JP2023161518A - exhaust system - Google Patents

exhaust system Download PDF

Info

Publication number
JP2023161518A
JP2023161518A JP2022071977A JP2022071977A JP2023161518A JP 2023161518 A JP2023161518 A JP 2023161518A JP 2022071977 A JP2022071977 A JP 2022071977A JP 2022071977 A JP2022071977 A JP 2022071977A JP 2023161518 A JP2023161518 A JP 2023161518A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma reactor
engine
catalytic converter
temperature
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022071977A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
竜太郎 玉木
Ryutaro Tamaki
一哉 内藤
Kazuya Naito
和彦 間所
Kazuhiko Madokoro
哲郎 大西
Tetsuro Onishi
遼一 島村
Ryoichi Shimamura
翔 松山
Sho Matsuyama
怜 倉田
Rei Kurata
智博 鈴木
Tomohiro Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2022071977A priority Critical patent/JP2023161518A/en
Publication of JP2023161518A publication Critical patent/JP2023161518A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide an exhaust system which can suppress power consumed by a plasma reactor.SOLUTION: An exhaust system 14 comprises a catalyst converter 2 connected to an engine 101, an exhaust pipe 3 connected to a downstream side of the catalyst converter 2, a plasma reactor 4 interposed in the middle of the exhaust pipe 3, and a control device 6. The control device 6 makes the plasma reactor 4 discharge electricity when a temperature in the catalyst converter 2 is equal to or higher than a temperature at which a catalyst in the catalyst converter 2 is activated, and an engine 101 is operated in a condition that the generation of particulate substances is assumed, and when the temperature in the catalyst converter 2 is equal to or higher than the temperature at which the catalyst is the catalyst converter 2 is activated, and the engine 101 is operated in a condition that the generation of the particulate substances is not assumed.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、エンジンの排気ラインにプラズマ処理装置を設け、エンジン始動時及び加速時にプラズマ処理装置を作動させるプラズマ生成制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, a plasma generation control device has been proposed in which a plasma processing device is provided in the exhaust line of an engine and the plasma processing device is operated at the time of engine startup and acceleration (see, for example, Patent Document 1).

特開平06-335621号公報Japanese Patent Application Publication No. 06-335621

上記した特許文献1に記載されるような排気ラインにおいて、さらなる省エネルギー化が要望されている。 Further energy saving is desired in the exhaust line as described in Patent Document 1 mentioned above.

そこで、本発明の目的は、プラズマリアクターによって消費される電力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 the power consumed by a plasma reactor.

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と、前記排気管の途中に介在されるプラズマリアクターと、制御装置とを備え、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以上であり、かつ、前記エンジンが、粒子状物質の発生が想定される条件で作動している場合と、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以上であり、前記エンジンが、粒子状物質の発生が想定されない条件で作動しており、かつ、空燃比がリーンである場合とに前記プラズマリアクターに放電させる、排気システムを含む。 The present invention [1] includes a catalytic converter connected to an engine, an exhaust pipe connected downstream of the catalytic converter, a plasma reactor interposed in the middle of the exhaust pipe, and a control device, The control device controls the control device when the temperature inside the catalytic converter is equal to or higher than the temperature at which the catalyst in the catalytic converter is activated, and the engine is operating under conditions where particulate matter is expected to be generated. , the temperature in the catalytic converter is higher than the temperature at which the catalyst in the catalytic converter is activated, the engine is operating under conditions where particulate matter is not expected to be generated, and the air-fuel ratio is lean. and an exhaust system for discharging the plasma reactor in some cases.

このような構成によれば、制御装置は、エンジンが粒子状物質の発生が想定される条件で作動している場合と、エンジンが粒子状物質の発生が想定されない条件で作動しており、かつ、空燃比がリーンである場合とに、プラズマリアクターに放電させる。 According to such a configuration, the control device controls whether the engine is operating under conditions where generation of particulate matter is expected, and when the engine is operating under conditions where generation of particulate matter is not expected. , the plasma reactor is discharged when the air-fuel ratio is lean.

エンジンが粒子状物質の発生が想定される条件で作動している場合にプラズマリアクターが放電することにより、プラズマリアクターによって消費される電力を抑制しつつ、粒子状物質を処理できる。 By discharging the plasma reactor when the engine is operating under conditions where particulate matter is expected to be generated, particulate matter can be treated while suppressing the power consumed by the plasma reactor.

