JP2002295299A - 浄化システム - Google Patents

浄化システム

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JP2002295299A
JP2002295299A JP2001097003A JP2001097003A JP2002295299A JP 2002295299 A JP2002295299 A JP 2002295299A JP 2001097003 A JP2001097003 A JP 2001097003A JP 2001097003 A JP2001097003 A JP 2001097003A JP 2002295299 A JP2002295299 A JP 2002295299A
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Japan
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oxygen sensor
purification system
control unit
combustion mode
oxygen
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JP2001097003A
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English (en)
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Takeshi Yokoyama
武 横山
Taku Nakamura
卓 中村
Toru Matsui
徹 松井
Hiroshi Tsuruoka
浩 鶴岡
Kouta Yokoyama
晃太 横山
Sukenari Tate
祐成 舘
Yoshihito Taniguchi
圭仁 谷口
Takeshi Okabe
健 岡部
Hirosuke Sato
博亮 佐藤
Kyotaro Nishimoto
京太郎 西本
Yoshikazu Ota
良和 大田
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Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Yanmar Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空燃比制御装置における浄化システムにおい
て、異常が発生した際に、異常要因を細かく特定するこ
とができ、ユーザに迅速な修理・点検を促すことができ
るようにする。 【解決手段】 混合器11およびエンジン燃焼室12か
らなる空燃比制御装置の下流側に吸蔵還元触媒14が設
けられる共に、この吸蔵還元触媒14の前後にそれぞれ
酸素センサ15A,15Bが設けられている。コントロ
ールユニット16は酸素センサ15A,15Bの各検出
値を基に混合器11に対してリーン燃焼運転またはリッ
チ燃焼運転を指示する共に、システム異常が発生した場
合には、その指示モードおよび酸素センサ15A,15
Bの各検出値の組み合わせにより異常箇所を特定してエ
ラーコードを発報する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスエンジンを用
いた空気調和装置等に適用される浄化システムに係り、
特に、リーン(希薄)燃焼モードとリッチ(過濃)燃焼
モードの2つのモードで切り換えて運転を行う燃焼装置
に用いられる浄化システムに関する。
【0002】
【従来の技術】室内の冷暖房を行うための空気調和装置
は、室内機および室外機を備えており、室外機には、冷
媒を圧縮して高温高圧の冷媒とするための圧縮機が設け
られている。この圧縮機の動力源としては、従来から電
動機が用いられており、この電動機により駆動される圧
縮機を有する室外機は、EHP(Electric Heat Pump)
型と呼ばれている。これに対し、近年、圧縮機の動力源
として、電動機の代わりに、都市ガスやLP(Liquefie
d Petroleum ;液化石油)ガスによるガスエンジンが用
いられてきている。このガスエンジンにより駆動される
圧縮機を有する室外機は、GHP(Gas Heat Pump )型
と呼ばれており、EHP型よりも電力消費量が大幅に軽
減されるという利点を有している。
【0003】このGHP型の室外機を有する空気調和装
置では、内蔵するセンサ等によりマイクロコンピュータ
(マイコン)が異常であるか否かを判断しており、異常
であると判断した場合には、リモートコントロール装置
(以下,リモコンという)にエラーコード(異常警報)
を表示して機器を停止(異常停止)させ、ユーザに修理
依頼対応等の措置を促す。それでもユーザが修理依頼等
の対応をとらず、リモコンのリセットを行った場合に
は、異常警報をクリアして再起動し、再び異常を検知す
るまで空調運転を継続する。しかしながら、このガスエ
ンジンを用いた空気調和装置では、燃焼した排ガス中に
発生するNOX (窒素酸化物)等の処理が問題になる。
【0004】このような排出ガス中のNOX を抑制する
方法としては、図9に示したような空燃比制御による排
ガス浄化システム100を適用することができる。この
排ガス浄化システム100は、燃料ガスとエアクリーナ
からのエア(空気)とを混合するための混合器(ミキ
サ)101およびエンジン燃焼室102を備えた燃焼装
置の出口側配管103に吸蔵還元触媒104を設け、こ
の吸蔵還元触媒104の前後にそれぞれ酸素センサ10
