(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の排気管一側に設置され、前記排気管から排出される排気ガスの有害物質が低減されるようにするプラズマ反応器；前記プラズマ反応器に電源を供給する電源印加装置；前記排気管と前記プラズマ反応器とを連結して、前記プラズマ反応器に排気ガスが流入するように流路が形成された直結管；前記直結管の一側に設置され、排気ガスが前記プラズマ反応器を迂回できるようにする迂迴路が形成されたバイパス流路管；前記直結管及び前記バイパス流路管を分岐し、排気ガスの流れを調節する調節バルブ；前記プラズマ反応器に印加される電源及び前記排気ガスの流れを制御する制御部；を含み、
前記制御部は、前記電源印加装置に含まれ高電圧供給ユニットから出力される電源の電圧を昇圧して前記プラズマ反応器に供給するトランスフォーマーの１次電圧を検出する段階；前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が予め設定された電圧より小さいかを判断する段階；及び前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が前記予め設定された電圧より小さくない場合、前記プラズマ反応器への電源供給を中断させる段階；を含む制御方法を遂行することを特徴とする車両用排気ガス処理システム。
【請求項２】
前記電源印加装置は、前記プラズマ反応器に供給される電源を提供する電源印加部；前記プラズマ反応器に安定した電圧が印加されるように、前記プラズマ反応器の一側に設置された高電圧プラグ；前記電源印加部と前記高電圧プラグとを連結するハイテンションコード；前記高電圧供給ユニットの低電圧を高電圧に昇圧させるトランスフォーマー；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用排気ガス処理システム。
【請求項３】
前記電源印加部は前記車両のバッテリーを含むことを特徴とする、請求項２に記載の車両用排気ガス処理システム。
【請求項４】
前記電源印加部は前記車両の１次オルタネータを含むことを特徴とする、請求項２に記載の車両用排気ガス処理システム。
【請求項５】
前記電源印加部は前記車両の２次オルタネータを含むことを特徴とする、請求項２に記載の車両用排気ガス処理システム。
【請求項６】
前記プラズマ反応器の誤作動を警告するために、前記制御部の信号に応じて作動する警告灯をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用排気ガス処理システム。
【請求項７】
（ａ）車両で排気ガスを流動させて排気ガスの有害物質を低減させるプラズマ反応器に電力を印加する段階；
（ｂ）前記プラズマ反応器に供給される電源の電圧を高電圧に昇圧させるトランスフォーマーの１次電圧及び１次電流を測定する段階；
（ｃ）前記測定されたトランスフォーマーの１次電圧が予め設定された限界電圧より小さいかを判断する段階；
（ｄ）前記段階（ｃ）で前記１次電圧が前記予め設定された限界電圧より小さい場合、前記トランスフォーマーの１次電流が予め設定された限界電流より小さいかを判断する段階；
（ｅ）前記段階（ｄ）で前記１次電流が前記予め設定された限界電流より小さい場合、車両の排気ガスが前記プラズマ反応器を迂回するようにするパイパス管を遮断し、排気ガスがプラズマ反応器を通過するようにする直結管を開放させる段階；を含むことを特徴とする車両用排気ガス処理システム制御方法。
【請求項８】
前記段階（ｃ）で前記トランスフォーマーの１次電圧が前記予め設定された限界電圧より小さくないと判断される場合、前記プラズマ反応器への電力供給を中断させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の車両用排気ガス処理システム制御方法。
【請求項９】
前記段階（ｄ）で前記トランスフォーマーの１次電流が前記予め設定された限界電流より小さくないと判断される場合、前記バイパス管を開放させ、前記直結管を遮断する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の車両用排気ガス処理システム制御方法。
【請求項１０】
排気管に設置されて排気ガスの有害物質を減らすプラズマ反応器；
前記プラズマ反応器の前後の排気管を連結するバイパス管；
前記排気管と前記バイパス管を選択的に開閉できるように、前記排気管とバイパス管とが分岐する地点に設置される調節バルブ；
前記プラズマ反応器に電源を供給する電源印加装置；及び
前記電源印加装置から前記プラズマ反応器に供給される電源の電圧と前記調節バルブの作動とを制御する制御部；
を含み、
前記電源印加装置は、電源を供給する高電圧供給ユニット；前記高電圧供給ユニットから出力される電源の電圧を昇圧して前記プラズマ反応器に供給するトランスフォーマー；及び前記トランスフォーマーによって昇圧された電力を前記プラズマ反応器に安定的に供給するように構成された高電圧プラグ；
を含み、
前記制御部は、前記トランスフォーマーの１次電圧を検出する段階；前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が予め設定された電圧より小さいかを判断する段階；及び前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が前記予め設定された電圧より小さくない場合、前記プラズマ反応器への電源供給を中断させる段階；を含む制御方法を遂行することを特徴とする車両用排気ガス処理システム。
【請求項１１】
排気管に設置されて排気ガスの有害物質を減らすプラズマ反応器；
前記プラズマ反応器の前後の排気管を連結するバイパス管；
前記排気管と前記バイパス管を選択的に開閉できるように、前記排気管とバイパス管とが分岐する地点に設置される調節バルブ；
前記プラズマ反応器に電源を供給する電源印加装置；及び
前記電源印加装置から前記プラズマ反応器に供給される電源の電圧と前記調節バルブの作動とを制御する制御部；
を含み、
前記制御部は、前記トランスフォーマーの１次電圧を検出する段階；前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が予め設定された電圧より小さいかを判断する段階；及び前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が前記予め設定された電圧より小さくない場合、前記プラズマ反応器への電源供給を中断させる段階；を含む制御方法を遂行することを特徴とする車両用排気ガス処理システム。
【請求項１２】
前記排気ガス処理システムは、前記制御部の制御信号に応じて点灯される警告灯をさらに含み、前記制御部が遂行する制御方法は、前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が前記予め設定された電圧より小さくない場合、前記警告灯を点灯させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１、１０または１１に記載の車両用排気ガス処理システム。
【請求項１３】
前記制御方法は、前記トランスフォーマーの１次電流を検出する段階；前記検出された１次電流が予め設定された電流より小さいかを判断する段階；及び前記検出された１次電流が前記予め設定された電流より小さくない場合、前記排気管が遮断され、前記バイパス管は開放されるように前記調節バルブを制御し、前記プラズマ反応器に予め設定された電力が供給されるように前記電源印加装置を制御する段階；をさらに含むことを特徴とする請求項１、１０または１１に記載の車両用排気ガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ反応器を採用した車両用排気ガス処理システム及びこのシステム制御方法に係り、より詳しくは、プラズマ反応器の電力消費量低減及び反応安定化が実現でき、全ての運転条件で最適の効果を得るために改善されたプラズマ反応器を採用した車両用排気ガス処理システム及びこのシステム制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両エンジンの排気ガスを低減するために、エンジンの排気システムの一側にはプラズマ反応器が設置される。このプラズマ反応器は、エンジン外部へ排出される排気ガス内に含まれる気体状と粒子状物質（ＰＭ）の二つの排気有害物質の低減に優れた効果がある。
【０００３】
このような排気ガス内の有害物質を低減するためには、前記プラズマ反応器に高電圧を印加しなければならないが、高電圧を印加すると通電や断線などの現象が頻繁に発生する。
従来のプラズマ反応器システムでは高電圧の印加による通電や断線などの問題が頻繁に発生するにもかかわらず、これに対する対策が全然ない実情である。
【０００４】
通電現象は、プラズマ反応器の表面に過度に積まれた粒子状物質によって発生する可能性があり、また、断線現象は車体の振動やその他要因による高電圧印加システムの不良によって発生する。
従来、車両に装着されたプラズマ反応器は、電力を制御し、エンジン運転条件に応じて最適な電力マップ（ｍａｐ）を利用したシステムであると知られてきたが、現在ではこれもプラズマ反応器システムの安定化に重点をおいたシステムとは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献１】
特開平０７−１９７８０６
【特許文献２】
