(57)【要約】【課題】プラズマを発生させるために供給する電力の周波数を制御し、供給電力に対する排気中の有害成分の浄化効率を向上させることで、電力消費量の増大を抑制しつつ排気浄化を良好に実施するプラズマ制御装置を提供する。【解決手段】排気通路の排気中のＮＯｘ濃度を取得するＮＯｘ濃度取得ステップＳ１２と、排気通路の排気流量を取得する排気流量取得ステップＳ１４と、を備え、ＥＣＵ５は、ＮＯｘ濃度取得ステップＳ１２が取得したＮＯｘ濃度および排気流量取得ステップＳ１４が取得した排気流量に応じてＨＣ−ＳＣＲ触媒４でＮＯｘを還元するために必要な真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）を算出し、プラズマリアクタ３に供給する電力の周波数（実行ＰＦＲＱ）を制御することを特徴とする。【選択図】図１
2015017512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関から排出される排気中の未浄化成分を浄化する選択還元触媒と、
前記選択還元触媒の上流側の前記排気通路に設けられ、電力の供給によって前記排気通路にプラズマを発生させ、排気中の炭化水素を活性炭化水素種に変換するプラズマリアクタと、
前記プラズマリアクタに供給する電力の周波数を制御する電力制御装置と、を備えたプラズマ制御装置であって、
前記排気通路の排気中の窒素酸化物濃度を取得する窒素酸化物濃度取得手段と、
前記排気通路の排気流量を取得する排気流量取得手段と、を更に備え、
前記電力制御装置は、前記窒素酸化物濃度取得手段が取得した窒素酸化物濃度および前記排気流量取得手段が取得した排気流量に応じて前記選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量を算出し、前記プラズマリアクタに供給する電力の周波数を制御することを特徴とするプラズマ制御装置。
【請求項２】
前記選択還元触媒の温度を取得する触媒温度取得手段を更に備え、
前記電力制御装置は、前記触媒温度取得手段が取得した前記選択還元触媒の温度に応じて前記選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量を算出することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ制御装置。
【請求項３】
前記電力制御装置は、前記窒素酸化物濃度取得手段が取得した窒素酸化物濃度に応じて前記プラズマリアクタに供給する電力の周波数の上限を決定することを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ制御装置に関する。より詳しくは、電極対に電圧を印加することで発生したプラズマにより排気を浄化する排気浄化装置のプラズマを制御するプラズマ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気浄化する排気浄化装置として、プラズマリアクタと呼ばれるものが提案されている。このプラズマリアクタは、排気管内に設けられた一対の電極間に高電圧を印加してプラズマを発生させ、発生したプラズマの作用により排気中の有害成分を浄化する。
【０００３】
また、上記のプラズマリアクタ内に光触媒を担持したハニカム構造体を設け、プラズマによる排気浄化に加えて光触媒による排気浄化を行う技術が提案されている。この技術は、プラズマリアクタ内で発生するプラズマから発光される紫外線によって光触媒を励起し、励起された光触媒の作用により排気中の有害成分を浄化する。
【０００４】
ここで、排気の流通方向に沿って延びる外周電極の中心軸と同軸に内部電極を設け、この内部電極の上流側端部および下流側端部を高圧電源の同電位に接続し、上流側から下流側に亘って均質な強度のプラズマを発生させると同時に、１つの高圧電源を有して装置を小型化した排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−７２２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような排気浄化装置において、プラズマを発生させるために供給する電力が高い程排気中の有害成分を浄化し易い傾向は、極めて一般的である。しかし、プラズマを発生させるために供給する電力が高くなると、電力消費量が増大する弊害が生じる。また、内燃機関における電力消費量の増大に起因して燃費が悪化する弊害が生じる。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、その目的は、プラズマを発生させるために供給する電力の周波数を制御し、供給電力に対する排気中の有害成分の浄化効率を向上させることで、電力消費量の増大を抑制しつつ排気浄化を良好に実施するプラズマ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプラズマ制御装置（例えば、後述の排気浄化システム１）は、内燃機関（例えば、後述のエンジン２）の排気通路（例えば、後述の排気通路２１）に設けられ、前記内燃機関から排出される排気中の未浄化成分を浄化する選択還元触媒（例えば、後述のＨＣ−ＳＣＲ触媒４）と、前記選択還元触媒の上流側の前記排気通路に設けられ、電力の供給によって前記排気通路にプラズマを発生させ、排気中の炭化水素を活性炭化水素種（例えば、後述の活性ＨＣ）に変換するプラズマリアクタ（例えば、後述のプラズマリアクタ３）と、前記プラズマリアクタに供給する電力の周波数を制御する電力制御装置（例えば、後述のＥＣＵ５）と、を備えたプラズマ制御装置であって、前記排気通路の排気中の窒素酸化物濃度（例えば、後述のＮＯｘ濃度）を取得する窒素酸化物濃度取得手段（例えば、後述のステップＳ１２）と、前記排気通路の排気流量を取得する排気流量取得手段（例えば、後述のステップＳ１４）と、を更に備え、前記電力制御装置は、前記窒素酸化物濃度取得手段が取得した窒素酸化物濃度および前記排気流量取得手段が取得した排気流量に応じて前記選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量を算出し（例えば、後述のステップＳ１６）、前記プラズマリアクタに供給する電力の周波数を制御する（例えば、後述のステップＳ５）ことを特徴とする。
【０００９】
排気中の窒素酸化物濃度が高い程、選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量が多くなる。また、排気流量が多い程、選択還元触媒の窒素酸化物の還元性能が低下する。このため、窒素酸化物濃度および排気流量に応じて選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量が異なる。本発明によると、窒素酸化物濃度および排気流量に応じて選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量を算出し、プラズマリアクタに供給する電力の周波数を制御する。これにより、必要な活性炭化水素種量が高精度に算出され、高精度に算出された必要な活性炭化水素種量に応じてプラズマリアクタに供給する電力の周波数が制御される。よって、プラズマリアクタの供給電力に対する排気中の窒素酸化物の浄化効率が向上する。その結果、電力消費量の増大が抑制できるとともに、排気浄化が良好に実施できる。
【００１０】
