JP2023136355A - exhaust system - Google Patents
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Abstract
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)。 BACKGROUND ART Conventionally, an exhaust gas purification device including a plasma reactor is known as a device for decomposing harmful components such as hydrocarbons (HC) contained in exhaust gas (for example, see 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。 This exhaust gas purification device includes a bypass flow path that bypasses the main flow path upstream of the exhaust purification catalyst, and a plasma reactor containing a built-in HC adsorption catalyst is disposed in the bypass flow path.
そして、この排気浄化装置では、排気浄化触媒の活性が十分ではないときに、排気をバイパス流路に流して、炭化水素をHC吸着触媒で吸着するとともに、プラズマリアクターで炭化水素の浄化を補助している。 In this exhaust purification device, when the activity of the exhaust purification catalyst is not sufficient, the exhaust gas is caused to flow through the bypass flow path, hydrocarbons are adsorbed by the HC adsorption catalyst, and the plasma reactor assists in the purification of the hydrocarbons. ing.
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、排気をバイパス流路に流した場合、排気浄化触媒よりも上流側にHC吸着触媒が配置されているので、排気浄化触媒の温度が低い状態で、HC吸着触媒の温度が上がってしまう可能性がある。
However, in the exhaust purification device as described in
そのため、排気浄化触媒の活性が十分ではない状態で、HC吸着触媒の温度が上がって、HC吸着触媒に吸着した炭化水素が脱離してしまう可能性がある。 Therefore, when the activity of the exhaust purification catalyst is not sufficient, the temperature of the HC adsorption catalyst may rise, and the hydrocarbons adsorbed on the HC adsorption catalyst may be desorbed.
その場合、排気中の炭化水素と、HC吸着触媒から脱離した炭化水素とをプラズマリアクターだけで処理することとなり、炭化水素の排出を抑制することが困難である。 In that case, hydrocarbons in the exhaust gas and hydrocarbons desorbed from the HC adsorption catalyst are treated only in the plasma reactor, making it difficult to suppress the discharge of hydrocarbons.
そこで、本発明の目的は、エンジン始動直後の炭化水素の排出を抑制できる排気システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust system that can suppress hydrocarbon emissions immediately after starting an engine.
本発明[1]は、エンジンと接続される触媒コンバーターと、前記触媒コンバーターの下流側に接続される排気管であって、途中で第1排気管と第2排気管とに分岐する排気管と、前記第1排気管の途中に介在されるプラズマリアクターと、前記第1排気管の途中に介在され、かつ、前記触媒コンバーターと前記プラズマリアクターとの間に配置され、排気ガス中の炭化水素を吸着可能な吸着部材と、前記第1排気管を通過する排気ガスの量と、前記第2排気管を通過する排気ガスの量とのバランスを調節するためのバルブとを備える、排気システムを含む。 The present invention [1] includes a catalytic converter connected to an engine, and an exhaust pipe connected downstream of the catalytic converter, which branches into a first exhaust pipe and a second exhaust pipe midway. , a plasma reactor interposed in the middle of the first exhaust pipe; and a plasma reactor interposed in the middle of the first exhaust pipe, and arranged between the catalytic converter and the plasma reactor, for removing hydrocarbons in exhaust gas. The exhaust system includes an adsorption member capable of adsorption, and a valve for adjusting the balance between the amount of exhaust gas passing through the first exhaust pipe and the amount of exhaust gas passing through the second exhaust pipe. .
このような構成によれば、触媒コンバーター内の触媒が活性化するまでの間、触媒コンバーターを通過した排気ガスを第1排気管に通して、吸着部材およびプラズマリアクターによって、排気ガス中の炭化水素を処理できる。 According to this configuration, until the catalyst in the catalytic converter is activated, the exhaust gas that has passed through the catalytic converter is passed through the first exhaust pipe, and the hydrocarbons in the exhaust gas are removed by the adsorption member and the plasma reactor. can be processed.
このとき、エンジンからの排気ガスは、触媒コンバーター、吸着部材、プラズマリアクターの順に通過する。 At this time, exhaust gas from the engine passes through the catalytic converter, the adsorption member, and the plasma reactor in this order.
