(57)【要約】【課題】電力消費が少ない排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気Ｇ流通方向へ延びる筒状の外側電極７と、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外側電極７の内部に排気Ｇ流通方向に並べた複数の内側電極５，６と、内側電極５，６のパティキュレート捕集量を推定する捕集量推定手段２と、捕集量推定手段２の算出値に基づき外側電極７と任意の内側電極５，６に放電発生用電力を供給する放電制御ユニット３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】
排気流通方向へ延びる一体電極と、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流通方向に並ぶ複数の分割電極と、一体電極と任意の分割電極に放電発生用電力を供給する放電制御ユニット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】
排気流通方向へ延びる一体電極と、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流通方向に並ぶ複数の分割電極と、それぞれの分割電極が捕らえたパティキュレートの量を推定する捕集量推定手段と、該捕集量推定手段の算出値に基づき一体電極と任意の分割電極に放電発生用電力を供給する放電制御ユニット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】
排気流通方向へ延びる一体電極と、排気流通方向に並ぶ複数の分割電極と、両電極の間に介在し且つパティキュレートを捕集可能なフィルタと、一体電極と任意の分割電極に放電発生用電力を供給する放電制御ユニットとを備えてなることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項４】
排気流通方向へ延びる一体電極と、排気流通方向に並ぶ複数の分割電極と、両電極の間に介在し且つパティキュレートを捕集可能なフィルタと、該フィルタのパティキュレート捕集量分布を推定する捕集量推定手段と、該捕集量推定手段の算出値に基づき一体電極と任意の分割電極に放電発生用電力を供給する放電制御ユニット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し、オゾンや酸素ラジカルなどを発生させる。
【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が酸化処理される。
【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、上述したようなプラズマアシスト型の排気浄化装置では、捕集されるパティキュレートの量的分布が必ずしも排気の流通方向に均一であるとは限らないのに、内側電極と外側電極の全般にわたって放電プラズマを発生させるので、電力消費が過大になってしまう。
【００１６】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、電力消費が少ない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、排気流通方向へ延びる一体電極と、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流通方向に並ぶ複数の分割電極と、一体電極と任意の分割電極に放電発生用電力を供給する放電制御ユニットとを備えている。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、排気流通方向へ延びる一体電極と、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流通方向に並ぶ複数の分割電極と、それぞれの分割電極が捕らえたパティキュレートの量を推定する捕集量推定手段と、該捕集量推定手段の算出値に基づき一体電極と任意の分割電極に放電発生用電力を供給する放電制御ユニットとを備えている。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、排気流通方向へ延びる一体電極と、排気流通方向に並ぶ複数の分割電極と、両電極の間に介在し且つパティキュレートを捕集可能なフィルタと、一体電極と任意の分割電極に放電発生用電力を供給する放電制御ユニットとを備えている。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、排気流通方向へ延びる一体電極と、排気流通方向に並ぶ複数の分割電極と、両電極の間に介在し且つパティキュレートを捕集可能なフィルタと、該フィルタのパティキュレート捕集量分布を推定する捕集量推定手段と、該捕集量推定手段の算出値に基づき一体電極と任意の分割電極に放電発生用電力を供給する放電制御ユニットとを備えている。
【００２１】
請求項１に記載の発明では、一体電極及びパティキュレートの捕集量が過多になった特定の分割電極に対して、放電制御ユニットから放電発生用電力を供給し、パティキュレートを酸化処理する。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明では、分割電極が捕集したパティキュレートの量を捕集量推定手段により算出し、一体電極及びパティキュレートの捕集量が過多になった特定の分割電極に対して、放電制御ユニットから放電発生用電力を供給し、パティキュレートを酸化処理する。
【００２３】
請求項３に記載の発明では、一体電極及びフィルタのパティキュレートの捕集量が過多になった部分に対応する特定の分割電極に対して、放電制御ユニットから放電発生用電力を供給し、パティキュレートを酸化処理する。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明では、フィルタのパティキュレート捕集量分布を捕集量推定手段により算出し、一体電極及びフィルタのパティキュレート捕集量が過多になった部分に対応する特定の分割電極に対して、放電制御ユニットから放電発生用電力を供給し、パティキュレートを酸化処理する。
【００２５】
【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。
【００２６】
図１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、捕集量推定手段２、及び放電制御ユニット３を備えている。
【００２７】
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内部に排気Ｇの流通方向に同軸に並ぶ複数の中空状の内側電極（分割電極）５，６と、当該内側電極５，６を周方向に取り囲むようにハウジング４内部に設けた筒状の外側電極（一体電極）７と、該外側電極７の内面を覆うセラミックスなどの誘電体８とを備えている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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に、内側電極６は、両端部分がそれぞれ開口した形状になっている。
【００３１】
内側電極５，６は、環状の絶縁材９を介して接続され、また、内側電極６及び外側電極７の排気Ｇの進行方向下流寄り部分には、これら電極６，７の端部全周に接するように環状の絶縁材１０が設けられている。
【００３２】
絶縁材９は、内側電極５，６相互の電気的絶縁性を保つだけではなく、両電極５，６を充分に離隔させて、両電極５，６間で放電が発生しないようしている。
【００３３】
