JP2020084940A - Exhaust system - Google Patents

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Abstract

To provide an exhaust system capable of suppressing the discharge of carbon hydride to the outside of a vehicle, with a simple structure.SOLUTION: An exhaust system 1 for exhausting an engine 101 is provided with a plasma reactor 4 equipped with an electrode panel 7 having an adsorption layer adsorbing carbon hydride in exhaust gas, a power supply device 5 that can be switched between an on state in which power can be supplied to the electrode panel 7 and an off state in which power is not supplied to the electrode panel 7, and a control device 6 that controls the power supply device 5. According to a timing of starting the engine 101 and a timing of accelerating the number of rotations of the engine 101, the power supply device 5 is switched from the off state to the on state.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、排気システムに関する。 The present invention relates to exhaust systems.

従来、排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）などの有害成分を分解する装置として、プラズマリアクターを備える排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas purification device including a plasma reactor has been known as a device for decomposing harmful components such as hydrocarbon (HC) contained in exhaust gas (see, for example, Patent Document 1).

この排気浄化装置では、排気浄化触媒の上流側に、主流路をバイパスするバイパス流路を備え、そのバイパス流路に、ＨＣ吸着触媒を内蔵するプラズマリアクターが配置されている。 In this exhaust gas purification device, a bypass flow channel that bypasses the main flow channel is provided on the upstream side of the exhaust gas purification catalyst, and a plasma reactor containing an HC adsorption catalyst is arranged in the bypass flow channel.

そして、この排気浄化装置では、排気浄化触媒の活性が充分に上がっていないときに、排気をバイパス流路に流して、ＨＣをプラズマリアクター内のＨＣ吸着触媒で吸着して、ＨＣが排気浄化触媒に達しないようにしている。 Further, in this exhaust gas purification device, when the activity of the exhaust gas purification catalyst is not sufficiently increased, the exhaust gas is caused to flow in the bypass flow path, HC is adsorbed by the HC adsorption catalyst in the plasma reactor, and HC is exhausted I try not to reach.

特開２００５−９０４００号公報JP 2005-90400 A

しかし、特許文献１に記載されるような排気浄化装置では、バイパス流路や、主流路とバイパス流路とを切り換えるための切替弁などが必要となり、構成が複雑になる。 However, the exhaust emission control device described in Patent Document 1 requires a bypass passage, a switching valve for switching between the main passage and the bypass passage, and the configuration is complicated.

そこで、本発明の目的は、簡易な構成で、炭化水素が車外に排出されることを抑制できる排気システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust system that has a simple configuration and that can suppress the discharge of hydrocarbons to the outside of the vehicle.

本発明［１］は、エンジンから排気するための排気システムであって、排気ガス中の炭化水素を吸着する吸着層を有する電極パネルを備えるプラズマリアクターと、前記電極パネルに電力を供給可能なオン状態、または、前記電極パネルに電力を供給しないオフ状態に切り替え可能な電源装置と、前記電源装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記エンジンが始動するタイミング、および、前記エンジンの回転数が上昇するタイミングで、前記電源装置を前記オフ状態から前記オン状態に切り替える、排気システムを含む。 The present invention [1] is an exhaust system for exhausting from an engine, comprising a plasma reactor provided with an electrode panel having an adsorption layer for adsorbing hydrocarbons in exhaust gas, and an on-state capable of supplying electric power to the electrode panel. State, or a power supply device that can be switched to an off state in which electric power is not supplied to the electrode panel, and a control device that controls the power supply device, the control device timing when the engine is started, and the engine It includes an exhaust system that switches the power supply device from the off state to the on state at the timing when the rotation speed of No. 1 increases.

このような構成によれば、エンジンが始動するタイミング、および、エンジンの回転数が上昇するタイミングで、電源装置をオフ状態からオン状態に切り替える。 With such a configuration, the power supply device is switched from the off state to the on state at the timing of starting the engine and the timing of increasing the engine speed.

これにより、エンジンが始動するタイミング、および、エンジンの回転数が上昇するタイミングにおいて、プラズマリアクターの内部にプラズマが発生している状態で、排気ガス中の炭化水素をプラズマリアクター内の電極パネルに吸着させることができる。 As a result, hydrocarbons in the exhaust gas are adsorbed to the electrode panel in the plasma reactor when plasma is generated inside the plasma reactor at the timing when the engine starts and when the engine speed increases. Can be made

プラズマリアクターの内部にプラズマが発生している状態で炭化水素を電極パネルに吸着させることにより、電極パネルに吸着した炭化水素が脱離することを抑制できる。 By adsorbing hydrocarbons on the electrode panel while plasma is being generated inside the plasma reactor, desorption of the hydrocarbons adsorbed on the electrode panel can be suppressed.