そのため、触媒コンバーターの温度を、吸着部材よりも早く上昇させることができる。その結果、吸着部材に吸着された炭化水素が吸着部材から脱離する前に、触媒コンバーター内の触媒を活性化できる。 Therefore, the temperature of the catalytic converter can be raised faster than that of the adsorption member. As a result, the catalyst in the catalytic converter can be activated before the hydrocarbons adsorbed on the adsorption member are desorbed from the adsorption member.
そして、触媒コンバーター内の触媒が活性化した後は、排気ガス中の炭化水素を触媒コンバーターで処理しつつ、吸着部材から脱離した炭化水素をプラズマリアクターで処理できる。 After the catalyst in the catalytic converter is activated, the hydrocarbons in the exhaust gas can be treated by the catalytic converter, while the hydrocarbons desorbed from the adsorption member can be treated by the plasma reactor.
その結果、エンジン始動直後の炭化水素の排出量を抑制できる。 As a result, the amount of hydrocarbon emissions immediately after the engine starts can be suppressed.
本発明[2]は、制御装置をさらに備え、前記制御装置が、前記触媒コンバーター内の温度が、前記触媒コンバーター内の触媒が活性化する温度である第1温度未満である場合、排気ガスの全部が前記第1排気管を通過するように、前記バルブを制御する、上記[1]の排気システム。 The present invention [2] further includes a control device, and when the temperature in the catalytic converter is lower than a first temperature that is a temperature at which a catalyst in the catalytic converter is activated, the control device controls the exhaust gas. The exhaust system according to [1] above, wherein the valve is controlled so that all the exhaust gas passes through the first exhaust pipe.
このような構成によれば、触媒コンバーター内の触媒が活性化するまで、吸着部材とプラズマリアクターとによって、炭化水素を処理できる。 According to such a configuration, hydrocarbons can be processed by the adsorption member and the plasma reactor until the catalyst in the catalytic converter is activated.
そのため、触媒コンバーター内の触媒が活性化するまで、炭化水素の排出を抑制できる。 Therefore, hydrocarbon emissions can be suppressed until the catalyst in the catalytic converter is activated.
本発明[3]は、前記制御装置が、前記触媒コンバーター内の温度が前記第1温度以上であり、前記吸着部材の温度が、前記吸着部材から炭化水素が脱離する温度である第2温度未満である場合、前記第1排気管を通過する排気ガスの量が所定量以下になるように、前記バルブを制御する、上記[2]の排気システムを含む。 The present invention [3] is characterized in that the control device is configured to control a second temperature in which the temperature inside the catalytic converter is equal to or higher than the first temperature, and the temperature of the adsorption member is a temperature at which hydrocarbons are desorbed from the adsorption member. If the exhaust gas is less than the predetermined amount, the exhaust system includes the exhaust system of [2] above, which controls the valve so that the amount of exhaust gas passing through the first exhaust pipe is equal to or less than a predetermined amount.
このような構成によれば、触媒コンバーター内の温度が第1温度以上になることにより、触媒コンバーター内の活性化した触媒によって、排気ガス中の炭化水素を分解できる。 According to such a configuration, when the temperature inside the catalytic converter becomes equal to or higher than the first temperature, hydrocarbons in the exhaust gas can be decomposed by the activated catalyst within the catalytic converter.
そこで、バルブを制御して、触媒コンバーターを通過した排気ガスのうち、所定量以下を第1排気管に流し、所定量を超えた分を、第2排気管に流す。 Therefore, by controlling the valve, a predetermined amount or less of the exhaust gas that has passed through the catalytic converter is allowed to flow into the first exhaust pipe, and an amount exceeding the predetermined amount is allowed to flow into the second exhaust pipe.
これにより、吸着部材の温度を上昇させつつ、第2排気管を使用して、排気ガスを効率よく車外に排出できる。 Thereby, exhaust gas can be efficiently discharged to the outside of the vehicle using the second exhaust pipe while increasing the temperature of the adsorption member.
本発明の排気システムによれば、エンジン始動直後の炭化水素の排出量を抑制できる。 According to the exhaust system of the present invention, it is possible to suppress the amount of hydrocarbon emissions immediately after engine startup.
