(57)【要約】【課題】捕集した粒子状物質の堆積の偏りに起因する粒子状物質の剥離を抑えることができる排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排ガス浄化装置は、流路の中央に配置された帯電用電極と流路の内壁面を構成する対向電極との間に直流電圧を印可して酸化用基板上に粒子状物質を捕集する集塵装置と、酸化用基板上に堆積した粒子状物質を酸化処理する酸化処理装置と、集塵装置及び酸化処理装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、少なくとも排ガスの流量と排ガス中の粒子状物質量とを含む入力情報と、少なくとも帯電用電極と対向電極との間の電界強度を含む設定情報と、酸化処理装置による酸化処理の履歴情報とに基づき、酸化用基板上に堆積した粒子状物質の排ガスの流れ方向における堆積量の分布を推定する。そして、少なくとも一部において堆積量が閾値を超えた場合に、酸化処理装置による酸化処理を実行する。【選択図】図６
2018184875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状物質を含む排ガスの流路に配置された帯電用電極と前記流路の内壁面の少なくとも一部を構成する対向電極との間に直流電圧を印可し、前記対向電極の内側に配置された酸化用基板上に粒子状物質を捕集する集塵装置と、
前記酸化用基板内に設けられ少なくとも一部を誘電体に覆われた酸化用電極と前記対向電極との間に交流電圧を印可し、前記酸化用基板上に堆積した粒子状物質を酸化処理する酸化処理装置と、
前記集塵装置と前記酸化処理装置とを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
少なくとも排ガスの流量と排ガス中の粒子状物質量とを含む入力情報と、少なくとも前記帯電用電極と前記対向電極との間の電界強度を含む設定情報と、前記酸化処理装置による酸化処理の履歴情報とに基づき、前記酸化用基板上に堆積した粒子状物質の排ガスの流れ方向における堆積量の分布を推定する堆積量分布推定部と、
少なくとも一部において前記堆積量が閾値を超えた場合に前記酸化処理装置による酸化処理を実行する酸化処理制御部と、を備える
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記酸化用電極は、排ガスの流れ方向に並べられた複数の部分電極からなり、
前記酸化処理装置は、前記部分電極ごとに酸化処理を実行可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記酸化処理制御部は、前記堆積量が閾値を超えた部位に対応する前記部分電極により酸化処理を実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記帯電用電極は、排ガスの流れ方向に並べられた複数の放電部を備え、
前記集塵装置は、前記放電部ごとに放電を実行可能に構成され、
前記制御装置は、放電させる前記放電部を切り替えて前記酸化用基板上の帯電位置を変化させる帯電位置制御部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記帯電位置制御部は、放電させる前記放電部を前記堆積量の分布の変化に応じて切り替える
ことを特徴とする請求項４に記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記酸化用電極は、排ガスの流れ方向に並べられた複数の部分電極からなり、
前記酸化処理装置は、前記部分電極ごとに酸化処理を実行可能に構成され、
前記酸化処理制御部は、前記堆積量が閾値を超えた部位に対応する前記部分電極により酸化処理を実行し、
前記帯電位置制御部は、酸化処理を実行している前記部分電極の位置における粒子状物質の堆積速度が粒子状物質の酸化速度よりも大きい場合、当該位置から別の位置へ帯電位置を移動させるように放電させる前記放電部を切り替える
ことを特徴とする請求項５に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスに含まれる粒子状物質を捕集して酸化処理することにより排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１或いは２に開示されるように、放電プラズマを利用して排ガスに含まれる粒子状物質を酸化処理する排ガス浄化装置が提案されている。この種の排ガス浄化装置は、具体的には、電気集塵によって酸化用基板上に粒子状物質を捕集し、酸化用基板上に堆積した粒子状物質を放電プラズマによって酸化処理するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７０８６９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１０７１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の排ガス浄化装置では、放電プラズマによる粒子状物質の酸化処理は、酸化用基板上にある程度の量の粒子状物質が堆積したところで行われる。ところが、粒子状物質は必ずしも一様には堆積せず、粒子状物質の堆積に偏りが生じる場合がある。この場合、全体の堆積量は酸化処理の実行基準に届いていないとしても、粒子状物質が多く堆積した場所では、一旦堆積した粒子状物質が剥離して流れ出してしまうことがある。一度剥離した粒子状物質は、粒径も大きく定性的に帯電し難くなるために、下流において再度捕集することは難しい。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、捕集した粒子状物質の堆積の偏りに起因する粒子状物質の剥離を抑えることができる排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る排ガス浄化装置は、少なくとも集塵装置と酸化処理装置と制御装置とを備える。集塵装置は、粒子状物質を含む排ガスの流路に配置された帯電用電極と、流路の内壁面の少なくとも一部を構成する対向電極との間に直流電圧を印可し、対向電極の内側に配置された酸化用基板上に粒子状物質を捕集するように構成される。酸化処理装置は、酸化用基板内に設けられ少なくとも一部を誘電体に覆われた酸化用電極と対向電極との間に交流電圧を印可し、酸化用基板上に堆積した粒子状物質を酸化処理するように構成される。制御装置は、集塵装置と酸化処理装置とを制御する装置であって、詳しくは、以下のように構成される。
【０００７】
制御装置は、堆積量分布推定部と酸化処理制御部とを備える。堆積量分布推定部は、少なくとも排ガスの流量と排ガス中の粒子状物質量とを含む入力情報と、少なくとも帯電用電極と対向電極との間の電界強度を含む設定情報と、酸化処理装置による酸化処理の履歴情報とに基づき、酸化用基板上に堆積した粒子状物質の排ガスの流れ方向における堆積量の分布を推定するように構成される。入力情報は、処理する排ガスの条件に関する情報である。設定情報は、排ガスを捕集するための装置側の設定に関する情報である。履歴情報は、これまでの酸化処理の履歴、つまり、酸化処理による堆積量の減少に関する情報である。また、ここでいう堆積量とは、排ガスの流れ方向における所定長さ当たりの堆積量である。酸化処理制御部は、少なくとも一部において堆積量が閾値を超えた場合に酸化処理装置による酸化処理を実行するように構成される。閾値は、例えば、粒子状物質の剥離が許容範囲に収まる堆積量の範囲の上限である。
【０００８】
このような構成によれば、捕集した粒子状物質の堆積に偏りが生じ、その偏りによって堆積量が閾値を超える部分が生じたら、全体としての堆積量には余裕がある場合であっても、酸化処理装置による酸化処理が実行される。これにより、捕集した粒子状物質の堆積の偏りに起因する粒子状物質の剥離を抑えることができる。
【０００９】
酸化用電極は、排ガスの流れ方向に並べられた複数の部分電極からなってもよく、酸化処理装置は、部分電極ごとに酸化処理を実行可能に構成されてもよい。このような構成によれば、酸化処理を行いたい場所にのみ交流電圧を印加することができるので、消費電力を抑えることができる。さらに、この場合、酸化処理制御部は、堆積量が閾値を超えた部位に対応する部分電極により酸化処理を実行するように構成されてもよい。これによれば、粒子状物質の剥離が起きるおそれのある部位に限定して酸化処理を実行することができるので、消費電力を低く抑えながら粒子状物質の剥離を抑えることができる。
【００１０】
帯電用電極は、排ガスの流れ方向に並べられた複数の放電部を備えてもよく、集塵装置は、放電部ごとに放電を実行可能に構成されてもよい。この場合、制御装置は、放電させる放電部を切り替えて酸化用基板上の帯電位置を変化させる帯電位置制御部をさらに備えてもよい。酸化用基板上の帯電位置を変化させることで、酸化用基板上における粒子状物質の堆積量の分布も変化させることができる。また、帯電位置制御部は、放電させる放電部を堆積量の分布の変化に応じて切り替えてもよい。例えば、酸化用基板上の堆積量が少ない位置に放電部を切り替えることで、排ガスの流れ方向における粒子状物質の堆積の偏りを低減することができる。
【００１１】
堆積量が閾値を超えた部位に対応する部分電極により酸化処理が実行されている場合において、当該部分電極の位置における粒子状物質の堆積速度がその酸化速度よりも大きい場合、帯電位置制御部は、当該位置から別の位置へ帯電位置を移動させるように、放電させる放電部を切り替えてもよい。これによれば、酸化処理が間に合わずに堆積した粒子状物質が剥離してしまうのを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上述べたように、本発明に係る排ガス浄化装置は、酸化用基板上に堆積した粒子状物質の排ガスの流れ方向における堆積量の分布を推定し、少なくとも一部において堆積量が閾値を超えた場合に酸化処理装置による酸化処理を実行する。本発明に係る排ガス浄化装置のこのような動作により、捕集した粒子状物質の堆積の偏りに起因する粒子状物質の剥離は抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置の構造を示す図である。
【図２】排ガスの流れ方向における帯電位置の定義について説明する図である。
【図３】ＰＭ堆積量推定モデルを示す図である。
【図４】起点からの距離と推定堆積量との関係の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る酸化処理制御の制御フローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る酸化用基板の構造を示す図である。
【図８】推定堆積量に基づいた部分電極のオン／オフ制御の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る酸化用基板の変形例の構造を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る酸化処理制御の制御フローを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る帯電位置制御の概要を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る集塵装置の構造の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る酸化処理制御及び帯電位置制御の制御フローを示すフローチャートである
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１５】
１．実施の形態１
１−１．排ガス浄化装置の構造
まず、本発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置の構造について説明する。図１は、実施の形態１に係る排ガス浄化装置の構造を示す図である。排ガス浄化装置１０は、自動車用の排ガス浄化装置であり、内燃機関２の排気管４に設けられている。なお、内燃機関２の種類には限定はない。例えば、内燃機関２は火花点火式内燃機関でもよいし圧縮着火式内燃機関でもよい。
【００１６】
排ガス浄化装置１０は、筒状の外殻１２を有し、外殻１２によって区画された内部空間１４は、排ガスが流れる流路となる。以下、この内部空間１４を排ガス流路１４と称する。排ガス浄化装置１０は、排ガスに含まれる粒子状物質（以下、ＰＭと称する）を捕集する集塵装置６と、捕集したＰＭを酸化処理する酸化処理装置８と、集塵装置６及び酸化処理装置８を制御する制御装置１００とを備える。
【００１７】
