JP2019120144A - Engine system - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書では、エンジンと、当該エンジンから出力された排気を浄化する排気浄化装置と、を有したエンジンシステムを開示する。 The present specification discloses an engine system having an engine and an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas output from the engine.
従来から、エンジンから出力された排気を浄化する排気浄化装置が従来から広く知られている。かかる排気浄化装置には、一般に、排気に含まれる有害物質を酸化還元して浄化する酸化還元触媒が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas output from an engine has been widely known. Generally, such an exhaust gas purification apparatus is provided with a redox catalyst that purifies and reduces harmful substances contained in the exhaust gas.
こうした酸化還元触媒は、低温下では、活性化せず、十分な浄化能力を発揮できない。したがって、エンジンの運転初期等、酸化還元触媒が低温の場合には、排気を十分に浄化できないという問題があった。そこで、一部では、排気浄化装置に、第一酸化還元触媒と、有害物質を吸着する吸着器と、第二酸化還元触媒と、を設けることが提案されている。かかる技術によれば、第一酸化還元触媒の活性化前には、吸着器で有害物質を吸着し、第一酸化還元触媒の活性化後には、第一酸化還元触媒で有害物質を浄化するとともに、吸着器から脱離した有害物質を、当該吸着器の下流に設けられた第二酸化還元触媒で浄化することができる。 Such a redox catalyst does not activate at low temperatures and can not exert sufficient purification capability. Therefore, there has been a problem that exhaust gas can not be sufficiently purified when the oxidation-reduction catalyst is at a low temperature, such as at the beginning of engine operation. Therefore, in some cases, it has been proposed to provide the exhaust gas purification apparatus with a first oxidation-reduction catalyst, an adsorber for adsorbing harmful substances, and a second oxidation-reduction catalyst. According to this technique, before activating the first redox catalyst, harmful substances are adsorbed by the adsorber, and after activating the first redox catalyst, the harmful substances are cleaned by the first redox catalyst. The harmful substance desorbed from the adsorber can be purified with a second oxidation reduction catalyst provided downstream of the adsorber.
例えば、特許文献1には、上流側から順に、第1触媒ゾーンと、吸着ゾーンと、第2触媒ゾーンと、が並んだ排気装置が開示されている。この特許文献1では、第1触媒ゾーンから吸着ゾーンに向かう排気と、吸着ゾーンから第2触媒ゾーンに向かう排気との間で熱交換させる熱交換器が設けられている。かかる熱交換器を設けることで、吸着ゾーンにおいて有害物質の脱離が開始される脱離開始温度までの到達時間を遅らすとともに、第2触媒ゾーンが活性化するまでの時間を短縮できる。
For example,
しかしながら、特許文献1では、第1触媒ゾーンが活性化した後も、吸着ゾーンに、排気が流れ続ける。吸着ゾーンに流入する排気は、第2触媒ゾーンに流入する排気と熱交換されることにより多少、除熱されるとはいえ、外気よりも十分に高い。かかる排気が吸着ゾーンに流入し続けることで、第2触媒ゾーンが活性化する前に、吸着ゾーンが、脱離開始温度に到達することがあった。この場合、有害物質が除去されることなく、外部に排出されるという問題を招く。これは、有害物質が、アンモニア等のように刺激臭の強い物質の場合、特に大きな問題となる。
However, in
そこで、本明細書では、外部に排出される有害物質をより低減できるエンジンシステムを開示する。 Thus, the present specification discloses an engine system capable of further reducing harmful substances discharged to the outside.
本明細書で開示するエンジンシステムは、エンジンと、前記エンジンから出力された排気を浄化する排気浄化装置と、前記エンジンおよび前記排気浄化装置の駆動を制御する制御部と、を有したエンジンシステムであって、前記排気浄化装置は、前記排気に含まれる有害物質を浄化する第一酸化還元触媒と、前記第一酸化還元触媒の下流に設けられ、第一酸化還元触媒から出力された排気の経路を、基本経路と、その下流端が前記基本経路に到達するバイパス経路と、のいずれかに切り替える切替弁と、前記基本経路上に設けられ、前記排気に含まれる前記有害物質を浄化する第二酸化還元触媒と、前記バイパス経路上に設けられ、前記排気に含まれる前記有害物質を吸着するとともに、温度上昇に伴い前記吸着した有害物資を放出する吸着器と、前記バイパス経路のうち前記切替弁と前記吸着器との間に設けられ、前記吸着器に入力される排気と、前記吸着器から出力される排気との間で熱交換させる熱交換器であって、前記吸着器に入力される排気を除熱するとともに、前記吸着器から出力される排気を加温したうえで第二酸化還元触媒に送る熱交換器と、前記第一酸化還元触媒の浄化能力を検出する第一能力検出器と、前記第二酸化還元触媒の浄化能力を検出する第二能力検出器と、を備え、前記制御部は、第一能力検出器および前記第二能力検出器で検出された浄化能力に応じて前記切替弁を切り替える、ことを特徴とする。 An engine system disclosed in the present specification is an engine system including an engine, an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas output from the engine, and a control unit for controlling driving of the engine and the exhaust gas purification device. The exhaust gas purification apparatus is provided with a first oxidation-reduction catalyst for purifying harmful substances contained in the exhaust gas, and a path of exhaust gas provided downstream of the first oxidation-reduction catalyst and output from the first oxidation-reduction catalyst A switching valve for switching between the basic path and a bypass path whose downstream end reaches the basic path, and a second oxidation valve provided on the basic path for purifying the harmful substance contained in the exhaust gas An adsorption that is provided on a reduction catalyst and on the bypass path, adsorbs the harmful substance contained in the exhaust gas, and releases the adsorbed harmful substance as the temperature rises. And a heat exchanger provided between the switching valve and the adsorber in the bypass path, for heat exchange between the exhaust input to the adsorber and the exhaust output from the adsorber. A heat exchanger for removing heat from the exhaust gas input to the adsorber and heating the exhaust gas output from the adsorber before sending it to the second oxidation reduction catalyst; and purifying the first redox catalyst A first capability detector for detecting the capability and a second capability detector for detecting the purification capability of the second redox catalyst, wherein the control unit comprises the first capability detector and the second capability detector. The switching valve is switched according to the detected purification capacity.
この場合、前記第一能力検出器は、前記第一酸化還元触媒の温度を検出する第一温度センサであり、前記第二能力検出器は、前記第二酸化還元触媒の温度を検出する第二温度センサであってもよい。 In this case, the first ability detector is a first temperature sensor that detects the temperature of the first redox catalyst, and the second ability detector is a second temperature that detects the temperature of the second redox catalyst. It may be a sensor.