前記選択還元触媒の温度を取得する触媒温度取得手段（例えば、後述のステップＳ１１）を更に備え、前記電力制御装置は、前記触媒温度取得手段が取得した前記選択還元触媒の温度に応じて前記選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量を算出する（例えば、後述のステップＳ１３）ことが好ましい。
【００１１】
選択還元触媒の温度に応じて、選択還元触媒の窒素酸化物の還元性能が変化する。このため、選択還元触媒の温度に応じて選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量が異なる。本発明によると、選択還元触媒の温度に応じて選択還元触媒で窒素酸化物を還元するために必要な活性炭化水素種量を算出する。これにより、必要な活性炭化水素種量がより高精度に算出され、より高精度に算出された必要な活性炭化水素種量に応じてプラズマリアクタに供給する電力の周波数が制御される。よって、プラズマリアクタの供給電力に対する排気中の窒素酸化物の浄化効率がより向上する。その結果、電力消費量の増大がより抑制できるとともに、排気浄化がより良好に実施できる。
【００１２】
前記電力制御装置は、前記窒素酸化物濃度取得手段（例えば、後述のステップＳ３１）が取得した窒素酸化物濃度に応じて前記プラズマリアクタに供給する電力の周波数の上限を決定する（例えば、後述のステップＳ３）ことが好ましい。
【００１３】
プラズマリアクタの供給電力の周波数が高い程、プラズマリアクタで生成できる活性炭化水素種量が多くなる。また、プラズマリアクタで生成できる活性炭化水素種量は、排気中の一酸化窒素が二酸化窒素に変換しきる時点で飽和する。本発明によると、窒素酸化物濃度に応じてプラズマリアクタに供給する電力の周波数の上限を決定する。つまり、排気中の一酸化窒素が二酸化窒素に変換しきる時点でのプラズマリアクタに供給する電力の周波数を窒素酸化物濃度から算出し、プラズマリアクタに供給する電力の周波数の上限を決定することで、プラズマリアクタに供給する電力の周波数を過剰に高めない。よって、プラズマリアクタに供給する電力に対する排気中の窒素酸化物の浄化効率が低下しない。その結果、電力消費量の増大が更に抑制できるとともに、排気浄化が良好に実施できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プラズマを発生させるために供給する電力の周波数を制御し、供給電力に対する排気中の有害成分の浄化効率を向上させることで、電力消費量の増大を抑制しつつ排気浄化を良好に実施するプラズマ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの排気浄化システムの構成を示す図である。
【図２】上記実施形態に係る排気浄化システムの作用を示す図である。
【図３】上記実施形態に係るプラズマリアクタの概略構成を示す斜視図である。
【図４】上記実施形態に係るプラズマリアクタの断面図である。
【図５】上記実施形態に係るＨＣ−ＳＣＲ触媒の活性ＨＣ量とＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。
【図６】上記実施形態に係るＨＣ−ＳＣＲ触媒の触媒入口温度とＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。
【図７】上記実施形態に係るプラズマリアクタの供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係を示す図である。
【図８】上記実施形態に係るプラズマリアクタの排気流量に対する供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係を示す図である。
【図９】上記実施形態に係るプラズマリアクタの単位排気流量あたりの放電回数と活性ＨＣ生成量との関係を示す図である。
【図１０】上記実施形態に係るプラズマリアクタのＮＯ存在可否による供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係を示す図である。
【図１１】上記実施形態に係るプラズマリアクタの供給電力の周波数とＮＯｘ変換挙動との関係を示す図である。
【図１２】上記実施形態に係るプラズマリアクタの供給電力の周波数とＨＣ−ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。
【図１３】上記実施形態に係る排気浄化システムのプラズマ制御を示すフローチャートである。
【図１４】上記実施形態に係るプラズマ制御の真正活性ＨＣ必要量の算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】上記実施形態に係る活性ＨＣ必要量の算出マップを示す図である。
【図１６】上記実施形態に係る排気流量補正項の算出マップを示す図である。
【図１７】上記実施形態に係るプラズマ制御の制御周波数の算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】上記実施形態に係る単位排気流量あたりのプラズマ放電回数の算出マップを示す図である。
【図１９】上記実施形態に係るＮＯｘ濃度補正項の算出マップを示す図である。
【図２０】上記実施形態に係るプラズマ制御の上限制御周波数の算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】上記実施形態に係る単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値の算出マップを示す図である。
【図２２】上記実施形態に係るプラズマ制御の実行制御周波数の決定サブルーチン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、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１７】
先ず、プラズマリアクタ３に供給する供給電力の周波数を制御するプラズマ制御装置を適用した排気浄化システム１の一例について説明する。
図１は、本実施形態に係る内燃機関（以下、「エンジン」という）２の排気浄化システム１の構成を示す図である。図２は、本実施形態に係る排気浄化システム１の作用を示す図である。
図１に示すように、排気浄化システム１は、エンジン２と、プラズマリアクタ３と、選択還元触媒（以下、「ＨＣ−ＳＣＲ触媒（Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ−Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）」という）４と、ＥＣＵ５と、を備える。
排気浄化システム１は、エンジン２から延びる排気通路２１上に、上流側から下流側へ向かってプラズマリアクタ３、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４がこの順で設けられる。
図２に示すように、排気浄化システム１は、プラズマリアクタ３によりプラズマを発生させることで、エンジン２の排気に含まれる炭化水素（以下、「ＨＣ」という）をより高活性の還元剤（以下、「活性ＨＣ」という）に変換するとともに排気中のＮＯをＮＯ２に変換する。そして、下流側のＨＣ−ＳＣＲ触媒４でＮＯｘをＮ２に還元する。なお、以下では、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４がＮＯｘをＮ２に還元する作用をＮＯｘ浄化ともいう。ＨＣ−ＳＣＲ触媒４は、ＮＯｘ濃度が高い程、ＮＯｘ浄化のために活性ＨＣ量を多く必要とする。
