JP2011213560A - Ozone supply apparatus - Google Patents
Ozone supply apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011213560A JP2011213560A JP2010085235A JP2010085235A JP2011213560A JP 2011213560 A JP2011213560 A JP 2011213560A JP 2010085235 A JP2010085235 A JP 2010085235A JP 2010085235 A JP2010085235 A JP 2010085235A JP 2011213560 A JP2011213560 A JP 2011213560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ozone
- gas
- discharge
- exhaust
- ozone supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、排気ガスにオゾンを供給するオゾン供給装置に関する。 The present invention relates to an ozone supply device that supplies ozone to exhaust gas.
近年、触媒などの排気浄化装置の浄化性能を向上させるため、排気ガスにオゾンを供給するオゾン供給装置を設けることが提案されている。この種の技術として、以下の特許文献1には、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)の濃度が所定濃度以上のときに、オゾン供給装置を作動させて、オゾンを触媒の上流側の排気通路に供給する技術が記載されている。また、特許文献2にも本発明と関連のある技術が記載されている。
In recent years, in order to improve the purification performance of exhaust purification devices such as catalysts, it has been proposed to provide an ozone supply device that supplies ozone to exhaust gas. As this type of technology, the following Patent Document 1 discloses that when the concentration of nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas is equal to or higher than a predetermined concentration, the ozone supply device is operated to exhaust ozone upstream of the catalyst. Techniques for feeding the passage are described.
ところで、オゾン供給装置により供給されるオゾン供給量は、エンジンから排出される排気ガス中のNOx排出量に応じて決定される。しかしながら、NOx排出量は常に一定ではなく、車両加速時等の負荷が高いときには、NOx排出量は平均値の数倍となる。つまり、このときには、NOx排出量に見合うようにオゾン供給量を一時的に増加させる必要がある。それに対し、特許文献1に記載の技術では、NOx排出量が一時的に増加して、単位時間当たりのオゾン供給量の定格値を要求オゾン供給量が一時的に超えるような場合、当該要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが難しい。 Incidentally, the ozone supply amount supplied by the ozone supply device is determined according to the NOx emission amount in the exhaust gas exhausted from the engine. However, the NOx emission amount is not always constant, and when the load is high such as during vehicle acceleration, the NOx emission amount is several times the average value. That is, at this time, it is necessary to temporarily increase the ozone supply amount to match the NOx emission amount. On the other hand, in the technique described in Patent Document 1, when the NOx emission amount temporarily increases and the required ozone supply amount temporarily exceeds the rated value of the ozone supply amount per unit time, the required ozone It is difficult to supply ozone for the supply amount to the exhaust gas.
ここで、オゾン供給装置の定格値を大きくしようとして、オゾン供給装置の体格を大きくした場合には搭載上の不都合が生じる恐れがあり、また、オゾン供給装置自体のオゾン供給能力を高めようとした場合にはコストがかかる恐れがある。 Here, when trying to increase the rated value of the ozone supply device, if the size of the ozone supply device is increased, there is a risk of inconvenience in mounting, and the ozone supply capability of the ozone supply device itself has been increased. In some cases it can be costly.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、要求オゾン供給量が定格値を一時的に超えるような場合であっても当該要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給可能なオゾン供給装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and even when the required ozone supply amount temporarily exceeds the rated value, ozone corresponding to the required ozone supply amount can be supplied to the exhaust gas. It is an object to provide an ozone supply device.
本発明の1つの観点では、車両に搭載され、排気通路内の排気ガスにオゾンを供給するオゾン供給装置であって、前記排気通路と接続された通路上に設けられ、放電を行うことでオゾンを生成する放電手段と、前記放電手段の上流側の前記通路上に設けられ、酸素を含むガスを前記放電手段に供給するガス供給手段と、前記放電手段から前記排気通路へ供給される前記ガスの流量を調整する調整手段と、前記放電手段及び前記調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、排気ガスへのオゾンの供給が不要で、かつ、前記放電手段の電源にかかる負荷が所定値未満となっている場合には、前記放電手段から前記排気通路へ供給されるガスの流量を制限して前記放電手段に前記ガスを蓄積するとともに、前記放電手段による放電を行う。 In one aspect of the present invention, an ozone supply device that is mounted on a vehicle and supplies ozone to exhaust gas in an exhaust passage, the ozone supply device is provided on a passage connected to the exhaust passage, and discharges ozone. A gas supply means for supplying a gas containing oxygen to the discharge means; and a gas supplied from the discharge means to the exhaust passage. Adjusting means for adjusting the flow rate of the exhaust gas, and control means for controlling the discharging means and the adjusting means. The control means does not require supply of ozone to the exhaust gas, and is used as a power source for the discharging means. When the load is less than a predetermined value, the flow rate of the gas supplied from the discharge means to the exhaust passage is limited, the gas is accumulated in the discharge means, and the discharge by the discharge means is performed. Cormorant.
