JP2021050714A - Exhaust emission control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は排ガス浄化システムに関し、より詳細には排気通路に選択的還元触媒装置を備える排ガス浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system, and more particularly to an exhaust gas purification system provided with a selective reduction catalyst device in an exhaust passage.
排気通路に排ガスに含有する窒素酸化物を還元浄化する選択的還元触媒装置が配置された排気ガス浄化装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この排気ガス浄化装置はディーゼルエンジンの停止時に選択的還元触媒装置の下流に配置されたアンモニア吸蔵部を加熱して放出されるアンモニアを回収してタンクに貯蔵し、ディーゼルエンジンの運転時にタンクに貯蔵したアンモニアを選択的還元触媒装置に供給している。 An exhaust gas purification device in which a selective reduction catalyst device for reducing and purifying nitrogen oxides contained in exhaust gas is arranged in an exhaust passage has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This exhaust gas purification device heats the ammonia storage unit located downstream of the selective reduction catalyst device when the diesel engine is stopped, collects the released ammonia and stores it in the tank, and stores it in the tank when the diesel engine is operating. Ammonia is supplied to the selective reduction catalyst device.
ところで、内燃機関が駆動している状態のうちの一部の状態では選択的還元触媒装置で排ガスの含有される窒素酸化物を浄化しきれずに、窒素酸化物が多く残留した排ガスが外部に放出されるという問題があった。このような問題が生じる一部の状態としては、選択的還元触媒装置が未活性状態であり選択的還元触媒装置で窒素酸化物を還元浄化できない状態や車両の加速時で排ガスに含有される窒素酸化物が一時的に急増し選択的還元触媒装置で還元浄化しても通過後の排ガスに多くの窒素酸化物が残留する状態が例示される。 By the way, in some of the states in which the internal combustion engine is driven, the nitrogen oxides contained in the exhaust gas cannot be completely purified by the selective reduction catalyst device, and the exhaust gas containing a large amount of nitrogen oxides is released to the outside. There was a problem of being done. Some of the states in which such problems occur include a state in which the selective reduction catalyst device is inactive and the selective reduction catalyst device cannot reduce and purify nitrogen oxides, or nitrogen contained in the exhaust gas when the vehicle is accelerating. An example is a state in which a large amount of nitrogen oxides remain in the exhaust gas after passing even if the oxides temporarily increase rapidly and are reduced and purified by a selective reduction catalyst device.
特許文献1に記載の装置では内燃機関の運転中は排ガスに窒素酸化物が多く残留していても、その排ガスが外部へ放出されることになる。そのため、特許文献1に記載の装置を単純に利用しても内燃機関の運転中の窒素酸化物が多く残留した排ガスが外部に放出される問題に対して有効な解決策とはならない。 In the apparatus described in Patent Document 1, even if a large amount of nitrogen oxides remain in the exhaust gas during the operation of the internal combustion engine, the exhaust gas is discharged to the outside. Therefore, even if the apparatus described in Patent Document 1 is simply used, it is not an effective solution to the problem that the exhaust gas in which a large amount of nitrogen oxides remains during the operation of the internal combustion engine is released to the outside.
本開示の目的は、内燃機関が駆動している状態で窒素酸化物が多く残留した排ガスが外部に放出されることを抑制する排ガス浄化システムを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an exhaust gas purification system that suppresses the emission of exhaust gas containing a large amount of nitrogen oxides to the outside while the internal combustion engine is being driven.
上記の目的を達成する本発明の一態様の排ガス浄化システムは、内燃機関から排出された排ガスが流通する排気通路の中途位置に排ガスに含有する窒素酸化物を還元浄化する選択的還元触媒装置が配置された排ガス浄化システムにおいて、前記内燃機関が駆動している状態のうちの一部の状態で前記選択的還元触媒装置を通過した排ガスを外部に放出せずに一時的に貯留して、貯留した排ガスを再度、前記選択的還元触媒装置に通過させる貯留機構を備えることを特徴とする。 The exhaust gas purification system of one aspect of the present invention that achieves the above object is a selective reduction catalyst device that reduces and purifies the nitrogen oxide contained in the exhaust gas at a position in the middle of the exhaust passage through which the exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows. In the arranged exhaust gas purification system, the exhaust gas that has passed through the selective reduction catalyst device in a part of the states in which the internal combustion engine is driven is temporarily stored and stored without being released to the outside. It is characterized by including a storage mechanism for passing the exhaust gas through the selective reduction catalyst device again.