また、前記制御部は、前記第一酸化還元触媒の浄化能力が規定の活性閾値未満の場合、前記排気が前記バイパス経路を通るように、また、前記第一酸化還元触媒の浄化能力が前記活性閾値以上かつ前記第二酸化還元触媒の浄化能力が前記活性閾値未満の場合、前記排気が前記バイパスを通過することなく前記基本経路を通るように、また、前記第二酸化還元触媒の浄化能力が前記活性閾値以上の場合、前記排気が前記バイパス経路を通るように、前記切替弁を切り替えてもよい。 In addition, when the purification capacity of the first redox catalyst is less than a prescribed activity threshold, the control unit causes the exhaust gas to pass through the bypass path, and the purification capacity of the first redox catalyst is active. When the purification capacity of the second oxidation reduction catalyst is equal to or higher than the threshold value and less than the activation threshold, the purification capacity of the second oxidation reduction catalyst is activated so that the exhaust gas passes through the basic path without passing through the bypass. When it is above the threshold value, the switching valve may be switched so that the exhaust passes through the bypass path.
また、さらに、前記吸着器における前記有害物質の脱離完了を検出する脱離検出器を備え、前記制御部は、前記第二酸化還元触媒の浄化能力が前記活性閾値以上になった後、前記脱離検出器により前記脱離完了が検出された場合、前記排気が前記バイパスを通過することなく前記基本経路を通るように、前記切替弁を切り替えてもよい。 Furthermore, the desorption device further includes a desorption detector for detecting completion of desorption of the harmful substance in the adsorber, and the control unit is configured to perform the desorption after the purification capacity of the second oxidation reduction catalyst becomes equal to or more than the activity threshold. When the separation completion is detected by the separation detector, the switching valve may be switched so that the exhaust gas passes through the basic path without passing through the bypass.
この場合、前記脱離検出器は、前記吸着器の温度を検出する第三温度センサであってもよい。また、別の形態として、前記脱離検出器は、前記第一酸化還元触媒に流入する排気の空燃比と、前記第二酸化還元触媒に流入する排気の空燃比と、の差分の絶対値に基づいて、前記有害物質の脱離完了を検出してもよい。 In this case, the desorption detector may be a third temperature sensor that detects the temperature of the adsorber. As another mode, the desorption detector is based on the absolute value of the difference between the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the first redox catalyst and the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the second oxidation reduction catalyst. The removal of the harmful substance may be detected.
また、前記制御部は、前記吸着器における前記有害物質の脱離完了が検出されるまで、前記エンジンの駆動を継続してもよい。 Further, the control unit may continue driving of the engine until completion of desorption of the harmful substance in the adsorber is detected.
また、さらに、前記第一酸化還元触媒に流入する排気の空燃比を第一空燃比として検出する第一空燃比センサと、前記第二酸化還元触媒に流入する排気の空燃比を第二空燃比として検出する第二空燃比センサと、を備え、前記制御部は、前記吸着器において前記有害物質の脱離が発生している期間中は、前記第二空燃比に基づいて前記エンジンに供給する混合ガスの空燃比を決定し、他の期間中は、前記第一空燃比に基づいて前記空燃比を決定してもよい。 Further, a first air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the exhaust flowing into the first oxidation reduction catalyst as a first air-fuel ratio, and an air-fuel ratio of the exhaust flowing into the second oxidation reduction catalyst as a second air-fuel ratio A second air-fuel ratio sensor to be detected, and the control unit is configured to supply the engine to the engine based on the second air-fuel ratio during a period in which desorption of the harmful substance occurs in the adsorber. The air-fuel ratio of the gas may be determined, and the air-fuel ratio may be determined based on the first air-fuel ratio during another period.
この場合、前記制御部は、前記第一空燃比と前記第二空燃比との差に基づいて、前記有害物質の脱離が発生しているか否かを判断してもよい。 In this case, the control unit may determine whether desorption of the harmful substance has occurred based on the difference between the first air fuel ratio and the second air fuel ratio.
また、前記エンジンは、アンモニアエンジンであり、前記有害物質は、アンモニアを含んでもよい。 The engine may be an ammonia engine, and the harmful substance may include ammonia.
本明細書で開示するエンジンシステムによれば、切替弁により基本経路とバイパス経路とに切り替えられる。そのため、吸着器に排気が常時流れないため、吸着器の温度上昇、ひいては有害物質の脱離開始を、ある程度制御できる。結果として、外部に排出される有害物質をより低減できる。 According to the engine system disclosed herein, the switching valve switches between the basic path and the bypass path. Therefore, since the exhaust gas does not always flow to the adsorber, the temperature rise of the adsorber and hence the start of desorption of harmful substances can be controlled to some extent. As a result, harmful substances discharged to the outside can be further reduced.
