DE102013109133A1 - Controlling nitrous oxide treating device by estimating nitric oxide and nitrogen dioxide flow rates in exhaust gas, determining ozone flow rate based on total flow rate of nitric oxide and nitrogen dioxide, and operating ozone generator - Google Patents

Controlling nitrous oxide treating device by estimating nitric oxide and nitrogen dioxide flow rates in exhaust gas, determining ozone flow rate based on total flow rate of nitric oxide and nitrogen dioxide, and operating ozone generator Download PDF

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Abstract

The control method comprises estimating a nitric oxide flow rate and nitrogen dioxide flow rate in an exhaust gas, determining a target flow rate of ozone based on a total flow rate of the nitric oxide and the flow rate of nitrogen dioxide, operating an ozone generator (6) of a treating device (3) such that the ozone is supplied with the target flow rate of ozone into the exhaust gas, and removing nitric acid from the exhaust gas by the ozone, nitric oxide, nitrogen dioxide and moisture in the exhaust. The ozone generator supplies the exhaust gas discharged from an engine, and ozone. An independent claim is included for a control device.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Steuerverfahren und eine Steuervorrichtung für eine verarbeitende Vorrichtung, die Stickoxide (NOx) in Abgas absorbiert und abtrennt. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Steuerverfahren und eine Steuervorrichtung einer verarbeitenden Vorrichtung, die einen Ozonerzeuger aufweist, die eine hohe NOx-Absorptions-Abtrennleistung aufweist, sogar direkt nachdem ein Motor in kaltem Zustand gestartet wird.The present disclosure relates to a control method and apparatus for a processing apparatus that absorbs and separates nitrogen oxides (NO x ) in exhaust gas. More particularly, the present disclosure relates to a control method and a control device of a processing apparatus having an ozone generator having high NOx absorption separation performance even immediately after an engine is started in a cold state.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Im Allgemeinen entfernt eine NOx-verarbeitende Vorrichtung für einen Motor NOx durch einen Katalysator, der eine NOx-Abbaubehandlung ausführt, aus dem ausgestoßenen Abgas. Als Katalysator sind ein NOx-Speicher-Reduktionskatalysator, ein NOx-Absorptions-Reduktionskatalysator und ein selektiver Reduktionskatalysator bekannt. Bei diesen Katalysatoren ist, wenn die Umgebungstemperatur niedriger als die Betriebstemperatur (nicht weniger als 200°C) liegt, der Katalysator nicht aktiviert, um NOx zu entfernen.In general, a NOx processing apparatus for an engine removes NOx from exhausted exhaust gas by a catalyst that performs a NOx decomposition treatment. As the catalyst, a NOx storage reduction catalyst, a NOx absorption reduction catalyst, and a selective reduction catalyst are known. In these catalysts, when the ambient temperature is lower than the operating temperature (not lower than 200 ° C), the catalyst is not activated to remove NOx.

Ferner werden im NOx-Speicher-Reduktionskatalysator und im NOx-Absorptions-Reduktionskatalysator Edelmetalle wie Platin verwendet, die deren Kosten erhöhen. Andererseits ist, auch wenn der selektive Reduktionskatalysator unedle Metalle verwendet, eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Harnstoffwasser in das Abgas erforderlich. Ferner ist ein Ammoniak-Beseitigungskatalysator erforderlich, um die Abgabe von Ammoniak in die Atmosphäre zu vermeiden.Further, in the NOx storage reduction catalyst and the NOx absorption reduction catalyst, noble metals such as platinum are used to increase their cost. On the other hand, even if the selective reduction catalyst uses base metals, an injector for injecting urea water into the exhaust gas is required. Further, an ammonia removal catalyst is required to prevent the discharge of ammonia into the atmosphere.

Die JP-2001-187316 A ( USP-6,136,284 ) offenbart ein Verfahren zum Entfernen von NOx aus Abgas. In diesem Verfahren wird ein Ozongas, das durch einen Ozonerzeuger erzeugt wird, einem Ozonabsorber zugeführt und ein Stickoxidgas wird einem Reaktorgang zugeführt. Ein verwirbelter Gasstrom, der die Stickoxide umfasst, wird dem Ozonabsorber zugeführt, um das Ozon zu desorbieren. Der verwirbelte Gasstrom, der das Ozon umfasst, wird dem Reaktorgang zugeführt, wodurch die Stickoxide aus den Gasströmen entfernt werden. In einem Reaktorgang reagieren Stickoxide mit dem Ozon und werden zu N2O5 umgewandelt. Wenn in der Luft Feuchtigkeit vorliegt, wird auch Salpetersäure erzeugt. Der Gasstrom, der N2O5 und Salpetersäure enthält, wird ferner einer Nassreinigungsvorrichtung zugeführt und in einer wässrigen Lösung absorbiert.The JP-2001-187316 A ( USP 6,136,284 ) discloses a method for removing NOx from exhaust gas. In this method, an ozone gas generated by an ozone generator is supplied to an ozone absorber, and a nitrogen oxide gas is supplied to a reactor passage. A fluidized gas stream comprising the nitrogen oxides is supplied to the ozone absorber to desorb the ozone. The swirling gas stream comprising the ozone is fed to the reactor passage, whereby the nitrogen oxides are removed from the gas streams. In a reactor cycle, nitrogen oxides react with the ozone and are converted to N 2 O 5 . When moisture is present in the air, nitric acid is also produced. The gas stream containing N 2 O 5 and nitric acid is further supplied to a wet scrubber and absorbed in an aqueous solution.

Im obigen Verfahren wird Ozon in hoher Konzentration dem Abgas zugeführt. Somit führt ein Ozonabsorber, der Struktursorptionsmaterialien wie Kieselgel enthält, abwechselnd einen Ozonabsorptionsablauf und einen Ozondesorptionsablauf durch.In the above method, ozone is supplied to the exhaust gas in a high concentration. Thus, an ozone absorber containing structural choice materials such as silica gel alternately performs an ozone absorption process and an ozone desorption process.

Allerdings gerät mit dem obigen Verfahren eine Vorrichtung zum Entfernen von NOx groß bezüglich ihrer Abmessungen. Das Verfahren ist daher nicht für einen Motor für ein Fahrzeug geeignet. Außerdem ist es in dem obigen Verfahren schwierig, eine Ozonzufuhrströmungsrate schnell zu verändern. Das Verfahren ist daher nicht für einen Motor für ein Fahrzeug geeignet, in dem die Abgasströmungsrate sich signifikant verändert und die NOx-Konzentration sich auch signifikant verändert.However, with the above method, a device for removing NOx becomes large in size. The method is therefore not suitable for an engine for a vehicle. In addition, in the above method, it is difficult to rapidly change an ozone supply flow rate. The method is therefore not suitable for an engine for a vehicle in which the exhaust gas flow rate changes significantly and the NOx concentration also changes significantly.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Nach der vorliegenden Offenbarung ist eine NOx-verarbeitende Vorrichtung für einen Motor in der Lage, Stickoxide (NOx), sogar direkt nachdem ein Motor kalt gestartet wird, zu entfernen, ohne teure Katalysatoren wie Edelmetalle zu verwenden. Ferner ist sie in Übereinstimmung mit einem Steuerverfahren und einer Steuervorrichtung der NOx-verarbeitenden Vorrichtung der vorliegenden Offenbarung in der Lage, einer Veränderung einer NOx-Strömungsrate im Abgas entsprechend sofort Ozon zuzuführen und in der Lage, mittels eines Ozonerzeugers Ozon mit hoher Konzentration zuzuführen.According to the present disclosure, an NOx processing apparatus for an engine is capable of removing nitrogen oxides (NOx) even immediately after an engine is cold-started without using expensive catalysts such as noble metals. Further, in accordance with a control method and a control device of the NOx processing apparatus of the present disclosure, it is capable of promptly supplying ozone to a change in NOx flow rate in the exhaust gas and capable of supplying ozone of high concentration by means of an ozone generator.

Eine NOx-verarbeitende Vorrichtung ist mit einem Ozonerzeuger versehen, der Ozon in ein Abgas zuführt, das von einem Motor ausgestoßen wird. Ein Steuerverfahren der Vorrichtung umfasst: Schätzen einer Stickstoffmonoxid (NO) Strömungsrate und einer Stickstoffdioxid (NO2) Strömungsrate im Abgas; Bestimmen einer Zielozonströmungsrate basierend auf einer Gesamtströmungsrate der Stickstoffmonoxid (NO) Strömungsrate und der Stickstoffdioxid (NO2) Strömungsrate; Betreiben des Ozonerzeugers derart, dass er das Ozon mit der Zielozonströmungsrate in das Abgas einbringt; und Entfernen von HNO3 aus dem Abgas, die durch das Ozon, das Stickstoffmonoxid (NO), das Stickstoffdioxid (NO2) und die Feuchtigkeit im Abgas gebildet wird.A NOx processing apparatus is provided with an ozone generator which supplies ozone into an exhaust gas discharged from an engine. A control method of the apparatus comprises: estimating a nitrogen monoxide (NO) flow rate and a nitrogen dioxide (NO 2 ) flow rate in the exhaust gas; Determining a target ozone flow rate based on a total flow rate of the nitrogen monoxide (NO) flow rate and the nitrogen dioxide (NO 2 ) flow rate; Operating the ozone generator to introduce the ozone at the target ozone flow rate into the exhaust gas; and removing HNO 3 from the exhaust gas formed by the ozone, the nitrogen monoxide (NO), the nitrogen dioxide (NO 2 ) and the moisture in the exhaust gas.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine NOx-verarbeitende Vorrichtung einen Ozonzuführungsgang auf, der mit einem Abgasgang in Verbindung steht, einen Luftstömungsgang, der mit einem Zuluftgang in Verbindung steht, einen Ozonerzeuger, der Ozon aus Luft erzeugt, und einen NOx-absorbierenden Bereich, der ein Reaktionsprodukt von NOx und Ozon absorbiert.According to another aspect of the present disclosure, a NOx processing apparatus includes an ozone supply passage communicating with an exhaust passage, an air flow passage communicating with an intake passage, an ozone generator generating ozone from air, and a NOx absorbing one Area that absorbs a reaction product of NOx and ozone.

Eine Steuervorrichtung der Vorrichtung umfasst: einen die NOx-Strömungsrate einschätzenden Bereich zum Einschätzen der Strömungsraten von NO und NO2 im Abgas, das durch den Abgasgang strömt; einen die Zielströmungsrate bestimmenden Bereich zum Bestimmen einer Zielozonströmungsrate basierend auf einer Gesamtströmungsrate von NO und NO2; und einen Betriebsbereich, der den Ozonerzeuger derart betreibt, dass er die Zielozonströmungsrate erzeugt.A control device of the apparatus includes: an NOx flow rate estimating area for estimating the flow rates of NO and NO 2 in the exhaust gas flowing through the exhaust passage; a target flow rate determining Area for determining a target ozone flow rate based on a total flow rate of NO and NO 2 ; and an operating region that operates the ozone generator to produce the target ozone flow rate.

Das erzeugte Ozon wird dem Abgas durch den Ozonzuführungsgang zugeführt. Der NOx-absorbierende Bereich absorbiert HNO3 aus dem Abgas, die durch das Ozon, NO, NO2 und Feuchtigkeit im Abgas gebildet wird.The generated ozone is supplied to the exhaust gas through the ozone supply passage. The NOx absorbing portion absorbs HNO 3 from the exhaust gas formed by the ozone, NO, NO 2 and moisture in the exhaust gas.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung besser wahrnehmbar, die mit Bezugnahme auf die begleitenden Figuren vorgenommen wird. In den Figuren ist:The above and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. In the figures:

1 ein Diagramm, das schematisch eine gesamte Struktur einer Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform darstellt; 1 FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an entire structure of a control device of a NOx processing apparatus according to the first embodiment; FIG.

2 eine Sektionsansicht des Ozonerzeugers nach der ersten Ausführungsform; 2 a sectional view of the ozone generator according to the first embodiment;

3 stellt schematisch Wellenformen des Hochspannungspulses dar wenn seine Frequenz hoch ist und wenn seine Frequenz niedrig ist; 3 schematically illustrates waveforms of the high voltage pulse when its frequency is high and when its frequency is low;

4 ein Flussdiagramm, das ein Steuerprogramm darstellt, das in einer Steuervorrichtung nach der ersten Ausführungsform gespeichert ist; 4 FIG. 10 is a flowchart illustrating a control program stored in a control apparatus according to the first embodiment; FIG.

5 ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Motordrehzahl, einer Einspritzmenge und einer Stickstoffmonoxid (NO) Konzentration im Abgas darstellt; 5 a diagram showing a relationship between an engine speed, an injection amount and a nitrogen monoxide (NO) concentration in the exhaust gas;

6a ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Zuluftströmungsrate, einer Abgastemperatur und einer Umwandlungsrate von NO zu NO2 darstellt; 6a FIG. 3 is a graph showing a relationship between an intake air flow rate, an exhaust gas temperature, and a conversion rate of NO to NO 2 ; FIG.

6b ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Abgastemperatur und einem Ozonabreicherungskoeffizienten darstellt; 6b a diagram illustrating a relationship between an exhaust gas temperature and an ozone depletion coefficient;

7 ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Zuluftströmungsrate „Ga”, einer Abgastemperatur „Te” und einem Abgasdruck „Pe” darstellt; 7 FIG. 13 is a graph showing a relationship between an intake air flow rate "Ga", an exhaust gas temperature "Te", and an exhaust gas pressure "Pe"; FIG.