本発明の一態様によれば、貯留機構により選択的還元触媒装置を通過した排ガスを外部に放出せずに一時的に貯留して、貯留した排ガスを再度、選択的還元触媒装置に通過させることが可能になる。それ故、内燃機関が駆動している状態で窒素酸化物が多く残留した排ガスが外部に放出されることを抑制することができる。 According to one aspect of the present invention, the exhaust gas that has passed through the selective reduction catalyst device is temporarily stored by the storage mechanism without being released to the outside, and the stored exhaust gas is passed through the selective reduction catalyst device again. Becomes possible. Therefore, it is possible to prevent the exhaust gas containing a large amount of nitrogen oxides from being released to the outside while the internal combustion engine is being driven.
以下に、本開示における排ガス浄化システムの実施形態について説明する。図中において、白抜き矢印は排ガスの流れを示し、一点鎖線は信号線を示す。 Hereinafter, embodiments of the exhaust gas purification system in the present disclosure will be described. In the figure, the white arrow indicates the flow of exhaust gas, and the alternate long and short dash line indicates the signal line.
図1および図2に例示するように、本実施形態の排ガス浄化システム10は車両の内燃機関1から燃料の燃焼により生じた排ガスが流通する排気通路2の中途位置に設置されて、排ガスに含有される窒素酸化物を浄化するものである。本実施形態の排ガス浄化システム10は排ガスの流れに関して図示しないターボチャージャのタービンよりも下流の排気通路2に配置されるが、排ガス浄化システム10はタービンよりも上流の排気通路2に配置されてもよい。なお、排ガス浄化システム10は車両に搭載される内燃機関1以外の内燃機関にも適用可能である。
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the exhaust
排ガス浄化システム10は、排気通路2に還元剤噴射装置11、選択的還元触媒装置12、および、還元剤吸着触媒装置13を備える。排ガス浄化システム10は排ガスの流れに関してそれらの装置の上流の排気通路2に図示しない配管用燃料噴射装置、酸化触媒装置、および、フィルタ装置を備えてもよい。なお、配管用燃料噴射装置は排ガスの流れに関して酸化触媒装置の上流側に配置されて、未然燃料を噴射して酸化触媒装置に未然燃料を供給する装置である。酸化触媒装置は排ガスの流れに関してフィルタ装置の上流側に配置されて、排ガスに含有する炭化水素、一酸化炭素、及び一酸化窒素を酸化する装置である。フィルタ装置は排ガスに含有する粒子状物質を捕集する装置である。
The exhaust
還元剤噴射装置11は排ガスの流れに関して選択的還元触媒装置12の上流側に配置されて、尿素水を噴射して選択的還元触媒装置12に還元剤であるアンモニアを供給する装置である。選択的還元触媒装置12は排ガスの流れに関して還元剤吸着触媒装置13の上流側に配置されて、アンモニアを還元剤として排ガスに含有する窒素酸化物を還元浄化する装置である。還元剤吸着触媒装置13は、選択的還元触媒装置12を通過後の排ガスに含まれる還元剤を吸着除去する装置である。
The reducing
排ガス浄化システム10は上記の構成に加えて、加熱装置14と貯留機構20とを備え、貯留機構20により内燃機関1が駆動している状態のうちの一部の状態で選択的還元触媒装置12を通過した排ガスを外部に放出せずに一時的に貯留して、貯留した排ガスを再度、選択的還元触媒装置12に通過させるように構成される。貯留機構20は排気用開閉装置21、貯留用通路22、吸引ポンプ23、逆止弁24、貯留タンク25、および、貯留用開閉装置26からなる。吸引ポンプ23、逆止弁24、貯留タンク25、および、貯留用開閉装置26はその順に貯留用通路22に排気通路2における排ガスの流れと逆の向きに配置される。排ガスの流れと逆の向きとは選択的還元触媒装置12を基準とすると、その下流から上流に向かう向きである。