排気浄化システム１は、エンジン２の運転負荷を検出する負荷センサ６と、エンジン２の機関回転速度を検出する回転速度センサ７と、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４の温度を導出するためにＨＣ−ＳＣＲ触媒４の入口側の排気通路２１に配置された排気温度センサ８と、を有する。
【００１８】
図３は、本実施形態に係るプラズマリアクタ３の概略構成を示す斜視図である。図４は、プラズマリアクタ３の断面図である。プラズマリアクタ３は、エンジン２の排気を浄化する排気浄化装置の１つとして車両に搭載される。
【００１９】
プラズマリアクタ３は、エンジン２の排気通路２１の一部を構成する円筒状の排気管３１と、この排気管３１内に収容された複数の円筒状のプラズマ放電ユニット３２と、これら複数のプラズマ放電ユニット３２によりプラズマを発生させるための高圧電源３３と、高圧電源３３の電力を排気管３１内部の複数のプラズマ放電ユニット３２に供給する第１給電プラグ３４および第２給電プラグ３５と、排気管３１内部においてこれら給電プラグ３４，３５と複数のプラズマ放電ユニット３２とを電気的に接続する第１接続部材３６および第２接続部材３７と、を含んで構成される。プラズマリアクタ３は、図３においては紙面手前側から奥へ向けて、図４においては左から右へ向けてエンジン２の排気が流通するように、図示しない車両の排気管の一部に組み込まれる。
【００２０】
各プラズマ放電ユニット３２は、排気管３１の延在方向すなわち排気の流通方向に沿って設けられた円筒状の外周電極３２ａと、この外周電極３２ａの中心に同軸に設けられた線状または棒状の内部電極３２ｂとの電極対により構成される。このように外周電極３２ａと内部電極３２ｂとの電極対で構成された複数のプラズマ放電ユニット３２は、図３、図４に示すように、それぞれの両端を揃えて並列に束ねた上、排気管３１内に収容される。より具体的には、本実施形態では、排気管３１内の上段に２つ、中段に３つ、下段に２つのプラズマ放電ユニット３２が設けられる。また本実施形態では、排気の流通方向に対し垂直な断面視が円になるような円筒状の外周電極３２ａを例に説明するが、これに限らず、例えば、断面視で多角形となるような筒状の外周電極を用いてもよい。
【００２１】
第１給電プラグ３４は、鉛直方向に沿って延びる棒状の中心電極３４ａと、この中心電極３４ａを保持する絶縁碍子３４ｂと、この絶縁碍子３４ｂを保持するハウジング３４ｃと、を備える。絶縁碍子３４ｂの基端側の外周面３４ｂ１および先端側の外周面３４ｂ２は、それぞれ沿面放電を防止するため凹凸状に形成されている。なお、第２給電プラグ３５は、上述の第１給電プラグ３４と同じ構成であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
排気管３１のうち、プラズマ放電ユニット３２よりも上流側には図示しない第１プラグホールが形成された第１プラグ取付部３１ａが設けられ、プラズマ放電ユニット３２よりも下流側には図示しない第２プラグホールが形成された第２プラグ取付部３１ｂが設けられている。給電プラグ３４，３５は、ハウジング３４ｃ，３５ｃに形成されたねじ（図示せず）をプラグ取付部３１ａ，３１ｂのプラグホール内に螺合することにより、各々の先端部が排気管３１内のプラズマ放電ユニット３２の上流側および下流側に臨むように、鉛直方向に沿って排気管３１に装着される。
【００２３】
図４に示すように、第１接続部材３６は、排気管３１内のうちプラズマ放電ユニット３２の上流側に設けられ、各プラズマ放電ユニット３２の内部電極３２ｂの上流側の端部と第１給電プラグ３４とを電気的に接続する。また、第２接続部材３７は、排気管３１内のうちプラズマ放電ユニット３２の下流側に設けられ、各プラズマ放電ユニット３２の内部電極３２ｂの下流側の端部と第２給電プラグ３５とを電気的に接続する。すなわち、各プラズマ放電ユニット３２の内部電極３２ｂの両端は、接続部材３６，３７を介して給電プラグ３４，３５に保持される。
【００２４】
図３に示すように、第１接続部材３６は、互いに隣接するプラズマ放電ユニット３２の内部電極３２ｂの端部を連結する連結部３６ａと、この連結部３６ａから排気の流通方向に対し垂直な面内、より具体的には鉛直方向に沿って延び、第１給電プラグ３４の先端部に嵌合する支持軸３６ｂとを備える。これら連結部３６ａと支持軸３６ｂとは、導電性の材料により一体に形成されている。図３に示すように、連結部３６ａは、水平方向に沿って延び排気管３１内の上段に設けられた２つの隣接するプラズマ放電ユニット３２の内部電極３２ｂを連結する第１連結部材３６ａ１と、水平方向に沿って延び排気管３１内の中段に設けられた３つの隣接するプラズマ放電ユニット３２の内部電極３２ｂを連結する第２連結部材３６ａ２と、水平方向に沿って延び排気管３１内の下段に設けられた２つの隣接するプラズマ放電ユニット３２の内部電極３２ｂを連結する第３連結部材３６ａ３とで構成される。
なお、第２接続部材３７は、上述の第１接続部材３６と同じ構成であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２５】
図４に示すように、各内部電極３２ｂの両端には、接続部材３６，３７に接続するためのストッパ３８，３９が設けられている。各内部電極３２ｂの上流側の端部は、第１接続部材３６に形成された挿通孔（図示せず）に挿通し、ストッパ３８により第１接続部材３６に固定されている。一方、各内部電極３２ｂの下流側の端部は、第２接続部材３７に形成された挿通孔に挿通した上、ストッパ３９と第２接続部材３７との間に導電性のスプリング４０を介装した状態で弾性支持されている。これにより、内部電極３２ｂには、ストッパ３９を第２接続部材３７の外側へ押し出す弾性力が常時作用するため、内部電極３２ｂが第１接続部材３６と第２接続部材３７との間で撓み、ひいては内部電極３２ｂと外周電極３２ａとの間の距離が変化するのを防止することができる。また、このように内部電極３２ｂを第１接続部材３６と第２接続部材３７との間に伸縮自在に支持することにより、内部電極３２ｂの熱膨張による屈曲も防止できる。
【００２６】
図４に示すように、接続部材３６，３７の表面と各プラズマ放電ユニット３２の外周電極３２ａの端部との間の放電を防止するため、接続部材３６，３７は、外周電極３２ａの両端面から各々の内側の面までの排気の流通方向に沿った距離が“Ｌ”だけ離間するように、排気管３１内に設けられる。なお、内部電極３２ｂと外周電極３２ａの間の電極間距離（内部電極３２ｂの外周面と外周電極３２ａの内周面との距離）を“Ｌ´”とした場合、この接続部材３６，３７と外周電極３２ａとの間の距離Ｌは、電極間距離Ｌ´よりも長く設定される。したがって、本実施形態のプラズマリアクタ３によれば、接続部材３６，３７と外周電極３２ａとの間には、接続部材３６，３７の排気管３１内における位置および姿勢を維持するための絶縁材をあえて介装する必要はない。
【００２７】