また、空燃比がリーンである場合にプラズマリアクターが放電することにより、排気ガス中の酸素を利用して、プラズマリアクターの電極パネルに吸着した粒子状物質を分解できる。 Further, by discharging the plasma reactor when the air-fuel ratio is lean, particulate matter adsorbed on the electrode panel of the plasma reactor can be decomposed using oxygen in the exhaust gas.

そのため、排気ガス中に酸素が存在しており、粒子状物質の分解に有利な条件で、プラズマリアクターが放電することにより、効率よく電極パネルに吸着した粒子状物質を分解できる。 Therefore, oxygen is present in the exhaust gas, and the plasma reactor discharges under conditions favorable for decomposing particulate matter, so that particulate matter adsorbed on the electrode panel can be efficiently decomposed.

その結果、プラズマリアクターによって消費される電力を抑制しつつ、電極パネルに吸着した粒子状物質を処理できる。 As a result, particulate matter adsorbed to the electrode panel can be treated while suppressing the power consumed by the plasma reactor.

本発明[2]は、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以上であり、前記エンジンが、粒子状物質の発生が想定されない条件で作動しており、空燃比がストイキオメトリまたはリッチである場合、前記プラズマリアクターの放電を停止させる、上記[1]の排気システムを含む。 In the present invention [2], the control device is configured such that the temperature in the catalytic converter is equal to or higher than the temperature at which the catalyst in the catalytic converter is activated, and the engine is operated under conditions where generation of particulate matter is not expected. and includes the exhaust system of [1] above, which stops the discharge of the plasma reactor when the air-fuel ratio is stoichiometric or rich.

このような構成によれば、プラズマリアクターの放電を停止させることにより、プラズマリアクターによる電力の消費を抑制できる。 According to such a configuration, power consumption by the plasma reactor can be suppressed by stopping the discharge of the plasma reactor.

また、空燃比がストイキオメトリであり、排気ガス中に酸素が含有されている状態で、プラズマリアクターに放電させると、排気ガス中に窒素酸化物(NOx)が発生する場合がある。 Furthermore, if the plasma reactor is discharged when the air-fuel ratio is stoichiometric and the exhaust gas contains oxygen, nitrogen oxides (NOx) may be generated in the exhaust gas.

この点、空燃比がストイキオメトリまたはリッチである場合にプラズマリアクターの放電が停止することにより、空燃比がストイキオメトリである場合の窒素酸化物(NOx)の発生を、抑制できる。 In this regard, by stopping the discharge of the plasma reactor when the air-fuel ratio is stoichiometric or rich, it is possible to suppress the generation of nitrogen oxides (NOx) when the air-fuel ratio is stoichiometric.

本発明の排気システムによれば、プラズマリアクターによって消費される電力を抑制できる。 According to the exhaust system of the present invention, electric power consumed by the plasma reactor can be suppressed.

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 equipped with an embodiment of the 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フローチャートである。FIG. 2 is a flowchart 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。 Vehicle 100 includes an engine 101, an electrical system including a battery 102, an intake system (not shown) for intake air into the engine 101, a fuel injection system (not shown) for supplying fuel to the engine 101, and exhaust air from the engine 101. An exhaust system 1 is provided.

排気システム1は、触媒コンバーター2と、排気管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、触媒温度センサ7と、A/Fセンサ8とを備える。 The exhaust system 1 includes a catalytic converter 2, an exhaust pipe 3, a plasma reactor 4, a power supply device 5, a control device 6, a catalyst temperature sensor 7, and an A/F sensor 8.

(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 catalytic converter 2 is connected to the engine 101. Specifically, the catalytic converter 2 is a three-way catalytic converter that has a three-way catalyst therein as an example of a catalyst. The catalytic converter 2 uses an internal catalyst to decompose harmful components (hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx), and carbon monoxide (CO)) contained in exhaust gas.

(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。
(2) Exhaust pipe The exhaust pipe 3 is connected to the catalytic converter 2. The exhaust pipe 3 is connected to the downstream side of the catalytic converter 2 in the direction in which exhaust gas flows. Exhaust gas discharged from the engine 101 and passed through the catalytic converter 2 passes through the exhaust pipe 3 and is discharged outside the vehicle.