In addition to the above configuration, the exhaust
本実施形態において、内燃機関1が駆動している状態とは内燃機関1が燃料の燃焼により図示しない駆動軸に動力を出力可能な状態に加えて、回転する駆動軸により内燃機関1が空転する状態を含むものとする。つまり、内燃機関1が駆動している状態とは図示しないピストンとクランク軸とが駆動している状態であり、内燃機関1の運転が停止した状態とはピストンとクランク軸とが駆動していない状態である。また、一部の状態とは選択的還元触媒装置12を通過した排ガスに窒素酸化物が多く残留する状態である。具体的に、一部の状態とは、選択的還元触媒装置12が未活性状態であり選択的還元触媒装置12で窒素酸化物を還元浄化できない状態や排ガス浄化システム10を搭載した車両の加速時で排ガスに含有される窒素酸化物が一時的に急増し選択的還元触媒装置12で還元浄化しても通過後の排ガスに多くの窒素酸化物が残留する状態が例示される。なお、この一部の状態の判別については後述する。
In the present embodiment, the state in which the internal combustion engine 1 is driven means that the internal combustion engine 1 can output power to a drive shaft (not shown) by burning fuel, and the internal combustion engine 1 idles due to the rotating drive shaft. It shall include the state. That is, the state in which the internal combustion engine 1 is driven is a state in which the piston and the crankshaft (not shown) are driven, and the state in which the operation of the internal combustion engine 1 is stopped is a state in which the piston and the crankshaft are not driven. It is in a state. In addition, a part of the states is a state in which a large amount of nitrogen oxides remain in the exhaust gas that has passed through the selective
加熱装置14は排ガスの流れに関して選択的還元触媒装置12の上流の排気通路2に配置されて、排気通路2を流通する排ガスを加熱して間接的に選択的還元触媒装置12を昇温する装置である。加熱装置14は選択的還元触媒装置12を昇温可能な構成であればよく、排ガスを介して選択的還元触媒装置12を間接的に昇温する構成に限定されずに、選択的還元触媒装置12を直接的に加熱して昇温する構成でもよい。加熱装置14としては電気ヒータが例示される。
The
排気用開閉装置21は排ガスの流れに関して選択的還元触媒装置12の下流の排気通路2に配置されて、開いた状態で排気通路2を排ガスが流通可能に開放し、閉じた状態で排気通路2を排ガスが流通不可能に閉塞する装置である。排気用開閉装置21は排気通路2から分岐して吸気が流通する吸気通路3に合流する還流通路4の分岐点よりも排ガスの流れに関して下流の排気通路2に配置されることが好ましい。
The exhaust opening /
貯留用通路22は選択的還元触媒装置12の出口から排気用開閉装置21までの間の排気通路2から分岐して選択的還元触媒装置12の上流の排気通路2に合流する通路である。貯留用通路22はその入口が排気通路2と還流通路4の分岐点の近傍に接続されることが好ましく、排ガスの流れに関してその分岐点よりも下流、かつ、排気用開閉装置21よりも上流に配置されることがより好ましい。
The
吸引ポンプ23は貯留用通路22の入口と逆止弁24との間に配置されて、駆動した状態で選択的還元触媒装置12を通過して排気通路2を流通する排ガスを貯留用通路22に吸引するポンプである。吸引ポンプ23は排気通路2から吸引した排ガスの圧力を上昇させた状態で貯留タンク25に圧送し、貯留タンク25の圧力を高める機能を有する。
The
逆止弁24は貯留タンク25の入口の近傍に配置される。逆止弁24は貯留用通路22を選択的還元触媒装置12の下流から上流に向かう排ガスを通過させる一方で、選択的還元触媒装置12の上流から下流に向かう排ガスの流れを遮断する。なお、逆止弁24と同様の機能を有した開閉装置でもよい。
