(57)【要約】【課題】パティキュレートの酸化処理を効率良く行い得る排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置を提供する。【解決手段】パティキュレートフィルタの入口と出口の圧力差２５ａに基づいて求められるパティキュレート堆積量２６ａと、エンジン回転数１７ａとエンジン負荷１８ａとに基づいて求められるパティキュレート排出量２７ａと、少なくともパティキュレート排出量２７ａに相当する量のパティキュレートを酸化処理するのに必要となるパティキュレート酸化速度とに基づいて、プラズマ電源による電極への投入電力３０ａを投入電力演算手段３０で求め、該投入電力３０ａをプラズマ電源から電極へ与えると共に、パティキュレート堆積量２６ａがパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値に保持されるようプラズマ電源をプラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段３６によりＯＮ／ＯＦＦ制御する。【選択図】図２
2006097477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排出ガスを通過させて該排出ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ本体内部にプラズマを発生し得るよう電極を装備してなるプラズマアシスト型のパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置であって、
パティキュレートフィルタの入口と出口の圧力差に基づいてパティキュレート堆積量を求める堆積量演算手段と、
エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいてパティキュレート排出量を求める排出量演算手段と、
前記堆積量演算手段で求められたパティキュレート堆積量と、排出量演算手段で求められたパティキュレート排出量と、少なくとも該パティキュレート排出量に相当する量のパティキュレートを酸化処理するのに必要となるパティキュレート酸化速度とに基づいて、プラズマ電源による電極への投入電力を求める投入電力演算手段と、
該投入電力演算手段で求められた投入電力をプラズマ電源から電極へ与えると共に、パティキュレート堆積量がパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値に保持されるようプラズマ電源をＯＮ／ＯＦＦ制御するプラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段と
を備えたことを特徴とする排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置。
【請求項２】
パティキュレートフィルタの入口圧力、及びパティキュレートフィルタの温度により、プラズマ電源による電極への投入電力を補正するようにした請求項１記載の排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置。
【請求項３】
排出ガスの組成により、プラズマ電源による電極への投入電力を補正するようにした請求項１又は２記載の排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置。
【請求項４】
排出ガスの酸素濃度により、プラズマ電源による電極への投入電力を補正するようにした請求項３記載の排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置。
【請求項５】
パティキュレート堆積量がパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値を越えた時点でプラズマ電源をＯＮにし、パティキュレート堆積量が更に増加する場合にはプラズマ電源による電極への投入電力を上げ、パティキュレート堆積量が前記最適値より小さい下限堆積量以下になった時点でプラズマ電源をＯＦＦにする一方、前記プラズマ電源による電極への投入電力を上げ続けてもパティキュレート堆積量が減少しない場合、投入電力が電力上限値より小さい電力設定値を越えた時点で警報を発令し、更に、投入電力が電力上限値に達した時点でプラズマ電源をＯＦＦにするよう、プラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段を構成した請求項１〜４いずれかに記載の排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置。
【請求項６】
