JPH06101461A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH06101461A
JPH06101461A JP4250087A JP25008792A JPH06101461A JP H06101461 A JPH06101461 A JP H06101461A JP 4250087 A JP4250087 A JP 4250087A JP 25008792 A JP25008792 A JP 25008792A JP H06101461 A JPH06101461 A JP H06101461A
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exhaust gas
exhaust
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pipe
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Giichi Shioyama
議市 塩山
Katsuya Kawakami
勝也 川上
Kuniaki Sawamoto
国章 沢本
Tsunesaburo Mukai
恒三郎 向井
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関において、未燃ＨＣの浄化作用を向
上すると同時に、蒸発燃料を吸着するキャニスタのパー
ジ性能をも向上することを目的とする。 【構成】 排気管３に介装された触媒６の下流側から二
股に分岐して後再び合流する第１及び第２の分岐管８，
９を設けると共に、第２の分岐管９に活性炭コンバータ
１０を配設し、活性炭コンバータ１０下流側の第２の分
岐管９から分岐して吸気系に至る第１のＥＧＲ管１３
と、活性炭コンバータ１０上流側の第２の分岐管９から
分岐してキャニスタ１９内部を通過して吸気系に至る第
２のＥＧＲ管２０と、各ＥＧＲ管１３，２０の排気流量
を制御するＥＧＲ弁１５とを設け、触媒６を通過した排
気が第２の分岐管９を通過して排気管３から排出される
流路と、触媒６を通過した排気が第１の分岐管８を通過
して排気管３から排出されると共に第１及び第２のＥＧ
Ｒ管１３，２０とを流れる流路とに選択的に切り換える
流路切換手段（開閉弁２６，２７，２８）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、特に、機関低温時の未燃ＨＣ等の未燃ガスの
低減を主とした排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の排気浄化装置として、
排気通路に触媒を配設し、この触媒の化学吸着作用によ
り排気中の未燃ガスの酸化反応を促進して、排気を浄化
するようにしたものが広く知られている。しかし、この
ような排気浄化装置にあっては、機関の始動時等、排気
温度が低いときは触媒が活性化温度まで上昇せず、排気
浄化作用が著しく低下するため、排気を充分に浄化する
ことができない。
【０００３】このため、触媒による排気浄化能力が不十
分となる特定運転領域では、排気ガスの未燃ガス、例え
ば未燃ＨＣをキャニスタに吸着させるようにして、運転
状態によらず排気を良好に浄化するようにした技術が提
案されている（特開昭６２−２５５５１３号公報参
照）。かかる技術は、具体的には、排気通路から分岐
し、排気をキャニスタに導く排気分岐通路を設け、排気
温度が低い機関冷機時等の特定運転状態のときに上記排
気分岐通路を開く制御弁を設けた構成となっている。
【０００４】そして、未燃ＨＣをキャニスタ内の活性炭
に吸着させた上、機関の暖機後に吸着させた未燃ＨＣを
吸気系に還流させるようになっている。即ち、キャニス
タ内の活性炭に吸着された未燃ＨＣは、吸着された蒸発
燃料と共に機関の暖機後に活性炭から離脱して機関の潤
滑油室に至り、ここから吸気系の吸入負圧作用により吸
気通路にパージされ、燃焼に供される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の排気浄化装置にあっては、キャニスタ内の
活性炭に吸着された未燃ＨＣを吸気負圧作用により吸気