上記のオゾン供給装置は、車両に搭載され、排気ガスにオゾンを供給するオゾン供給装置であり、放電手段と、ガス供給手段と、調整手段と、制御手段とを備える。放電手段は、例えば放電反応器であり、排気通路と接続された通路上に設けられ、放電を行うことでオゾンを生成する。ガス供給手段は、例えばポンプであり、放電手段の上流側の通路上に設けられ、酸素を含むガスを放電手段に供給する。調整手段は、例えば切替弁であり、放電手段から排気通路へ供給されるガスの流量を調整する。制御手段は、例えばECU(Electronic Control Unit)であり、排気ガスへのオゾンの供給が不要で、かつ、放電手段の電源にかかる負荷が所定値未満となっている場合には、放電手段から排気通路へ供給されるガスの流量を制限して放電手段にガスを蓄積するとともに、放電手段による放電を行う。ここで、所定値は、予め実験などにより求められた適合値である。このようにすることで、要求オゾン供給量が定格値を一時的に超えたような場合であっても、当該要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが可能となる。 The ozone supply device is an ozone supply device that is mounted on a vehicle and supplies ozone to exhaust gas, and includes discharge means, gas supply means, adjustment means, and control means. The discharge means is, for example, a discharge reactor, is provided on a passage connected to the exhaust passage, and generates ozone by performing discharge. The gas supply means is, for example, a pump and is provided on a passage on the upstream side of the discharge means, and supplies a gas containing oxygen to the discharge means. The adjusting means is, for example, a switching valve, and adjusts the flow rate of the gas supplied from the discharging means to the exhaust passage. The control means is, for example, an ECU (Electronic Control Unit). When the supply of ozone to the exhaust gas is unnecessary and the load applied to the power supply of the discharge means is less than a predetermined value, the discharge means discharges from the discharge means. The flow rate of the gas supplied to the passage is limited to accumulate gas in the discharge means, and discharge by the discharge means is performed. Here, the predetermined value is a conforming value obtained in advance by experiments or the like. By doing in this way, even if the required ozone supply amount temporarily exceeds the rated value, it becomes possible to supply ozone corresponding to the required ozone supply amount to the exhaust gas.
上記のオゾン供給装置の他の一態様は、前記制御手段は、排気ガスへのオゾンの供給の際に、前記ガス供給手段から前記放電手段に供給されるガス流量を間欠的に制御する。これにより、より多くのオゾンを一時的に排気ガスに供給することが可能となる。 In another aspect of the ozone supply device, the control means intermittently controls the flow rate of gas supplied from the gas supply means to the discharge means when supplying ozone to the exhaust gas. This makes it possible to temporarily supply more ozone to the exhaust gas.
上記のオゾン供給装置の好適な実施例では、前記制御手段は、NOx排出量が限界値を超えると予想したときに、前記調整手段を制御することにより、前記放電手段に蓄積された前記ガスを前記排気通路へ供給する。なお、ここで、限界値とは、要求オゾン供給量が定格値となるときのNOx排出量である。 In a preferred embodiment of the ozone supply device, the control means controls the adjustment means when the NOx emission amount is expected to exceed a limit value, thereby controlling the gas accumulated in the discharge means. Supply to the exhaust passage. Here, the limit value is the NOx emission amount when the required ozone supply amount becomes the rated value.