(3)プラズマリアクター
プラズマリアクター4は、排気管3の途中に介在される。プラズマリアクター4は、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4は、誘電体バリア放電型のプラズマリアクターである。
(3) Plasma Reactor The plasma reactor 4 is interposed in the middle of the exhaust pipe 3. The plasma reactor 4 decomposes harmful components contained in the exhaust gas. The plasma reactor 4 is a dielectric barrier discharge type plasma reactor.

詳しくは、プラズマリアクター4は、複数の電極パネル41を有する。複数の電極パネル41は、排気管3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41は、排気管3が延びる方向に延びる。各電極パネル41は、平板形状を有する。排気ガスは、各電極パネル41の間を通過する。 Specifically, the plasma reactor 4 has a plurality of electrode panels 41. The plurality of electrode panels 41 are arranged at intervals from each other in a direction perpendicular to the direction in which the exhaust pipe 3 extends. Each electrode panel 41 extends in the direction in which the exhaust pipe 3 extends. Each electrode panel 41 has a flat plate shape. Exhaust gas passes between each electrode panel 41.

各電極パネル41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 electrode panel 41 has a conductor layer and a dielectric layer covering the conductor layer. The conductor layer is made of a metal (conductor) such as tungsten, for example. The dielectric layer is made of ceramic (dielectric) such as aluminum oxide, for example.

各電極パネル41に電力が供給されると、各電極パネル41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41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。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4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 electrode panel 41, a discharge (dielectric barrier discharge) occurs between each electrode panel 41. As a result, the gas between each electrode panel 41 enters a plasma state. That is, plasma is generated within the plasma reactor 4. Then, harmful components contained in the exhaust gas are decomposed by the plasma. The exhaust gas that has passed through the plasma reactor 4 passes through the exhaust pipe 3 and is discharged outside the vehicle.

(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41に供給可能である。電源装置5は、バッテリー102と電気的に接続される。また、電源装置5は、各電極パネル41と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41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41に電力を供給しない。
(4) Power Supply Device The power supply device 5 can supply electric power from the battery 102 to each electrode panel 41 of the plasma reactor 4. Power supply device 5 is electrically connected to battery 102 . Further, the power supply device 5 is electrically connected to each electrode panel 41. The power supply device 5 can be switched between an on state and 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 41. 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 41.

(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(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などを備える。制御装置6は、バッテリー102と電気的に接続される。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 (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Unit). Memory) etc. Equipped with Control device 6 is electrically connected to battery 102 . The control device 6 is activated by being supplied with electric power from the battery 102 when the ignition switch of the vehicle 100 is turned on.

制御装置6は、電源装置5に電気的に接続される。制御装置6は、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。言い換えると、制御装置6は、電源装置5を介して、プラズマリアクター4を制御する。 Control device 6 is electrically connected to power supply device 5 . The control device 6 switches the power supply device 5 to an on state or an off state by sending a predetermined electric signal to the power supply device 5. That is, the control device 6 controls the power supply device 5. In other words, the control device 6 controls the plasma reactor 4 via 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る。制御装置6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6は、エンジン101の冷却水の温度を測定するセンサ(図示せず)と電気的に接続される。また、制御装置6は、触媒温度センサ7およびA/Fセンサ8と電気的に接続される。 Further, the control device 6 is electrically connected to an accelerator pedal (not shown). The control device 6 can receive an electrical signal (accelerator instruction value) according to the position of the accelerator pedal. Further, the control device 6 is electrically connected to a sensor (not shown) that measures the temperature of the cooling water of the engine 101. Further, the control device 6 is electrically connected to a catalyst temperature sensor 7 and an A/F sensor 8.

(6)センサ
触媒温度センサ7は、触媒コンバーター2に取り付けられる。触媒温度センサ7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 catalyst temperature sensor 7 is attached to the catalytic converter 2. Catalyst temperature sensor 7 measures temperature T (S/C) inside catalytic converter 2.

A/Fセンサ8は、エンジン101と触媒コンバータ2との間に取り付けられる。A/Fセンサ8は、排気ガス中の酸素濃度を測定する。 A/F sensor 8 is installed between engine 101 and catalytic converter 2. A/F sensor 8 measures the oxygen concentration in exhaust gas.

2.排気システムの制御
次に、図2を参照して、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 with reference to FIG. 2.

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6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(S1)。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 vehicle 100 is turned on, control device 6 is activated. Furthermore, when the starter motor rotates, the engine 101 is started (S1). When engine 101 starts, exhaust gas from engine 101 flows into catalytic converter 2 .