The
貯留タンク25は逆止弁24および貯留用開閉装置26の間に配置されて、排ガスを一時的に貯留するタンクである。本実施形態において、一時的とは内燃機関1が駆動している状態のうちの一部の状態が続く期間を示している。貯留タンク25の貯留量は予め実験や試験により設定される。この貯留量としては一部の状態が続く期間で内燃機関1から排出される排ガスを貯留可能な量が好ましく、さらに、一部の状態のうちの内燃機関1の始動時において選択的還元触媒装置12が活性状態となるまでの期間で内燃機関1から排出される排ガスを貯留可能な量がより好ましい。
The
貯留用開閉装置26は貯留タンク25の出口の近傍に配置されて、開いた状態で貯留用通路22を排ガスが流通可能に開放し、閉じた状態で貯留用通路22を排ガスが流通不可能に閉塞する装置である。
The
排ガス浄化システム10は制御装置30を備える。制御装置30は、還元剤噴射装置11の噴射の制御と、貯留機構20により選択的還元触媒装置12を通過した排ガスを一時的に貯留して選択的還元触媒装置12に再通過させる制御と、加熱装置14により選択的還元触媒装置12を昇温する制御と、を行う。制御装置30は信号線により還元剤噴射装置11、加熱装置14、排気用開閉装置21、貯留用開閉装置26、および、吸引ポンプ23に電気的に接続される。また、制御装置30は入口温度センサ31、出口温度センサ32、および、内燃機関用制御装置6に電気的に接続される。内燃機関用制御装置6は内燃機関1の燃料の噴射の制御および還流通路4に配置された還流用開閉装置5の開閉の制御を行う装置である。
The exhaust
制御装置30および内燃機関用制御装置6のそれぞれは各種情報処理を行う中央演算装置(CPU)、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置30は内燃機関用制御装置6の機能を統合した制御装置でもよい。
Each of the
制御装置30は、機能要素として還元剤制御部33、加熱制御部34、および、貯留制御部35を有する。各機能要素は、プログラムとして内部記憶装置に記憶されていて、適時、中央演算装置により実行されている。なお、各機能要素としては、プログラムの他にそれぞれが独立して機能するプログラマブルコントローラ(PLC)や電気回路で構成されてもよい。
The
還元剤制御部33は活性パラメータ取得装置として機能する機能要素である。活性パラメータ取得装置は選択的還元触媒装置12の活性状態に関する活性パラメータを取得する装置である。本実施形態において、選択的還元触媒装置12の活性状態は還元剤噴射装置11から噴射された還元剤を用いて排ガスに含有される窒素酸化物を還元浄化可能な状態である。また、活性パラメータは入口温度センサ31が検出する入口温度Tyと出口温度センサ32が検出する出口温度Txである。
The reducing
具体的に、還元剤制御部33は選択的還元触媒装置12の前後に配置された入口温度センサ31および出口温度センサ32が検出した温度が入力されて、その温度に基づいて選択的還元触媒装置12の活性状態を判断し、選択的還元触媒装置12が活性状態となったときに還元剤噴射装置11から還元剤を噴射させる制御を行う。また、還元剤制御部33は図示しないNOxセンサが検出した窒素酸化物の含有量に応じて還元剤の噴射量を調節する制御を行う。
Specifically, the reducing
還元剤制御部33は出口温度センサ32が検出した出口温度Txが予め設定した活性温度Ta以上になり、かつ、入口温度センサ31が検出した入口温度Tyから出口温度Txを減算した温度差が予め設定した均熱温度Tb以下になった状態を選択的還元触媒装置12が活性状態となったと判断する。活性温度Taは還元剤噴射装置11から噴射された尿素水の加水分解が促進される温度に設定されることが好ましい。均熱温度Tbは選択的還元触媒装置12の前後で温度差が小さくなり、選択的還元触媒装置12の全体が活性状態となったことを判定可能な温度に設定されることが好ましい。本実施形態のように、出口温度Txおよび活性温度Taの比較判定と、温度差および均熱温度Tbの比較判定との二つの判定を行うことで、選択的還元触媒装置12が確実に活性状態となったことを見極めることが可能となる。
In the reducing
なお、選択的還元触媒装置12の活性状態を判断する方法としては、本実施形態のように入口温度センサ31と出口温度センサ32との二つのセンサを用いる方法に限定されずに、例えば、選択的還元触媒装置12の温度を直接的に検出するセンサを用いる方法でもよい。
The method for determining the active state of the selective