8 ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen Feuchtigkeit in der Luft, einer Hochspannungsfrequenz, die an einer Entladungseinheit anliegt, und einer Ozonkonzentration darstellt; 8th a diagram illustrating a relationship between humidity in the air, a high voltage frequency, which is applied to a discharge unit, and an ozone concentration;

9 ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einem Feuchtigkeitskoeffizienten, der Feuchtigkeit in der Luft und einer Ozonkonzentration darstellt; 9 a diagram showing a relationship between a humidity coefficient, the humidity in the air and an ozone concentration;

10 ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Ozonkonzentration und einer anliegenden Frequenz darstellt; 10 a diagram showing a relationship between an ozone concentration and an applied frequency;

11 ein Diagramm, das schematisch eine gesamte Struktur einer Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform darstellt; 11 FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an entire structure of a control device of a NOx processing apparatus according to the second embodiment; FIG.

12 eine Sektionsansicht eines Erzeugers sauerstoffangereicherter Luft; 12 a section view of an oxygen-enriched air generator;

13 ein Eigenschaftsdiagramm, das eine Sauerstoffkonzentration einer Luft darstellt, die eine sauerstoffpermeable Membran passiert hat; 13 a characteristic diagram illustrating an oxygen concentration of an air that has passed through an oxygen-permeable membrane;

14 ein Flussdiagramm, das ein Steuerprogramm darstellt, das in einer Steuervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform gespeichert ist; und 14 a flowchart illustrating a control program stored in a control apparatus according to the second embodiment; and

15 ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Sauerstoffkonzentration und einem Sauerstoffanreicherungskoeffizienten darstellt. 15 a diagram illustrating a relationship between an oxygen concentration and an oxygen enrichment coefficient.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Erste AusführungsformFirst embodiment

Mit Bezug auf 1 und 2 wird eine NOx-verarbeitende Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform beschrieben, die einen Ozonerzeuger aufweist. In 1 ist ein Motor 1 ein Dieselmotor, der mit einem Turbolader 15 ausgestattet ist. Eine Steuervorrichtung der NOx-verarbeitenden Vorrichtung 3 entfernt NOx im Abgas, das vom Motor 1 ausgestoßen wird. Eine Abgasleitung 2, die einen Abgasgang definiert, ist mit einem DPF (Dieselpartikelfilter) 21 versehen. Ein Abgaskühlungsbereich 22 und ein NOx-absorbierender Bereich 5 sind stromabwärts des DPF 21 angeordnet. Ein Ozonzuführungsgang 61 ist zwischen dem Abgaskühlungsbereich 22 und dem NOx-absorbierenden Bereich 5 mit einer Abgasleitung 2a verbunden. Der Ozonzuführungsgang 61 ist mit einem Ozonerzeuger 6 verbunden.Regarding 1 and 2 For example, an NOx processing apparatus according to the first embodiment including an ozone generator will be described. In 1 is an engine 1 a diesel engine with a turbocharger 15 Is provided. A control device of the NOx processing device 3 removes NOx in the exhaust gas from the engine 1 is ejected. An exhaust pipe 2 , which defines an exhaust passage, is with a DPF (Diesel Particulate Filter) 21 Mistake. An exhaust gas cooling area 22 and a NOx-absorbing region 5 are downstream of the DPF 21 arranged. An ozone feed gear 61 is between the exhaust gas cooling area 22 and the NOx absorbing region 5 with an exhaust pipe 2a connected. The ozone feed gear 61 is with an ozone generator 6 connected.

Der Motor 1 nimmt durch eine Zuluftöffnung 16 Frischluft auf. Die Frischluft wird durch einen Kompressor 14 des Turboladers 15 unter Druck gesetzt und durch einen Ladeluftkühler 19 gekühlt, der im Zuluftrohr 18 bereitgestellt ist. Die gekühlte Luft wird in einen Zuluftkrümmer 10 eingebracht und dann durch jeweilige Anschlüsse des Motors 1 in einen Brennraum eingebracht. Das Luft-Kraftstoffgemisch wird im Brennraum des Motors 1 verbrannt. Die Verbrennungsenergie wird als Rotationsenergie auf eine Motorausgangswelle 11 übertragen.The motor 1 takes through a supply air opening 16 Fresh air on. The fresh air is supplied by a compressor 14 of the turbocharger 15 put under pressure and through a charge air cooler 19 cooled, in the supply air pipe 18 is provided. The cooled air is in a Zuluftkrümmer 10 introduced and then through respective ports of the engine 1 introduced into a combustion chamber. The air-fuel mixture is in the combustion chamber of the engine 1 burned. The Combustion energy is transmitted as rotational energy to an engine output shaft 11 transfer.

Das Abgas strömt aus dem Brennraum in einen Abgaskrümmer 12. Dann treibt das Abgas eine Turbine 13 des Turboladers 15 an. Schließlich wird das Abgas in das Abgasrohr 2 ausgestoßen. Das Abgas durchläuft den DPF 21, wobei partikelförmiges Material (PM) im Abgas durch den DPF 21 entfernt wird. Gleichzeitig werden auch Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenstoffmonoxid (CO) durch einen Oxidationskatalysator der auf die Oberfläche des DPF 21 geschichtet ist herausgereinigt. Dann strömt das Abgas durch den Abgaskühlungsbereich 22. Die Abgastemperatur sinkt auf 100°C bis 180°C.The exhaust gas flows from the combustion chamber into an exhaust manifold 12 , Then the exhaust gas drives a turbine 13 of the turbocharger 15 at. Finally, the exhaust gas is in the exhaust pipe 2 pushed out. The exhaust gas passes through the DPF 21 , wherein particulate matter (PM) in the exhaust gas through the DPF 21 Will get removed. At the same time, hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) also pass through an oxidation catalyst on the surface of the DPF 21 layered is cleaned out. Then the exhaust gas flows through the exhaust gas cooling area 22 , The exhaust gas temperature drops to 100 ° C to 180 ° C.

Der DPF 21 ist ein gut bekannter Zellenfilter aus Keramik. Der Abgaskühlungsbereich 22 ist ein Abgaswämewiedergewinnungssystem des Rankin-Cycle-Systems. Zum Beispiel verdampft die Wärmeenergie, die durch Kühlen des Abgases erhalten wird, ein Kühlmittel. Das unter hohem Druck stehende Kühlmittel versetzt eine Gasturbine in Rotation, um einen elektrischen Generator anzutreiben. Dadurch wird die Wärmeenergie in elektrische Energie umgewandelt, die in eine Batterie geladen wird.The DPF 21 is a well-known ceramic cell filter. The exhaust gas cooling area 22 is an exhaust gas recovery system of the Rankin cycle system. For example, the heat energy obtained by cooling the exhaust gas vaporizes a coolant. The high pressure refrigerant causes a gas turbine to rotate to drive an electric generator. This converts the heat energy into electrical energy that is charged into a battery.

Das gekühlte Abgas wird in die NOx-verarbeitende Vorrichtung 3 eingebracht. Das Abgas strömt durch das Abgasrohr 2a und den NOx-absorbierenden Bereich 5. Das im Abgas enthaltene NOx reagiert mit dem Ozon, das vom Ozonerzeuger 6 zugeführt wird. Dann wird das NOx durch eine NOx-absorbierende Lösung in NOx-absorbierenden Bereich 5 absorbiert. Wie zuvor werden partikelförmiges Material (PM), Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenstoffmonoxid und Stickoxide (NOx) aus dem Abgas entfernt. Das gereinigte Abgas wird durch einen Abgasanschluss 23 in die Atmosphäre abgegeben.The cooled exhaust gas is introduced into the NOx processing device 3 brought in. The exhaust gas flows through the exhaust pipe 2a and the NOx absorbing region 5 , The NOx contained in the exhaust gas reacts with the ozone generated by the ozone generator 6 is supplied. Then, the NOx becomes NOx-absorbing region through a NOx absorbing solution 5 absorbed. As before, particulate matter (PM), hydrocarbon (HC), carbon monoxide and nitrogen oxides (NOx) are removed from the exhaust gas. The purified exhaust gas is through an exhaust port 23 released into the atmosphere.

Der Ozonerzeuger 6 erzeugt unter Verwendung eines Entladungsplasmas Ozon aus Luft. Der Ozonerzeuger 6 definiert einen Gang, der einen Entladungsraum aufweist, in dem das Ozon erzeugt wird. Ein Ende des Gangs ist mit dem Ozonzuführungsgang 61 verbunden. Das andere Ende des Gangs ist mit einem Luftströmungsgang 62 verbunden, der vom Zuluftrohr 18 abzweigt. Der Luftströmungsgang 62 zweigt vom Zuluftrohr 18 stromaufwärts der Zuluftdrossel 17 ab, um die Luft einzubringen, die durch den Kompressor 14 unter Druck gesetzt und durch einen Ladeluftkühler 19 gekühlt wurde. Die Luftströmungsgang 62 weist eine Verengung 38 auf. Ein Gebläse 39 ist stromabwärts der Verengung 38 angeordnet. Der Luftströmungsgang 62 ist mit dem Ozonerzeuger 6 verbunden. Dadurch wird die unter Druck stehende Luft in den Ozonerzeuger 6 eingebracht, so dass ausreichendes Ozon dem Abgas zugeführt werden kann, sogar wenn die Motorlast hoch ist und NOx mit hoher Konzentration vom Motor 1 ausgestoßen wird. Das Gebläse 39 wird durch einen Elektromotor angetrieben. Sogar wenn die Motordrehzahl niedrig ist und kein Ladedruck erzeugt wird, erzeugt das Gebläse 39 einen Fluidstrom vom Ozonzuführungsgang 61 zum Abgasrohr 2a, so dass das erzeugte Ozon in das Abgas eingebracht wird.The ozone generator 6 generates ozone from air using a discharge plasma. The ozone generator 6 defines a passage having a discharge space in which the ozone is generated. One end of the corridor is the ozone feed passage 61 connected. The other end of the aisle is with an airflow passage 62 connected to the supply air pipe 18 branches. The air flow passage 62 branches off the supply air pipe 18 upstream of the supply air throttle 17 to bring in the air passing through the compressor 14 put under pressure and through a charge air cooler 19 was cooled. The air flow passage 62 has a narrowing 38 on. A fan 39 is downstream of the narrowing 38 arranged. The air flow passage 62 is with the ozone generator 6 connected. This causes the pressurized air to enter the ozone generator 6 so that sufficient ozone can be supplied to the exhaust gas even when the engine load is high and high concentration NOx from the engine 1 is ejected. The fan 39 is driven by an electric motor. Even when the engine speed is low and no boost pressure is generated, the blower generates 39 a fluid flow from the ozone feed passage 61 to the exhaust pipe 2a so that the generated ozone is introduced into the exhaust gas.

Im Abgasrohr 2a reagiert das vom Ozonzuführungsgang 61 zugeführte Ozon (O3) mit NOx (NO, NO2) im Abgas und wird entsprechend den folgenden Reaktionsformeln (a) bis (c) zu N2O5 umgewandelt, was ein Vorläufer von Salpetersäure ist. Außerdem reagiert, wie in der folgenden Reaktionsformel (d) dargestellt, das erzeugte N2O5 mit Feuchtigkeit (H2O) im Abgas, um wiederum zu HNO3 umgewandelt zu werden. NO + O3 → NO2 + O2 (a) NO2 + O3 → NO3 + O2 (b) NO2 + NO3 → N2O5 (c) N2O5 + H2O → 2HNO3 (d) In the exhaust pipe 2a it reacts from the ozone feed passage 61 supplied ozone (O 3 ) with NOx (NO, NO 2 ) in the exhaust gas and is converted into N 2 O 5 according to the following reaction formulas (a) to (c), which is a precursor of nitric acid. In addition, as shown in the following reaction formula (d), the generated N 2 O 5 reacts with moisture (H 2 O) in the exhaust gas to be converted to HNO 3 again. NO + O 3 → NO 2 + O 2 (a) NO 2 + O 3 → NO 3 + O 2 (b) NO 2 + NO 3 → N 2 O 5 (c) N 2 O 5 + H 2 O → 2HNO 3 (d)

HNO3, was ein Reaktionsprodukt ist, wird von der NOx-absorbierenden Lösung im NOx-absorbierenden Bereich 5 absorbiert. Die NOx-absorbierende Lösung ist z. B. Wasser oder eine alkalische wässrige Lösung. Alternativ kann die NOx-absorbierende Lösung eine ionische Flüssigkeit sein, die HNO3 chemisch absorbiert. In diesem Fall wird die ionische Flüssigkeit in einem Speicherbereich (nicht dargestellt) gespeichert. Die ionische Flüssigkeit wird durch einen Einlass 51 in den NOx-absorbierenden Bereich 5 eingebracht, um HNO3 zu absorbieren. Dann wird die ionische Flüssigkeit durch einen Auslass 52 ausgestoßen.HNO 3 , which is a reaction product, is absorbed by the NOx absorbing solution in the NOx absorbing region 5 absorbed. The NOx-absorbing solution is z. As water or an alkaline aqueous solution. Alternatively, the NOx absorbing solution may be an ionic liquid that chemically absorbs HNO 3 . In this case, the ionic liquid is stored in a storage area (not shown). The ionic liquid is passed through an inlet 51 in the NOx absorbing area 5 introduced to absorb HNO 3 . Then the ionic liquid is passed through an outlet 52 pushed out.