通路にパージするように構成されており、パージガスと
して常温レベルの空気が用いられるため、次のような問
題点がある。
【０００６】即ち、従来の構成では、一般的により高温
でパージさせる方がパージ能力が優れるという活性炭の
特徴から考えると、未燃ＨＣの吸着能力は確保できたと
しても、未燃ＨＣ離脱（パージ）性能は要求を満足せ
ず、未燃ＨＣの吸着と離脱の繰り返し性能が不十分とな
り、結局未燃ＨＣの浄化作用が劣る結果となる。図５
は、活性炭に吸着されたＨＣのパージに際して、パージ
ガス温度に対するパージ重量を表す特性図であり、パー
ジガス温度が１００°Ｃを越えた点（但し、３００°Ｃ
以下）で、常温レベルと比較すると３倍以上のパージ重
量の差が見られ、パージ性能は著しく向上し、常温レベ
ルのパージ性能を大きく上回ることが判る。
【０００７】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、未燃ＨＣ等の未燃ガスの吸着作用をより低温
のレベルで行い、吸着された未燃ガスのパージ（脱離）
作用を吸着域の温度レベルよりも高温のレベルで行うこ
とにより、未燃ガスの吸着と離脱の繰り返しを積極的に
行って、未燃ＨＣ等の浄化作用を向上すると同時に、蒸
発燃料を吸着するキャニスタのパージ性能をも向上する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、第１の発明
は、内燃機関の排気通路に排気浄化用の触媒を配設し、
該触媒の下流側から二股に分岐して後再び合流する第１
及び第２の分岐通路を設けると共に、第２の分岐通路に
未燃ガス吸着材を配設し、該未燃ガス吸着材下流側の第
２の分岐通路から分岐して吸気系に至る第１の排気還流
通路と、未燃ガス吸着材上流側の第２の分岐通路から分
岐して蒸発燃料を吸着するキャニスタ内部を通過して吸
気系に至る第２の排気還流通路と、第１，第２排気還流
通路内の排気流量を制御する排気還流制御弁とを設ける
一方、触媒を通過した排気が前記第２の分岐通路を通過
して排気通路から排出される流路と、触媒を通過した排
気が第１の分岐通路を通過して排気通路から排出される
と共に第１の排気還流通路と第２の排気還流通路とを流
れる流路とに選択的に切り換える流路切換手段を設けた
構成とする。
【０００９】第２の発明は、上記の第１の分岐通路に未
燃ガス吸着材を配設し、該第１の分岐通路の吸着材配設
部を排気通路と熱的に接触し、未燃ガス吸着材下流側の
第２の分岐通路から分岐して大気に開放されるパージエ
ア導入通路と、未燃ガス吸着材上流側の第２の分岐通路
から分岐して蒸発燃料を吸着するキャニスタ内部を通過
して吸気系に至るパージエア還流通路とを設ける一方、
触媒を通過した排気が前記第２の分岐通路を通過して排
気通路から排出される流路と、触媒を通過した排気が第
１の分岐通路を通過して排気通路から排出され、かつパ
ージエア導入通路から導入された新気が未燃ガス吸着材
を通ってパージエア還流通路に流れる流路とに選択的に
切り換える流路切換手段を設けた構成とする。
【００１０】
【作用】第１の発明において、例えば、機関始動時等の
冷機時で触媒の冷間時には、触媒を通過した排気が第２
の分岐通路を通過して排気通路から排出される流路に切
り換える。この状態では、未燃ＨＣ等を大量に含む排気
が触媒を流通する。この場合、触媒は、触媒活性化温度
まで達してなく未活性の状態であり、ＨＣの他にＣＯ，
ＮＯX も多量に含んでいる。触媒を通過した排気は、全
て第２の分岐通路を介して未燃ガス吸着材に流れ、排気
中の未燃ＨＣ等は該吸着材にトラップされ、大気への放
出が阻止される。
【００１１】機関の暖機が除々に進行すると共に、同様
に触媒も活性化域に達し、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯX 等の排気
成分を転換、除去し始める。触媒が昇温して活性化した
後は、触媒を通過した排気が第１の分岐通路を通過して
排気通路から排出されると共に第１の排気還流通路と第
２の排気還流通路とを流れる流路に切り換える。この状
態では、排気が触媒を流通して浄化処理された後、第１
の分岐通路を流れると共に、吸気系に還流する排気の一