集塵装置６は、帯電用電極２０を備える。帯電用電極２０は、排ガス流路１４の中央部に配置され排ガス流路１４の長手方向に延びる主軸部２０ａと、主軸部２０ａから排ガス流路１４の径方向に突き出た複数の放電部２０ｂとを有する。複数の放電部２０ｂは、排ガスの流れ方向に一定の間隔で並べられている。集塵装置６は、帯電用電極２０と対になる対向電極として、排ガス流路１４の内壁面を構成する外殻１２を含む。外殻１２は少なくとも一部が導電性であり、その導電性の部分が対向電極として機能する。外殻１２の対向電極として機能する部分はアースされている。集塵装置６は、帯電用電極２０と外殻１２との間に高圧の直流電圧を印加するための直流電圧発生装置２４を備える。直流電圧発生装置２４は、導線２４ａおよび碍子２４ｂを介して帯電用電極２０に接続されている。碍子２４ｂはシリコーン栓２４ｃで外殻１２に固定されている。
【００１８】
酸化処理装置８は、酸化用基板３０を備える。酸化用基板３０は、外殻１２の内側であって、中心軸を通る水平面で外殻１２を二分したときに下側となる部分に設けられている。酸化用基板３０は、排ガス流路１４の長手方向において、帯電用電極２０の複数の放電部２０ｂが配置された領域をカバーするように設けられている。酸化用基板３０は、酸化用電極３０ｂと、酸化用電極３０ｂを覆う誘電体３０ａとからなり、誘電体３０ａが外殻１２の内面に接するように配置される。酸化処理装置８は、酸化用電極３０ｂと対になる対向電極として外殻１２を含む。外殻１２の酸化用基板３０と接する面は導電性を持たされている。酸化処理装置８は、酸化用電極３０ｂと外殻１２との間に高圧の交流電圧を印加するための交流電圧発生装置３４を備える。交流電圧発生装置３４は、導線３４ａおよび碍子３４ｂを介して酸化用電極３０ｂに接続されている。碍子３４ｂはシリコーン栓３４ｃで外殻１２に固定されている。
【００１９】
制御装置１００は、少なくとも１つのプロセッサ１０２と、少なくとも１つのメモリ１０４とを備える電子制御ユニットである。メモリ１０４に記憶されたコンピュータプログラムが読み出されてプロセッサ１０２で実行されることにより、制御装置１００において種々の機能が実現される。制御装置１００には、エンジン回転数センサ１１０やエアフローメータ１１２等の種々のセンサが電気的に接続されている。制御装置１００は、これら各種センサの信号から、集塵装置６或いは酸化処理装置８の制御に必要な入力情報を取得する。例えば、エアフローメータ１１２の信号からは内燃機関２に吸入された空気の流量が得られ、この吸入空気流量から排ガス浄化装置１０で処理される排ガスの流量が得られる。また、エアフローメータ１１２の信号から得られた吸入空気流量と、エンジン回転数センサ１１０の信号から得られたエンジン回転数とから内燃機関２の負荷率が得られる。内燃機関２の負荷率とエンジン回転数が定まれば、内燃機関２の運転状態が特定され、内燃機関２の運転状態から排ガス中のＰＭ量が得られる。
【００２０】
１−２．排ガス浄化装置の作用
次に、上述の構造を有する係る排ガス浄化装置１０の作用について説明する。制御装置１００は、集塵装置６と酸化処理装置８とを独立して作動させることができる。制御装置１００が集塵装置６を作動させると、帯電用電極２０と外殻１２との間に直流電圧発生装置２４から直流高電圧が印加される。これにより、帯電用電極２０の放電部２０ｂから外殻１２に向けてイオンが飛び出し、排ガスに含まれるＰＭは負に帯電する。負に帯電したＰＭはイオン風によって外殻１２側に導かれ、外殻１２の内側に配置された酸化用基板３０上に集められる。
【００２１】
制御装置１００が酸化処理装置８を作動させると、酸化用基板３０内の酸化用電極３０ｂと外殻１２との間に交流電圧発生装置３４から交流高電圧が印加される。これにより、酸化用電極３０ｂの周囲の誘電体３０ａの表面で放電現象が生じ、その周囲の領域に放電プラズマが発生する。放電プラズマはオゾンや活性酸素などを生じさせる。酸化用基板３０上に堆積したＰＭは、これらオゾンや活性酸素によって酸化、すなわち、燃焼され、酸化用基板３０上から除去される。
【００２２】
１−３．実施の形態１の酸化処理制御の概要
集塵装置６によるＰＭの捕集は、内燃機関２からＰＭを含む排ガスが排出されている間、継続して行うことが好ましい。一方、酸化処理装置８によるＰＭの酸化処理は常に行う必要はなく、ある程度の量のＰＭが捕集されてから酸化処理を実行することでよい。酸化処理の実行頻度を高くするほど消費エネルギーは増大し、車両全体としての燃費が悪化してしまうからである。ただし、酸化処理を実行するタイミングを誤ると、酸化用基板３０上に堆積していたＰＭが剥離して排ガス浄化装置１０から流れ出してしまう。
【００２３】
本実施の形態では、酸化用基板３０上に堆積したＰＭの総堆積量ではなく、酸化用基板３０を排ガスの流れ方向に仮想的に複数の領域に分割した場合の領域ごとの堆積量を管理する。具体的には、例えば図２に示すように、酸化用基板３０を排ガスの流れ方向に３つの領域に分割する。領域の境界となる位置１，２，３は、排ガスの流れ方向における何れかの放電部２０ｂの位置に対応している。放電部２０ｂからの放電によってＰＭが帯電することから、以下、これらの位置を帯電位置と称する。また、酸化用基板３０の上流側の端（或いは、酸化用基板３０上の帯電領域の上流側の端）を帯電位置０と定義する。図２において、帯電位置１は、排ガスの流れ方向上流から２番目の放電部２０ｂの位置に対応し、帯電位置２は４番目の放電部２０ｂの位置に対応し、帯電位置３は６番目の放電部２０ｂの位置に対応している。帯電位置０，１間の距離と帯電位置１，２間の距離と帯電位置２，３間の距離とは全て等距離である。なお、ここでは酸化用基板３０を排ガスの流れ方向に３つの領域に分割しているが、酸化用基板３０の分割数は２でもよいし、３よりも多い数の領域に分割してもよい。
【００２４】
本実施の形態では、帯電位置０から帯電位置１までのＰＭの堆積量、帯電位置１から帯電位置２までのＰＭの堆積量、そして、帯電位置２から帯電位置３までのＰＭの堆積量をそれぞれ推定する。つまり、酸化用基板３０上に堆積したＰＭの排ガスの流れ方向における堆積量の分布を推定する。この推定には、図３に示すＰＭ堆積量推定モデルが用いられる。ＰＭ堆積量推定モデルは、処理する排ガスの条件に関する情報である入力情報と、排ガスを捕集するための装置側の設定に関する情報である設定情報と、これまでの酸化処理の履歴に関する情報である履歴情報とに基づいて、排ガスの流れ方向における堆積量の分布を推定する物理モデルである。
【００２５】
ＰＭ堆積量推定モデルは、例えば、式１及び式２で表される捕集効率の算出式と、式３、式４及び式５に示す堆積量の増加量の算出式と、式６に示す堆積量の算出式とで表すことができる。