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
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。
排気システム1は、触媒コンバーター2と、排気管3と、吸着部材4と、プラズマリアクター5と、バルブ6と、電源装置7と、制御装置8と、第1温度センサ9と、第2温度センサ10と、エアフローメーター11とを備える。
The
(1)触媒コンバーター
触媒コンバーター2は、エンジン101と接続される。具体的には、触媒コンバーター2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2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。
(1) Catalytic Converter The
(2)排気管
排気管3は、触媒コンバーター2と接続される。排気管3は、排気ガスが流れる方向において、触媒コンバーター2の下流側に接続される。エンジン101から排出され、触媒コンバーター2を通過した排気ガスは、排気管3を通過して車外に排出される。排気管3は、途中で第1排気管31と第2排気管32とに分岐する。言い換えると、排気管3は、第1排気管31と第2排気管32とを有する。
(2) Exhaust pipe The
第1排気管31は、排気ガスを吸着部材4およびプラズマリアクター5に導くための配管である。第1排気管31の途中には、吸着部材4とプラズマリアクター5とが介在される。
The
第2排気管32は、吸着部材4およびプラズマリアクター5を迂回して排気ガスを排出するための配管である。第2排気管32は、排気ガスが流れる方向において、上流端32Aと、下流端32Bとを有する。上流端32Aは、吸着部材4と触媒コンバーター2との間において、第1排気管31と接続される。下流端32Bは、プラズマリアクター5に対して触媒コンバーター2の反対側において、第1排気管31と接続される。排気ガスが第2排気管32内を通過する場合の圧力損失は、排気ガスが第1排気管31内を通過する場合の圧力損失よりも小さい。好ましくは、第2排気管32の途中には、介在される部材が無い。第2排気管32は、好ましくは、第1排気管31よりも下方に配置される。第2排気管32が第1排気管31よりも下方に配置されることにより、エンジン101から排出される水等から第1排気管31内の吸着部材4およびプラズマリアクター5を保護することができる。
The
(3)吸着部材
吸着部材4は、第1排気管31の途中に介在される。吸着部材4は、排気ガスが流れる方向において、触媒コンバーター2よりも下流に配置される。吸着部材4は、排気ガスが流れる方向において、触媒コンバーター2とプラズマリアクター5との間に配置される。吸着部材4は、排気ガス中の炭化水素を吸着可能である。
(3) Adsorption member The
詳しくは、吸着部材4は、円筒形状を有する。吸着部材4は、第1排気管31が延びる方向に延びる。吸着部材4は、内部に、担体と吸着層とを有する。担体は、吸着部材4が延びる方向に延びる。担体は、吸着層を担持する。担体は、網目状またはハニカム状であり、排気ガスが通過する複数の穴を有する。吸着層は、担体の穴の内面を覆う。吸着層は、例えば、ゼオライトなどから作られる。排気ガスが担体の穴内を通過するときに、吸着層は、排気ガス中の炭化水素を吸着する。
Specifically, the
(4)プラズマリアクター
プラズマリアクター5は、第1排気管31の途中に介在される。プラズマリアクター5は、排気ガスが流れる方向において、吸着部材4よりも下流に配置される。プラズマリアクター5は、吸着部材4を通過した排気ガスに含まれる有害成分を分解する。プラズマリアクター5は、誘電体バリア放電型のプラズマリアクターである。
(4) Plasma Reactor The
詳しくは、プラズマリアクター5は、複数の電極パネル51を有する。複数の電極パネル51は、第1排気管31が延びる方向と直交する方向において、互いに間隔を隔てて並ぶ。各電極パネル51は、第1排気管31が延びる方向に延びる。各電極パネル51は、平板形状を有する。排気ガスは、各電極パネル51の間を通過する。
Specifically, the
各電極パネル51は、導体層と、導体層を覆う誘電体層とを有する。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。
Each
各電極パネル51に電力が供給されると、各電極パネル51の間で放電(誘電体バリア放電)が生じる。これにより、各電極パネル51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5内にプラズマが発生する。すると、排気ガスに含まれる有害成分は、プラズマによって分解される。プラズマリアクター5を通過した排気ガスは、排気管3を通過して、車外に排出される。
When power is supplied to each
(5)バルブ
バルブ6は、第1排気管31を通過する排気ガスの量と、第2排気管32を通過する排気ガスの量とのバランスを調節する。バルブ6は、第2排気管32の下流端32Bと第1排気管31との接続部分に配置される。なお、バルブ6の位置は、限定されない。例えば、バルブ6は、第2排気管32の上流端32Aと第1排気管31との接続部分に配置されてもよい。また、バルブ6は、第1排気管31と第2排気管32とに、それぞれ設けられてもよい。バルブ6は、電磁バルブである。
(5) Valve The valve 6 adjusts the balance between the amount of exhaust gas passing through the
以下の説明において、バルブ6の開度に言及する場合、第1排気管31側の開度を基準とする。例えば、バルブ6の開度が100%である場合、排気ガスの全部が第1排気管31を通過する。バルブ6の開度が100%である場合、排気ガスは、第2排気管32を通過しない。バルブ6の開度が0%である場合、排気ガスの全部が第2排気管32を通過する。バルブ6の開度が0%である場合、排気ガスは、第1排気管31を通過しない。
In the following description, when referring to the opening degree of the valve 6, the opening degree on the
(4)電源装置
電源装置7は、バッテリー102からの電力をプラズマリアクター5の各電極パネル51に供給可能である。電源装置7は、バッテリー102と電気的に接続される。また、電源装置7は、各電極パネル51と電気的に接続される。電源装置7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7がオン状態である場合、電源装置7は、電極パネル51に電力を供給可能である。また、電源装置7がオフ状態である場合、電源装置7は、電極パネル51に電力を供給しない。
(4) Power supply device The power supply device 7 can supply electric power from the
(5)制御装置
制御装置8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(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などを備える。制御装置8は、バッテリー102と電気的に接続される。制御装置8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から電力が供給されることにより、起動する。
(5) Control device The
制御装置8は、電源装置7に電気的に接続される。制御装置8は、電源装置7に所定の電気信号を送ることにより、電源装置7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8は、電源装置7を制御する。言い換えると、制御装置8は、電源装置7を介して、プラズマリアクター5を制御する。
また、制御装置8は、バルブ6に電気的に接続される。制御装置8は、バルブ6の開度を制御する。
Further, the
また、制御装置8は、図示しないアクセルペダルと電気的に接続される。制御装置8は、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。また、制御装置8は、第1温度センサ9、第2温度センサ10、および、エアフローメーター11と電気的に接続される。
Further, the
(6)センサ
第1温度センサ9は、触媒コンバーター2に取り付けられる。第1温度センサ9は、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)を測定する。
(6) Sensor The
第2温度センサ10は、第1排気管31に取り付けられる。第2温度センサ10は、吸着部材4の温度T(U/F)を測定する。
The
エアフローメーター11は、第1排気管31に取り付けられる。エアフローメーター11は、第1排気管31を通過する排気ガスの流量を測定する。
Air flow meter 11 is attached to
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
車両100のイグニッションスイッチがオンされると、制御装置8が起動する。さらに、セルモーターが回ると、エンジン101が始動する。エンジン101が始動すると、エンジン101からの排気ガスが、触媒コンバーター2に流入する。
When the ignition switch of
しかし、エンジン101が始動した直後では、触媒コンバーター2内の触媒は、活性化しておらず、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2で分解されずに、排気管3に流入する。
However, immediately after the
エンジン101が始動した直後において、触媒コンバーター2を通過した排気ガス中の炭化水素の割合は、例えば、1体積%以上である。
Immediately after
(1)エンジン始動直後のバルブ制御
図2に示すように、エンジン101が始動すると、制御装置8は、電源装置7をオフ状態からオン状態に切り替えて(プラズマリアクター5:オン状態)、バルブ6の開度を100%にする(S1)。
(1) Valve control immediately after engine starting As shown in FIG. 2, when the
すると、排気ガスの全部は、第1排気管31を通過する。排気ガス中の炭化水素は、吸着部材4に吸着する。また、吸着部材4を通過した排気ガス中の炭化水素は、プラズマリアクター5によって分解される。そのため、触媒コンバーター2内の触媒が活性化していない状態で、炭化水素の排出を抑制できる。
Then, all of the exhaust gas passes through the
吸着部材4およびプラズマリアクター5を通過した排気ガス中の炭化水素の割合は、例えば、0.5体積%以下である。触媒コンバーター2が活性化していないエンジン始動直後でも、吸着部材4およびプラズマリアクター5によって、排気ガス中の炭化水素の割合を半減できる。
The proportion of hydrocarbons in the exhaust gas that has passed through the
次に、制御装置8は、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1未満である場合(S2:NO)、バルブ6の開度を100%に維持する(S1)。つまり、制御装置8は、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1未満である場合(S2:NO)、排気ガスの全部が第1排気管31を通過するように、バルブ6を制御する。
Next, when the temperature T (S/C) inside the
第1温度T1は、触媒コンバーター2内の触媒が活性化する温度である。第1温度T1は、例えば、300℃である。
The first temperature T1 is a temperature at which the catalyst in the