部即ち、排気還流ガスは第２の分岐通路に流れて吸着材
を通過し第１の排気還流通路を流れ、かつ第２の排気還
流通路を流れてキャニスタに至る。
【００１２】第１の分岐通路を流れた排気はそのまま排
出される。又、触媒が活性化温度に達し、その後吸着材
も未燃ガス離脱温度に達しているため、第２の分岐通路
を流れた排気還流ガスは吸着材においてトラップされた
未燃ガスを離脱し該ガスを伴って第１の排気還流通路か
ら排気還流制御弁を介して吸気系に導入され、再燃焼さ
れる。一方、第２の排気還流通路を流れた排気還流ガス
はキャニスタにおいて吸着された蒸発燃料を離脱し該蒸
発燃料を伴って第１の排気還流通路から排気還流制御弁
を介して吸気系に導入され、再燃焼される。
【００１３】第２の発明において、例えば、機関の始動
時等の冷機時で触媒の冷間時には、触媒を通過した排気
が前記第２の分岐通路を通過して排気通路から排出され
る流路に切り換える。この状態では、排気中の未燃ＨＣ
等は吸着材にトラップされ、大気への放出が阻止され
る。
【００１４】触媒が昇温して活性化した後は、触媒を通
過した排気が第１の分岐通路を通過して排気通路から排
出され、かつパージエア導入通路から導入されたパージ
エアが未燃ガス吸着材を通ってパージエア還流通路に流
れる流路とに選択的に切り換える。この状態では、排気
が触媒を流通して浄化処理された後、第１の分岐通路を
流れて排気通路に流れると共に、吸気系に還流するパー
ジエアは導入通路から導入されて吸着材を通過しパージ
エア還流通路を流れてキャニスタに至る。
【００１５】触媒が活性化温度に達し、その後吸着材も
未燃ガス離脱温度に達しているため、第２の分岐通路を
流れたパージエアは吸着材においてトラップされた未燃
ガスを離脱し該ガスを伴ってパージエア還流通路からキ
ャニスタに至る。この場合、吸着材は、排気通路に熱的
に接触してあるから、該排気通路から排気熱が吸着材に
伝熱される。従って、吸着材のパージエアの導入による
温度低下を防止でき、吸着材を相応の温度レベルに維持
でき、パージ最適温度に保持できる結果、パージ性能が
向上する。
【００１６】そして、パージエア還流通路からキャニス
タに至ったパージエアは、キャニスタにおいて吸着され
た蒸発燃料を離脱し該蒸発燃料を伴ってパージエア還流
通路から吸気系に導入され、再燃焼される。
【００１７】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。第１の発明の一実施例のシステム構成を示す図
１において、内燃機関（以下、エンジンと言う）１のエ
キゾーストマニホールド２に接続された排気管３には、
前記エキゾーストマニホールド２直下に取り付けられた
排気浄化用の第１の触媒４Ａを備えた第１の触媒コンバ
ータ４が配設される。又、排気管３の第１の触媒コンバ
ータ４上流位置にはエンジン１の空燃比制御用の酸素濃
度センサ５が設けられている。第１の触媒コンバータ４
下流側の排気管３には、車両の床下に取り付けられた排
気浄化用の第２の触媒６Ａを備えた第２の触媒コンバー
タ６が配設され、その下流に排気マフラ７が配設され
る。
【００１８】前記第２の触媒コンバータ６の下流で排気
マフラ７の下流側から二股に分岐して後再び合流する第
１及び第２の分岐管（第１，第２の分岐通路）８，９が
設けられており、該第２の分岐管９には活性炭コンバー
タ１０が介装される。この活性炭コンバータ１０は、活
性炭を充填若しくは活性炭粉末をハニカム担体に塗布
（コーティング）したものであり、具体的には、図４に
示すように、コーディエライト製の担体１１に、基材１
２Ａに活性炭１２Ｂを混ぜ合わせたウオッシュコート１
２を保持して構成したハニカム吸着材１０Ａを備えてい
る。
【００１９】前記活性炭コンバータ１０下流側の第２の
分岐管９から排出される排気の一部を吸気系に導く第１
の排気還流通路（以下、第１のＥＧＲ管と言う）１３が
設けられている。この第１のＥＧＲ管１３は、活性炭コ
ンバータ１０下流の第２の分岐管９から分岐する管１３
Ａと、排気還流制御弁（以下、ＥＧＲ弁と言う）１５が
介装されると共に、インテークマニホールド１４に接続
される管１３Ｂとから構成される。このＥＧＲ弁１５に
は、吸気管１６に介装されるスロットル弁１７下流側と
