(57)【要約】【課題】  アーク放電の発生を抑制しつつ、排気中に含まれる粒子状物質の除去を効果的に行うことのできる排気浄化装置を提供すること。【解決手段】  本内燃機関１００の排気浄化装置は、燃焼室１０または燃焼室１０に連通する排気通路１８に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第１浄化手段２０と、第１浄化手段２０の後段に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第２浄化手段２２と、第１浄化手段２０及び第２浄化手段２２においてアーク放電を発生させないための閾値電圧Ｖｔｈと、排気ガス中に含まれる粒子状物質を浄化するために要求される要求浄化エネルギーとに基づいて、第１浄化手段２０及び第２浄化手段２２に印加する電圧を算出する算出手段３０と、を備える。【選択図】  図１
2011247173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室または前記燃焼室に連通する排気通路に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第１浄化手段と、
前記第１浄化手段の後段に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第２浄化手段と、
前記第１浄化手段及び前記第２浄化手段においてアーク放電を発生させないための閾値電圧と、排気ガス中に含まれる粒子状物質を浄化するために要求される要求浄化エネルギーとに基づいて、前記第１浄化手段及び前記第２浄化手段に印加する電圧を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記要求浄化エネルギーに基づいて算出された要求電圧が前記閾値電圧より大きい場合に、前記第１浄化手段に印加する電圧を前記閾値電圧とすると共に、前記要求電圧及び前記閾値電圧に基づいて不足浄化エネルギーを算出し、前記不足浄化エネルギーに基づいて前記第２浄化手段に印加する電圧を算出することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記要求浄化エネルギーは、排気中の粒子状物質濃度及び排気温度に基づいて算出されることを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記第１浄化手段または前記第２浄化手段の少なくとも一方の前段に設けられた絞り弁と、
排気中の粒子状物質濃度及び空気吸入量に基づいて、前記絞り弁の開閉を制御する絞り弁制御手段とを備え、
前記絞り弁制御手段は、
排気中の粒子状物質濃度が所定の値より小さく、且つ空気吸入量が所定値より大きい場合に、前記絞り弁の少なくとも一部を閉じることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記第１浄化手段は、燃焼室に設けられ、燃焼サイクルにおける膨張行程後期から排気行程においてコロナ放電を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の排気浄化装置。
【請求項６】
前記第１浄化手段は、燃焼サイクルにおける吸気行程から圧縮行程においてコロナ放電を行うことを特徴とする請求項５記載の排気浄化装置。
【請求項７】
前記第１浄化手段は、前記圧縮行程に続く点火時において、印加電圧を増加させることによりアーク放電を行うことを特徴とする請求項６記載の排気浄化装置。
【請求項８】
燃焼室に連通する第１排気通路に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第１浄化手段と、
前記第１排気通路から分岐する第２排気通路に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第２浄化手段と、
前記第１排気通路及び前記第２排気通路の間に設けられた切替弁と、
前記第１浄化手段及び前記第２浄化手段においてアーク放電を発生させないための閾値電圧と、排気ガス中に含まれる粒子状物質を浄化するために要求される要求浄化エネルギーとに基づいて、前記切替弁の開閉を制御する切替弁制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、燃焼時に発生する粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を排気中から除去する必要がある。従来から、コロナ放電によりＰＭを燃焼除去する機構を備えた排気浄化装置が知られている。