以下、エンジンシステム10の構成について図面を参照して説明する。図1は、エンジンシステム10の構成を示すブロック図である。エンジンシステム10は、エンジン12と、当該エンジン12からの排気を浄化する排気浄化装置14と、エンジン12および排気浄化装置14の駆動を制御するコントローラ16と、を備えている。
Hereinafter, the configuration of
エンジン12は、アンモニアを燃料として駆動するアンモニアエンジンである。かかるエンジン12からの排気には、窒素と水蒸気とアンモニアと窒素酸化物と水素とが含まれている。また、このエンジン12からの排気は、通常、高温となっている。
The
エンジン12から排出された排気は、排気浄化装置14に排出される。排気浄化装置14は、排気に含まれる有害物質を浄化または除去して、車外に放出する装置である。この排気浄化装置14には、第一酸化還元触媒18が含まれている。第一酸化還元触媒18は、排気に含まれる有害物質を酸化還元することで、無害化する。アンモニアエンジンの場合、アンモニア(NH3)と窒素酸化物(NOX)が、有害物質となる。かかるアンモニアおよび窒素酸化物を酸化還元する第一酸化還元触媒18は、例えば、セラミックスや酸化チタンを担体として用いており、また、バナジウム、モリブデンやタングステンのような卑金属酸化物、または、ゼオライトや貴金属を活性触媒成分として用いている。第一酸化還元触媒18では、アンモニア(NH3)と水素(H2)と窒素酸化物(NOX)を、窒素(N2)と水蒸気(H2O)に酸化還元する。
The exhaust gas discharged from the
ところで、こうした酸化還元反応は、第一酸化還元触媒18が、規定の第一活性化温度Ta1未満では、十分に発生しない。この第一活性化温度Ta1は、通常、常温よりも十分に高く、エンジン12から排出される排ガスの温度より十分に低い。したがって、エンジン12の運転初期等、第一酸化還元触媒18が第一活性化温度Ta1より低い場合、第一酸化還元触媒18では有害物質を浄化できず、第一酸化還元触媒18からは、有害物質を含んだ排気が出力されることになる。一方、エンジン12の運転がある程度、継続すると、第一酸化還元触媒18の温度が、高温の排気ガスにより温度上昇し、第一活性化温度Ta1以上となる。この状態になれば、第一酸化還元触媒18において、上述の酸化還元反応が発生し、有害物質の浄化が行われる。この場合、第一酸化還元触媒18からは、有害物質が除去された排気が出力される。
By the way, such an oxidation-reduction reaction does not occur sufficiently if the first oxidation-
第一酸化還元触媒18には、この第一酸化還元触媒18の温度を第一触媒温度T1として検出する第一温度センサ30が設けられている。第一温度センサ30で検出された第一触媒温度T1は、コントローラ16に出力される。この第一温度センサ30は、第一酸化還元触媒18の浄化能力を検出する第一能力検出器として機能する。なお、第一酸化還元触媒18の浄化能力を検出できるのであれば、温度センサに替えて、他のセンサを用いてもよい。例えば、第一酸化還元触媒18から出力排気に含まれる有害物質の濃度を検出する濃度センサを、温度センサの替わりに、または、加えて、設けてもよい。
The first oxidation /
第一酸化還元触媒18の下流には、切替弁20が設けられている。この切替弁20は、排気の経路を、基本経路およびバイパス経路のいずれかに切り替える三方弁である。バイパス経路は、後述する熱交換器24、吸着器26、再度、熱交換器24を経て、第二酸化還元触媒22へと向かう経路である。基本経路は、熱交換器24および吸着器26を経ることなく、第二酸化還元触媒22へと向かう経路である。この切替弁20の切替は、コントローラ16により制御されるが、これについては、後述する。
A switching
基本経路には、第二酸化還元触媒22が設けられている。第二酸化還元触媒22は、第一酸化還元触媒18と同様に、排気に含まれる有害物質(アンモニア、窒素酸化物)を酸化還元することで、無害化する。この第二酸化還元触媒22も、規定の第二活性化温度Ta2未満では、酸化還元反応が十分に発生しないため、有害物質を浄化できない。なお、第二活性化温度Ta2は、第一活性化温度Ta1と同じでもよいし、異なっていてもよい。以下では、Ta1=Ta2であるとして説明する。
The basic route is provided with a second
また、第二酸化還元触媒22にも、当該第二酸化還元触媒22の温度を、第二触媒温度T2として検出する第二温度センサ32が設けられている。第二温度センサ32で検出された第二触媒温度T2は、コントローラ16に出力される。この第二温度センサ32は、第二酸化還元触媒22の浄化能力を検出する第二能力検出器として機能する。
Further, the second
バイパス経路上には、熱交換器24および吸着器26が設けられている。吸着器26は、有害物質、特にアンモニアを吸着保持するものである。かかる吸着器26は、吸着物質として、例えば、アンモニアを吸着しやすい酸点を有する物質、例えば、ゼオライト等を含む。こうした吸着器26は、通常、温度が低いほど、有害物質の吸着量が増加する。一方で、吸着器26は、温度が上昇すると有害物質を吸着しきれなくなるため、吸着物質の脱離が生じる。こうした吸着器26で吸着された物質の脱離が開始する脱離開始温度Tdsは、常圧環境下において、第一活性化温度Ta1および第二活性化温度Ta2と同程度であることが多い。また、吸着器26が、脱離開始温度Tdsよりも高い脱離完了温度Tde以上になると、吸着器26から有害物質は、全て脱離したとみなせる。この脱離完了温度Tdeは、通常、第一活性化温度Ta1および第二活性化温度Ta2よりも高い。
A
吸着器26にも、当該吸着器26の温度を吸着器温度T3として検出する第三温度センサ34が設けられている。この第三温度センサ34で検出された吸着器温度T3は、コントローラ16に出力される。この第三温度センサ34は、吸着器26における有害物質の脱離完了を検出する脱離検出器として機能する。なお、第三温度センサ34をなくし、替わりに、後述する第一空燃比λ1および第二空燃比λ2の差に基づいて脱離完了を検出してもよい。
The
切替弁20と吸着器26との間には、熱交換器24が設けられている。この熱交換器24は、吸着器26に入力される排気と、吸着器26から出力される排気との間で熱交換させる熱交換器24である。すなわち、吸着器26に入力される排気は、吸着器26から出力される排気より高温である。この温度差のある排気を、熱交換器24において近接させて、熱交換させることで、吸着器26に入力される排気は、除熱される。一方、吸着器26から出力される排気は、加温され、温度上昇する。この加温された排気は、図1から明らかなとおり、基本経路(すなわち、第二酸化還元触媒22)へと送られる。そして、かかる熱交換器24を設けた場合、熱交換器24が無い場合に比べて、吸着器26の温度上昇が抑制される一方で、第二酸化還元触媒22の温度上昇が促進される。これは、言い換えると、吸着器26による有害物質の脱離開始までの時間が長期化されるとともに、第二酸化還元触媒22の活性化まで時間が短縮されるといえる。
A
エンジン12と第一酸化還元触媒18との間には、排気に含まれる酸素濃度を第一空燃比λ1として検出する第一空燃比センサ36が設けられている。また、第二酸化還元触媒22のすぐ上流(バイパス経路と基本経路との合流点よりも下流側)にも、排気に含まれる酸素濃度を第二空燃比λ2として検出する第二空燃比センサ38が設けられている。この第一空燃比センサ36および第二空燃比センサ38で検出された空燃比λ1,λ2は、コントローラ16へと出力される。
A first air-
コントローラ16は、上述したエンジン12および排気浄化装置14の駆動を制御する。このコントローラ16は、例えば、各種演算を行うCPUと、各種データおよびプログラム等を記憶する記憶装置で構成される。このコントローラ16は、第一触媒温度T1、第二触媒温度T2、吸着器温度T3に基づいて、切替弁20の切り替えを制御する。また、コントローラ16は、第一空燃比λ1および第二空燃比λ2に基づいて、エンジン12に供給する混合ガスの空燃比を決定する。なお、この切替弁20の切替制御および空燃比の決定制御は、後に詳説する。決定された空燃比は、燃料噴射装置28に入力される。燃料噴射装置28は、指示された空燃比に応じた量の燃料を、噴射する。噴射された燃料は、空気と混合された混合ガスとしてエンジン12に投入される。