車両に搭載され、排気通路内の排気ガスにオゾンを供給するオゾン供給装置であって、前記排気通路と接続された通路上に設けられ、放電を行うことでオゾンを生成する放電手段と、前記放電手段の上流側の前記通路上に設けられ、酸素を含むガスを前記放電手段に供給するガス供給手段と、前記放電手段から前記排気通路へ供給される前記ガスの流量を調整する調整手段と、前記放電手段及び前記調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、排気ガスへのオゾンの供給が不要で、かつ、前記放電手段の電源にかかる負荷が所定値未満となっている場合には、前記放電手段から前記排気通路へ供給されるガスの流量を制限して前記放電手段に前記ガスを蓄積するとともに、前記放電手段による放電を行う。これにより、要求オゾン供給量が定格値を一時的に超えたような場合であっても、当該要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが可能となる。 An ozone supply device that is mounted on a vehicle and supplies ozone to exhaust gas in an exhaust passage, provided on a passage connected to the exhaust passage, and discharge means for generating ozone by discharging, A gas supply means provided on the passage upstream of the discharge means and supplying a gas containing oxygen to the discharge means; and an adjustment means for adjusting a flow rate of the gas supplied from the discharge means to the exhaust passage; Control means for controlling the discharge means and the adjustment means, the control means need not supply ozone to the exhaust gas, and the load applied to the power source of the discharge means is less than a predetermined value. If so, the flow of gas supplied from the discharge means to the exhaust passage is limited to accumulate the gas in the discharge means, and discharge by the discharge means is performed. As a result, even if the required ozone supply amount temporarily exceeds the rated value, it is possible to supply ozone corresponding to the required ozone supply amount to the exhaust gas.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係るオゾン供給装置が搭載された車両100の全体構成を概略的に示している。図1において、実線矢印はガスの流れを示し、破線矢印は信号の流れを示している。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 schematically shows an overall configuration of a
車両100は、エンジン1、排気浄化装置2、オゾン供給装置3を備えるとともに、クランク角センサ4やアクセル開度センサ5などのエンジン1の運転状態を検出するための各種センサを備える。
The
エンジン1には、排気浄化装置2が設けられた排気通路83が取り付けられている。エンジン1内で燃焼した混合気は、排気行程において排気バルブを介して排気通路83に排気ガスとして排出される。
An
排気浄化装置2は、例えばNOx吸蔵還元触媒であり、ストイキよりもリーン、即ち、酸素過剰の酸化雰囲気において、排気ガス中のNOxを吸蔵し、ストイキよりもリッチ、即ち、燃料過剰の還元雰囲気又はストイキにおいて、吸蔵したNOxを放出するとともに、このNOxを還元浄化する。NOx吸蔵は、NOxを酸化して高次の窒素酸化物Ba(NO3)2などの硝酸塩としてNOx吸蔵物質に吸蔵することにより実現される。このため、NOx吸蔵還元反応を効率良く行うためには、排気ガス中のNOxが、NO2よりも高次のNO3やN2O5などの高次の窒素酸化物として存在することが望ましい。そこで、車両100には、排気浄化装置2の上流側の排気通路83にオゾンを供給するためのオゾン供給装置3が設けられている。オゾンが排気ガスに供給されることにより、排気ガス中のNOxとオゾンとが反応して、NO3やN2O5などの高次の窒素酸化物の生成が促進される。
The
オゾン供給装置3は、ポンプ20、エアクリーナ40、放電反応器30及び制御部11を備える。
The ozone supply device 3 includes a
ポンプ20は、通路82を介して放電反応器30と接続されており、通路82を介して、酸素を含むガスを放電反応器30に供給する。ポンプ20は、当該ガスを圧縮して放電反応器30に供給することが可能である。例えば、ポンプ20は、外界から取り込んだ空気を、エアクリーナ40を介して清浄して、放電反応器30に圧縮供給する。
The
放電反応器30は、不図示の複数の電極を有し、通路82を介して、排気浄化装置2の上流側の排気通路83と接続されている。オゾン供給装置3では、複数の電極間に放電を発生させることにより、酸素を含むガスが反応してオゾンが生成される。放電反応器30は、制御部11からの駆動信号により駆動される。具体的には、放電反応器30では、制御部11からの駆動信号に応じてパルス電圧が複数の電極間に印加される。
The
ポンプ20により供給されたガスは、放電反応器30に達した後、生成されたオゾンとともに通路82より排気通路83に達する。これにより、放電反応器30で生成されたオゾンは、排気浄化装置2の上流側の排気通路83内で排気ガスに供給される。ポンプ20は、制御部11からの駆動信号により駆動される。具体的には、ポンプ20では、制御部11からの駆動信号に応じてガス流量が調整される。また、通路82には、ガス流量計50が設けられている。ガス流量計50は、通路82内のガス流量を検出し、検出したガス流量に対応する検出信号を制御部11に送信する。
The gas supplied by the
制御部11は、例えばECU(Electronic Control Unit)であり、CPU(Central Processing Unit)やメモリを有している。制御部11は、クランク角センサ4、アクセル開度センサ5などの各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン1の運転状態を求める。また、制御部11は、エンジン1の運転状態とNOx排出量との関係を示すマップを有しており、各種センサからの検出信号に基づいて求められたエンジン1の運転状態を基に、当該マップを用いてNOx排出量を求める。そして、制御部11は、求められたNOx排出量を基に、NOx吸蔵還元反応を効率良く行わせるのに適切なオゾン量(以下、「要求オゾン供給量」と称する)を求め、ポンプ20及び放電反応器30を制御して、要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給する。
The
次に、第1実施形態に係るオゾン供給装置3の制御方法について説明する。 Next, a control method of the ozone supply device 3 according to the first embodiment will be described.