【数１】
2018184875.tif 000003
【数２】
2018184875.tif 000004
【数３】
2018184875.tif 000005
【数４】
2018184875.tif 000006
【数５】
2018184875.tif 000007
【数６】
2018184875.tif 000008
【００２６】
式１において、ηｎは帯電位置ｎにおける捕集効率、ｋはシステム固有の補正係数、Ａｎは帯電位置ｎにおける有効基板面積（ｍ２）、Ｇａは排ガス流量（ｇ／ｓ）、ωｅは分離速度（ｍ／ｓ）である。有効基板面積Ａｎは、帯電領域の上流端である帯電位置０から帯電位置ｎまでの面積である。式２において、ｖｅは拡散電荷での位相速度、ｑは粒子の帯電量（Ｃ）、Ｅは帯電用電極２０と外殻１２との間に印加された電界強度（Ｖ／ｍ）、Ｃｍはカニンガムの補正係数、μはガスの粘度（Ｐａ・ｓ)、ｄｐは粒子径（ｍ）である。
【００２７】
式３、式４及び式５において、Ｑｓは排ガスとともに排ガス浄化装置１０に流入する単位堆積時間あたりのＰＭ量（以下、瞬時流入ＰＭ量と称する）、ΔＴは単位堆積時間である。そして、ΔＧｉ１は帯電位置０から帯電位置１までの区間における単位堆積時間あたりの堆積量の増加量、ΔＧｉ２は帯電位置１から帯電位置２までの区間における単位堆積時間あたりの堆積量の増加量、ΔＧｉ３は帯電位置２から帯電位置３までの区間における単位堆積時間あたりの堆積量の増加量である。
【００２８】
式６において、Ｇｎは帯電位置ｎ−１から帯電位置ｎまでの区間におけるＰＭの堆積量、ΔＧｉｎは帯電位置ｎ−１から帯電位置ｎまでの区間における単位堆積時間あたりの堆積量の増加量である。単位堆積時間あたりの堆積量の増加量ΔＧｉｎを積算することで、現時点における堆積量Ｇｎが算出される。これらの式で用いられるパラメータのうち、少なくとも排ガス流量Ｇａと瞬時流入ＰＭ量Ｑｓは運転条件によって変化する変数であり、上述の入力条件に含まれる。また、少なくとも電界強度Ｅは集塵装置６にて設定される変数であり、上述の設定条件に含まれる。また、式６の堆積量Ｇｎの値は、酸化処理の履歴情報に基づいて初期化される。初期化されたときの堆積量Ｇｎの初期値は、例えば酸化処理の実行時間や酸化速度から算出される。堆積量に対して十分な時間酸化処理が行われたのであれば、堆積量Ｇｎの初期値はゼロとされる。
【００２９】
図４は、上述のＰＭ堆積量推定モデルを用いた計算結果の一例を示す図である。図４には、帯電位置０を起点としたときの起点からの距離と推定堆積量との関係がグラフで表されている。ＰＭ堆積量推定モデルを用いた計算により、帯電位置１、帯電位置２及び帯電位置３の各位置における推定堆積量が得られる。なお、前述の通り、例えば帯電位置２における推定堆積量とは、帯電位置１から帯電位置２までの区間における推定堆積量を意味する。
【００３０】
本実施の形態では、各帯電位置における推定堆積量と予め設定された閾値とを比較する。閾値は、例えば、ＰＭの剥離が許容範囲に収まる堆積量の範囲の上限である。そして、全ての帯電位置で推定堆積量が閾値以下に収まっていれば、酸化処理装置８を停止状態に維持するが、少なくとも一つの帯電位置にて推定堆積量が閾値を超えた場合、酸化処理装置８を作動させて酸化処理を実行する。図４に示す例では、帯電位置１と帯電位置２において推定堆積量が閾値を超えているので、酸化処理装置８による酸化処理が実行されることになる。
【００３１】
以上説明した内容の酸化処理制御によれば、酸化用基板３０上のＰＭの堆積に偏りが生じ、その偏りによって堆積量が閾値を超える部分が生じたら、全体としての堆積量には余裕がある場合であっても、酸化処理装置８による酸化処理が実行されることになる。これにより、捕集したＰＭの堆積の偏りに起因するＰＭの剥離は抑えられるので、剥離したＰＭの流出により排ガス性能が悪化することも抑えられる。
【００３２】
１−４．実施の形態１の酸化処理制御の詳細
次に、本実施の形態で採用された酸化処理制御の詳細について説明する。図５は、本実施の形態に係る制御装置１００の構成を示すブロック図である。制御装置１００は、図５中にブロックで描かれているように、堆積量分布推定部１００ａと酸化処理制御部１００ｂとを備える。これらは、制御装置１００のメモリ１０４に記憶されたコンピュータプログラム或いはその一部に対応している。
【００３３】
堆積量分布推定部１００ａは、前述のＰＭ堆積量推定モデルを用いて各帯電位置における推定堆積量を計算するように構成されている。そして、酸化処理制御部１００ｂは、概要において説明したように、堆積量分布推定部１００ａで計算された各帯電位置における推定堆積量と閾値との比較に基づいて、酸化処理装置８による酸化処理のオン／オフを制御するように構成されている。
【００３４】
図６は、本実施の形態において制御装置１００により実行される酸化処理制御の制御フローを示すフローチャートである。このフローチャートに基づいて作成されたコンピュータプログラムがメモリ１０４から読みだされてプロセッサ１０２により所定の制御周期で実行されることによって、堆積量分布推定部１００ａの機能と酸化処理制御部１００ｂの機能とが制御装置１００にて実現される。
【００３５】
図６に示すように、酸化処理制御の制御フローはステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理で構成されている。制御装置１００は、１から３までの帯電位置ごとにこの制御フローで表される処理を実施する。なお、フローチャート中の添字のｎは、帯電位置ｎに対応する処理が行われることを意味する。
【００３６】
まず、ステップＳ１０１では、ＰＭの酸化処理がオフかどうか、すなわち、酸化処理が実行されていないかどうか判定される。既に酸化処理が実行されている場合には、残りのステップはスキップされて本制御フローは終了する。
【００３７】
酸化処理が未だ実行されていない場合、ステップＳ１０１からステップＳ１０８までの処理が行われる。ステップＳ１０２では、入力情報の一つである排ガス流量Ｇａが取得される。排ガス流量Ｇａの取得には、例えばエアフローメータ１１２の信号が用いられる。ステップＳ１０３では、入力情報の一つである瞬時流入ＰＭ量Ｑｓが取得される。瞬時流入ＰＭ量Ｑｓの取得には、例えばエンジン回転数と負荷率とを引数とするマップが用いられる。エンジン回転数はエンジン回転数センサ１１０の信号から得られ、負荷率は吸入空気流量とエンジン回転数とから計算される。ステップＳ１０４では、設定情報の一つである帯電用電極２０と外殻１２との間の電界強度Ｅが取得される。電界強度Ｅは、直流電圧発生装置２４から帯電用電極２０と外殻１２との間に印可された直流電圧の電圧値から計算される。