The
次に、このエンジンシステム10における排気の浄化処理について説明する。本明細書で開示のエンジンシステム10では、第一酸化還元触媒18が活性化するまでは、吸着器26で有害物質を吸着し、第一酸化還元触媒18が活性化した後は、当該第一酸化還元触媒18で有害物質を浄化する。また、吸着器26に吸着された後、当該吸着器26から脱離する有害物質は、第二酸化還元触媒22で浄化する。以下、こうした排気の浄化処理について詳説する。
Next, exhaust gas purification processing in the
はじめに、エンジン12の運転初期等のように、第一触媒温度T1が、第一活性化温度Ta1未満の場合、すなわち、第一酸化還元触媒18が十分に活性化されておらず、有害物質を浄化できない場合について説明する。この場合、コントローラ16は、排気がバイパス経路を通るように、切替弁20を切り替える。
First, when the first catalyst temperature T1 is less than the first activation temperature Ta1 as in the initial operation of the
この場合、エンジン12から排出された排気は、まず、第一酸化還元触媒18に入力される。ただし、第一酸化還元触媒18は、活性化されていないため、多くの有害物質(アンモニア、窒素酸化物)は、酸化還元することなく、そのまま、下流に放出される。一方、高温の排気が流入することで、第一酸化還元触媒18は、徐々に温度上昇していく。
In this case, the exhaust gas discharged from the
第一酸化還元触媒18から出力された排気は、切替弁20を経て、バイパス経路に流れる。バイパス経路に流入した排気は、まず、熱交換器24において、吸着器26から出力された排気を熱交換されることで、除熱される。結果として、熱交換器24から吸着器26に向かう排気は、切替弁20から熱交換器24に向かう排気よりも温度低下している。
The exhaust gas output from the
除熱された排気は、吸着器26に流入する。ここで、上述したとおり、第一酸化還元触媒18による浄化が行われていないため、吸着器26に流入する排気には、有害物質が含まれている。また、エンジン12の運転初期等では、吸着器温度T3は、脱離開始温度Tdsよりも十分に小さい。そのため、排気に含まれる有害物質は、吸着器26により吸着され、保持される。その結果、吸着器26からは、有害物質が十分に除去された排気が出力される。なお、吸着器26に流入する排気は、熱交換器24により除熱されたとはいえ、外気に比べると十分に高温である。そのため、吸着器26に排気が流入し続けることで、吸着器26の温度は、徐々に上昇し、脱離開始温度Tdsに近づく。
The heat removed exhaust flows into the
吸着器26から出力された排気は、熱交換器24に流入し、吸着器26に入力される排気と熱交換される。そして、この熱交換により加熱された排気は、第二酸化還元触媒22へと入力される。このとき、第二触触媒温度T2は、第二活性化温度Ta2よりも低い。しかし、加熱された排気が入力されることで、第二触媒温度T2は、徐々に増加する。なお、T2<Ta2の場合、第二酸化還元触媒22による有害物質の浄化はできないが、この時点において、第二酸化還元触媒22に入力される排気は、吸着器26により有害物質が除去されているため、問題ない。
The exhaust gas output from the
[T1≧Ta1かつT2<Ta2の場合]
次に、エンジン12から高温の排気が出力され続けた結果、第一触媒温度T1が、第一活性化温度Ta1以上となるものの、第二触媒温度T2が第二活性化温度Ta2未満の場合について説明する。この場合、第一酸化還元触媒18による有害物質の浄化はできるが、第二酸化還元触媒22による有害物質の浄化はできない。この状態になれば、コントローラ16は、排気が基本経路を通るように、切替弁20を切り替える。
[When T1TTa1 and T2 <Ta2]
Next, as a result of the high temperature exhaust from the
この場合、エンジン12から第一酸化還元触媒18に入力された排気は、当該第一酸化還元触媒18により有害物質が浄化される。結果として、第一酸化還元触媒18からは、有害物質が十分に浄化された排気が出力される。この排気は、基本経路に流れる。すなわち、第一酸化還元触媒18から出力された排気は、バイパス経路を経ることなく、直接、第二酸化還元触媒22に入力される。このように、バイパス経路を経ない場合、バイパス経路を経る場合に比べて、第二酸化還元触媒22に到達する排気の温度が高くなる。結果として、基本経路を選択することにより、第二触媒温度T2の上昇が促進され、第二触媒温度T2が第二活性化温度Ta2に到達するまでの時間を短縮できる。また、基本経路を選択した場合、吸着器26には、排気が流れないことになる。その結果、吸着器温度T3の温度上昇が抑制され、吸着器温度T3が脱離開始温度Tdsに到達するまでの時間を長期化できる。
In this case, the exhaust gas input from the
次に、排気の熱により第二触媒温度T2が第二活性化温度Ta2以上に上昇する一方、吸着器温度T3が脱離完了温度Tde未満の場合について説明する。この場合、コントローラ16は、排気がバイパス経路を通るように、切替弁20を切り替える。
Next, the case where the second catalyst temperature T2 rises to the second activation temperature Ta2 or more due to the heat of exhaust while the adsorber temperature T3 is less than the desorption completion temperature Tde will be described. In this case, the
この場合においても、エンジン12からの排気に含まれる有害物質は、第一酸化還元触媒18により浄化される。そのため、第一酸化還元触媒18からは、有害物質が十分に浄化された排気が出力される。この排気は、熱交換器24を経て吸着器26に流れ込む。排気は、熱交換器24により除熱されているとはいえ、外気に比べると十分に高温である。そのため、この排気により吸着器26の温度は、徐々に増加する。そして、吸着器温度T3が、脱離開始温度Tds以上となると、吸着器26から有害物質の脱離が開始される。この場合、吸着器26からは、有害物質を含む排気が排出される。この排気は、熱交換器24を経て、第二酸化還元触媒22に流れ込む。
Also in this case, harmful substances contained in the exhaust from the
第二酸化還元触媒22は、十分に活性化されている。そのため、第二酸化還元触媒22は、吸着器26から排出された排気に含まれる有害物質、すなわち、吸着器26から脱離した有害物質を、浄化する。そして、第二酸化還元触媒22からは、有害物質が十分に浄化された排気が排出される。そして、このように第二酸化還元触媒22が活性化した後(T2≧Ta2となった後)、排気をバイパス経路に流すことで、吸着器26の温度上昇が促進され、吸着器26からの有害物質の脱離が促進される。
The
次に、排気の熱により吸着器温度T3が脱離完了温度Tde以上の場合について説明する。吸着器温度T3が脱離完了温度Tdeに達すれば、吸着器26における有害物質の吸着量は、ほぼゼロになったとみなせる。この状態になれば、コントローラ16は、排気が基本経路を通るように、切替弁20を切り替える。このように吸着器26の脱離完了した際に、基本経路に切り替えるのは、吸着器26の熱劣化を防止するためである。すなわち、この時点で、吸着器26における有害物質の吸着量は、ほぼゼロである。かかる吸着器26に排気を流し続けるメリットはなく、むしろ、排気の熱による吸着器26の劣化というデメリットのみが生じる。したがって、吸着器温度T3が脱離完了温度Tdeに達すれば、基本経路に切り替え、吸着器26への排気の流入を停止する。
Next, the case where the adsorber temperature T3 is equal to or higher than the desorption completion temperature Tde due to the heat of exhaust will be described. When the adsorber temperature T3 reaches the desorption completion temperature Tde, the adsorption amount of harmful substances in the