5A,105Bを設けたものである。酸素センサ105
A,105Bの各検出値はコントロールユニット106
に入力されるようになっている。コントロールユニット
106は酸素センサ105A,105Bの各検出値を基
に混合器101に対してコントロール信号を出力する。
この排ガス浄化システム100では、次のような運転を
定期的に繰り返し行うことにより、排ガス浄化を行うと
共に、その浄化性能を保持するようになっている。
【0005】リッチ(Rich) /リーン(Lean) 燃焼状
態の切替え運転 酸素センサ105A,105Bの検出値をもとに、λ
(空気過剰率)≒1のリッチ(過濃)燃焼状態での運転
(リッチ運転)とλ=1.4〜1.5前後のリーン(希
薄)燃焼状態での運転(リーン運転)とを周期的に行
い、NOX を効果的に除去する。 リッチ燃焼状態での再生運転 酸素センサ105A,105Bの検出値をもとに、空気
過剰率λ≒1のリッチ運転を所定時間(のリッチ運転
よりも長い時間)継続させ、かつその間排気温度が高く
なるように保って触媒の再生(排ガス中に含まれる硫黄
等による被毒劣化を初期状態に戻す)を行い、触媒劣化
を防止する。もし、この再生運転を定期的に行なわず
に、のリッチ/リーン切替運転のみあるいはリーン燃
焼状態での運転のみ長時間継続して行うと、後から再生
運転をいくら行っても触媒が再生できなくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
空燃比制御による排ガス浄化システム100では、混合
器101および2つの酸素センサ105A,105Bが
正常に働かない状態で長時間運転することは好ましくな
く、早期の点検・修理が要求される。この排ガス浄化シ
ステム100が異常であるか否かの判定方法としては以
下の方法が考えられている。例えば図10に示したよう
に、混合器101の指示モード(リーン運転またはリッ
チ運転)と酸素センサ105A,105Bの検出値(す
なわち、それぞれリーン運転またはリッチ運転に対応す
る検出値)が同じであるかを比較し(ステップS10
0)、同じでない場合(ステップS100;N)には排
ガス浄化システム100自体が異常とし、リモートコン
トロール装置(リモコン)にエラーコード(警報)を表
示して異常停止させる(ステップS101)。その後、
ユーザにより再びリモコンがリセットされない場合(ス
テップS102;N)にはシステム停止を維持し(ステ
ップS103)、リモコンがリセットされた場合(ステ
ップS102;Y)には警報をクリアして再起動させる
(ステップS104)。なお、混合器101の指示値と
酸素センサ105A,105Bの検出値が同じである場
合(ステップS100;Y)には正常運転と判定し(ス
テップS105)、判定を終了する(ステップS10
6)。
【0007】このように、図10に示した方法では、排
ガス浄化システム100に異常が発生したときには、そ
の要因に係わらず、リモコンにエラーコードを表示して
異常停止をさせるようになっている。
【0008】しかしながら、このように吸蔵還元触媒を
用いた空燃比制御の排ガス浄化システム100では、次
のような問題がある。すなわち、ユーザが異常要因を取
り除かずにリモコンをリセットすることにより再起動す
ると、正常な運転ができないまま、次の異常検知タイミ
ングまで運転を継続してしまい、その結果、CO(一酸
化炭素)排出濃度が高いλ(空気過剰率)<1の過濃燃
焼側で運転されて安全性を損なう。また、反対に、リッ
チ燃焼状態での再生運転ができない状態で、何度もリモ
コンをリセットすることによりリーン運転のみが長時
間、継続運転された場合には、吸蔵還元触媒104が再
生不能なほどダメージを受けてしまう虞がある。また、
排ガス浄化システム100が異常であると判定しても、
そのうちいずれの部品(混合器101、酸素センサ10
5A,105B等)が不良なのかは部品を調査しないと
判断がつかず、そのため上述の方法では点検・修理作業
が効率的とは言えない。
【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、異常が発生した際に、異常要因を細
かく特定することができ、ユーザに迅速な修理・点検を
促すことのできる浄化システムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による浄化システ
ムは、リーン燃焼およびリッチ燃焼の2つの運転モード
の指示を受けて複数種類の気体を混合する混合器および
この混合器において混合された気体の燃焼を行う燃焼室
とを備え、2つの運転モードを切り換えて運転を行う燃
焼装置の浄化システムであって、燃焼室から排気された
気体の排気経路に設けられ、排気気体中の有害成分を除
去する触媒と、この触媒の上流側の排気経路に設けられ
ると共に、ヒータにより温度制御が行われつつ排気ガス
中の酸素濃度を検出する第1の酸素センサと、この触媒
の下流側の排気経路に設けられると共に、ヒータにより
温度制御が行われつつ排気ガス中の酸素濃度を検出する
第2の酸素センサと、第1の酸素センサおよび第2の酸
素センサの酸素濃度の検出値を基にして混合器に対して
運転モードの指示を行うと共に、異常発生時に、運転モ
ードおよび第1の酸素センサおよび第2の酸素センサの
各検出値の組み合わせを基に判定を行い異常の要因とな
る箇所を特定するコントロールユニットとを備えたもの
である。
【0011】本発明による浄化システムでは、異常発生
時において、運転モードおよび第1の酸素センサおよび
第2の酸素センサの各検出値の組み合わせを基に異常の
要因となる箇所が特定される。
【0012】具体的には以下のように特定される。すな
