(57)【要約】【課題】  ＰＭ堆積を検知することができる、プラズマ放電を利用した排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】  絶縁性ハニカム構造体、前記ハニカム構造体の外周部に配置され外周電極として機能する、前記ハニカム構造体を収納するケース、前記ケースの中心軸上に保持されている棒状の放電電極、及び粒子状物質検出用電極を有する排ガス浄化装置において、前記粒子状物質検出用電極が前記ケースもしくは他の電極と回路を形成しており、この電極上に粒子状物質が堆積することによって前記ケースもしくは他の電極との間に電気的導通が形成され、この電気的導通を検知することにより粒子状物質が堆積していることを把握することができるようになっている。【選択図】      図１
2007090255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ハニカム構造体、
前記ハニカム構造体の外周部に配置され外周電極として機能する、前記ハニカム構造体を収納するケース、
前記ケースの中心軸上に保持されている棒状の放電電極、及び
粒子状物質検出用電極
を有する排ガス浄化装置であって、前記粒子状物質検出用電極が前記ケースもしくは他の電極と回路を形成しており、この電極上に粒子状物質が堆積することによって前記ケースもしくは他の電極との間に電気的導通が形成され、この電気的導通を検知することにより粒子状物質が堆積していることを把握することができる排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記粒子状物質検出用電極が絶縁体を介して前記ケースの壁面上に配置され、この電極上に粒子状物質が堆積し、堆積した粒子状物質が回路の一部となって前記電極とケースとの間に電気的導通が形成される、請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記ケース内に前記粒子状物質検出用電極が少なくとも２つ配置され、この電極上に粒子状物質が堆積し、堆積した粒子状物質が回路の一部となって前記少なくとも２つの電極間に電気的導通が形成される、請求項１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、プラズマ放電を利用して内燃機関等からの排ガス中の有害成分を浄化する排ガス浄化装置に関し、詳細には粒子状物質（以後ＰＭとする）の堆積状態を把握することができる排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等において使用される内燃機関や焼却設備から排出される排ガスには、様々な有害成分が含有されている。この有害成分のうち、特にＮＯx、ＳＯx、及びＰＭの排出を低減させることが望まれている。ディーゼルエンジンでは。近年特にＰＭの排出を低減することが強く望まれており、このＰＭを除去するためにパティキュレートフィルターが用いられている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルターは、コージェライト等のセラミックからなる多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路においては出口が目封じされており、各流路を区画する多孔質壁を透過した排ガスのみが下流側へ排出される。そして、排ガス中のＰＭは前記多孔質壁を通過することができないため、この多孔質壁の内側表面においてＰＭが捕集される。
【０００４】
このようなフィルターでは、捕集されたＰＭによりフィルターが目詰まりを起こし、通気抵抗が増加し、エンジンに負担をかける結果となるため、この目詰まりによる通気抵抗が増加する前にＰＭを適宜に燃焼除去し、フィルターの再生を図る必要がある。ところが、通常のディーゼルエンジンの運転状態では、ＰＭが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られない。
【０００５】
そこで最近、放電によってプラズマを発生させ、このプラズマの酸化作用によってＰＭを燃焼除去し、かつプラズマの酸化作用と触媒の還元作用によってＮＯx等を浄化することが提案されている。
【０００６】
例えば、機関排気系にパティキュレートフィルターと、このパティキュレートフィルターの上流側にプラズマ発生装置を配置し、パティキュレートフィルターにＰＭが堆積されると判断される、Ａ／Ｆがリッチの状態となるリッチスパイク時にプラズマ発生装置を稼動させてパティキュレートフィルターにおけるＰＭ酸化除去能力を向上させる排気浄化装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３４９２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の排気浄化装置では、機関状態によってＰＭが堆積すると推定しているにすぎず、直接ＰＭの堆積状態を検知しているわけではない。従って、例えばリッチスパイク時においてもプラズマを発生させる必要がない場合があり、逆にリーン時でもプラズマを発生させる必要がある場合もあり、真にプラズマ発生時を最適に制御しているのではない。
【０００９】
本発明は、このような問題を解消し、パティキュレートフィルターへのＰＭの堆積を検知することができる、プラズマ放電を利用した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】
【００１０】
上記問題点を解決するために本発明によれば、
絶縁性ハニカム構造体、
前記ハニカム構造体の外周部に配置され外周電極として機能する、前記ハニカム構造体を収納するケース、
前記ケースの中心軸上に保持されている棒状の放電電極、及び
粒子状物質検出用電極