連通するバキューム管１８を介して吸入負圧が導かれ
る。そして、スロットル弁１７の開度に対応した吸入負
圧（開度大のとき負圧大）がＥＧＲ弁１５の負圧ダイヤ
フラムに作用して、該負圧ダイヤフラムに連結された弁
体が吸入負圧の大小に応じて開閉動作され、ＥＧＲ量が
制御される。
【００２０】一方、活性炭コンバータ１０上流側の第２
の分岐管９から分岐して蒸発燃料を吸着するキャニスタ
１９内部を通過して吸気系に至る第２の排気還流通路
（以下、第２のＥＧＲ管という）２０が設けられてい
る。前記キャニスタ１９内は気密性のない仕切壁によっ
て上・下３層に区画されており、その中層には蒸発燃料
を吸着する活性炭２１が充填される。又、キャニスタ１
９の上層空間部とフューエルタンク２２の上部とは管２
３で連通されており、該管２３を介してフューエルタン
ク２２内で発生した蒸発燃料を前記上層空間部に導くよ
うにしている。
【００２１】前記第２のＥＧＲ管２０は、活性炭コンバ
ータ１０上流側の第２の分岐管９とキャニスタ１９の下
層とを連通する管２０Ａと、キャニスタ１９の上層空間
部と前記第１のＥＧＲ管１３とを連通する管２０Ｂと、
前記管１３Ｂとから構成される。この管２０Ｂにはオリ
フィス２４が設けられる。ここで、第２の触媒コンバー
タ６を通過した排気が前記第２の分岐管９を通過して排
気管３から排出される流路と、第２の触媒コンバータ６
を通過した排気が第１の分岐管８を通過して排気管３か
ら排出されると共に第１のＥＧＲ管１３と第２のＥＧＲ
管２０とを流れる流路とに選択的に切り換える流路切換
手段が設けられている。
【００２２】即ち、第１の分岐管８には流路を開閉する
べくＯＮ・ＯＦＦされる第１の開閉弁２６が、第２の分
岐管９の活性炭コンバータ１０下流には流路を開閉する
べくＯＮ・ＯＦＦされる第２の開閉弁２７が、第２のＥ
ＧＲ管２０のキャニスタ１９上流側、即ち、管２０Ａに
は流路を開閉するべくＯＮ・ＯＦＦされる第３の開閉弁
２８が、夫々介装され、これら第１，第２及び第３の開
閉弁２６，２７，２８により、前記流路切換手段を構成
する。
【００２３】又、前記バキューム管１８の途中には、図
示実線矢印の如く、該バキューム管１８のＥＧＲ弁１５
側を大気に開放しかつスロットル弁１７側を遮断する位
置と、図示点線矢印の如く、バキューム管１８のＥＧＲ
弁１５側とスロットル弁１７側とを連通する位置とに切
り換える切換弁２９が介装される。次に、かかる構成の
排気浄化装置の作用について説明する。
【００２４】エンジン１の始動時等の冷機時で触媒の冷
間時には、第１の開閉弁２６をＯＦＦして閉じ、第２の
開閉弁２７をＯＮして開放し、第３の開閉弁２８をＯＦ
Ｆして閉じる。又、切換弁２９をバキューム管１８のＥ
ＧＲ弁１５側を大気に開放しかつスロットル弁１７側を
遮断する位置に切り換えることにより、ＥＧＲ弁１５を
閉じ、ＥＧＲを行わない。
【００２５】この状態では、未燃ＨＣを大量に含む排気
が２つの触媒コンバータ４，６を流通してマフラ７の上
流に達する。この場合、触媒４Ａ，６Ａは、触媒活性化
温度まで達してなく未活性の状態であり、ＨＣの他にＣ
Ｏ，ＮＯX も多量に含んでいる。マフラ７の上流に達し
た排気は、全て第２の分岐管９を介して活性炭コンバー
タ１０に流れ、排気中の未燃ＨＣは該活性炭コンバータ
１０の吸着材１０Ａにトラップされ、大気への放出が阻
止される。
【００２６】このように、触媒４Ａ，６Ａの未活性時に
活性炭コンバータ１０に排気を導いて、未燃ＨＣを吸着
材１０Ａにトラップさせている状態では、排気温度が低
いため吸着材１０Ａから未燃ＨＣはパージされない。エ
ンジン１の暖機が除々に進行すると共に、同様に触媒４
Ａ，６Ａも活性化域に達し、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯX 等の排
気成分を転換、除去し始める。この触媒４Ａ，６Ａの活
性化と略同等のタイミングで切換弁２９はバキューム管
１８のＥＧＲ弁１５側とスロットル弁１７側とを連通す
る位置とに切り換えられ、排気浄化システムの一つであ
るＥＧＲシステムの作動が開始され、排気の一部がイン
テークマニホールド１４に還流し始める。
【００２７】従って、触媒４Ａ，６Ａが昇温して活性化
した後は、第１の開閉弁２６をＯＮして開放し、第２の
開閉弁２７をＯＦＦして閉じ、第３の開閉弁２８をＯＮ
して開放する。この状態では、排気が触媒４Ａ，６Ａを
流通して浄化処理された後、第１の分岐管８を流れると
共に、吸気系に還流する排気の一部即ち、ＥＧＲガスは
第２の分岐管９に流れて活性炭コンバータ１０を通過し
第１のＥＧＲ管１３を流れ、かつ第２のＥＧＲ管２０を
流れてキャニスタ１９に至る。
【００２８】第１の分岐管８を流れた排気はそのまま排
出される。又、触媒４Ａ，６Ａが活性化温度に達し、そ
の後活性炭コンバータ１０の吸着材も未燃ガス離脱温度
に達しているため、第２の分岐管９を流れたＥＧＲガス
は活性炭コンバータ１０においてトラップされた未燃ガ
スを離脱し該ガスを伴って第１のＥＧＲ管１３からイン
テークマニホールド１４に導入され、再燃焼される。一
方、第２のＥＧＲ管２０を流れたＥＧＲガスはキャニス
タ１９において吸着された蒸発燃料を離脱し該蒸発燃料
を伴って第１のＥＧＲ管１３からインテークマニホール
ド１４に導入され、再燃焼される。
【００２９】尚、第１のＥＧＲ管１３及び第２のＥＧＲ
管２０を介してインテークマニホールド１４に導入され
るＥＧＲ量は１つのＥＧＲ弁１５によって制御される。
以上の構成において、エンジン１の冷機時、即ち、触媒
４Ａ，６Ａも吸着材１０Ａも低温状態にある時では、吸
着材１０Ａが低温である程（常温レベルを長時間維持す
る程）吸着性能が優れていることから、未活性の触媒４
Ａ，６Ａで殆ど酸化処理できなかったＨＣはその殆どの
量が活性炭コンバータ１０に吸着保持される。従って、
エンジン１の冷機時に排気管３最後端から排出される排
気は、一部ＣＯ，ＮＯX という成分を含むものの主要低
減項目であるＨＣを含まず、ＨＣの殆どの量が大気放出
されないという利点がある。
【００３０】かかるＨＣの吸着作用は、エンジン１の暖
機後には不必要となる。即ち、排気系主流路中の触媒が
活性化して、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯX という成分の浄化作用
を開始するためである。活性炭コンバータ１０に吸着さ
れたエンジン１の冷機時の多量のＨＣは、ＥＧＲガス流
がパージ作用を奏することと、ＥＧＲガス流が適度な温
度を持つこととの相乗効果により、積極的かつ強制的に
吸着材１０Ａから離脱された後、ＥＧＲガス流と混在し
てインテークマニホールド１４に吸引還流される。
【００３１】図２は活性炭コンバータ１０が有る場合
（本発明）と無い場合（従来）とにおける、ＬＡ４エミ
ッション評価モード中のエンジンの始動直後のＨＣ低減
効果を比較して示すものであり、活性炭コンバータ１０
が有る本発明の方が従来に比べＨＣ排出量が大幅に少な
いことが明らかである。尚、吸着サイクルでＨＣを吸着
させた後、次に吸着サイクルが必要とされる迄の間は可
能な限り早期にＨＣのパージが終了しておいた方が、シ
ステムの対応が簡単になる筈であり、吸着システムの簡
素化は、パージ性能に左右されるところが大きい。従っ
て、上記の構成によると、パージ性能を向上できる結
果、吸着システムの簡素化を図ることができるのであ
る。
【００３２】更に、かかる構成においては、キャニスタ
１９内にＥＧＲガスを導くように構成したから、キャニ
スタ１９内の活性炭２１の温度を昇温させることがで
き、該活性炭２１に吸着された蒸発燃料を確実にパージ
することができる。又、上記実施例においては、マフラ
７よりも下流側で分岐させた分岐管９に活性炭コンバー
タ１０を介装するようにしたのは、次のような理由から
である。
【００３３】即ち、例えば、触媒コンバータ６の上・下
流近傍に活性炭コンバータを設けると、運転状態によっ
ては、触媒活性化前の吸着材耐熱温度（４００〜４５０
°Ｃ）を排気温度が越える可能性があり、越えるとパー
ジ制御が不可能になるため、できるだけエンジンから遠
い排気温度の低い部分に活性炭コンバータを設ける必要
がある。
【００３４】従って、図に示したように、マフラ７より
下流から分岐管９を分岐させることにより、エンジン１
から活性炭コンバータ１０までの距離Ｌ1 （＞Ｌ2 ：エ
ンジン１から第２の触媒コンバータ６までの距離）をで
きるだけ長くするようにしている。又、マフラ７より下
流から分岐管９を分岐させることにより、排気中に含ま
れる油分やカーボン等はマフラ７に捕集され、直接活性
炭コンバータ１０に入流することが防止されるため、吸
着材１０Ａの吸着性能の低下を防止することもできる。
【００３５】更に、上記実施例においては、第２のＥＧ
Ｒ管２０と第１のＥＧＲ管１３とを管１３Ｂで共用させ
て、両ＥＧＲ管１３，２０を流れるＥＧＲガスを単一の
ＥＧＲ弁１５で制御するようにしているため、制御性が
高く、しかもコスト的に有利である。次に、第２の発明
の一実施例をシステム構成を示す図３に基づいて説明す
る。
【００３６】即ち、図において、第２の触媒コンバータ
６の下流で排気マフラ７の下流側から二股に分岐して後
再び合流する第１及び第２の分岐管８，９が設けられて
おり、該第２の分岐管９には活性炭コンバータ１０が介
装される。この活性炭コンバータ１０は、第１の触媒コ
ンバータ４と第２の触媒コンバータ６の間の排気管３外
壁面に密着して取り付けられている。
【００３７】前記活性炭コンバータ１０下流側の第２の
分岐管９から分岐して大気に開放されるパージエア導入
管（パージエア導入通路）３０と、活性炭コンバータ１
０上流側の第２の分岐管９から分岐してキャニスタ１９
内部を通過しインテークマニホールド１４に至るパージ
エア還流管（パージエア還流通路）３１とが設けられて
いる。
【００３８】前記パージエア導入管３０にはフィルタ４
０が介装される。前記パージエア還流管３１は、活性炭
コンバータ１０上流側の第２の分岐管９とキャニスタ１
９の上層空間部を連通する管３１Ａと、キャニスタ１９
の上層空間部とインテークマニホールド１４とを連通す
る管３１Ｂとから構成される。前記パージエア還流管３
１には、パージエア還流弁３２が介装される。このパー
ジエア還流弁３２は、管３１Ｂとキャニスタ１９の上層
空間部との連通部に設けられており、スロットル弁１７
下流側と連通するバキューム管３３から吸入負圧が導か
れる。バキューム管３３の途中には、該バキューム管３
３のパージエア還流弁３２側を大気に開放しかつスロッ
トル弁１７側を遮断する位置と、バキューム管３３のパ
ージエア還流弁３２側とスロットル弁１７側とを連通す
る位置とに切り換える切換弁３４が介装される。
【００３９】従って、パージエア還流弁３２において
は、先の実施例のＥＧＲ弁と同様に負圧ダイヤフラムに
連結された弁体が吸入負圧の大小に応じて開閉動作さ
れ、パージエア還流量が制御される。ここで、触媒コン
バータ１０を通過した排気が第２の分岐管９を通過して
排気管３から排出される流路と、触媒コンバータ１０を
通過した排気が第１の分岐管８を通過して排気管３から
排出され、かつパージエア導入管３０から導入されたパ
ージエアが活性炭コンバータ１０を通って排気還流管３
１に流れる流路とに選択的に切り換える流路切換手段が
設けられている。
【００４０】即ち、第１の分岐管８には流路を開閉する
べくＯＮ・ＯＦＦされる第１の開閉弁３５が、第２の分
岐管９の活性炭コンバータ１０上流には流路を開閉する
べくＯＮ・ＯＦＦされる第２の開閉弁３６が夫々介装さ
れる。又、第２の分岐管９とパージエア導入管３０との
連通部には切換弁３７が介装される。
【００４１】この切換弁３７は、パージエア導入管３０
と、図示点線矢印の如く第２の分岐管９の切換弁３７介
装部と活性炭コンバータ１０との間の管部とを連通する
位置と、図示実線矢印の如く第２の分岐管９の切換弁３
７介装部と活性炭コンバータ１０との間の管部と、第２
の分岐管９の切換弁３７介装部下流側の管部とを連通す
る位置とに切り換えるものである。
【００４２】次に、かかる構成の排気浄化装置の作用に
ついて説明する。エンジン１の始動時等の冷機時で触媒
の冷間時には、第１の開閉弁３５をＯＦＦして閉じ、第
２の開閉弁３６をＯＮして開放し、切換弁３７を第２の
分岐管９の切換弁３７介装部と活性炭コンバータ１０と
の間の管部と、第２の分岐管９の切換弁３７介装部下流
側の管部とを連通する位置に切り換える。又、切換弁３
４をバキューム管３３のパージエア還流弁３２側を大気
に開放しかつスロットル弁１７側を遮断する位置に切り
換えることにより、パージエア還流弁３２は閉じられ