また、このような排気浄化装置において、排気中に含まれるＰＭの量に応じて、コロナ放電用の電極に印加される電圧を調節する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４３４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の排気浄化装置では、運転条件の変化等により排気中のＰＭ粒子数が増加した場合に、コロナ放電用の電極に印加される電圧が増加し、アーク放電が発生してしまう場合がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、アーク放電の発生を抑制しつつ、排気中に含まれる粒子状物質の除去を効果的に行うことのできる内燃機関の排気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】
本内燃機関の排気浄化装置は、燃焼室または前記燃焼室に連通する排気通路に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第１浄化手段と、前記第１浄化手段の後段に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第２浄化手段と、前記第１浄化手段及び前記第２浄化手段においてアーク放電を発生させないための閾値電圧と、排気ガス中に含まれる粒子状物質を浄化するために要求される要求浄化エネルギーとに基づいて、前記第１浄化手段及び前記第２浄化手段に印加する電圧を算出する算出手段と、を備える。
【０００７】
上記構成において、前記算出手段は、前記要求浄化エネルギーに基づいて算出された要求電圧が、前記閾値電圧より大きい場合に、前記第１浄化手段に印加する電圧を前記閾値電圧とすると共に、前記要求電圧及び前記閾値電圧に基づいて不足浄化エネルギーを算出し、前記不足浄化エネルギーに基づいて前記第２浄化手段に印加する電圧を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【０００８】
上記構成において、前記要求浄化エネルギーは、排気中の粒子状物質濃度及び排気温度に基づいて算出される構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記第１浄化手段または前記第２浄化手段の少なくとも一方の前段に設けられた絞り弁と、排気中の粒子状物質濃度及び空気吸入量に基づいて、前記絞り弁の開閉を制御する絞り弁制御手段とを備え、前記絞り弁制御手段は、排気中の粒子状物質濃度が所定の値より小さく、且つ空気吸入量が所定値より大きい場合に、前記絞り弁の少なくとも一部を閉じる構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１浄化手段は、燃焼室に設けられ、燃焼サイクルにおける膨張行程後期から排気行程においてコロナ放電を行う構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１浄化手段は、燃焼サイクルにおける吸気行程から圧縮行程においてコロナ放電を行う構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記第１浄化手段は、前記圧縮行程に続く点火時において、印加電圧を増加させることによりアーク放電を行う構成とすることができる。
【００１３】
本内燃機関の排気浄化装置は、燃焼室に連通する第１排気通路に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第１浄化手段と、前記第１排気通路から分岐する第２排気通路に設けられ、コロナ放電により排気ガス中の粒子状物質を燃焼除去する第２浄化手段と、前記第１排気通路及び前記第２排気通路の間に設けられた切替弁と、前記第１浄化手段及び前記第２浄化手段においてアーク放電を発生させないための閾値電圧と、排気ガス中に含まれる粒子状物質を浄化するために要求される要求浄化エネルギーとに基づいて、前記切替弁の開閉を制御する切替弁制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本内燃機関の排気浄化装置によれば、アーク放電の発生を抑制しつつ、排気中に含まれる粒子状物質の除去を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る内燃機関の構成を示す図である。
【図２】図２は、コロナ放電部の詳細な構成を示す図である。
【図３】図３は、排気浄化装置の制御を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施例２に係るコロナ放電部の詳細な構成を示す図（その１）である。
【図５】図５は、実施例２に係るコロナ放電部の詳細な構成を示す図（その２）である。