以上の説明から明らかなとおり、本明細書に開示のエンジンシステム10によれば、第一酸化還元触媒18および第二酸化還元触媒22の浄化能力に応じて、排気の経路を、基本経路およびバイパス経路のいずれかに切り替えている。これにより、触媒装置、特に、第二酸化還元触媒22の活性化までの時間を短縮できるとともに、吸着器26からの有害物質の脱離開始までの時間を長期化できる。結果として、有害物質が浄化されることなく外部に排出されることを効果的に防止できる。また、本例では、熱交換器24により、吸着器26に流れ込む排気は除熱し、吸着器26から第二酸化還元触媒22に向かう排気は加温している。そのため、第二酸化還元触媒22の活性化までの時間をより短縮できるとともに、吸着器26からの有害物質の脱離開始までの時間をより長期化できる。
As apparent from the above description, according to the
次に、このエンジンシステム10における各部の温度と各部のアンモニア濃度との関係について図2を参照して説明する。図2において、a〜eは各部でのアンモニア濃度を示すグラフである。具体的には、aは、エンジン出口、bは、第一酸化還元触媒の出口、cは、吸着器26の内部、dは、吸着器26の出口、eは、第二酸化還元触媒出口でのアンモニア濃度を示している。また、図2のfは、温度T1〜T3の変化を示すグラフである。
Next, the relationship between the temperature of each part and the ammonia concentration of each part in the
図示例では、時刻0においてエンジン12が始動される。この時刻t0の時点で、コントローラ16は、排気がバイパス経路を通るように切替弁20を切り替える。また、第一酸化還元触媒18、第二酸化還元触媒22、吸着器26は、いずれも常温となっている。
In the illustrated example, the
エンジン12が始動すると、エンジン12からはアンモニア等の有害物質を含んだ排気が排出される。特にエンジン12の始動直後は、エンジン12が暖まっていないため、排気のアンモニア濃度が高い。第一酸化還元触媒18は、低温で、活性化されていないため、こうしたアンモニアを浄化できない。一方、吸着器26は、脱離開始温度Tdsよりも低いため、アンモニア等の有害物質を吸着できる。
When the
その結果、エンジン12の運転初期(時刻0〜t1)、エンジン出口(a)および第一酸化還元触媒出口(b)では、アンモニア濃度が高くなる。また、吸着器26は、アンモニア等の有害物質を吸着するため、吸着器26の内部(c)のアンモニア濃度も高くなる。一方、殆どのアンモニアは、吸着器26で吸着されるため、吸着器26の出口(d)、および第二酸化還元触媒出口(e)では、アンモニア濃度は、ほぼゼロとなる。
As a result, at the initial stage of operation of the engine 12 (
第一酸化還元触媒18、第二酸化還元触媒22、吸着器26は、いずれも、排気の熱を受けて徐々に温度が上昇する。ただし、吸着器26は、第一酸化還元触媒18よりも下流に位置しており、また、流入排気が熱交換器24で除熱されている関係上、吸着器26の温度上昇率は、第一酸化還元触媒18よりも低い。その結果、吸着器26が脱離開始温度Tdsに達するより先に、第一酸化還元触媒18が第一活性化温度Ta1に達する。
The temperature of each of the
時刻t1において、第一酸化還元触媒18が、第一活性化温度Ta1に達すれば、コントローラ16は、排気が、バイパス経路を通ることなく、基本経路を通るように切替弁20を切り替える。このとき、第一酸化還元触媒18は、十分な浄化能力を発揮するため、第一酸化還元触媒出口(b)におけるアンモニア濃度は、ほぼゼロとなる。
At time t1, when the
このとき、基本経路が選択されており、排気は、吸着器26に流れることなく、第二酸化還元触媒22に流れる。そのため、吸着器26の温度上昇は、緩慢となる一方で、第二酸化還元触媒22の温度上昇速度は向上する。その結果、吸着器温度T3が脱離開始温度Tdsに達する前に、第二触媒温度T2が第二活性化温度Ta2に達する。
At this time, the basic route is selected, and the exhaust flows to the
時刻t2において、第二触媒温度T2が第二活性化温度Ta2に達すれば、コントローラ16は、排気がバイパス経路を通るように切替弁20を切り替える。この場合、排気が吸着器26にも流れるため、吸着器26の温度が徐々に上昇する。
At time t2, when the second catalyst temperature T2 reaches the second activation temperature Ta2, the
そして、時刻t3において、吸着器温度T3が、脱離開始温度Tdsに達すれば、吸着器26からアンモニアが徐々に放出される。その結果、吸着器内(c)のアンモニア濃度が低下するとともに、吸着器出口(d)のアンモニア濃度が上昇する。そして、吸着器温度T3が、さらに上昇し、脱離完了温度Tdeに近づくと、吸着器26から放出されるアンモニア量が低下するため、吸着器出口(d)におけるアンモニア濃度は、徐々に低下する。なお、この間、吸着器26から放出されたアンモニアは、活性化された第二酸化還元触媒22で浄化される。その結果、第二酸化還元触媒出口(e)におけるアンモニア濃度は、ゼロに保たれる。
Then, at time t3, when the adsorber temperature T3 reaches the desorption start temperature Tds, ammonia is gradually released from the
そして、最終的に時刻t4において、吸着器温度T3が、脱離完了温度Tdeに達すれば、吸着器26の内部および出口におけるアンモニア濃度は、ほぼゼロとなる。この状態になれば、コントローラ16は、排気が、パイパス経路を経ることなく、基本経路に流れるように、切替弁20を切り替える。その結果、吸着器26に排気が流れないため、排気の熱に起因する吸着器26の劣化を抑制できる。
Finally, at time t4, when the adsorber temperature T3 reaches the desorption completion temperature Tde, the ammonia concentration at the inside and at the outlet of the
次に、こうした切替弁20の切替制御の流れについて図3を参照して説明する。図3は、コントローラ16による切替弁20の切替制御の流れを示すフローチャートである。図3に示す通り、エンジン12が始動されると、コントローラ16は、まず、吸着器26の吸着状態を示すパラメータJを0にセットする(S10)。続いて、第一触媒温度T1が、第一活性化温度Ta1以上か否かを判断する(S12)。判断の結果、第一触媒温度T1が、第一活性化温度Ta1未満の場合、コントローラ16は、切替弁20をバイパス経路に設定する(S14)。バイパス経路が選択されている期間中、コントローラ16は、吸着器温度T3が、脱離完了温度Tde以上か否かを判断する(S16)。判断の結果、T3≧Tde、すなわち、吸着器26における脱離が完了した場合には、パラメータJに1をセットしたうえで、ステップS12に戻る(S18)。一方、T3<Tdeの場合、J=0を維持したまま、ステップS12に戻る。
Next, the flow of the switching control of the switching
ステップS12において、T1≧Ta1と判断されれば、続いて、パラメータJが1か否かを判断する(S20)。判断の結果、J=1、すなわち、吸着器26が脱離完了となっていれば、コントローラ16は、続いて、エンジン12の運転が停止したかを判断する(S26)。判断の結果、エンジン12が運転停止していれば、処理は、終了となる。一方、エンジン12が運転継続していれば、コントローラ16は、切替弁20を基本経路にセット(S24)したうえで、ステップS12に戻る。
If it is determined in step S12 that T1 ≧ Ta1, then it is determined whether or not the parameter J is 1 (S20). As a result of the determination, if J = 1, that is, if the
一方、T1≧Ta1かつJ=0の場合(S20でNo)、コントローラ16は、続いて、第二触媒温度T2が、第二活性化温度Ta2以上か否かを判断する(S22)。判断の結果、T2≧Ta2となっていれば、コントローラ16は、ステップS24に進み、切替弁20をバイパス経路にセットする(S14)。一方、T1≧Ta1かつJ=0かつT2<Ta2の場合、ステップS24に進み切替弁20を基本経路にセットする。