本実施形態において、還元剤制御部33が判断する還元剤の噴射の有無は選択的還元触媒装置12の活性状態に基づくことから、還元剤が噴射されることは選択的還元触媒装置12が活性状態になったことと同義である。
In the present embodiment, since the presence or absence of injection of the reducing agent determined by the reducing
加熱制御部34は活性パラメータ取得装置として機能する還元剤制御部33から選択的還元触媒装置12の活性状態を示す信号が入力され、その信号に基づいて加熱装置14の稼動する制御を行う機能要素である。なお、加熱制御部34に入口温度センサ31および出口温度センサ32のそれぞれの検出値を直接入力して、加熱制御部34が選択的還元触媒装置12の活性状態を判定する構成にしてもよい。
The heating control unit 34 receives a signal indicating the active state of the selective
貯留制御部35は貯留機構20を制御する機能要素である。具体的に、貯留制御部35は活性パラメータ取得装置として機能する還元剤制御部33から選択的還元触媒装置12の活性状態を示す信号が入力され、その信号に基づいて排気用開閉装置21、貯留用開閉装置26、および、吸引ポンプ23の駆動を制御する。なお、貯留制御部35に入口温度センサ31および出口温度センサ32のそれぞれの検出値を直接入力して、貯留制御部35が選択的還元触媒装置12の活性状態を判定する構成にしてもよい。
The
また、貯留制御部35は流入量パラメータ取得装置として機能する内燃機関用制御装置6から排ガスに含有される窒素酸化物の含有量が急増する状態を示す信号が入力されて、その信号に基づいて排気用開閉装置21、貯留用開閉装置26、および、吸引ポンプ23の駆動を制御する。
Further, the
内燃機関用制御装置6は流入量パラメータ取得装置として機能する装置である。流入量パラメータ取得装置は選択的還元触媒装置12に流入する窒素酸化物の流入量に関する流入量パラメータを取得する装置である。本実施形態において、窒素酸化物の流入量は単位時間あたりに選択的還元触媒装置12に流入する窒素酸化物の質量流量である。流入量パラメータは流入量の急激な増加を予測可能なパラメータであり、より詳細には内燃機関1が搭載された車両の加速により内燃機関1から排出される排ガスが急激に増加する状態を予測可能なパラメータである。流入量パラメータとしては、単位時間あたりの燃料噴射量、内燃機関1を搭載した車両の加速度、図示しないアクセルペダルの踏み込み量が例示される。内燃機関用制御装置6は流入量パラメータと予め設定された閾値とを比較して流入量の急激な増加を予測する。流入量の急激な増加を予測する方法は複数の流入量パラメータを用いて予測することが望ましい。なお、貯留制御部35に流入量パラメータを取得する機能を追加して、貯留制御部35が窒素酸化物の流入量の急激な増加を予測する構成にしてもよい。
The internal combustion
加えて、貯留制御部35は貯留する制御を行うときに、内燃機関用制御装置6に還流用開閉装置5を開く指示を出す制御を行い、貯留する制御が完了するときに、内燃機関用制御装置6に還流用開閉装置5を閉じる指示を出す制御を行う。還流用開閉装置5を開くとは指示を出した時点の開度よりも開くことであり、還流用開閉装置5を全開に開くことも含む。また、還流用開閉装置5を閉じるとは貯留する制御により開いた分よりも閉じることであり、還流用開閉装置5を全閉に閉じることも含む。なお、貯留制御部35は内燃機関用制御装置6を介して還流用開閉装置5を間接的に制御する構成に限定されずに、貯留制御部35が直接的に還流用開閉装置5を制御する構成でもよい。
In addition, the
図3および図4に例示するように、排ガス浄化システム10の制御方法について制御装置30の機能として説明する。この制御方法フローは内燃機関が運転している間は所定の周期ごとに繰り返し行われ、内燃機関の運転が停止したときに終了する。なお、制御フローにおいてはリターンでスタートに戻ると一周期が経過するものとする。
As illustrated in FIGS. 3 and 4, the control method of the exhaust
図3に例示するように、所定の周期ごとに活性パラメータを取得する(S110)。ついで、還元剤制御部33は出口温度Txが活性温度Taよりも小さいか否かの判定(S120)と入口温度Tyと出口温度Txとの温度差が均熱温度Tbよりも大きいか否かの判定(S130)とを行う。還元剤制御部33は、出口温度Txが活性温度Ta以上、かつ、温度差が均熱温度Tb以下の状態で選択的還元触媒装置12が活性状態と判定し、出口温度Txが活性温度Taよりも小さい、または、温度差が均熱温度Tbよりも大きい状態で選択的還元触媒装置12が未活性性状態と判定する。還元剤制御部33は二つの判定結果を加熱制御部34と貯留制御部35とに送る。