その結果、バイパス流路を設けるなどの複雑な構成を採用することなく、簡易な構成で、炭化水素が車外に排出されることを抑制できる。 As a result, hydrocarbons can be suppressed from being discharged to the outside of the vehicle with a simple structure without employing a complicated structure such as providing a bypass flow path.

また、本発明［２］は、前記エンジンに接続される排気管と、前記排気管の途中に介在され、前記排気ガス中の前記炭化水素を分解する触媒コンバーターとをさらに備え、前記プラズマリアクターは、前記排気管の途中に介在され、前記排気ガスが流れる方向において、前記触媒コンバーターよりも下流に配置される、上記［１]の排気システムを含む。 Further, the present invention [2] further comprises an exhaust pipe connected to the engine, and a catalytic converter interposed in the exhaust pipe for decomposing the hydrocarbon in the exhaust gas, and the plasma reactor is The exhaust system according to [1] above, which is interposed in the middle of the exhaust pipe and is arranged downstream of the catalytic converter in the direction in which the exhaust gas flows.

このような構成によれば、触媒コンバーターで分解されなかった炭化水素を、プラズマリアクターで吸着および分解することができる。 According to such a configuration, hydrocarbons that have not been decomposed by the catalytic converter can be adsorbed and decomposed by the plasma reactor.

本発明によれば、簡易な構成で、炭化水素が車外に排出されることを抑制できる。 According to the present invention, hydrocarbons can be suppressed from being discharged outside the vehicle with a simple configuration.

図１は、本発明の排気システムの一実施形態を備える車両の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle including an embodiment of an exhaust system of the present invention. 図２は、図１に示す排気システムの制御について説明するためのタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart for explaining control of the exhaust system shown in FIG.

１．排気システムの構成
図１に示すように、排気システム１は、例えば、車両１００に搭載される。 1. Configuration of Exhaust System As shown in FIG. 1, the exhaust system 1 is mounted on, for example, a vehicle 100.

車両１００は、エンジン１０１と、バッテリー１０２を含む電気システムと、エンジン１０１に吸気するための図示しない吸気システムと、エンジン１０１に燃料を供給するための図示しない燃料噴射システムと、エンジン１０１から排気するための排気システム１とを備える。 The vehicle 100 includes an engine 101, an electric system including a battery 102, an intake system (not shown) for intake air to the engine 101, a fuel injection system (not shown) for supplying fuel to the engine 101, and exhaust from the engine 101. And an exhaust system 1 for

排気システム１は、排気管２と、触媒コンバーター３と、プラズマリアクター４と、電源装置５と、制御装置６とを備える。 The exhaust system 1 includes an exhaust pipe 2, a catalytic converter 3, a plasma reactor 4, a power supply device 5, and a control device 6.

（１）排気管
排気管２は、エンジン１０１に接続される。エンジン１０１から排出される排気ガスは、排気管２を通って車外に排出される。 (1) Exhaust Pipe The exhaust pipe 2 is connected to the engine 101. Exhaust gas discharged from the engine 101 passes through the exhaust pipe 2 and is discharged outside the vehicle.

（２）触媒コンバーター
触媒コンバーター３は、排気管２の途中に介在される。具体的には、触媒コンバーター３は、触媒の一例としての三元触媒を内部に有する三元触媒コンバーターである。触媒コンバーター３は、内部の触媒により、排気ガスに含まれる有害成分（炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ））を分解する。 (2) Catalytic converter The catalytic converter 3 is interposed in the middle of the exhaust pipe 2. Specifically, the catalytic converter 3 is a three-way catalytic converter having a three-way catalyst as an example of a catalyst therein. The catalytic converter 3 decomposes harmful components (hydrocarbon (HC), nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO)) contained in the exhaust gas by the internal catalyst.