【００３８】
ステップＳ１０５では、帯電位置ｎにおける捕集効率ηｎが式１及び式２を用いて算出される。この計算には、ステップＳ１０２で取得された排ガス流量Ｇａと、ステップＳ１０４で取得された電界強度Ｅとが用いられる。ステップＳ１０６では、式３乃至５の何れか一つの式を用いて、帯電位置ｎにおける堆積量の増加量ΔＧｉｎが算出される。この計算には、ステップＳ１０３で取得された瞬時流入ＰＭ量Ｑｓと、ステップＳ１０５で算出された捕集効率ηｎとが用いられる。さらに、ステップＳ１０７では、式６を用いて、ステップＳ１０６で算出された増加量ΔＧｉｎに基づいて帯電位置ｎにおける堆積量Ｇｎが更新される。
【００３９】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で更新された堆積量Ｇｎが閾値α１よりも大きいかどうか判定される。堆積量Ｇｎが大きいほど、堆積したＰＭが剥離して下流へ流れる可能性は高くなる。閾値α１は、ＰＭの剥離が許容範囲に収まる堆積量の範囲の上限である。ステップＳ１０８の判定が全ての帯電位置ｎに関して行われたとき、全ての帯電位置ｎにおいて堆積量Ｇｎが閾値α１以下であればＰＭの酸化処理は行われない。しかし、少なくとも１つの帯電位置ｎにおいて堆積量Ｇｎが閾値α１よりも大きい場合、ステップＳ１０９が選択され、酸化処理装置８によるＰＭの酸化処理が行われる。
【００４０】
２．実施の形態２
２−１．実施の形態２の特徴点
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２に係る排ガス浄化装置の基本的な構造は、実施の形態１に係る排ガス浄化装置と共通する。ゆえに、以下の説明において排ガス浄化装置の構造について言及がある場合には、特に明示した場合を除いて図１を参照されたい。
【００４１】
本実施の形態は、酸化用基板３０の構造に一つの特徴がある。図７は、本実施の形態に係る酸化用基板３０の構造を示す図である。本実施の形態に係る酸化用基板３０は、排ガスの流れ方向に並べられた複数の部分基板３０１―３０６から構成される。図示は省略するが、交流電圧発生装置３４から交流電圧を印加される酸化用電極は、部分基板３０１―３０６のそれぞれに設けられている。部分基板３０１―３０６ごとに設けられた酸化用電極（以下、部分電極と称する）と交流電圧発生装置３４とは、個別に接続されていて部分電極ごとに交流電圧を印加することができる。つまり、本実施の形態では、交流電圧発生装置３４からの交流電圧の印加による酸化処理を、部分基板３０１―３０６ごとに実行することができる。
【００４２】
このような構造を有する酸化用基板３０によれば、酸化処理を行いたい場所にのみ交流電圧を印加することができるので、排ガス浄化装置全体での消費電力を抑えることができる。その具体例について図８を用いて説明する。
【００４３】
図８には、各帯電位置における推定堆積量と、排ガスの流れ方向における各帯電位置と各部分基板３０１―３０６との位置関係とが描かれている。図８に示す例では、帯電位置１における推定堆積量は閾値を超え、帯電位置２及び３における推定堆積量は閾値を超えていない。この場合、堆積したＰＭの剥離が起きる可能性が高い部位は、帯電位置０から帯電位置１までの部位であると判断できる。
【００４４】
帯電位置０から帯電位置１までの部位に対応する部分基板は、図８に示す例では、部分基板３０１及び３０２である。ゆえに、本実施の形態では、部分基板３０３−３０６による酸化処理は行わず、部分基板３０１と部分基板３０２でのみ酸化処理を行う。図８中の“ＯＮ”は、対応する部分基板内の部分電極に交流電圧が印加されることを意味し、“ＯＦＦ”は、対応する部分基板内の部分電極に交流電圧が印加されないことを意味している。このようにＰＭの剥離のおそれのある部位に限定して酸化処理を実行することにより、消費電力を低く抑えながらＰＭの剥離を抑えることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態に係る酸化用基板３０は、図９に示すように変形することもできる。図９に示す変形例では、独立した複数の部分電極３０ｂ１−３０ｂ６が排ガスの流れ方向に並べられている。これらの部分電極３０ｂ１−３０ｂ６は一つの誘電体３０ａを共有するように、同一の基板内に設けられている。部分電極３０ｂ１−３０ｂ６ごとに交流電圧の印加と停止を制御することにより、部分電極３０ｂ１−３０ｂ６ごとに酸化処理を行うことができる。
【００４６】
本実施の形態は、ＰＭ堆積量推定モデルを用いたＰＭの堆積量の計算方法にも一つの特徴がある。上述の通り本実施の形態では部分電極ごとに酸化処理を行うことができる。このため、酸化処理を行なった結果によるＰＭの堆積量の減少具合も部分電極ごとに異なったものとなる。そこで、排ガスの流れ方向におけるＰＭの堆積量の分布をより精度良く推定するため、本実施の形態では、以下のように構成されたＰＭ堆積量推定モデルを用いて各帯電位置におけるＰＭの推定堆積量を計算する。
【００４７】
本実施の形態に係るＰＭ堆積量推定モデルは、例えば、前述の式１及び式２で表される捕集効率の算出式と、前述の式３、式４及び式５に示す堆積量の増加量の算出式と、式７に示すＰＭの酸化量の算出式と、式８に示す堆積量の変化量の算出式と、式６に代えて式９に示す堆積量の算出式とで表すことができる。
【数７】
2018184875.tif 000009
【数８】
2018184875.tif 000010
【数９】
2018184875.tif 000011
【００４８】
式７において、ΔＧｄｎは帯電位置ｎ−１から帯電位置ｎまでの区間における単位堆積時間あたりのＰＭの酸化量、Ｚは基板の酸化能力であって基板の固有値、ＶはＰＭの酸化速度（ｇ／ｓ）である。酸化速度Ｖは、各部分電極に印加される交流電圧の大きさに依存する。ゆえに、印加される交流電圧の大きさが部分電極ごとに制御されるのであれば、酸化速度Ｖの値は帯電位置間で共通の定数ではなく、帯電位置ｎによって異なる変数として扱われる。
【００４９】
式８において、ΔＧｎは帯電位置ｎ−１から帯電位置ｎまでの区間における単位堆積時間あたりの堆積量の変化量である。ＰＭが酸化処理により除去された分、堆積量は減少するため、単位堆積時間あたりの堆積量の増加量ΔＧｉｎから、単位堆積時間あたりのＰＭの酸化量ΔＧｄｎを差し引いて得られる量が、単位堆積時間あたりの堆積量の変化量ΔＧｎである。