特開２００２−１６８１１８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を解決するためのもので、エンジンの運転条件に応じて排気ガス低減に有利な電力を印加し、断線判定時には運転者にアラームで表示することによって認知できるようにし、通電の場合には通電要因をプラズマ反応を通じて自己浄化するように適正時間を与えるようにするプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システム及びこのシステム制御方法を提供することにその目的がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システムは、車両の排気管一側に設置され、前記排気管から排出される排気ガスの有害物質が低減されるようにするプラズマ反応器；前記プラズマ反応器に電源を供給する電源印加装置；前記排気管と前記プラズマ反応器とを連結して、前記プラズマ反応器に排気ガスが流入するように流路が形成された直結管；前記直結管の一側に設置され、排気ガスが前記プラズマ反応器を迂回できるようにする迂迴路が形成されたバイパス流路管；前記直結管及び前記バイパス流路管を分岐し、排気ガスの流れを調節する調節バルブ；前記プラズマ反応器に印加される電源及び前記排気ガスの流れを制御する制御部；を含み、前記制御部は、前記電源印加装置に含まれ高電圧供給ユニットから出力される電源の電圧を昇圧して前記プラズマ反応器に供給するトランスフォーマーの１次電圧を検出する段階；前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が予め設定された電圧より小さいかを判断する段階；及び前記検出されたトランスフォーマーの１次電圧が前記予め設定された電圧より小さくない場合、前記プラズマ反応器への電源供給を中断させる段階；を含む制御方法を遂行することを特徴とする。
【０００７】
本発明のプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システム制御方法は、（ａ）車両で排気ガスを流動させて排気ガスの有害物質を低減させるプラズマ反応器に電力を印加する段階；（ｂ）前記プラズマ反応器に供給される電源の電圧を高電圧に昇圧させるトランスフォーマーの１次電圧及び１次電流を測定する段階；（ｃ）前記測定されたトランスフォーマーの１次電圧が予め設定された限界電圧より小さいかを判断する段階；（ｄ）前記段階（ｃ）で前記１次電圧が前記予め設定された限界電圧より小さい場合、前記トランスフォーマーの１次電流が予め設定された限界電流より小さいかを判断する段階；（ｅ）前記段階（ｄ）で前記１次電流が前記予め設定された限界電流より小さい場合、車両の排気ガスが前記プラズマ反応器を迂回するようにするパイパス管を遮断し、排気ガスがプラズマ反応器を通過するようにする直結管を開放させる段階；を含むことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明による好ましい実施例について詳細に説明する。
図１は、本発明によるプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システムの概略の構成を示すブロック図である。ここでは一般的なプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システムの構成に対する説明は省略し、本発明の特徴のみを説明する。
【０００９】
図面に示す通り、本発明による車両用排気ガス処理システムは、コロナ放電が形成されるプラズマ領域が備えられており、車両のエンジン１排気管に設置され、排気管から排出される排気ガスがプラズマ領域を流動しながら排気ガスの有害物質が低減されるようにするプラズマ反応器１０と、このプラズマ反応器１０に高電圧を印加する電源印加装置６０と、エンジン１の排気管とプラズマ反応器１０とを連結して、プラズマ反応器１０に排気ガスを流入させる流路である直結管３１と、この直結管３１の一側に設置され、電気通電時にプラズマ反応器１０に排気ガスが迂回するように形成されたバイパス流路管３２と、直結管３１及びバイパス流路管３２とを分岐し、排気ガスの流れを調節する調節バルブ４０と、プラズマ反応器１０に印加される電源及び排気ガスの流れを制御する制御部５０とを含んでいる。
直結管３１は、エンジン１とテールパイプ３３とを連結する排気管の一部とすることができるのはもちろんである。
【００１０】
電源印加装置６０は、車両に設置され、プラズマ反応器１０に電源を供給する高電圧供給ユニット６２と、プラズマ反応器１０に安定した電圧が印加されるように、プラズマ反応器１０の一側に設置された高電圧プラグ６４と、電源印加部と高電圧プラグとを連結するハイテンションコード（ｈｉｇｈ  ｔｅｎｓｉｏｎｃｏｒｄ）６３と、高電圧供給ユニット６２の低電圧を高電圧に昇圧させるために車両の一側に設置されたトランスフォーマー（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）６１とを含んでいる。