（３）プラズマリアクター
プラズマリアクター４は、排気管２の途中に介在される。プラズマリアクター４は、排気ガスが流れる方向において、触媒コンバーター３よりも下流に配置される。プラズマリアクター４は、触媒コンバーター３を通過した排気ガスに含まれる有害成分を分解する。 (3) Plasma Reactor The plasma reactor 4 is interposed in the middle of the exhaust pipe 2. The plasma reactor 4 is arranged downstream of the catalytic converter 3 in the exhaust gas flow direction. The plasma reactor 4 decomposes harmful components contained in the exhaust gas that has passed through the catalytic converter 3.

プラズマリアクター４は、入口４Ａと、出口４Ｂとを有する。エンジン１０１から排出された排気ガスは、排気管２を通って、入口４Ａから、プラズマリアクター４の内部に流入する。プラズマリアクター４の内部を通過した排気ガスは、出口４Ｂから流出する。 The plasma reactor 4 has an inlet 4A and an outlet 4B. The exhaust gas discharged from the engine 101 flows into the plasma reactor 4 through the exhaust pipe 2 and the inlet 4A. The exhaust gas that has passed through the inside of the plasma reactor 4 flows out from the outlet 4B.

プラズマリアクター４は、複数の電極パネル７を有する。複数の電極パネル７は、プラズマリアクター４の内部に設けられる。各電極パネル７は、入口４Ａから出口４Ｂに向かって延びる。各電極パネル７は、平板形状を有する。複数の電極パネル７は、入口４Ａから出口４Ｂに向かう方向と直交する方向において、互いに間隔を隔てて並ぶ。 The plasma reactor 4 has a plurality of electrode panels 7. The plurality of electrode panels 7 are provided inside the plasma reactor 4. Each electrode panel 7 extends from the inlet 4A toward the outlet 4B. Each electrode panel 7 has a flat plate shape. The plurality of electrode panels 7 are arranged at intervals in the direction orthogonal to the direction from the inlet 4A to the outlet 4B.

各電極パネル７は、導体層と、導体層を覆う誘電体層と、誘電体層の表面に形成される吸着層とを有する。導体層は、例えば、タングステンなどの金属（導体）から作られる。誘電体層は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミックス（誘電体）から作られる。吸着層は、炭化水素を吸着可能な層であり、例えば、ゼオライトなどから作られる。 Each electrode panel 7 has a conductor layer, a dielectric layer covering the conductor layer, and an adsorption layer formed on the surface of the dielectric layer. The conductor layer is made of, for example, a metal (conductor) such as tungsten. The dielectric layer is made of, for example, ceramics (dielectric) such as aluminum oxide. The adsorption layer is a layer capable of adsorbing hydrocarbons, and is made of, for example, zeolite.

各電極パネル７に電力が供給されると、各電極パネル７の間で放電が生じる。これにより、各電極パネル７の間の気体が、プラズマ状態となる。すなわち、プラズマリアクター４内にプラズマが発生する。 When power is supplied to each electrode panel 7, a discharge occurs between the electrode panels 7. As a result, the gas between the electrode panels 7 becomes a plasma state. That is, plasma is generated in the plasma reactor 4.

すると、プラズマリアクター４に流入した排気ガスに含まれる有害成分は、プラズマリアクター４内のプラズマにより、分解される。プラズマリアクター４を通過した排気ガスは、排気管２を介して、車外に排出される。 Then, the harmful components contained in the exhaust gas flowing into the plasma reactor 4 are decomposed by the plasma inside the plasma reactor 4. The exhaust gas that has passed through the plasma reactor 4 is exhausted to the outside of the vehicle via the exhaust pipe 2.

（４）電源装置
電源装置５は、バッテリー１０２からの電力をプラズマリアクター４の各電極パネル７に供給可能である。電源装置５は、電源配線８Ａを介して、バッテリー１０２に電気的に接続される。また、電源装置５は、電源配線８Ｂを介して、各電極パネル７に電気的に接続される。電源装置５は、オン状態またはオフ状態に切り替え可能である。電源装置５がオン状態である場合、電源装置５は、電極パネル７に電力を供給可能である。また、電源装置５がオフ状態である場合、電源装置５は、電極パネル７に電力を供給しない。 (4) Power Supply Device The power supply device 5 can supply the power from the battery 102 to each electrode panel 7 of the plasma reactor 4. The power supply device 5 is electrically connected to the battery 102 via the power supply wiring 8A. The power supply device 5 is electrically connected to each electrode panel 7 via the power supply wiring 8B. The power supply device 5 can be switched to an on state or an off state. When the power supply device 5 is in the ON state, the power supply device 5 can supply power to the electrode panel 7. Further, when the power supply device 5 is in the off state, the power supply device 5 does not supply power to the electrode panel 7.