を有する排ガス浄化装置において、前記粒子状物質検出用電極が前記ケースもしくは他の電極と回路を形成しており、この電極上に粒子状物質が堆積することによって前記ケースもしくは他の電極との間に電気的導通が形成され、この電気的導通を検知することにより粒子状物質が堆積していることを把握することができるようになっている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排ガス浄化装置内に配置したＰＭ堆積検出用電極を含む回路に電流が流れることを検知することにより、ＰＭの堆積を把握することができ、ＰＭを燃焼除去するためのプラズマの発生時を最適に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の排ガス浄化装置を図面を参照して説明する。この排ガス浄化装置の一態様は、図１に示すように、絶縁性ハニカム構造体１、前記ハニカム構造体１の外周部に配置され外周電極として機能する、前記ハニカム構造体を収納するケース２、及び前記ケース２の中心軸上に保持されている棒状の放電電極３を有している。この放電電極３はケース２の上部からケース内に前記絶縁性ハニカム構造体１と接触しないように挿入され、絶縁用のアルミナ管もしくは碍子４により保持されている。
【００１３】
放電電極３は電源５に電気的に接続されており、外周電極であるケース２は接地されており、図示していないコントロールユニットからの制御信号に基づいて電源５を作用させることにより、放電電極３とケース２の間でコロナ放電を起こさせ、プラズマを発生させることができるようになっている。
【００１４】
絶縁性ハニカム構造体１としては、コージェライト等のセラミックからなる多孔質のパティキュレートフィルター又はセラミック製のハニカムに貴金属等の触媒金属を担持させた排ガス浄化触媒を用いることができる。
【００１５】
この排ガス浄化装置において、ＰＭ検出用電極６がケース２内の壁面に配置されており、ケースとの間で回路を形成している。このＰＭ検出用電極の構成の一例を図２に示す。このＰＭ検出用電極は、ケース２の内壁面上に碍子等の絶縁体８を介して導体９を固定し、さらに導体９上に他の絶縁体１０を、導体９の少なくとも一部を露出させて挟むように配置して構成されている。導体９からは外部にリード線１１が配線され、このリード線はケース２に接続し、回路を構成している。
【００１６】
また、ＰＭ検出用電極の構成の他の例を図３及び図４に示す。図３に示す電極では、図２に示す電極から絶縁体１０を排除したものである。図４に示す電極は、導体９の面が上側、すなわちＰＭが堆積する側に面するように配置され、ＰＭが堆積しやすいようになっている。
【００１７】
このような電極を配置した排ガス浄化装置にエンジン等から排出された排ガスが流入すると、排ガス中のＰＭが電極６上に堆積し、ついには図５に示すように、電極の導体９とケース２の間に電気的導通が形成される。導体９からは、図１に示すように、リード線により電流検出器７を介してケース１の壁面に回路が形成されているため、ＰＭが堆積する前は導体９とケース２との間が絶縁されているが、上記のようにＰＭの堆積によって導体９とケース２との間の絶縁が破壊されると回路に電流が流れ、電流検出器７によってこの電流が検出される。すなわち、電流検出器７を観察することによってＰＭが堆積したか否かを検出することができる。
【００１８】
図５においては、図２に示す電極を用いており、導体９の露出部の面積、導体９とケースとの距離等を調整することによりＰＭ堆積の感度を調整することができる。すなわち、図３に示すような電極を用いれば、導体９が完全に露出しているため、図２に示す電極よりも少量のＰＭが堆積したのみで電流が流れることになる。さらに図４に示す電極では、導体にＰＭがより堆積し易くなっているため、さらにＰＭ堆積の検出感度を高くすることができる。
【００１９】
本発明の排ガス浄化装置の他の態様を図６に示す。この排ガス浄化装置では、ＰＭ検出用電極６が２つ、対としてケース２内に配置されている。そしてこの電極６はケースの外部で回路を形成しているが、ケース内では互いに絶縁されている。そしてこの装置内でＰＭが堆積し、２つの電極６間が堆積したＰＭによって導通されると、回路に電流が流れ、電流検出器７によってこの電流が検出され、ＰＭが堆積したことが検知される。
【００２０】
こうして排ガス浄化装置にＰＭが堆積したことが検知されると、図示していないコントロールユニットからの制御信号により電源５が作用され、放電電極３とケース２の間にコロナ放電が比較的広範囲にわたって持続される。するとこの部位を通過する排ガスは励起され、排ガス中に含まれるＰＭやＮＯ等がコロナ放電によりプラズマとして活性化され、活性の高い成分がハニカム構造体１に流入する。
【００２１】
絶縁性ハニカム構造体１としてパティキュレートフィルターを用いる場合、このパティキュレートフィルターに捕集されたＰＭの酸化反応が上記の活性の高い成分により促進される結果、従来よりも低い温度でＰＭが着火して燃焼除去されることになる。また絶縁性ハニカム構造体１として排ガス浄化触媒を用いる場合、排ガス中の成分は活性の高い成分として流入するため、効率よく排ガス中の有害成分の酸化もしくは還元を行い、無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の排ガス浄化装置の一態様を示す断面図である。
【図２】ＰＭ検出用電極の構成を示す断面図である。
【図３】ＰＭ検出用電極の構成を示す断面図である。
【図４】ＰＭ検出用電極の構成を示す断面図である。
【図５】ＰＭ検出用電極にＰＭが堆積した状態を示す略図である。
【図６】本発明の排ガス浄化装置の一態様を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    ハニカム構造体
２    ケース
３    放電電極
４    アルミナ管
５    電源
６    ＰＭ検出用電極
７    電流検出器
８    絶縁体
９    導体
１０    絶縁体
１１    リード線
【図１】
2007090255.tif 000003
【図２】
2007090255.tif 000004
【図３】
2007090255.tif 000005
【図４】
2007090255.tif 000006
【図５】
2007090255.tif 000007
【図６】
2007090255.tif 000008