【００１１】
高電圧供給ユニット６２は、車両のバッテリー、車両の１次オルタネータ（ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ）、または２次オルタネータのうちいずれか一つにすることができる。
また、電源印加装置のトランスフォーマー６１の１次電圧と既存の限界電圧とを各々比較して、例えば断線となったと判断されれば、プラズマ反応器１０への電力供給を中断するよう警告するために、制御部５０の信号に応じて作動する警告灯７０が設置される。この警告灯７０は一実施例にすぎず、他の方法、例えば警報機（ａｌａｒｍ）またはブーザー（ｂｕｚｚｅｒ）に代替することもできる。
参照符号３３は、排気ガスを大気に排出するために設置したテールパイプ（ｔａｉｌ  ｐｉｐｅ）を示す。
【００１２】
前記構成を有するプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システムの作用について説明する。
制御部５０は、エンジン１の運転条件に応じて予め設定された電圧及び電流マップを利用して、高電圧供給ユニット６２からトランスフォーマー６１に供給する電圧と電流を制御する。
制御部５０は、プロセッサー、メモリその他関連ハードウェアとソフトウェアを含み、以下で記述する本発明の実施例による制御方法を遂行するようにプログラムされる。
【００１３】
トランスフォーマー６１は、高電圧供給ユニット６２から供給される電源の電圧を昇圧してプラズマ反応器１０に電力を印加する。
この時、トランスフォーマー６１に供給される１次電圧（Ｖ０）及び１次電流（Ｉ０）は前記制御部５０にフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）され、制御部５０は、トランスフォーマー６１の１次電圧（Ｖ０）及び１次電流（Ｉ０）に基づいてプラズマ反応器１０が断線及び通電されたか否かを判断する。プラズマ反応器１０の断線及び通電の有無判断結果に応じて、制御部５０は調節バルブ４０の作動を制御する信号を出力し、直結管３１とバイパス管３２の開閉を制御する。
【００１４】
即ち、プラズマ反応器１０が断線及び通電状態でない場合にはプラズマ反応器１０が正常に作動すると見なし、バイパス管３２が遮断されるように調節バルブ４０を制御することによって、排気ガスがプラズマ反応器１０を経るようにする。
反面、プラズマ反応器１０が断線状態であると判断されれば警告灯７０を点灯させ、運転者にプラズマ反応器１０が正常に作動していないことを警告する。
【００１５】
一方、プラズマ反応器１０が通電状態であると判断されれば直結管３１は遮断され、バイパス管３２は開放されるように調節バルブ４０を制御して、排気ガスがプラズマ反応器１０を経ずにバイパス管３２とテールパイプ３３を通じて排出されるようにする。
そして車両のエミッション（ｅｍｉｓｓｉｏｎ）モード運行条件以外の運転条件時にプラズマ反応器１０の印加電力減少と共にバイパス流路管３２の一部が開放され、プラズマ反応器１０の流路の一部が開放されて、この時の開度は予め定められた流路マップに基づいて制御される。
このようなバイパス流路管３２の形成によってプラズマ反応器１０の耐久性及び安定性が向上し、電力消費量が低減する。
【００１６】
以下に、本発明によるプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システム制御方法について説明する。
ここでは一般的なプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システム制御方法に対する説明は省略し、本発明の特徴のみを説明する。
図２は、本発明によるプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システム制御方法を示した概略的なフローチャートである。
【００１７】
まず、制御部５０は車両駆動条件を受信し、受信した車両駆動条件に基づいて予め設定されたマップを利用し高電圧供給ユニット６２から出力される電源の目標電圧値を算出して、目標電圧値が高電圧供給ユニット６２から出力されるように高電圧供給ユニット６２を制御する（段階１１０）。
【００１８】
高電圧供給ユニット６２から出力された電力は、トランスフォーマー６１で昇圧されてプラズマ反応器１０に印加される。
そして、制御部５０は、トランスフォーマー６１の１次電圧（Ｖ０）及び１次電流（Ｉ０）を検出する（段階１２０）。
【００１９】
制御部５０は、検出された１次電圧（Ｖ０）が予め設定された電圧（ＶＬ）より小さいか判断する（段階１３０）。