（５）制御装置
制御装置６は、車両１００における電気的な制御を実行するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備える。制御装置６は、電源配線１０を介して、バッテリー１０２に接続される。制御装置６は、車両１００のイグニッションスイッチがオンされたときに、バッテリー１０２から電源配線１０を介して電力が供給されることにより、起動する。 (5) Control Device The control device 6 is an ECU (Electronic Control Unit) that executes electrical control in the vehicle 100, and includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The control device 6 is connected to the battery 102 via the power supply wiring 10. The control device 6 is activated when power is supplied from the battery 102 via the power supply wiring 10 when the ignition switch of the vehicle 100 is turned on.

制御装置６は、信号配線９を介して、電源装置５に電気的に接続される。制御装置６は、信号配線９を介して電源装置５に所定の電気信号を送ることにより、電源装置５をオン状態またはオフ状態に切り替える。すなわち、制御装置６は、電源装置５を制御する。 The control device 6 is electrically connected to the power supply device 5 via the signal wiring 9. The control device 6 switches the power supply device 5 to the on state or the off state by sending a predetermined electric signal to the power supply device 5 via the signal wiring 9. That is, the control device 6 controls the power supply device 5.

また、制御装置６は、図示しないアクセルペダルと電気的に接続され、アクセルペダルの位置に応じた電気信号（アクセル指示値）を受信可能である。 Further, the control device 6 is electrically connected to an accelerator pedal (not shown) and can receive an electric signal (accelerator instruction value) according to the position of the accelerator pedal.

２．排気システムの制御
次に、排気システム１の制御について説明する。 2. Control of Exhaust System Next, control of the exhaust system 1 will be described.

図２に示すように、まず、制御装置６は、エンジン１０１が始動するタイミングで、電源装置５をオフ状態からオン状態に切り替える（プラズマリアクターＯＮ）。エンジン１０１が始動するタイミングとは、具体的には、車両１００のイグニッションスイッチがオンされ、制御装置６が起動した時点ｔ０の直後の時点ｔ１である。なお、「直後」とは、好ましくは、エンジン１０１が始動した後、排気ガスがプラズマリアクター４に流入するまでである。 As shown in FIG. 2, first, the control device 6 switches the power supply device 5 from the off state to the on state at the timing when the engine 101 is started (plasma reactor ON). Specifically, the timing at which the engine 101 is started is a time point t 1 immediately after a time point t 0 when the ignition switch of the vehicle 100 is turned on and the control device 6 is activated. Note that “immediately after” is preferably after the engine 101 is started and before the exhaust gas flows into the plasma reactor 4.

エンジン１０１は、イグニッションスイッチがオンされた後、セルモーターが回ることにより始動する。すると、エンジン１０１からの排気ガスが、排気管２を通って、触媒コンバーター３に流入する。しかし、エンジン１０１が始動した直後では、三元触媒は、活性化温度まで到達しておらず、有害成分を分解する能力が低い。そのため、排気ガス中の有害成分が、触媒コンバーター３で分解されずに、プラズマリアクター４に流入する。 The engine 101 starts when the starter motor turns after the ignition switch is turned on. Then, the exhaust gas from the engine 101 flows into the catalytic converter 3 through the exhaust pipe 2. However, immediately after the engine 101 is started, the three-way catalyst has not reached the activation temperature and has a low ability to decompose harmful components. Therefore, harmful components in the exhaust gas flow into the plasma reactor 4 without being decomposed by the catalytic converter 3.

この点、制御装置６は、イグニッションスイッチがオンされ、制御装置６が起動した直後に、電源装置５をオフ状態からオン状態に切り替えるので、エンジン１０１が始動し、有害成分を含む排気ガスがプラズマリアクター４の内部に流入し始めるタイミングで、プラズマリアクター４の内部にプラズマが発生する。 In this respect, since the control device 6 switches the power supply device 5 from the off state to the on state immediately after the ignition switch is turned on and the control device 6 is activated, the engine 101 is started and the exhaust gas containing harmful components is converted into plasma. Plasma is generated inside the plasma reactor 4 at the timing when it starts flowing into the inside of the reactor 4.

すると、排気ガス中の炭化水素は、プラズマリアクター４の内部にプラズマが発生している状態で、電極パネル７の吸着層に吸着する。 Then, the hydrocarbons in the exhaust gas are adsorbed to the adsorption layer of the electrode panel 7 while plasma is being generated inside the plasma reactor 4.