排出量演算手段で求められたパティキュレート排出量を積分し、且つパティキュレートフィルタのパティキュレート捕集率と、プラズマによるパティキュレート酸化処理量とに基づいてパティキュレート堆積量を推定する堆積量推定手段と、
該堆積量推定手段で推定されたパティキュレート堆積量と堆積量演算手段で求められたパティキュレート堆積量とを比較し、その偏差が許容値を越えている場合に警報を発する異常検出手段と
を備えるようにした請求項１〜５いずれかに記載の排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排出ガス中からパティキュレートを除去する排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排出ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排出ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。
【０００４】
そして、排出ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積し、排気温度が高い運転領域に移行した際に自然燃焼して除去されるようになっているが、例えば、都内の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行するような車両では、必要な所定温度以上での運転が長く継続しないため、パティキュレートの処理量よりも堆積量の方が上まわり、パティキュレートフィルタが目詰まりを起こす虞れがあった。
【０００５】
このため、排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを良好に燃焼除去し得るようプラズマアシスト型のパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置の開発が進められており、この種の排気浄化装置で排出ガス中に放電してプラズマを発生させれば、排出ガスが励起してＯラジカル、ＯＨラジカル等、活性のラジカルが発生し、排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを良好に酸化処理して燃焼除去することが可能となる。
【０００６】
尚、前述の如きプラズマアシスト型のパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置と関連する技術を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００１−３４９２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、プラズマアシスト型のパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置は、その開発が進められているものの、パティキュレートの酸化処理を効率良く行うための具体的な制御手段については確立されていないのが現状であった。
【０００８】
本発明は、斯かる実情に鑑み、具体的な制御手段を確立してパティキュレートの酸化処理を効率良く行い得る排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、エンジンからの排出ガスを通過させて該排出ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ本体内部にプラズマを発生し得るよう電極を装備してなるプラズマアシスト型のパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置であって、
パティキュレートフィルタの入口と出口の圧力差に基づいてパティキュレート堆積量を求める堆積量演算手段と、
エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいてパティキュレート排出量を求める排出量演算手段と、
前記堆積量演算手段で求められたパティキュレート堆積量と、排出量演算手段で求められたパティキュレート排出量と、少なくとも該パティキュレート排出量に相当する量のパティキュレートを酸化処理するのに必要となるパティキュレート酸化速度とに基づいて、プラズマ電源による電極への投入電力を求める投入電力演算手段と、
該投入電力演算手段で求められた投入電力をプラズマ電源から電極へ与えると共に、パティキュレート堆積量がパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値に保持されるようプラズマ電源をＯＮ／ＯＦＦ制御するプラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段と
を備えたことを特徴とする排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置にかかるものである。
【００１０】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１１】
エンジンの運転時には、排出ガスがパティキュレートフィルタを通過する際に、排出ガス中のパティキュレートがパティキュレートフィルタのフィルタ本体内部に捕集されて付着堆積して行くが、パティキュレートフィルタの入口と出口の圧力差に基づいてパティキュレート堆積量が堆積量演算手段で求められ、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいてパティキュレート排出量が排出量演算手段で求められ、前記堆積量演算手段で求められたパティキュレート堆積量と、排出量演算手段で求められたパティキュレート排出量と、少なくとも該パティキュレート排出量に相当する量のパティキュレートを酸化処理するのに必要となるパティキュレート酸化速度とに基づいて、プラズマ電源による電極への投入電力が投入電力演算手段で求められ、該投入電力演算手段で求められた投入電力がプラズマ電源から電極へ与えられると共に、パティキュレート堆積量がパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値に保持されるようプラズマ電源がプラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００１２】
この結果、必要に応じて適宜、プラズマ電源がＯＮにされてパティキュレートフィルタのフィルタ本体内部にプラズマが発生され、これにより排出ガスが励起してＯラジカル、ＯＨラジカル等、活性のラジカルが発生し、これらの排出ガス励起成分による助勢を受け、パティキュレートフィルタに捕集されて付着堆積したパティキュレートが効率良く酸化処理されて燃焼除去されることになる。
【００１３】
前記排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置においては、パティキュレートフィルタの入口圧力、及びパティキュレートフィルタの温度により、プラズマ電源による電極への投入電力を補正することが望ましい。これは、パティキュレートフィルタの入口圧力が高いほどプラズマが発生しにくくなることから、プラズマ電源による電極への投入電力も高める必要があり、又、パティキュレートフィルタの温度が高いほど投入電力は少なくて済むためである。
【００１４】
又、前記排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置においては、排出ガスの組成により、プラズマ電源による電極への投入電力を補正することが望ましく、排出ガスの組成の中でも特に排出ガスの酸素濃度により、プラズマ電源による電極への投入電力を補正することが望ましい。これは、排出ガス組成に応じてプラズマの発生のしやすさに若干の相違があり、特に排出ガス組成における酸素濃度が高いほどプラズマが発生しやすくなる傾向を示すことが本発明者等の研究によって確認されているためである。
【００１５】
更に又、前記排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置においては、パティキュレート堆積量がパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値を越えた時点でプラズマ電源をＯＮにし、パティキュレート堆積量が更に増加する場合にはプラズマ電源による電極への投入電力を上げ、パティキュレート堆積量が前記最適値より小さい下限堆積量以下になった時点でプラズマ電源をＯＦＦにする一方、前記プラズマ電源による電極への投入電力を上げ続けてもパティキュレート堆積量が減少しない場合、投入電力が電力上限値より小さい電力設定値を越えた時点で警報を発令し、更に、投入電力が電力上限値に達した時点でプラズマ電源をＯＦＦにするよう、プラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段を構成することができ、このようにすると、パティキュレート堆積量がパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値に常に保持されるようにプラズマ電源のＯＮ／ＯＦＦが行われる形となり、パティキュレートの酸化処理をより効率良く行うことが可能になる一方、万一、投入電力が上昇し過ぎるような場合には、警報によって運転者に異常が知らせられると共に、プラズマ電源がＯＦＦにされ、パティキュレートフィルタの焼損等が回避され、有効となる。
【００１６】