Wie in 1 dargestellt, ist ein Zuluftströmungsratensensor 45 stromabwärts der Zuluftöffnung 16 angeordnet. Außerdem ist ein Drosselpositionssensor, der einen Drosselöffnungswinkel der Zuluftdrossel 17 erfasst, angeordnet. Ein Zuluftunterdrucksensor 40 ist am Zuluftkrümmer 10 angeordnet. Ein Motordrehzahlsensor 41 ist in der Nähe der Motorausgangswelle 11 angeordnet. Ein Abgastemperatursensor 42, der die Abgastemperatur erfasst, ist stromabwärts des DPF 21 angeordnet. Außerdem ist ein Feuchtigkeitssensor 43, der die Feuchtigkeit der Umgebungsluft direkt oder indirekt erfasst angeordnet. Jeder der obigen Sensoren überträgt sein Ausgangssignal an eine Steuervorrichtung 4.As in 1 is an intake air flow rate sensor 45 downstream of the supply air opening 16 arranged. In addition, a throttle position sensor, which is a throttle opening angle of the intake throttle 17 recorded, arranged. A supply air vacuum sensor 40 is on the supply air manifold 10 arranged. An engine speed sensor 41 is near the motor output shaft 11 arranged. An exhaust gas temperature sensor 42 , which detects the exhaust gas temperature, is downstream of the DPF 21 arranged. There is also a humidity sensor 43 which arranges the humidity of the ambient air directly or indirectly detected. Each of the above sensors transmits its output signal to a control device 4 ,

Die Steuervorrichtung 4 weist einen Mikrocomputer auf. Die Steuervorrichtung 4 ist elektrisch mit dem Gebläse 64, dem Ozonerzeuger 6, dem Abgaskühlungsbereich 22 und dem NOx-absorbierenden Bereich 5 verbunden.The control device 4 has a microcomputer. The control device 4 is electric with the blower 64 , the ozone generator 6 , the exhaust gas cooling area 22 and the NOx absorbing region 5 connected.

In der vorliegenden Ausführungsform führt die NOx-verarbeitende Vorrichtung 3 das Ozon, das durch den Ozonerzeuger 6 erzeugt wird, direkt in das Abgasrohr 2a zu, ohne zu speichern. Da die Reaktion von NOx zu N2O5 und HNO3 einfach bei Raumtemperatur auftritt, kann das NOx im Abgas unabhängig von der Abgastemperatur entfernt werden. Somit kann die NOx-verarbeitende Vorrichtung 3 sogar funktionieren, wenn die Abgastemperatur niedrig ist. In the present embodiment, the NOx processing device performs 3 the ozone produced by the ozone generator 6 is generated, directly into the exhaust pipe 2a too, without saving. Since the reaction of NOx to N 2 O 5 and HNO 3 easily occurs at room temperature, the NOx in the exhaust gas can be removed regardless of the exhaust gas temperature. Thus, the NOx processing device 3 even work when the exhaust gas temperature is low.

AUSLEGUNG DES OZONERZEUGERSDESIGN OF THE OZONE PRODUCER

2 ist eine Sektionsansicht des Ozonerzeugers 6 nach der vorliegenden Ausführungsform. Der Ozonerzeuger 6 definiert einen U-förmigen Ozongang 60. Der Ozongang 60 ist aus einem ersten Ozongang 60a, einem zweiten Ozongang 60b und einem verbindenden Gang 60c aufgebaut. Der erste Ozongang 60a weist einen Lufteinlass 602 auf und der zweite Ozongang 60b weist einen Luftauslass 601 auf. Der Lufteinlass 602 ist mit dem Luftströmungsgang 62 verbunden und der Luftauslass 601 ist mit dem Ozonzuführungsgang 61 verbunden. 2 is a section view of the ozone generator 6 according to the present embodiment. The ozone generator 6 defines a U-shaped ozone gas 60 , The ozone gas 60 is from a first ozone cycle 60a a second ozone cycle 60b and a connecting gear 60c built up. The first ozone gas 60a has an air inlet 602 on and the second ozone gas 60b has an air outlet 601 on. The air intake 602 is with the air flow passage 62 connected and the air outlet 601 is with the ozone feed passage 61 connected.

Der Ozongang wird von der Wand des ersten Gangs 603 und der Wand des zweiten Gangs 604 definiert. Entlang der Wand des zweiten Gangs 604 sind eine erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a und eine zweite Gleitfunkenentladungseinheit 3b bereitgestellt. Jede von der ersten Gleitfunkenentladungseinheit 3a und der zweiten Gleitfunkenentladungseinheit 3b weist eine Entladungselektrode 32 an einem keramischen Körper 30 und eine Induktionselektrode 31 in dem keramischen Körper 30 auf. In der ersten Gleitfunkenentladungseinheit 3a und der zweiten Gleitfunkenentladungseinheit 3b ist die Entladungselektrode 32 an dem keramischen Körper 30 aus mehreren Drähten aufgebaut, die elektrisch miteinander verbunden sind.The ozone sound is from the wall of the first corridor 603 and the wall of the second corridor 604 Are defined. Along the wall of the second corridor 604 are a first sliding spark discharge unit 3a and a second sliding spark discharge unit 3b provided. Each of the first sliding spark discharge unit 3a and the second sliding spark discharge unit 3b has a discharge electrode 32 on a ceramic body 30 and an induction electrode 31 in the ceramic body 30 on. In the first sliding spark discharge unit 3a and the second sliding spark discharge unit 3b is the discharge electrode 32 on the ceramic body 30 constructed of several wires, which are electrically connected to each other.

In der ersten Gleitfunkenentladungseinheit 3a sind die Entladungselektrode 32 und die Induktionselektrode 31 durch Zuleitungen 33a und 33b mit einer ersten Hochvolttransformatoranordnung 34 verbunden. Die zweite Gleitfunkenentladungseinheit 3b ist auf ähnliche Weise durch Zuleitungen 33a und 33b mit einer zweiten Hochvolttransformatoranordnung 36 verbunden. Diese Zuleitungen 33a und 33b durchdringen die Wand des zweiten Gangs 604 und sind durch ein isolierendes Bauteil 35 elektrisch gegenüber dem Ozonerzeuger 6 isoliert. Basierend auf den Steuersignalen der Steuervorrichtung 4 steuert eine untergeordnete Steuervorrichtung 37 die Frequenz des Hochspannungspulses, den die ersten und zweiten Hochvolttransformatoranordnungen 34, 36 erzeugen.In the first sliding spark discharge unit 3a are the discharge electrode 32 and the induction electrode 31 through supply lines 33a and 33b with a first high-voltage transformer arrangement 34 connected. The second sliding spark discharge unit 3b is similarly through feeders 33a and 33b with a second high-voltage transformer arrangement 36 connected. These leads 33a and 33b penetrate the wall of the second corridor 604 and are by an insulating component 35 electrically opposite the ozone generator 6 isolated. Based on the control signals of the control device 4 controls a slave controller 37 the frequency of the high voltage pulse supplied to the first and second high voltage transformer assemblies 34 . 36 produce.

In der vorliegenden Ausführungsform strömt die Luft vom Lufteinlass 602 in den Ozonerzeuger 6 und strömt durch den ersten Ozongang 60a, der von der Wand des ersten Gangs 603 und der ersten Gleitfunkenentladungseinheit 3a definiert wird. Dann strömt die Luft durch den Verbindungsgang 16c und den zweiten Ozongang 60b, der von der Wand des ersten Gangs 603 und der zweiten Gleitfunkenentladungseinheit 3b definiert wird. Dann strömt die Luft aus dem Lufteinlass 601 aus. Wenn zwischen der Entladungselektrode 32 und der Induktionselektrode 31 ein Hochspannungspuls anliegt, wird um die Entladungselektrode 32 an keramischen Körper 30 ein Gleitfunkenentladungsplasma erzeugt. Dadurch wird, wie in 2 dargestellt, eine Gleitfunkenentladungszone 63 als Entladungsraum erzeugt. Auch wenn 2 die Gleitfunkenentladungszone 63 mit Bezug auf nur eine Entladungselektrode 32 zeigt, wird die Gleitfunkenentladungszone 63 an allen Entladungselektroden 32 erzeugt. In der Gleitfunkenentladungszone 63 wird Sauerstoff (O2) in der Luft angeregt und Ozon (O3) wird erzeugt.In the present embodiment, the air flows from the air inlet 602 into the ozone generator 6 and flows through the first ozone cycle 60a from the wall of the first corridor 603 and the first sliding spark discharge unit 3a is defined. Then the air flows through the connecting passage 16c and the second ozone cycle 60b from the wall of the first corridor 603 and the second sliding spark discharge unit 3b is defined. Then the air flows out of the air inlet 601 out. When between the discharge electrode 32 and the induction electrode 31 a high voltage pulse is applied, around the discharge electrode 32 on ceramic body 30 generates a spark discharge plasma. This will, as in 2 represented, a sliding spark discharge zone 63 generated as a discharge space. Even if 2 the sliding spark discharge zone 63 with respect to only one discharge electrode 32 shows, the sliding spark discharge zone 63 on all discharge electrodes 32 generated. In the sliding spark discharge zone 63 Oxygen (O 2 ) is excited in the air and ozone (O 3 ) is generated.

3 stellt schematisch eine Wellenform 45 des Hochspannungspulses dar, wenn seine Frequenz hoch ist und eine Wellenform 46 des Hochspannungspulses, wenn seine Frequenz niedrig ist. Die Frequenz des Hochspannungspulses wird kontinuierlich gesteuert. Eine Zeitdauer des Hochspannungspulses ist konstant. Wenn die Frequenz niedriger ist wird der Stromverbrauch geringer. Wenn die Frequenz höher ist wird der Stromverbrauch größer. Eine Veränderung der Frequenz ist äquivalent zu einer Veränderung des Stromverbrauchs. 3 schematically represents a waveform 45 of the high voltage pulse when its frequency is high and a waveform 46 the high voltage pulse when its frequency is low. The frequency of the high voltage pulse is continuously controlled. A duration of the high voltage pulse is constant. If the frequency is lower, the power consumption will be lower. When the frequency is higher, the power consumption becomes larger. A change in frequency is equivalent to a change in power consumption.

Wenn die Frequenz des Hochspannungspulses angehoben wird, wird die Ozonkonzentration angehoben. Wenn die Frequenz abgesenkt wird, wird die Ozonkonzentration abgesenkt. Daher steuert die untergeordnete Steuervorrichtung 37 die ersten und zweiten Hochspannungstransformatoranordnungen 34, 36 derart, dass die Ozonkonzentration zur NOx-Strömungsrate im Abgas passt.When the frequency of the high voltage pulse is raised, the ozone concentration is raised. When the frequency is lowered, the ozone concentration is lowered. Therefore, the subordinate control device controls 37 the first and second high voltage transformer arrangements 34 . 36 such that the ozone concentration matches the NOx flow rate in the exhaust gas.

Der Ozonerzeuger 6 ist ferner mit einer zweiten Gleitfunkenentladungseinheit 3b und der zweiten Hochvolttransformatoranordnung 36 versehen, um effizient Ozon mit hoher Konzentration zu erzeugen. Die ersten und zweiten Hochvolttransformatoranordnungen 34, 36 werden unabhängig voneinander gesteuert. Wenn Ozon mit niedriger Konzentration erzeugt wird, werden die erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a und die erste Hochspannungstransformatoranordnung 34 betrieben. Wenn Ozon mit hoher Konzentration erzeugt wird, werden die ersten und zweiten Gleitfunkenentladungseinheiten 3a, 3b und die ersten und zweiten Hochvolttransformatoranordnungen 34, 36 zur gleichen Zeit betrieben.The ozone generator 6 is further provided with a second sliding spark discharge unit 3b and the second high-voltage transformer arrangement 36 provided to generate high-concentration ozone efficiently. The first and second high-voltage transformer arrangements 34 . 36 are controlled independently of each other. When low concentration ozone is generated, the first floating discharge unit becomes 3a and the first high voltage transformer arrangement 34 operated. When high concentration ozone is generated, the first and second floating discharge units become 3a . 3b and the first and second high voltage transformer assemblies 34 . 36 operated at the same time.

In der vorliegenden Ausführungsform ist entlang des Ozongangs 60 die erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a stromaufwärts angeordnet und die zweite Gleitfunkenentladungseinheit 3b ist stromabwärts angeordnet. Die Luft strömt durch die erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a und strömt dann durch die zweite Gleitfunkenentladungseinheit 3b. Somit kann das Ozon mit hoher Konzentration erzeugt werden. Die benötigte Menge an Ozon kann passend zu einem Betriebszustand des Motors 1 effizient erzeugt werden.In the present embodiment, along the ozone path 60 the first sliding spark discharge unit 3a arranged upstream and the second sliding spark discharge unit 3b is arranged downstream. The air flows through the first sliding spark discharge unit 3a and then flows through the second sliding spark discharge unit 3b , Thus, the ozone can be produced at a high concentration. The required amount of ozone may match a running condition of the engine 1 be generated efficiently.

In der vorliegenden Ausführungsform weist der Ozonerzeuger 6 zwei Gleitfunkenentladungseinheiten 3a und 3b auf, die symmetrisch angeordnet sind. Allerdings können drei oder mehr Gleitfunkenentladungseinheiten bereitgestellt werden. Ferner kann die Elektrodenfläche jeder Gleitfunkenentladungseinheit verändert werden. Die Gesamtelektrodenfläche einer Gleitfunkenentladungseinheit wird geeigneterweise so eingerichtet, dass eine benötigte Ozonzufuhrströmungsrate erhalten werden kann.In the present embodiment, the ozone generator 6 two sliding spark discharge units 3a and 3b on, which are arranged symmetrically. However, three or more floating discharge units can be provided. Furthermore, the electrode area of each sliding spark discharge unit can be changed. The total electrode area of a sliding spark discharge unit is suitably set so that a required ozone supply flow rate can be obtained.