【００５０】
式９では、単位堆積時間あたりの堆積量の変化量ΔＧｎを積算することで、現時点における堆積量Ｇｎが算出される。本実施の形態では、式１−５，７−９を用いて推定された堆積量Ｇｎが酸化処理制御において用いられる。
【００５１】
２−２．実施の形態２の酸化処理制御の詳細
次に、本実施の形態で採用された酸化処理制御の詳細について説明する。酸化処理制御を行うための制御装置１００の構成は実施の形態１と共通であり、図５中にブロックで描かれたとおりである。本実施の形態に係る制御装置１００も堆積量分布推定部１００ａと酸化処理制御部１００ｂとを備える。堆積量分布推定部１００ａは、前述のＰＭ堆積量推定モデルを用いて各帯電位置における推定堆積量を計算するように構成されている。酸化処理制御部１００ｂは、堆積量分布推定部１００ａで計算された各帯電位置における推定堆積量と閾値との比較に基づいて、酸化処理装置８による酸化処理のオン／オフを部分電極ごとに制御するように構成されている。
【００５２】
図１０は、本実施の形態において制御装置１００により実行される酸化処理制御の制御フローを示すフローチャートである。このフローチャートに基づいて作成されたコンピュータプログラムがメモリ１０４から読みだされてプロセッサ１０２により所定の制御周期で実行されることによって、堆積量分布推定部１００ａの機能と酸化処理制御部１００ｂの機能とが制御装置１００にて実現される。
【００５３】
図１０に示すように、酸化処理制御の制御フローはステップＳ２０１からステップＳ２１７までの処理で構成されている。制御装置１００は、１から３までの帯電位置ごとにこの制御フローで表される処理を実施する。なお、フローチャート中の添字のｎは、帯電位置ｎに対応する処理が行われることを意味する。
【００５４】
ステップＳ２０１では、入力情報の一つである排ガス流量Ｇａが取得される。ステップＳ２０２では、入力情報の一つである瞬時流入ＰＭ量Ｑｓが取得される。ステップＳ２０３では、設定情報の一つである帯電用電極２０と外殻１２との間の電界強度Ｅが取得される。
【００５５】
ステップＳ２０４では、帯電位置ｎにおける捕集効率ηｎが式１及び式２を用いて算出される。この計算には、ステップＳ２０１で取得された排ガス流量Ｇａと、ステップＳ２０３で取得された電界強度Ｅとが用いられる。ステップＳ２０５では、式３乃至５の何れか一つの式を用いて、帯電位置ｎにおける堆積量の増加量ΔＧｉｎが算出される。この計算には、ステップＳ２０２で取得された瞬時流入ＰＭ量Ｑｓと、ステップＳ２０４で算出された捕集効率ηｎとが用いられる。
【００５６】
ステップＳ２０６では、帯電位置ｎに対応する部分電極によるＰＭの酸化処理がオンかどうか、すなわち、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理が実行されているかどうか判定される。酸化処理の実行中でない場合には、制御フローはステップＳ２１５に進む。
【００５７】
ステップＳ２１５では、ステップＳ２０５で算出された堆積量の増加量ΔＧｉｎに基づいて帯電位置ｎにおける堆積量Ｇｎが更新される。酸化処理が実行されていないので、ＰＭの酸化量はゼロであり、式８における単位堆積時間あたりの堆積量の変化量ΔＧｎは、単位堆積時間あたりの堆積量の増加量ΔＧｉｎに等しい。
【００５８】
ステップＳ２１６では、ステップＳ２１５で更新された堆積量Ｇｎが閾値α１よりも大きいかどうか判定される。堆積量Ｇｎが閾値α１よりも大きい場合、ステップＳ２１７が選択される。ステップＳ２１７では、帯電位置ｎに対応する部分電極に対して交流電圧が印加され、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理が実行される。例えば、図７に示す例では、帯電位置２における堆積量Ｇ２が閾値α１よりも大きくなったのであれば、部分基板３０３及び３０４の各部分電極に対して交流電圧が印加されて、それらの部分電極による酸化処理が実行される。一方、堆積量Ｇｎが閾値α１未満であれば、帯電位置ｎに対応する部分電極への交流電圧の印加は行われず、酸化処理を行わない状態が維持される。
【００５９】
ステップＳ２０６において、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理が既に実行されている場合、制御フローはステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、ＰＭの酸化速度Ｖが取得される。酸化速度Ｖは、交流電圧発生装置３４から帯電位置ｎに対応する部分電極に印可された交流電圧の電圧値から計算される。ステップＳ２０８では、式７を用いて、帯電位置ｎにおけるＰＭの酸化量ΔＧｄｎが算出される。この計算には、ステップＳ２０７で取得された酸化速度Ｖが用いられる。そして、ステップＳ２０９では、式８を用いて、帯電位置ｎにおける堆積量の変化量ΔＧｎが算出される。この計算には、ステップＳ２０５で算出された堆積量の増加量ΔＧｉｎと、ステップＳ２０８で算出されたＰＭの酸化量ΔＧｄｎとが用いられる。
【００６０】
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０９で算出された堆積量の変化量ΔＧｎがゼロ以上の値かどうかが判定される。堆積量の変化量ΔＧｎがゼロ未満であれば、酸化処理の効果によってＰＭの堆積量は減少している。ところが、堆積量の変化量ΔＧｎがゼロ以上であれば、酸化処理を行っているにも関わらずＰＭの堆積量は変わらないか、増大していることになる。堆積量の変化量ΔＧｎがゼロ以上の場合のみ、ステップＳ２１１が選択される。ステップＳ２１１では、交流電圧発生装置３４から帯電位置ｎに対応する部分電極に印加される交流電圧の電圧値を上昇させることが行われる。印加電圧の電圧値を上昇させれば、ＰＭの酸化速度Ｖの上昇によってＰＭの酸化量ΔＧｄｎが増大するので、堆積量の変化量ΔＧｎは減少するようになる。
【００６１】
ステップＳ２１２では、式９を用いて、ステップＳ２０９で算出された堆積量の変化量ΔＧｎに基づいて帯電位置ｎにおける堆積量Ｇｎが更新される。
【００６２】