オゾン供給装置3より排気通路83に供給されるオゾン供給量は、ポンプ20のガス流量、放電反応器30におけるパルス電圧の振幅である放電作動電圧、及び、パルス電圧のパルス繰り返し数に比例する。従って、パルス電圧のパルス繰り返し数が一定の場合には、オゾン供給量は、ガス流量及び放電作動電圧に比例する。
The ozone supply amount supplied from the ozone supply device 3 to the
放電作動電圧と生成オゾン濃度との関係について、図2に示すグラフを用いて説明する。図2は、放電反応器30において、ガス流量が一定の場合における放電作動電圧と生成オゾン濃度との関係を示すグラフである。
The relationship between the discharge operating voltage and the generated ozone concentration will be described using the graph shown in FIG. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the discharge operating voltage and the generated ozone concentration when the gas flow rate is constant in the
図2より分かるように、ガス流量が一定の場合において、放電作動電圧がV1以上になると、オゾンが生成され始め、生成オゾン濃度が急激に上昇し始めることが分かる。このときの生成オゾン濃度をN1とする。また、放電作動電圧がV2(>V1)を超えたところで生成オゾン濃度は飽和する。放電作動電圧がV2となるときの生成オゾン濃度をN2とする。制御部11は、放電作動電圧をV1からV2の間で制御することにより、生成オゾン濃度をN1からN2の間で変化させる。なお、放電作動電圧V2は、例えば、エネルギー効率などを基に予め決定される適合値である。ここで、ガス流量が一定の場合において、放電作動電圧がV2となったときの単位時間当たりのオゾン供給量が、オゾン供給量の定格値(以下、単に「定格値」と称する)となる。
As can be seen from FIG. 2, when the gas flow rate is constant, when the discharge operating voltage becomes V1 or higher, ozone is generated and the generated ozone concentration starts to rise rapidly. The generated ozone concentration at this time is N1. Further, the generated ozone concentration is saturated when the discharge operating voltage exceeds V2 (> V1). The generated ozone concentration when the discharge operating voltage is V2 is N2. The
従って、オゾン供給装置3は、ガス流量を一定に保持した状態で、NOx排出量が限界値(NOx要求オゾン供給量が定格値となるときのNOx排出量)を超えた場合には、当該NOx要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが難しくなる。 Therefore, when the NOx emission amount exceeds the limit value (NOx emission amount when the NOx required ozone supply amount becomes the rated value) while the gas flow rate is kept constant, the ozone supply device 3 determines the NOx. It becomes difficult to supply ozone for the required ozone supply amount to the exhaust gas.
そこで、第1実施形態に係るオゾン供給装置3の制御方法では、ポンプ20の間欠運転を行って、放電反応器30に供給されるガス流量を間欠的に制御することで、単位時間当たりのオゾン供給量を定格値よりも一時的に大きくすることとする。以下、図3を用いて説明する。
Therefore, in the control method of the ozone supply device 3 according to the first embodiment, the intermittent operation of the
図3は、ガス流量を間欠的に制御した場合の時間に対する、単位時間当たりのオゾン供給量の変化を示すグラフである。図3において、定格値をNtとして示している。 FIG. 3 is a graph showing a change in ozone supply amount per unit time with respect to time when the gas flow rate is intermittently controlled. In FIG. 3, the rated value is shown as Nt.