【図６】図６は、絞り弁の開閉制御を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例３に係る内燃機関の構成を示す図である。
【図８】図８は、燃焼室の詳細な構成を示す図である。
【図９】図９は、実施例４に係る内燃機関の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、周辺環境の変化に対するＰＭの浄化率の関係を示す図である。
【図１１】図１１は、切替弁の開閉制御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】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係る内燃機関の構成を示す図である。内燃機関１００の燃焼室１０は、シリンダ１１、ピストン１２、及びシリンダヘッド１３により区画され、燃焼室１０の上部には燃料噴射用のインジェクタ１４が設けられている。燃焼室１０の吸気側は、吸気バルブ１５を介して吸気通路１６に接続され、燃焼室１０の排気側は、排気バルブ１７を介して排気通路１８に接続されている。
【００１８】
排気通路１８には、ＰＭ浄化のための第１コロナ放電部２０及び第２コロナ放電部２２が設けられている。第１コロナ放電部２０は、コロナ放電により排気ガス中のＰＭを燃焼除去する第１浄化手段として機能し、第２コロナ放電部は、コロナ放電により排気ガス中のＰＭを燃焼除去する第２浄化手段として機能する。２つのコロナ放電部は直列に配置され、第２コロナ放電部２２が第１コロナ放電部２０の後段に位置する。排気通路１８には、他にも排気浄化用の各種触媒（例えば、三元触媒やＮＯｘ浄化触媒等）やＰＭ除去用のフィルタ等が設けられているが、図中では表示を省略している。
【００１９】
第１コロナ放電部２０及び第２コロナ放電部２２は、制御手段として機能するＥＣＵ３０（Engine Control Unit）により制御される。これらの第１コロナ放電部２０、第２コロナ放電部２２、ＥＣＵ３０を合わせたものが、本発明の排気浄化装置に相当する。また、排気通路１８には、ＰＭセンサ４０及び温度センサ４１が設けられており、その出力がＥＣＵ３０へと入力される。ＥＣＵ３０には、他にもスロットル開度センサ４２及びエンジン回転数センサ４４からの出力が入力されており、ＥＣＵ３０はこれらの情報に基づき、内燃機関１００の運転条件を取得することができる。
【００２０】
図２は、第１コロナ放電部２０の詳細な構成を示す断面図である。第１コロナ放電部２０は、筒状のハウジング２４により区画され、内部に突出するコロナ放電電極２６が設けられている。ハウジング２４の内壁面は接地され、接地電極２８として機能する。図中の矢印は排気の流れる方向を示す。
【００２１】
燃焼室１０から排出された排気中には、数十ｎｍ〜数μｍ程度の大きさのＰＭが含まれている。コロナ放電電極２６に直流の高電圧が印加されると、コロナ放電電極２６の先端付近の領域５０においてコロナ放電が発生する。コロナ放電により放射される電子は高いエネルギーを有しており、大気中の酸素を酸素イオンに変化させる。この酸素イオンが、排気中のＰＭと衝突することにより酸化反応が起こり、二酸化炭素ＣＯ２が生成される。このように、コロナ放電により排気中のＰＭを燃焼除去することができる。第２コロナ放電部２２の構成も、第１コロナ放電部２０と同様である。
【００２２】
コロナ放電電極２６に印加される電圧の大きさは、排気中のＰＭを燃焼除去するために必要な要求浄化エネルギーに基づいて決定される。要求浄化エネルギーは、例えば、排気中のＰＭ濃度及び排気温度に基づいて算出することができる。ＰＭ濃度はＰＭセンサ４０から、排気温度は温度センサ４１からそれぞれ取得することができる。一般的に、ＰＭ濃度が大きく、排気温度が小さいほど、要求浄化エネルギーは大きくなる。
【００２３】
ここで、運転条件の変化等により、要求浄化エネルギーが増加し、コロナ放電電極２６に印加される電圧が増加すると、アーク放電が発生してしまう場合がある。アーク放電はコロナ放電と異なり、ＰＭの燃焼除去には適しておらず、ＰＭの浄化が不十分となってしまう場合がある。以下、このような課題を解決するためのＰＭ燃焼制御について説明する。
【００２４】
図３は、実施例１に係る排気浄化装置の制御を示すフローチャートである。最初に、ＥＣＵ３０が、各センサの出力等に基づいて内燃機関１００の運転条件を取得する（ステップＳ１０）。次に、ＥＣＵ３０が、上述した要求浄化エネルギーを算出する（ステップＳ１２）。次に、ＥＣＵ３０が、ステップＳ１２で算出された要求浄化エネルギーに基づいて、ＰＭ浄化に必要な要求電圧Ｖｒを算出する（ステップＳ１４）。
【００２５】
