(57)【要約】【課題】パティキュレートの捕集量を把握可能な排気浄化装置を提供する。【解決手段】パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタよりなり且つ排気Ｇの流通経路に配置した中空状の内側電極５と、内側電極５を周方向に取り囲む筒状の外側電極６、これらの電極５，６に放電プラズマ発生用の電力を供給する放電制御ユニット３と、サーチ用の電流を内側電極５に通電したときの抵抗値を計測してパティキュレートの捕集量を判定する捕集量判定手段２とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタよりなり且つ排気の流通経路に配置した一方の電極と、当該電極の近傍に設けた他方の電極と、両電極に放電発生用の電力を供給する放電制御ユニットと、導電性フィルタによりなる一方の電極に通電したときの抵抗値を検出してパティキュレートの量を判定する捕集量判定手段とを備えてなることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタよりなり且つ排気の流通経路に配置した一方の電極と、当該電極の近傍に設けた他方の電極と、両電極に放電発生用の電力を供給する放電制御ユニットと、導電性フィルタによりなる一方の電極に通電したときの電流値を検出してパティキュレートの量を判定する捕集量判定手段とを備えてなることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項３】
パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタよりなり且つ排気の流通経路に配置した一方の電極と、当該電極の近傍に設けた他方の電極と、両電極に放電発生用の電力を供給する放電制御ユニットと、導電性フィルタによりなる一方の電極に通電したときの電圧値を検出してパティキュレートの量を判定する捕集量判定手段とを備えてなることを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの排気（軽油の燃焼ガス）には、炭素質よりなる煤、及び高沸点炭化水素成分よりなるＳＯＦ分（Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ：可溶性有機成分）を主成分として、微小量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）が加わった組成のパティキュレート（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：粒子状物質）が含まれている。
【０００３】
このパティキュレートが大気中への拡散を抑制するために、エンジン排気系統にパティキュレート捕集用のフィルタを組み込むことが行なわれている。
【０００４】
パティキュレートフィルタの一例としては、コージライトなどのセラミックスによりハニカムコアを形成し、当該ハニカムコアの多孔質薄壁で区分される多数の通路にエンジン排気を流通させるものがある。
【０００５】
上記パティキュレートフィルタでは、平行に並ぶ多数の通路の一端部分を１つおきに封鎖して、これに隣接するガス通路の非封鎖の一端部分へエンジン排気を導くようにし、また、エンジン排気が流入するガス通路の他端部分を封鎖して、これに隣接するガス通路の非封鎖の他端部分をマフラに接続している。
【０００６】
すなわち、エンジン排気に含まれているパティキュレートを多孔質薄壁で捕集し、当該多孔質薄壁を透過した排気だけを大気中へ放出する。
【０００７】
更に、多孔質薄壁に付着したパティキュレートは、排気温度が高くなる領域にエンジン運転状態が移行した際に自然着火して酸化処理される。
【０００８】
ところが、主に市街地を運行する路線バスなどでは、一般に走行速度が低く、パティキュレートの酸化処理に適した排気温度を得ることができるエンジン運転状態が続く機会が少ないため、パティキュレートの捕集量が酸化処理量を上回り、多孔質薄壁が閉塞してしまうことになる。
【０００９】
そこで近年、排気温度が低くてもパティキュレートを酸化処理可能なプラズマアシスト型の排気浄化装置（ガス処理反応器）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
この排気浄化装置では、ステンレス製円筒体に穿設加工を施した外側電極及び内側電極をチャンバ内に同軸に配置し、当該両電極の間の空隙に誘電体よりなるペレットを処理対象のエンジン排気が通過し得るように充填し、チャンバと外側電極の間の空隙へエンジン排気を導くようにしている。
【００１１】
すなわち、チェンバと外部電極の間からペレット充填層に送給されるエンジン排気に含まれているパティキュレートをペレットに付着させ、ペレット充填層を通過したエンジン排気だけを大気中に放出する。
【００１２】
更にまた、内側電極と外側電極に高電圧を印加し、放電プラズマを発生させてエンジン排気を励起することにより、オゾンや酸素ラジカル等を発生させる。
【００１３】
これにより、排気温度が低い場合でも、ペレットに付着したパティキュレートを酸化処理する。
【００１４】
【特許文献１】
特表２００２−５０１８１３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラズマアシスト型の排気浄化装置において、実際にどの程度のパティキュレートを捕集したのかを把握することは実施されていない。