わち、コントロールユニットは、リッチ燃焼モード時に
おいて、第1の酸素センサの検出値がリッチ燃焼モード
に相当する値未満であり、かつ第2の酸素センサの検出
値がリッチ燃焼モードに相当する値以上である場合に
は、第1の酸素センサが故障であると判断し、第2の酸
素センサの検出値がリッチ燃焼モードに相当する値未満
であり、かつ第1の酸素センサの検出値がリッチ燃焼モ
ードに相当する値以上である場合には、第2の酸素セン
サが故障であると判断する。また、リッチ燃焼モード時
において、第1の酸素センサおよび第2の酸素センサの
検出値が共にリーン燃焼モードに相当する値未満である
場合には、混合器が故障であると判断する。更に、コン
トロールユニットは、リッチ燃焼モード時において、第
1の酸素センサおよび第2の酸素センサの検出値が共に
リーン燃焼モードに相当する値未満でない場合には、第
1の酸素センサおよび第2の酸素センサ用のヒータが故
障であると判断する。
【0013】また、コントロールユニットは、リーン燃
焼モード時において、第1の酸素センサの検出値がリー
ン燃焼モードに相当する値以上であり、かつ第2の酸素
センサの検出値がリーン燃焼モードに相当する値未満で
ある場合には、第1の酸素センサが故障であると判断
し、第1の酸素センサの検出値がリーン燃焼モードに相
当する値未満であり、かつ第2の酸素センサの検出値が
リーン燃焼モードに相当する値以上である場合には、第
2の酸素センサが故障であると判断する。また、リーン
燃焼モード時において、第1の酸素センサおよび第2の
酸素センサの検出値が共にリッチ燃焼モードに相当する
値以上である場合には、混合器が故障であると判断す
る。更に、コントロールユニットは、リーン燃焼モード
時において、第1の酸素センサおよび第2の酸素センサ
の検出値が共にリッチ燃焼モードに相当する値以上でな
い場合には、第1の酸素センサおよび第2の酸素センサ
用のヒータが故障であると判断する。
【0014】本発明による浄化システムでは、コントロ
ールユニットが、異常の要因となる箇所を特定したとき
にはシステムを停止させ、更に、リモートコントロール
装置に対して、あるいは通信回線を通じて監視センタに
対して発報するよう構成することが好ましい。また、コ
ントロールユニットが、リモートコントロール装置ある
いは監視センタからのリセット指示がなされたときに
は、所定の時間、リーン燃焼モードの再運転を行うよう
構成することが好ましい。更に、コントロールユニット
が、リモートコントロール装置あるいは監視センタから
のリセット指示が所定の回数より多くなった場合には、
再運転の時間を前記時間よりも短い時間に設定するよう
構成することが好ましい。
【0015】本発明による浄化システムでは、また、コ
ントロールユニットが、リモートコントロール装置ある
いは監視センタからのリセット指示が所定の回数以下の
場合、またはリーン燃焼モードによる再運転の時間を短
い時間に設定した場合には、リモートコントロール装置
あるいは監視センタに対して「点検」の表示を指示する
と共に、運転モードをリーン燃焼に固定して運転を継続
させるよう構成してもよく、また、コントロールユニッ
トが、再運転の時間を短い時間に設定し、その設定時間
に達したときには、再度、リモートコントロール装置あ
るいは監視センタに対して異常である旨の報知を行うと
共にシステムを停止させるよう構成してもよく、更に、
コントロールユニットが、混合器が故障であると判断し
たときには、リモートコントロール装置あるいは監視セ
ンタからリセット指示がなされても再運転を禁止するよ
う構成してもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0017】図1は本発明の一実施の形態に係る浄化シ
ステムの構成を表すものである。この浄化システム10
は、吸蔵還元触媒および酸素センサを用いた空燃比制御
による排ガス浄化システムであり、例えばGHP型の空
気調和装置に適用される。
【0018】この浄化システム10は、燃料ガスとエア
クリーナからのエア(空気)とを混合するための混合器
(ミキサ)11およびエンジン燃焼室12からなる燃焼
装置の出口側配管13に吸蔵還元触媒14を設け、この
吸蔵還元触媒14の前後にそれぞれ排ガス中の酸素濃度
を検出するための酸素(O2 )センサ15A,15Bを
設けたものである。酸素センサ15A,15Bの各検出
値はコントロールユニット16に入力されるようになっ
ている。
【0019】コントロールユニット16は例えばマイク
ロコンピュータによって構成されており、酸素センサ1
5A,15Bの各検出値を基に混合器11に対してコン
トロール信号を出力する共に、システム異常が発生した
場合には、後述のような異常箇所の特定処理を実行す
る。コントロールユニット16にはリモートコントロー
ル装置(リモコン)17が接続されており、コントロー
ルユニット16からこのリモコン17に対してエラーメ
ーセージ等を送信する一方、リモコン17からコントロ
ールユニット16に対して運転状態の指示等が可能とな
っている。なお、エンジン燃焼室12は例えば空気調和
装置の圧縮機に連結され、圧縮機の駆動源となる。
【0020】酸素センサ15A,15Bは、例えば固体
電界質(ZrO2 )の両面に白金(Pt)電極を設けた
もので、酸素分圧比により検出値として電圧を発生す
る。図2は、酸素センサ15A,15Bの空気過剰率
(λ)−出力電圧(V)特性を表すものであり、温度に
よって若干特性が異なる。そのため酸素センサ15A,
15Bにはヒータが併設されており、温度条件を一定に
して計測を行うようになっている。この特性図では、空
