgabemenge und die NO2-Abgabemenge mit zunehmender Kraftmaschinenlast zunehmen. 15 zeigt zudem, dass die NOx-Abgabemenge abnimmt, falls die Kraftmaschinendrehzahl NE nahe 2000 U/min liegt, selbst wenn die Kraftmaschinenlast eine mittlere Last ist.
Die ECU 15 führt den Ventilöffnungsbetrieb des Beipassventils 41 durch, wenn der Kraftmaschinenbetriebszustand ein Zustand ist, in dem die NOx-Abgabemenge kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert TH ist. Die ECU 15 führt den Ventilschließbetrieb des Beipassventils 41 durch, wenn die NOx-Abgabemenge gleich oder größer als der Schwellenwert TH ist. Die ECU 15 führt die Steuerung zum Stoppen der Betriebe der Zirkulationspumpen 23, 33 durch, wenn das Beipassventil 41 geöffnet ist. Die ECU 15 führt die Steuerung zum Durchführen der Betriebe der Zirkulationspumpen 23, 33 durch, wenn das Beipassventil 41 geschlossen ist.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf zum Steuern des Betriebs des Beipassventils 41 (eine Funktion des Beipasssteuerungsbereichs) zeigt. Ein Mikrocomputer der ECU 15 führt wiederholtermaßen den in 14 gezeigten Ablauf in einem vorbestimmten Zyklus durch (beispielsweise in einem Berechnungszyklus des Mikrocomputers oder bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel).
Zuerst wird in Schritt S30 von 14 bestimmt, ob die Kraftmaschinenlast und die Drehzahl NE in einem vorbestimmten Bereich (Betriebsbereich mit niedrigem NOx) in einem im Vorfeld vorbereiteten Kennfeld liegen. Das Kennfeld wird angefertigt, indem im Vorfeld eine Beziehung zwischen der Kraftmaschinenlast, der Drehzahl NE und der NOx-Abgabemenge untersucht wird. Der Bereich, welcher durch die Kraftmaschinenlast und die Drehzahl NE definiert ist und in welchem die NOx-Abgabemenge kleiner als der Schwellenwert TH ist, wird als der Betriebsbereich mit niedrigem NOx festgelegt.
Falls bestimmt wird, dass sich der Kraftmaschinenbetriebszustand in dem Betriebsbereich mit niedrigem NOx befindet (S30: JA), wird der Ventilöffnungsbetrieb des Beipassventils 41 im folgenden Schritt S31 durchgeführt. Somit strömt das Abgas durch den Beipassdurchlass 40a und umgeht die Abgaskontakthersteller 22, 32. Zu diesem Zeitpunkt ist es wünschenswert, die Zirkulation der Flüssigkeiten in den Zirkulationsrohren 25, 35 zu stoppen, indem die Betriebe der Zirkulationspumpen 23, 33 ausgeschaltet werden, und die Abtrennung von CO2 zu stoppen, indem der Betrieb der Heizeinrichtung 24b ausgeschaltet wird.
Falls bestimmt wird, dass die Kraftmaschinenlast und die Drehzahl NE in einem Betriebsbereich mit hohem NOx liegen, der sich in dem Kennfeld von dem Betriebsbereich mit niedrigem NOx unterscheidet (S30: NEIN), wird der Ventilschließbetrieb des Beipassventils 41 im folgenden Schritt S32 durchgeführt. Somit strömt das Abgas durch die Abgaskontakthersteller 22, 32.
Das vorstehend erwähnte, vorliegende Ausführungsbeispiel bringt die folgenden Wirkungen (16) bis (18) zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Wirkungen (1) bis (8) hervor.

(16) Um während des Betriebs mit viel NOx eine ausreichende Menge von NOx mit der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 zu absorbieren, ist es wünschenswert, die CO2-Beseitigungskapazität in der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 im Vorfeld zu erhöhen. Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Abgas während des Betriebs mit wenig NOx durch den Beipassdurchlass 40a geführt, um die Erhöhung des Absorptionsverhältnisses der gesamten CO2-Absorptionsflüssigkeit zu verhindern, welche durch das Zirkulationsrohr 25 zirkuliert wird. Somit kann das Absorptionsverhältnis in Vorbereitung des Betriebs für viel NOx bei dem niedrigen Zustand beibehalten werden. Das Abgas wird während des Betriebs mit viel NOx durch die Abgaskontakthersteller 22, 32 geführt. Daher kann die CO2-Absorptionsmenge während des Betriebs mit viel NOx erhöht werden. Im Übrigen kann während des Betriebs mit viel NOx eine ausreichende Menge von NOx in der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 absorbiert werden.