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(粒子状物質および炭化水素)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 engine 101 is started, the catalyst in the catalytic converter 2 is not activated and has a low ability to decompose harmful components. Therefore, harmful components (particulate matter and hydrocarbons) in the exhaust gas flow into the exhaust pipe 3 without being decomposed by the catalytic converter 2.

そこで、エンジン101が始動すると、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る(プラズマリアクター4:オン状態)(S2)。 Therefore, when the engine 101 starts, the control device 6 switches the power supply device 5 from the off state to the on state (plasma reactor 4: on state) (S2).

すると、排気ガス中の粒子状物質および炭化水素は、プラズマリアクター4によって分解される。 Then, particulate matter and hydrocarbons in the exhaust gas are decomposed by the plasma reactor 4.

制御装置6は、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が触媒活性温度T1未満である場合(S3:NO)、プラズマリアクター4をオン状態に維持する。 The control device 6 maintains the plasma reactor 4 in the ON state when the temperature T (S/C) inside the catalytic converter 2 is lower than the catalyst activation temperature T1 (S3: NO).

触媒活性温度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。触媒活性温度T1は、例えば、300℃である。 Catalyst activation temperature T1 is a temperature at which the catalyst in catalytic converter 2 is activated. The catalyst activation temperature T1 is, for example, 300°C.

そして、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が触媒活性温度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、排気ガス中の粒子状物質および炭化水素を分解できる。 Then, when the temperature T (S/C) inside the catalytic converter 2 becomes equal to or higher than the catalyst activation temperature T1, the catalyst inside the catalytic converter 2 is activated. Therefore, the catalyst in the catalytic converter 2 can decompose particulate matter and hydrocarbons in the exhaust gas.

そのため、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が触媒活性温度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、粒子状物質および炭化水素をほとんど含有しない。 Therefore, when the temperature T (S/C) inside the catalytic converter 2 is equal to or higher than the catalyst activation temperature T1, the exhaust gas that has passed through the catalytic converter 2 contains almost no particulate matter and hydrocarbons.

そこで、制御装置6は、粒子状物質の処理が必要である場合に、プラズマリアクター4に放電させ、粒子状物質の処理が必要無い場合に、プラズマリアクター4の放電を停止する。 Therefore, the control device 6 causes the plasma reactor 4 to discharge when the particulate matter needs to be treated, and stops the plasma reactor 4 from discharging when the particulate matter does not need to be treated.

詳しくは、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が触媒活性温度T1以上になった場合(S3:YES)、制御装置6は、エンジン101が粒子状物質の発生が想定される条件で作動しているか否か、判定する(S4)。 Specifically, when the temperature T (S/C) inside the catalytic converter 2 becomes equal to or higher than the catalyst activation temperature T1 (S3: YES), the control device 6 controls the engine 101 under conditions where particulate matter is expected to be generated. It is determined whether or not it is operating (S4).

エンジン101が粒子状物質の発生が想定される条件で作動しているか否かは、具体的には、エンジン101の冷却水の温度、図示しないアクセルペダルからのアクセル指示値、A/Fセンサ8に基づく空燃比から、判定される。 Specifically, whether or not the engine 101 is operating under conditions where the generation of particulate matter is expected is determined by the temperature of the cooling water of the engine 101, the accelerator instruction value from the accelerator pedal (not shown), the A/F sensor 8 It is determined from the air-fuel ratio based on.

なお、以下の説明において、「空燃比」とは、燃料がガソリンである場合の空燃比である。空燃比がリッチである場合とは、空燃比が理論空燃比(14.7)未満であることをいう。空燃比がリーンである場合とは、空燃比が理論空燃比を超過していることをいう。空燃比がストイキオメトリである場合とは、空燃比が理論空燃比と近似していることをいう。 Note that in the following description, "air-fuel ratio" is the air-fuel ratio when the fuel is gasoline. The case where the air-fuel ratio is rich means that the air-fuel ratio is less than the stoichiometric air-fuel ratio (14.7). When the air-fuel ratio is lean, it means that the air-fuel ratio exceeds the stoichiometric air-fuel ratio. The case where the air-fuel ratio is stoichiometric means that the air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio.