る。
【００４３】この状態では、未燃ＨＣを大量に含む排気
が２つの触媒コンバータ４，６を流通してマフラ７の上
流に達する。マフラ７の上流に達した排気は、全て第２
の分岐管９を介して活性炭コンバータ１０に流れ、排気
中の未燃ＨＣは該活性炭コンバータ１０の吸着材１０Ａ
にトラップされ、大気への放出が阻止される。エンジン
１の暖機が除々に進行すると共に、同様に触媒４Ａ，６
Ａも活性化域に達し、この触媒の活性化と略同等のタイ
ミングで切換弁３４はバキューム管３３のパージエア還
流弁３２側とスロットル弁１７側とを連通する位置とに
切り換えられる。
【００４４】従って、触媒４Ａ，６Ａが昇温して活性化
した後は、第１の開閉弁８をＯＮして開放し、第２の開
閉弁９をＯＦＦして閉じ、切換弁３７を、パージエア導
入管３０と、第２の分岐管９の切換弁３７介装部と活性
炭コンバータ１０との間の管部とを連通する位置に切り
換える。この状態では、排気が触媒コンバータ４，６を
流通して浄化処理された後、第１の分岐管８を流れて排
気管３に流れると共に、吸気系に還流するパージエアは
導入管３０から導入せされて活性炭コンバータ１０を通
過しパージエア還流管３１を流れてキャニスタ１９に至
る。
【００４５】第１の分岐管８を流れた排気はそのまま排
出される。又、第２の分岐管９を流れたパージエアは活
性炭コンバータ１０においてトラップされた未燃ガスを
離脱し該ガスを伴ってパージエア還流管３１からキャニ
スタ１９に至る。この場合、活性炭コンバータ１０は、
第１の触媒コンバータ４と第２の触媒コンバータ６の間
の排気管３外壁面に密着して取り付けてあるから、該排
気管３から排気熱が活性炭コンバータ１０に伝熱され
る。従って、活性炭コンバータ１０のパージエアの導入
による温度低下を防止でき、活性炭コンバータ１０を相
応の温度レベル（１００〜３００°Ｃ）に維持でき、パ
ージ最適温度に保持できる結果、パージ性能が向上す
る。
【００４６】そして、パージエア還流管３１からキャニ
スタ１９に至ったパージエアは、キャニスタ１９におい
て吸着された蒸発燃料を離脱し該蒸発燃料を伴ってパー
ジエア還流管３１からインテークマニホールド１４に導
入され、再燃焼される。以上の実施例の構成において
も、活性炭コンバータ１０に吸着されたエンジン１の冷
機時の多量のＨＣは、パージエアがパージ作用を奏する
ことと、活性炭コンバータ１０が適度な温度を持つこと
との相乗効果により、積極的かつ強制的に活性炭コンバ
ータ１０から離脱された後、パージエアと混在して吸気
マニホールド１４に吸引還流される。
【００４７】更に、かかる構成においては、キャニスタ
１９内に活性炭コンバータ１０を通過することにより昇
温したパージエアを導くように構成したから、キャニス
タ１９内の活性炭２１の温度を昇温させることができ、
該活性炭２１に吸着された蒸発燃料を確実にパージする
ことができる。又、上記実施例においても、マフラ７よ
り下流から通路を分岐させることにより、エンジンから
活性炭コンバータまでの距離Ｌ3 （＞Ｌ2 ：エンジンか
ら第２の触媒コンバータまでの距離）をできるだけ長く
するようにしている。
【００４８】尚、以上のように、特定の実施例を参照し
て本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本発
明に添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、
種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべきで
ある。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内燃機関の排気通路に排気浄化用の触媒と共に未燃ＨＣ
等の未燃ガスの吸着材を配設し、排気還流ガス又は排気
熱により昇温させたパージエアにより、前記吸着材に吸
着された未燃ガスをパージ（脱離）させると同時に、キ
ャニスタに吸着された蒸発燃料をパージする構成とした
から、未燃ガスの吸着作用をより低温のレベルで行い、
吸着された未燃ガスのパージ作用を吸着域の温度レベル
よりも高温のレベルで行うことにより、未燃ガスの吸着
と離脱の繰り返しを積極的に行え、未燃ガスの浄化作用