As illustrated in FIG. 3, activity parameters are acquired at predetermined intervals (S110). Next, the reducing
選択的還元触媒装置12が未活性状態という判定結果を受けると(S110:YES、または、S120:YES)、加熱制御部34は加熱装置14を稼動して選択的還元触媒装置12を昇温する(S140)。ついで、貯留制御部35は貯留機構20により貯留する制御を行って(S150)、スタートへ戻る。具体的に、貯留制御部35は排気用開閉装置21を全閉して選択的還元触媒装置12の下流の排気通路2を閉塞し、貯留用開閉装置26を全閉して貯留タンク25の下流の貯留用通路22を閉塞し、吸引ポンプ23を駆動して排気通路2から貯留用通路22に排ガスを吸引する。これにより、貯留タンク25に選択的還元触媒装置12を通過した排ガスが貯留される。また、貯留制御部35は内燃機関用制御装置6を介して還流用開閉装置5を開く。これにより、選択的還元触媒装置12を通過した排ガスの一部が還流通路4に流通して吸気通路3に合流する。
When the determination result that the selective
一方、選択的還元触媒装置12が活性状態という判定結果を受ける(S110:NO、かつ、S120:NO)と、加熱制御部34は加熱装置14の稼動を停止する(S160)。ついで、貯留制御部35は貯留機構20により貯留した排ガスを選択的還元触媒装置12に再通過させる制御を行って(S170)、スタートへ戻る。具体的に、貯留制御部35は排気用開閉装置21を全開して選択的還元触媒装置12の下流の排気通路2を開放し、貯留用開閉装置26を全開して貯留タンク25の下流の貯留用通路22を開放し、吸引ポンプ23の駆動を停止する。これにより、貯留タンク25に貯留された排ガスが選択的還元触媒装置12を再通過して選択的還元触媒装置12で還元浄化される。また、貯留制御部35は内燃機関用制御装置6を介して還流用開閉装置5を閉じる。
On the other hand, when the selective
図4に例示するように、所定の周期ごとに流入量パラメータを取得する(S210)。ついで、内燃機関用制御装置6は流入量が急増する状態か否かを予測する(S220)。内燃機関用制御装置6は単位時間あたりの燃料噴射量、車両の加速度、アクセルペダルの踏み込み量のそれぞれが予め設定された閾値以上の場合に流入量が急増する状態になる予測する。内燃機関用制御装置6はこの予測結果を加熱制御部34と貯留制御部35とに送る。
As illustrated in FIG. 4, the inflow amount parameter is acquired every predetermined cycle (S210). Next, the internal combustion
流入量が急増するという予測結果を受けると(S220:YES)、貯留制御部35は貯留機構20により貯留する制御を行って(S150)、スタートへ戻る。一方、流入量が急増しないという予測結果を受けると(S220:NO)と、貯留制御部35は貯留機構20により貯留した排ガスを選択的還元触媒装置12に再通過させる制御を行って(S170)、スタートへ戻る。
Upon receiving the prediction result that the inflow amount will increase rapidly (S220: YES), the
以上のように、本実施形態の排ガス浄化システム10は、内燃機関1が駆動している状態で選択的還元触媒装置12を通過した排ガスに多くの窒素酸化物が残留する場合に、貯留機構20により選択的還元触媒装置12を通過した排ガスを外部に放出せずに一時的に貯留する。そして、選択的還元触媒装置12で還元浄化可能な状態になった場合に、貯留した排ガスを再度、選択的還元触媒装置12に通過させることが可能になる。それ故、内燃機関1が駆動している状態で窒素酸化物が多く残留した排ガスが外部に放出されることを抑制することができる。
As described above, the exhaust
排ガス浄化システム10は貯留機構20が吸引ポンプ23を有することで、吸引ポンプ23の駆動により排気通路2から貯留用通路22に排ガスを吸引して貯留タンク25に導くことができる。つまり、排気用開閉装置21を閉じたのみでは選択的還元触媒装置12を通過した排ガスが排気通路2に滞留することを回避して、貯留タンク25に貯留することができる。また、吸引ポンプ23により吸引した排ガスの圧力を高めることで貯留タンク25の圧力を高めることができる。これにより、貯留用開閉装置26を開いたときに、圧力の高まった排ガスを貯留タンク25から選択的還元触媒装置12の上流に合流させることができる。