以上のような第１給電プラグ３４の中心電極３４ａおよび第２給電プラグ３５の中心電極３５ａは、高圧電源３３に並列に、すなわち高圧電源３３の同電位極に接続され、各プラズマ放電ユニット３２の外周電極３２ａは接地される。これにより、各プラズマ放電ユニット３２の内部電極３２ｂと外周電極３２ａとの間に電圧を印加し、プラズマを発生させることができる。プラズマリアクタ３によりプラズマを発生させることで、エンジン２の排気に含まれるＨＣをより高活性の活性ＨＣに変換するとともに排気中のＮＯをＮＯ２に変換する。
【００２８】
ＨＣ−ＳＣＲ触媒４は、活性ＨＣを主とするＨＣをＮＯｘと反応させて、Ｎ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏを得る。ＨＣ−ＳＣＲ触媒４は、エンジン２の排気を浄化する排気浄化装置の１つとして車両に搭載される。ＨＣ−ＳＣＲ触媒４は、ＮＯｘ濃度が高い程、ＮＯｘをＮ２に還元するためにプラズマリアクタ３によりプラズマを発生させて変換した活性ＨＣ量を多く必要とする。
【００２９】
ＥＣＵ５は、エンジン２および高圧電源を制御する電子制御ユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび各種インターフェースなどの電子回路を含んで構成される。また、ＥＣＵ５には、後述するプラズマリアクタ３に供給する供給電力の周波数を制御するプラズマ制御部が構成される。ＥＣＵ５には、エンジン２および排気の状態およびこれらを搭載した車両の状態などを把握するため、上述した各種のセンサなどが接続される。また、ＥＣＵ５は、エンジン２およびプラズマリアクタ３のプラズマの状態などを制御するため、エンジン２および高圧電源３３などに接続される。
【００３０】
次に、本実施形態に係る排気浄化システム１のプラズマ制御について説明する。
第１に、本実施形態に係るプラズマ制御の理論について説明する。
【００３１】
図５は、本実施形態に係るＨＣ−ＳＣＲ触媒４の活性ＨＣ量とＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。図５の横軸は、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４に供給される活性ＨＣ量を表す。図５の縦軸は、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化率を表す。四角点は、ＮＯｘ濃度が低い場合における活性ＨＣ量とＮＯｘ浄化率との関係の推移をプロットした点である。三角点は、ＮＯｘ濃度が高い場合における活性ＨＣ量とＮＯｘ浄化率との関係の推移をプロットした点である。
図５に示すように、排気中のＮＯｘ濃度が高い程、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４においてＮＯｘ浄化に必要な活性ＨＣ量が多くなる。
【００３２】
図６は、本実施形態に係るＨＣ−ＳＣＲ触媒４の触媒入口温度とＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。図６の横軸は、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４の触媒入口温度を表す。図６の縦軸は、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化率を表す。ダイヤ点は、排気流量が少ない場合における触媒入口温度とＮＯｘ浄化率との関係の推移をプロットした点である。四角点は、排気流量が中の場合における触媒入口温度とＮＯｘ浄化率との関係の推移をプロットした点である。三角点は、排気流量が多い場合における触媒入口温度とＮＯｘ浄化率との関係の推移をプロットした点である。
図６に示すように、排気流量が大きい程、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化性能が低下する。また、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化性能は、触媒入口温度を例に採る触媒温度に応じて変化する。
【００３３】
図７は、本実施形態に係るプラズマリアクタ３の供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係を示す図である。図７の横軸は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数を表す。図７の縦軸は、プラズマリアクタ３のプラズマによって生成される活性ＨＣ生成量および総ＨＣ（ＴＨＣ）量を表す。ダイヤ点は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数に応じた一部の活性ＨＣ（Ａ）の生成量の推移をプロットした点である。四角点は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数に応じた一部の活性ＨＣ（Ｂ）の生成量の推移をプロットした点である。三角点は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数に応じた総ＨＣ（ＴＨＣ）量の推移をプロットした点である。
図７に示すように、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数が高くなる（電力量が大きくなる）程、プラズマリアクタ３で生成できる活性ＨＣ量が多くなる。
【００３４】
図８は、本実施形態に係るプラズマリアクタ３の排気流量に対する供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係を示す図である。図８の横軸は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数を表す。図８の縦軸は、プラズマリアクタ３のプラズマによって生成される活性ＨＣ生成量を表す。ダイヤ点は、排気流量が少ない場合における供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係の推移をプロットした点である。四角点は、排気流量が中の場合における供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係の推移をプロットした点である。三角点は、排気流量が多い場合における供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係の推移をプロットした点である。
図８に示すように、排気流量が多い程、プラズマリアクタ３で生成できる活性ＨＣ量が少なくなる。
【００３５】
図９は、本実施形態に係るプラズマリアクタ３の単位排気流量あたりの放電回数と活性ＨＣ生成量との関係を示す図である。図９の横軸は、プラズマリアクタ３の単位排気流量あたりの放電回数を表す。図９の縦軸は、プラズマリアクタ３のプラズマによって生成される活性ＨＣ生成量を表す。ダイヤ点は、排気流量が少ない場合における供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係の推移をプロットした点である。四角点は、排気流量が中の場合における供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係の推移をプロットした点である。三角点は、排気流量が多い場合における供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係の推移をプロットした点である。