又、前記排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置においては、排出量演算手段で求められたパティキュレート排出量を積分し、且つパティキュレートフィルタのパティキュレート捕集率と、プラズマによるパティキュレート酸化処理量とに基づいてパティキュレート堆積量を推定する堆積量推定手段と、
該堆積量推定手段で推定されたパティキュレート堆積量と堆積量演算手段で求められたパティキュレート堆積量とを比較し、その偏差が許容値を越えている場合に警報を発する異常検出手段と
を備えるようにすることが、制御装置としての信頼性を高める上で好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置によれば、具体的な制御手段を確立してパティキュレートの酸化処理を効率良く行い得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１〜図８は本発明を実施する形態の一例であって、図１中、１はエンジンを示し、該エンジン１は、ＶＧターボチャージャ等の過給機２を備えており、エアクリーナ３から導かれた吸気４を吸気管５を通し前記過給機２のコンプレッサ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４をインタクーラ６へ送って冷却し、該インタクーラ６から更に吸気マニホールド７へ吸気４を導いてエンジン１の各気筒８（図１では直列六気筒の場合を例示している）に分配するようにしてある。
【００２０】
又、前記エンジン１の各気筒８から排出された排出ガス９を排気マニホールド１０を介して前記過給機２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排出ガス９を排気管１１を介し車外へ排出するようにしてある。
【００２１】
そして、前記排気管１１の途中には、フィルタ本体内部にプラズマを発生し得るよう電極（図示せず）を装備してなるプラズマアシスト型のパティキュレートフィルタ１２を設け、排出ガス９中に含まれるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）を前記パティキュレートフィルタ１２によって捕集する一方、必要に応じて適宜、プラズマ電源１３をＯＮにしてパティキュレートフィルタ１２のフィルタ本体内部にプラズマを発生させることにより、捕集されたパティキュレートを酸化処理して燃焼除去するようにしてある。
【００２２】
更に、前記排気マニホールド１０における各気筒８の並び方向の一端部と、吸気マニホールド７に接続されている吸気管５の一端部との間をＥＧＲパイプ１４により接続し、排気マニホールド１０から抜き出した排出ガス９の一部を、ＥＧＲクーラ１５とＥＧＲバルブ１６を介して吸気管５に再循環させ、該再循環させた排出ガス９によって各気筒８内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減するようにしてある。
【００２３】
一方、前記エンジン１には、エンジン回転数１７ａを検出する回転センサ１７と、エンジン負荷１８ａを検出する負荷センサ１８とを設け、又、前記パティキュレートフィルタ１２の入口側と出口側には、入口圧力１９ａを検出する入口圧力センサ１９と、出口圧力２０ａを検出する出口圧力センサ２０を設けると共に、入口温度２１ａを検出する入口温度センサ２１と、出口温度２２ａを検出する出口温度センサ２２を設け、更に、前記パティキュレートフィルタ１２の入口側には、排出ガス９中に含まれる酸素濃度２３ａを検出するＯ2センサ２３を設け、前記回転センサ１７で検出されたエンジン回転数１７ａと、前記負荷センサ１８で検出されたエンジン負荷１８ａと、前記入口圧力センサ１９で検出されたパティキュレートフィルタ１２の入口圧力１９ａと、前記出口圧力センサ２０で検出されたパティキュレートフィルタ１２の出口圧力２０ａと、前記入口温度センサ２１で検出されたパティキュレートフィルタ１２の入口温度２１ａと、前記出口温度センサ２２で検出されたパティキュレートフィルタ１２の出口温度２２ａと、前記Ｏ2センサ２３で検出された酸素濃度２３ａとを、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置２４へ入力し、該制御装置２４から出力される制御信号２４ａにより、プラズマ電源１３のＯＮ／ＯＦＦ制御と、該プラズマ電源１３からパティキュレートフィルタ１２内の電極へ投入する投入電力の制御とを行うようにしてある。
【００２４】
