JP2000515218A - 排気ガスを浄化する装置および方法 - Google Patents

排気ガスを浄化する装置および方法

Info

Publication number
JP2000515218A
JP2000515218A JP10507362A JP50736298A JP2000515218A JP 2000515218 A JP2000515218 A JP 2000515218A JP 10507362 A JP10507362 A JP 10507362A JP 50736298 A JP50736298 A JP 50736298A JP 2000515218 A JP2000515218 A JP 2000515218A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
canister
conduit
valve
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10507362A
Other languages
English (en)
Inventor
ガーラン ワイアマーク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo AB
Original Assignee
Volvo AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo AB filed Critical Volvo AB
Publication of JP2000515218A publication Critical patent/JP2000515218A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0854Details of the absorption canister
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835Hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/36Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for adding fluids other than exhaust gas to the recirculation passage; with reformers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14Nitrogen oxides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関(1)の排気ガスにおける少なくとも1つの所定成分を減じることにより排気ガスを浄化する装置に関し、前記装置は、前記機関(1)から排気ガスを輸送するための排気管(14)と、前記成分を吸収し且つ蓄積するための吸収物質を含むキャニスタ(10)とを備える。本発明は、前記キャニスタ(10)に前記排気管(14)を接続する第1の導管(16)と、前記排気管(14)内に配置され、前記排気管(14)内の排気ガスが前記第1の導管(16)を介して前記キャニスタ(10)に送られる作動状態をとれるように構成されている第1の制御自在弁(17)とを備えることを特徴とする。本発明により、内燃機関からの排気ガス、特にHC化合物を浄化するための改良された装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 排気ガスを浄化する装置および方法 技術分野 本発明は、添付の請求の範囲1の前提部による排気ガスを浄化するための装置 に関する。本発明は、主として自動車の排気ガスの浄化に関連して、特に、自動 車の機関からの汚染物質の排出を減少させるために使用される。本発明はまた、 添付の請求の範囲18の前提部による排気ガスを浄化するための方法に関する。 発明の技術的背景 内燃機関を使用する車両に関して、機関からの排気ガス中の有害物質の排出が 少ないことが一般に望ましい。これらの有害物質は、主として窒素酸化物(NOx )、炭水化物(HC)および炭素酸化物(CO)の形態の汚染物質である。 ガソリン機関を有する最近の自動車では、通常、排気ガスが案内される排気ガ スシステムにおける排気ガス触媒器によって排気ガスを浄化する。いわゆる既知 の型式の三元触媒器においては、上記有害物質の主要部分が既知の触媒反応によ って除去される。 最近の三元触媒器は、通常、浄化度がかなり高く、有害汚染物質の大気への排 出をかなりの程度まで制限しているが、自動車からの有害物質の排出をさらに低 減することが今日要求されている。これらの要求は、特に、多くの国々で、ます ます制限されつつある立法措置から出てきたものであり、NOx、COおよびH C化合物の排出をかなり低減することが要求されている。従来の三元触媒器はさ らに、機関をコールドスタートする際の浄化度が比較的低いという欠点がある。 すなわち、触媒器は、機関の始動からいわゆる「ライト・オフ(light-off)」温 度に達するまで最適に浄化することができない。最近の車両においては、ライト ・オフ温度がおよそ200°から350°であり、これは、触媒器が排気ガスに おける一定の有害成分を50%だけ浄化する温度として定めることができる。 ライト・オフ温度に達するまでに経過する最初の時間は、最近の車両では、通 常約30秒から90秒である。この間、排気ガスにおける一定量の有害成分が、 内燃機関の排気システムを通過して、大気に排出される。これらの有害排出物を 最小限にするために、触媒器がそのライト・オフ温度に達するまでに経過する時 間を最小限にする必要がある。これは、例えば、常により低い着火温度を示す新 たな触媒材料を開発することにより、また触媒器を迅速に加熱する方法を開発す ることにより得られる。排気管に配置されるHC吸着剤を利用して、触媒器がそ のライト・オフ温度に達する時点まで排気ガスにおける望ましくない成分を吸収 することにより、内燃機関からの有害排出物を低減することも可能である。 内燃機関の有害排出物を減少させる既知の方法では、その正規の触媒器を、そ の上流に配置された電気的に加熱可能な他の始動触媒器と組み合わせる。始動触 媒器は電気を用いて迅速に加熱されるため、その触媒析出が急速に作動状態とな り、それによって低アイドリングフローで排気ガスをかなり浄化することになる 。流れ出す排気ガスはさらに加熱され、それによって、正規の触媒器の加熱時間 を短縮する。機関をコールドスタートする際に改良された浄化効果を与える加熱 可能な始動触媒器を備える装置は、特許文書WO89/10470号から周知で ある。 電気的に加熱可能な始動触媒器の欠点は、かなり大きな電流源を必要とするこ とである。これによって、車両の電気系統の要求が高まり、例えば始動触媒器に 動力を供給するために特別の始動電池が通常必要であるため、コストが増大する 。このようなシステムに関する別の問題は、使用可能な期間に関するものである 。始動触媒器が比較的迅速に老化するため、性能が急速に劣化する。 内燃機関からの有害排出物を減少させるための他の構成は、特許文書EP04 22432号から周知であり、この構成は燃焼室を備えており、この燃焼室にお いて、排気ガス内の可燃性成分が点火可能であるため、触媒器を通過するガスの 温度が上がる。これは、触媒器自体の温度が通常よりも速く上がることが可能で あることを意味する。 前記構成の欠点は、炭化水素化合物、炭素酸化物、水素および酸素の形態の未 使用成分の量が、多くの場合、触媒器の迅速で確実な加熱には不十分なことであ る。また、ガス化合物を点火するために使用する着火手段の形態の特別の構成が 必要となる。 有害排出物を減少させるための他の構成は、WO92/22734号およびW O93/07365号に示されている。これらは、排気系統におけるアフターバ ーナーを有するシステムを示しており、このシステムにおいては、アフターバー ナーにおける一定の点火ゾーンに到達する排気ガスの混合物を、点火装置を用い て点火することができる。排気ガスの混合物の望ましい濃度を得るために、エン ジンに対する燃料/空気の混合を制御し、その結果、ポンプを用いて二次空気が 供給される間、ガス混合物における所定量の水素が過剰となる。 上記構成の欠点は、ガス混合物を点火するための別個の点火装置を必要とし、 それによってコストが上がることである。さらに、二次空気を供給するために特 殊空気ポンプが必要であり、それによってコストが増大する。さらなる欠点は、 この構成が車両に比較的広い空間を必要とすることである。 内燃機関からの排気を低減するさらに他の方法では、いわゆるHC吸着剤また はHCトラップを利用することである。HC吸着剤を備える装置は、スウェーデ ン国特許出願第9302407−3号に示されている。より正確には、この構成 はHC吸着剤を備えており、このHC吸着剤は、排気管において電気的に加熱可 能な始動触媒器および従来の三元触媒器の上流に配置されている。HC吸着剤は 、三元触媒器がそのライト・オフ温度に達する前に排気ガス内のHC化合物を吸 着、すなわち「収集」するために配置されている。排気ガスの流れの温度が一定 の境界温度に達すると、HC吸着剤が、既に収集されたHC化合物を排出(脱着 )する。 既知のHC吸着剤の本質的欠点は、排気ガスの温度により老化することである 。 この老化が、HC吸着剤の脱着のための限界温度の低下を引き起こす。これに よって、通常の触媒器が点火する前にHC吸着剤がそのHC化合物を排出する。 上記既知のシステムによれば、触媒器がそのライト・オフ温度に達するまでに 経過する時間を短縮することにより有害排出物が減少する。既知の技術を用いる と、コールドスタートの後およそ10秒から15秒以内にライト・オフ温度に達 することが可能である。HC化合物の排出に関して、これらの物質の濃度が、コ ールドスタートの後およそ2秒ないし4秒でかなり高くなり、これは、HC吸着 剤または対応する技術を利用しないシステムにおいてより重要であることが言え る。このようなシステムにおいては、触媒器がそのライト・オフ温度に達するま でに経過する時間がかなり短縮されてはいるが、コールドスタートに関してHC 化合物の排出を限られた分しか減少できない。 発明の概要 従って、本発明は、有害成分、特に内燃機関の排気ガスにおけるHC化合物を 、排気管にHC吸着剤を用いることなく浄化するための改良された装置を提供す ることを目的とする。この目的は、その特徴が添付の請求の範囲1から明らかと なる前記種類の装置によって達成される。この目的は、その特徴が添付の請求の 範囲18から明らかとなる方法によっても達成される。 本発明は、内燃機関における排気ガスの浄化のために利用されるものであり、 この内燃機関にはキャニスタが備わっており、このキャニスタは、減少するのが 望ましい一定の成分を吸収し、蓄積するための吸収物質を備える。本発明の基本 原理は、機関の排気管をキャニスタに接続する導管(コンジット)と、排気管に 配置された操縦自在弁とを備えることである。この弁は、排気管内の排気ガスが 導管を介してキャニスタに案内される作動状態をとれるように配置されている。 このように、排気ガスをキャニスタに案内することが可能であり、前記成分をキ ャニスタ内で吸収し且つ蓄積することが可能である。 本文における用語「キャニスタ」は、本質的には従来の容器に関するものであ り、内燃機関の燃料タンクから燃料蒸気を吸収し、蓄積するための物質を備える 。 添付の従属項から、有利な実施の形態が明らかとなる。 図面の簡単な説明 本発明について、添付図面を参照して、以下で詳細に述べる。 図1は、本発明の装置を概略的に示す。 図2は、機関の排気ガス内の炭化水素化合物の濃度を時間の関数として示す 概略図である。 図3は、本発明に関連して利用するためのキャニスタの断面図である。 好ましい実施の形態 図1は、本発明の装置を概略的に示す。好ましい実施の形態によれば、本発明 は、主として、例えば従来のガソリン型式の内燃機関1に関連して利用するため のものである。図面は簡素化されており、従来の燃焼機関の構成部分を全て示し ているわけではなく、本発明を理解するために必要な部品のみを示している。 機関1は、噴射装置2を介して燃料/空気混合物が既知の方法で供給され、そ の機能は制御装置3によって制御される。これは、コンピュータに基づいて行わ れるのが好ましい。制御装置3は、電気接続部4によって噴射装置2に接続され る。噴射装置2に接続され、大気から供給される空気のためのインレット5と、 燃料を供給するための燃料管6とが設けられている。燃料ポンプ8により、燃料 タンク7から燃料が吸い上げられる。従来の方法では、燃料タンク7に充填管9 が設けられている。 タンク7に燃料が入っている時、燃料の異なる複数成分が、異なる程度で液体 の表面から蒸発する。揮発性燃料蒸気がタンク7から大気に漏れないようにする ために、タンク7から蒸発管11を介してキャニスタ(canister)10に送られる 。キャニスタ10は、一定量の活性炭を含むのが好ましく、タンク7からの燃料 蒸気を吸収して蓄積するフィルタまたは吸収剤としての機能を果たす。 キャニスタ10から噴射装置2に至る管12が、さらに設けられている。機関 1が動作する間、管12では一定負圧(underpressure)であり、それによって、 キャニスタ10に既に蓄積されている燃料蒸気が管12に吸引され、(噴射装置 2を介して)機関1に供給され、その後、その燃料蒸気が消費される。このキャ ニスタ10からの流出を容易にするために、キャニスタ10はチャネル13を備 えており、燃料蒸気がキャニスタ10から吸引されると、大気からの空気がその チャネル13を介して吸い込まれる。これによって、キャニスタ10に洗浄効果 が得られる。 従来の方法では、機関1から排気管14を介して排気ガスが送り出される。排 気ガス触媒器15は、排気管14に沿った好適な位置に配置するのが好ましい。 排気管14を通過する排気ガスは、大気へと送り出される。 本発明によれば、特殊排気導管16が、好ましくは触媒器15の下流の排気管 14に接続されている。この排気導管16は、排気管14をキャニスタ10に接 続する。この構成の目的は、以下で述べるように、ある状況では機関1からキャ ニスタ10に排気ガスを送ることである。このため、排気管14には操縦自在弁 (dirigible valve)17が設けられており、それによって排気管14を流れる排 気ガスを導管16およびキャニスタ10内に全体的または部分的に送ることがで きる。弁17は、三方向の型式のものが好ましく、さらなる電気接続部18を介 して制御装置3に接続される。制御装置3は、弁17の機能を制御するように配 置されている。特に、弁17は、排気ガスが排気導管16に全体的または部分的 に送られる「作動(active)」状態と、排気導管16が封鎖される「非作動(inact ive)」状態とをつくることができ、従来の方法で、排気ガスが排気管14を通過 し、その開口部を経て送り出される。安全のために、「フェイル・セーフ」機能 が得られるように、すなわち排気ガスの圧力が異常に高い場合には、排気ガスが 常に排気管14を介して大気に送り出されるように弁17が設計されるのが好ま しい。弁17は、排気管14のかなり後部に配置するのがさらに好ましく、この 場合、温度が弁の信頼性に不利なようには影響しない。 排気導管16が第2の弁19を備え、その弁19が、排気導管16がキャニス タ10に至る場所に配置されるのがさらに好ましい。この弁19は、安全弁とし て作用し、この安全弁は、導管16を介してキャニスタ10に至る排気ガスの流 れを妨げられるように配置されている。これは、上記弁17において漏れが発生 した場合に必要となる可能性がある。第2の弁19は、制御されるために、さら なる電気接続部20を介して制御装置3に接続される。 排気触媒器15は、ライト・オフ温度に達するまでに経過する時間を短縮する ための既知の装置、例えば、電気的に加熱可能な始動触媒器とさらに組み合わせ ることも可能である。しかし、このような触媒器15に対するさらなる追加は図 1には示されていない。 以下では、本発明の機能について述べる。機関1がコールドスタートすると、 最初に述べたように、排気管14からのNOx、HCおよびCO汚染物の排出が 多い。この主たる理由は、触媒器15がこれらの成分を浄化できるまでに一定時 間が必要なことである。特に、スタート後の最初の数秒間、HC化合物の濃度が かなり高くなる。これは、図2を参照して述べる。図2は、排気ガス内のHC化 合物の濃度を機関1のコールドスタート後に経過する時間tの関数として示して いる。図面では、コールドスタート直後に1000ppmから1500ppmま たはそれ以上の大きさのオーダの高いHC濃度に達することがわかる。この濃度 は、その後、最大値に達した後、比較的迅速に低減する。 図1を再び参照すると、制御装置3が、弁17をその作動状態で制御できるよ うに配置されているため、排気管14内の排気ガスが排気導管16に全体的また は部分的に送られる。排気導管16を通過する排出物はキャニスタ10に到達し 、キャニスタ10に存在する活性炭に排気ガスのHC化合物が吸収され、蓄積さ れる。その後、排気ガスの他の成分が、チャネル13から流れ出す。この点で、 チャネル13はアウトレットとしての機能を果たす。 本発明の一実施の形態によれば、制御装置3は、スタート後に機関1をアイド リングする際に一定時間、好ましくは10秒から15秒間、弁17を作動状態に 維持するように配置されている。この時間の後、弁17は非作動状態に設定され 、通常の排気管14から排気ガスが送り出される。 排気ガスは、主としてアイドリング状態の間、キャニスタ10を通過する。こ のアイドリング状態は、比較的僅かな排気ガスの流れ、およびキャニスタ10に おける比較的僅かな圧力低下に対応する。これは、本発明のシステムが、排気管 に二次空気を与えるためのシステムと共に好適に利用可能であることを意味する 。これは、このようなシステムが、機関に対する燃料/空気混合を制御すること に関して利用可能であり、それによってガス混合物内で所定量の水素および炭素 酸化物が過剰となることによるものである。(図示されていない)ポンプを用い て二次空気が同時に供給される場合、排気ガス酸化のための条件が生成され、そ れによって排気管内に大量の熱エネルギが発生することになる。これによって、 触媒器15のライト・オフ温度に達するまでの時間を短縮する。明瞭にするため に、破線は二次空気のためのインレット導管21を示しており、この導管21は 、本発明に従って、キャニスタ10を通過する排気ガスの制御と共に利用可能で ある。このため、インレット導管21は、(図示されていない)制御自在空気ポ ンプに 接続されている。 本発明のより最適な機能を得るために、他の実施の形態に従って、制御装置3 は車両の所定の動作条件に依って弁17の機能を制御するように配置することが 可能である。このような動作条件の例として、触媒器15の温度が挙げられる。 これは、触媒器15のライト・オフ温度に達したかどうかを示し、次に、弁17 がその作動位置に設定される必要があるかどうかを示す。触媒器15の温度に依 って弁17を制御できるようにするために、本発明は、触媒器15と共に配置さ れ、電気接続部23を介して制御装置3に接続される温度検知器22を備える。 制御装置3は、温度検知器22によって測定される温度が予め設定された値より も低い場合、弁をその作動状態に設定するように構成されている。この値は、触 媒器15のライト・オフ温度に対応するのが好ましい。予め設定された値に達す ると、弁17が非作動状態に設定される。 また、制御装置3は、触媒器15に専用の温度検知器を用いる必要なく触媒器 15の温度の「仮想」値を設定することができる。これは、機関1の動作に関連 する1つ以上のパラメータ、例えば機関の冷却液体の温度、または他のパラメー タ、例えば外界温度の関数として温度値を設定するように構成された制御装置3 によって得られる。これらの温度を測定するための検知器は、図1には示されて いない。触媒器15の温度のこのような仮想値は、弁17を制御する際に検知さ れ、利用することができる。 他の実施の形態では、弁17の機能は、排気管14における排気ガスの流れに 依って制御できる。このため、制御装置3は、(図示されていない)流量計に接 続され、この流量計は、排気管14内の流れの値を示す。 キャニスタ10を通過する排気ガスは、キャニスタ10を燃料タンク7および 噴射装置2にそれぞれ接続する導管11および12に送り出すべきではない。そ の理由は、特に、噴射装置2への不確定のガスの流れのあることが望ましくない からである。これは、特に機関1の始動およびアイドリング状態の間の場合であ る。このため、本実施の形態により、導管11には制御自在逆止め弁24が備わ っており、この逆止め弁24は、燃料タンク7の方向に沿った流れを妨害する。 逆止め弁24は、電気接続部25を介して制御装置3に接続される。導管12に は、制御自在のいわゆるパージ弁26がさらに備わっており、このパージ弁26 は、さらなる電気接続部27を介して制御装置3に接続される。パージ弁26は 、弁17がその作動状態にある時、すなわち排気ガスがキャニスタ10を通過す る時、導管12を通過する流れを妨害するように配置されている。 正常なコールドスタートの場合、弁17は、およそ2秒から10秒間その作動 位置に設定される。図2を参照すると、機関1によって排出される有害なHC化 合物の主要部分がキャニスタ10に吸収され且つ蓄積され、それによって、これ らの物質の有害排出物をかなり減少させることがわかる。排気ガスがキャニスタ 10に送り込まれる最長時間は、特に、排気ガスの温度によって制限される。キ ャニスタ10は、通常、およそ100℃の温度に耐えるように設計されており、 この温度は、排気ガスがコールドスタート後におよそ60秒で達する温度である 。キャニスタ10を通過する排気ガスの流量は、キャニスタ10が受けることが できる排気ガスの最大流量によっても制限され、この最大流量は、排気管14の 圧力に依存する。これは、本発明が二次空気源を備えるシステムと共に使用され る場合に特に重要である。 弁17が非作動状態に設定されると、機関1からの排気ガスが、従来の方法で 排気管14を通過することになる。同時に、パージ弁26は正常パージ機能に切 り替わり、これは制御装置3によって制御されるため、制御装置3は、所定の動 作条件の間、パージ弁26を開くように構成されている。これによって、導管1 2は、キャニスタ10から噴射装置2まで燃料蒸気を輸送することができる。こ のパージ機能の間、導管12における既存の負圧がキャニスタ10に影響を与え るため、チャネル13を介して空気が吸い込まれ、キャニスタ10を通過して流 れ出す。このように、キャニスタ10から炭化水素化合物が流出される。この炭 化水素化合物は、排気ガスからのものや、キャニスタ10に既に蓄積されている ものである。 チャネル13は、電気接続部29を介して制御装置3に接続される制御自在弁 28を備えるのがさらに好ましい。この構成の目的は、システムの機能を診断す る間、弁28を閉止できることである。 導管21を介して二次空気が与えられる場合、排気管14には比較的低い背圧 が必要となる。これによって、主としてアイドリング回転(rpm)の間、キャ ニスタ10における圧力がわずかに低下する必要がある。これは、排気ガスから のHC化合物を吸収し且つ蓄積するのにキャニスタ10の中身の一定部分のみを 用いることにより達成できる。この原理は、図3に示されている。図3は、キャ ニスタ10と、そのキャニスタ10に接続された導管11、12、13および1 6を示す簡単な断面図である。上記のように、キャニスタ10には活性炭、また はHC化合物を吸収するための対応する材料が充填されている。キャニスタ10 は、中間璧30も備えており、これは、導管11から入って来る燃料蒸気の流れ を基本的に活性炭のベッド全体を通過するよう矢印31で示した方向に向けるた めである。 本発明によれば、排気ガスを供給するための導管16は、導管13に近接して 配置される。この構成は、排気ガスの流れが矢印32で示すようにキャニスタ1 0における炭素ベッドの比較的僅かな部分を単に通過することを目的とする。こ れは、キャニスタ10が通常、燃料タンクからの燃料蒸気から出てくる比較的多 量のHC化合物を収容する大きさであり、また導管16からの排気ガスの流れは 、比較的少量の炭化水素化合物を共に搬送するので可能である。これは、排気ガ スから出てくるHC化合物を吸収するために、キャニスタ10の容積全体のうち の僅かな所定部分33だけの利用が必要であることを意味する。本実施の形態に よれば、導管13および16は、排気ガスが流れるためにキャニスタ10の容積 全体のおよそ1%から10%が利用されるように構成され、それによって十分な 吸収容量が与えられる。 導管16および13を位置決めする構成には、キャニスタ10に比較的僅かな 圧力低下のみが生じるという利点がある。これは、上記のように二次空気システ ムに関連して本発明を用いる際に有利である。 本発明の一実施の形態によれば、キャニスタ10には、NOx化合物または炭 素酸化物(CO)を吸収するための他の吸収物質が全体的または部分的に充填可 能である。例えば、卑金属酸化物(base metal oxides)または非作動金属(inert metal)は、炭素酸化物を吸収するために利用可能である。活性炭およびこのよう なNOxまたはCO吸収物質の混合物も、キャニスタ10において利用可能であ る。このように、例えば、機関1からのNOx化合物および炭素酸化物(CO) の排出も制限可能である。 本発明のさらに他の実施の形態では、キャニスタ10の内容物が分散可能であ るので、NOx化合物または炭素酸化物のための吸収物質は、(領域33に関連 して)キャニスタ10における導管16のインレットに隣接して配置され、すな わちこれらの物質は本質的には、導管16を通過する排気ガスの流れのためだけ に利用される。 本発明は、上記実施の形態に限定されないが、添付の請求の範囲内で変更可能 である。本発明は、例えば、排気ガス触媒器15がライト・オフ温度に達するま での時間を短縮するための1つ以上の手段、例えば電気的に加熱可能な始動触媒 器を有するシステムと共に利用可能である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 内燃機関(1)からの排気ガスにおける少なくとも1つの所定成分を減 じることにより排気ガスを浄化する装置であって、前記機関(1)から排気ガス を輸送するための排気管(14)と、前記成分を吸収し且つ蓄積するための吸収 物質を含むキャニスタ(10)とを備える装置において、 前記排気管(14)を前記キャニスタ(10)に接続する第1の導管(16) と、前記排気管(14)に設けられ、前記排気管(14)内の排気ガスが前記第 1の導管(16)を通って前記キャニスタ(10)に送られる作動状態をとれる ように構成された第1の制御自在弁(17)とを備えることを特徴とする、排気 ガスを浄化する装置。 2. 請求の範囲1に記載の装置において、前記第1の弁(17)が制御装置 (3)に接続され、排気ガスが前記第1の導管(16)に全体的もしくは部分的 に送られる前記作動状態、または排気ガスが前記排気管(14)の開口部を通っ て大気に送られる第2の非作動状態に設定されるように構成されていることを特 徴とする、装置。 3. 請求の範囲2に記載の装置において、前記キャニスタ(10)が第2の 導管(12)を介して前記機関(1)の噴射装置(2)に接続され、 第3の導管(13)をさらに備え、前記第3の導管(13)が、前記キャニス タ(10)を大気に接続し、前記キャニスタ(10)を通って、さらに前記第2 の導管(12)へと空気の流れを送ることを特徴とする、装置。 4. 請求の範囲3に記載の装置において、 前記第2の導管(12)に配置され、前記制御装置(3)に接続された第2の 制御自在弁(26)を備え、前記制御装置(3)が前記作動状態の間、前記第2 の弁(26)を閉じ、前記非作動状態の間、前記第2の弁(26)を開放するよ うに構成されることを特徴とする、装置。 5. 先行の請求の範囲のいずれかに記載の装置において、前記キャニスタ( 10)が第4の導管(11)を介して前記機関(1)の燃料タンク(7)に接続 され、 前記第4の導管(11)が、前記燃料タンク(7)の方向に向いた排気ガスの 流れを妨げるように構成されている第3の弁(28)を備えることを特徴とする 、装置。 6. 先行の請求の範囲のいずれかに記載の装置において、 前記第1の弁(17)が、前記機関(1)の始動の後、所定時間の間、作動状 態に設定されるように構成されることを特徴とする、装置。 7. 請求の範囲6に記載の装置において、 前記予め設定された時間が15秒未満であることを特徴とする、装置。 8. 請求の範囲1ないし5のいずれかに記載の装置において、 前記第1の弁(17)が、前記機関(1)またはその構成部分の少なくとも1 つの所定動作条件に依ってその作動状態をとるように構成されることを特徴とす る、装置。 9. 請求の範囲8に記載の装置において、前記排気管(14)に沿って配置 された排気ガス触媒器(15)を備え、 前記動作条件が前記排気ガス触媒器(15)の温度であることを特徴とする、 装置。 10. 請求の範囲9に記載の装置において、 前記排気ガス触媒器(15)に接して配置され、前記制御装置(3)に接続さ れた温度検知器(22)を備え、前記制御装置(3)が、前記温度検知器(22 )からの値に依って、前記第1の弁(17)を作動状態に設定するように構成さ れ ることを特徴とする、装置。 11. 請求の範囲8に記載の装置において、 前記動作条件が前記機関(1)の冷却流体の温度、外界温度、または排気ガス の所定の流れであることを特徴とする、装置。 12. 先行の請求の範囲のいずれかに記載の装置において、 前記第1の導管(16)に配置され、前記第1の導管(16)を通過する流れ を妨害するように構成される第4の制御自在弁(19)を備えることを特徴とす る、装置。 13. 先行の請求の範囲のいずれかに記載の装置において、 前記キャニスタ(10)が、窒素酸化物、炭化水素化合物および/または炭素 酸化物を吸収し且つ蓄積するための手段を備えることを特徴とする、装置。 14. 先行の請求の範囲のいずれかに記載の装置において、 二次空気を供給するための第5の導管(21)を備え、前記第5の導管(21 )が前記排気管(14)に接続されることを特徴とする、装置。 15. 内燃機関(1)の排気管(14)を通過する排気ガスの流れの所定成 分を吸収するための手段を備えるキャニスタ(10)において、前記排気管(1 4)から排気ガスを輸送するための導管(16)のための接続部を備えることを 特徴とする、キャニスタ(10)。 16. 請求の範囲15に記載のキャニスタ(10)において、 排気ガスを流出するためのアウトレット(13)を備え、前記キャニスタ(1 0)を流れる排気ガスが前記キャニスタ(10)の中身の所定部分(33)を通 過し、前記所定部分(33)が、前記キャニスタ(10)の中身全体に対して小 さくなるように、前記アウトレット(13)は前記接続部の近傍に配置されてい ることを特徴とする、キャニスタ(10)。 17. 請求の範囲16に記載のキャニスタ(10)において、 前記部分(33)が、HC化合物を吸収するための活性炭と、排気ガス内の炭 素酸化物およびNOx化合物またはそのいずれかを吸収するためのさらに他の物 質とを備えることを特徴とする、キャニスタ(10)。 18. 内燃機関(1)からの排気ガスの少なくとも1つの所定成分を減じる ことにより排気ガスを浄化する方法であって、前記方法が前記機関(1)から排 気管(14)を通過する排気ガスの流れを制御する工程を含む方法において、 前記機関(1)の所定動作条件に依って、前記排気管(14)から、前記成分 を吸収し且つ蓄積する吸収物質を含むキャニスタ(10)に、排気ガスを送る工 程を含むことを特徴とする、排気ガスを浄化する方法。 19. 請求の範囲18に記載の方法において、 前記キャニスタ(10)への前記排気ガスの給送が前記排気管(14)に配置 された弁(17)を制御することによって行われ、前記弁(17)は、前記排気 管(14)が前記キャニスタ(10)に接続される作動状態に設定されるように 構成されることを特徴とする、方法。 20. 請求の範囲19に記載の方法において、 前記弁(17)の制御が、前記機関(1)のコールドスタート後の所定時間の 間、前記作動状態に設定されることを特徴とする、方法。 21. 請求の範囲19に記載の方法において、 前記排気管(14)に沿って排気ガス触媒器(15)が配置されており、 前記方法が、前記排気ガス触媒器(15)の温度を決定する工程と、前記温度 に依って前記弁(17)を制御する工程とを備えることを特徴とする、方法。 22. 請求の範囲21に記載の方法において、 前記排気ガス触媒器(15)の前記温度の値が、前記機関(1)の少なくとも 1つの所定動作パラメータに依って設定されることを特徴とする、方法。 23. 請求の範囲18ないし22のいずれかに記載の方法において、前記キ ャニスタ(10)が、第2の導管(12)を介して噴射装置(2)に、また第3 の導管(11)を介して燃料タンク(7)に接続されており、前記方法が、前記 キャニスタ(10)に排気ガスを給送する間、前記第2および第3の導管(11 、12)を封鎖する工程を含むことを特徴とする、方法。
JP10507362A 1996-07-22 1997-07-21 排気ガスを浄化する装置および方法 Pending JP2000515218A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9602833-7 1996-07-22
SE9602833A SE506971C2 (sv) 1996-07-22 1996-07-22 Förfarande och anordning för avgasrening med hjälp av en kanister
PCT/SE1997/001302 WO1998004815A1 (en) 1996-07-22 1997-07-21 Device and method for purification of exhaust gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000515218A true JP2000515218A (ja) 2000-11-14

Family

ID=20403445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10507362A Pending JP2000515218A (ja) 1996-07-22 1997-07-21 排気ガスを浄化する装置および方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6122908A (ja)
EP (1) EP0914547A1 (ja)
JP (1) JP2000515218A (ja)
SE (1) SE506971C2 (ja)
WO (1) WO1998004815A1 (ja)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1106815A4 (en) * 1998-08-10 2010-03-10 Toyota Motor Co Ltd DEVICE FOR TREATING EVAPORATED FUEL, INTERNAL COMBUSTION ENGINE
WO2001000310A2 (en) 1999-06-08 2001-01-04 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Plasma reforming and partial oxidation of hydrocarbon fuel vapor to produce synthesis gas and/or hydrogen gas
EP1124053A3 (en) * 2000-02-09 2003-01-08 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel vapor treatment system
SE523342C2 (sv) * 2000-05-02 2004-04-13 Volvo Teknisk Utveckling Ab Anordning och förfarande för reduktion av en gaskomponent i en avgasström från en förbränningsmotor
DE10040125A1 (de) * 2000-08-17 2002-02-28 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Reduzierung der Kohlenwasserstoffverdunstungsemission in einem Kraftstoffversorgungssystem
GB2368371B (en) * 2000-10-28 2004-05-12 Ribbit Ltd Method of operating an engine
KR100402957B1 (ko) * 2000-12-05 2003-10-30 주 철 이 내연기관엔진 가지배기관과 냉각날개가 구비된 머플 시스템
DE10121388A1 (de) * 2001-05-02 2002-11-07 Daimler Chrysler Ag Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE10202171A1 (de) * 2002-01-22 2003-07-31 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftfahrzeug mit einem Kryotank
JP3912192B2 (ja) * 2002-06-05 2007-05-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化方法、及び排気浄化装置並びに排気捕集装置
JP3748434B2 (ja) * 2002-06-12 2006-02-22 株式会社東芝 直接型メタノール燃料電池システム及び燃料カートリッジ
US20040226289A1 (en) * 2003-01-18 2004-11-18 Hagerty Jon C. Exhaust containment system
FR2857697B1 (fr) * 2003-07-15 2006-01-21 Inst Francais Du Petrole Moteur a combustion interne a quatre temps suralimente avec dispositif d'echappement des gaz d'echappement a volume variable et procede de fonctionnement d'un tel moteur
JP4178517B2 (ja) * 2003-10-21 2008-11-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
EP1619379A1 (en) * 2004-07-22 2006-01-25 Inergy Automotive Systems Research (SA) Fuel vapour storage and recovery apparatus
US7455083B2 (en) * 2004-09-07 2008-11-25 Gerald Schlaf Accumulator for gaseous systems
FR2879239A1 (fr) * 2004-12-15 2006-06-16 Inergy Automotive Systems Res Systeme de stockage et d'injection d'un additif dans des gaz d'echappement d'un moteur
US7331334B2 (en) * 2006-02-15 2008-02-19 Ford Global Technologies Llc System and method for purging fuel vapors using exhaust gas
US7913672B2 (en) * 2007-11-12 2011-03-29 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system
US8112985B2 (en) * 2007-11-12 2012-02-14 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining system configuration for combustion engine
US8333063B2 (en) 2007-11-12 2012-12-18 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining system and method
US8448422B2 (en) 2007-11-12 2013-05-28 Ford Global Technologies, Llc Engine starting control for engine with hydrocarbon retaining system
US8261531B2 (en) 2007-11-12 2012-09-11 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining system for flex-fuel combustion engine
DE102009020789A1 (de) * 2008-06-26 2009-12-31 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Kohlenwasserstoffrückhalte- und Spülanlage
US8413433B2 (en) * 2008-07-17 2013-04-09 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system
US8375701B2 (en) * 2008-07-30 2013-02-19 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system
JP4640480B2 (ja) * 2008-09-30 2011-03-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8459015B1 (en) * 2009-03-24 2013-06-11 Timothy C. Coletta System for use with an internal combustion engine effective for increasing power and improving fuel usage
CA2766995A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 James Charles Juranitch Low pressure reactor enhancement system
DE102009050749B4 (de) * 2009-10-27 2013-07-18 Airbus Operations Gmbh System und Verfahren zum Inertisieren eines Volumens in einem Fahrzeug
KR101262607B1 (ko) 2011-12-09 2013-05-08 기아자동차주식회사 하이브리드 차량의 증발가스 배출 구조
US20130160746A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Continental Automotive Systems, Inc. Method And System For Regulated Exhaust Heating Of A Charcoal Canister Of An Emissions System To Reduce Heel
DE112016001072T5 (de) 2015-03-06 2018-01-04 Cummins Emission Solutions Inc. Systeme und Verfahren zum Durchspülen eines Abgasreduktionsmittelabgabesystems
US10442515B1 (en) 2016-12-28 2019-10-15 Brp Us Inc. Propulsion system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5225884B2 (ja) * 1971-12-29 1977-07-11
DE3425461A1 (de) * 1984-07-11 1986-01-23 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schutzeinrichtung fuer kraftfahrzeuge
DE8816514U1 (de) * 1988-04-25 1989-10-26 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Elektrisch beheizbarer Katalysator-Trägerkörper
DE3933924A1 (de) * 1989-10-11 1991-04-18 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur abgasnachbehandlung an einer brennkraftmaschine
US5425233A (en) * 1991-06-12 1995-06-20 Ford Motor Company Operation of an internal combustion engine
US5207734A (en) * 1991-07-22 1993-05-04 Corning Incorporated Engine exhaust system for reduction of hydrocarbon emissions
JP2533350Y2 (ja) * 1991-09-05 1997-04-23 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの燃料蒸気排出抑止装置
ES2079894T3 (es) * 1991-10-11 1996-01-16 Ford Motor Co Sistema de escape.
DE4134199C2 (de) * 1991-10-16 2000-06-15 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Spülen eines Aktivkohlefilters sowie Vorrichtung hierfür
JPH05118257A (ja) * 1991-10-24 1993-05-14 Honda Motor Co Ltd エンジンにおける燃料蒸気処理装置
DE4140090A1 (de) * 1991-12-05 1993-06-09 Audi Ag, 8070 Ingolstadt, De Kraftfahrzeug
SE501464C2 (sv) * 1993-07-09 1995-02-20 Volvo Ab Anordning för katalytisk avgasrening av avgaser från förbränningsmotor
JP3657265B2 (ja) * 1993-09-21 2005-06-08 オービタル、エンジン、カンパニー(オーストラリア)、プロプライエタリ、リミテッド エンジンの排気ガスの触媒処理に関する改善

Also Published As

Publication number Publication date
US6122908A (en) 2000-09-26
EP0914547A1 (en) 1999-05-12
WO1998004815A1 (en) 1998-02-05
SE9602833L (sv) 1998-01-23
SE9602833D0 (sv) 1996-07-22
SE506971C2 (sv) 1998-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000515218A (ja) 排気ガスを浄化する装置および方法
EP2975231B1 (en) Reducing agent supplying device
US7694764B2 (en) Power output system, vehicle including the same, and method of controlling power output system
US8661797B2 (en) NOx adsorber regeneration system and method
CN113874609B (zh) 发动机系统
KR100382680B1 (ko) 내연기관의연료시스템용배기장치
JP4248696B2 (ja) 排気ガス中の一酸化炭素、水素、および炭化水素を低減するエンジンおよび方法
JP3580163B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR102106014B1 (ko) 연소실 어셈블리
US20190249581A1 (en) Method for regenerating a particle filter, and motor vehicle having a particle filter
KR20080007660A (ko) 자동차용 배기 가스 장치
US9556775B2 (en) Reducing agent supplying device
US20050039446A1 (en) Apparatus for purifying exhaust gas of internal combustion engine
US5914090A (en) Apparatus for catalytic exhaust gas cleaning
KR102383213B1 (ko) 차량의 배기정화장치 및 그 제어방법
JP3536713B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH1182192A (ja) エンジンの有害成分除去構造及び方法
JP3759667B2 (ja) 排ガス浄化触媒用の還元剤添加装置
JP4102244B2 (ja) 蒸発燃料処理装置及び方法
JP2000073747A (ja) 触媒システム
JP4258871B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JPS6027813Y2 (ja) 燃料蒸気吸着装置
JP3433531B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP3528658B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2012180824A (ja) 蒸発燃料処理装置