を向上できると同時に、蒸発燃料を吸着するキャニスタ
のパージ性能をも向上することができる有用性大なるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の一実
施例のシステム図
【図２】 活性炭コンバータが有る場合（本発明）と無
い場合（従来）とにおける、エンジンの始動直後のＨＣ
低減効果を比較して示す特性図
【図３】 他の実施例のシステム図
【図４】 活性炭コンバータの吸着材の構成を示す図
で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は組織図
【図５】 活性炭に吸着されたＨＣのパージに際して、
パージガス温度に対するパージ重量を表す特性図
【符号の説明】
１ エンジン ３ 排気管 ４Ａ 第１の触媒 ６Ａ 第２の触媒 ８ 第１の分岐管（第１の分岐通路） ９ 第２の分岐管（第２の分岐通路） 10Ａ 吸着材 １３ 第１のＥＧＲ管（第１の排気還流通路） １４ インテークマニホールド １５ ＥＧＲ弁（排気還流制御弁） １９ キャニスタ ２０ 第２のＥＧＲ管（第２の排気還流通路） ２６ 第１の開閉弁（流路切換手段） ２７ 第２の開閉弁（流路切換手段） ２８ 第３の開閉弁（流路切換手段） ３０ パージエア導入管（パージエア導入通路） ３１ パージエア還流管（パージエア還流通路） ３５ 第１の開閉弁（流路切換手段） ３６ 第２の開閉弁（流路切換手段） ３７ 切換弁（流路切換手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１ Ｕ 7114−3Ｇ (72)発明者 向井 恒三郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に排気浄化用の触媒
    を配設し、該触媒の下流側から二股に分岐して後再び合
    流する第１及び第２の分岐通路を設けると共に、第２の
    分岐通路に未燃ガス吸着材を配設し、該未燃ガス吸着材
    下流側の第２の分岐通路から分岐して吸気系に至る第１
    の排気還流通路と、未燃ガス吸着材上流側の第２の分岐
    通路から分岐して蒸発燃料を吸着するキャニスタ内部を
    通過して吸気系に至る第２の排気還流通路と、第１，第
    ２排気還流通路内の排気流量を制御する排気還流制御弁
    とを設けける一方、触媒を通過した排気が前記第２の分
    岐通路を通過して排気通路から排出される流路と、触媒
    を通過した排気が第１の分岐通路を通過して排気通路か
    ら排出されると共に第１の排気還流通路と第２の排気還
    流通路とを流れる流路とに選択的に切り換える流路切換
    手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装
    置。
  2. 【請求項２】 内燃機関の排気通路に排気浄化用の触媒
    を配設し、該触媒の下流側から二股に分岐して後再び合
    流する第１及び第２の分岐通路を設けると共に、第１の
    分岐通路に未燃ガス吸着材を配設し、該第１の分岐通路
    の吸着材配設部を排気通路と熱的に接触し、未燃ガス吸
    着材下流側の第２の分岐通路から分岐して大気に開放さ
    れるパージエア導入通路と、未燃ガス吸着材上流側の第
    ２の分岐通路から分岐して蒸発燃料を吸着するキャニス
    タ内部を通過して吸気系に至るパージエア還流通路とを
    設ける一方、触媒を通過した排気が前記第２の分岐通路
    を通過して排気通路から排出される流路と、触媒を通過
    した排気が第１の分岐通路を通過して排気通路から排出
    され、かつパージエア導入通路から導入された新気が未
    燃ガス吸着材を通ってパージエア還流通路に流れる流路
    とに選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを特
    徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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