Auf ähnliche Weise wird während des Betriebs mit wenig NOx die Erhöhung des Absorptionsverhältnisses der gesamten NOx-Absorptionsfläche verhindert, welche durch das Zirkulationsrohr 35 zirkuliert wird. Somit kann das Absorptionsverhältnis in Vorbereitung des Betriebs mit viel NOx bei dem niedrigen Zustand beibehalten werden.
Die Kraftmaschinenlast und die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 des Fahrzeugs ändern sich innerhalb einer kurzen Zeitspanne schnell. Hinsichtlich dieses Punkts werden gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Absorptionsverhältnisse der CO2-Absorptionsflüssigkeit und der NOx-Absorptionsflüssigkeit während des Betriebs mit wenig NOx bei den niedrigen Zuständen beibehalten. Selbst wenn eine große Menge von NOx innerhalb der kurzen Zeitspanne abgegeben wird, kann daher NOx ausreichend absorbiert werden.

(17) Der Betrieb der Heizeinrichtung 24b wird während des Betriebs mit wenig NOx gestoppt. Daher kann der Energieverbrauch in der Heizeinrichtung 24b verhindert werden. Daher kann der Verbrauch der Batterie verhindert werden. Im Übrigen kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden, indem eine Elektrizitätserzeugung durch die Brennkraftmaschine 10 verringert wird.
(18) Das Abgas wird während des Betriebs mit wenig NOx durch den Beipassdurchlass 40a geführt, in welchem die NOx-Einströmmenge A niedriger als die Abgasregulierungsmenge ist. Daher kann der Zeitpunkt herausgezögert werden, zu dem der Zuführtankbereich 31a mit frischer NOx-Absorptionsflüssigkeit nachgefüllt werden muss und die Gebrauchsdauer der NOx-Absorptionsflüssigkeit kann verlängert werden.

(Modifikationen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sondern kann beispielsweise folgenderweise modifiziert und implementiert werden. Ferner können charakteristische Konstruktionen der jeweiligen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert werden.
Die CO2-Absorptionsflüssigkeit (oder NOx-Absorptionsflüssigkeit) kann eine Flüssigkeit sein, die CO2 (oder NOx) absorbiert, ohne eine Änderung in einer molekularen Struktur hervorzurufen, d.h., eine Flüssigkeit, die CO2 (oder NOx) durch physikalische Absorption absorbiert. Alternativ kann die CO2-Absorptionsflüssigkeit (oder die NOx-Absorptionsflüssigkeit) eine Flüssigkeit sein, die CO2 (oder NOx) absorbiert, indem die Änderung in der Molekularstruktur hervorgerufen wird, d.h., eine Flüssigkeit die CO2 (oder NOx) durch chemische Absorption absorbiert.
Die vorbestimmte Zeit, die für die Bestimmung der Vollendung der Abgabe oder für die Bestimmung der Vollendung der Zufuhr in Schritt S14 oder S16 aus 4 verwendet wird, kann gemäß der Temperatur oder der Viskosität der Absorptionsflüssigkeit variabel festgelegt werden. Beispielsweise wird die für die Abgabevollendung oder die Zufuhrvollendung erforderliche Zeit mit zunehmender Viskosität länger. Daher ist es wünschenswert, die vorbestimmte Zeit so festzulegen, dass sie mit zunehmender Viskosität länger wird.
In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die Zirkulationspumpe 23 der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 intermittierend betätigt, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Zirkulationsrohr 25 intermittierend zu zirkulieren (als Austauschsteuerung). Alternativ kann die Zirkulationspumpe 23 der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 konstant betätigt werden, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Zirkulationsrohr 25 konstant zu zirkulieren. In diesem Fall ist es wünschenswert, die Zirkulationsgeschwindigkeit der CO2-Absorptionsflüssigkeit gemäß dem Absorptionsverhältnis der CO2-Absorptionsflüssigkeit variabel zu steuern. Es ist zudem wünschenswert, das Einströmventil 22c und das Ausströmventil 22d in diesem Fall zu beseitigen.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden das Abgas und die Absorptionsflüssigkeit miteinander in Kontakt gebracht, indem die Halteeinrichtung 22a (oder 32a), die die Absorptionsflüssigkeit durch Infiltration der Absorptionsflüssigkeit in sich selbst hält, dem Abgas ausgesetzt wird. Alternativ kann die Absorptionsflüssigkeit beispielsweise mit dem Abgas in Kontakt gebracht werden, indem die Absorptionsflüssigkeit in Form eines Sprühnebels in das Abgas eingespritzt wird. Alternativ kann die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt gebracht werden, indem das Abgas in einen Tank eingeblasen wird, der die Absorptionsflüssigkeit speichert.
In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist der DOC 12 (der Oxidationsbereich) zum Oxidieren von NO in dem Abgas in NO2 stromaufwärts des Abgaskontaktherstellers 22 angeordnet, wie dies in 1 gezeigt ist. Somit ist der DOC 12 an einer Stelle so nahe wie möglich an der Auslassöffnung der Brennkraftmaschine 20 angeordnet, um den Oxidationskatalysator zu aktivieren.
Diese Konstruktion ist von Vorteil, da die Temperaturerhöhung des DOC in kurzer Zeit realisiert werden kann, indem das Abgas mit hoher Temperatur verwendet wird. Falls jedoch NO in NO2 oxidiert wird, während die NOx-Absorptionsrate in dem Abgaskontakthersteller 32 verbessert werden kann, neigt das NOx stärker dazu, durch die CO2-Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller 22 absorbiert zu werden.
Hinsichtlich dieser Tatsache kann in dem Abgasrohr 11 stromabwärts des Abgaskontaktherstellers 22 der CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 und stromaufwärts des Abgaskontaktherstellers 32 der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 ein Oxidationsbereich angeordnet sein. Mit dieser Konzentration kann die Absorption von NOx durch die CO2-Absorptionsflüssigkeit verhindert werden und die Absorption von NOx durch die NOx-Absorptionsflüssigkeit kann verbessert werden. Falls jedoch der Oxidationsbereich an dieser Stelle angeordnet ist, ist der Oxidationsbereich weit weg von der Abgasöffnung positioniert. Als ein Ergebnis wird es schwierig, den Oxidationskatalysator innerhalb einer kurzen Zeitspanne mit dem Abgas hoher Temperatur zu aktivieren. Da der Oxidationsbereich an dieser Position angeordnet ist, sollte daher vorzugsweise anstelle des DOC unter Verwendung des Oxidationskatalysators ein Ozongenerator oder ein Radikalgenerator verwendet werden. Wenn der Oxidationskatalysator (DOC) verwendet wird, ist es alternativ wünschenswert, eine elektrische Heizeinrichtung oder einen Brenner zum Aufheizen des DOC zu verwenden.
Der Trennabscheider 24 gemäß dem vorstehend erwähnten ersten Ausführungsbeispiel trennt CO2 unter Verwendung der Heizeinrichtung 24b (Heizbereich), die die CO2-Absorptionsflüssigkeit aufwärmt. Alternativ kann ein Unterdruckbereich anstelle der Heizeinrichtung 24b vorgesehen werden, um die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit einem Unterdruck zu beaufschlagen, und CO2 kann abgetrennt werden, indem die CO2-Absorptionsflüssigkeit mit Unterdruck beaufschlagt wird.
In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden die Absorptionsverhältnisse der Absorptionsflüssigkeiten unter Verwendung der pH-Sensoren 22e, 32e erfasst. Das Absorptionsverhältnis steht zudem in hoher Korrelation mit der Viskosität, des Transmissionsgrads, der elektrischen Leitfähigkeit und einem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit. Daher kann anstelle eines jeden pH-Sensors 22e, 32e ein Sensor zum Erfassen einer dieser physikalischen Größen verwendet werden. Wenn die Absorptionsflüssigkeit die ionische Flüssigkeit ist, dann kann das Absorptionsverhältnis zudem erfasst werden, indem ein Sensor verwendet wird, der ein Verhältnis zwischen Kationen (positiven Ionen) und Anionen (negativen Ionen) in der Absorptionsflüssigkeit erfasst.
Wenn bestimmt wird, ob die Steuerung (Austauschsteuerung) zum Austauschen der Absorptionsflüssigkeit in den Abgaskontaktherstellern 22 (oder 32) durchgeführt werden soll, kann die Bestimmung auf Grundlage einer Betriebszeit der Brennkraftmaschine 10 oder einer Fahrstrecke des Fahrzeugs durchgeführt werden. In diesem Fall dann der pH-Sensor 22e (oder 32e) ausgelassen werden und die Kosten können verringert werden. Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, das den Ausführzeitpunkt der Austauschsteuerung durch Erfassen des pH-Werts der Absorptionsflüssigkeit unter Verwendung des pH-Sensors 22e (oder 32e) durchführt, kann jedoch ein genaues Management durchgeführt werden, so dass die Absorptionsrate nicht gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird. Außerdem können die Probleme verhindert werden, bei denen der Austausch zu früh durchgeführt wird, selbst wenn die Absorptionsrate niedriger als der vorbestimmte Wert ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 stromaufwärts der NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 vorgesehen. Alternativ kann die CO2-Beseitigungsvorrichtung 20 ausgelassen werden, wenn die NOx-Beseitigungsvorrichtung 30 eine Kapazität hat, die dazu ausreicht, eine zufriedenstellende Menge von NOx zu absorbieren, während CO2 absorbiert wird.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die bestimmten Komponenten in dem Abgas, die durch die Absorptionsflüssigkeiten zu absorbieren sind, NOx und CO2. Alternativ können eine andere Komponente oder andere Komponenten absorbiert und beseitigt werden. Wenn die vorliegende Erfindung beispielsweise auf einen Ottomotor der Einspritzbauart angewendet wird, kann durch die Absorptionsflüssigkeit HC in dem Abgas absorbiert werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann eine Konstruktion verwendet werden, die die Einströmventile 22c, 32c und die Ausströmventile 22d, 32d nicht aufweist.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern kann auf viele andere Arten implementiert werden, ohne von dem durch die beiliegenden Ansprüche definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.
Eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10) hat einen Tank (31) zum Speichern einer Absorptionsflüssigkeit, die ein NOx im Abgas absorbiert, wenn die Absorptionsflüssigkeit mit dem NOx in Kontakt kommt, und sie hat einen Abgaskontakthersteller (32), der an einem Abgasrohr (11) vorgesehen und der mit der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank (31) versorgt wird. Der Abgaskontakthersteller (32) bringt die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt. Die Abgasreinigungsvorrichtung steuert einen Zuführzustand der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank (31) zu dem Abgaskontakthersteller (32) zumindest gemäß einem Absorptionsverhältnis von in der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (32) absorbiertem NOx und/oder einer Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (32).

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10), die folgendes aufweist: einen Tank (21, 31) zum Speichern einer Absorptionsflüssigkeit, welche eine bestimmte Komponente in dem Abgas der Brennkraftmaschine (10) absorbiert, wenn die Absorptionsflüssigkeit mit der bestimmten Komponente in Kontakt kommt; einen Abgaskontakthersteller (22, 32), der an einem Abgasrohr (11) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist und der von dem Tank (21, 31) mit der Absorptionsflüssigkeit versorgt wird, wobei der Abgaskontakthersteller (22, 32) die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt bringt; gekennzeichnet durch ein Zuführzustandsteuermittel (S12 - S18) zum Steuern eines Zuführzustands der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank (21, 31) zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32) in Übereinstimmung mit zumindest einem Absorptionsverhältnis der in der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) absorbierten bestimmten Komponente und/oder der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wobei das Zuführzustandsteuermittel (S12 - S18) folgendes aufweist: Zuführstoppsteuermittel (S17, S18) zum Stoppen der Zufuhr der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wenn das Absorptionsverhältnis niedriger als ein vorbestimmtes oberes Grenzverhältnis ist; und Zuführsteuermittel (S12 - S16) zum Zuführen der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wenn das Absorptionsverhältnis höher als das obere Grenzverhältnis wird, wobei das obere Grenzverhältnis mit zunehmender Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) auf einen niedrigeren Wert festgelegt wird.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10), die folgendes aufweist: einen Tank (21, 31) zum Speichern einer Absorptionsflüssigkeit, welche eine bestimmte Komponente in dem Abgas der Brennkraftmaschine (10) absorbiert, wenn die Absorptionsflüssigkeit mit der bestimmten Komponente in Kontakt kommt; einen Abgaskontakthersteller (22, 32), der an einem Abgasrohr (11) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist und der von dem Tank (21, 31) mit der Absorptionsflüssigkeit versorgt wird, wobei der Abgaskontakthersteller (22, 32) die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt bringt; gekennzeichnet durch ein Zuführzustandsteuermittel (S12 - S18) zum Steuern eines Zuführzustands der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank (21, 31) zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32) in Übereinstimmung mit zumindest einem Absorptionsverhältnis der in der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) absorbierten bestimmten Komponente und/oder der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wobei das Zuführzustandsteuermittel (S12 - S18) folgendes aufweist: ein Zuführstoppsteuermittel (S17, S18) zum Stoppen der Zufuhr der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wenn die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) niedriger als eine voreingestellte obere Grenztemperatur ist; und Zuführsteuermittel (S12 - S16) zum Zuführen der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wenn die Temperatur höher als die obere Grenztemperatur wird.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner mit: einem Beipassdurchlass (40a), der von dem Abgasrohr (11) abzweigt, um das Abgas so zu führen, dass das Abgas den Abgaskontakthersteller (22, 32) umgeht; und einem Schaltventil (41), das den Abgasstrom entweder zu dem Beipassdurchlass (40a) oder dem Abgaskontakthersteller (22, 32) umschaltet, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie einen Betrieb des Schaltventils (41) umschaltet, um das Abgas durch den Beipassdurchlass (40a) zu führen, wenn die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) die obere Grenztemperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne oder länger kontinuierlich überschreitet oder wenn die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur wird, die auf einen Wert festgelegt ist, der höher als die obere Grenztemperatur ist.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Zuführsteuermittel (S12 - S16) die Absorptionsflüssigkeit von dem Tank (21, 31) nach dem Abgeben der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) zuführt.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10), die folgendes aufweist: einen Tank (21, 31) zum Speichern einer Absorptionsflüssigkeit, welche eine bestimmte Komponente in dem Abgas der Brennkraftmaschine (10) absorbiert, wenn die Absorptionsflüssigkeit mit der bestimmten Komponente in Kontakt kommt; einen Abgaskontakthersteller (22, 32), der an einem Abgasrohr (11) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist und der von dem Tank (21, 31) mit der Absorptionsflüssigkeit versorgt wird, wobei der Abgaskontakthersteller (22, 32) die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt bringt; gekennzeichnet durch ein Zuführzustandsteuermittel (S12 - S18) zum Steuern eines Zuführzustands der Absorptionsflüssigkeit von dem Tank (21, 31) zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32) in Übereinstimmung mit zumindest einem Absorptionsverhältnis der in der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) absorbierten bestimmten Komponente und/oder der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wobei das Zuführzustandsteuermittel (S12 - S18) folgendes aufweist: Zuführstoppsteuermittel (S17, S18) zum Stoppen der Zufuhr der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wenn das Absorptionsverhältnis niedriger als ein vorbestimmtes oberes Grenzverhältnis ist; und Zuführsteuermittel (S12 - S16) zum Zuführen der Absorptionsflüssigkeit zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32), wenn das Absorptionsverhältnis höher als das obere Grenzverhältnis wird, wobei das Zuführsteuermittel (S12 - S16) die Absorptionsflüssigkeit von dem Tank (21, 31) nach dem Abgeben der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) zuführt.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Zuführsteuermittel (S12 - S16) lediglich eine Menge der Absorptionsflüssigkeit, die durch den Abgaskontakthersteller (22, 32) gehalten werden kann, zu dem Abgaskontakthersteller (22, 32) zuführt.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10), die folgendes aufweist: einen Abgaskontakthersteller (22, 32), der an einem Abgasrohr (11) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um eine Absorptionsflüssigkeit zu halten, welche eine bestimmte Komponente in dem Abgas der Brennkraftmaschine (10) absorbiert, wenn die Absorptionsflüssigkeit mit der bestimmten Komponente in Kontakt kommt, und um die Absorptionsflüssigkeit mit dem Abgas in Kontakt zu bringen; gekennzeichnet durch einen Beipassdurchlass (40a), der von dem Abgasrohr (11) abzweigt, um das Abgas derart zu führen, dass das Abgas den Abgaskontakthersteller (22, 32) umgeht; ein Schaltventil (41), das einen Strom des Abgases entweder zu dem Beipassdurchlass (40a) oder dem Abgaskontakthersteller (22, 32) umschaltet; und ein Beipasssteuermittel (S20 - S23, S30 - S32) zum Steuern eines Betriebs des Schaltventils (41) gemäß zumindest der Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) und/oder einer Abgabemenge der von der Brennkraftmaschine (10) abgegebenen bestimmten Komponente.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei das Beipasssteuermittel (S20 - S23, S30 - S32) den Betrieb des Schaltventils (41) steuert, um das Abgas unter einer Bedingung durch den Beipass (40a) zu führen, dass die Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in dem Abgaskontakthersteller (22, 32) gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, die im Vorfeld festgelegt wird.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das Beipasssteuermittel (S20 - S23, S30 - S32) den Betrieb des Schaltventils (41) steuert, um das Abgas unter einer Bedingung durch den Beipassdurchlass (40) zu führen, dass die Abgabemenge der von der Brennkraftmaschine (10) abgegebenen bestimmten Komponente kleiner als eine vorbestimmte Menge ist.