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５，６外面と誘電体８内面の間の空隙１１に流入し、内側電極５，６を外方より内方へ向かって通過した後、これら内側電極５，６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）へと流出し、パティキュレートは、導電性フィルタである内側電極５，６に捕集されることになる。
【００３４】
捕集量推定手段２は、サーチ用の電力を内側電極５，６に通電してこれら検体の電気的特性（抵抗値、電流値、電圧値）を計測し、予め実測により得た両電極５，６のパティキュレートの捕集量とパラメータである電気的特性との相互関係に基づき、その時点の内側電極５，６のパティキュレートの捕集量を算出して、信号を出力するように構成されている。
【００３５】
パティキュレートの主成分は、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は低くなり、また、電流値は高くなり、更に、電圧値の降下が顕著になる。
【００３６】
すなわち、非放電時の内側電極５，６の電気的特性値を適宜の間隔で計測することにより、内側電極５，６が捕らえたパティキュレートの量を推定できる。
【００３７】
放電制御ユニット３には、上記の捕集量推定手段２とオルタネータなどの車載電源１２が接続されている。
【００３８】
この放電制御ユニット３は、捕集量推定手段２により得た現時点での内側電極５，６のパティキュレートの捕集量が予め定めておいた値を超えた場合に、外側電極７とパティキュレートの捕集量が過多になった内側電極５，６とに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。
【００３９】
よって、内側電極５，６のうち、パティキュレートの捕集量であるものと外側電極７との間だけに放電プラズマを発生させ、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ことができる。
【００４０】
図２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２１、捕集量推定手段２２、及び放電制御ユニット２３を備えている。
【００４１】
捕集セル２１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２４と、該ハウジング２４内部に排気Ｇの流通方向に同軸に並ぶ複数の中空状の内側電極（分割電極）２５〜２７と、これら内側電極２５〜２７を周方向に取り囲むようにハウジング２４内部に設けた筒状の外側電極（一体電極）２８と、該外側電極２８の内面を覆うセラミックスなどの誘電体２９と、前記内側電極２５〜２７外面と誘電体２９の間に介在するパティキュレート捕集用のフィルタ３０とを備えている。
【００４２】
上記の内側電極２５〜２７は、その外面側から内面側へ向けて排気Ｇが通過し且つフィルタ３０を保持できるように、剛性を有する多孔材で形成されている。
【００４３】
また、フィルタ３０には、セラミックスペレット、コージライトハニカムなどを用いている。
【００４４】
内側電極２５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に、内側電極２６，２７は、両端部分がそれぞれ開口した形状になっている。
【００４５】
内側電極２５，２６は、環状の絶縁材３１を介して接続され、また、内側電極２６，２７は、環状の絶縁材３２を介して接続されている。
【００４６】
更に、内側電極２７及び外側電極２８の排気Ｇの進行方向下流寄り部分には、これら電極２７，２８の端部全周に接するように環状の絶縁材３３が設けられている。
【００４７】
各絶縁材３１，３２は、内側電極２５〜２７相互の電気的絶縁性を保つだけではなく、これら電極２５〜２７を充分に離隔させて、電極２５，２６間、並びに電極２６，２７間で放電が発生しないようしている。
【００４８】
すなわち、エンジンから送出される排気Ｇは、捕集セル２１の内側電極２５〜２７外面と誘電体２９内面の間のフィルタ３０の内部を流通し、内側電極２５〜２７を外方より内方へ向かって通過した後、これら内側電極２５〜２７の内方の空間を経て捕集セル２１の下流側のマフラ（図示せず）へと流出し、パティキュレートは、フィルタ３０に捕集されることになる。
【００４９】
捕集量推定手段２２は、エンジン回転数や排気経路の内圧など負荷情報を検知し、予め実測により得たフィルタ３０のパティキュレートの捕集量とパラメータである負荷情報との相互関係に基づき、フィルタ３０のパティキュレート捕集量分布を算出して、信号を出力するように構成されている。
【００５０】
放電制御ユニット２３には、上記の捕集量推定手段２２とオルタネータなどの車載電源３４が接続されている。
【００５１】
この放電制御ユニット２３は、上記のパティキュレート捕集量分布のデータに基づき、外側電極２８とフィルタ３０のパティキュレート捕集量が過多になった部分に対応する内側電極２５〜２７に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。
【００５２】
よって、内側電極２５〜２７のうちの特定のものと外側電極２８との間だけに放電プラズマを発生させ、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ことができる。
【００５３】
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、分割電極の長さの割合を適宜変更すること、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。
【００５４】
【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。
【００５５】
（１）請求項１に記載の発明では、一体電極及びパティキュレートの捕集量が過多になった特定の分割電極に対して、放電制御ユニットから放電発生用電力を供給するので、消費電力の低減を図ることができる。
【００５６】
（２）請求項２に記載の発明では、分割電極が捕集したパティキュレートの量を捕集量推定手段により算出し、一体電極及びパティキュレートの捕集量が過多になった特定の分割電極に対して、放電制御ユニットから放電発生用電力を供給するので、消費電力の低減を図ることができる。
【００５７】
（３）請求項３に記載の発明では、一体電極及びフィルタのパティキュレートの捕集量が過多になった部分に対応する特定の分割電極に対して、放電制御ユニットから放電発生用電力を供給するので、消費電力の低減を図ることができる。
【００５８】
（４）請求項４に記載の発明では、フィルタのパティキュレート捕集量分布を捕集量推定手段により算出し、一体電極及びフィルタのパティキュレート捕集量が過多になった部分に対応する特定の分割電極に対して、放電制御ユニットから放電発生用電力を供給するので、消費電力の低減を図ることができる。
【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】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。
【符号の説明】
２    捕集量推定手段
３    放電制御ユニット
５    内側電極（分割電極）
６    内側電極（分割電極）
７    外側電極（一体電極）
２２  捕集量推定手段
２３  放電制御ユニット
２５  内側電極（分割電極）
２６  内側電極（分割電極）
２７  内側電極（分割電極）
２８  外側電極（一体電極）
３０  フィルタ
Ｇ    排気
【図１】
2004360557.tif 000003
【図２】
2004360557.tif 000004