In the exhaust
排ガス浄化システム10は加熱装置14を備えることが望ましい。加熱装置14を備えることで、選択的還元触媒装置12が未活性状態の場合に加熱装置14の稼動により選択的還元触媒装置12を早期に暖気して活性状態にすることができる。また、選択的還元触媒装置12が早期に活性状態になることで、貯留タンク25が排ガスを貯留する容量を少なく設定することが可能となり、装置の重厚長大化を抑制することができる。
It is desirable that the exhaust
排ガス浄化システム10は、排気用開閉装置21が還流通路4の分岐口よりも排ガスの流れに関して下流の排気通路2に配置されることが望ましい。つまり、排気用開閉装置21を閉じたときに還流通路4に排ガスを分流可能な構成が望ましい。このように、排気用開閉装置21を配置することで、排ガスを貯留タンク25に貯留する場合に、還流用開閉装置5を開いて選択的還元触媒装置12を通過した全ての排ガスを貯留タンク25に貯留せず、一部の排ガスを還流通路4から吸気通路3に還流させることができる。これにより、貯留タンク25が排ガスを貯留する容量を少なく設定することが可能となり、装置の重厚長大化を抑制することができる。
In the exhaust
排ガス浄化システム10は貯留タンク25の内部の圧力を検出する圧力センサを備えて、制御装置30は圧力センサが検出した値に基づいて貯留タンク25の排ガスの充填状態を監視して、貯留タンク25が満杯になった場合に貯留用開閉装置26を開く制御を行うことが望ましい。これにより、貯留タンク25が満杯の状態で排気通路2から貯留用通路22へ排ガスを吸引できない事態を回避するには有利になる。
The exhaust
排ガス浄化システム10は内燃機関1の駆動が開始されるときに、貯留タンク25を空の状態にすることが望ましい。具体的に、制御装置30が内燃機関1の駆動が停止したときに貯留用開閉装置26を開き、貯留タンク25に残留している排ガスを貯留タンク25から排気通路2に放出する制御を行うことが望ましい。これにより、内燃機関1の駆動が開始されて、選択的還元触媒装置15が未活性状態の場合に、貯留タンク25に排ガスを貯留できない事態を回避するには有利になる。
It is desirable that the exhaust
本実施形態の貯留機構20は排気用開閉装置21、貯留用通路22、吸引ポンプ23、逆止弁24、貯留タンク25、および、貯留用開閉装置26からなるが、選択的還元触媒装置12を通過後の排ガスを一時的に貯留して、貯留した排ガスを再度、選択的還元触媒装置12に通過させることが可能であれば適宜変更可能である。
The
1 内燃機関
2 排気通路
10 排ガス浄化システム
12 選択的還元触媒装置
20 貯留機構
21 排気用開閉装置
22 貯留用通路
23 吸引ポンプ
24 逆止弁
25 貯留タンク
26 貯留用開閉装置
1
Claims (6)
前記内燃機関が駆動している状態のうちの一部の状態で前記選択的還元触媒装置を通過した排ガスを外部に放出せずに一時的に貯留して、貯留した排ガスを再度、前記選択的還元触媒装置に通過させる貯留機構を備えることを特徴とする排ガス浄化システム。 In an exhaust gas purification system in which a selective reduction catalyst device for reducing and purifying nitrogen oxides contained in exhaust gas is arranged in the middle of an exhaust passage through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine flows.
The exhaust gas that has passed through the selective reduction catalyst device is temporarily stored without being released to the outside in a part of the state in which the internal combustion engine is being driven, and the stored exhaust gas is again selectively stored. An exhaust gas purification system characterized by having a storage mechanism for passing through a reduction catalyst device.