具体的には、エンジン101の冷却水の温度が所定温度よりも低く、アクセル指示値が所定値よりも高く、空燃比がリッチである場合、制御装置6は、エンジン101が粒子状物質の発生が想定される条件で作動していると判断する(S4:YES)
この場合、粒子状物質の処理が必要であるため、制御装置6は、プラズマリアクター4をオン状態にする(S5)。
Specifically, when the temperature of the cooling water of the engine 101 is lower than a predetermined temperature, the accelerator instruction value is higher than the predetermined value, and the air-fuel ratio is rich, the control device 6 controls the engine 101 to generate particulate matter. is operating under the expected conditions (S4: YES)
In this case, since the particulate matter needs to be treated, the control device 6 turns on the plasma reactor 4 (S5).

つまり、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が触媒活性温度T1以上であり(S3:YES)、かつ、エンジン101が、粒子状物質の発生が想定される条件で作動している場合(S4:YES)、制御装置6は、プラズマリアクター4に放電させる(S5)。 In other words, when the temperature T (S/C) inside the catalytic converter 2 is equal to or higher than the catalyst activation temperature T1 (S3: YES), and the engine 101 is operating under conditions where particulate matter is expected to be generated. (S4: YES), the control device 6 causes the plasma reactor 4 to discharge (S5).

一方、エンジン101が粒子状物質の発生が想定される条件で作動しておらず(S4:NO)、かつ、空燃比がストイキオメトリまたはリッチである場合(S6:NO)、粒子状物質の処理は必要無いので、制御装置6は、プラズマリアクター4をオフ状態にする(S7)。 On the other hand, if the engine 101 is not operating under conditions where particulate matter is expected to be generated (S4: NO) and the air-fuel ratio is stoichiometric or rich (S6: NO), particulate matter Since no processing is necessary, the control device 6 turns off the plasma reactor 4 (S7).

つまり、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が触媒活性温度T1以上であり(S3:YES)、エンジン101が、粒子状物質の発生が想定されない条件で作動しており(S4:NO)、空燃比がストイキオメトリまたはリッチである場合(S6:NO)、制御装置6は、プラズマリアクター4の放電を停止させる(S7)。 In other words, the temperature T (S/C) inside the catalytic converter 2 is equal to or higher than the catalytic activation temperature T1 (S3: YES), and the engine 101 is operating under conditions where generation of particulate matter is not expected (S4: NO). ), if the air-fuel ratio is stoichiometric or rich (S6: NO), the control device 6 stops the discharge of the plasma reactor 4 (S7).

これにより、プラズマリアクター4による電力の消費を抑制し、省エネルギー化を図ることができる。 Thereby, power consumption by the plasma reactor 4 can be suppressed, and energy saving can be achieved.

また、空燃比がリッチではなく、排気ガス中に酸素が含有されている状態で、プラズマリアクター4に放電させると、排気ガス中に窒素酸化物(NOx)が発生する場合がある。この点、空燃比がストイキオメトリまたはリッチである場合にプラズマリアクター4の放電が停止することにより、空燃比がストイキオメトリである場合の窒素酸化物(NOx)の発生を、抑制できる。 Further, if the plasma reactor 4 is discharged when the air-fuel ratio is not rich and the exhaust gas contains oxygen, nitrogen oxides (NOx) may be generated in the exhaust gas. In this regard, by stopping the discharge of the plasma reactor 4 when the air-fuel ratio is stoichiometric or rich, it is possible to suppress the generation of nitrogen oxides (NOx) when the air-fuel ratio is stoichiometric.

制御装置6は、プラズマリアクター4の放電を停止した後、再度、エンジン101が粒子状物質の発生が想定される条件で作動しているか否か、判定する(S4)。 After stopping the discharge of the plasma reactor 4, the control device 6 determines again whether the engine 101 is operating under conditions where generation of particulate matter is expected (S4).

なお、エンジン101が粒子状物質の発生が想定される条件で作動しておらず(S4:NO)、かつ、空燃比がリーンである場合に(S6:YES)、制御装置6は、プラズマリアクター4をオン状態にする(S8)。 Note that when the engine 101 is not operating under conditions where generation of particulate matter is expected (S4: NO) and the air-fuel ratio is lean (S6: YES), the control device 6 controls the plasma reactor. 4 is turned on (S8).

つまり、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)が触媒活性温度T1以上であり(S3:YES)、エンジン101が、粒子状物質の発生が想定されない条件で作動しており(S4:NO)、かつ、空燃比がリーンである場合(S6:NO)、制御装置6は、プラズマリアクター4に放電させる(S8)。 In other words, the temperature T (S/C) inside the catalytic converter 2 is equal to or higher than the catalytic activation temperature T1 (S3: YES), and the engine 101 is operating under conditions where generation of particulate matter is not expected (S4: NO). ) and the air-fuel ratio is lean (S6: NO), the control device 6 causes the plasma reactor 4 to discharge (S8).