次に、ＥＣＵ３０が、ステップＳ１４で算出された要求電圧Ｖｒを、予め定められた閾値電圧Ｖｔｈと比較する（ステップＳ１６）。この閾値電圧Ｖｔｈは、アーク放電を発生させない程度の大きさの電圧であり、例えば運転条件をはじめとする各種のパラメータに基づいて定めることができる。要求電圧Ｖｒが閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合、ＥＣＵ３０は、第１コロナ放電部２０に印加される第１印加電圧Ｖ１を閾値電圧Ｖｔｈに設定する（ステップＳ１８）。ＥＣＵ３０は、要求電圧Ｖｒ及び閾値電圧Ｖｔｈに基づいて不足浄化エネルギーを算出し（ステップＳ２０）、この不足浄化エネルギーに基づいて第２コロナ放電部２２に印加される第２印加電圧Ｖ２を算出する（ステップＳ２２）。
【００２６】
ステップＳ１６において要求電圧Ｖｒが閾値電圧Ｖｔｈより大きくない場合、ＥＣＵ３０は、第１コロナ放電部２０に印加される第１印加電圧Ｖ１を要求電圧Ｖｒに設定する（ステップＳ２４）。ＥＣＵ３０は、第２印加電圧Ｖ２を０に設定する（ステップＳ２６）。
【００２７】
以上のように、実施例１に係る排気浄化装置では、算出手段として機能するＥＣＵ３０が、アーク放電を発生させないための閾値電圧Ｖｔｈと、排気中のＰＭを浄化するために要求される要求浄化エネルギーとに基づいて、第１コロナ放電部２０及び第２コロナ放電部２２に印加する電圧を算出する。要求電圧Ｖｒが閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合、第１コロナ放電部２０にはアーク放電が発生しない中での最大電圧Ｖｔｈを印加し、第２コロナ放電部２２には第１コロナ放電部２０で浄化できなかった残りのＰＭを浄化するために必要な分の電圧を印加する。このように、必要とされる要求浄化エネルギーが大きい場合に、コロナ放電によるＰＭ浄化を２箇所に分けて行うことで、アーク放電の発生を抑制しつつ、ＰＭの浄化を効果的に行うことができる。
【００２８】
第１コロナ放電部２０及び第２コロナ放電部２２は、内燃機関１００の排気系であれば任意の場所に設置することができる。例えば、第１コロナ放電部２０を触媒が内蔵されたスタコン（図示せず）の直下に設け、第２コロナ放電部２２を排気通路１８の出口近傍に設けることができる。第１コロナ放電部２０及び第２コロナ放電部２２は、排気温度の差が大きくなる箇所に設置することが好ましい。アーク放電の発生条件は排気温度により異なる（温度が高いほどアーク放電が発生しやすい）ため、上記構成とすることで、未浄化のＰＭをより効率的に浄化することができる。
【実施例２】
【００２９】
実施例２は、排気通路に絞り弁を設けた例である。実施例２に係る排気浄化装置の基本構成は実施例１（図１）と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００３０】
図４（ａ）〜（ｂ）は、第１コロナ放電部２０の詳細な構成を示す図である。図４（ｃ）〜（ｄ）は、コロナ放電電極２６付近（図のＡ線）における排気の流速グラフであり、図４（ａ）〜（ｂ）のそれぞれに対応する。また、図５（ａ）〜（ｂ）は、図４（ａ）〜（ｂ）に対応した流路に垂直な断面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、コロナ放電電極２６の前段に絞り弁５２が設けられている。絞り弁５２は、ＥＣＵ３０により開閉が制御され、第１コロナ放電部２０の流路断面積を変更することができる。
【００３１】
図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、絞り弁５２が閉じた状態では、流路断面積は小さくなっており、その結果、図４（ｃ）に示すように、排気の流速は中央部を除いて小さくなっている。図４（ａ）中の一点鎖線は、排気の流れを示す。図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、絞り弁５２が開いた状態では、流路断面積は大きくなっており、その結果、図４（ｄ）に示すように、排気の流速は全体的に均一である。
【００３２】
ここで、コロナ放電はコロナ放電電極２６の先端部を中心とした略球状の領域５０において発生するため、ハウジング２４の内壁面に近い領域５４では、ＰＭの燃焼が十分に行えない場合がある。このことを抑制するために、ＰＭの量や空気の流速に応じて、絞り弁５２を適切に制御することが好ましい。
【００３３】
図６は、絞り弁５２の開閉制御の例を示すフローチャートである。最初に、ＥＣＵ３０が、各センサの出力等に基づいて内燃機関１００の吸入空気量を取得する（ステップＳ３０）。次に、ＥＣＵ３０が、ＰＭセンサ４０の出力に基づいて、排気中のＰＭ濃度を取得する（ステップＳ３２)。
【００３４】