On the other hand, if T1 ≧ Ta1 and J = 0 (No in S20), the
以上の説明から明らかなとおり、コントローラ16は、第一触媒温度T1、第二触媒温度T2、吸着器温度T3に基づいて切替弁20の切り替えを制御している。そして、これら温度T1,T2,T3は、それぞれ、触媒の浄化能力、吸着器26の吸着・脱離状態を示すパラメータといえる。したがって、本例において、コントローラ16は、触媒の浄化能力および吸着器26の吸着・脱離状態に応じて、切替弁20の切り替え制御を行なっているといえる。
As apparent from the above description, the
なお、次回のエンジン始動時においても、吸着器26による有害物質の吸着を確実に行なうために、エンジン12は、吸着器26からの脱離が完了するまで継続して運転されることが望ましい。すなわち、コントローラ16は、T3≧Tdeに達するまで、エンジン12の運転を継続させる。したがって、例えば、T3≧Tdeに達する前に、ユーザがエンジン停止を指示された場合であっても、コントローラ16は、エンジン12の運転が継続させる。このとき、排気浄化のためにエンジン12が停止できないことをユーザにアナウンスすることが望ましい。また、このように、吸着器26による有害物質の脱離を早期に終了したい場合には、排気温度が特に高くなるように、エンジン12の燃焼を調整してもよい。例えば、エンジン12における混合ガスの燃焼タイミングを遅くすると、排気温度が上昇することが知られている。
It is desirable that the
次に、エンジン12の供給される混合ガスの空燃比の決定制御について説明する。コントローラ16は、エンジン出口における排気の空燃比(酸素濃度)である第一空燃比λ1と、第二酸化還元触媒入口における排気の空燃比(酸素濃度)である第二空燃比λ2と、に基づいて、混合ガスの空燃比を決定する。
Next, determination control of the air-fuel ratio of the mixed gas supplied to the
より具体的に説明すると、アンモニアは、刺激臭が強いため、外部への放出は、極力避けることが望まれる。したがって、アンモニアエンジンを用いるエンジンシステム10では、排気に含まれるアンモニアは、確実に酸化されることが望まれる。
More specifically, since ammonia has a strong pungent odor, it is desirable to avoid the release to the outside as much as possible. Therefore, in the
ここで、吸着器26におけるアンモニアの脱離が生じていない状況では、酸化して浄化すべきアンモニア量は、エンジン12から排出される排気に含まれるアンモニア量だけとなる。したがって、この場合、エンジン出口における第一空燃比λ1が量論比になるように、エンジン12に供給される混合ガスの空燃比を調整すれば、アンモニアを酸化・浄化できる。
Here, in a situation where desorption of ammonia in the
一方、吸着器26におけるアンモニアの脱離が生じている場合、酸化して浄化すべきアンモニア量は、エンジン12から排出される排気に含まれるアンモニア量に加え、吸着器26から脱離するアンモニア量もある。このようにアンモニアの脱離が生じている状況で、エンジン出口における第一空燃比λ1に基づいて混合ガスの空燃比を調整すると、アンモニアの酸化に必要な酸素が不足し、アンモニアが浄化できなくなるおそれがある。そこで、アンモニアの脱離が発生する場合には、第二酸化還元触媒22入口における第二空燃比λ2が、量論比になるように、エンジン12に供給される混合ガスの空燃比を調整する。
On the other hand, when desorption of ammonia occurs in the
図4は、混合ガスの空燃比の決定制御の流れを示すフローチャートである。図4に示す通り、コントローラ16は、まず、現在、基本経路が選択されているか否かを判断する(S30)。上述の説明から明らかなとおり、基本経路が選択されている期間中、アンモニアの脱離は発生しないため、基本経路が選択されている場合、コントローラ16は、第一空燃比λ1に基づいて混合ガスの空燃比を決定する(S32)。
FIG. 4 is a flow chart showing the flow of determination control of the air-fuel ratio of the mixed gas. As shown in FIG. 4, the
一方、バイパス経路が選択されている場合、コントローラ16は、続いて、第二触媒温度T2が、第二活性化温度Ta2以上か否かを判断する(S34)。T2<Taの場合、アンモニアの脱離は発生しないため、コントローラ16は、第一空燃比λ1に基づいて混合ガスの空燃比を決定する(S32)。一方、T2≧Taの場合、アンモニアの脱離が発生する可能性がある。そこで、この場合、コントローラ16は、第一空燃比λ1と第二空燃比λ2との差分の絶対値が、規定の基準値λJ以上か否かを判断する(S36)。|λ1−λ2|<λJの場合、すなわち、第一空燃比λ1と第二空燃比λ2がほぼ等しい場合、アンモニアの脱離は、生じていないと判断できる。したがって、この場合、コントローラ16は、第一空燃比λ1に基づいて混合ガスの空燃比を決定する(S32)。
On the other hand, when the bypass route is selected, the
一方、|λ1−λ2|≧λJの場合、吸着器26から脱離したアンモニアが、第二酸化還元触媒22に流入していると判断できる。この場合、当該脱離したアンモニアを酸化させるための酸素がさらに必要となる。そこで、この場合、コントローラ16は、第二空燃比λ2に基づいて混合ガスの空燃比を決定する(S38)。
On the other hand, when | λ1−λ2 | ≧ λJ, it can be determined that the ammonia desorbed from the
以上の説明から明らかな通り、本例によれば、アンモニアの脱離が生じている場合には、吸着器26の下流、第二酸化還元触媒22の入口における第二空燃比λ2に基づいて、混合ガスの空燃比を決定している。その結果、アンモニアを確実に酸化(浄化)させることができる。
As apparent from the above description, according to the present embodiment, when desorption of ammonia is occurring, mixing is performed based on the second air-fuel ratio λ2 at the inlet of the
なお、第一空燃比λ1と第二空燃比λ2の差は、アンモニアの脱離が生じている場合に限らず、吸着器26によるアンモニアの吸着が生じている場合にも広がる。したがって、|λ1−λ2|だけをモニタリングすると、吸着状態を、脱離状態と誤認するおそれがある。図4に示すフローチャートにおいて、|λ1−λ2|だけでなく、第二触媒温度T2や切替弁20の状態をモニタリング(ステップS30、S34)するのは、こうした誤認することを防止するためである。したがって、吸着状態と脱離状態との誤認を防止できるステップがあるのであれば、ステップS30、S34は、省略されてもよい。例えば、第一酸化還元触媒18が活性化した後は、吸着器26によるアンモニアの吸着が生じないと考えられる。したがって、図5に示すように最初に第一触媒温度T1が第一活性化温度Ta1以上か否かを判断(S40)するようにしてもよい。そして、T1<Ta1(第一酸化還元触媒18が活性化前)の場合には、第一空燃比λ1で混合ガスの空燃比を調整する(S32)。また、T1≧Ta1(第一酸化還元触媒18が活性化後)の場合には、さらに、|λ1−λ2|≧λJを満たすか否かを確認する(S36)。確認の結果、|λ1−λ2|≧λJの場合には、アンモニアの脱離が生じていると判断し、第二空燃比λ2に基づいて混合ガスの空燃比を調整する(S38)。一方、λ1−λ2|<λJの場合には、第一空燃比λ1に基づいて混合ガスの空燃比を調整する(S32)。
The difference between the first air-fuel ratio λ1 and the second air-fuel ratio λ2 extends not only when the desorption of ammonia occurs, but also when the adsorption of ammonia by the