気過剰率(λ)=1.0を境にして、酸素濃度の過剰な
(すなわち、λ<1.0)の領域がリッチ運転、酸素濃
度の少ない(すなわち、λ>1.0)の領域がリーン運
転の範囲であるが、λが小さ過ぎると有害なCOが排出
されることから、実用上、λ≒1.0の領域で出力電圧
が0.6V以上の場合をリッチ運転とする。また、λ=
1.4〜1.5の領域で出力電圧が0.3V以下の場合
をリーン運転とする。
【0021】吸蔵還元触媒14は、図3に示したよう
に、例えば、蜂の巣状または粒状のアルミナ(Al2
3 ;酸化アルミニウム)14Aを担持母体として、白金
(Pt)14Bおよび例えばバリウム(Ba)からなる
吸蔵剤14Cを付着させたものをケースに納めたもので
ある。この吸蔵還元触媒14は、リーン燃焼時(λ=
1.4〜1.5)には、白金14Bが酸化剤として働く
もので、排ガス中のNOX(窒素酸化物)およびO
2 (酸素)をNO2 (二酸化窒素)に変え、このNO2
が吸蔵剤14Cに吸蔵される。一方、リッチ燃焼時(λ
≒1.0)には吸蔵剤14CがNO2 を放出する。この
とき白金14Bが還元剤として働き、排ガス中のCO
(一酸化炭素)およびHC(炭化水素)が放出されたN
2 を還元し、無害なN2 ,H2 OおよびCO2 に変化
させる。
【0022】この浄化システム10は、コントロールユ
ニット16の制御の基に次のような運転を定期的に繰り
返し行うことにより、排ガス浄化を行うと共にその浄化
性能を保持している。
【0023】(A)リッチ/リーン燃焼状態の切替え運
転 酸素センサ15A,15Bの検出値を基に、リッチ運転
(λ≒1)とリーン運転(λ=1.4〜1.5前後)を
周期的に行い、NOX を効果的に除去する。 (B)リッチ燃焼状態での再生運転 酸素センサ15A,15Bの検出値を基にリッチ運転を
所定時間((A)のリッチ運転よりも長い時間)継続さ
せ、かつその間、排気温度が高くなるように保って触媒
の再生(排ガス中に含まれる硫黄等による被毒劣化を初
期状態に戻す)を行い、触媒劣化を防止する。
【0024】以上の構成および運転方法は実質的には従
来方法と同様であるが、本実施の形態では、浄化システ
ム10に異常が発生した場合の処理手順が以下のように
異なるものである。
【0025】この処理手順を説明する前に、まず、図4
を参照してその根拠について説明する。図に示したよう
に、吸蔵還元触媒14の上流側の酸素センサ15Aの検
出値S1 を横軸、下流側の酸素センサ15Bの検出値S
2 を縦軸にとり、混合器11に対する指示モードがリー
ン燃焼運転である場合と、リッチ燃焼運転である場合と
を分けて考えると、混合器11に対する指示モードおよ
び酸素センサ15A,15Bの各出力値の組合せにより
故障要因は以下のように考えられる。
【0026】(1)リーン運転時において,システム異
常が発生した場合、図のR1 で示した領域(すなわち、
酸素センサ15Aの検出値S1 が0.6V以上)におい
ては、酸素センサ15Aが故障している可能性が高く、
また、図のR2 で示した領域すなわち、酸素センサ15
Bの検出値S2 が0.6V以上)においては、酸素セン
サ15Bが故障している可能性が高い。更に、R1 とR
2 とが重複する領域R(すなわち、酸素センサ15A,
15Bの検出値S1 ,S2 が共に0.6V以上)におい
ては、酸素センサ15Aおよび酸素センサ15Bの両
方、または混合器11が故障している可能性が高いこと
が分かる。なお、リーン運転時において,図のLで示し
た領域(すなわち、酸素センサ15A,15Bの検出値
1 ,S2 が共に0.3V以下)にある場合には、正常
な運転がなされている。
【0027】(2)一方、リッチ運転時において,シス
テム異常が発生した場合、図のL1 で示した領域(すな
わち、酸素センサ15Aの検出値S1 が0.3V以下)
においては、酸素センサ15Aが故障している可能性が
高く、また、図のL2 で示した領域すなわち、酸素セン
サ15Bの検出値S2 が0.3V以下)においては、酸
素センサ15Bが故障している可能性が高い。更に、L
1 とL2 とが重複する領域L(すなわち、酸素センサ1
5A,15Bの検出値S1 ,S2 が共に0.3V以下)
においては、酸素センサ15Aおよび酸素センサ15B
の両方、または混合器11が故障している可能性が高い
ことが分かる。なお、リッチ運転時において,図のRで
示した領域(すなわち、酸素センサ15A,15Bの検
出値S1 ,S2 が共に0.6V以上)にある場合には、
正常な運転がなされている。
【0028】(3)また、リーン運転、リッチ運転に関
わらず、酸素センサ15A,15Bの検出値S1 ,S2
が共に中間電圧(0.3V〜0.6V)に固定された場
合(図4にHで示す領域)には、酸素センサ15Aおよ
び酸素センサ15Bの両方、または各センサに並設され
たヒータ、すなわちこのヒータ等が設けられた基板が故
障している可能性が高い。
【0029】以上のことから、本実施の形態では、以下
の図5〜図7に説明するような処理手順に従ってコント
ロールユニット16が異常処理の判断を行う。
【0030】(1)先ず、図5に示したように、混合器
11に対する指示がリッチ燃焼モードの場合(ステップ
S10;Y)には、コントロールユニット16は、酸素
センサ15Aおよび酸素センサ15Bの検出値S1 ,S
2 が共に0.6V以上(すなわち、リッチ運転)である
か否かを判断する(ステップS11)。酸素センサ15
Aおよび酸素センサ15Bの検出値S1 ,S2 が共に
0.6V以上である場合(ステップS11;Y)には
「正常運転」の状態である(ステップS12)として判
定を終了する(ステップS13)。酸素センサ15Aお