【００１６】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、捕集したパティキュレートの量を把握可能な排気浄化装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタよりなり且つ排気の流通経路に配置した一方の電極と、当該電極の近傍に設けた他方の電極と、両電極に放電発生用の電力を供給する放電制御ユニットと、導電性フィルタによりなる一方の電極に通電したときの抵抗値を検出してパティキュレートの量を判定する捕集量判定手段とを備えている。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタよりなり且つ排気の流通経路に配置した一方の電極と、該電極の近傍に設けた他方の電極と、両電極に放電発生用の電力を供給する放電制御ユニットと、導電性フィルタによりなる一方の電極に通電したときの電流値を検出してパティキュレートの量を判定する捕集量判定手段とを備えている。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタよりなり且つ排気の流通経路に配置した一方の電極と、該電極の近傍に設けた他方の電極と、両電極に放電発生用の電力を供給する放電制御ユニットと、導電性フィルタによりなる一方の電極に通電したときの電圧値を検出してパティキュレートの量を判定する捕集量判定手段とを備えている。
【００２０】
請求項１に記載の発明においては、導電性フィルタよりなる一方の電極が捕集したパティキュレートが増加すると、それに応じて一方の電極に通電したときの抵抗値が減少する。
【００２１】
請求項２に記載の発明においては、導電性フィルタよりなる一方の電極が捕集したパティキュレートが増加すると、それに応じて一方の電極に通電したときの電流値が増加する。
【００２２】
請求項３に記載の発明においては、導電性フィルタよりなる一方の電極が捕集したパティキュレートが増加すると、それに応じて一方の電極に通電したときの電圧値が減少する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【００２４】
図１及び図２は本発明の排気浄化装置の実施の形態の第１の例を示すもので、この排気浄化装置は、捕集セル１、捕集量判定手段２、及び放電制御ユニット３を備えている。
【００２５】
捕集セル１は、浄化の対象となる排気Ｇの流通経路に組み込んだハウジング４と、パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタで形成され且つハウジング４内部に同軸に配置した中空状の内側電極５と、該内側電極５を周方向に取り囲むようにハウジング４内部に配置した筒状の外側電極６と、該外側電極６の内面を被覆するセラミックスなどの誘電体７とを備えている。
【００２６】
また、排気Ｇの流通経路には、捕集セル１とは別途にコージライトなどを適用したパティキュレートフィルタが組み込まれている。
【００２７】
上記の導電性フィルタとしては、繊維状金属を積層して焼結により一体化したもの、金属粉末の焼結体、微細な金属メッシュを積層して焼結により一体化したもの、あるいは微細な金属メッシュに金属粉末を焼結により担持させたものなどがあり、これらはいずれも、気体の通過性を確保しつつパティキュレートを捕集することができる。
【００２８】
内側電極５は、排気Ｇの進行方向上流寄り端部が閉じられ且つ下流寄り端部が開口した形状となっており、内側電極５と外側電極６の排気Ｇ進行方向下流寄り部分には、両電極５，６の端部全周に接するように環状の絶縁材８が設けられている。
【００２９】
すなわち、エンジン（図示せず）から送出される排気Ｇは、捕集セル１の内側電極５外面と誘電体７内面の間の空隙９に流入し、内側電極５を外方より内方へ向かって通過した後、当該内側電極５の内方の空間を経て捕集セル１の下流側のマフラ（図示せず）に流出し、パティキュレートは、導電性フィルタである内側電極５に捕集されることになる。
【００３０】
捕集量判定手段２は、サーチ用の電流を内側電極５に通電して当該電気回路の抵抗値を計測し、予め実測により得た内側電極５のパティキュレートの捕集量とパラメータである前記の抵抗値との相互関係に基づき、図２のステップＳ１０〜Ｓ１５に応じて、その時点の内側電極５のパティキュレートの捕集量が設定値を超過したか否かを判定して信号を出力するように構成されている。
【００３１】
また、計測した抵抗値を複数段階の設定値と対比するようにして、内側電極５のパティキュレートの捕集量がどの程度であるのかを推定することも可能である。なお、サーチ用電流を通電しないときには、上記の電気回路から捕集量判定手段２が切り放されるようになっている。
【００３２】
パティキュートの主成分は、炭素（導電体）であるため、内側電極５に捕らえられたパティキュレートの量が多くなるほど、捕集量の判定要素となる抵抗値が低くなる。
【００３３】
つまり、非放電時の内側電極５の抵抗値を適宜の間隔で計測することによって、当該内側電極５が所定量のパティキュレートを捕集したか否かを把握できる。
【００３４】
放電制御ユニット３には、上記の捕集量判定手段２とオルタネータなどの車載電源１０が接続されている。
【００３５】
この放電制御ユニット３は、捕集量判定手段２よりパティキュレートの捕集量超過判定信号を受けた際に、両電極５，６へ電力を供給して放電プラズマを発生させるように構成されている。
【００３６】
よって、放電制御ユニット３は、内側電極５が捕らえたパティキュレートの量が過多になった際に、放電プラズマを発生させて、オゾンや酸素ラジカルなどにより、パティキュレートを酸化処理する。
【００３７】
図３及び図４は本発明の排気浄化装置の実施の形態の第２の例を示すもので、この排気浄化装置は、捕集セル１、捕集量判定手段１１、及び放電制御ユニット３を備えており、捕集セル１、放電制御ユニット３、及び車載電源１０は、図１のものと同じ構造である。