次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３２で取得したＰＭ濃度が、予め定められた所定の閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４でＹＥＳの場合、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３０で取得した吸入空気量が、予め定められた所定の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６でＹＥＳの場合、ＥＣＵ３０は、絞り弁５２を閉じる制御を行う（ステップＳ３８）。ステップＳ３４及びＳ３６のいずれかにおいてＮＯである場合、ＥＣＵ３０は、絞り弁を開く制御を行う（ステップＳ３９）。
【００３５】
ＰＭ濃度が低く、且つ吸入空気量が大きい場合に絞り弁５２を閉じると、図４（ａ）に示すように排気がハウジング２４の中央部に集められ、ＰＭ粒子の拡散が抑制されるため、コロナ放電の有効範囲内におけるＰＭ浄化率を向上させることができる。一方、ＰＭ濃度が高いか、吸入空気量（排気流速）が小さい場合には、コロナ放電の有効範囲内に十分な量のＰＭが存在すると推定されるため、絞り弁５２は開くことが好ましい。以上のように、実施例２に係る排気浄化装置によれば、絞り弁制御手段として機能するＥＣＵ３０が、第１コロナ放電部の前段に設けられた絞り弁５２の開閉を制御することにより、ＰＭの浄化をより効率良く行うことができる。
【００３６】
上記の実施例では、ＰＭ濃度及び吸入空気量に応じて、絞り弁５２を開閉する構成としたが、絞り弁５２は段階的に開閉してもよい。また、ＰＭ濃度及び吸入空気量に対応したマップにより、絞り弁５２の絞り量を決定してもよい。このとき、ＰＭ濃度が小さく、吸入空気量が大きいほど、絞り量を大きく（流路断面積を小さく）することが好ましい。なお、絞り弁５２は、第１コロナ放電部２０または第２コロナ放電部２２の少なくとも一方の前段に設けられていればよい。
【実施例３】
【００３７】
実施例３は、前段のコロナ放電部を燃焼室内に設けた例である。
【００３８】
図７は、実施例３に係る内燃機関の構成を示す図である。燃焼室１０内の上部に第１コロナ放電部２０のコロナ放電電極２６が設けられ、燃焼室１０の側壁に燃料噴射用のインジェクタ１４が設けられている。また、燃焼室１０の反対側の側壁には、点火プラグ１９が設けられている。排気通路１８には、コロナ放電部（第２コロナ放電部２２）が１つだけ設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００３９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、燃焼室１０の詳細な構成を示す図である。図８（ａ）は、燃焼サイクルにおける膨張行程後期から排気行程に至る状態を示しており、排気バルブ１７が開いている。このとき、ＥＣＵ３０は、コロナ放電電極２６においてコロナ放電を発生させており、これにより実施例１と同じくＰＭの燃焼除去を行うことができる。なお、コロナ放電電極２６に印加される電圧の大きさは、実施例１（図３）と同様に算出することができる。
【００４０】
図８（ｂ）は、燃焼サイクルにおける燃料噴射後の吸気行程の状態を示しており、吸気バルブ１５が開いている。ここで、燃焼速度が遅くなる（例えば、高ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）の）運転条件の場合、ＥＣＵ３０は、コロナ放電電極２６においてコロナ放電を発生させることが好ましい。コロナ放電により、混合気に含まれる水や酸素がラジカル化されるため、このラジカルの酸化反応を用いて、燃料成分中の高級炭化水素を低級炭化水素に改質することができる。これにより、燃焼速度を向上させ、ＥＧＲ限界を拡大することができる。
【００４１】
図８（ｃ）は、燃焼サイクルにおける点火時の状態を示しており、点火プラグ１９により点火が行われている。このとき、ＥＣＵ３０は、コロナ放電電極２６に印加する電圧を図８（ｂ）の状態から増加させ、アーク放電を発生させることが好ましい。これにより、コロナ放電電極２６において点火プラグ１９と同等の作用が得られ、燃焼室１０内において２点点火を行うことができる。その結果、燃焼速度を向上させ、燃費を向上させることができる。
【００４２】
以上のように、実施例３に係る排気浄化装置によれば、膨張行程後期から排気行程においてコロナ放電を行うことで、実施例１と同様にアーク放電の発生を抑制しつつ、ＰＭの浄化を効率良く行うことができる。また、吸気行程から圧縮行程においてコロナ放電を行い、点火時において印加電圧を増加させてアーク放電を行うことで、燃焼速度を向上させ、燃費の向上を図ることができる。
【実施例４】
【００４３】