空燃比がリーンである場合、排気ガス中の酸素濃度が高い。そのため、空燃比がリーンである場合にプラズマリアクター4に放電させることにより、排気ガス中の酸素を利用して、プラズマリアクター4の電極パネル41に吸着した粒子状物質を分解できる。 When the air-fuel ratio is lean, the oxygen concentration in the exhaust gas is high. Therefore, by discharging the plasma reactor 4 when the air-fuel ratio is lean, the particulate matter adsorbed on the electrode panel 41 of the plasma reactor 4 can be decomposed using oxygen in the exhaust gas.

そして、エンジン101が停止すると(S9:YES)、制御装置6は、プラズマリアクター4をオフ状態にする(S10)。 Then, when the engine 101 stops (S9: YES), the control device 6 turns off the plasma reactor 4 (S10).

なお、エンジン101が停止しない場合(S9:NO)、制御装置6は、再度、触媒コンバーター2内の温度T(S/C)をモニターする(S3)。つまり、エンジン101が停止するまで(S9:NO)、制御装置6は、プラズマリアクター4を制御し続ける。 Note that if the engine 101 does not stop (S9: NO), the control device 6 monitors the temperature T (S/C) inside the catalytic converter 2 again (S3). That is, the control device 6 continues to control the plasma reactor 4 until the engine 101 stops (S9: NO).

3.作用効果
(1)排気システム1によれば、図2に示すように、制御装置6は、エンジン101が粒子状物質の発生が想定される条件で作動している場合(S4:YES)と、エンジン101が粒子状物質の発生が想定されない条件で作動しており(S4:NO)、かつ、空燃比がリーンである場合(S6:YES)とに、プラズマリアクター4に放電させる。
3. Effects (1) According to the exhaust system 1, as shown in FIG. 2, the control device 6 controls whether the engine 101 is operating under conditions where particulate matter is expected to be generated (S4: YES), When the engine 101 is operating under conditions where generation of particulate matter is not expected (S4: NO) and the air-fuel ratio is lean (S6: YES), the plasma reactor 4 is caused to discharge.

そのため、エンジン101が粒子状物質の発生が想定される条件で作動している場合にプラズマリアクター4が放電することにより、プラズマリアクター4によって消費される電力を抑制しつつ、粒子状物質を処理できる。 Therefore, by discharging the plasma reactor 4 when the engine 101 is operating under conditions where particulate matter is expected to be generated, particulate matter can be treated while suppressing the power consumed by the plasma reactor 4. .

また、空燃比がリーンである場合にプラズマリアクター4が放電することにより、排気ガス中の酸素を利用して、プラズマリアクター4の電極パネル41に吸着した粒子状物質を分解できる。 Further, by discharging the plasma reactor 4 when the air-fuel ratio is lean, particulate matter adsorbed on the electrode panel 41 of the plasma reactor 4 can be decomposed using oxygen in the exhaust gas.

そのため、排気ガス中に酸素が存在しており、粒子状物質の分解に有利な条件で、プラズマリアクター4が放電することにより、効率よく、電極パネル41に吸着した粒子状物質を分解できる。 Therefore, oxygen is present in the exhaust gas, and the plasma reactor 4 discharges under conditions favorable for decomposing particulate matter, so that the particulate matter adsorbed on the electrode panel 41 can be efficiently decomposed.

その結果、プラズマリアクター4によって消費される電力を抑制しつつ、電極パネル41に吸着した粒子状物質を処理できる。 As a result, particulate matter adsorbed to the electrode panel 41 can be treated while suppressing the power consumed by the plasma reactor 4.

(2)排気システム1によれば、図2に示すように、プラズマリアクター4の放電を停止させることにより、プラズマリアクター4による電力の消費を抑制できる。 (2) According to the exhaust system 1, as shown in FIG. 2, power consumption by the plasma reactor 4 can be suppressed by stopping the discharge of the plasma reactor 4.