図９に示すように、排気流量にかかわらず、プラズマリアクタ３の単位排気流量あたりの放電回数とプラズマリアクタ３で生成できる活性ＨＣ量との関係は一定である。
【００３６】
図５、図６に示す関係を有するため、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４では、ＮＯｘ濃度、排気流量および触媒温度に応じて、ＮＯｘをＮ２に還元するために必要な活性ＨＣ量が異なる。
一方、図７、図８に示す関係を有するため、プラズマリアクタ３では、プラズマリアクタ３に高圧電源３３から供給される供給電力の周波数および排気流量に応じて、プラズマによって生成できる活性ＨＣ量が異なる。
また、図９に示す関係を有するため、排気流量にかかわらず、プラズマリアクタ３の単位排気流量あたりの放電回数とプラズマリアクタ３で生成できる活性ＨＣ量との関係は一定である。このため、排気流量が多くなり、図８に示す関係からプラズマリアクタ３で生成できる活性ＨＣ量が減少しても、プラズマリアクタ３に供給する供給電力の周波数を高めることで、生成される活性ＨＣ量を維持できる。すなわち、プラズマリアクタ３で生成できる活性ＨＣ量に対して、供給電力の周波数と排気流量は互いに影響を及ぼす相関を有する。
このことから、ＮＯｘ濃度、排気流量および触媒温度に応じてＨＣ−ＳＣＲ触媒４でＮＯｘをＮ２に還元するために必要な活性ＨＣ量が算出できる。また、必要な活性ＨＣ量および排気流量に応じてプラズマリアクタ３でプラズマによってその必要な活性ＨＣ量を生成するための供給電力の周波数が算出できる。
したがって、高圧電源３３を上記のように算出された供給電力の周波数で制御することで、プラズマリアクタ３は排気中のＮＯｘに対して最適な活性ＨＣ量を供給できる。よって、プラズマを発生させる供給電力の周波数が供給電力と比例相関を有する（供給電力Ｗ＝周波数ｆ・１放電あたりの供給エネルギー）ことから、プラズマリアクタ３の供給電力に対する排気中のＮＯｘの浄化効率が向上する。その結果、電力消費量の増大が抑制できるとともに、排気浄化が良好に実施できる。
【００３７】
図１０は、本実施形態に係るプラズマリアクタ３のＮＯ存在可否による供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係を示す図である。図１０の横軸は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数を表す。図１０の縦軸は、プラズマリアクタ３のプラズマによって生成される活性ＨＣ生成量を表す。ダイヤ点は、排気中にＮＯが存在する場合における供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係の推移をプロットした点である。四角点は、排気中にＮＯが存在しない場合における供給電力の周波数と活性ＨＣ生成量との関係の推移をプロットした点である。
図１０に示すように、排気中にＮＯが存在するかしないかによってプラズマリアクタ３のプラズマによって生成される活性ＨＣ生成量が異なる。
【００３８】
図１１は、本実施形態に係るプラズマリアクタ３の供給電力の周波数とＮＯｘ変換挙動との関係を示す図である。図１１の横軸は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数を表す。図１１の縦軸は、プラズマリアクタ３のプラズマによって変換されるＮＯｘ変換挙動を表す。ダイヤ点は、排気中のＮＯ量の推移をプロットした点である。四角点は、排気中のＮＯ２量の推移をプロットした点である。
図１１に示すように、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数に応じてプラズマによってＮＯがＮＯ２に変換されるＮＯｘ変換挙動が異なる。
【００３９】
図１２は、本実施形態に係るプラズマリアクタ３の供給電力の周波数とＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。図１２の横軸は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数を表す。図１２の縦軸は、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化率を表す。ダイヤ点は、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数とＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化率との関係の推移をプロットした点である。
図１２に示すように、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数が高くなる程、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化率の上昇率が低下する。
【００４０】
供給電力の周波数が高い程、プラズマリアクタ３のプラズマによって生成される活性ＨＣ生成量は多くなる。しかし、排気中のＮＯがプラズマリアクタ３での活性ＨＣの生成に大きく関与しているため、供給電力の周波数を高くする程、供給電力の周波数の増加量に対して活性ＨＣ生成量の増加量が小さくなる。
図１０に示すように、排気中にＮＯが存在するかしないかによってプラズマリアクタ３のプラズマによって生成される活性ＨＣ生成量が異なる。
さらに、図１０に示すように、排気中にＮＯが存在しない場合には、活性ＨＣ生成量が供給電力の周波数に対して概ね直線的相関がある。一方、排気中にＮＯが存在する場合には、活性ＨＣ生成量の供給電力の周波数に対する傾きが低周波数側と高周波数側とで大きく異なり、活性ＨＣ生成量の低周波数側の供給電力の周波数に対する傾きが大きい。
図１０に示す活性ＨＣ生成量の供給電力の周波数に対する傾きが切り替わる周波数は、図１１に示す排気中のＮＯの大半がプラズマによりＮＯ２に変換される周波数と一致している。このように、プラズマリアクタ３のプラズマに影響を受ける排気中のＮＯのＮＯ２への変換および活性ＨＣの生成の両方が、密に関係している。
また、ＮＯが残存している段階では、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数に対して活性ＨＣの生成が高効率である。このため、図１１、図１２に示すように、供給電力の周波数が高い領域では、供給電力の周波数をいくら高めても、プラズマリアクタ３での活性ＨＣ生成量が増加せずＮＯｘ浄化性能が高まらない。
そこで、プラズマリアクタ３のプラズマによって排気中のＮＯｘの大半をＮＯ２に変換しきる時点での供給電力の周波数を算出し、その周波数を上限として規定すれば、周波数を過剰に高めず、プラズマリアクタ３での無駄な電力消費を低減できる。例えば、図１１、図１２において、プラズマリアクタ３のプラズマによって排気中のＮＯの９０％以上をＮＯ２に変換する周波数（２００Ｈｚ）を上限として設定すれば、上限を設定せずに６００Ｈｚの周波数でプラズマリアクタ３に電力を供給した場合と比較し、プラズマリアクタ３の電力消費量が３分の１まで削減でき、かつ、ＮＯｘ浄化性能が１０％減で済む。