触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1未満である場合に排気ガスの全部を第1排気管31に流入させることにより、触媒コンバーター2内の触媒が活性化するまで、吸着部材4とプラズマリアクター5とによって、炭化水素を処理できる。これにより、触媒コンバーター2内の触媒が活性化するまで、炭化水素の排出を抑制できる。
By causing all of the exhaust gas to flow into the
(2)第1バルブ制御
次に、制御装置8は、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1以上になった場合(S2:YES)、第1バルブ制御を実行する(S3)。
(2) First valve control Next, the
第1バルブ制御(S3)において、制御装置8は、第1排気管31に流入する排気ガスの量が第1所定量以下になるように、バルブ6を制御する。言い換えると、第1バルブ制御(S3)において、制御装置8は、第1排気管31に流入する排気ガスの量が第1所定量以下になるように、バルブ6の開度を調節する。なお、排気ガスのうち、第1所定量を超えた分は、第2排気管32に流入する。
In the first valve control (S3), the
第1所定量は、例えば、5g/秒である。 The first predetermined amount is, for example, 5 g/sec.
制御装置8は、吸着部材4の温度T(U/F)が第2温度T2未満である場合(S4:NO)、第1バルブ制御を続行する(S3)。つまり、制御装置8は、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1以上であり(S2:YES)、吸着部材4の温度T(U/F)が第2温度T2未満である場合(S4:NO)、第1排気管31を通過する排気ガスの量が第1所定量以下になるように、バルブ6を制御する(S3)。
When the temperature T (U/F) of the
第2温度は、吸着部材4から炭化水素が脱離する温度である。第2温度T2は、例えば、300℃である。
The second temperature is the temperature at which hydrocarbons are desorbed from the
触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1以上になると、触媒コンバーター2内の触媒が活性化する。そのため、触媒コンバーター2内の触媒によって、排気ガス中の炭化水素を分解できる。
When the temperature T (S/C) inside the
そのため、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1以上である場合、触媒コンバーター2を通過した排気ガスは、炭化水素をほとんど含有しない。触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1以上である場合、触媒コンバーター2を通過した排気ガス中の炭化水素の割合は、例えば、0.01体積%以下である。
Therefore, when the temperature T (S/C) inside the
そこで、第1バルブ制御(S3)では、バルブ6の開度を調節して、触媒コンバーター2を通過した排気ガスのうち、第1所定量以下を第1排気管31に流し、第1所定量を超えた分を、第2排気管32に流す。
Therefore, in the first valve control (S3), the opening degree of the valve 6 is adjusted so that a first predetermined amount or less of the exhaust gas that has passed through the
これにより、吸着部材4の温度を上昇させつつ、第1排気管31よりも圧力損失が低い第2排気管32を使用して、排気ガスを効率よく車外に排出できる。
Thereby, while increasing the temperature of the
(3)第2バルブ制御
次に、制御装置8は、吸着部材4の温度T(U/F)が第2温度T2以上になった場合(S4:YES)、第2バルブ制御を実行する(S5)。
(3) Second valve control Next, when the temperature T (U/F) of the
吸着部材4の温度T(U/F)が第2温度T2以上である場合、吸着部材4に吸着された炭化水素が、吸着部材4から脱離する。吸着部材4から脱離した炭化水素は、プラズマリアクター5によって分解される。
When the temperature T (U/F) of the
第2バルブ制御(S5)において、制御装置8は、第1排気管31に流入する排気ガスの量が第2所定量以下になるように、バルブ6を制御する。言い換えると、第2バルブ制御(S5)において、制御装置8は、第1排気管31に流入する排気ガスの量が第2所定量以下になるように、バルブ6の開度を調節する。なお、排気ガスのうち、第2所定量を超えた分は、第2排気管32に流入する。
In the second valve control (S5), the
第2所定量は、第1所定量よりも多い。第2所定量は、吸着部材4から脱離した炭化水素をプラズマリアクター5によって分解可能な範囲で、設定される。第2所定量は、例えば、20g/秒である。
The second predetermined amount is greater than the first predetermined amount. The second predetermined amount is set within a range in which the hydrocarbons desorbed from the
吸着部材4の温度T(U/F)が第2温度T2以上になった状態で、第1排気管31に流入する排気ガスの量を増加させることにより、吸着部材4に吸着された炭化水素を効率よく脱離させることができる。
By increasing the amount of exhaust gas flowing into the
制御装置8は、第2バルブ制御を開始してから所定時間が経過するまで(S6:NO)、第2バルブ制御を続行する(S5)。