よび酸素センサ15Bの検出値S1 ,S2 が共に0.6
V以上ではなく(ステップS11;N)、一方の酸素セ
ンサ15Aの検出値S1 が0.6V未満の場合(ステッ
プS14;Y)には酸素センサ15Aが異常であると
し、「エラーコード1」を発報してシステムを停止し、
酸素センサ15Aの点検・修理を促す(ステップS1
5)。他方の酸素センサ15Bの検出値S2 が0.6V
未満の場合(ステップS16;Y)には酸素センサ15
Bが異常であるとし、「エラーコード2」を発報してシ
ステムを停止し、酸素センサ15Bの点検・修理を促す
(ステップS17)。
【0031】更に、酸素センサ15Aおよび酸素センサ
15Bの検出値S1 ,S2 が以上の値ではない場合(ス
テップS16;N)には、酸素センサ15Aおよび酸素
センサ15Bの検出値が共に0.3V未満であるか否か
を判断し(ステップS18)、そうである場合(Y)に
は混合器11が故障であるとし、「エラーコード3」を
発報してシステムを停止し、混合器11の点検・修理を
促す(ステップS19)。このように混合器11が故障
している場合には、リーン運転ができず、また、リッチ
運転が続くと前述のようにCO排出の虞があるため、安
全性を確保する必要がある。そのため、「エラーコード
3」を発報したときには、リモコン17のリセットによ
る再起動を禁止する(ステップS20)。酸素センサ1
5Aおよび酸素センサ15Bの検出値S1 ,S2 が共に
0.3V未満でない場合(ステップS18;N)にはヒ
ータが異常であるとし、「エラーコード4」を発報して
システムを停止し、基板並びに酸素センサ15Aおよび
酸素センサ15Bの点検・修理を促す(ステップS2
1)。
【0032】上記各ステップS15,17,21におい
てシステムが停止されると、ユーザはリモコン17を操
作し、リセットすることによりリーン燃焼による再運転
が可能になる。このときコントロールユニット16は、
図6に示したように、リモコン17がリセットされたか
否かを監視し(ステップS22)、リセットされていな
い場合(N)にはシステム停止状態を維持する(ステッ
プS23)。コントロールユニット16は、リモコン1
7がリセットされた場合(ステップS22;Y)には、
そのリセット回数が所定回数(例えば5回)より多いか
否かを判断し(ステップS24)、所定回数より多い場
合(Y)には、再運転可能の所定時間を初期時間より短
い時間に変更する(ステップS25)。これは、リーン
燃焼による再運転を長時間行うと吸蔵還元触媒14が劣
化するため、リセット回数が所定回数以上の場合には運
転時間をより短くするものである。なお、所定の回数に
達っしなくても最初のリセットから累積時間が所定時間
を越えた場合には同様に再運転時間を短くすることが望
ましい。
【0033】コントロールユニット16は、リセット回
数が所定回数以下の場合(ステップS24;N)、およ
び再運転可能の時間を初期時間より短い時間に変更した
場合(ステップS25)には、リモコン17に「点検」
などの旨を表示させながら、混合器11にリーン運転を
固定した状態で運転を継続させる(ステップS26)。
次いで、再運転可能時間に達したか否かを監視し(ステ
ップS27;N)、変更した時間に達した場合には(ス
テップS27;Y)、リモコン17に先の「エラーコー
ド」を発報してシステムを停止する(ステップS2
8)。
【0034】(2)次に、図7に示したように、混合器
11に対する指示がリーン燃焼モードの場合で、酸素セ
ンサ15Aおよび酸素センサ15Bの検出値S1 ,S2
が共に0.3V未満である場合(ステップS29;Y)
には、コントロールユニット16は、「正常運転」の状
態である(ステップS30)として判定を終了する(ス
テップS31)。酸素センサ15Aおよび酸素センサ1
5Bの検出値が共に0.3V未満ではなく(ステップS
29;N)、一方の酸素センサ15Aの検出値S1
0.3V以上の場合(ステップS32;Y)には酸素セ
ンサ15Aが異常であるとし、「エラーコード1」を発
報してシステムを停止し、酸素センサ15Aの点検・修
理を促す(ステップS33)。他方の酸素センサ15B
の検出値S 2 が0.3V以上の場合(ステップS34;
Y)には酸素センサ15Bが異常であるとし、「エラー
コード2」を発報してシステムを停止し、酸素センサ1
5Bの点検・修理を促す(ステップS35)。
【0035】更に、酸素センサ15Aおよび酸素センサ
15Bの検出値S1 ,S2 が以上の値ではない場合(ス
テップS34;N)には、酸素センサ15Aおよび酸素
センサ15Bの検出値S1 ,S2 が共に0.6V以上で
あるか否かを判断し(ステップS36)、そうである場
合(Y)には混合器11が異常であるとし、「エラーコ
ード3」を発報してシステムを停止し、混合器11の点
検・修理を促す(ステップS37)。この場合も、図5
の場合と同様に、リーン運転ができない虞があるため、
安全性確保のためにリモコン17のリセットによる再起
動を禁止する(ステップS38)。酸素センサ15Aお
よび酸素センサ15Bの検出値S1 ,S 2 が共に0.6
V以上でない場合(ステップS36;N)にはヒータが
異常であるとし、「エラーコード4」を発報してシステ
ムを停止し、基板並びに酸素センサ15Aおよび酸素セ
ンサ15Bの点検・修理を促す(ステップS39)。
【0036】以上のように本実施の形態に係る浄化シス
テム10は、空燃比制御に際して異常事態が発生したと
き、混合器11への運転指示モードおよび酸素センサ1
5A,15Bの検出値の組み合わせにより異常を判定
し、異常要因を特定するものであり、特定した異常要因
に対応したエラーコードをリモコン17に発報する。ま