電源の供給を受けてプラズマ反応器１０が正常に作動する場合、プラズマ反応器１０に印加される電源の電圧が下降する現象が発生する。その結果、トランスフォーマー６１の１次電圧（Ｖ０）も減少する。
【００２０】
したがって、トランスフォーマー６１の１次電圧（Ｖ０）が予め設定された電圧（ＶＬ）より小さくない場合には、プラズマ反応器１０が印加される電源を利用して正常に作動しない状態、つまりプラズマ反応器１０が断線（ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ）した状態である。
したがって１３０段階で、検出された１次電圧（Ｖ０）が予め設定された電圧（ＶＬ）より小さくない場合には制御部５０は警告灯７０を点灯させ、プラズマ反応器１０への電力供給を中断させる（段階２１０）。
【００２１】
段階１３０で、検出された１次電圧（Ｖ０）が予め設定された電圧（ＶＬ）より小さい場合には、検出されたトランスフォーマー６１の１次電流（Ｉ０）が予め設定された電流（ＩＬ）より小さいかを判断する（段階１４０）。
一般的にプラズマ反応器１０が正常に作動する場合、プラズマ反応器１０の二つの電極の間に小さな電流が流れるようになる。しかし、プラズマ反応器１０が通電状態（ｓｈｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ  ｓｔａｔｅ）では、二つの電極の間に大きな電流が流れるようになる。したがって、通電状態ではトランスフォーマー６１の１次電流（Ｉ０）も大きく増加する。
【００２２】
したがって、トランスフォーマー６１の１次電流（Ｉ０）が予め設定された電流（ＩＬ）より小さくない状態は、プラズマ反応器１０が通電状態にあることを意味する。
１４０段階で、検出されたトランスフォーマー６１の１次電流（Ｉ０）が予め設定された電流（ＩＬ）より小さくない場合、制御部５０は、直結管３１が遮断され、バイパス管３２が開放されるように、調節バルブ４０を制御し、プラズマ反応器１０に一定水準の電力が供給されるように、トランスフォーマー６１の１次電圧（ＶＣ）と１次電流（ＶＣ）を制御する（段階２２０）。
【００２３】
即ち、プラズマ反応器１０が通電状態であると判断されれば、プラズマ反応器１０に排気ガスが流れないようにした状態でプラズマ反応器１０に一定水準の電力を供給して、プラズマ反応器１０が自己浄化機能を遂行するようにする。
【００２４】
１４０段階で、検出されたトランスフォーマー６１の１次電流（Ｉ０）が予め設定された電流（ＩＬ）より小さい場合、制御部５０は、バイパス管３２が遮断され、直結管３１が開放されるように調節バルブ４０を制御する（段階１５０）。
その後、制御部５０はプラズマ反応器１０に電力を印加する（段階１６０）。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によるプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システム及びこのシステム制御方法は次のような効果を有する。
本発明の実施例によれば、トランスフォーマーの１次電圧と１次電流に基づいてプラズマ反応器が断線または通電されたか否かを容易に判断することができる。
また、プラズマ反応器が断線状態であると判断される場合は警告灯を点灯して、運転者がプラズマ反応器の誤作動を認知することができる。
そして、プラズマ反応器が通電状態であると判断される場合、プラズマ反応器に排気ガスが流れないようにし、バイパス管に排気ガスが流れるようにして、プラズマ反応器が自己浄化過程を遂行できるようにすることでプラズマ反応器の安定した作動を図り、プラズマ反応器の電力消費を大きく低減することができる。
【００２６】
本発明は図面に示した一実施例を参考として説明したがこれは例示的なものに過ぎず、当該技術分野にて通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び実施が可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システムの構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】本発明によるプラズマ反応器が採用された車両用排気ガス処理システム制御方法を示す概略的なフローチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
１０  プラズマ反応器
３１  直結管
３２  バイパス流路管
３３  テールパイプ
４０  調節バルブ
５０  制御部
６０  電源印加装置
６１  トランスフォーマー
６２  高電圧供給ユニット
６３  ハイテンションコード
６４  高電圧プラグ
７０  警告灯
【図１】
0003729173.tif 000002
【図２】
0003729173.tif 000003