つまり、プラズマリアクタ３のプラズマによって排気中のＮＯｘの大半をＮＯ２に変換しきる時点での供給電力の周波数を算出し、その周波数を上限として規定することで、プラズマリアクタ３は排気中のＮＯｘに対して効率的な電力消費量で活性ＨＣ量を供給できる。よって、プラズマを発生させる供給電力の周波数が供給電力と比例相関を有する（供給電力Ｗ＝周波数ｆ・１放電あたりの供給エネルギー）ことから、プラズマリアクタの供給電力に対する排気中のＮＯｘの浄化効率が低下しない。その結果、電力消費量の増大が更に抑制できるとともに、排気浄化が良好に実施できる。
【００４１】
第２に、本実施形態に係るプラズマ制御の手順について説明する。
図１３は、本実施形態に係る排気浄化システム１のプラズマ制御を示すフローチャートである。このプラズマ制御は、ＥＣＵ５により、車両のイグニッションスイッチがＯＮされた後、所定の周期で繰り返し実行される。
【００４２】
プラズマ制御が実行されると、ステップＳ１では、真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）を算出する。真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）は、真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）の算出サブルーチンを用いて算出される。
図１４は、本実施形態に係るプラズマ制御の真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）の算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【００４３】
真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）の算出サブルーチンが実行されると、ステップＳ１１では、排気温度センサ８が検出した排気温度からＨＣ−ＳＣＲ触媒４の温度を取得する。
なお、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４の温度は、負荷センサ６が検出した機関負荷および回転速度センサ７が検出した機関回転速度などから推定されてもよい。
【００４４】
ステップＳ１２では、負荷センサ６が検出した機関負荷および回転速度センサ７が検出した機関回転速度から排気中のＮＯｘ濃度を取得する。
なお、排気中のＮＯｘ濃度は、排気通路２１内に配置したＮＯｘセンサを用いて検出してもよい。
【００４５】
ステップＳ１３では、活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）を算出する。
図１５は、本実施形態に係る活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）の算出マップを示す図である。図１５の横軸は、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４の温度を表す。図１５の縦軸は、排気中のＮＯｘ濃度を表す。図１５に示す活性ＨＣ必要量の算出マップでは、左下の活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）が多く、右上の活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）が少なくなる傾向を示す。この算出マップは、予め実験などにより求められてＥＣＵ５に記憶されている。
活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）は、ステップＳ１１で取得したＨＣ−ＳＣＲ触媒４の温度とステップＳ１２で取得した排気中のＮＯｘ濃度とを用いて、図１５の活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）の算出マップを検索することで算出される。
【００４６】
ステップＳ１４では、吸入空気量および燃料消費量などから排気流量を取得する。
【００４７】
ステップＳ１５では、活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）の排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）を算出する。
図１６は、本実施形態に係る排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）の算出マップを示す図である。図１６の横軸は、排気流量を表す。図１６の縦軸は、排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）を表す。図１６に示す排気流量と排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）との関係は、排気流量が多い程、排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）が大きくなる関係である。図１５に示す活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）の算出マップ設定時の排気流量を基準として排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）を１とし、基準の排気流量よりも排気流量が多い場合に排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）を１よりも大きくし、基準の排気流量よりも排気流量が少ない場合に排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）を１よりも小さくする。図６に示すように、排気流量が多い程、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘ浄化性能が低下する。このため、排気流量が多い程、活性ＨＣ必要量が多くなる。このことにより、図１６に示す排気流量と排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）との関係が規定されている。この算出マップは、予め実験などにより求められてＥＣＵ５に記憶されている。
排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）は、ステップＳ１４で取得した排気流量を用いて、図１６の排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）の算出マップを検索することで算出される。
【００４８】
ステップＳ１６では、ステップＳ１３で算出した活性ＨＣ必要量（ＲＨＣ）とステップＳ１５で算出した排気流量補正項（ｒＦＬＯＷ）とを乗算して真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）を算出する。
本ステップの処理の後、本ルーチンを終了し、ステップＳ２に移行する。
【００４９】
ステップＳ２では、制御周波数（ＰＦＲＱ）を算出する。制御周波数（ＰＦＲＱ）は、制御周波数（ＰＦＲＱ）の算出サブルーチンを用いて算出される。
図１７は、本実施形態に係るプラズマ制御の制御周波数（ＰＦＲＱ）の算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【００５０】
制御周波数（ＰＦＲＱ）の算出サブルーチンが実行されると、ステップＳ２１では、ステップＳ１で算出した真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）を取得する。