ここで、炭化水素は、吸着層の温度が上昇するに伴って、吸着層から脱離してしまうことが知られている。しかし、後述する実施例の実験Ｉで示すように、プラズマが発生している状態で吸着層に吸着した炭化水素は、吸着層の温度が上昇しても、吸着層から脱離しにくい。 Here, it is known that hydrocarbons are desorbed from the adsorption layer as the temperature of the adsorption layer rises. However, as shown in Experiment I of Examples described later, hydrocarbons adsorbed in the adsorption layer while plasma is being generated are difficult to desorb from the adsorption layer even if the temperature of the adsorption layer rises.

そのため、エンジン１０１が始動するタイミングで電源装置５をオフ状態からオン状態に切り替えることにより、排気ガス中の炭化水素を、電極パネル７の吸着層に、長時間、吸着させておくことができる。 Therefore, by switching the power supply device 5 from the off state to the on state at the timing when the engine 101 starts, the hydrocarbon in the exhaust gas can be adsorbed to the adsorption layer of the electrode panel 7 for a long time.

そして、制御装置６は、電源装置５をオフ状態からオン状態に切り替えた後、所定の時間Ｔ１が経過した時点ｔ２において、電源装置５をオン状態からオフ状態に切り替える（プラズマリアクターＯＦＦ）。 Then, after switching the power supply device 5 from the off state to the on state, the control device 6 switches the power supply device 5 from the on state to the off state at a time point t 2 when a predetermined time T1 has passed (plasma reactor OFF).

所定の時間Ｔ１は、適宜設定できるが、好ましくは、触媒コンバーター３の三元触媒が活性化温度まで到達し、有害成分を十分に分解できるようになるまでの時間である。 The predetermined time T1 can be set as appropriate, but is preferably the time until the three-way catalyst of the catalytic converter 3 reaches the activation temperature and can sufficiently decompose harmful components.

次に、制御装置６は、エンジン１０１の回転数が上昇するタイミングで、電源装置５をオフ状態からオン状態に切り替える（プラズマリアクターＯＮ）。 Next, the control device 6 switches the power supply device 5 from the off state to the on state at the timing when the rotation speed of the engine 101 increases (plasma reactor ON).

エンジン１０１の回転数が上昇するタイミングは、例えば、アクセル指示値に基づいて計ることができる。具体的には、制御装置６は、時点ｔ３においてアクセルペダルが踏み込まれ（アクセルＯＮ）、アクセル指示値が所定の閾値を上回った時点ｔ４で、エンジン１０１の回転数が上昇すると判断し、電源装置５をオフ状態からオン状態に切り替える。 The timing at which the rotation speed of the engine 101 increases can be measured, for example, based on the accelerator instruction value. Specifically, the control device 6 determines that the rotation speed of the engine 101 increases at a time point t 4 when the accelerator pedal is depressed (accelerator ON) at a time point t 3 and the accelerator instruction value exceeds a predetermined threshold value, The power supply device 5 is switched from the off state to the on state.

このとき、プラズマリアクター４は、既に吸着層に吸着されている炭化水素（例えば、上記したようにエンジン１０１が始動するタイミングで吸着層に吸着された炭化水素）を分解する。 At this time, the plasma reactor 4 decomposes the hydrocarbons already adsorbed in the adsorption layer (for example, the hydrocarbons adsorbed in the adsorption layer at the timing when the engine 101 starts as described above).

その後、エンジン１０１の回転数が上昇すると、エンジン１０１からの排気ガスが増加する。すると、増加した排気ガス中の有害成分の一部が触媒コンバーター３で分解されずにプラズマリアクター４に流入する場合がある。 After that, when the rotation speed of the engine 101 increases, the exhaust gas from the engine 101 increases. Then, a part of the increased harmful components in the exhaust gas may flow into the plasma reactor 4 without being decomposed by the catalytic converter 3.