また、別の形態として、アンモニアの脱離は、吸着器温度T3に基づいて判断してもよい。すなわち、アンモニアの脱離が開始する脱離開始温度Tdsと、アンモニアの脱離が完了する脱離完了温度Tdeは、既知である。したがって、吸着器温度T3が、この脱離開始温度Tds以上かつ脱離完了温度Tde未満の範囲にある場合には、アンモニアの脱離が発生していると判断し、第二空燃比λ2に基づいて混合ガスの空燃比を決定してもよい。 As another mode, desorption of ammonia may be determined based on the adsorber temperature T3. That is, the desorption start temperature Tds at which the desorption of ammonia starts and the desorption completion temperature Tde at which the desorption of ammonia is completed are known. Therefore, when the adsorber temperature T3 is in the range between the desorption start temperature Tds and the desorption completion temperature Tde, it is determined that desorption of ammonia is occurring, and the second air-fuel ratio λ2 is used. The air-fuel ratio of the mixed gas may be determined.
いずれにしても、吸着器26からアンモニアの脱離が生じている場合には、第二酸化還元触媒22入口における第二空燃比λ2に基づいて混合ガスの空燃比を決定することで、アンモニアが浄化されることなく外部に放出されることを確実に防止できる。
In any case, when desorption of ammonia from the
なお、これまで説明した構成は、一例であり、熱交換器24および吸着器26を有したバイパス経路と、熱交換器24および吸着器26を経ることなく第二酸化還元触媒22に向かう基本経路と、があり、このバイパス経路と基本経路とを切り替える切替弁20を、第一酸化還元触媒18および第二酸化還元触媒22の浄化能力に応じて切り替えるのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。したがって、上述の例では、第一触媒温度T1に基づいて第一酸化還元触媒18の浄化能力を判定しているが、例えば、濃度センサなどを用いて、浄化能力を判定してもよい。また、上述の説明では、吸着器26によるアンモニアの脱離完了を、吸着器温度T3に基づいて判定している(ステップS16参照)が、吸着器温度T3ではなく、第一空燃比λ1と第二空燃比λ2との差に基づいて、脱離完了を判定してもよい。
The configuration described above is an example, and a bypass path having the
また、これまでは、活性化温度Ta1,Ta2および脱離完了温度Tdeを一定値として説明しているが、これらの値は、触媒や吸着物質の劣化等に応じて、変動する変動値としてもよい。例えば、酸化還元触媒は、劣化に伴い、活性化温度が高くなることが知られている。したがって、酸化還元触媒の劣化に応じて、活性化温度Ta1,Ta2を増加させてもよい。 Also, so far, the activation temperatures Ta1 and Ta2 and the desorption completion temperature Tde have been described as constant values, but these values are also regarded as fluctuation values that fluctuate depending on the deterioration of the catalyst and the adsorption substance. Good. For example, it is known that the redox catalyst has a high activation temperature as it deteriorates. Therefore, the activation temperatures Ta1 and Ta2 may be increased according to the deterioration of the redox catalyst.
また、これまでの説明では、エンジン12を、アンモニアエンジンとしているが、エンジン12は、他の種類のエンジン、例えば、化石燃料を燃焼させるエンジンであってもよい。この場合、排気に含まれる未燃燃料や炭化水素が有害物質に該当する。したがって、この場合、第一酸化還元触媒18および第二酸化還元触媒22は、未燃燃料や炭化水素を浄化するものであり、吸着器26は、未燃燃料や炭化水素を吸着するものであればよい。
Also, although the
10 エンジンシステム、12 エンジン、14 排気浄化装置、16 コントローラ、18 第一酸化還元触媒、20 切替弁、22 第二酸化還元触媒、24 熱交換器、26 吸着器、28 燃料噴射装置、30 第一温度センサ、32 第二温度センサ、34 第三温度センサ、36 第一空燃比センサ、38 第二空燃比センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記エンジンから出力された排気を浄化する排気浄化装置と、
前記エンジンおよび前記排気浄化装置の駆動を制御する制御部と、
を有したエンジンシステムであって、
前記排気浄化装置は、
前記排気に含まれる有害物質を浄化する第一酸化還元触媒と、
前記第一酸化還元触媒の下流に設けられ、第一酸化還元触媒から出力された排気の経路を、基本経路と、その下流端が前記基本経路に到達するバイパス経路と、のいずれかに切り替える切替弁と、
前記基本経路上に設けられ、前記排気に含まれる前記有害物質を浄化する第二酸化還元触媒と、
前記バイパス経路上に設けられ、前記排気に含まれる前記有害物質を吸着するとともに、温度上昇に伴い前記吸着した有害物資を放出する吸着器と、
前記バイパス経路のうち前記切替弁と前記吸着器との間に設けられ、
前記吸着器に入力される排気と、前記吸着器から出力される排気との間で熱交換させる熱交換器であって、前記吸着器に入力される排気を除熱するとともに、前記吸着器から出力される排気を加温したうえで第二酸化還元触媒に送る熱交換器と、
前記第一酸化還元触媒の浄化能力を検出する第一能力検出器と、
前記第二酸化還元触媒の浄化能力を検出する第二能力検出器と、
を備え、前記制御部は、第一能力検出器および前記第二能力検出器で検出された浄化能力に応じて前記切替弁を切り替える、
ことを特徴とするエンジンシステム。 With the engine,
An exhaust gas purification device for purifying exhaust gas output from the engine;
A control unit that controls driving of the engine and the exhaust purification device;
An engine system having
The exhaust gas purification device
A first redox catalyst that purifies harmful substances contained in the exhaust;
A switch is provided downstream of the first redox catalyst, and switches the path of the exhaust gas output from the first redox catalyst to either the basic path or the bypass path whose downstream end reaches the basic path With the valve,
A second oxidation reduction catalyst provided on the basic route and purifying the harmful substance contained in the exhaust;
An adsorber provided on the bypass path to adsorb the harmful substance contained in the exhaust gas and release the adsorbed harmful substance as the temperature rises.