図3に示す例では、放電作動電圧はV2に設定されており、ポンプ間欠運転期間Ta、Tbにおいて、ポンプ20の間欠運転が行われている。例えば、ポンプ間欠運転期間Taでは、ポンプ20を2秒間停止してから2秒間作動させる間欠運転が繰り返され、ポンプ間欠運転期間Tbでは、ポンプ20を3秒間停止してから2秒間作動させる間欠運転が繰り返される。このようにすることで、ポンプ間欠運転期間Ta、Tbにおいて、排気ガスにオゾンが供給される際には、即ち、ポンプ20の作動時には、単位時間当たりのオゾン供給量を定格値Ntよりも大きくすることができる。例えば、ポンプ間欠運転期間Taでは、ポンプ20が2秒間停止される間に、放電反応器30では、定格値Ntの2倍である2Nt分のオゾンが生成される。従って、その後、ポンプ20が2秒間作動される間における単位時間当たりのオゾン供給量は、当該作動時における単位時間当たりに生成されるオゾン生成量Ntに対し、蓄積されたオゾンの単位時間当たりの供給量:2Nt/2=Ntを加えた値2Ntとなる。
In the example shown in FIG. 3, the discharge operating voltage is set to V2, and the intermittent operation of the
また、ポンプ間欠運転期間Tbでは、ポンプ20が4秒間停止される間に、放電反応器30では、定格値Ntの3倍である3Nt分のオゾンが生成される。従って、その後、ポンプ20が2秒間作動される間における単位時間当たりのオゾン供給量は、当該作動時における単位時間当たりに生成されるオゾン生成量Ntに対し、蓄積されたオゾンの単位時間当たりの供給量:4Nt/2=2Ntを加えた値3Ntとなる。
In the intermittent pump operation period Tb, while the
このように、ポンプ20の間欠運転を行うことにより、単位時間当たりのオゾン供給量を定格値よりも一時的に大きくすることができる。これにより、NOx排出量が限界値を超え、要求オゾン供給量が定格値を一時的に超えた場合であっても、オゾン供給装置3は、当該要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが可能となる。
Thus, by performing the intermittent operation of the
図4は、NOx排出量及びオゾン供給量の時間に対する変化を示すグラフである。図4(a)は、NOx排出量の時間に対する変化を示すグラフであり、図4(b)は、NOx排出量に応じて供給されるオゾン供給量の時間に対する変化を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing changes in NOx emission amount and ozone supply amount with respect to time. FIG. 4A is a graph showing a change with respect to time of the NOx emission amount, and FIG. 4B is a graph showing a change with time of the ozone supply amount supplied according to the NOx emission amount.
図4(a)のグラフにも示すように、時刻tp1から時刻tp2までの間において、車両加速等により、NOx排出量が平均NOx排出量を大幅に超え、一時的に限界値を超えて増加したとする。このとき、要求オゾン供給量も定格値を一時的に超える。そこで、オゾン供給装置3は、エンジン1の運転状態に基づいて、NOx排出量が限界値を超えることを予想すると、即ち、要求オゾン供給量が定格値を超えることを予想すると、ポンプ20の間欠運転を開始する。図4に示す例では、時刻tp0(<時刻tp1)において、オゾン供給装置3は、エンジン1の運転状態に基づいて、要求オゾン供給量が定格値を超えることを予想し、ポンプ20の間欠運転を開始する。このようにすることで、時刻tp1〜tp2において、要求オゾン供給量が定格値Ntを超えた場合であっても、オゾン供給装置3は要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが可能となる。
As shown in the graph of FIG. 4 (a), the NOx emission amount greatly exceeds the average NOx emission amount and temporarily exceeds the limit value due to vehicle acceleration or the like between time tp1 and time tp2. Suppose that At this time, the required ozone supply amount also temporarily exceeds the rated value. Therefore, if the ozone supply device 3 predicts that the NOx emission amount exceeds the limit value based on the operating state of the engine 1, that is, if it is predicted that the required ozone supply amount exceeds the rated value, the intermittent operation of the
なお、図3、図4に示す例では、NOx排出量が限界値を超えることを予想した上で、ポンプ20の間欠運転を開始するとしているが、これに限られるものではない。このようにする代わりに、ポンプ20の間欠運転を常に行うとしても良いのは言うまでもない。
In the example shown in FIGS. 3 and 4, the intermittent operation of the
以上に述べたことから分かるように、第1実施形態では、オゾン供給装置3は、ポンプ20の間欠運転を行って、放電反応器30に供給されるガス流量を間欠的に制御している。これにより、NOx排出量が限界値を超え、即ち、要求オゾン供給量が定格値Ntを一時的に超えるような場合であっても、オゾン供給装置3は、当該要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが可能となる。
As can be seen from the above description, in the first embodiment, the ozone supply device 3 performs intermittent operation of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形に係るオゾン供給装置は、排気ガスへのオゾン供給が不要で、かつ、放電反応器の電源にかかっている負荷が所定値未満となっているときに、当該放電反応器にて高濃度のオゾンを生成して蓄積することとする。以下、図5を用いて具体的に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The ozone supply device according to the second embodiment does not require ozone supply to the exhaust gas, and when the load applied to the power source of the discharge reactor is less than a predetermined value, A high concentration of ozone will be generated and stored. This will be specifically described below with reference to FIG.
図5は、第2実施形態に係るオゾン供給装置が適用された車両100aの全体構成を概略的に示している。図5において、実線矢印はガスの流れを示し、破線矢印は信号の流れを示している。また、図5において、図1と同じ構成要素については、図1で付したのと同じ符号を付すこととし、詳細な説明を省略する。 FIG. 5 schematically shows an overall configuration of a vehicle 100a to which the ozone supply device according to the second embodiment is applied. In FIG. 5, a solid line arrow indicates a gas flow, and a broken line arrow indicates a signal flow. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted.