しかし、エンジン１０１の回転数が上昇するタイミングで、電源装置５がオフ状態からオン状態に切り替えられているので、上記したように、プラズマリアクター４の内部にプラズマが発生している状態で、排気ガス中の炭化水素を、排気ガスの温度が低い場合には、電極パネル７の吸着層に吸着させることができ、排気ガスの温度が高い場合には、すでに吸着層に吸着されている炭化水素を分解する。 However, since the power supply device 5 is switched from the off state to the on state at the timing when the rotation speed of the engine 101 increases, as described above, the exhaust gas is discharged in the state where the plasma is generated inside the plasma reactor 4. Hydrocarbons in the gas can be adsorbed to the adsorption layer of the electrode panel 7 when the temperature of the exhaust gas is low, and hydrocarbons already adsorbed to the adsorption layer when the temperature of the exhaust gas is high. Disassemble.

そして、制御装置６は、例えば、時点ｔ５においてアクセルペダルが戻されて（アクセルＯＦＦ）、アクセル指示値が所定の閾値を下回った後、所定の時間Ｔ２を経過した時点ｔ６において、電源装置５をオン状態からオフ状態に切り替える（プラズマリアクターＯＦＦ）。 Then, for example, the control device 6 returns the accelerator pedal at time t 5 (accelerator OFF), and after the accelerator instruction value falls below a predetermined threshold value, after a predetermined time T 2 has elapsed, at a time t 6 , the power supply device. 5 is switched from the on state to the off state (plasma reactor OFF).

所定の時間Ｔ２は、適宜設定できる。所定の時間Ｔ２は、例えば、アクセル指示値が所定の閾値を下回った後、エンジン１０１の回転数が所定の回転数以下になるまでの時間である。 The predetermined time T2 can be set as appropriate. The predetermined time T2 is, for example, the time until the rotation speed of the engine 101 becomes equal to or lower than the predetermined rotation speed after the accelerator instruction value falls below the predetermined threshold value.

３．作用効果
この排気システム１によれば、図２に示すように、エンジン１０１が始動するタイミング、および、エンジン１０１の回転数が上昇するタイミングで、電源装置５をオフ状態からオン状態に切り替える。 3. Effect According to the exhaust system 1, as shown in FIG. 2, the power supply device 5 is switched from the off state to the on state at the timing when the engine 101 starts and the timing when the rotation speed of the engine 101 increases.

これにより、エンジン１０１が始動するタイミング、および、エンジン１０１の回転数が上昇するタイミングで、プラズマリアクター４の内部にプラズマが発生している状態で、排気ガス中の炭化水素をプラズマリアクター４内の電極パネル７に吸着させることができる。 As a result, hydrocarbons in the exhaust gas are discharged from the exhaust gas in the plasma reactor 4 in a state where plasma is generated inside the plasma reactor 4 at the timing when the engine 101 starts and the timing when the rotation speed of the engine 101 rises. It can be adsorbed to the electrode panel 7.

その結果、電極パネル７に吸着した炭化水素が脱離することを抑制でき、炭化水素が車外に排出されることを抑制できる。 As a result, the hydrocarbons adsorbed on the electrode panel 7 can be suppressed from being desorbed, and the hydrocarbons can be suppressed from being discharged outside the vehicle.

また、この排気システム１によれば、図１に示すように、プラズマリアクター４は、排気管２の途中に介在され、排気ガスが流れる方向において、触媒コンバーター３よりも下流に配置される。 Further, according to this exhaust system 1, as shown in FIG. 1, the plasma reactor 4 is interposed in the middle of the exhaust pipe 2 and is arranged downstream of the catalytic converter 3 in the direction in which the exhaust gas flows.

そのため、触媒コンバーター３で分解されなかった炭化水素をプラズマリアクター４で吸着および分解することができる。 Therefore, the hydrocarbon not decomposed by the catalytic converter 3 can be adsorbed and decomposed by the plasma reactor 4.

特に、エンジン１０１が始動するタイミング、および、エンジン１０１の回転数が上昇するタイミングにおいて、炭化水素が触媒コンバーター３で分解されない場合が想定される。 Particularly, it is assumed that the hydrocarbon is not decomposed by the catalytic converter 3 at the timing when the engine 101 starts and the timing when the rotation speed of the engine 101 increases.

この点、エンジン１０１が始動するタイミング、および、エンジン１０１の回転数が上昇するタイミングにおいて、触媒コンバーター３で分解されなかった炭化水素をプラズマリアクター４で効率よく吸着および分解することができる。 In this respect, at the timing when the engine 101 starts and the timing when the rotation speed of the engine 101 rises, hydrocarbons not decomposed by the catalytic converter 3 can be efficiently adsorbed and decomposed by the plasma reactor 4.