た、異常要因によってはユーザのリモコンセットによる
再起動を禁止したり、あるいはリモコン17に注意喚起
の表示をさせながら、時限付きの再運転を許可する。そ
して、リモコンセット回数が所定回数を超えたら、継続
運転可能な時間を短くして点検・修理を促すものであ
る。
【0037】すなわち、この浄化システム10では、混
合器11への運転指示モードおよび酸素センサ15A,
15Bの検出値の組み合わせにより異常要因を細かく特
定することができるので、的確で効率的な修理作業を行
うことができる。また、異常要因によっては、ユーザの
リモコンリセットによる再起動を一切禁止して安全性を
確保し、あるいは安全性が確保されている場合には、一
部機能を殺した状態での運転に限って再起動を許可し、
空調運転を所定時間だけは継続させることができる。
【0038】また、本実施の形態では、その継続運転中
もリモコン17上でユーザに異常を告知し、所定時間経
過毎に自動的に停止されるので、ユーザへ修理対応等の
措置が促される。それでもユーザがリモコンリセットを
繰り返して運転を継続させる場合には、リモコンリセッ
トが所定回数を超えた場合に、次からの運転継続可能な
所定時間をさらに短くして、ユーザへ修理対応等の措置
を促す。ユーザ側としては、応急運転ながらもリモコン
リセットを繰り返すことにより修理を依頼する間も空調
を継続することができる。
【0039】以上の実施の形態では、異常警報の内容を
ユーザのリモコン17に表示させるようにしたが、その
警報を遠隔監視システムを通じて中央の監視センタに伝
えることにより、より迅速な修理対応が可能になる。図
8は、その遠隔監視システムの概要を表すものである。
【0040】この監視システム20は、上記浄化システ
ム10を備えた空気調和装置21と監視センタ22とを
通信回線23により接続したものである。空気調和装置
21は、室内機21a、冷媒配管21b、上述の浄化シ
ステム10を含む室外機21c、通信制御装置21eお
よび通信ユニット21dを備えている。室内機21aと
室外機21cとの間は、冷媒配管21bにより冷媒が循
環する。通信制御装置21eは室外機21cおよび通信
ユニット21dとそれぞれ接続されており、それらを統
括して制御するようになっている。通信ユニット21d
は、例えば電話回線などの通信回線23を介して監視セ
ンタ22のモデム22aに接続されている。このモデム
22aは監視用コンピュータ22bに接続されている。
【0041】通信制御装置21eは、前述のように浄化
システム10に異常が発生した場合に、その要因に応じ
た警報を、通信ユニット21dから通信回線23を通し
て監視センタ22に送信させる。
【0042】監視センタ22のコンピュータ22bは、
空気調和装置21の動作を監視するためのものであり、
運転中の室外機21cの浄化システム10において故障
が発生した際に、通信制御装置21eから送信されてき
たエラー情報を受信するようになっている。また、コン
ピュータ22bは、必要に応じて、通信制御装置21e
に対して、運転中の室外機21cの運転時間、室内機2
1aの運転状態、冷媒の圧力や温度などの監視情報の送
信を要求するようになっている。
【0043】そして、この空気調和装置21において、
特に室外機21cの浄化システム10において異常状態
が発生した場合には、コントロールユニット16が、前
述のようにリモコン17に要因に応じてエラコードを表
示すると共に、通信制御装置21eが通信回線23を通
じて監視センタ22にエラー情報を送信する(自動通
報)。
【0044】このように本実施の形態の浄化システム1
0を遠隔監視システムと組み合わせることにより、修理
対応側では、異常要因を訪問前に特定できるため、適切
な修理部品の手配、迅速な修理対応が期待できる。一
方、ユーザ側では、自動通報によりユーザの修理対応依
頼の手間を省略できる。また、安全性が確保されている
場合には、監視センタからの遠隔リセットによりユーザ
の手間をかけずに、修理対応を開始するまでの間空調を
継続することができる。
【0045】なお、通信形態は、有線の電話回線に限ら
ず、通信ユニット21dの代わりに、PHS(Personal
Handyphone System;簡易携帯型電話システム)用通信
ユニットを備え、通信回線23に接続されたPHS用ア
ンテナとの間で無線通信を行うようにもしてよい。
【0046】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の実施の形態に限定されることな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記の実施の形
態では、リーン燃焼およびリッチ燃焼の各運転モードの
基準となる酸素センサ15A,15Bの各検出値を具体
的な数値を挙げて説明したが、その数値は変更可能であ
ることはいうまでもない。また、上記実施の形態では、
本発明の浄化システムをGHP型の空気調和装置の排ガ
ス浄化システムに適用した例について説明したが、その
他、種々の装置、例えば自動車の排ガス浄化システムに
適用することもできる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明の浄化システ
ムによれば、異常発生時において、運転モードおよび第
1の酸素センサおよび第2の酸素センサの各検出値の組
み合わせを基に異常の要因となる箇所を特定するように
したので、異常要因を細かく特定することができ、ユー
ザに迅速な修理・点検を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る浄化システムの構
