JP4269436B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4269436B2 JP4269436B2 JP28226099A JP28226099A JP4269436B2 JP 4269436 B2 JP4269436 B2 JP 4269436B2 JP 28226099 A JP28226099 A JP 28226099A JP 28226099 A JP28226099 A JP 28226099A JP 4269436 B2 JP4269436 B2 JP 4269436B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- internal combustion
- combustion engine
- discharge current
- current detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電エネルギで排気ガスの浄化を促進する内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、放電エネルギを利用して排気ガスを浄化する新たな排気ガス浄化技術が研究されている。この技術は、例えば特開平5−59934号公報に記載されているように、内燃機関の排気ガスを、少なくとも1対の放電電極間に形成された流路に流し、該放電電極間に交流高電圧電源から交流高電圧を印加して放電を発生させることで、排気ガスを浄化するようにしている。更に、この公報には、内燃機関の運転状態に応じて排気浄化装置の供給電力を制御することが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、排気浄化装置の放電発生領域の温度や煤等の汚れの付着によって放電の発生条件が変化するため、内燃機関の運転状態に基づいて供給電力を制御したのでは、放電発生領域の温度や煤等の汚れの付着の影響を受けて放電状態が変化してしまい、最適な放電状態を維持することができず、排気浄化効率が低下してしまう。
【0004】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、放電発生領域の温度や煤等の汚れの付着の影響を受けない安定した放電制御を行うことができ、排気浄化効率を向上することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1の内燃機関の排気浄化装置は、放電電流を放電電流検出手段により検出し、この放電電流検出手段から出力される放電電流検出信号を所定のしきい値と比較して該しきい値を越えたパルスの数によって放電の発生状態を判断して放電電極への供給電力を制御する。この場合、放電の発生量が増えれば、放電電流が増加するという関係があるため、放電電流を検出すれば、その検出信号から放電の発生状態を精度良く判定することができる。これにより、実際の放電の発生状態を確認しながら供給電力を制御して放電の発生状態を適正化することができ、放電発生領域の温度や煤等の汚れの付着の影響を受けない安定した放電制御を行うことができて、排気浄化効率を向上することができる。
【0006】
この場合、放電電流は、放電が発生する毎にパルス状に流れるため、請求項1のように、放電電流検出手段から出力される放電電流検出信号を所定のしきい値と比較して該しきい値を越えたパルスの数によって放電の発生状態を判断するようにすれば、放電の発生頻度を精度良く検出することができる。
【0007】
また、放電電流検出手段から出力される放電電流検出信号には、低周波の容量成分や高周波のノイズ成分が含まれるため、請求項2のように、放電電流検出信号から低周波成分と高周波のノイズ成分を除去するフィルタ手段を設けた構成としても良い。このようにすれば、フィルタ手段によって放電電流検出信号から真の放電電流(パルス成分)のみを抽出して放電の発生状態を正確に判断することができる。
【0008】
また、内燃機関の運転状態に応じて、浄化すべきエミッション量が変化することを考慮して、請求項3のように、内燃機関の運転状態と放電電流検出信号とに基づいて放電電極への供給電力を制御すると良い。このようにすれば、内燃機関の運転状態によって変化するエミッション量に応じた適正な放電状態を発生させるのに必要な供給電力を、放電発生領域の温度や煤等の汚れの付着の影響を受けないように制御することができ、内燃機関の全運転領域で安定した排気浄化効率を得ることができる。
【0009】
この場合、請求項4のように、内燃機関の運転状態に応じて基準供給電力を設定し、この基準供給電力を放電電流検出信号に基づいて補正することで目標供給電力を設定して供給電力を制御するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の運転状態に応じて設定した基準供給電力を、放電発生領域の温度や煤等の汚れの付着量に応じて適正に補正することができ、比較的簡単な処理により内燃機関の全運転領域で安定した排気浄化効率を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をガソリンエンジンに適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。図2に示すように、内燃機関(エンジン)の排気管11の途中に排気浄化装置12が設けられている。この排気浄化装置12は、複数枚の放電電極13,14を排気ガスの流れに沿って平行に配置し、放電電極13,14間には、多数の誘電体粒15が収容され、この誘電体粒15の隙間を排気ガスが通過するようになっている。この誘電体粒15の表面には、排気ガスの浄化反応を促進する触媒がコーティングされている。尚、放電電極13,14間に誘電体粒15を収容せずに空間としても良い。
【0011】
対向する放電電極13,14間には、交流高電圧発生装置16で発生した高周波数の交流高電圧が印加され、誘電体粒15間で放電が発生する。これにより、誘電体粒15の隙間を流れる排気ガスが放電場に晒されて、その放電エネルギと誘電体粒15の表面の触媒とによって排気ガス中のNOx、CO、HC等の浄化反応が促進される。尚、放電電極13,14間に誘電体粒15を収容しない構成とした場合には、放電電極13,14間で発生する放電によって排気ガス中のNOx、CO、HC等の浄化反応が促進される。
【0012】