STEUERUNG DER OZONSTRÖMUNGSRATECONTROL OF OZONE FLOW RATE

Ein Steuerverfahren einer Ozonzufuhrströmungsrate, das die NOx-verarbeitende Vorrichtung verwendet, die in 1 und 2 dargestellt ist, wird im Folgenden beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerprogramm darstellt, das in der Steuervorrichtung 4 gespeichert ist. In Schritt 101 liest die Steuervorrichtung die aktuelle Motordrehzahl ein, die durch den Motordrehzahlsensor 41 erfasst wird, und die Kraftstoffeinspritzmenge, welche die gegenwärtige Motorlast widerspiegelt. In Schritt 102 erhält die Steuervorrichtung 4 basierend auf der Motordrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge nach einer Karte, die in 5 dargestellt ist, die Stickstoffmonoxid (NO) Konzentration des Abgases, das vom Motor 1 ausgestoßen wird. Wie in 5 dargestellt ist die NO-Konzentration im Allgemeinen niedrig, wenn die Motorlast und die Motordrehzahl niedrig sind. Wenn die Motorlast und die Motordrehzahl zunehmen steigt die NO-Konzentration.A control method of an ozone supply flow rate using the NOx processing apparatus disclosed in U.S.P. 1 and 2 is described below. 4 is a flowchart illustrating a control program that in the control device 4 is stored. In step 101 The controller reads in the current engine speed provided by the engine speed sensor 41 is detected, and the fuel injection amount, which reflects the current engine load. In step 102 receives the control device 4 based on the engine speed and the fuel injection amount according to a map that in 5 is shown, the nitrogen monoxide (NO) concentration of the exhaust gas emitted by the engine 1 is ejected. As in 5 As shown, the NO concentration is generally low when engine load and engine speed are low. As the engine load and engine speed increase, the NO concentration increases.

In Schritt 103 liest die Steuervorrichtung 4 die gegenwärtige Zuluftströmungsrate, die durch den Zuluftströmungsratensensor 45 ermittelt wird, und die Abgastemperatur stromabwärts des DPF 21 aus, die durch den Abgastemperatursensor 42 ermittelt wird. In Schritt 104 erhält die Steuervorrichtung 4 eine Umwandlungsrate von NO im Abgas, das den DPF 21 durchlaufen hat, um durch eine katalytische Reaktion zu NO2 umgewandelt zu werden, basierend auf der Zuluftströmungsrate und der Abgastemperatur anhand einer Karte, die in 6a dargestellt ist. Wie in 6a dargestellt, wird im Allgemeinen die NO2-Umwandlungsrate höher, wenn die Zuluftströmungsrate kleiner und wenn die Abgastemperatur höher ist.In step 103 reads the control device 4 the current supply air flow rate provided by the supply air flow rate sensor 45 is determined, and the exhaust gas temperature downstream of the DPF 21 out by the exhaust gas temperature sensor 42 is determined. In step 104 receives the control device 4 a conversion rate of NO in the exhaust gas, which is the DPF 21 to be converted by a catalytic reaction to NO 2 , based on the supply air flow rate and the exhaust gas temperature based on a map in 6a is shown. As in 6a As shown, in general, the NO 2 conversion rate becomes higher as the supply air flow rate becomes smaller and when the exhaust gas temperature is higher.

In Schritt 105 werden nach den folgenden Formeln die NO-Strömungsrate und die NO2-Strömungsrate, die in die NOx-verarbeitende Vorrichtung 3 strömen berechnet. Wenn die Zuluftströmungsrate signifikant höher liegt als die Kraftstoffflussrate, kann angenommen werden, dass die Abgasströmungsrate im Wesentlichen gleich ist wie die Zuluftströmungsrate. (NO-Strömungsrate) = (Zuluftströmungsrate) × (100-(NO2-Umwandlungsrate)) × (ausgestoßene NO-Konzentration)/108 (NO2-Strömungsrate) = (Zuluftströmungsrate) × (NO2-Umwandlungsrate) × (ausgestoßene NO-Konzentration)/108 In step 105 According to the following formulas, the NO flow rate and the NO 2 flow rate flowing into the NOx processing device 3 flow calculated. If the supply air flow rate is significantly higher than the fuel flow rate, it can be assumed that the exhaust gas flow rate is substantially the same as the supply air flow rate. (NO flow rate) = (Supply air flow rate) × (100- (NO 2 conversion rate)) × (discharged NO concentration) / 10 8 (NO 2 flow rate) = (Supply air flow rate) × (NO 2 conversion rate) × (discharged NO concentration) / 10 8

Dann geht das Verfahren zu Schritt 106 über, bei dem eine Zielozonströmungsrate berechnet wird. Die Reaktionen, bei denen HNO3 aus Ozon (O3), NO, NO2 und H2O erzeugt wird, werden durch die folgenden Reaktionsformeln (a) bis (d) dargestellt, die bereits oben erwähnt wurden. NO + O3 → NO2 + O2 (a) NO2 + O3 → NO3 + O2 (b) NO2 + NO3 → N2O5 (c) N2O5 + H2O → 2HNO3 (d) Then the procedure goes to step 106 over, where a target ozone flow rate is calculated. The reactions in which HNO 3 is produced from ozone (O 3 ), NO, NO 2 and H 2 O are represented by the following reaction formulas (a) to (d) already mentioned above. NO + O 3 → NO 2 + O 2 (a) NO 2 + O 3 → NO 3 + O 2 (b) NO 2 + NO 3 → N 2 O 5 (c) N 2 O 5 + H 2 O → 2HNO 3 (d)

Anhand der obigen Formeln wird erkenntlich, dass 1,5 mol O3 erforderlich sind, um 1 mol HNO3 aus 1 mol NO zu erzeugen. Ferner wird erkenntlich, dass 0,5 mol O3 benötigt werden, um 1 mol HNO3 aus 1 mol NO2 zu erzeugen.From the above formulas, it will be appreciated that 1.5 moles of O 3 are required to produce 1 mole of HNO 3 from 1 mole of NO. Further, it will be appreciated that 0.5 mole of O 3 is required to produce 1 mole of HNO 3 from 1 mole of NO 2 .

Ozon (O3) ist eine gefährliche Substanz. Um die Abgabe von O3 mit dem Abgas in die Atmosphäre zu vermeiden ist es bevorzugt, Ozon (O3) in dem chemischen Äquivalent zu erzeugen und zuzuführen, das ausreicht, um mit NO und NO2 im Abgas zu reagieren. Ausgehend von diesem Gesichtspunkt wird die Zielozonströmungsrate berechnet. (Ziel-O3-Strömungsrate)' = κ × {1,5 × (O3-Molekulargewicht(NO-Molekulargewicht) × (NO-Strömungsrate) + 0,5 × O3-Molekulargewicht/NO2-Molekulargewicht × (NO2-Strömungsrate) Ozone (O 3 ) is a dangerous substance. In order to avoid the discharge of O 3 with the exhaust gas into the atmosphere, it is preferable to generate and supply ozone (O 3 ) in the chemical equivalent sufficient to react with NO and NO 2 in the exhaust gas. From this point of view, the target ozone flow rate is calculated. (Target O 3 flow rate) '= κ × {1.5 × (O 3 molecular weight (NO molecular weight) × (NO flow rate) + 0.5 × O 3 molecular weight / NO 2 molecular weight × (NO 2 flow rate)

„κ” ist ein Koeffizient. Wenn die Reaktion ideal abläuft ist dieser als „κ” = 1 definiert. Allerdings verlaufen die Reaktionen von NO, NO2, H2O und Ozon nicht immer in einer vorgegebenen Zeitspanne. Daher ist er als „κ” = 1 bis 2,5 definiert."Κ" is a coefficient. If the reaction is ideal, it is defined as "κ" = 1. However, the reactions of NO, NO 2 , H 2 O and ozone are not always within a given time. Therefore, it is defined as "κ" = 1 to 2.5.

Ferner kann durch Ausführen des folgenden Korrekturverfahrens das Ozon stabil entsprechend einer Veränderung der Abgastemperatur zugeführt werden. Wenn die Abgastemperatur verhältnismäßig hoch liegt verschwindet ein Teil des Ozons, das dem Abgas zugeführt wird, bevor es mit NO, NO2 und H2O reagiert. 6b ist ein Diagramm, welches den Anteil an Ozon darstellt, der innerhalb von 2 Sekunden verschwindet, nachdem es in das Abgas eingespritzt wurde. Normalerweise wird das Abgas durch den Abgaskühlungsbereich 22 gekühlt, so dass die Abgastemperatur bei 100 bis 180°C liegt. Wenn die Abgastemperatur 140°C übersteigt beginnt ein gewisser Anteil des Ozons zu verschwinden. Daher wird ein Koeffizient für den Ozonschwund aus dem Zusammenhang erhalten, der in 6b dargestellt ist, und die Zielozonströmungsrate wird korrigiert. (O3-Zielströmungsrate) = (O3-Zielströmungsrate)'/{1 – (Koeffizient für Ozonschwund)} Further, by performing the following correction process, the ozone can be stably supplied in accordance with a change in the exhaust gas temperature. When the exhaust gas temperature is relatively high, a portion of the ozone that is supplied to the exhaust gas disappears before reacting with NO, NO 2 and H 2 O. 6b is a diagram showing the Represents fraction of ozone that disappears within 2 seconds after being injected into the exhaust. Normally, the exhaust gas is through the exhaust gas cooling area 22 cooled, so that the exhaust gas temperature is 100 to 180 ° C. When the exhaust gas temperature exceeds 140 ° C, a certain amount of ozone begins to disappear. Therefore, a coefficient for the ozone depletion is obtained from the context described in 6b is shown, and the Zielozonströmungsrate is corrected. (O 3 target flow rate) = (O 3 target flow rate) '/ {1 - (ozone depletion coefficient)}

Nach einer gegenwärtigen Studie der Erfinder reagieren, wenn kurzkettige ungesättigte Kohlenwasserstoffe im Abgas vorliegen, dem das Ozon zugeführt wird, diese kurzkettigen ungesättigten Kohlenwasserstoffe mit dem Ozon, wodurch das Ozon verschwindet. Die kurzkettigen ungesättigten Kohlenwasserstoffe können durch einen Oxidationskatalysator (DPF 21) herausgereinigt werden. Allerdings ist es wahrscheinlich, dass die kurzkettigen ungesättigten Kohlenwasserstoffe nicht ausreichend herausgereinigt werden können, wenn die Motortemperatur niedrig ist. Daher wird die Konzentration der kurzkettigen ungesättigten Kohlenwasserstoffe entsprechend des Motorbetriebszustandes eingeschätzt und basierend auf der geschätzten Konzentration der kurzkettigen ungesättigten Kohlenwasserstoffe wird der Koeffizient für den Ozonschwund erhalten.According to a recent study by the inventors, when short-chain unsaturated hydrocarbons are present in the exhaust gas to which the ozone is supplied, these short-chain unsaturated hydrocarbons react with the ozone, whereby the ozone disappears. The short-chain unsaturated hydrocarbons can be replaced by an oxidation catalyst (DPF 21 ) are cleaned out. However, it is likely that the short-chain unsaturated hydrocarbons can not be sufficiently purified when the engine temperature is low. Therefore, the concentration of the short-chain unsaturated hydrocarbons is estimated according to the engine operating condition, and based on the estimated short-chain unsaturated hydrocarbon concentration, the ozone depletion coefficient is obtained.

Dann geht das Verfahren zu Schritt 107 über, bei dem die Luftströmungsrate „Goz” berechnet wird, die in den Ozonerzeuger 6 strömt. Wenn angenommen wird, dass der Ozonerzeuger 6 ein einfacher fester Widerstand ist, wird die Luftströmungsrate „Goz” durch die folgende Formel (1) wiedergegeben. Goz = Coz × Aoz × {2gγ(Poz – Pe)}1/2 (1)

Coz:
äquivalenter Strömungswiderstandskoeffizient des Ozonerzeugers 6
Aoz:
äquivalente Widerstandquerschnittsflächen des Ozonerzeugers 6
g:
Schwerkraftbeschleunigung
γ:
spezifisches Gewicht von Luft
Poz:
Druck stromaufwärts des Ozonerzeugers 6
Pe:
Abgasdruck
γ = γo × (Poz/Po) × (Ta/To)
γo:
spezifisches Gewicht von Luft im Normalzustand
Po:
Normaldruck
Ta:
Lufttemperatur
To:
Temperatur im Normalzustand
Then the procedure goes to step 107 above, where the air flow rate "Goz" is calculated in the ozone generator 6 flows. If it is believed that the ozone generator 6 is a simple solid resistance, the air flow rate "Goz" is represented by the following formula (1). Goz = Coz × Aoz × {2gγ (Poz - Pe)} 1/2 (1)
coz:
equivalent flow resistance coefficient of the ozone generator 6
aoz:
equivalent resistance cross-sectional areas of the ozone generator 6
G:
Acceleration of gravity
γ:
specific weight of air
Poz:
Pressure upstream of the ozone generator 6
Pe:
exhaust gas pressure
γ = γo × (Poz / Po) × (Ta / To)
γo:
specific gravity of air in normal condition
Po:
normal pressure
Ta:
air temperature
to:
Temperature in normal condition

„Ta” wird durch einen Lufttemperatursensor (nicht dargestellt) erhalten."Ta" is obtained by an air temperature sensor (not shown).

Der Abgasdruck „Pe” wird als eine Funktion der Zuluftströmungsrate „Ga” und der Abgastemperatur „Te” dargestellt, die durch die Karte in 7 dargestellt wird. Wie in 7 dargestellt, nimmt der Abgasdruck „Pe” im Wesentlichen zu, wenn die Zuluftströmungsrate „Ga” größer ist und wenn die Abgastemperatur „Te” höher ist. Der Druck stromaufwärts „Poz” und die Luftströmungsrate „Goz” können nach der folgenden Formel (1) und den folgenden Formeln (2), (3) und (4) erhalten werden. Gor = Cor × Aor × {2gγ'(Pi – Poz)}1/2 γ' = γo × (Pi/Po) × (Ta/To) (2)

Gor:
Strömungsrate durch die Verengung 38
Cor:
Strömungskoeffizient der Verengung 38
Aor:
Querschnittsfläche der Verengung 38
Pi:
Druck stromaufwärts der Zuluftdrossel 17
The exhaust gas pressure "Pe" is represented as a function of the supply air flow rate "Ga" and the exhaust gas temperature "Te" indicated by the map in FIG 7 is pictured. As in 7 When the intake air flow rate "Ga" is larger and the exhaust gas temperature "Te" is higher, the exhaust gas pressure "Pe" substantially increases. The upstream pressure "Poz" and the air flow rate "Goz" can be obtained by the following formula (1) and the following formulas (2), (3) and (4). Gor = Cor × Aor × {2gγ '(Pi - Poz)} 1/2 γ' = γo × (Pi / Po) × (Ta / To) (2)
Brat:
Flow rate through the constriction 38
Cor:
Flow coefficient of the constriction 38
Aor:
Cross-sectional area of the constriction 38
Pi:
Pressure upstream of the supply air throttle 17

Das Gebläse 39 im Luftstromgang 62 ist zum Zuführen der Luft, die das Ozon umfasst, vom Ozonerzeuger 6 zum Abgasrohr 2a gegen den Abgasdruck, wenn der Kompressor 14 nicht betrieben wird. Wenn der Kompressor 14 den Ladedruck erzeugt wird das Gebläse 39 nicht betrieben. Daher kann eine Druckveränderungsgleichung zwischen der Verengung 38 und dem Ozonerzeuger 6 folgendermaßen dargestellt werden: (dPoz/dt) × (Voz/R/Ta) = Gor – Goz (3)

Voz:
Volumen zwischen der Verengung 38 und dem Ozonerzeuger 6
R:
Gaskonstante
The fan 39 in the airstream 62 is for supplying the air, which includes the ozone, from the ozone generator 6 to the exhaust pipe 2a against the exhaust pressure when the compressor 14 not operated. When the compressor 14 the boost pressure is generated by the blower 39 not operated. Therefore, a pressure change equation between the constriction 38 and the ozone generator 6 are represented as follows: (dPoz / dt) × (Voz / R / Ta) = Gor - Goz (3)
Voz:
Volume between the constriction 38 and the ozone generator 6
R:
gas constant

Wenn angenommen wird, dass die Strömungsrate „Gor” aus der Verengung 38 heraus bedeutend niedriger liegt als die Zuluftströmungsrate „Ga” und die Luftströmungsrate durch die Zuluftdrossel 17, kann die folgende Veränderungsgleichung des Druckes „Pi” zwischen dem Kompressor 14 und der Zuluftdrossel 17 hergeleitet werden. (dPi/dt) × (Vi/R/Ta) = Ga – Cth × Ath × {2gγ''(Pi – Ps)}1/2 γ'' = γo × (Pi/Po) × (Ta/To) (4)

Pi:
Druck stromaufwärts der Zuluftdrossel 17
Ps:
Zuluftdruck
Vi:
Volumen zwischen dem Kompressor und der Zuluftdrossel 17
Cth:
Strömungskoeffizient der Zuluftdrossel 17
Ath:
Querschnittsfläche der Zuluftdrossel 17
If it is assumed that the flow rate "Gor" from the constriction 38 is significantly lower than the supply air flow rate "Ga" and the air flow rate through the supply air throttle 17 , the following change equation of the pressure "pi" between the compressor 14 and the supply air throttle 17 be derived. (dPi / dt) × (Vi / R / Ta) = Ga-Cth × Ath × {2gγ '' (Pi-Ps)} 1/2 γ '' = γo × (Pi / Po) × (Ta / To) (4)
Pi:
Pressure upstream of the supply air throttle 17
ps:
Supply pressure
vi:
Volume between the compressor and the supply air throttle 17
Cth:
Flow coefficient of the supply air throttle 17
Ath:
Cross-sectional area of the supply air throttle 17

„Cth × Ath” kann als Funktion des Drosselöffnungswinkels berechnet werden, der vom Drosselpositionssensor 44 erfasst wird. Der Zuluftströmungsratensensor 45 und der Zuluftdrucksensor 40 ermitteln die Zuluftströmungsrate „Ga” und den Zuluftdruck „Ps”. Daher kann „Pi” aus der obigen Formel 4 erhalten werden und „Poz” und „Goz” können aus den obigen Formeln (1) bis (3) erhalten werden."Cth × Ath" may be calculated as a function of the throttle opening angle provided by the throttle position sensor 44 is detected. The supply air flow rate sensor 45 and the supply pressure sensor 40 determine the supply air flow rate "Ga" and the supply air pressure "Ps". Therefore, "Pi" from the above formula 4 and "Poz" and "Goz" can be obtained from the above formulas (1) to (3).

Basierend auf den obigen Formeln (1) bis (4) wird ein Transferfunktionsmodell etabliert, bei dem die Zuluftströmungsrate „Ga”, der Zuluftdruck „Ps”, der Drosselöffnungswinkel und die Abgastemperatur „Te” eingegeben werden, um die Luftströmungsrate „Goz” zu erhalten. Die Lufttransferverzögerung kann simuliert und die Luftströmungsrate „Goz” kann sogar im Übergangsbetrieb zutreffend geschätzt werden. Wenn der Kompressor 14 keinen Ladedruck erzeugt und das Gebläse 39 während des Motorleerlaufs betrieben wird, ist das obige Verfahren zum Ermitteln der Luftströmungsrate „Goz” notwendig. In einem solchen Fall kann angenommen werden, dass das Gebläse 39 die in den Ozonerzeuger 6 strömende Luftströmungsrate „Goz” erzeugt. Wie oben wird die Luftströmungsrate „Goz” erhalten und das Verfahren geht daraufhin zu Schritt 108 über.Based on the above formulas (1) to (4), a transfer function model is established in which the supply air flow rate "Ga", the supply air pressure "Ps", the throttle opening angle and the exhaust gas temperature "Te" are input to obtain the air flow rate "Goz" , The air transfer delay can be simulated and the air flow rate "Goz" can be accurately estimated even in transient operation. When the compressor 14 no boost pressure generated and the blower 39 is operated during engine idling, the above method for determining the air flow rate "Goz" is necessary. In such a case, it can be assumed that the blower 39 into the ozone generator 6 flowing air flow rate "Goz" generated. As above, the air flow rate "Goz" is obtained and the process then goes to step 108 above.

In Schritt 108 wird die Zielozonströmungsrate, die in Schritt 106 erhalten wird, durch die Luftströmungsrate „Goz” geteilt, um die Ozonkonzentration zu erhalten.In step 108 the target ozone flow rate determined in step 106 is divided by the air flow rate "Goz" to obtain the ozone concentration.

Das Verfahren geht daraufhin zu Schritt 109 über. In Schritt 109 wird die Ozonkonzentration entsprechend der Feuchtigkeit, die durch den Feuchtigkeitssensor 43 erfasst wird, korrigiert. 8 stellt einen Zusammenhang zwischen der Feuchtigkeit, der Frequenz und der Ozonkonzentration für den Fall dar, in dem die erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a das Ozon erzeugt. Wie in 8 dargestellt, wird die Ozonkonzentration stärker vermindert, wenn die Feuchtigkeit zunimmt. Um bei jeder Feuchtigkeit die Zielozonkonzentration richtig zu erzeugen wird basierend auf dem Zusammenhang, der in 8 dargestellt ist, eine dreidimensionale Karte definiert, die in 9 dargestellt ist. Die dreidimensionale Karte stellt einen Zusammenhang zwischen dem Feuchtigkeitskoeffizient, der Feuchtigkeit und der Ozonkonzentration dar. Aus dieser Karte wird der Feuchtigkeitskoeffizient erhalten. Die Ozonkonzentration wird mit dem Feuchtigkeitskoeffizienten multipliziert, um die korrigierte Ozonkonzentration zu erhalten.The procedure then goes to step 109 above. In step 109 The ozone concentration will be adjusted according to the humidity generated by the humidity sensor 43 is detected, corrected. 8th represents a relationship between the humidity, the frequency and the ozone concentration for the case in which the first sliding spark discharge unit 3a the ozone is generated. As in 8th As shown, the ozone concentration is reduced more as the humidity increases. In order to properly generate the target ozone concentration at each humidity, based on the context, which in 8th is represented, a three-dimensional map defined in 9 is shown. The three-dimensional map represents a relationship between the humidity coefficient, the humidity and the ozone concentration. From this map the humidity coefficient is obtained. The ozone concentration is multiplied by the humidity coefficient to obtain the corrected ozone concentration.

Das Verfahren geht daraufhin zu Schritt 110 über, bei dem ermittelt wird, ob die korrigierte Ozonkonzentration höher liegt als oder gleich ist wie ein vorbestimmter fester Wert. Wenn die korrigierte Ozonkonzentration höher liegt als der vorbestimmte feste Wert oder diesem entspricht (Schritt 110: JA), geht das Verfahren zu Schritt 11 über. Der vorbestimmte Wert ist ein Referenzwert zum Bestimmen, ob die ersten und die zweiten Gleitfunkenentladungseinheiten 3a und 3b zur gleichen Zeit betrieben werden. Der vorbestimmte Wert wird in einem Ozonkonzentrationsbereich etabliert, der durch die erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a erzeugt wird, wie in Karte „B” in 10 dargestellt. Wenn die korrigierte Ozonkonzentration höher liegt, als der vorbestimmte Wert oder diesem entspricht, wird die dazu passende Frequenz basierend auf der karte „A” in 10 definiert. Die Karte „A” stellt einen Zusammenhang zwischen der Frequenz und der Ozonkonzentration bei 0% Feuchtigkeit für den Fall dar, dass die ersten und die zweiten Gleitfunkenentladungseinheiten 3a und 3b gleichzeitig betrieben werden. Wie in 10 dargestellt, ist der obige Zusammenhang entsprechend der durch die ersten und die zweiten Gleitfunkenentladungseinheiten 3a und 3b fließenden Strömungsrate veränderlich. Es ist daher vorzuziehen, dass die Karte „A” eine dreidimensionale Karte ist, die den Zusammenhang zwischen der korrigierten Ozonkonzentration, der Strömungsrate und der Frequenz darstellt. Das Verfahren geht daraufhin zu Schritt 112 über, bei dem die erste und die zweite Hochvolttransformatoranordnung 34 und 36 mit den erhaltenen Frequenzen betrieben werden und der spezifische Hochspannungspuls an die ersten und die zweiten Gleitfunkenentladungseinheiten 3a und 3b angelegt wird, um Ozon zu erzeugen.The procedure then goes to step 110 in which it is determined whether the corrected ozone concentration is higher than or equal to a predetermined fixed value. If the corrected ozone concentration is higher than or equal to the predetermined fixed value (step 110 : YES), the procedure goes to step 11 above. The predetermined value is a reference value for determining whether the first and second floating spark discharge units 3a and 3b be operated at the same time. The predetermined value is established in an ozone concentration range generated by the first floating spark discharge unit 3a is generated as in map "B" in 10 shown. If the corrected ozone concentration is higher than or equal to the predetermined value, the matching frequency based on the map "A" in FIG 10 Are defined. The map "A" represents a relationship between the frequency and the ozone concentration at 0% humidity in the event that the first and second Gleitfunkenentladungseinheiten 3a and 3b be operated simultaneously. As in 10 1, the above relationship is the same as that of the first and second sliding spark discharge units 3a and 3b flowing flow rate variable. It is therefore preferable that the map "A" is a three-dimensional map representing the relationship between the corrected ozone concentration, the flow rate and the frequency. The procedure then goes to step 112 over, in which the first and the second high-voltage transformer arrangement 34 and 36 are operated with the frequencies obtained and the specific high voltage pulse to the first and second Gleitfunkenentladungseinheiten 3a and 3b is applied to produce ozone.

Wenn die korrigierte Ozonkonzentration niedriger liegt als der vorbestimmte Wert in Schritt 110 geht das Verfahren zu Schritt 113 über. In Schritt 113 wird die zur korrigierten Ozonkonzentration passende Frequenz basierend auf der Karte „B” in 10 definiert. Die Karte „B” stellt einen Zusammenhang zwischen der Frequenz und der Ozonkonzentration bei 0% Feuchtigkeit für den Fall dar, dass die erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a betrieben wird. Da der Zusammenhang mit der durch die erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a strömenden Strömungsrate veränderlich ist, ist es bevorzugt, dass die Karte „B” eine dreidimensionale Karte ist, die einen Zusammenhang zwischen der korrigierten Ozonkonzentration, der Strömungsrate und der Frequenz darstellt. Das Verfahren geht daraufhin zu Schritt 114 über, bei dem die erste Hochspannungstransformatoranordnung 34 mit der erhaltenen Frequenz betrieben wird und bei dem der spezifische Hochspannungspuls an die erste Gleitfunkenentladungseinheit 3a angelegt wird, um Ozon zu erzeugen. Daraufhin wird die Datenverarbeitung einmal beendet. Diese Datenverarbeitung wird nach einer vorbestimmten Regel wiederholt und die Ozonkonzentration wird gesteuert.When the corrected ozone concentration is lower than the predetermined value in step 110 the procedure goes to step 113 above. In step 113 the frequency matching the corrected ozone concentration is calculated based on the map "B" in FIG 10 Are defined. The map "B" represents a relationship between the frequency and the ozone concentration at 0% humidity in the event that the first sliding spark discharge unit 3a is operated. Since the connection with the by the first sliding spark discharge unit 3a is variable, it is preferable that the map "B" is a three-dimensional map representing a relationship between the corrected ozone concentration, the flow rate and the frequency. The procedure then goes to step 114 over which the first high voltage transformer arrangement 34 is operated with the frequency obtained and in which the specific high voltage pulse to the first sliding spark discharge unit 3a is applied to produce ozone. Then the data processing is stopped once. This data processing is repeated according to a predetermined rule and the ozone concentration is controlled.