成を表す図である。
【図2】図1の浄化システムに用いる酸素センサの特性
図である。
【図3】吸蔵還元触媒の働きを説明するための図であ
る。
【図4】図1の浄化システムにおける異常処理の手順を
説明するための図である。
【図5】図1の浄化システムにおける異常処理の手順を
説明するための流れ図である。
【図6】図5の処理に続く処理を説明するための流れ図
である。
【図7】図6の処理に続く処理を説明するための流れ図
である。
【図8】図1の浄化システムを遠隔監視システムに適用
した構成例を表す図である。
【図9】従来の浄化システムの構成を表す図である。
【図10】従来の浄化システムにおける異常判定の手順
を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
10…浄化システム、11…混合器(ミキサ)、12…
ガスエンジン燃焼室、13…出口側配管、14…吸蔵還
元触媒、15A…酸素センサ(第1の酸素センサ)、1
5B…酸素センサ(第2の酸素センサ)、16…コント
ロールユニット、17…リモートコントール装置(リモ
コン)、20…監視システム、21…空気調和装置、2
2…監視センタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 19/02 F02D 19/02 F 35/00 368 35/00 368C 41/02 325 41/02 325K 41/22 325 41/22 325K 325Z F02M 21/02 F02M 21/02 V (71)出願人 000006781 ヤンマーディーゼル株式会社 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 (72)発明者 横山 武 東京都港区海岸1丁目5番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 中村 卓 東京都港区海岸1丁目5番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 松井 徹 東京都港区海岸1丁目5番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 鶴岡 浩 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 横山 晃太 大阪府大阪市中央区平野町4丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 舘 祐成 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 谷口 圭仁 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 岡部 健 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 佐藤 博亮 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 西本 京太郎 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 大田 良和 大阪府大阪市北区茶屋町1番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA04 AA05 AA06 BA09 BA13 DA27 DA28 DA30 EA11 EB22 EB24 EC01 EC03 FA30 3G091 AA12 AA19 AB06 BA11 BA14 BA31 CB02 EA34 FB10 FB12 GB03Y GB06W GB10X GB17X HA36 HA37 HA42 3G092 AB07 AB08 BA07 DC15 EA05 EA07 EA11 EA14 FA17 FA20 FB02 FB06 HB01Z HD06Z 3G301 HA18 HA22 HA26 JB01 JB08 JB09 MA01 NA08 NC08 PD05Z PD09Z

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リーン燃焼およびリッチ燃焼の2つの運
    転モードの指示を受けて複数種類の気体を混合する混合
    器および前記混合器において混合された気体の燃焼を行
    う燃焼室とを備え、前記2つの運転モードを切り換えて
    運転を行う燃焼装置の浄化システムであって、 前記燃焼室から排気された気体の排気経路に設けられ、
    排気気体中の有害成分を除去する触媒と、 この触媒の上流側の排気経路に設けられると共に、ヒー
    タにより温度制御が行われつつ排気ガス中の酸素濃度を
    検出する第1の酸素センサと、 前記触媒の下流側の排気経路に設けられると共に、ヒー
    タにより温度制御が行われつつ排気ガス中の酸素濃度を
    検出する第2の酸素センサと、 前記第1の酸素センサおよび第2の酸素センサの酸素濃
    度の検出値を基にして前記混合器に対して運転モードの
    指示を行うと共に、異常発生時に、前記運転モードおよ
    び前記第1の酸素センサおよび第2の酸素センサの各検
    出値を基に判定を行い異常の要因となる箇所を特定する
    コントロールユニットとを備えたことを特徴とする浄化
    システム。
  2. 【請求項2】 前記コントロールユニットは、リッチ燃
    焼モード時において、前記第1の酸素センサの検出値が
    リッチ燃焼モードに相当する値未満であり、かつ前記第