前記制御装置２４内においては、図２に示す如く、前記入口圧力センサ１９で検出されたパティキュレートフィルタ１２の入口圧力１９ａと、前記出口圧力センサ２０で検出されたパティキュレートフィルタ１２の出口圧力２０ａとの圧力差２５ａ（パティキュレートフィルタ１２の排気抵抗）を圧力差演算手段２５で求め、該圧力差演算手段２５で求められたパティキュレートフィルタ１２の入口と出口の圧力差２５ａに基づいて、パティキュレートフィルタ１２に付着堆積するパティキュレート堆積量２６ａを堆積量演算手段２６で求めると共に、前記回転センサ１７で検出されたエンジン回転数１７ａと、前記負荷センサ１８で検出されたエンジン負荷１８ａとに基づいて、前記エンジン１から排出されるパティキュレート排出量２７ａを排出量演算手段２７で求めるようにしてある。
【００２５】
ここで、前記堆積量演算手段２６には、予め行われた試験結果に基づく、圧力差２５ａとパティキュレート堆積量２６ａとの関係を示すデータが図３に示すような形で記憶されており、このデータに基づいて、圧力差２５ａからパティキュレート堆積量２６ａを求めるようになっている。又、前記排出量演算手段２７には、予め行われた試験結果に基づく、エンジン回転数１７ａとエンジン負荷１８ａとパティキュレート排出量２７ａとの相関関係を示す制御マップ（図示せず）が記憶されており、この制御マップに基づいて、エンジン回転数１７ａとエンジン負荷１８ａとからパティキュレート排出量２７ａを求めるようになっている。
【００２６】
又、前記制御装置２４内においては、図２に示す如く、前記排出量演算手段２７で求められたパティキュレート排出量２７ａに相当する量のパティキュレートを酸化処理するのに必要となるパティキュレート酸化速度と、前記プラズマ電源１３による電極への投入電力との関係を示すデータ２８ａが、予め行われた試験結果に基づいて、試験データ記憶手段２８に記憶され、且つ前記プラズマ電源１３による電極への投入電力をパラメータとした場合のパティキュレート堆積量とパティキュレート酸化速度との関係を示すデータ２９ａが、予め行われた試験結果に基づいて、試験データ記憶手段２９に記憶されており、前記堆積量演算手段２６で求められたパティキュレート堆積量２６ａと、前記排出量演算手段２７で求められたパティキュレート排出量２７ａと、前記試験データ記憶手段２８並びに試験データ記憶手段２９に記憶されたデータ２８ａ，２９ａとに基づいて、少なくとも前記パティキュレート酸化速度を得るのに必要となる、プラズマ電源１３による電極への投入電力３０ａを投入電力演算手段３０で求めるようにしてある。
【００２７】
ここで、前記試験データ記憶手段２８には、予め行われた試験結果に基づく、パティキュレート酸化速度とプラズマ電源１３による電極への投入電力との関係を示すデータが図４に示すような形で記憶されている。又、前記試験データ記憶手段２９には、予め行われた試験結果に基づく、プラズマ電源１３による電極への投入電力をパラメータとした場合のパティキュレート堆積量２６ａとパティキュレート酸化速度とパティキュレート排出量２７ａとの関係を示すデータが図５に示すような形で記憶されており、パティキュレートフィルタ１２の電極間に誘電体フィルタ（例えば、セラミック繊維、コージェライトハニカム、誘電体ペレット、セラミックフォーム等）を用いる場合、パティキュレート堆積量によってパティキュレート酸化速度は異なり、該パティキュレート酸化速度を最大（Ｖmax）とする上で、パティキュレート堆積量には最適値Ｃ0が存在することが本発明者等の研究によって確認されている。但し、エンジン１にとってその下流側の圧力が高くなりすぎることは避ける必要があるため、仮に、パティキュレート堆積量が最適値Ｃ0となる時点での排気抵抗が高くなりすぎるような場合には、前記圧力の上限値を決めてそれを越えないように制御することが好ましい。
【００２８】
更に、前記制御装置２４内においては、図２に示す如く、前記入口温度センサ２１で検出されたパティキュレートフィルタ１２の入口温度２１ａと、前記出口温度センサ２２で検出されたパティキュレートフィルタ１２の出口温度２２ａとからパティキュレートフィルタ１２の温度３１ａを温度演算手段３１で求め、該温度演算手段３１で求められたパティキュレートフィルタ１２の温度３１ａに基づいて、プラズマ電源１３による電極への投入電力３２ａを投入電力演算手段３２で求めると共に、前記入口圧力センサ１９で検出された入口圧力１９ａに基づいて、プラズマ電源１３による電極への投入電力３３ａを投入電力演算手段３３で求め、前記Ｏ2センサ２３で検出された酸素濃度２３ａから排出ガス９の排出ガス組成３４ａを排出ガス組成演算手段３４で求めるようにしてある。
【００２９】