また、空燃比がストイキオメトリであり、排気ガス中に酸素が含有されている状態で、プラズマリアクター4に放電させると、排気ガス中に窒素酸化物(NOx)が発生する場合がある。 Furthermore, if the plasma reactor 4 is discharged when the air-fuel ratio is stoichiometric and the exhaust gas contains oxygen, nitrogen oxides (NOx) may be generated in the exhaust gas.

この点、空燃比がストイキオメトリまたはリッチである場合にプラズマリアクター4の放電が停止することにより、空燃比がストイキオメトリである場合の窒素酸化物(NOx)の発生を、抑制できる。 In this regard, by stopping the discharge of the plasma reactor 4 when the air-fuel ratio is stoichiometric or rich, it is possible to suppress the generation of nitrogen oxides (NOx) when the air-fuel ratio is stoichiometric.

1 排気システム
2 触媒コンバーター
3 排気管
4 プラズマリアクター
6 制御装置
1 Exhaust system 2 Catalytic converter 3 Exhaust pipe 4 Plasma reactor 6 Control device

Claims (2)

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と、
前記排気管の途中に介在されるプラズマリアクターと、
制御装置と
を備え、
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以上であり、かつ、前記エンジンが、粒子状物質の発生が想定される条件で作動している場合と、
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以上であり、前記エンジンが、粒子状物質の発生が想定されない条件で作動しており、かつ、空燃比がリーンである場合と
に前記プラズマリアクターに放電させる、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;
a plasma reactor interposed in the middle of the exhaust pipe;
and a control device;
The control device includes:
the temperature within the catalytic converter is equal to or higher than the temperature at which the catalyst within the catalytic converter is activated, and the engine is operating under conditions where particulate matter is expected to be generated;
The temperature within the catalytic converter is equal to or higher than the temperature at which the catalyst within the catalytic converter is activated, the engine is operating under conditions where generation of particulate matter is not expected, and the air-fuel ratio is lean. and an exhaust system for discharging said plasma reactor.
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以上であり、前記エンジンが、粒子状物質の発生が想定されない条件で作動しており、空燃比がストイキオメトリまたはリッチである場合、前記プラズマリアクターの放電を停止させる、請求項1に記載の排気システム。
The control device includes:
the temperature within the catalytic converter is equal to or higher than the temperature at which the catalyst within the catalytic converter is activated, the engine is operating under conditions where no particulate matter is expected to be generated, and the air-fuel ratio is stoichiometric or rich. 2. The exhaust system according to claim 1, wherein the discharge system of the plasma reactor is stopped when the plasma reactor is.
JP2022071977A 2022-04-25 2022-04-25 exhaust system Pending JP2023161518A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022071977A JP2023161518A (en) 2022-04-25 2022-04-25 exhaust system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022071977A JP2023161518A (en) 2022-04-25 2022-04-25 exhaust system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023161518A true JP2023161518A (en) 2023-11-07

Family

ID=88650321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022071977A Pending JP2023161518A (en) 2022-04-25 2022-04-25 exhaust system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023161518A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5155994A (en) Exhaust gas purification system for an internal combustion engine
US5272871A (en) Method and apparatus for reducing nitrogen oxides from internal combustion engine
JP6529280B2 (en) Exhaust gas temperature control device and exhaust gas temperature control device
JP2009138522A (en) Exhaust emission control device
US20040188238A1 (en) System and method for concurrent particulate and NOx control
EP2075422A1 (en) Exhaust gas treatment system for an internal combustion engine
JP2005537419A (en) Exhaust gas treatment system including a gas ionization system using ionized air injection
US20070186544A1 (en) Catalytic device with fuel cell portion and catalytic conversion portion
JP4479610B2 (en) Exhaust gas purification device
JPWO2012066606A1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2023161518A (en) exhaust system
US7913486B2 (en) Exhaust emission control device
JP2019116841A (en) Electrochemical reactor and internal combustion engine having electrochemical reactor
US7810319B2 (en) Catalytic device with fuel cell portion and catalytic conversion portion
JP3702701B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5453737B2 (en) Exhaust gas purification method and exhaust gas purification device
KR20080017570A (en) Fuel suppling and exhaust gas purified system in gasoline engine
JP2006161768A (en) Exhaust emission control device
JP2023136355A (en) exhaust system
US6787002B2 (en) Compact plasma reactor
JP7019463B2 (en) Engine system
JP7224876B2 (en) exhaust system
JP2005098226A (en) Internal combustion engine
US11028750B2 (en) Control device for internal combustion engine
JPH07102955A (en) Low-pollution automobile