The
所定時間は、吸着部材4に吸着された炭化水素をほぼ全て脱離できるように、設定される。所定時間は、例えば、10分である。
The predetermined time is set so that almost all of the hydrocarbons adsorbed by the
(4)バルブ制御の終了
制御装置8は、第2バルブ制御を開始してから所定時間が経過した場合(S6:YES)、バルブ開度を0%にして(S7)、バルブ制御を終了する。また、制御装置8は、電源装置7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5:オフ状態)。
(4) Termination of valve control If a predetermined time has elapsed since starting the second valve control (S6: YES), the
バルブ制御が終了すると、触媒コンバーター2を通過した排気ガスの全部は、第2排気管32を通過して、車外に排出される。
When the valve control is completed, all of the exhaust gas that has passed through the
3.作用効果
(1)図1に示すように、排気システム1によれば、触媒コンバーター2内の触媒が活性化するまでの間、触媒コンバーター2を通過した排気ガスを第1排気管31に通して、吸着部材4およびプラズマリアクター5によって、排気ガス中の炭化水素を処理できる。
3. Effects (1) As shown in FIG. 1, according to the
このとき、エンジン101からの排気ガスは、触媒コンバーター2、吸着部材4、プラズマリアクター5の順に通過する。
At this time, exhaust gas from the
そのため、触媒コンバーター2の温度を、吸着部材4よりも早く上昇させることができる。その結果、吸着部材4に吸着された炭化水素が吸着部材4から脱離する前に、触媒コンバーター2内の触媒を活性化できる。
Therefore, the temperature of the
そして、触媒コンバーター2内の触媒が活性化した後は、排気ガス中の炭化水素を触媒コンバーター2で処理しつつ、吸着部材4から脱離した炭化水素をプラズマリアクター5で処理できる。
After the catalyst in the
その結果、エンジン始動直後の炭化水素の排出量を抑制できる。 As a result, the amount of hydrocarbon emissions immediately after the engine starts can be suppressed.
(2)図2に示すように、排気システム1によれば、制御装置8は、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1未満である場合(S2:NO)、排気ガスの全部が第1排気管31を通過するように、バルブ6を制御する。第1温度T1は、触媒コンバーター2内の触媒が活性化する温度である。
(2) As shown in FIG. 2, according to the
これにより、触媒コンバーター2内の触媒が活性化するまで、吸着部材4とプラズマリアクター5とによって、炭化水素を処理できる。
Thereby, hydrocarbons can be processed by the
その結果、触媒コンバーター2内の触媒が活性化するまで、炭化水素の排出を抑制できる。
As a result, hydrocarbon emissions can be suppressed until the catalyst in the
(3)図2に示すように、排気システム1によれば、制御装置8は、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1以上であり(S2:YES)、吸着部材4の温度T(U/F)が第2温度T2未満である場合(S4:NO)、第1排気管31を通過する排気ガスの量が第1所定量以下になるように、バルブ6を制御する(S3)。第2温度T2は、吸着部材4から炭化水素が脱離する温度である。
(3) As shown in FIG. 2, according to the
触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が第1温度T1以上になると、触媒コンバーター2内の触媒が活性化する。そのため、触媒コンバーター2内の触媒によって、排気ガス中の炭化水素を分解できる。
When the temperature T (S/C) inside the
そこで、バルブ6を制御して、触媒コンバーター2を通過した排気ガスのうち、第1所定量以下を第1排気管31に流し、第1所定量を超えた分を、第2排気管32に流す。
Therefore, by controlling the valve 6, the first predetermined amount or less of the exhaust gas that has passed through the
これにより、吸着部材4の温度を上昇させつつ、第1排気管31よりも圧力損失が低い第2排気管32を使用して、排気ガスを効率よく車外に排出できる。
Thereby, while increasing the temperature of the
4.変形例
(1)第1バルブ制御(S3)を開始するか否かの判断(S2)において、制御装置8は、排気ガスの流量の積算値、および、空燃比を用いてもよい。
4. Modifications (1) In determining whether to start the first valve control (S3) (S2), the
(2)第1バルブ制御(S3)において、エンジン101から排出される排気ガスの量に基づいて、バルブ6の開度を制御してもよい。エンジン101から排出される排気ガスの量は、例えば、吸入空気量から計算してもよい。この場合、エンジン101から排出される排気ガスの量が第1所定量以下である場合、バルブ開度を100%に制御し、エンジン101から排出される排気ガスの量が第1所定量を超える場合、バルブ開度を0%に制御してもよい。