ここで、前記投入電力演算手段３２には、予め行われた試験結果に基づく、パティキュレートフィルタ１２の温度３１ａとプラズマ電源１３による電極への投入電力との関係を示すデータが図６に示すような形で記憶されている。又、前記投入電力演算手段３３には、予め行われた試験結果に基づく、入口圧力１９ａとプラズマ電源１３による電極への投入電力との関係を示すデータが図７に示すような形で記憶されている。更に、排出ガス組成３４ａに応じてプラズマの発生のしやすさに若干の相違があり、特に排出ガス組成３４ａにおける酸素濃度２３ａが高いほどプラズマが発生しやすくなる傾向を示すことが本発明者等の研究によって確認されている。尚、排出ガス組成３４ａにおける水濃度が低いほどプラズマが発生しやすくなる傾向を示すことも本発明者等の研究によって確認されている。
【００３０】
更に又、前記制御装置２４内においては、図２に示す如く、前記投入電力演算手段３０で求められたプラズマ電源１３による電極への投入電力３０ａを、前記投入電力演算手段３２で求められる温度３１ａに基づく投入電力３２ａと、前記投入電力演算手段３３で求められる入口圧力１９ａに基づく投入電力３３ａと、前記排出ガス組成演算手段３４で求められる排出ガス組成３４ａとを考慮することにより、投入電力補正手段３５で補正し、プラズマ電源１３による電極への投入電力３５ａを決定するようにし、該投入電力補正手段３５で補正された投入電力３５ａと、前記堆積量演算手段２６で求められたパティキュレート堆積量２６ａとをプラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段３６へ入力し、前記投入電力３５ａをプラズマ電源１３から電極へ与えると共に、前記パティキュレート堆積量２６ａがパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値Ｃ0に保持されるようプラズマ電源１３をＯＮ／ＯＦＦ制御し、パティキュレートフィルタ１２内に付着堆積したパティキュレートを酸化処理して燃焼除去するようにしてある。
【００３１】
前記プラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段３６における制御は、より詳細には、図８に示す如く、パティキュレート堆積量２６ａがパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値Ｃ0を越えた時点でプラズマ電源１３をＯＮにし、パティキュレート堆積量２６ａが更に増加する場合にはプラズマ電源１３による電極への投入電力を上げ、パティキュレート堆積量２６ａが前記最適値Ｃ0より小さい下限堆積量Ｃ1以下になった時点でプラズマ電源１３をＯＦＦにする一方、前記プラズマ電源１３による電極への投入電力を上げ続けてもパティキュレート堆積量２６ａが減少しない場合、投入電力が電力上限値Ｐoffより小さい電力設定値Ｐaを越えた時点で警報を発令し、更に、投入電力が電力上限値Ｐoffに達した時点でプラズマ電源１３をＯＦＦにするようになっている。尚、図８に示す例の場合、パティキュレート堆積量２６ａが最適値Ｃ0から下限堆積量Ｃ1までの間で、プラズマ電源１３から電極へ与えられる投入電力はＰ1で示され、又、投入電力が電力設定値Ｐaである場合のパティキュレート堆積量２６ａはＣ2、投入電力が電力上限値Ｐoffに達した時点でのパティキュレート堆積量２６ａはＣ3で示されている。
【００３２】
更に、前記制御装置２４内においては、図２に示す如く、前記排出量演算手段２７で求められたパティキュレート排出量２７ａを積分し、且つパティキュレートフィルタ１２のパティキュレート捕集率と、プラズマによるパティキュレート酸化処理量とに基づいてパティキュレート堆積量３７ａを堆積量推定手段３７で推定し、該堆積量推定手段３７で推定されたパティキュレート堆積量３７ａと前記堆積量演算手段２６で求められたパティキュレート堆積量２６ａとを比較回路３８で比較し、その偏差３８ａが許容値を越えているか否かを判定回路３９で判定し、該偏差３８ａが許容値を越えている場合に警報回路４０から警報を発するようにし、前記比較回路３８と判定回路３９と警報回路４０とから異常検出手段４１を構成するようにしてある。
【００３３】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００３４】
エンジン１の運転時には、排出ガス９がパティキュレートフィルタ１２を通過する際に、排出ガス９中のパティキュレートがパティキュレートフィルタ１２のフィルタ本体内部に捕集されて付着堆積して行くが、入口圧力センサ１９で検出されたパティキュレートフィルタ１２の入口圧力１９ａと、出口圧力センサ２０で検出されたパティキュレートフィルタ１２の出口圧力２０ａとの圧力差２５ａ（パティキュレートフィルタ１２の排気抵抗）が圧力差演算手段２５で求められ、該圧力差演算手段２５で求められたパティキュレートフィルタ１２の入口と出口の圧力差２５ａに基づいて、パティキュレートフィルタ１２に付着堆積するパティキュレート堆積量２６ａが堆積量演算手段２６で求められると共に、回転センサ１７で検出されたエンジン回転数１７ａと、負荷センサ１８で検出されたエンジン負荷１８ａとに基づいて、エンジン１から排出されるパティキュレート排出量２７ａが排出量演算手段２７で求められる。