図5に示すように、第2実施形態に係る車両100aでは、オゾン供給装置3aは、放電反応器30に対して、さらに、放電反応器31が並列に設けられている。具体的には、通路82に対して放電反応器30を迂回する通路84が設けられており、当該通路84上に放電反応器31が設けられている。放電反応器30の上流側で、かつ、通路84との分岐の下流側の通路82には切替弁51が設けられており、放電反応器31の上流側で、かつ、当該分岐の下流側の通路84には切替弁52が設けられている。また、放電反応器31の下流側の通路84には切替弁53が設けられている。これらの切替弁51、52、53は、ガスの流量を調整するための調整弁であり、制御部11により制御される。
As shown in FIG. 5, in the vehicle 100 a according to the second embodiment, the
次に、第2実施形態に係るオゾン供給装置3aの制御方法について説明する。
Next, a control method of the
排気ガスへのオゾン供給が必要で、かつ、要求オゾン供給量が定格値未満となっている場合には、切替弁51が開き側に制御され、切替弁52、53が閉じ側に制御される。このとき、ポンプ30からガスが放電反応器30に供給され、放電反応器30でオゾンが生成される。そして、放電反応器30で生成されたオゾンがガスとともに排気通路83に供給され、オゾンが排気ガスに供給される。
When ozone supply to the exhaust gas is necessary and the required ozone supply amount is less than the rated value, the switching
排気ガスへのオゾン供給が不要で、かつ、放電反応器31の電源にかかっている負荷が所定値未満となっている場合には、切替弁51、53が閉じ側に制御され、切替弁52が開き側に制御される。このとき、ポンプ30からガスが放電反応器31に供給されるものの、放電反応器31から排気通路83へのガスの供給は停止されるので、放電反応器31にはガスが蓄積される。ここで、放電反応器81において放電が行われると、オゾンが生成され、放電反応器31におけるオゾン濃度が上昇する。なお、ここで、所定値は、予め実験などにより決められた適合値である。
When the supply of ozone to the exhaust gas is unnecessary and the load applied to the power source of the
排気ガスへのオゾン供給が必要で、かつ、要求オゾン供給量が定格値よりも大きくなった場合には、切替弁51を開き側に制御するのに加え、切替弁52、53も開き側に制御する。これにより、放電反応器30で生成されたオゾンだけでなく、放電反応器31にて生成され蓄積されたオゾンもガスとともに排気通路83に供給され、当該蓄積されたオゾンも排気ガスに供給される。このようにすることで、NOx排出量が限界値を超え、要求オゾン供給量が定格値を一時的に超えたような場合であっても、オゾン供給装置3は、当該要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが可能となる。
When ozone supply to the exhaust gas is required and the required ozone supply amount becomes larger than the rated value, in addition to controlling the switching
各放電反応器におけるガス流量及び放電のタイミングについて図6のタイムチャートを用いて説明する。図6(a)は、放電反応器31におけるガス流量の時間に対する変化を示し、図6(b)は、放電反応器30におけるガス流量の時間に対する変化を示している。図6(c)は、放電反応器31における放電電力の時間に対する変化を示し、図6(d)は、放電反応器30における放電電力の時間に対する変化を示している。以下、時系列的に順を追って説明する。
The gas flow rate and discharge timing in each discharge reactor will be described with reference to the time chart of FIG. FIG. 6A shows the change of the gas flow rate in the
時刻t1から時刻t2の間では、排気ガスへのオゾン供給が不要で、かつ、放電反応器31の電源にかかる負荷は所定値未満になっているとする。従って、時刻t1において、制御部11は、切替弁51、53を閉じ側に制御するとともに、切替弁52を開き側に制御して、ポンプ20からのガスを放電反応器31に供給して蓄積する。そして、時刻t2において、制御部11は、放電反応器31内の複数の電極間にパルス電圧を印加することにより、放電反応器31内にてオゾンを生成して蓄積する。時刻t3において、制御部11は、放電反応器31内の電極に対するパルス電圧の印加を停止して、放電反応器31におけるオゾンの生成及び蓄積を完了する。
It is assumed that ozone supply to the exhaust gas is unnecessary between time t1 and time t2, and the load applied to the power source of the