【００５１】
ステップＳ２２では、単位排気流量あたりのプラズマ放電回数Ｎを算出する。
図１８は、本実施形態に係る単位排気流量あたりのプラズマ放電回数Ｎの算出マップを示す図である。図１８の横軸は、単位排気流量あたりのプラズマ放電回数Ｎを表す。図１８の縦軸は、真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）を表す。図１８に示す真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）と単位排気流量あたりのプラズマ放電回数Ｎとの関係は、真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）が多い程、放電回数Ｎが多くなる傾向を示す。この算出マップは、予め実験などにより求められてＥＣＵ５に記憶されている。
単位排気流量あたりのプラズマ放電回数Ｎは、ステップＳ２１で取得した真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）を用いて、図１８の単位排気流量あたりのプラズマ放電回数Ｎの算出マップを検索することで算出される。
【００５２】
ステップＳ２３では、負荷センサ６が検出した機関負荷および回転速度センサ７が検出した機関回転速度から排気中のＮＯｘ濃度を取得する。
なお、排気中のＮＯｘ濃度は、排気通路２１内に配置したＮＯｘセンサを用いて検出してもよい。また、ステップＳ１２で取得したＮＯｘ濃度を用いてもよい。
【００５３】
ステップＳ２４では、単位排気流量あたりのプラズマ放電回数ＮのＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）を算出する。
図１９は、本実施形態に係るＮＯｘ濃度補正（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）項の算出マップを示す図である。図１９の横軸は、ＮＯｘ濃度を表す。図１９の縦軸は、ＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）を表す。図１９に示すＮＯｘ濃度とＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）との関係は、ＮＯｘ濃度が多い程、ＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）が小さくなる関係である。図１８に示す単位排気流量あたりのプラズマ放電回数Ｎの算出マップ設定時のＮＯｘ濃度を基準としてＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）を１とし、基準のＮＯｘ濃度よりもＮＯｘ濃度が高い場合にＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）を１よりも小さくし、基準のＮＯｘ濃度よりもＮＯｘ濃度が低い場合にＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）を１よりも大きくする。図１０に示すように、排気中にＮＯｘが多い程、プラズマリアクタ３ではプラズマにより生成される活性ＨＣ生成量が増加する。このため、排気中のＮＯｘ濃度が高い程、プラズマ放電回数が少なくて済む。このことにより、図１９に示すＮＯｘ濃度とＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）との関係が規定されている。この算出マップは、予め実験などにより求められてＥＣＵに記憶されている。
ＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）は、ステップＳ２３で取得したＮＯｘ濃度を用いて、図１９のＮＯｘ濃度補正項の算出マップを検索することで算出される。
【００５４】
ステップＳ２５では、排気流量（ＥｘＦＬＯＷ）を取得する。排気流量（ＥｘＦＬＯＷ）は、吸入空気量および燃料消費量などから算出する。
【００５５】
ステップＳ２６では、ステップＳ２２で算出した単位排気流量あたりのプラズマ放電回数ＮとステップＳ２４で算出したＮＯｘ濃度補正項（ｒＮＯｘ＿ｆｒｑ）とステップＳ２５で取得した排気流量（ＥｘＦＬＯＷ）とを乗算して制御周波数（ＰＦＲＱ）を算出する。
本ステップの処理の後、本ルーチンを終了し、ステップＳ３に移行する。
【００５６】
ステップＳ３では、上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）を算出する。上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）は、上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）の算出サブルーチンを用いて算出される。
図２０は、本実施形態に係るプラズマ制御の上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）の算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【００５７】
上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）の算出サブルーチンが実行されると、ステップＳ３１では、負荷センサ６が検出した機関負荷および回転速度センサ７が検出した機関回転速度から排気中のＮＯｘ濃度を取得する。
なお、排気中のＮＯｘ濃度は、排気通路２１内に配置したＮＯｘセンサを用いて検出してもよい。また、ステップＳ１２またはＳ２３で取得したＮＯｘ濃度を用いてもよい。
【００５８】
ステップＳ３２では、単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）を算出する。
図２１は、本実施形態に係る単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）の算出マップを示す図である。図２１の横軸は、ＮＯｘ濃度を表す。図２１の縦軸は、単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）を表す。図２１に示すＮＯｘ濃度と単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）との関係は、ＮＯをＮＯ２に変換しきる時点での単位排気流量あたりの放電回数をＮＯｘ濃度に応じて単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）として設定している。ここで、プラズマにより生成される活性ＨＣ生成量は、単位排気流量あたりの放電回数およびＮＯｘ濃度に影響される。すなわち、図１１に示すように排気中のＮＯがＮＯ２に変換しきる時点での周波数（放電回数）で、活性ＨＣ生成量が飽和する傾向がある。この傾向を反映し電力消費を抑制するために、ＮＯをＮＯ２に変換しきる時点での放電回数を上限にすることが望ましい。また、排気中のＮＯｘ濃度が高いと、ＮＯをＮＯ２に変換しきる時点の放電回数が増加する。これらの要因を反映させて、図２１に示すＮＯｘ濃度と単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）との関係を規定している。この算出マップは、予め実験などにより求められてＥＣＵ５に記憶されている。