【００３８】
捕集量判定手段１１は、サーチ用の電流を内側電極５に通電して当該電気回路の電流値を計測し、予め実測により得た内側電極５のパティキュレートの捕集量とパラメータである前記の電流値との相互関係に基づき、図４のステップＳ２０〜Ｓ２５に応じて、その時点の内側電極５のパティキュレートの捕集量が設定値を超過したか否かを判定して信号を出力するように構成されている。
【００３９】
また、計測した電流値を複数段階の設定値と対比するようにして、内側電極５のパティキュレートの捕集量がどの程度であるのかを推定することも可能である。なお、サーチ用電流を通電しないときには、上記の電気回路から捕集量判定手段１１が切り放されるようになっている。
【００４０】
パティキュートの主成分は、炭素（導電体）であるため、内側電極５に捕らえられたパティキュレートの量が多くなるほど、捕集量の判定要素となる電流値が高くなる。
【００４１】
つまり、非放電時の内側電極５の電流値を適宜の間隔で計測することによって、当該内側電極５が所定量のパティキュレートを捕集したか否かを把握できる。
【００４２】
また、放電制御ユニット３には、上記の捕集量判定手段１１と車載電源１０が接続されている。
【００４３】
よって、放電制御ユニット３は、内側電極５が捕らえたパティキュレートの量が過多になった際に、放電プラズマを発生させて、オゾンや酸素ラジカルなどにより、パティキュレートを酸化処理する。
【００４４】
図５及び図６は本発明の排気浄化装置の実施の形態の第３の例を示すもので、この排気浄化装置は、捕集セル１、捕集量判定手段１２、及び放電制御ユニット３を備えており、捕集セル１、放電制御ユニット３、及び車載電源１０は、図１のものと同じ構造である。
【００４５】
捕集量判定手段１２は、サーチ用の電流を内側電極５に通電して当該電気回路の電圧値を計測し、予め実測により得た内側電極５のパティキュレートの捕集量とパラメータである前記の電圧値との相互関係に基づき、図６のステップＳ３０〜Ｓ３５に応じて、その時点の内側電極５のパティキュレートの捕集量が設定値を超過したか否かを判定して信号を出力するように構成されている。
【００４６】
また、計測した電圧値を複数段階の設定値と対比するようにして、内側電極５のパティキュレートの捕集量がどの程度であるのかを推定することも可能である。なお、サーチ用電流を通電しないときには、上記の電気回路から捕集量判定手段１２が切り放されるようになっている。
【００４７】
パティキュートの主成分は、炭素（導電体）であるため、内側電極５に捕らえられたパティキュレートの量が多くなるほど、捕集量の判定要素となる電圧値の降下が顕著になる。
【００４８】
つまり、非放電時の内側電極５の電圧値を適宜の間隔で計測することによって、当該内側電極５が所定量のパティキュレートを捕集したか否かを把握できる。
【００４９】
また、放電制御ユニット３には、上記の捕集量判定手段１２と車載電源１０が接続されている。
【００５０】
よって、放電制御ユニット３は、内側電極５が捕らえたパティキュレートの量が過多になった際に、放電プラズマを発生させて、オゾンや酸素ラジカルによりパティキュレートを酸化処理する。
【００５１】
なお、本発明の排気浄化装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、放電プラズマ発生用の電極として、平板対向型や格子型などの実施の形態として図示した円筒型とは相違する形状のものを用いること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の排気浄化装置によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
【００５３】
（１）請求項１に記載の発明においては、導電性フィルタよりなる一方の電極が捕らえたパティキュレートが増加すると、それに応じて一方の電極に通電したときの抵抗値が減少するので、パティキュレートの捕集量を把握でき、よって、電極への放電用電力の供給を効率よく行なえる。
【００５４】
（２）請求項２に記載の発明においては、導電性フィルタよりなる一方の電極が捕らえたパティキュレートが増加すると、それに応じて一方の電極に通電したときの電流値が増加するので、パティキュレートの捕集量を把握でき、よって、電極への放電用電力の供給を効率よく行なえる。
【００５５】
（３）請求項３に記載の発明においては、導電性フィルタよりなる一方の電極が捕集したパティキュレートが増加すると、それに応じて一方の電極に通電したときの電圧値が減少するので、パティキュレートの捕集量を把握でき、よって、電極への放電用電力の供給を効率よく行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気浄化装置の実施の形態の第１の例を示す概念図である。
【図２】図１に関連するフローチャートである。
【図３】本発明の排気浄化装置の実施の形態の第２の例を示す概念図である。
【図４】図３に関連するフローチャートである。
【図５】本発明の排気浄化装置の実施の形態の第３の例を示す概念図である。
【図６】図５に関連するフローチャートである。
【符号の説明】
２    捕集量判定手段
３    放電制御ユニット
５    内側電極（一方の電極）
６    外側電極（他方の電極）
１１  捕集量判定手段
１２  捕集量判定手段
Ｇ    排気
【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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