(2) In the first valve control (S3), the opening degree of the valve 6 may be controlled based on the amount of exhaust gas discharged from the
(3)第2バルブ制御(S5)を開始するか否かの判断(S4)において、制御装置8は、排気ガスの流量の積算値、および、空燃比を用いてもよい。
(3) In determining whether to start the second valve control (S5) (S4), the
(4)バルブ制御を終了するか否かの判断(S6)において、制御装置8は、吸着部材4の温度、および、エンジン101の運転条件を用いてもよい。
(4) In determining whether to end the valve control (S6), the
1 排気システム
2 触媒コンバーター
3 排気管
4 吸着部材
5 プラズマリアクター
6 バルブ
8 制御装置
31 第1排気管
32 第2排気管
101 エンジン
1
Claims (3)
前記触媒コンバーターの下流側に接続される排気管であって、途中で第1排気管と第2排気管とに分岐する排気管と、
前記第1排気管の途中に介在されるプラズマリアクターと、
前記第1排気管の途中に介在され、かつ、前記触媒コンバーターと前記プラズマリアクターとの間に配置され、排気ガス中の炭化水素を吸着可能な吸着部材と、
前記第1排気管を通過する排気ガスの量と、前記第2排気管を通過する排気ガスの量とのバランスを調節するためのバルブと
を備える、排気システム。 a catalytic converter connected to the engine;
an exhaust pipe connected to the downstream side of the catalytic converter, the exhaust pipe branching into a first exhaust pipe and a second exhaust pipe halfway;
a plasma reactor interposed in the middle of the first exhaust pipe;
an adsorption member that is interposed in the middle of the first exhaust pipe and arranged between the catalytic converter and the plasma reactor, and is capable of adsorbing hydrocarbons in exhaust gas;
An exhaust system comprising: a valve for adjusting the balance between the amount of exhaust gas passing through the first exhaust pipe and the amount of exhaust gas passing through the second exhaust pipe.
前記制御装置は、
前記触媒コンバーター内の温度が、前記触媒コンバーター内の触媒が活性化する温度である第1温度未満である場合、排気ガスの全部が前記第1排気管を通過するように、前記バルブを制御する、請求項1に記載の排気システム。 further comprising a control device;
The control device includes:
controlling the valve so that all of the exhaust gas passes through the first exhaust pipe when the temperature within the catalytic converter is below a first temperature at which a catalyst within the catalytic converter is activated; , an exhaust system according to claim 1.
前記触媒コンバーター内の温度が前記第1温度以上であり、前記吸着部材の温度が、前記吸着部材から炭化水素が脱離する温度である第2温度未満である場合、前記第1排気管を通過する排気ガスの量が所定量以下になるように、前記バルブを制御する、請求項2に記載の排気システム。 The control device includes:
When the temperature inside the catalytic converter is equal to or higher than the first temperature and the temperature of the adsorption member is less than a second temperature, which is a temperature at which hydrocarbons are desorbed from the adsorption member, hydrocarbons pass through the first exhaust pipe. 3. The exhaust system according to claim 2, wherein the valve is controlled so that the amount of exhaust gas generated is equal to or less than a predetermined amount.
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JP2022041935A JP2023136355A (en) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | exhaust system |
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