【００３５】
ここで、試験データ記憶手段２８には、前記排出量演算手段２７で求められたパティキュレート排出量２７ａに相当する量のパティキュレートを酸化処理するのに必要となるパティキュレート酸化速度と、前記プラズマ電源１３による電極への投入電力との関係を示すデータ２８ａが、予め行われた試験結果に基づいて記憶され、且つ試験データ記憶手段２９には、プラズマ電源１３による電極への投入電力をパラメータとした場合のパティキュレート堆積量とパティキュレート酸化速度との関係を示すデータ２９ａが、予め行われた試験結果に基づいて記憶されており、前記堆積量演算手段２６で求められたパティキュレート堆積量２６ａと、前記排出量演算手段２７で求められたパティキュレート排出量２７ａと、前記試験データ記憶手段２８並びに試験データ記憶手段２９に記憶されたデータ２８ａ，２９ａとに基づいて、少なくとも前記パティキュレート酸化速度を得るのに必要となる、プラズマ電源１３による電極への投入電力３０ａが投入電力演算手段３０で求められる。
【００３６】
これと同時に、入口温度センサ２１で検出されたパティキュレートフィルタ１２の入口温度２１ａと、出口温度センサ２２で検出されたパティキュレートフィルタ１２の出口温度２２ａとからパティキュレートフィルタ１２の温度３１ａが温度演算手段３１で求められ、該温度演算手段３１で求められたパティキュレートフィルタ１２の温度３１ａに基づいて、プラズマ電源１３による電極への投入電力３２ａが投入電力演算手段３２で求められると共に、前記入口圧力センサ１９で検出された入口圧力１９ａに基づいて、プラズマ電源１３による電極への投入電力３３ａが投入電力演算手段３３で求められ、Ｏ2センサ２３で検出された酸素濃度２３ａから排出ガス９の排出ガス組成３４ａが排出ガス組成演算手段３４で求められる。
【００３７】
そして、前記投入電力演算手段３０で求められたプラズマ電源１３による電極への投入電力３０ａが、前記投入電力演算手段３２で求められる温度３１ａに基づく投入電力３２ａと、前記投入電力演算手段３３で求められる入口圧力１９ａに基づく投入電力３３ａと、前記排出ガス組成演算手段３４で求められる排出ガス組成３４ａとを考慮することにより、投入電力補正手段３５で補正され、プラズマ電源１３による電極への投入電力３５ａが決定され、該投入電力補正手段３５で補正された投入電力３５ａと、前記堆積量演算手段２６で求められたパティキュレート堆積量２６ａとがプラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段３６へ入力され、前記投入電力３５ａがプラズマ電源１３からパティキュレートフィルタ１２の電極へ与えられる。尚、前記パティキュレートフィルタ１２の入口圧力１９ａやパティキュレートフィルタ１２の温度３１ａにより、プラズマ電源１３による電極への投入電力３０ａを補正しているのは、パティキュレートフィルタ１２の入口圧力１９ａが高いほどプラズマが発生しにくくなることから、プラズマ電源１３による電極への投入電力３０ａも高める必要があり、又、パティキュレートフィルタ１２の温度３１ａが高いほど投入電力３０ａは少なくて済むためである。更に、排出ガス９の排出ガス組成３４ａ、特に酸素濃度２３ａにより、プラズマ電源１３による電極への投入電力３０ａを補正しているのは、排出ガス組成３４ａに応じてプラズマの発生のしやすさに若干の相違があり、特に排出ガス組成３４ａにおける酸素濃度２３ａが高いほどプラズマが発生しやすくなる傾向を示すためである。
【００３８】
ここで、前記プラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段３６においては、図８に示すような制御が行われる。即ち、パティキュレート堆積量２６ａがパティキュレート酸化速度を最大とする上での最適値Ｃ0を越えた時点でプラズマ電源１３がＯＮにされ、パティキュレート堆積量２６ａが更に増加する場合にはプラズマ電源１３による電極への投入電力が上げられ、これによりパティキュレート堆積量２６ａが減少し、該パティキュレート堆積量２６ａが前記最適値Ｃ0より小さい下限堆積量Ｃ1以下になった時点でプラズマ電源１３がＯＦＦにされる。一方、前記プラズマ電源１３による電極への投入電力を上げ続けてもパティキュレート堆積量２６ａが減少しない場合には、投入電力が電力上限値Ｐoffより小さい電力設定値Ｐaを越えた時点で警報が発令され、運転者に異常が知らせられると共に、プラズマ電源１３がＯＦＦにされ、パティキュレートフィルタ１２の焼損等が回避される。