単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）は、ステップＳ３１で取得したＮＯｘ濃度を用いて、図２１の単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）の算出マップを検索することで算出される。
【００５９】
ステップＳ３３では、排気流量（ＥｘＦＬＯＷ）を取得する。排気流量（ＥｘＦＬＯＷ）は、吸入空気量および燃料消費量などから算出する。
【００６０】
ステップＳ３４では、ステップＳ３２で算出した単位排気流量あたりのプラズマ放電回数リミット値（Ｎ＿Ｌｉｍ）とステップＳ３３で取得した排気流量係数（ＥｘＦＬＯＷ）とを乗算して上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）を算出する。
本ステップの処理の後、本ルーチンを終了し、ステップＳ４に移行する。
【００６１】
ステップＳ４では、実行制御周波数（実行ＰＦＲＱ）を決定する。実行制御周波数（実行ＰＦＲＱ）は、実行制御周波数（実行ＰＦＲＱ）の決定サブルーチンを用いて決定される。
図２２は、本実施形態に係るプラズマ制御の実行制御周波数（実行ＰＦＲＱ）の決定サブルーチンを示すフローチャートである。
【００６２】
実行制御周波数（実行ＰＦＲＱ）の決定サブルーチンが実行されると、ステップＳ４１では、ステップＳ２で算出した制御周波数（ＰＦＲＱ）を取得する。
【００６３】
ステップＳ４２では、ステップＳ３で算出した上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）を取得する。
【００６４】
ステップＳ４３では、制御周波数（ＰＦＲＱ）が上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）以下であるか否かを判定する。
肯定判定された場合には、ステップＳ４４に移行する。一方、否定判定された場合には、ステップＳ４５に移行する。
【００６５】
ステップＳ４４では、実行制御周波数（実行ＰＦＲＱ）を制御周波数（ＰＦＲＱ）に決定する。本ステップの処理の後、本ルーチンを終了し、ステップＳ５に移行する。
【００６６】
ステップＳ４５では、実行制御周波数（実行ＰＦＲＱ）を上限制御周波数（ＰＦＲＱ＿Ｌｉｍ）に決定する。本ステップの処理の後、本ルーチンを終了し、ステップＳ５に移行する。
【００６７】
ステップＳ５では、プラズマリアクタ３に供給する供給電力の周波数がステップＳ４で決定された実行制御周波数（実行ＰＦＲＱ）となるように高圧電源３３を制御する。
本ステップの処理の後、本ルーチンを終了する。
【００６８】
以上のように実行されるプラズマ制御では、ＮＯｘ濃度、排気流量および触媒温度に応じてＨＣ−ＳＣＲ触媒４でＮＯｘをＮ２に還元するために実際に必要な真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）が算出できる。また、真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）および排気流量に応じてプラズマリアクタ３でプラズマによってその真正活性ＨＣ必要量（真正ＲＨＣ）を生成するための供給電力の周波数が算出できる。これにより、排気中のＮＯｘに対して最適な活性ＨＣ量が供給できる。
一方、排気中のＮＯｘの大半をＮＯ２に変換しきる時点での供給電力の周波数を算出し、その周波数を上限として規定することで、排気中のＮＯｘに対して効率的な電力消費量で活性ＨＣ量が供給できる。
よって、プラズマを発生させる供給電力の周波数が供給電力と比例相関を有する（供給電力Ｗ＝周波数ｆ・１放電あたりの供給エネルギー）ことから、プラズマリアクタ３の供給電力に対する排気中のＮＯｘの浄化効率が向上する。その結果、電力消費量の増大が抑制できるとともに、排気浄化が良好に実施できる。そして、エンジン２における電力消費量の増大に起因した燃費の悪化が抑制できる。
【００６９】
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
【００７０】
排気中のＮＯｘ濃度が高い程、ＮＯｘを浄化するために必要な活性ＨＣ量が多くなる。また、排気流量が多い程、ＨＣ−ＳＣＲ触媒のＮＯｘの浄化性能が低下する。このため、ＮＯｘ濃度および排気流量に応じてＨＣ−ＳＣＲ触媒でＮＯｘを還元するために必要な活性ＨＣ量が異なる。本実施形態によると、ＮＯｘ濃度および排気流量に応じてＨＣ−ＳＣＲ触媒４でＮＯｘを還元するために必要な活性ＨＣ必要量を算出し、プラズマリアクタ３に供給する供給電力の周波数を制御する。これにより、活性ＨＣ必要量が高精度に算出され、高精度に算出された活性ＨＣ必要量に応じてプラズマリアクタ３に供給する電力の周波数が制御される。よって、プラズマリアクタ３の供給電力に対する排気中のＮＯｘの浄化効率が向上する。その結果、電力消費量の増大が抑制できるとともに、排気浄化が良好に実施できる。
【００７１】
ＨＣ−ＳＣＲ触媒４の温度に応じて、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４のＮＯｘの浄化性能が変化する。このため、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４の温度に応じてＨＣ−ＳＣＲ触媒４でＮＯｘを還元するために必要な活性ＨＣ必要量が異なる。本実施形態によると、ＨＣ−ＳＣＲ触媒４の温度に応じてＨＣ−ＳＣＲ触媒４でＮＯｘを還元するために必要な活性ＨＣ必要量を算出する。これにより、必要な活性ＨＣ必要量がより高精度に算出され、より高精度に算出された必要な活性ＨＣ必要量に応じてプラズマリアクタ３に供給する電力の周波数が制御される。よって、プラズマリアクタ３の供給電力に対する排気中のＮＯｘの浄化効率がより向上する。その結果、電力消費量の増大がより抑制できるとともに、排気浄化がより良好に実施できる。
【００７２】
プラズマリアクタ３の供給電力の周波数が高い程、プラズマリアクタ３で生成できる活性ＨＣ量が多くなる。また、プラズマリアクタ３で生成できる活性ＨＣ量は、排気中のＮＯがＮＯ２に変換しきる時点で飽和する。本実施形態によると、ＮＯｘ濃度に応じてプラズマリアクタ３に供給する供給電力の周波数の上限を決定する。つまり、排気中のＮＯがＮＯ２に変換しきる時点でのプラズマリアクタ３に供給する供給電力の周波数をＮＯｘ濃度から算出し、プラズマリアクタ３に供給する供給電力の周波数の上限を決定することで、プラズマリアクタ３の供給電力の周波数を過剰に高めない。よって、プラズマリアクタ３の供給電力に対する排気中のＮＯｘの浄化効率が低下しない。その結果、電力消費量の増大が更に抑制できるとともに、排気浄化が良好に実施できる。
【００７３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
１…排気浄化システム（プラズマ制御装置）
２…エンジン（内燃機関）
２１…排気通路
３…プラズマリアクタ
４…ＨＣ−ＳＣＲ触媒（選択還元触媒）
５…ＥＣＵ（電力制御装置）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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