次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。 Next, the present invention will be described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

＜実験Ｉ＞
参考例１
ゼオライトからなる吸着層を有する電極パネルを準備した。次に、その電極パネルを用いてプラズマを発生させるとともに、その電極パネルに、炭化水素としてイソオクタンガスを作用させた。これにより、プラズマが発生している状態で、イソオクタンを電極パネルに吸着させた。電極パネルに吸着したイソオクタンの量（ＨＣ吸着量）は、０．０７３ｍｏｌであった。 <Experiment I>
Reference example 1
An electrode panel having an adsorption layer made of zeolite was prepared. Next, plasma was generated using the electrode panel, and isooctane gas was caused to act on the electrode panel as hydrocarbon. As a result, isooctane was adsorbed on the electrode panel while plasma was being generated. The amount of isooctane adsorbed on the electrode panel (HC adsorption amount) was 0.073 mol.

次に、イソオクタンを吸着させた電極パネルを加熱して３８０℃まで昇温し、電極パネルから脱離したイソオクタンの量（ＨＣ脱離量）を測定した。ＨＣ脱離量は、０．０１０ｍｏｌであった。 Next, the electrode panel having adsorbed isooctane was heated to 380° C., and the amount of isooctane desorbed from the electrode panel (HC desorption amount) was measured. The amount of released HC was 0.010 mol.

参考例２
プラズマを発生させないで、電極パネルにイソオクタンガスを吸着させた以外は、参考例１と同様にして、ＨＣ吸着量およびＨＣ脱離量を測定した。ＨＣ吸着量は、０．０７８ｍｏｌであり、ＨＣ脱離量は、０．０２２ｍｏｌであった。 Reference example 2
The HC adsorption amount and the HC desorption amount were measured in the same manner as in Reference Example 1 except that isooctane gas was adsorbed on the electrode panel without generating plasma. The amount of adsorbed HC was 0.078 mol, and the amount of desorbed HC was 0.022 mol.

参考例１と参考例２とを比較することにより、プラズマが発生している状態でイソオクタンを電極パネルに吸着させることにより、ＨＣの脱離を抑制できることが理解できる。 By comparing Reference Example 1 and Reference Example 2, it can be understood that desorption of HC can be suppressed by adsorbing isooctane on the electrode panel while plasma is being generated.

＜実験ＩＩ＞
実施例
ゼオライトからなる吸着層を有する電極パネルを用いて、プラズマリアクターを作製した。そのプラズマリアクターを、シミュレーションベンチにて、三元触媒コンバーターの下流に配置し、ＷＬＴＣ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ−ｈａｒｍｏｎｉｚｅｄ Ｌｉｇｈｔ ｖｅｈｉｃｌｅｓ Ｔｅｓｔ Ｃｙｃｌｅ）−Ｌｏｗモードにおける全炭化水素（ＴＨＣ）除去率を測定した。 <Experiment II>
Example A plasma reactor was produced using an electrode panel having an adsorption layer made of zeolite. The plasma reactor was arranged on the downstream side of the three-way catalytic converter on a simulation bench, and the total hydrocarbon (THC) removal rate in the WLTC (Worldwide-harmonized Light vehicles Test Cycle)-Low mode was measured.

なお、プラズマリアクターの消費電力を５０Ｗに設定し、図２に示すように、エンジン始動するタイミングと、エンジンの回転数が上昇するタイミングとで、プラズマリアクターをＯＮした。 The power consumption of the plasma reactor was set to 50 W, and as shown in FIG. 2, the plasma reactor was turned on at the engine start timing and the engine rotation speed increase timing.

ＴＨＣ除去率は、４３．９％であった。 The THC removal rate was 43.9%.

比較例１
プラズマリアクターの消費電力を２００Ｗに設定し、ＷＬＴＣ−Ｌｏｗモードの全域でプラズマリアクターをＯＮした以外は、実施例と同様にして、ＴＨＣ除去率を測定した。ＴＨＣ除去率は、４５．１％であった。 Comparative Example 1
The THC removal rate was measured in the same manner as in the example except that the power consumption of the plasma reactor was set to 200 W and the plasma reactor was turned on in the entire WLTC-Low mode. The THC removal rate was 45.1%.

実施例と比較例１とを比較することにより、実施例の方が、比較例１よりも省電力で、ＨＣを除去できることが理解できる。 By comparing the example with the comparative example 1, it can be understood that the example can remove HC with less power consumption than the comparative example 1.