時刻t4では、制御部11は、エンジン1の運転状態に基づき、NOxの排出がされることを検出すると、別の言い方をすると、オゾンを排気ガスに供給すべきNOx排出量になっていることを検出すると、排気通路83へのオゾンの供給を開始する。具体的には、制御部11は、切替弁51を開き側に制御するとともに、切替弁52、53を閉じ側に制御したままにして、ポンプ20からのガスを放電反応器30に供給する。これにより、放電反応器30でオゾンが生成され、生成されたオゾンが排気通路83に供給される。なお、このときの要求オゾン供給量は定格値以下になっているものとする。
At time t4, when the
時刻t5では、NOx排出量は限界値を超え、要求オゾン供給量は定格値を超える。制御部11は、エンジン1の運転状態に基づいて、NOx排出量が限界値を超えることを予想すると、即ち、要求オゾン供給量が定格値を超えることを予想すると、切替弁51を開き側に制御するとともに、切替弁52、53についても開き側に制御する。これにより、放電反応器30で生成されたオゾンだけでなく、放電反応器31にて生成され蓄積されたオゾンも、排気ガスに供給される。このようにすることで、NOx排出量が限界値を超えて、要求オゾン供給量が定格値を超えた場合であっても、要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが可能となる。
At time t5, the NOx emission amount exceeds the limit value, and the required ozone supply amount exceeds the rated value. When the
時刻t6では、NOx排出量は限界値以下となり、要求オゾン供給量は定格値以下となる。制御部11は、エンジン1の運転状態に基づいて、NOx排出量が限界値以下になることを予想すると、即ち、要求オゾン供給量が定格値以下になることを予想すると、切替弁51を開き側に制御した状態で、切替弁52、53を閉じ側に制御して、放電反応器30で生成されたオゾンのみを排気通路83に供給する。時刻t7では、制御部11は、エンジン1の運転状態に基づいて、排気通路83へのオゾンの供給を停止する。具体的には、制御部11は、切替弁51を閉じ側に制御して、排気ガスへのオゾンの供給を停止する。
At time t6, the NOx emission amount becomes equal to or less than the limit value, and the required ozone supply amount becomes equal to or less than the rated value. When the
時刻t8以降では、上述した時刻t1から時刻t7の間で行われる制御と同様の制御が繰り返し行われる。具体的には、時刻t8から時刻t10の間では、排気ガスへのオゾン供給が必要で、かつ、放電反応器31の電源にかかる負荷は所定値未満になっているので、時刻t1から時刻t3の間までに行われる制御と同様の制御が行われる。具体的には、時刻t8において、制御部11は、切替弁51、53を閉じ側に制御するとともに、切替弁52を開き側に制御して、ポンプ20からのガスを放電反応器31に供給して蓄積する。そして、時刻t9において、制御部11は、放電反応器31内の複数の電極間にパルス電圧を印加することにより、放電反応器31内にてオゾンを生成して蓄積する。時刻t10において、制御部11は、放電反応器31内の電極に対するパルス電圧の印加を停止して、放電反応器31におけるオゾンの生成及び蓄積を終了する。
After time t8, the same control as the control performed between time t1 and time t7 described above is repeatedly performed. Specifically, between time t8 and time t10, ozone supply to the exhaust gas is necessary, and the load applied to the power source of the
以上に述べたことから分かるように、第2実施形態に係るオゾン供給装置3aは、排気ガスへのオゾン供給が不要で、かつ、放電反応器31の電源にかかっている負荷が所定値未満となっているときに、切替弁53を閉じ側に制御して、放電反応器31から排気通路83へのガスの供給を停止する。これにより、放電反応器31でオゾンが蓄積されて、高濃度のオゾンが生成されることになり、要求オゾン供給量が定格値を一時的に超えたような場合であっても、オゾン供給装置3aは、当該要求オゾン供給量分のオゾンを排気ガスに供給することが可能となる。なお、上述の第2実施形態では、切替弁53を閉じ側に制御して、放電反応器31から排気通路83へのガスの供給を停止するとしているが、これに限られるものではない。放電反応器31から排気通路83へのガスの供給を完全に停止する代わりに、ガスの供給量を制限するとしても良いのは言うまでもない。
As can be seen from the above description, the
[変形例]
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。
[Modification]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement with a various form within the range of the summary of this invention.
例えば、上述の第1及び第2実施形態に係るオゾン供給装置の制御方法を組み合わせるとしても良い。例えば、第2実施形態において、放電反応器30へガスを供給して、放電反応器30にて生成されたオゾンを排気ガスに供給する際において、または、さらに加えて、放電反応器31にもガスを供給して、放電反応器31にて蓄積されたオゾンを排気ガスに供給する際において、制御部11は、ポンプ20を間欠運転するとしても良い。これにより、より多くのオゾンを一時的に排気ガスに供給することが可能となる。
For example, the ozone supply device control methods according to the first and second embodiments described above may be combined. For example, in the second embodiment, when the gas is supplied to the
また、上述の第2実施形態に係るオゾン供給装置3aでは、放電反応器30、31を有するとしているがこれに限られるものではない。このようにする代わりに、オゾン供給装置3aは、放電反応器31のみを有するとしても良い。
Further, the
また、上述の各実施形態では、排気浄化装置2として、NOx吸蔵還元触媒が用いられるとしているが、これに限られるものではないのは言うまでもない。例えば、エンジン1がディーゼルエンジンの場合には、排気浄化装置2として、NOx吸蔵還元触媒の代わりに、酸化触媒及びDPF(Diesel Particulate Filter)が用いられるとしても良い。酸化触媒は、排気中に含まれるCO、HC(主としてSOF)及びNO等を酸化可能に構成された触媒である。DPFは、排気ガス中のPM(粒子状物質)を捕捉可能に構成されたフィルタである。このような排気浄化装置2に対して、排気ガスとともに、オゾン供給装置3、3aよりオゾンを供給した場合にも、オゾンの酸化力が高いため、酸化触媒の機能を向上させることができる。
In each of the above-described embodiments, a NOx storage reduction catalyst is used as the
また、上述の各実施形態では、制御部11は、エンジン1の運転状態に基づいてNOx排出量を求め、当該NOx排出量に基づいて要求オゾン供給量を求めるとしているが、これに限られない。このようにする代わりに、排気浄化装置2の上流側の排気通路83に、NOx濃度を検出するNOxセンサが設けられるとし、制御部11は、当該NOxセンサからの検出信号に基づいてNOx排出量を求め、当該NOx排出量に基づいて要求オゾン供給量を求めるとしても良い。
Further, in each of the above-described embodiments, the
1 エンジン
2 排気浄化装置
3 オゾン供給装置
4 クランク角センサ
5 アクセル開度センサ
11 制御部
20 ポンプ
30 放電反応器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記排気通路と接続された通路上に設けられ、放電を行うことでオゾンを生成する放電手段と、
前記放電手段の上流側の前記通路上に設けられ、酸素を含むガスを前記放電手段に供給するガス供給手段と、
前記放電手段から前記排気通路へ供給される前記ガスの流量を調整する調整手段と、
前記放電手段及び前記調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、排気ガスへのオゾンの供給が不要で、かつ、前記放電手段の電源にかかる負荷が所定値未満となっている場合には、前記放電手段から前記排気通路へのガスの供給を制限して前記放電手段に前記ガスを蓄積するとともに、前記放電手段による放電を行うことを特徴とするオゾン供給装置。 An ozone supply device mounted on a vehicle and supplying ozone to exhaust gas in an exhaust passage,
A discharge means provided on a passage connected to the exhaust passage and generating ozone by performing discharge;
A gas supply means provided on the passage on the upstream side of the discharge means, for supplying a gas containing oxygen to the discharge means;
Adjusting means for adjusting the flow rate of the gas supplied from the discharging means to the exhaust passage;
Control means for controlling the discharging means and the adjusting means,
When the supply of ozone to the exhaust gas is unnecessary and the load applied to the power source of the discharge means is less than a predetermined value, the control means supplies the gas from the discharge means to the exhaust passage. The ozone supply device is characterized in that the gas is accumulated in the discharge means while limiting discharge and the discharge by the discharge means is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010085235A JP2011213560A (en) | 2010-04-01 | 2010-04-01 | Ozone supply apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010085235A JP2011213560A (en) | 2010-04-01 | 2010-04-01 | Ozone supply apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011213560A true JP2011213560A (en) | 2011-10-27 |
Family
ID=44943700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010085235A Pending JP2011213560A (en) | 2010-04-01 | 2010-04-01 | Ozone supply apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011213560A (en) |
-
2010
- 2010-04-01 JP JP2010085235A patent/JP2011213560A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4020054B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP4375483B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2008163856A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP4052286B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4500698B2 (en) | Exhaust gas treatment equipment | |
JP4367521B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP5983438B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
WO2014167652A1 (en) | Exhaust purification device of internal combustion engine | |
JP5346798B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP2011213560A (en) | Ozone supply apparatus | |
JP2010043597A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2010031730A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2010031737A (en) | Air-fuel ratio control device and hybrid vehicle | |
JP4765991B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
JP2007154756A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2009264284A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2006329105A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP4645563B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP2006057575A (en) | Method for controlling exhaust emission control device | |
JP2011185161A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2010270613A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2010174701A (en) | Regeneration system of filter | |
JP6957283B2 (en) | Engine system | |
JP2013238163A (en) | Exhaust gas purification device | |
JP4270090B2 (en) | Exhaust gas purification device |