実施例４は、２つのコロナ放電部を並列に配置した例である。
【００４４】
図９は、実施例４に係る内燃機関の構成を示す図である。内燃機関１００の排気通路１８は、燃焼室１０に連通する第１排気通路１８ａと、第１排気通路１８ａから分岐する第２排気通路１８ｂから構成される。第１排気通路１８ａと第２排気通路１８ｂの間には、切替弁５６が設けられている。切替弁５６は、燃焼室１０からの排気を第２排気通路１８ｂに流すか否かを切り替えるための弁であり、切替弁制御手段として機能するＥＣＵ３０により制御される。
【００４５】
第１排気通路１８ａには第１コロナ放電部２０が設けられ、第２排気通路１８ｂには第２コロナ放電部２２が設けられている。第２排気通路１８ｂは、第１コロナ放電部２０の後段で、第１排気通路１８ａに再び合流している。その他の構成は実施例１と共通であり、詳細な説明を省略する。
【００４６】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、周辺環境の変化に対するＰＭの浄化率の関係を示すグラフである。図１０（ａ）に示すように、排気中のＰＭ粒子数が多いほど、コロナ放電部における低減率（すなわち、ＰＭ浄化率）は大きくなる。図１０（ｂ）に示すように、排気温度が高いほどＰＭ浄化率は大きくなる。図１０（ｃ）に示すように、空気流量が大きいほど、ＰＭ浄化率は小さくなる。
【００４７】
実施例１にて説明したように、排気中のＰＭ粒子数が多くなると、要求浄化エネルギーも大きくなるため、アーク放電が発生しやすくなる。また、図１０（ｃ）で示したように、空気流量が大きくなるにつれて浄化効率が低下するため、これを抑制する必要がある。
【００４８】
図１１は、切替弁５６の切替制御を例を示すフローチャートである。最初に、実施例１と同様に、ＥＣＵ３０が、各センサの出力に基づいて内燃機関１００の運転条件を取得する（ステップＳ４０）。次に、ＥＣＵ３０が、要求浄化エネルギーを算出する（ステップＳ４２）。次に、ＥＣＵ３０が、ステップＳ４２で算出された要求浄化エネルギーに基づいて、ＰＭ浄化に必要な要求電圧Ｖｒを算出する（ステップＳ４４）。
【００４９】
次に、ＥＣＵ３０が、ステップＳ４４で算出された要求電圧Ｖｒを、アーク放電を発生させない閾値電圧Ｖｔｈと比較する（ステップＳ４６）。要求電圧Ｖｒが閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合、ＥＣＵ３０は切替弁５６を開き（ステップＳ４８）、ステップＳ４６において要求電圧Ｖｒが閾値電圧Ｖｔｈより大きくない場合、ＥＣＵ３０は切替弁５６を閉じる（ステップＳ５０）。
【００５０】
切替弁５６が開かれると、排気は第１排気通路１８ａと第２排気通路１８ｂの２つに分岐するため、各排気通路に供給されるＰＭの量は少なくなり、排気の流速も低減される。その結果、第１コロナ放電部２０及び第２コロナ放電部２２に印加する電圧を小さくすることができ、アーク放電の発生を抑制することができる。以上のように、ＥＣＵ３０が、アーク放電を発生させないための閾値電圧Ｖｔｈと、排気中のＰＭを浄化するために要求される要求浄化エネルギーとに基づいて、切替弁５６の開閉制御を行う。これにより、アーク放電の発生を抑制しつつ、ＰＭの浄化を効果的に行うことができる。
【００５１】
実施例２と同様に、上記の切替弁の開閉制御は、段階的に行ってもよい。このとき、要求電圧Ｖの値が大きいほど、切替弁５６の開度を大きくすることが好ましい。
【００５２】
実施例１〜４に係る排気浄化装置は、いずれも排気浄化手段としてのコロナ放電部を複数備えている。また、アーク放電を発生させないための閾値電圧Ｖｔｈと、排気中のＰＭを浄化するために要求される要求浄化エネルギーを、ＥＣＵ３０における制御（印加電圧の決定及び各種弁の開閉制御）の参照パラメータとして使用する点が共通している。この構成により、いずれの実施例においても、アーク放電の発生を抑制しつつ、ＰＭの浄化を効果的に行うことができる。なお、上記の実施例では直接噴射型の内燃機関を例に説明を行ったが、本排気浄化装置はポート噴射型の内燃機関においても適用することができる。
【００５３】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０      燃焼室
１８      排気通路
２０      第１コロナ放電部
２２      第２コロナ放電部
２６      コロナ放電電極
３０      ＥＣＵ
４０      ＰＭセンサ
５２      絞り弁
５６      切替弁
１００    内燃機関
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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