ステップＳ２１３では、ステップＳ２１２で更新された堆積量Ｇｎが閾値α２よりも小さいかどうか判定される。堆積量Ｇｎが閾値α２よりも小さい場合、ステップＳ２１４が選択される。ステップＳ２１４では、帯電位置ｎに対応する部分電極に対する交流電圧の印加が停止され、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理が停止される。つまり、ステップＳ２１３で判定される条件は、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理を停止する停止条件である。酸化処理のオン／オフのチャタリングを避けるため、閾値α２は閾値α１よりも小さい値に設定されている。
【００６３】
３．実施の形態３
３−１．実施の形態３の特徴点
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３に係る排ガス浄化装置の基本的な構造は、実施の形態１に係る排ガス浄化装置と共通する。ゆえに、以下の説明において排ガス浄化装置の構造について言及がある場合には、特に明示した場合を除いて図１を参照されたい。
【００６４】
本実施の形態は、集塵装置６の機能に一つの特徴がある。本実施の形態に係る集塵装置６は、帯電用電極２０が有する複数の放電部２０ｂのそれぞれで、放電部２０ｂごとに放電を実行可能に構成されている。このような機能を実現するための具体的な構造については後述するとして、このような機能を集塵装置６に備えることによって、以下に説明する帯電位置制御が可能となる。
【００６５】
図１１は、帯電位置制御の概要を示す図である。帯電位置制御とは、放電させる放電部２０ｂを順次切り替え、酸化用基板３０上の帯電位置を変化させる制御である。酸化用基板３０上の帯電位置を変化させることで、酸化用基板３０上におけるＰＭの堆積量の分布も変化させることができる。帯電位置制御では、放電させる放電部２０ｂを堆積量の分布の変化に応じて切り替えることが行われる。より詳しくは、酸化用基板３０上の堆積量が少ない位置に放電部２０ｂを切り替えることで、排ガスの流れ方向におけるＰＭの堆積の偏りを低減することが行われる。
【００６６】
ここで、帯電位置制御の具体例について図１１を用いて説明する。図１１には、帯電位置１，２，３に対応する３つの放電部２０ｂの間で、放電させる放電部２０ｂを切り替える例が描かれている。また、この具体例では、実施の形態２で説明した酸化処理制御、すなわち、排ガスの流れ方向に並んだ部分電極ごとに酸化処理を実行する制御が組み合わせられている。
【００６７】
図１１に示すＳＴＥＰ１では、帯電位置１に対応する放電部２０ｂで放電が行われている。この放電により、酸化用基板３０上の帯電位置１の近傍の部位にＰＭが堆積していく。ＳＴＥＰ１に続くＳＴＥＰ２では、帯電位置１に対応する部分電極により酸化処理が行われるとともに、放電させる放電部２０ｂが帯電位置２に対応する放電部２０ｂへ切り替えられる。これにより、帯電位置１に対応する部位に堆積したＰＭは酸化処理されて減少していく。ＳＴＥＰ２に続くＳＴＥＰ３では、放電させる放電部２０ｂが帯電位置３に対応する放電部２０ｂへ切り替えられる。これにより、酸化用基板３０上のＰＭが堆積する部位は排ガスの流れ方向の下流側へ移る。そして、ＳＴＥＰ３に続くＳＴＥＰ４では、放電させる放電部２０ｂが再び帯電位置１に対応する放電部２０ｂへ切り替えられる。これにより、酸化用基板３０上のＰＭが堆積する部位は再び排ガスの流れ方向の上流側へ移り、酸化用基板３０上におけるＰＭの堆積量の分布の均一化が図られる。
【００６８】
図１２は、上述の帯電位置制御を実現するための集塵装置６の構造の一例を示す図である。図１２に示す例では、集塵装置６が有する帯電用電極２０は、排ガスの流れ方向に並べられた３つの部分帯電用電極２０１，２０２，２０３から構成されている。部分帯電用電極２０１，２０２，２０３には、それぞれ放電部２０ｂ１，２０ｂ２，２０ｂ３が設けられている。この例では、集塵装置６は、部分帯電用電極２０１，２０２，２０３と直流電圧発生装置２４とを切り替えスイッチ２１０で接続している。切り替えスイッチ２１０を操作することで、放電部２０ｂ１，２０ｂ２，２０ｂ３と直流電圧発生装置２４との接続を切り替え、選択した放電部にのみ直流電圧を印加して放電させることができる。
【００６９】
３−２．実施の形態３の酸化処理制御及び帯電位置制御の詳細
次に、本実施の形態で採用された酸化処理制御及び帯電位置制御の詳細について説明する。図１３は、本実施の形態に係る制御装置１００の構成を示すブロック図である。制御装置１００は、図１３中にブロックで描かれているように、堆積量分布推定部１００ａと酸化処理制御部１００ｂと帯電位置制御部１００ｃとを備える。これらは、制御装置１００のメモリ１０４に記憶されたコンピュータプログラム或いはその一部に対応している。
【００７０】
堆積量分布推定部１００ａは、実施の形態２で説明したＰＭ堆積量推定モデルを用いて各帯電位置における推定堆積量を計算するように構成されている。酸化処理制御部１００ｂは、堆積量分布推定部１００ａで計算された各帯電位置における推定堆積量と閾値との比較に基づいて、酸化処理装置８による酸化処理のオン／オフを部分電極ごとに制御するように構成されている。帯電位置制御部１００ｃは、放電させる放電部をＰＭの堆積量の分布の変化に応じて切り替えて酸化用基板３０上の帯電位置を変化させるように構成されている。
【００７１】
図１４は、本実施の形態において制御装置１００により実行される酸化処理制御及び帯電位置制御の制御フローを示すフローチャートである。このフローチャートに基づいて作成されたコンピュータプログラムがメモリ１０４から読みだされてプロセッサ１０２により所定の制御周期で実行されることによって、堆積量分布推定部１００ａ、酸化処理制御部１００ｂ、及び帯電位置制御部１００ｃの各機能が制御装置１００にて実現される。
【００７２】
図１４に示すように、酸化処理制御及び帯電位置制御の制御フローはステップＳ３０１からステップＳ３２０までの処理で構成されている。制御装置１００は、１から３までの帯電位置ごとにこの制御フローで表される処理を実施する。なお、フローチャート中の添字のｎは、帯電位置ｎに対応する処理が行われることを意味する。
【００７３】
ステップＳ３０１では、帯電位置ｎでの放電による静電集塵が実施されているかどうか判定される。帯電位置ｎでの放電が行われている場合、ステップＳ３０２からステップＳ３０６までの処理が行われる。帯電位置ｎでの放電が行われていない場合、これらのステップはスキップされる。
【００７４】
ステップＳ３０２では、入力情報の一つである排ガス流量Ｇａが取得される。ステップＳ３０３では、入力情報の一つである瞬時流入ＰＭ量Ｑｓが取得される。ステップＳ３０４では、設定情報の一つである帯電用電極２０と外殻１２との間の電界強度Ｅが取得される。