【００３９】
この結果、必要に応じて適宜、プラズマ電源１３がＯＮにされてパティキュレートフィルタ１２のフィルタ本体内部にプラズマが発生され、これにより排出ガス９が励起してＯラジカル、ＯＨラジカル等、活性のラジカルが発生し、これらの排出ガス励起成分による助勢を受け、パティキュレートフィルタ１２に捕集されて付着堆積したパティキュレートが効率良く酸化処理されて燃焼除去されることになる。
【００４０】
又、前記排出量演算手段２７で求められたパティキュレート排出量２７ａは、堆積量推定手段３７において積分され、且つパティキュレートフィルタ１２のパティキュレート捕集率と、プラズマによるパティキュレート酸化処理量とに基づいてパティキュレート堆積量３７ａが推定され、前記堆積量推定手段３７で推定されたパティキュレート堆積量３７ａと前記堆積量演算手段２６で求められたパティキュレート堆積量２６ａとが、異常検出手段４１を構成する比較回路３８で比較され、その偏差３８ａが許容値を越えているか否かが判定回路３９で判定され、該偏差３８ａが許容値を越えている場合には警報回路４０から警報が発せられ、運転者に対し、圧力差２５ａに基づくパティキュレート堆積量２６ａと運転状況から推定されるパティキュレート堆積量３７ａとが著しく異なる異常が発生したことを知らせることが可能となる。
【００４１】
こうして、具体的な制御手段を確立してパティキュレートの酸化処理を効率良く行い得る。
【００４２】
尚、本発明の排気浄化装置のパティキュレート酸化処理制御装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す全体概要構成図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例の制御ブロック図である。
【図３】圧力差（パティキュレートフィルタ排気抵抗）とパティキュレート堆積量との関係を示す線図である。
【図４】パティキュレート酸化速度とプラズマ電源による電極への投入電力との関係を示す線図である。
【図５】プラズマ電源による電極への投入電力をパラメータとした場合のパティキュレート堆積量とパティキュレート酸化速度との関係を示す線図である。
【図６】パティキュレートフィルタの温度とプラズマ電源による電極への投入電力との関係を示す線図である。
【図７】入口圧力とプラズマ電源による電極への投入電力との関係を示す線図である。
【図８】パティキュレート堆積量に応じて、プラズマ電源による電極への投入電力を決定しつつプラズマ電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う場合の一例を示す線図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    エンジン
９    排出ガス
１２    パティキュレートフィルタ
１３    プラズマ電源
１７    回転センサ
１７ａ  エンジン回転数
１８    負荷センサ
１８ａ  エンジン負荷
１９    入口圧力センサ
１９ａ  入口圧力
２０    出口圧力センサ
２０ａ  出口圧力
２１    入口温度センサ
２１ａ  入口温度
２２    出口温度センサ
２２ａ  出口温度
２３    Ｏ2センサ
２３ａ  酸素濃度
２４    制御装置
２４ａ  制御信号
２５    圧力差演算手段
２５ａ  圧力差
２６    堆積量演算手段
２６ａ  パティキュレート堆積量
２７    排出量演算手段
２７ａ  パティキュレート排出量
２８    試験データ記憶手段
２８ａ  データ
２９    試験データ記憶手段
２９ａ  データ
３０    投入電力演算手段
３０ａ  投入電力
３１    温度演算手段
３１ａ  温度
３２    投入電力演算手段
３２ａ  投入電力
３３    投入電力演算手段
３３ａ  投入電力
３４    排出ガス組成演算手段
３４ａ  排出ガス組成
３５    投入電力補正手段
３５ａ  投入電力
３６    プラズマ電源ＯＮ／ＯＦＦ制御手段
３７    堆積量推定手段
３７ａ  パティキュレート堆積量
４１    異常検出手段
Ｃ0    最適値
Ｃ1    下限堆積量
Ｐoff    電力上限値
Ｐa    電力設定値
【図１】
2006097477.tif 000003
【図２】
2006097477.tif 000004
【図３】
2006097477.tif 000005
【図４】
2006097477.tif 000006
【図５】
2006097477.tif 000007
【図６】
2006097477.tif 000008
【図７】
2006097477.tif 000009
【図８】
2006097477.tif 000010