前記排気用開閉装置と前記貯留用開閉装置とが閉まるとともに前記吸引ポンプが駆動して、前記選択的還元触媒装置を通過した排ガスが前記貯留用通路に吸引されて前記貯留タンクに貯留され、
前記排気用開閉装置と前記貯留用開閉装置とが開くとともに前記吸引ポンプの駆動が停止して、前記貯留タンクに貯留された排ガスが前記選択的還元触媒装置を再通過する請求項1に記載の排ガス浄化システム。 The storage mechanism is between an exhaust opening / closing device arranged in the exhaust passage downstream of the selective reduction catalyst device with respect to the flow of exhaust gas and an outlet of the selective reduction catalyst device to the exhaust opening / closing device. A storage passage that branches from the exhaust passage and joins the exhaust passage upstream of the selective reduction catalyst device, and a suction pump that is sequentially arranged in the storage passage in the direction opposite to the flow of exhaust gas in the exhaust passage. , A check valve, a storage tank, and an opening / closing device for storage,
When the exhaust switchgear and the storage switchgear are closed, the suction pump is driven, and the exhaust gas that has passed through the selective reduction catalyst device is sucked into the storage passage and stored in the storage tank.
The first aspect of claim 1, wherein the exhaust gas opening / closing device and the storage opening / closing device are opened, the drive of the suction pump is stopped, and the exhaust gas stored in the storage tank re-passes through the selective reduction catalyst device. Exhaust gas purification system.
前記制御装置は、前記活性パラメータ取得装置が取得した前記活性パラメータに基づいて前記選択的還元触媒装置の活性状態を監視し、前記選択的還元触媒装置が未活性状態である場合に前記排気用開閉装置と前記貯留用開閉装置とを閉めるとともに前記吸引ポンプを駆動する制御を行い、前記選択的還元触媒装置が活性状態である場合に前記排気用開閉装置と前記貯留用開閉装置とを開くとともに前記吸引ポンプの駆動を停止する制御を行う構成にした請求項2に記載の排ガス浄化システム。 A control device connected to each of the exhaust switchgear, the storage switchgear, and the suction pump, and an activity parameter acquisition device for acquiring an activity parameter relating to the activity state of the selective reduction catalyst device are provided.
The control device monitors the active state of the selective reduction catalyst device based on the activity parameter acquired by the activity parameter acquisition device, and opens and closes the exhaust gas when the selective reduction catalyst device is in an inactive state. The device and the storage opening / closing device are closed and the suction pump is controlled to be driven, and when the selective reduction catalyst device is in the active state, the exhaust opening / closing device and the storage opening / closing device are opened and the storage opening / closing device is opened. The exhaust gas purification system according to claim 2, which is configured to control to stop the drive of the suction pump.
前記制御装置は、前記選択的還元触媒装置が未活性状態である場合に前記加熱装置を稼動させる制御を行い、前記選択的還元触媒装置が活性状態である場合に前記加熱装置の稼動を停止する制御を行う構成にした請求項3に記載の排ガス浄化システム。 A heating device for heating either the exhaust gas flowing through the exhaust passage upstream of the selective reduction catalyst device or the selective reduction catalyst device with respect to the flow of the exhaust gas is provided.
The control device controls to operate the heating device when the selective reduction catalyst device is in an inactive state, and stops the operation of the heating device when the selective reduction catalyst device is in an active state. The exhaust gas purification system according to claim 3, which is configured to perform control.
前記制御装置は、前記流入量パラメータ取得装置が取得した前記流入量パラメータに基づいて前記流入量の増減を予測し、前記流入量が急増する状態になると予測した場合に前記排気用開閉装置と前記貯留用開閉装置とを閉めるとともに前記吸引ポンプを駆動する制御を行う構成にした請求項3または4に記載の排ガス浄化システム。 A device for acquiring an inflow amount parameter for acquiring an inflow amount parameter relating to an inflow amount of nitrogen oxides flowing into the selective reduction catalyst device is provided.
The control device predicts an increase or decrease in the inflow amount based on the inflow amount parameter acquired by the inflow amount parameter acquisition device, and when it is predicted that the inflow amount will suddenly increase, the exhaust switchgear and the above. The exhaust gas purification system according to claim 3 or 4, wherein the storage opening / closing device is closed and the suction pump is controlled to be driven.
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JP2019175546A JP2021050714A (en) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | Exhaust emission control system |
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WO2022191272A1 (en) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust gas aftertreatment device of internal combustion engine |
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2019
- 2019-09-26 JP JP2019175546A patent/JP2021050714A/en active Pending
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