【００７５】
ステップＳ３０５では、帯電位置ｎにおける捕集効率ηｎが式１及び式２を用いて算出される。この計算には、ステップＳ３０２で取得された排ガス流量Ｇａと、ステップＳ３０４で取得された電界強度Ｅとが用いられる。ステップＳ３０６では、式３乃至５の何れか一つの式を用いて、帯電位置ｎにおける堆積量の増加量ΔＧｉｎが算出される。この計算には、ステップＳ３０３で取得された瞬時流入ＰＭ量Ｑｓと、ステップＳ３０５で算出された捕集効率ηｎとが用いられる。
【００７６】
ステップＳ３０７では、帯電位置ｎに対応する部分電極によるＰＭの酸化処理がオンかどうか、すなわち、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理が実行されているかどうか判定される。酸化処理の実行中でない場合には、制御フローはステップＳ３１８に進む。
【００７７】
ステップＳ３１８では、ステップＳ３０６で算出された堆積量の増加量ΔＧｉｎに基づいて帯電位置ｎにおける堆積量Ｇｎが更新される。酸化処理が実行されていないので、ＰＭの酸化量はゼロであり、式８における単位堆積時間あたりの堆積量の変化量ΔＧｎは、単位堆積時間あたりの堆積量の増加量ΔＧｉｎに等しい。
【００７８】
ステップＳ３１９では、ステップＳ３１８で更新された堆積量Ｇｎが閾値α１よりも大きいかどうか判定される。堆積量Ｇｎが閾値α１よりも大きい場合、ステップＳ３２０が選択される。ステップＳ３２０では、帯電位置ｎに対応する部分電極に対して交流電圧が印加され、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理が実行される。堆積量Ｇｎが閾値α１未満であれば、帯電位置ｎに対応する部分電極への交流電圧の印加は行われず、酸化処理を行わない状態が維持される。
【００７９】
ステップＳ３０７において、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理が既に実行されている場合、制御フローはステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では、ＰＭの酸化速度Ｖが取得される。酸化速度Ｖは、交流電圧発生装置３４から帯電位置ｎに対応する部分電極に印可された交流電圧の電圧値から計算される。ステップＳ３０９では、式７を用いて、帯電位置ｎにおけるＰＭの酸化量ΔＧｄｎが算出される。この計算には、ステップＳ３０８で取得された酸化速度Ｖが用いられる。そして、ステップＳ３１０では、式８を用いて、帯電位置ｎにおける堆積量の変化量ΔＧｎが算出される。この計算には、ステップＳ３０６で算出された堆積量の増加量ΔＧｉｎと、ステップＳ３０９で算出されたＰＭの酸化量ΔＧｄｎとが用いられる。
【００８０】
ステップＳ３１１では、ステップＳ３１０で算出された堆積量の変化量ΔＧｎがゼロ以上の値かどうかが判定される。堆積量の変化量ΔＧｎがゼロ未満であれば、酸化処理の効果によってＰＭの堆積量は減少している。この場合は、ステップＳ３１２−３１４はスキップされて、制御ルーチンはステップＳ３１５に進む。一方、堆積量の変化量ΔＧｎがゼロ以上の場合、さらにステップＳ３１２に進み、ステップＳ３１０で算出された堆積量の変化量ΔＧｎがゼロより大きい所定の閾値β以上かどうかが判定される。
【００８１】
堆積量の変化量ΔＧｎが閾値β未満であれば、ステップＳ３１４が選択される。ステップＳ３１４では、交流電圧発生装置３４から帯電位置ｎに対応する部分電極に印加される交流電圧の電圧値を上昇させることが行われる。つまり、堆積量の増加量ΔＧｉｎに対してＰＭの酸化量ΔＧｄｎが僅かに小さい程度であれば、印加電圧を高めてＰＭの酸化速度Ｖを上昇させることが行われる。堆積量の変化量ΔＧｎは、帯電位置ｎにおけるＰＭの堆積速度とＰＭの酸化速度との差を表している。
【００８２】
堆積量の変化量ΔＧｎが閾値βより大きい場合、ステップＳ３１３が選択される。ステップＳ３１３では、放電させる放電部を現在の放電部から別の放電部へ切り替えることによって、帯電位置を現在の位置から別の位置へ切り替えることが行われる。これは、ＰＭの酸化量ΔＧｄｎに対して堆積量の増加量ΔＧｉｎがあまりに大きい場合、つまり、帯電位置ｎにおけるＰＭの堆積速度がＰＭの酸化速度よりもあまりに大きい場合には、印加電圧を高めてＰＭの酸化速度Ｖを上昇させたとしても、酸化処理が間に合わずに堆積したＰＭが剥離してしまうおそれがあるからである。そのような場合には、帯電位置を切り替えてそれ以上のＰＭの堆積を止めることで、堆積したＰＭの剥離を抑えることができる。なお、切り替え先の帯電位置としては、排ガスの流れ方向におけるＰＭの堆積量の分布をより均一に近づけることができる位置が選択される。
【００８３】
ステップＳ３１５では、式９を用いて、ステップＳ３１０で算出された堆積量の変化量ΔＧｎに基づいて帯電位置ｎにおける堆積量Ｇｎが更新される。
【００８４】
ステップＳ３１６では、ステップＳ３１５で更新された堆積量Ｇｎが閾値α２よりも小さいかどうか判定される。堆積量Ｇｎが閾値α２よりも小さい場合、ステップＳ３１７が選択される。ステップＳ３１７では、帯電位置ｎに対応する部分電極に対する交流電圧の印加が停止され、帯電位置ｎに対応する部分電極による酸化処理が停止される。
【符号の説明】
【００８５】
６  集塵装置
８  酸化処理装置
１０  排ガス処理装置
１２  外殻（対向電極）
２０  帯電用電極
２０ｂ，２０ｂ１−２０ｂ３  放電部
２４  直流電圧発生装置
３０  酸化用基板
３０ａ  誘電体
３０１−３０６  部分基板
３０ｂ  酸化用電極
３０ｂ１−３０ｂ６  部分電極
３４  交流電圧発生装置
１００  制御装置
１００ａ  堆積量分布推定部
１００ｂ  酸化処理制御部
１００ｃ  帯電位置制御部
【図１】
2018184875.tif 000012
【図２】
2018184875.tif 000013
【図３】
2018184875.tif 000014
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2018184875.tif 000022
【図１２】
2018184875.tif 000023
【図１３】
2018184875.tif 000024
【図１４】
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