比較例２
吸着層を有さない電極パネルを用いてプラズマリアクターを作製し、プラズマリアクターの消費電力を４００Ｗに設定し、ＷＬＴＣ−Ｌｏｗモードの全域でプラズマリアクターをＯＮした以外は、実施例と同様にして、ＴＨＣ除去率を測定した。ＴＨＣ除去率は、１６．３％であった。 Comparative example 2
A plasma reactor was produced using an electrode panel having no adsorption layer, the power consumption of the plasma reactor was set to 400 W, and the plasma reactor was turned on in the entire WLTC-Low mode, in the same manner as in the example, The THC removal rate was measured. The THC removal rate was 16.3%.

１ 排気システム
２ 排気管
３ 触媒コンバーター
４ プラズマリアクター
５ 電源装置
６ 制御装置
７ 電極パネル
１０１ エンジン 1 Exhaust System 2 Exhaust Pipe 3 Catalytic Converter 4 Plasma Reactor 5 Power Supply Device 6 Control Device 7 Electrode Panel 101 Engine

Claims (2)

エンジンから排気するための排気システムであって、
排気ガス中の炭化水素を吸着する吸着層を有する電極パネルを備えるプラズマリアクターと、
前記電極パネルに電力を供給可能なオン状態、または、前記電極パネルに電力を供給しないオフ状態に切り替え可能な電源装置と、
前記電源装置を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記エンジンが始動するタイミング、および、前記エンジンの回転数が上昇するタイミングで、前記電源装置を前記オフ状態から前記オン状態に切り替えることを特徴とする、排気システム。 An exhaust system for exhausting from the engine,
A plasma reactor comprising an electrode panel having an adsorption layer for adsorbing hydrocarbons in exhaust gas,
An ON state in which power can be supplied to the electrode panel, or a power supply device that can be switched to an OFF state in which no power is supplied to the electrode panel,
A control device for controlling the power supply device,
The exhaust system, wherein the control device switches the power supply device from the off state to the on state at a timing at which the engine starts and a timing at which the engine speed increases. 前記エンジンに接続される排気管と、
前記排気管の途中に介在され、前記排気ガス中の前記炭化水素を分解する触媒コンバーターと
をさらに備え、
前記プラズマリアクターは、前記排気管の途中に介在され、前記排気ガスが流れる方向において、前記触媒コンバーターよりも下流に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の排気システム。 An exhaust pipe connected to the engine,
Further comprising a catalytic converter interposed in the middle of the exhaust pipe to decompose the hydrocarbons in the exhaust gas,
The exhaust system according to claim 1, wherein the plasma reactor is provided in the middle of the exhaust pipe and is arranged downstream of the catalytic converter in a direction in which the exhaust gas flows.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05184852A (en) * 1992-01-13 1993-07-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Hydrocarbon treating device using adsorbent
JPH06335621A (en) * 1993-05-28 1994-12-06 Aqueous Res:Kk Exhaust gas treating device for automobile
US5746984A (en) * 1996-06-28 1998-05-05 Low Emissions Technologies Research And Development Partnership Exhaust system with emissions storage device and plasma reactor
JP2003531721A (en) * 2000-05-04 2003-10-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Exhaust gas purification method and apparatus
JP2004346772A (en) * 2003-05-20 2004-12-09 Toyota Motor Corp Device and method for exhaust emission control
JP2005090400A (en) * 2003-09-18 2005-04-07 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device
DE102017107548A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 GM Global Technology Operations LLC METHOD AND DEVICE FOR EXHAUST GAS CLEANING FOR A COMBUSTION ENGINE

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05184852A (en) * 1992-01-13 1993-07-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Hydrocarbon treating device using adsorbent
JPH06335621A (en) * 1993-05-28 1994-12-06 Aqueous Res:Kk Exhaust gas treating device for automobile
US5746984A (en) * 1996-06-28 1998-05-05 Low Emissions Technologies Research And Development Partnership Exhaust system with emissions storage device and plasma reactor
JP2003531721A (en) * 2000-05-04 2003-10-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Exhaust gas purification method and apparatus
JP2004346772A (en) * 2003-05-20 2004-12-09 Toyota Motor Corp Device and method for exhaust emission control
JP2005090400A (en) * 2003-09-18 2005-04-07 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device
DE102017107548A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 GM Global Technology Operations LLC METHOD AND DEVICE FOR EXHAUST GAS CLEANING FOR A COMBUSTION ENGINE

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