It is provided between the switching valve and the adsorber in the bypass path,
A heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas input to the adsorber and the exhaust gas output from the adsorber, which removes heat from the exhaust gas input to the adsorber, and from the adsorber A heat exchanger for warming the exhaust gas to be output and sending it to the second oxidation reduction catalyst;
A first capability detector for detecting the purification capability of the first redox catalyst;
A second ability detector for detecting the purification ability of the second redox catalyst;
And the control unit switches the switching valve in accordance with the purification ability detected by the first ability detector and the second ability detector.
An engine system characterized by
前記第一能力検出器は、前記第一酸化還元触媒の温度を検出する第一温度センサであり、
前記第二能力検出器は、前記第二酸化還元触媒の温度を検出する第二温度センサである、
ことを特徴とするエンジンシステム。 The engine system according to claim 1,
The first capability detector is a first temperature sensor that detects the temperature of the first redox catalyst,
The second capability detector is a second temperature sensor that detects the temperature of the second reduction catalyst.
An engine system characterized by
前記制御部は、前記第一酸化還元触媒の浄化能力が規定の活性閾値未満の場合、前記排気が前記バイパス経路を通るように、また、前記第一酸化還元触媒の浄化能力が前記活性閾値以上かつ前記第二酸化還元触媒の浄化能力が前記活性閾値未満の場合、前記排気が前記バイパスを通過することなく前記基本経路を通るように、また、前記第二酸化還元触媒の浄化能力が前記活性閾値以上の場合、前記排気が前記バイパス経路を通るように、前記切替弁を切り替える、ことを特徴とするエンジンシステム。 The engine system according to claim 1 or 2,
The control unit is configured such that the exhaust gas passes through the bypass path when the purification capacity of the first redox catalyst is less than a prescribed activity threshold, and the purification capacity of the first redox catalyst is greater than or equal to the activity threshold And, if the purification capacity of the second oxidation reduction catalyst is less than the activation threshold, the exhaust gas passes through the basic path without passing through the bypass, and the purification capacity of the oxidation reduction catalyst is greater than the activation threshold An engine system according to claim 1, wherein the switching valve is switched such that the exhaust gas passes through the bypass path.
前記吸着器における前記有害物質の脱離完了を検出する脱離検出器を備え、
前記制御部は、前記第二酸化還元触媒の浄化能力が前記活性閾値以上になった後、前記脱離検出器により前記脱離完了が検出された場合、前記排気が前記バイパスを通過することなく前記基本経路を通るように、前記切替弁を切り替える、ことを特徴とするエンジンシステム。 The engine system according to claim 3, further comprising:
A desorption detector for detecting completion of desorption of the harmful substance in the adsorber;
The control unit controls the exhaust gas without the exhaust gas passing through the bypass when the desorption detector detects completion of desorption after the purification capacity of the second oxidation reduction catalyst becomes equal to or higher than the active threshold. An engine system characterized by switching the switching valve so as to pass through a basic path.
前記脱離検出器は、前記吸着器の温度を検出する第三温度センサである、ことを特徴とするエンジンシステム。 The engine system according to claim 4,
The engine system, wherein the desorption detector is a third temperature sensor that detects the temperature of the adsorber.
前記脱離検出器は、前記第一酸化還元触媒に流入する排気の空燃比と、前記第二酸化還元触媒に流入する排気の空燃比と、の差分の絶対値に基づいて、前記有害物質の脱離完了を検出する、ことを特徴とするエンジンシステム。 The engine system according to claim 4,
The desorption detector removes the harmful substance based on the absolute value of the difference between the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the first oxidation reduction catalyst and the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the second oxidation reduction catalyst. An engine system characterized by detecting release completion.
前記制御部は、前記吸着器における前記有害物質の脱離完了が検出されるまで、前記エンジンの駆動を継続する、ことを特徴とするエンジンシステム。 The engine system according to any one of claims 3 to 6, wherein
The control system continues driving of the engine until completion of desorption of the harmful substance in the adsorber is detected.
前記第一酸化還元触媒に流入する排気の空燃比を第一空燃比として検出する第一空燃比センサと、
前記第二酸化還元触媒に流入する排気の空燃比を第二空燃比として検出する第二空燃比センサと、
を備え、
前記制御部は、前記吸着器において前記有害物質の脱離が発生している期間中は、前記第二空燃比に基づいて前記エンジンに供給する混合ガスの空燃比を決定し、他の期間中は、前記第一空燃比に基づいて前記空燃比を決定する、
ことを特徴とするエンジンシステム。 The engine system according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
A first air-fuel ratio sensor that detects, as a first air-fuel ratio, an air-fuel ratio of exhaust flowing into the first oxidation-reduction catalyst;
A second air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the exhaust flowing into the second oxidation reduction catalyst as a second air-fuel ratio;
Equipped with
The control unit determines an air-fuel ratio of the mixed gas to be supplied to the engine based on the second air-fuel ratio during a period in which desorption of the harmful substance occurs in the adsorber, and during another period Determines the air-fuel ratio based on the first air-fuel ratio,
An engine system characterized by
前記制御部は、前記第一空燃比と前記第二空燃比との差に基づいて、前記有害物質の脱離が発生しているか否かを判断する、ことを特徴とするエンジンシステム。 The engine system according to claim 8, wherein
An engine system, wherein the control unit determines whether desorption of the harmful substance has occurred based on a difference between the first air fuel ratio and the second air fuel ratio.
前記エンジンは、アンモニアエンジンであり、
前記有害物質は、アンモニアを含む、
ことを特徴とするエンジンシステム。
The engine system according to any one of claims 1 to 9, wherein
The engine is an ammonia engine,
The harmful substances include ammonia,
An engine system characterized by
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JP (1) | JP2019120144A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021116802A (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | 株式会社豊田中央研究所 | Exhaust emission control device and exhaust emission control method |
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2017
- 2017-12-28 JP JP2017253401A patent/JP2019120144A/en active Pending
Cited By (2)
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JP2021116802A (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-10 | 株式会社豊田中央研究所 | Exhaust emission control device and exhaust emission control method |
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