次に、交流高電圧発生装置16の構成を図1に基づいて説明する。この交流高電圧発生装置16は、車両に搭載された直流電源17から供給される直流電圧をDC/DCコンバータ18で昇圧し、その電圧をインバータ回路19によって高周波の交流高電圧[図3(a)参照]に変換し、放電電極13,14間に印加して放電を発生させる。インバータ回路19は、エンジン制御回路20によって制御され、インバータ駆動回路21でHブリッジインバータ22を駆動してトランス23の二次側出力を制御する。
【0013】
トランス23の二次巻線のグランド側には、放電電流を検出する電流プローブ24(放電電流検出手段)が設けられている。この電流プローブ24から出力される放電電流検出信号[図3(b)参照]は、フィルタ回路25(フィルタ手段)に入力され、この放電電流検出信号から低周波の容量成分や高周波のノイズ成分が取り除かれる[図3(c)参照]。これにより、フィルタ回路25を通過した真の放電電流のパルス成分のみがPWM回路26に入力される。
【0014】
このPWM回路26は、フィルタ後の放電電流検出信号を所定のしきい値[図3(c)参照]と比較して放電電流検出信号がしきい値を越える毎に放電検出パルス[図3(d)参照]を発生する比較回路(図示せず)が内蔵されている。これにより、プラス電圧の放電が発生する毎に放電検出パルスが発生し、この放電検出パルスの発生頻度から放電の発生頻度が検出される。PWM回路26は、特許請求の範囲でいう制御手段として機能し、図4に示すように、放電検出パルスの発生頻度に応じてDC/DCコンバータ18の出力電圧を変化させるようにDC/DCコンバータ18に制御信号を送る。これにより、DC/DCコンバータ18の出力電圧が変化すれば、それに応じてインバータ回路19の出力電圧も変化し、放電電極13,14への供給電力が変化する。
【0015】
一方、エンジン制御回路20は、PWM回路26と共に特許請求の範囲でいう制御手段として機能し、エンジン運転状態(例えば吸入空気量、エンジン回転数、負荷等)に応じてインバータ回路19の出力周波数を変化させることで、エンジン運転状態に応じて放電電極13,14への供給電力(基準供給電力)を制御する。
【0016】
この際、PWM回路26は、フィルタ後の放電電流検出信号から得られた放電検出パルスの発生頻度が目標値よりも少ない時は、DC/DCコンバータ18の出力電圧を上昇させ、放電電極13,14への供給電力を増加させて放電の発生頻度を増加させる。一方、放電検出パルスの発生頻度が目標値よりも多い時は、DC/DCコンバータ18の出力電圧を低下させ、放電電極13,14への供給電力を減少させて放電の発生頻度を減少させる。
【0017】
以上説明した本実施形態では、フィルタ後の放電電流検出信号をしきい値と比較して得られた放電検出パルスの発生頻度から放電の発生頻度を検出し、その発生頻度に応じてDC/DCコンバータ18の出力電圧を制御して放電電極13,14への供給電力を制御するようにしているので、実際の放電の発生頻度を確認しながら、放電電極13,14への供給電力を制御して放電の発生頻度を適正化することができ、放電発生領域の温度や煤等の汚れの付着の影響を受けない安定した放電制御を行うことができて、排気浄化効率を向上することができる。
【0018】
しかも、本実施形態では、エンジン運転状態に応じてインバータ回路19の出力周波数を変化させることで、エンジン運転状態に応じて放電電極13,14への供給電力(基準供給電力)を制御するようにしたので、エンジン運転状態によって変化するエミッション量に応じた適正な放電状態を発生させることができ、全運転領域で安定した排気浄化効率を得ることができる。
【0019】
尚、エンジン運転状態に応じてDC/DCコンバータ18の出力電圧を変化させても良く、また、放電検出パルスの発生頻度に応じてインバータ回路19の出力周波数を変化させるようにしても良い。
【0020】
ところで、図3(b)に示すように、放電電流はプラス側、マイナス側のいずれでも発生するが、本実施形態では、PWM回路26の入力信号処理部の回路構成を簡単化するために、図3(c)に示すように、放電電流検出信号をプラス電圧のしきい値と比較してプラス電圧の放電が発生する毎に放電検出パルスを出力するようにしたが、マイナス電圧の放電も発生するため、放電電流検出信号をマイナス電圧のしきい値と比較してマイナス電圧の放電が発生する毎に放電検出パルスを出力するようにしても良い。勿論、プラス電圧のしきい値とマイナス電圧のしきい値の両方を設定して、プラス電圧、マイナス電圧を問わず、全ての放電が発生する毎に放電検出パルスを出力するようにしても良く、これにより、放電の発生状態をより精度良く検出することができる。
【0021】
また、PWM回路26の機能をエンジン制御回路20に組み込んでも良く、更に、PWM回路26の機能をエンジン制御回路20でソフトウエアにより実現するようにしても良い。
その他、本発明は、放電電極13,14の枚数や配置形態、流路の構造等を変更したり、ディーゼルエンジンの排気浄化装置に適用しても良い等、種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における排気浄化装置の電気的構成を示すブロック図
【図2】排気浄化装置の機械的構成を示す縦断面図
【図3】各部の信号波形を示すタイムチャート
【図4】放電検出パルスの発生頻度、DC/DCコンバータの出力電圧、インバータ回路の出力との関係を示すタイムチャート
【符号の説明】
11…排気管、13,14…放電電極、15…誘電体粒、16…交流高電圧発生装置、17…直流電源、18…DC/DCコンバータ、19…インバータ回路、20…エンジン制御回路(制御手段)、23…トランス、24…電流プローブ(放電電流検出手段)、25…フィルタ回路(フィルタ手段)、26…PWM回路(制御手段)。
Claims (4)
- 内燃機関の排気ガスを、少なくとも1対の放電電極間に形成された流路に流し、該放電電極間に交流高電圧を印加して放電を発生させることで、排気ガスを浄化する排気浄化装置において、
放電電流を検出する放電電流検出手段と、
前記放電電流検出手段から出力される放電電流検出信号に基づいて放電の発生状態を判断して前記放電電極への供給電力を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記放電の発生状態を判断する際に、前記放電電流検出手段から出力される放電電流検出信号を所定のしきい値と比較して該しきい値を越えたパルスの数によって放電の発生状態を判断することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記放電電流検出手段から出力される放電電流検出信号から低周波成分と高周波のノイズ成分を除去するフィルタ手段を備えてい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。