    2の酸素センサの検出値がリッチ燃焼モードに相当する
    値以上である場合には、前記第1の酸素センサが故障で
    あると判断し、前記第2の酸素センサの検出値がリッチ
    燃焼モードに相当する値未満であり、かつ前記第1の酸
    素センサの検出値がリッチ燃焼モードに相当する値以上
    である場合には、前記第2の酸素センサが故障であると
    判断することを特徴とする請求項1記載の浄化システ
    ム。
  3. 【請求項3】 前記コントロールユニットは、リッチ燃
    焼モード時において、前記第1の酸素センサおよび第2
    の酸素センサの検出値が共にリーン燃焼モードに相当す
    る値未満である場合には、前記混合器が故障であると判
    断することを特徴とする請求項2記載の浄化システム。
  4. 【請求項4】 前記コントロールユニットは、リッチ燃
    焼モード時において、前記第1の酸素センサおよび第2
    の酸素センサの検出値が共にリーン燃焼モードに相当す
    る値未満でない場合には、前記第1の酸素センサおよび
    第2の酸素センサ用のヒータが故障であると判断するこ
    とを特徴とする請求項3に記載の浄化システム。
  5. 【請求項5】 前記コントロールユニットは、リーン燃
    焼モード時において、前記第1の酸素センサの検出値が
    リーン燃焼モードに相当する値以上であり、かつ前記第
    2の酸素センサの検出値がリーン燃焼モードに相当する
    値未満である場合には、前記第1の酸素センサが故障で
    あると判断し、前記第1の酸素センサの検出値がリーン
    燃焼モードに相当する値未満であり、かつ前記第2の酸
    素センサの検出値がリーン燃焼モードに相当する値以上
    である場合には、前記第2の酸素センサが故障であると
    判断することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1
    に記載の浄化システム。
  6. 【請求項6】 前記コントロールユニットは、リーン燃
    焼モード時において、前記第1の酸素センサおよび第2
    の酸素センサの検出値が共にリッチ燃焼モードに相当す
    る値以上である場合には、前記混合器が故障であると判
    断することを特徴とする請求項5記載の浄化システム。
  7. 【請求項7】 前記コントロールユニットは、リーン燃
    焼モード時において、前記第1の酸素センサおよび第2
    の酸素センサの検出値が共にリッチ燃焼モードに相当す
    る値以上でない場合には、前記第1の酸素センサおよび
    第2の酸素センサ用のヒータが故障であると判断するこ
    とを特徴とする請求項6に記載の浄化システム。
  8. 【請求項8】 前記コントロールユニットは、異常の要
    因となる箇所を特定したときにはシステムを停止させる
    ことを特徴とする請求項2乃至7いずれか1に記載の浄
    化システム。
  9. 【請求項9】 前記コントロールユニットは、異常の要
    因となる箇所を特定したときにはシステムを停止させる
    と共に、リモートコントロール装置に対して、あるいは
    通信回線を通じて監視センタに対してその旨を発報する
    ことを特徴とする請求項8に記載の浄化システム。
  10. 【請求項10】 前記コントロールユニットは、リモー
    トコントロール装置あるいは監視センタからのリセット
    指示がなされたときには、所定の時間、リーン燃焼モー
    ドの再運転を行うことを特徴とする請求項9に記載の浄
    化システム。
  11. 【請求項11】 前記コントロールユニットは、前記リ
    モートコントロール装置あるいは監視センタからのリセ
    ット指示が所定の回数より多くなった場合もしくは最初
    のリセットから累積時間が所定時間を越えた場合には、
    再運転の時間を前記時間よりも短い時間に設定すること
    を特徴とする請求項10に記載の浄化システム。
  12. 【請求項12】 前記コントロールユニットは、前記リ
    モートコントロール装置あるいは監視センタからのリセ
    ット指示が所定の回数以下の場合、またはリーン燃焼モ
    ードによる再運転の時間を短い時間に設定した場合に
    は、前記リモートコントロール装置あるいは監視センタ
    に対して「点検」の表示を指示すると共に、運転モード
    をリーン燃焼に固定して運転を継続させることを特徴と
    する請求項11に記載の浄化システム。
  13. 【請求項13】 前記コントロールユニットは、再運転
    の時間を短い時間に設定し、その設定時間に達したとき
    には、再度、前記リモートコントロール装置あるいは監
    視センタに対して異常である旨の報知を行うと共にシス
    テムを停止させることを特徴とする請求項12に記載の
    浄化システム。
  14. 【請求項14】 前記コントロールユニットは、前記混
    合器が故障であると判断したときには、前記リモートコ
    ントロール装置あるいは監視センタからリセット指示が
    なされても再運転を禁止することを特徴とする請求項1
    0乃至13のいずれか1に記載の浄化システム。
  15. 【請求項15】 前記燃焼装置は、ガスエンジンヒート
    ポンプ型空気調和装置の圧縮機の駆動源として用いられ
    るものであることを特徴とする請求項1乃至14のいず
    れか1に記載の浄化システム。
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