Wenn die Hochspannung an die ersten und an die zweiten Gleitfunkenentladungseinheiten 3a und 3b angelegt wird, erzeugt der Ozonerzeuger 6 schnell Ozon. Die Antwortverzögerung ist extrem kurz. Basierend auf den Eigenschaften, wenn die Luftströmungsrate groß ist und ihre Antwortverzögerung lang ist, wird ein Transferfunktionsmodell erzeugt, um die Antwortverzögerung richtig zu ermitteln. Daraufhin wird die Zielozonströmungsrate durch die Luftströmungsrate geteilt, um die Ozonkonzentration zu erhalten. Der Ozonerzeuger 6 wird betrieben, um die Ozonkonzentration zu erzeugen, wobei die Zielozonströmungsrate ohne durch die Antwortverzögerung beeinflusst zu werden zugeführt werden kann. Alternativ kann die Frequenz dadurch ermittelt werden, dass eine dreidimensionale Karte verwendet wird, welche einen Zusammenhang zwischen der Zielozonströmungsrate, der Luftströmungsrate und der Frequenz angibt.When the high voltage to the first and second Gleitfunkenentladungseinheiten 3a and 3b is created generates the ozone generator 6 fast ozone. The response delay is extremely short. Based on the characteristics, when the air flow rate is large and its response delay is long, a transfer function model is generated to correctly determine the response delay. Thereafter, the target ozone flow rate is divided by the air flow rate to obtain the ozone concentration. The ozone generator 6 becomes operated to generate the ozone concentration, wherein the Zielozonströmungsrate can be supplied without being influenced by the response delay. Alternatively, the frequency may be determined by using a three-dimensional map indicating a relationship between the target ozone flow rate, the air flow rate, and the frequency.

Außerdem können die ersten und die zweiten Gleitfunkenentladungseinheiten 3a und 3b, die unabhängig gesteuert werden können in Serie in einer Linie entlang des Ozongangs 60 angeordnet werden. Somit kann durch Variieren der Frequenz des Hochspannungspulses, der eine konstante Zeitdauer aufweist, und weiteres mit Strom versorgen und/oder nicht mit Strom versorgen der jeweils ersten oder zweiten Gleitfunkenentladungseinheit 3a und 3b der Ozonerzeuger 6 das Ozon erzeugen, dessen Konzentration in einem weiten Bereich liegt.In addition, the first and second floating spark discharge units can 3a and 3b which can be independently controlled in series in a line along the ozone path 60 to be ordered. Thus, by varying the frequency of the high voltage pulse having a constant duration and further supplying and / or de-energizing each of the first and second floating discharge units 3a and 3b the ozone generator 6 produce the ozone whose concentration is in a wide range.

Außerdem wird, da der Luftströmungsgang 32 die Luft stromaufwärts der Zuluftdrossel 17 in den Ozonerzeuger 6 einbringt, die unter Druck stehende Luft in den Ozonerzeuger 6 eingebracht, wodurch Ozon mit höherer Konzentration erzeugt werden kann. Daher kann die NOx-verarbeitende Vorrichtung 3, die mit dem Ozonerzeuger 6 der vorliegenden Ausführungsform versehen ist, direkt die ausreichende Menge an Ozon erzeugen und dem Abgas durch den Ozonzuführungsgang 31 zuführen, um die NOx-Menge zu verringern.In addition, since the air flow passage 32 the air upstream of the supply air throttle 17 into the ozone generator 6 introduces the pressurized air into the ozone generator 6 introduced, whereby ozone can be produced at a higher concentration. Therefore, the NOx processing device 3 that with the ozone generator 6 of the present embodiment, directly generate the sufficient amount of ozone and the exhaust gas through the ozone supply passage 31 to reduce the amount of NOx.

In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ozonkonzentration durch Verändern der Frequenz des Hochspannungspulses angepasst, der jeweils an den ersten und zweiten Gleitfunkenentladungseinheiten 3a und 3b anliegt. Allerdings ist das Verfahren zum Anpassen der Ozonkonzentration nicht auf dieses beschränkt. Zum Beispiel wird die Ozonkonzentration durch variables Verändern der elektrischen Spannung des Hochspannungspulses zusätzlich zur Frequenz angepasst.In the present embodiment, the ozone concentration is adjusted by changing the frequency of the high voltage pulse applied to each of the first and second floating spark discharge units 3a and 3b is applied. However, the method for adjusting the ozone concentration is not limited to this. For example, the ozone concentration is adjusted by variably changing the voltage of the high voltage pulse in addition to the frequency.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORMSECOND EMBODIMENT

11 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In der zweiten Ausführungsform sind gleiche Teile und Komponenten wie diese in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Referenzzeichen bezeichnet und die gleichen Beschreibungen werden nicht wiederholt. Die NOx-verarbeitende Vorrichtung 3 weist einen Ozonzuführungsgang 61 auf, der zwischen dem Abgaskühlungsmittelbereich 22 und dem NOx-absorbierenden Bereich 5 mit dem Abgasrohr 2a verbunden ist. Die Luft, die Ozon umfasst, wird in das Abgasrohr 2 eingebracht. In dem Luftströmungsgang 61 sind ein feuchtigkeitsentfernender Bereich 9 und ein Erzeuger sauerstoffangereicherter Luft 8 angeordnet. Der Feuchtigkeitsabtrennungsfilter 91 des feuchtigkeitsentfernenden Bereichs 9 ist stromabwärts des Zuluftströmungsratensensors 45 mit einem Gang 65, zum Zurückführen der abgetrennten Feuchtigkeit in das Zuluftrohr 18, verbunden. Der Erzeuger sauerstoffangereicherter Luft 8 ist mit einem Gang 65 verbunden, durch den sauerstoffarme Luft in den Zuluftkrümmer 10 zurückgeführt wird. 11 shows a second embodiment of the present disclosure. In the second embodiment, the same parts and components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the same descriptions are not repeated. The NOx processing device 3 has an ozone feed passage 61 on the between the exhaust gas cooler area 22 and the NOx absorbing region 5 with the exhaust pipe 2a connected is. The air, which includes ozone, gets into the exhaust pipe 2 brought in. In the air flow passage 61 are a moisture-removing area 9 and a producer of oxygen-enriched air 8th arranged. The moisture removal filter 91 of the moisture-removing area 9 is downstream of the supply air flow rate sensor 45 with a gear 65 , for returning the separated moisture in the Zuluftrohr 18 , connected. The producer of oxygen-enriched air 8th is with a gear 65 connected by the oxygen-poor air in the Zuluftkrümmer 10 is returned.

Eine Vakuumpumpe 66 ist stromaufwärts des Ozonerzeugers 6 angeordnet. Ein Gang 64 zweigt zwischen dem Erzeuger sauerstoffangereicherter Luft 8 und der Vakuumpumpe 66 vom Gang 83 ab. Ein Drucksensor 67, der einen Eingangsdruck der Vakuumpumpe 66 erfasst, ist an einem Ende des Gangs 64 bereitgestellt. Der Drucksensor 67 überträgt die erfassten Signale an die Steuervorrichtung 4. Die Steuervorrichtung 4 steuert den Betrieb der Vakuumpumpe 66. Die Auslegung abgesehen vom Luftströmungsgang 62, der oben erläutert ist, gleicht jener der ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist.A vacuum pump 66 is upstream of the ozone generator 6 arranged. Entrance 64 branches between the producer of oxygen-enriched air 8th and the vacuum pump 66 from the corridor 83 from. A pressure sensor 67 , which is an inlet pressure of the vacuum pump 66 is at one end of the aisle 64 provided. The pressure sensor 67 transmits the detected signals to the control device 4 , The control device 4 controls the operation of the vacuum pump 66 , The design apart from the air flow passage 62 which is explained above is similar to that of the first embodiment, which in 1 is shown.

Der feuchtigkeitsentfernende Bereich 9 begrenzt einen Abfall der Produktionseffizienz des Ozons aufgrund der Feuchtigkeit, die in den Ozongenerator 6 strömt. Der Feuchtigkeitsabtrennungsfilter 91 ist ein gut bekannter Luftfeuchtigkeits-(Feuchtigkeitsdampf)-Transmissionsfilm, durch den Feuchtigkeit einfach durchdringt und durch den Luft kaum durchdringt. Der Feuchtigkeitsabtrennungsfilter 91 trennt die Feuchtigkeit von der Luft, die durch den Luftströmungsgang 62 in den Ozonerzeuger 6 strömt. Die durch den Feuchtigkeitstransmissionsfilm abgetrennte Feuchtigkeit wird stromabwärts des Zuluftströmungsratensensors 45 durch den Gang 92 unter Verwendung des Ladedrucks, der vom Kompressor 14 erzeugt wird, zurückgeführt.The moisture-removing area 9 limits a drop in the production efficiency of ozone due to the moisture in the ozone generator 6 flows. The moisture removal filter 91 is a well known air moisture (moisture vapor) transmission film that simply permeates moisture and barely penetrates through the air. The moisture removal filter 91 separates the moisture from the air flowing through the air flow passage 62 into the ozone generator 6 flows. The moisture separated by the moisture transmission film becomes downstream of the supply air flow rate sensor 45 through the corridor 92 using the boost pressure coming from the compressor 14 is generated, returned.

12 ist eine Sektionsansicht des Erzeugers sauerstoffangereicherter Luft 8. Der Erzeuger sauerstoffangereicherter Luft 8 weist ein Abdeckgehäuse 81 und ein Basisgehäuse 80 auf. Diese Gehäuse 80, 81 stehen einander gegenüber, um einen inneren Raum zu umgrenzen. Ein Dichtungsbauteil 81 ist am gegenüberstehenden Bereich angeordnet, um den Innenraum vom äußeren Raum abzudichten. Im Innenraum des Erzeugers sauerstoffangereicherter Luft 8 sind in 12 drei sauerstoffpermeable Membranelemente 70 in Auf- und Ab-Richtung laminiert. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass 12 nur das zentrale sauerstoffpermeable Membranelement 70 darstellt. Die anderen zwei Elemente 70 sind durch gepunktete Linien angedeutet. Das sauerstoffpermeable Membranelement 70 ist aus einem Elementbasisgehäuseteil 71, einem Abdeckungselementgehäuseteil 72 und einer sauerstoffpermeablen Membran 73 aufgebaut. Die sauerstoffpermeable Membran 73 begrenzt einen oberen Raum, im Abdeckungselementgehäuseteil 72 und einen unteren Raum in Elementbasisgehäuseteil 71. Das Elementbasisgehäuseteil 71 hat einen zylindrischen vorspringenden Bereich 76, der in ein Durchgangsloch 75 des Basisgehäuseteils 80 eingefügt ist. Genauer gesagt ist das Durchgangsloch 75 in einer Wand ausgebildet, die den Innenraum des Basisgehäuseteils 80 in einen rechten Raum und einen linken Raum aufteilt. Ein Dichtungsbauteil 77 ist zwischen dem vorspringenden Bereich 76 und dem Durchgangsloch 75 angeordnet. 12 is a sectional view of the producer of oxygen-enriched air 8th , The producer of oxygen-enriched air 8th has a cover housing 81 and a base housing 80 on. This case 80 . 81 face each other to define an inner space. A sealing component 81 is located at the opposite area to seal the interior from the outside space. In the interior of the producer of oxygen-enriched air 8th are in 12 three oxygen permeable membrane elements 70 laminated in up and down direction. It should be noted that 12 only the central oxygen permeable membrane element 70 represents. The other two elements 70 are indicated by dotted lines. The oxygen-permeable membrane element 70 is made of an element base housing part 71 a cover member housing part 72 and an oxygen permeable membrane 73 built up. The oxygen permeable membrane 73 defines an upper space in the cover member housing part 72 and a lower space in element base housing part 71 , The element base housing part 71 has a cylindrical projecting area 76 in a through hole 75 of the base housing part 80 is inserted. More specifically, the through hole 75 formed in a wall, which is the interior of the base housing part 80 divides into a right room and a left room. A sealing component 77 is between the projecting area 76 and the through hole 75 arranged.

Wie in 12 dargestellt, ist ein Luftgang zwischen einer linken Endwand des Abdeckgehäuseteils 81 und dem sauerstoffpermeablen Membranelement 70 definiert. Das Abdeckgehäuseteil 81 weist einen Lufteinlass 78 an seiner oberen Endoberfläche auf. Der Lufteinlass 78 steht mit dem Luftgang in Verbindung. Ähnlich dazu weist das Basisgehäuseteil 80 einen Luftgang zwischen der Wand und einer rechten Endwand auf. Das Basisgehäuseteil 80 weist einen Luftauslass 79 an seiner unteren Endoberfläche auf. Der Luftauslass 79 steht mit dem Luftgang in Verbindung. Die trockene Luft, die den Feuchtigkeitsabtrennungsfilter 91 passiert hat strömt aus dem Lufteinlass 78 in den Erzeuger sauerstoffangereicherter Luft 8, auf die jeweiligen sauerstoffpermeablen Membraneelemente 70. Die trockene Luft strömt in das Abdeckungselementgehäusebauteil 72 und strömt von links nach rechts in den oberen Raum. Die strömende Luft wird mit der sauerstoffpermeablen Membran 73 in Kontakt gebracht, so dass ein Teil des Sauerstoffs, der in der Luft enthalten ist, die sauerstoffpermeable Membran 73 durchdringt und in den unteren Raum strömt.As in 12 shown is an aisle between a left end wall of the Abdeckgehäuseteils 81 and the oxygen permeable membrane element 70 Are defined. The cover housing part 81 has an air inlet 78 on its upper end surface. The air intake 78 is related to the aisle. Similarly, the base housing part 80 an aisle between the wall and a right end wall. The base housing part 80 has an air outlet 79 on its lower end surface. The air outlet 79 is related to the aisle. The dry air containing the moisture removal filter 91 has happened flows from the air intake 78 into the producer of oxygen-enriched air 8th , to the respective oxygen-permeable membrane elements 70 , The dry air flows into the cover member housing member 72 and flows from left to right in the upper room. The flowing air becomes with the oxygen-permeable membrane 73 brought into contact, so that a part of the oxygen contained in the air, the oxygen-permeable membrane 73 penetrates and flows into the lower room.

Der untere Raum, der von der sauerstoffpermeablen Membran 73 begrenzt wird, steht mit der Vakuumpumpe 66 in Verbindung. Der Druck im unteren Raum wird durch die Vakuumpumpe zu einem Unterdruck. Die Luft, die den oberen Raum passiert hat enthält wenig Sauerstoff. Das heißt, die Luft welche die sauerstoffpermeable Membran 73 passiert hat ist sauerstoffarme Luft. Die sauerstoffarme Luft strömt vom Abdeckungselementgehäusebauteil 72 zu einem Ausgang für sauerstoffarme Luft 85, der an einer oberen Oberfläche des Basisgehäuses 80 gebildet ist. Daraufhin strömt die sauerstoffarme Luft durch den Gang 65, der in 11 dargestellt ist, zum Zuluftkrümmer 10. Die sauerstoffangereicherte Luft, die die sauerstoffpermeable Membran 73 durchdrungen hat, strömt in den unteren Raum nach rechts. Daraufhin strömt die sauerstoffangereicherte Luft durch einen Gang 74 der vom vorspringenden Bereich 76 definiert wird zu einem Ausgang für sauerstoffangereicherte Luft 79. Daraufhin strömt die sauerstoffangereicherte Luft durch den Gang 83 und wir von der Vakuumpumpe 66 in den Ozonerzeuger 6 gesaugt.The lower space, that of the oxygen-permeable membrane 73 is limited, stands with the vacuum pump 66 in connection. The pressure in the lower space becomes a negative pressure by the vacuum pump. The air that has passed through the upper room contains little oxygen. That is, the air which the oxygen-permeable membrane 73 has happened is oxygen-poor air. The low-oxygen air flows from the cover member housing member 72 to an outlet for low-oxygen air 85 attached to an upper surface of the base housing 80 is formed. Then the oxygen-poor air flows through the corridor 65 who in 11 is shown, to Zuluftkrümmer 10 , The oxygen-enriched air, which is the oxygen-permeable membrane 73 has penetrated, flows into the lower room to the right. Then the oxygen-enriched air flows through a corridor 74 the from the projecting area 76 is defined to an outlet for oxygen-enriched air 79 , Then the oxygen-enriched air flows through the corridor 83 and we from the vacuum pump 66 into the ozone generator 6 sucked.

13 ist ein Eigenschaftsdiagramm, das die Sauerstoffkonzentration der Luft darstellt, welche die sauerstoffpermeable Membran 73 durchdrungen hat. Ein Trennfaktor gibt ein Verhältnis der Massengeschwindigkeit zwischen Sauerstoff und Stickstoff an. Wenn der Trennfaktor „5” beträgt, liegt die durchdringbare Geschwindigkeit von Sauerstoff 5 mal höher als die Geschwindigkeit von Stickstoff. Die horizontale Achse in 13 ist eine logarithmisch skalierte Achse, die ein Druckverhältnis zwischen dem Sauerstoffpartialdruck stromabwärts und dem Sauerstoffpartialdruck stromaufwärts in Bezug auf die sauerstoffpermeable Membran 73 widerspiegelt. Die vertikale Achse bildet die Sauerstoffkonzentration in der sauerstoffangereicherten Luft ab, die stromabwärts der sauerstoffpermeablen Membran 73 erzeugt wird. Wenn das Druckverhältnis „0,1” beträgt, ist die Sauerstoffkonzentration der sauerstoffangereicherten Luft auf 53% angehoben, während die Sauerstoffkonzentration der Luft stromaufwärts 21% beträgt. Die sauerstoffpermeable Membran 73 wird bevorzugt aus Polymerharzmaterialien für Membranstrukturen hergestellt. 13 Fig. 10 is a characteristic diagram illustrating the oxygen concentration of the air containing the oxygen-permeable membrane 73 has penetrated. A separation factor indicates a ratio of the mass velocity between oxygen and nitrogen. If the separation factor is "5", the penetrable velocity is oxygen 5 times higher than the speed of nitrogen. The horizontal axis in 13 is a logarithmically scaled axis, which is a pressure ratio between the oxygen partial pressure downstream and the oxygen partial pressure upstream with respect to the oxygen permeable membrane 73 reflects. The vertical axis represents the oxygen concentration in the oxygen-enriched air downstream of the oxygen-permeable membrane 73 is produced. When the pressure ratio is "0.1", the oxygen concentration of the oxygen-enriched air is raised to 53%, while the oxygen concentration of the air upstream is 21%. The oxygen permeable membrane 73 is preferably prepared from polymeric resin materials for membrane structures.

STEUERUNG DER OZONSTRÖMUNGSRATECONTROL OF OZONE FLOW RATE

Ein Steuerverfahren einer Ozonzufuhrströmungsrate, das die NOx-verarbeitende Vorrichtung verwendet, die in 11 und 12 dargestellt ist, wird im Folgenden beschrieben. 14 stellt ein Flussdiagramm dar, welches ein Steuerprogramm nach der zweiten Ausführungsform zeigt, das in der Steuervorrichtung 4 gespeichert ist. Die Datenverarbeitung in den Schritten 201 bis 206 ist gleich wie die in den Schritten 101 bis 105 in 4.A control method of an ozone supply flow rate using the NOx processing apparatus disclosed in U.S.P. 11 and 12 is described below. 14 FIG. 10 is a flowchart showing a control program according to the second embodiment incorporated in the control device. FIG 4 is stored. The data processing in the steps 201 to 206 is the same as the one in the steps 101 to 105 in 4 ,

In Schritt 207 wird auf Basis des Zuluftdrucks „Ps”, der Zuluftströmungsrate „Ga” und dem Drosselöffnungswinkel, der durch den Drosselpositionssensor 44 erfasst wird, ein Eingangsdruck „Pi” des Erzeugers sauerstoffangereicherter Luft 8 ermittelt. Der Eingangsdruck „Pi” kann nach der obigen Formel (4) berechnet werden.In step 207 is based on the supply air pressure "Ps", the supply air flow rate "Ga" and the throttle opening angle provided by the throttle position sensor 44 is detected, an input pressure "Pi" of the oxygen-enriched air generator 8th determined. The input pressure "Pi" can be calculated according to the above formula (4).

Daraufhin wird in Schritt 208 die Sauerstoffkonzentration der sauerstoffangereicherten Luft auf Basis des Eingangsdruckes „Pi” und des Ausgangsdruckes „Pv” des Erzeugers sauerstoffangereicherter Luft 8 ermittelt. Im Allgemeinen können im Fall des Zweikomponentengases aus „A”-Gas und „B”-Gas die mol-%yA des „A”-Gases nach Durchdringen durch die folgende Formel ausgedrückt werden. yA = 50[C – {C2 – 4(xA/100)αAB/γ/(αAB – 1)}0.5] C = [1 + {(xA/100) + γ}(αAB – 1)]/γ/(αAB – 1)

xA:
mol% des „A”-Gases vor Durchdringung
αAB:
Trennfaktor
γ:
Druckverhältnis zwischen stromaufwärts und stromabwärts der Membran
Then in step 208 the oxygen concentration of the oxygen-enriched air based on the inlet pressure "Pi" and the outlet pressure "Pv" of the oxygen-enriched air generator 8th determined. In general, in the case of the two-component gas of "A" gas and "B" gas, the mol% y A of the "A" gas after penetration can be expressed by the following formula. yA = 50 [C - {C 2 - 4 (x A / 100) α AB / γ / (α AB - 1)} 0.5 ] C = [1 + {(x A / 100) + γ} (α AB - 1)] / γ / (α AB - 1)
x A :
mol% of the "A" gas before penetration
α AB :
separation factor
γ:
Pressure ratio between upstream and downstream of the membrane

Die Sauerstoffkonzentration vor Durchdringung beträgt 21%. Der Trennfaktor αAB und das Druckverhältnis γ werden in die obige Formel eingesetzt, wodurch die Sauerstoff mol%yA nach Durchdringung berechnet werden. Daraufhin werden die Sauerstoff mol-%yA in die Sauerstoffkonzentration umgerechnet. The oxygen concentration before penetration is 21%. The separation factor α AB and the pressure ratio γ are used in the above formula, whereby the oxygen mol% y A after penetration are calculated. Then the oxygen mol% y A are converted into the oxygen concentration.

Daraufhin geht das Verfahren zu Schritt 209 über, bei dem eine in den Ozonerzeuger 6 strömende Luftströmungsrate „Goz” berechnet wird. Wenn angenommen wird, dass der Ozonerzeuger 6 eine einfacher fester Widerstand ist, kann die Luftströmungsrate „Goz” durch die folgende Formel (5) zum Ausdruck gebracht werden. Goz = Coz × Aoz × {2gγe (Poz – Pe)}1/2 (5)

Coz:
äquivalenter Strömungswiderstandskoeffizient des Ozonerzeugers 6
Aoz:
äquivalente Widerstandquerschnittsflächen des Ozonerzeugers 6
g:
Schwerkraftbeschleunigung
γe:
spezifisches Gewicht von Luft
Poz:
Druck stromaufwärts des Ozonerzeugers 6
Pe:
Abgasdruck
γe = γeo × (Poz/Po) × (Ta/To)
γeo:
spezifisches Gewicht von Luft im Normalzustand
Po:
Normalzustandsdruck
Ta:
Lufttemperatur
To:
Normalzustandstemperatur
The procedure then goes to step 209 over, one in the ozone generator 6 flowing air flow rate "Goz" is calculated. If it is believed that the ozone generator 6 is a simple solid resistance, the air flow rate "Goz" can be expressed by the following formula (5). Goz = Coz × Aoz × {2gγe (Poz - Pe)} 1/2 (5)
coz:
equivalent flow resistance coefficient of the ozone generator 6
aoz:
equivalent resistance cross-sectional areas of the ozone generator 6
G:
Acceleration of gravity
γe:
specific weight of air
Poz:
Pressure upstream of the ozone generator 6
Pe:
exhaust gas pressure
γe = γeo × (Poz / Po) × (Ta / To)
γeo:
specific gravity of air in normal condition
Po:
Normal pressure
Ta:
air temperature
to:
Normal temperature

„Ta” wird durch einen Lufttemperatursensor (nicht dargestellt) erhalten. Der Abgasdruck „Pe” kann durch eine Funktion der Zuluftströmungsrate „GA” und der Abgastemperatur ”Te” zum Ausdruck gebracht werden. Diese Funktion wird in Form einer Karte gespeichert, die in 7 dargestellt ist."Ta" is obtained by an air temperature sensor (not shown). The exhaust gas pressure "Pe" can be expressed by a function of the supply air flow rate "GA" and the exhaust gas temperature "Te". This function is stored in the form of a map that is stored in 7 is shown.

Der Druck stromaufwärts „Poz” und die Luftströmungsrate „Goz” können nach der Formel (5) und den folgenden Formeln (6) und (7) erhalten werden. Gp = ye × (Pv/Po) × (Ta/To) × Vp × {1 + Cp – Cp(Poz/Pv)1/K} × Np (6)

Gp:
Ausstoßströmungsmenge der Vakuumpumpe 66
Pv:
Druck stromabwärts des Erzeugers sauerstoffangereicherter Luft 8
Vp:
Pumpenansaugvolumen pro Umdrehung
Cp:
Pumpen cut-off Verhältnis
Poz:
Druck stromabwärts des Ozonerzeugers 6
K:
Verhältnis der der spezifischen Wärme
Np:
Pumpendrehzahl (konstant)
The upstream pressure "Poz" and the air flow rate "Goz" can be obtained by the formula (5) and the following formulas (6) and (7). Gp = ye × (Pv / Po) × (Ta / To) × Vp × {1 + Cp - Cp (Poz / Pv) 1 / K} × Np (6)
gp:
Discharge flow rate of the vacuum pump 66
pv:
Pressure downstream of the generator of oxygen-enriched air 8th
Vp:
Pump suction volume per revolution
cp:
Pumps cut-off ratio
Poz:
Pressure downstream of the ozone generator 6
K:
Ratio of the specific heat
np:
Pump speed (constant)

Eine Veränderungsgleichung des Druckes zwischen der Vakuumpumpe 66 und dem Ozonerzeuger 6 kann durch die folgende Formel (7) zum Ausdruck gebracht werden. (dPoz/dt) × (Voz/R/Ta) = Gp – Goz (7)

Voz:
Volumen zwischen der Vakuumpumpe 66 und dem Ozonerzeuger 6
R:
Gaskonstante
A change equation of the pressure between the vacuum pump 66 and the ozone generator 6 can be expressed by the following formula (7). (dPoz / dt) × (Voz / R / Ta) = Gp - Goz (7)
Voz:
Volume between the vacuum pump 66 and the ozone generator 6
R:
gas constant

Daraufhin geht das Verfahren zu Schritt 210 über, bei dem die Zielozonströmungsrate, die in Schritt 206 berechnet wurde, durch die Strömungsrate der sauerstoffangereicherten Luft „Goz” geteilt wird, die in Schritt 209 berechnet wurde, so dass die Ozonkonzentration erhalten wird.The procedure then goes to step 210 above, where the target ozone flow rate determined in step 206 was calculated by the flow rate of the oxygen-enriched air "Goz" is divided in step 209 was calculated so that the ozone concentration is obtained.

In Schritt 211 wird aus der Sauerstoffkonzentration der sauerstoffangereicherten Luft ein Sauerstoffanreicherungskoeffizient ermittelt, um die Ozonkonzentration zu korrigieren. 15 ist ein Graph, der einen Zusammenhang zwischen der Sauerstoffkonzentration und dem Sauerstoffanreicherungskoeffizienten darstellt. Wenn die Sauerstoffkonzentration durch den Erzeuger sauerstoffangereicherter Luft 8 angehoben wird, wird die erzeugte Ozonkonzentration höher, sogar wenn am Ozonerzeuger 6 der gleiche Hochspannungspuls anliegt. Wie in 15 dargestellt, beträgt die Sauerstoffkonzentration 21% wenn der der Sauerstoffanreicherungskoeffizient als „1” definiert ist. Wenn die Sauerstoffkonzentration nicht weniger als 80% beträgt, nimmt die Ozonkonzentration den zweifachen Wert an, im Vergleich zum Fall, in dem die Sauerstoffkonzentration 21% beträgt. Somit wird der Sauerstoffanreicherungskoeffizient als „0,5” definiert. Die Ozonkonzentration, die in Schritt 210 erhalten wird, wird durch den Sauerstoffanreicherungskoeffizienten korrigiert, so dass die korrigierte Ozonkonzentration erhalten wird.In step 211 An oxygen concentration coefficient is determined from the oxygen concentration of the oxygen-enriched air to correct the ozone concentration. 15 Fig. 10 is a graph showing a relationship between the oxygen concentration and the oxygen concentration coefficient. When the oxygen concentration by the oxygen-enriched air generator 8th is raised, the generated ozone concentration becomes higher even if at the ozone generator 6 the same high voltage pulse is applied. As in 15 When the oxygen concentration is defined as "1", the oxygen concentration is 21%. When the oxygen concentration is not less than 80%, the ozone concentration becomes twice as high as that in the case where the oxygen concentration is 21%. Thus, the oxygenation coefficient is defined as "0.5". The ozone concentration in step 210 is corrected by the oxygen enrichment coefficient, so that the corrected ozone concentration is obtained.

Daraufhin geht das Verfahren zu Schritt 212 über, bei dem ermittelt wird, ob die korrigierte Ozonkonzentration größer ist als ein vorbestimmter Wert oder diesem entspricht. Die Datenverarbeitung in den Schritten 213 bis 216 ist gleich wie in den Schritten 110 bis 114 in 4.The procedure then goes to step 212 in which it is determined whether the corrected ozone concentration is greater than or equal to a predetermined value. The data processing in the steps 213 to 216 is the same as in the steps 110 to 114 in 4 ,

Wie zuvor dargestellt, kann nach der zweiten Ausführungsform die hohe Ozonkonzentration dadurch erhalten werden, dass der feuchtigkeitsentfernende Bereich 9 und der Ozonerzeuger 6 betrieben werden. Außerdem führt der Erzeuger sauerstoffangereicherter Luft 8 dem Ozonerzeuger 6 die sauerstoffangereichte Luft zu, wodurch Ozon mit noch höherer Konzentration erzeugt werden kann.As described above, according to the second embodiment, the high ozone concentration can be obtained by the moisture removing portion 9 and the ozone generator 6 operate. In addition, the producer carries oxygen-enriched air 8th the ozone generator 6 the oxygenated air, whereby ozone can be produced with even higher concentration.

In der zweiten Ausführungsform ist auch die Antwortverzögerung des Entladungsplasmas, um das Ozon zu erzeugen, extrem kurz. Die Ozonkonzentration wird sofort dem Betriebszustand des Motors angepasst. Wenn die Luftströmungsrate groß ist und ihre Antwortverzögerung lang ist, ermittelt das Transferfunktionsmodell zutreffend die Antwortverzögerung und die Ozonkonzentration. Die Ozonkonzentration wird dann durch die sauerstoffangereicherte Luft korrigiert. Der Ozonerzeuger 6 wird betrieben, um die korrigierte Ozonkonzentration zu erzeugen, wodurch die Zielozonströmungsrate ohne durch die Antwortverzögerung beeinflusst zu werden zugeführt werden kann. Die NOx können effektiv entfernt werden.Also, in the second embodiment, the response delay of the discharge plasma to generate the ozone is extremely short. The Ozone concentration is immediately adapted to the operating condition of the engine. When the air flow rate is large and its response delay is long, the transfer function model correctly determines the response delay and the ozone concentration. The ozone concentration is then corrected by the oxygen-enriched air. The ozone generator 6 is operated to generate the corrected ozone concentration, whereby the target ozone flow rate can be supplied without being affected by the response delay. The NOx can be effectively removed.

Die zuvor beschriebene NOx verarbeitende Vorrichtung kann für jede Art von Motor verwendet werden.The above-described NOx processing apparatus can be used for any type of engine.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2001-187316 A [0004] JP 2001-187316 A [0004]
  • US 6136284 [0004] US 6136284 [0004]

Claims (10)

Steuerverfahren einer NOx verarbeitenden Vorrichtung (3) die mit einem Ozonerzeuger (6) versehen ist, der einem Abgas, das von einem Motor (1) ausgestoßen wird, Ozon zuführt, wobei das Steuerverfahren umfasst: Schätzen einer Stickstoffmonoxid (NO) Strömungsrate und einer Stickstoffdioxid (NO2) Strömungsrate im Abgas; Bestimmen einer Zielozonströmungsrate basierend auf einer Gesamtströmungsrate der Stickstoffmonoxid (NO) Strömungsrate und der Stickstoffdioxid (NO2) Strömungsrate; Betreiben des Ozonerzeugers (6) derart, dass das Ozon mit der Zielozonströmungsrate in das Abgas zugeführt wird; und Entfernen von HNO3 aus dem Abgas das durch Ozon, Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2) und Feuchtigkeit im Abgas gebildet wird.Control method of a NO x processing device ( 3 ) with an ozone generator ( 6 ), which is an exhaust gas emitted by an engine ( 1 ozone, the control method comprising: estimating a nitrogen monoxide (NO) flow rate and a nitrogen dioxide (NO 2 ) flow rate in the exhaust gas; Determining a target ozone flow rate based on a total flow rate of the nitrogen monoxide (NO) flow rate and the nitrogen dioxide (NO 2 ) flow rate; Operating the ozone generator ( 6 ) such that the ozone is supplied to the exhaust gas at the target ozone flow rate; and removing HNO 3 from the exhaust gas formed by ozone, nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ) and moisture in the exhaust gas. Steuervorrichtung einer NO-verarbeitenden Vorrichtung (3), die einen Ozonzuführungsgang (31) aufweist, der mit einem Abgasgang (2) verbunden ist, einen Luftströmungsgang (32), der mit einem Zuluftgang (18) verbunden ist, einen Ozonerzeuger (6), der Ozon aus Luft erzeugt, und einen NOx-absorbierenden Bereich (5), der ein Reaktionsprodukt von NOx und Ozon absorbiert, wobei die Steuervorrichtung umfasst: Einen NOx Strömungsraten schätzenden Bereich (105, 205) zum Schätzen der Strömungsraten von NO und NO2 im Abgas, das durch den Abgasgang 2 strömt; einen Zielströmungsraten bestimmenden Bereich (Schritte 106, 206) zum Bestimmen einer Zielozonströmungsrate basierend auf einer Gesamtströmungsrate von NO und NO2; und einen Betriebsbereich 37 zum Betreiben des Ozonerzeugers (6) derart, dass die Zielozonströmungsrate erzeugt wird, wobei der Ozonerzeuger 6 das Ozon durch den Ozonzuführungsgang in das Abgas zuführt, und der NOx-absorbierende Bereich (5), NHO3 aus dem Abgas absorbiert, das durch Ozon, Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2) und Feuchtigkeit im Abgas gebildet wird.Control device of a NO-processing device ( 3 ), which has an ozone feed passage ( 31 ), which with an exhaust passage ( 2 ), an airflow passage ( 32 ), with a supply air duct ( 18 ), an ozone generator ( 6 ), which generates ozone from air, and a NOx-absorbing region ( 5 ) which absorbs a reaction product of NO x and ozone, the control apparatus comprising: an NO x flow rate estimating area (FIG. 105 . 205 ) for estimating the flow rates of NO and NO 2 in the exhaust gas passing through the exhaust passage 2 flows; a target flow rate determining range (steps 106 . 206 ) for determining a target ozone flow rate based on a total flow rate of NO and NO 2 ; and an operating area 37 for operating the ozone generator ( 6 ) such that the target ozone flow rate is generated, wherein the ozone generator 6 which introduces ozone into the exhaust gas through the ozone feed passage, and the NO x absorbing region (FIG. 5 ), NHO 3 is absorbed from the exhaust gas formed by ozone, nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ) and moisture in the exhaust gas. Steuervorrichtung für eine NOx-verarbeitende Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner umfassend: Einen Filterbereich 21 der einen Oxidationskatalysator trägert und der im Abgasgang 2 angeordnet ist, wobei der NOx Strömungsraten schätzende Bereich die Strömungsraten von NO und NO2 basierend auf einer geschätzten Konzentration des von Motor ausgestoßenen NO, einer Zuluftströmungsrate und einer Temperatur des Filterbereichs 21 schätzt.The NO x processing apparatus control apparatus according to claim 2, further comprising: a filter area 21 which carries an oxidation catalyst and the exhaust passage 2 wherein the NO x flow rate estimating range is the flow rates of NO and NO 2 based on an estimated concentration of engine exhausted NO, a supply air flow rate, and a temperature of the filter region 21 underestimated. Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Zielströmungsraten bestimmende Bereich (Schritte 106, 206) die Zielozonströmungsrate basierend auf einem 1,5-fachen chemischen Äquivalent der geschätzten NO-Strömungsrate und einem 0,5-fachen chemischen Äquivalent der NO2-Strömungsrate bestimmt und der Ozonerzeuger 6 der Zielozonströmungsrate entsprechend betrieben wird.The control device of an NO x processing apparatus according to claim 2 or 3, wherein the target flow rate determining range (steps 106 . 206 ) determines the target ozone flow rate based on a 1.5-fold chemical equivalent of the estimated NO flow rate and a 0.5-fold chemical equivalent of the NO 2 flow rate and the ozone generator 6 the target ozone flow rate is operated accordingly. Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend: Einen Luftströmungsraten schätzenden Bereich (Schritte 107, 209) zum Schätzen einer in den Ozonerzeuger 6 strömenden Luftströmungsrate; und einen Ozonkonzentration berechnenden Bereich (Schritte 108, 210) zum Berechnen einer Ozonkonzentration, die der Ozonerzeuger erzeugen sollte, basierend auf der geschätzten Luftströmungsrate und der Zielozonströmungsrate, wobei Der Ozonerzeuger 6 betrieben wird, um das Ozon mit der berechneten Ozonkonzentration zu erzeugen.The control device of a NO x processing apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising: an air flow rate estimating area (steps 107 . 209 ) for estimating one in the ozone generator 6 flowing air flow rate; and an ozone concentration calculating range (steps 108 . 210 ) for calculating an ozone concentration that the ozone generator should produce based on the estimated air flow rate and the target ozone flow rate, wherein the ozone generator 6 is operated to produce the ozone with the calculated ozone concentration. Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Zielströmungsraten bestimmende Bereich einen Koeffizienten für den Ozonschwund ermittelt, der einen Anteil des Ozons angibt, das verschwindet, bevor es mit NO, NO2 und Feuchtigkeit reagiert, und die Ozonströmungsrate passend zum Koeffizienten für den Ozonschwund korrigiert wird.The control device of an NO x processing apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the target flow rate determining range determines a coefficient of ozone depletion indicating a proportion of ozone that disappears before reacting with NO, NO 2 and moisture, and Ozone flow rate is corrected to match the coefficient of ozone depletion. Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Zielströmungsraten bestimmende Bereich einer Abgastemperatur entsprechend den Koeffizienten für den Ozonschwund ermittelt.The control device of an NO x -processing apparatus according to claim 6, wherein the target flow rate determined determining range of exhaust gas temperature corresponding to the coefficients for the ozone depletion. Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Zielströmungsraten bestimmende Bereich entsprechend einer Konzentration kurzkettiger ungesättigter Kohlenwasserstoffe im Abgas den Koeffizienten für den Ozonschwund ermittelt.The control device of an NO x processing apparatus according to claim 7, wherein the target flow rate determining range corresponding to a short-chain unsaturated hydrocarbon concentration in the exhaust gas determines the ozone depletion coefficient. Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8 ferner umfassend: Einen Korrekturbereich (Schritt 109) zum Korrigieren der Zielströmungsrate basierend auf der Feuchtigkeit der Atmosphäre.The control device of a NO x processing apparatus according to any one of claims 2 to 8, further comprising: a correction area (step 109 ) for correcting the target flow rate based on the humidity of the atmosphere. Steuervorrichtung einer NOx-verarbeitenden Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 ferner umfassend: Einen feuchtigkeitsentfernenden Bereich (9) und einen Erzeuger sauerstoffangereicherter Luft (8) im Luftströmungsgang (32); und einen konzentrationskorrigierenden Bereich (Schritt 211) zum Korrigieren der Ozonkonzentration basierend auf einer Veränderung der Sauerstoffkonzentration der Luft, die in den Ozonerzeuger 6 strömt.The NOx processing apparatus control apparatus according to any one of claims 5 to 8, further comprising: a moisture removing portion (15); 9 ) and a generator of oxygen-enriched air ( 8th ) in the air flow passage ( 32 ); and a concentration correcting area (step 211 ) for correcting the ozone concentration based on a Change in the oxygen concentration of the air in the ozone generator 6 flows.
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