- 前記制御手段は、内燃機関の運転状態と前記放電電流検出信号とに基づいて前記放電電極への供給電力を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記制御手段は、内燃機関の運転状態に応じて基準供給電力を設定し、この基準供給電力を前記放電電流検出信号に基づいて補正することで目標供給電力を設定して前記放電電極への供給電力を制御することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28226099A JP4269436B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28226099A JP4269436B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001098932A JP2001098932A (ja) | 2001-04-10 |
JP4269436B2 true JP4269436B2 (ja) | 2009-05-27 |
Family
ID=17650147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28226099A Expired - Fee Related JP4269436B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4269436B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8899028B2 (en) | 2011-03-16 | 2014-12-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Particulate matter processing apparatus |
JP5477326B2 (ja) * | 2011-04-06 | 2014-04-23 | トヨタ自動車株式会社 | 粒子状物質処理装置 |
US20150113959A1 (en) * | 2012-05-29 | 2015-04-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Particulate matter processing apparatus |
JP6858441B2 (ja) * | 2016-07-29 | 2021-04-14 | ダイハツ工業株式会社 | プラズマリアクタの異常検出装置 |
-
1999
- 1999-10-04 JP JP28226099A patent/JP4269436B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001098932A (ja) | 2001-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4074997B2 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
JP4396477B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
US7464538B2 (en) | Exhaust gas purifying apparatus | |
JP2020105990A (ja) | 排気システム | |
JP4269436B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4186425B2 (ja) | 煤粒子検出センサ及びそれを使用したディーゼルパティキュレートフィルタ装置とその制御方法 | |
US20050039441A1 (en) | Exhaust gas purifying apparatus | |
JP4156276B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP4325054B2 (ja) | ガス濃度検出装置 | |
US7364606B2 (en) | Exhaust emission control device | |
JP2001314749A (ja) | プラズマリアクタにおける異常判定方法 | |
JP2002256851A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
WO2017002828A1 (ja) | プラズマリアクタの印加電圧制御装置及びプラズマリアクタ用制御装置 | |
JP6461731B2 (ja) | プラズマリアクタの印加電圧制御装置 | |
JP2010112205A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4231713B2 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
JP6602573B2 (ja) | プラズマリアクタ用電源装置 | |
JP7168511B2 (ja) | 放電制御装置および方法 | |
JP2019044664A (ja) | 排ガス浄化システム | |
JP7213168B2 (ja) | 共振インバータ装置 | |
JP2803581B2 (ja) | 内燃機関用フィルタ再生装置 | |
JP7168510B2 (ja) | 放電制御装置および方法 | |
JP7393999B2 (ja) | 排気ガス浄化用プラズマリアクタ装置 | |
JP2017014976A (ja) | プラズマリアクタの印加電力制御装置 | |
JP7393998B2 (ja) | 排気ガス浄化用プラズマリアクタ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051018 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081118 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090203 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090216 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |