KR100440757B1 - 플라즈마 배기가스 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통내분사엔진으로부터의 배기가스에 함유되는 2 종류의 유해성분의 배출 상황을 운전 상태에 따라 검지하고, 복수의 유해성분을 소정의 기준 이하까지 플라즈마 발생장치(13)로 정화시키는 것에 필요한 소비에너지를 각 유해성분마다 구하며, 해당 전력 상황에 의거하여 상기 플라즈마 발생장치에 공급하는 전력을 설정한다. 그리고, 해당 공급전력 제어수단에 의해서 설정된 전력을 플라즈마 발생장치에 공급하도록 하여 운전 상태에 따라 복수의 배기가스 성분을 적은 전력 공급으로 제거할 수 있다.

Description

플라즈마 배기가스 처리장치{Plasma exhaust gas treatment apparatus}

본 발명은 내연기관으로부터 배출되는 배기가스 중의 복수의 배기가스 성분을 최소한의 소비전력으로 제거할 수 있는 플라즈마(plasma) 배기가스 처리장치에 관한 것이다.

자동차의 내연기관의 배기가스에 함유된 배기가스 성분(유해성분)을 제거하는 장치로서, 각종 촉매장치가 개발되고 있다. 촉매장치로서는 각종 장치가 공지되어 있지만, 유해성분 중에서 질소산화물(NOx)을 제거하는 장치로서 예를 들면, 코로나(corona) 방전(플라즈마)을 이용한 플라즈마 배기가스 처리장치가 공지되어 있다(일본 특개평5-59934호 공보 참조).

이 플라즈마 배기가스 처리장치는 배기통로에 설치된 방전관에 전력을 공급하여 배기가스를 플라즈마 상태로 하여 배기가스에 함유된 NOx를 무해성분인 질소와 산소로 분해하는 장치이다. 이 종래의 플라즈마 배기가스 처리장치는 방전관의 입구에서의 가스 양과 NOx 농도의 신호에 따라 공급전력을 제어하는 것으로, 저부하시에는 불필요한 전력을 공급하지 않고, 고부하시에만 고전력을 공급하여 엔진의 부하 변동에 따라 배기가스 정화를 행하는 것이다.

그러나, 자동차가 저속으로부터 고속으로, 또는 저부하에서 고부하까지 폭넓은 운전조건에 사용되면, 배기가스의 배출 양 뿐만 아니라 배기가스중의 각종 유해성분의 양 또는 농도 등이 대폭적으로 변화한다. 또한, 배기가스에는 상술한 NOx 이외에도 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 황(sulfur)산화물, 질소탄화물, 황탄화물 등의 유해성분이 함유되어 있다.

또한, 이들 유해성분의 종류에 따라 플라즈마 배기가스 처리장치에 의해 분해되는 소비 전력이 다르다. 그 때문에, 종래의 플라즈마 발생장치로는 복수의 유해성분이 함유된 배기가스를 충분히 정화할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기 상황을 감안하여, 내연기관의 배기가스에 함유된 복수의 배기가스 성분을 적은 소비 전력으로 제거할 수 있는 플라즈마 배기가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 플라즈마 배기가스 처리장치를 구비한 내연기관의 개략 구성도.

도 2는 공급전력 제어수단의 블록 구성도.

도 3은 플라즈마 발생장치에 있어서의 유해성분의 분해 양과 소비에너지와의 관계를 도시한 그래프.

도 4는 전력 공급 제어의 플로우 챠트.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 통내분사엔진 2 : 실린더 헤드

3 : 점화 플러그 4 : 연료분사 밸브

5 : 연소실 6 : 실린더

7 : 피스톤 8 : 캐비티

9 : 흡기 매니폴드 10 : 배기 매니폴드

11 : 배기관 13 : 플라즈마 발생장치

15 : 수온 센서 21 : 전동 쓰로틀 밸브(EVT)

22 : 쓰로틀 피스톤 센서 23 : 크랭크 각 센서

41 : 방전관 43 : 전압제어기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에서는 내연기관의 배기통로에 설치되어 전력이 공급되는 것에 의해 플라즈마를 발생하여 배기가스에 함유되는 NOx와, THC, CO₂, SOx, H₂S, NH₃, N₂O 중의 적어도 하나의 정화를 행하는 단일의 플라즈마 발생장치와, 상기 플라즈마 발생장치에 공급하는 전력을 제어하는 공급전력 제어수단을 구비한 플라즈마 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 공급전력 제어수단은 상기 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 함유된 복수의 배기가스 성분의 양 또는 농도를 각각 검출 또는 추정하는 배기가스상태 검지수단을 갖고, 그리고, 상기 공급전력 제어수단은 상기 배기가스상태 검지수단에 의해 검지된 상기 복수의 배기가스 성분을 각각 정화시키기 위해 필요한 전력상황을 구함과 동시에, 상기 전력상황에 의거하여 상기 플라즈마 발생장치에 공급하는 전력을 설정하고, 상기 공급전력 제어수단에 의해 설정된 전력을 플라즈마 발생장치에 공급하도록 하여, 운전상태에 따라서 복수의 배기가스 성분을 적은 전력공급에 의해 제거하도록 한 것이다. 이 경우, 예를 들면 복수의 배기가스 성분에 대해 구한 전력 상황중에 최대의 전력상황에 따라 전력을 플라즈마 발생장치에 공급할 수가 있다.

다시 말하면, 플라즈마 발생장치로 정화시키기 위해 필요한 전력상황은 구체적으로는 플라즈마 발생장치에서의 소비에너지이고, 복수의 배기가스 성분을 정화시키는 것에 필요한 각 소비에너지중의 최대의 소비에너지가 얻어지는 전력을 구하여, 구해진 전력을 플라즈마 발생장치에 공급하는 것이다.

본 발명의 플라즈마 배기가스 처리장치에 의하면, 엔진운전상태에 따라 변화하는 복수 종류의 배기가스성분을 적은 소비전력으로 제거할 수 있다. 이 때문에 배기가스 양이나 배기가스성분의 상황 변화에 관계없이 연비의 악화를 억제하여 복수 종류의 배기가스 성분을 효율 좋게 정화하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 플라즈마 배기가스 처리장치에 있어서, 다른 실시예에 의하면 상기 공급전력 제어수단은 상기 배기가스상태 검지수단에 의해 검지된 상기 복수의 배기가스 성분마다 상기 플라즈마 발생장치에 의해 각각 소정의 기준이하까지 정화시키기 위해 필요한 전력상황을 구하는 전력상황 연산수단을 가지며, 상기 공급전력 제어수단은 상기 전력상황 연산수단에 의해 상기 복수의 배기가스 성분 마다 구한 각 전력상황중에 최대의 전력상황에 따라 전력을 플라즈마 발생장치에 공급하여도 좋다.

이 플라즈마 배기가스 처리장치에 의하면, 복수의 배기가스 성분을 각각 소정의 기준 이하까지 정화시키기 위해 필요한 각 소비에너지중에 최대 소비에너지가 얻어지는 전력을 구하고, 구한 전력을 플라즈마 발생장치에 공급하는 것에 의해 엔진 운전상태에 따라 변화하는 복수 종류의 배기가스 성분을 필요 최소한의 소비 전력에 의해 소정의 기준이하로 될 때까지 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 플라즈마 배기가스 처리장치에 있어서 다른 실시예에 의하면 상기 배기가스상태 검지수단은 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 미리 구한 복수의 배기가스성분의 양 또는 농도를 기억하는 복수의 배기가스맵(gas-map)을 구비하고, 복수의 배기가스맵을 이용하여 검출된 운전상태에 대응하는 복수의 배기가스성분의 양 또는 농도를 검지 또는 추정할 수 있다.

또한 본 발명의 플라즈마 배기가스 처리장치에 있어서 또다른 실시예에 의하면 상기 배기가스상태 검지수단은 상기 복수의 배기가스 성분의 양 또는 농도를 검출하는 센서를 갖고, 복수의 배기가스 성분의 양 또는 농도를 직접 검출하여도 좋다.

이 실시예에 의하면, 상기 배기가스상태 검지수단은 상기 센서에 의해 검출된 상기 복수의 배기가스성분의 양 또는 농도의 순시(瞬時)값을 이용하거나, 상기 센서에 의해 검출된 상기 복수의 배기가스성분의 양 또는 농도의 소정 기간의 검출 합계값 또는 평균 검출 값을 사용하여도 좋다.

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도시의 실시예는 연소실내에 연료를 직접 분사하도록 한 불꽃 점화식 다기통형 통내분사 내연기관을 예로하여 설명하고 있다.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 관한 플라즈마 배기가스 처리장치를 구비한 내연기관의 개략 구성도, 도 2에는 공급전력 제어수단의 블록 구성도, 도 3에는 플라즈마 발생장치에 있어서의 유해성분의 분해 양과 소비에너지와의 관계를 도시한 그래프, 도 4에는 전력공급 제어 플로우 챠트를 도시하고 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 통내분사엔진(1)의 실린더 헤드(2)에는 점화 플러그(3)가 부착됨과 동시에 각 기통마다 전자식 연료분사 밸브(4)가 부착되어 있다. 연소실(5)내에는 연료분사 밸브(4)의 분사구멍이 개구하고, 연료분사 밸브(4)로부터 분사되는 연료가 연소실(5)내에 직접 분사되도록 되어 있다. 통내분사엔진(1)의 실린더(6)에는 피스톤(7)이 상하방향으로 미끄럼이동가능하게 지지되고, 피스톤(7)의 정상면에는 반구형으로 오목한 캐비티(8 ; cavity)가 형성되어 있다. 통내분사엔진(1)에서는 후술하는 직립 흡기 포트 및 캐비티(8)의 존재에 의해 도 1에 있어서 시계 방향의 역텀블류(reverse tumble flow)를 발생시키도록 되어 있다.

실린더 헤드(2)에는 각 기통마다 대략 직립 방향으로 연장하는 흡기 포트가 형성되어 있다. 실린더 헤드(2)의 상면에는 각 흡기 포트의 상단과 연통하도록 하여 각 흡기 매니폴드(9)의 일단이 각각 접속되어 있다. 흡기 매니폴드(9)의 타단에는 드라이브 바이 와이어(drive-by-wire ; DBW) 방식의 전동 쓰로틀 밸브(이하, EVT라함 ; electronic throttle valve)(21)가 접속되어 있다. ETV(21)에는 쓰로틀 개방도(θth)를 검출하는 쓰로틀 포지션 센서(22)가 설치되어 있다. 또한, 통내분사엔진(1)에는 크랭크 각을 검출하는 크랭크 각 센서(23)가 설치되어 있다. 이 크랭크 각 센서(23)는 엔진 회전속도(Ne)를 검출할 수 있게 되어 있다. 또한, 통내분사엔진(1)에는 냉각 수온을 검출하는 수온 센서(15)가 설치되어 있다.

또한 실린더 헤드(2)에는 각 기통마다 연소실(5)측으로부터 대략 수평 방향으로 연장하는 배기 포트가 형성되어 있다. 실린더 헤드(2)의 배기 포트가 개구하는 측면에는 각 배기 포트와 연통하도록 하여 배기 매니폴드(10)의 일단이 각각 접속되어 있다. 또한, 배기 매니폴드(10)에는 배기 매니폴드(10)와 흡기 매니폴드(9)와 연통하는 EGR 통로를 갖는 도시하지 않는 EGR 장치가 설치되어 있다. 한편, 배기 매니폴드(10)에는 그 타단에 배기관(11)이 접속되어 있다. 배기관(11)에는 배기 가스중의 복수의 배기가스 성분(유해성분)을 제거하는 단일의 플라즈마(plasma) 발생장치(13)가 장착되고, 플라즈마 발생장치(13)를 거쳐서 도시하지 않은 머플러(muffler)가 접속되어 있다.

차량에는 전자제어 유닛(이하, ECU라 함 ; electronic control unit)(31)이 설치되어 있다. 이 ECU(31)에는 입력장치, 제어 프로그램 또는 제어 맵 등의 기억을 행하는 기억장치, 중앙처리장치 및 타이머나 카운터류가 구비되어 있다.

ECU(31)에 의해서 통내분사엔진(1)을 포함하는 본 실시예의 플라즈마 발생장치(13)의 종합적인 제어가 실시된다. 상술한 쓰로틀 포지션 센서(22), 크랭크 각 센서(23), 수온 센서(15) 또는 차속 센서, 흡기온도 센서, O₂센서 등의 각종 센서류의 검출 정보는 ECU(31)에 입력된다. ECU(31)는 각종 센서류의 검출 정보에 의거하여 연료분사 모드나 연료 분사량을 시작으로 하여 점화시기 등을 결정하고, 연료분사 밸브(4)나 점화 플러그(3)등을 구동 제어한다.

ECU(31)에서는 쓰로틀 포지션 센서(22)로부터 검출되는 쓰로틀 개방도(θth)와 크랭크 각 센서(23)에 의해 검출되는 엔진 회전속도(Ne) 및 수온 센서(15)에 의해 검출되는 수온에 의거하여 엔진의 부하(Pe)가 구해지고, 또한 이 부하(Pe)와 엔진 회전속도(Ne)에 따라서 맵(도시생략)에 의해 연료분사 모드가 설정된다(연료분사모드 설정수단). 예를 들면, 부하(Pe)와 엔진 회전속도(Ne)가 함께 작아질 때, 연료분사 모드 설정수단에 의해 연료분사 모드가 압축행정 분사모드로 설정된다. 한편, 부하(Pe)가 크게되거나 또는 엔진 회전속도(Ne)가 크게되면, 연료분사 모드 설정수단에 의해 연료분사 모드가 흡기행정 분사모드로 설정된다. 그리고, 부하(Pe)와 엔진 회전속도(Ne)로부터 각 연료분사모드에서의 제어 목표로 되는 목표 공연비(목표 A/F)가 설정되고, 적정량의 연료분사량이 이 목표 A/F에 의거하여 결정된다.

이와 같은 통내분사엔진(1)에 있어서, 흡기 매니폴드(9)로부터 흡기포트를 통하여 연소실(5)내에 흡기가 유입하면, 상술한 바와 같은 역텀블류가 형성된다. 또한, 연료분사모드가 압축행정 분사모드 시에는 통내분사엔진(1)에 있어서 압축행정의 중기(中期) 이후에 연료를 분사한다. 그리고, 통내분사엔진(1)에서는 상술한 역텀블류를 이용하는 것에 의해 연소실(5)의 정상부 중앙에 배설된 점화 플러그(3)의 근방에만 소량의 연료를 모음과 동시에 점화 플러그(3)로부터 이격된 부분에서 매우 린(lean)한 공연비 상태로 할 수 있다. 그리고, 압축행정 분사모드에 있어서는 연소실내의 점화 플러그(3) 근방만을 화학양론(stoichiometrical) 또는 리치(rich)한 공연비로 하는 것으로 안정한 층상 연소(층상초린 연소)를 실현하면서 연료 소비를 억제할 수 있다.

또한, 연료분사모드가 흡기행정분사모드와 같이 통내분사엔진(1)으로부터 고출력을 얻는 경우에는, 흡기행정에서 연료를 분사하는 것에 의해 연소실(5) 전체에 균질화한 혼합기를 형성한다. 통내분사엔진(1)에서는 흡기행정 분사모드에 있어서 연소실(5)내를 화학양론 또는 린 공연비의 혼합기 상태로 하여 예비 혼합 연소를 행한다. 물론, 화학양론 또는 리치 공연비 쪽이 린 공연비 보다도 높은 출력이 얻어지기 때문에, 이때에도 연료의 무화 및 기화가 충분히 행해지도록 한 타이밍에서 연료분사를 행하여 효율 좋은 고출력을 얻을 수 있다.

다음에, 도 1 및 도 2에 의거하여 플라즈마 발생장치(13)에 대해서 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 플라즈마 발생장치(13)는 방전관(41)내에 접지극(42)이 배치되어 있다. 방전관(41) 및 접지극(42)에는 각각 전압제어기(43)에서 전력공급이 제어되는 것에 의해 방전관(41)과 접지극(42)의 사이에 전압이 인가된다. 방전관(41)과 접지극(42)의 사이에 전압이 인가되는 것으로 방전관(41)내를 통과하는 배기가스를 플라즈마 상태로 하고, 배기가스에 함유된 복수의 유해성분을 무해한 성분으로 분해하여 제거한다.

또한, 플라즈마 발생장치(13)에서 유해성분을 제거하기 위해 필요한 소비에너지에 상당하는 전력이 전압제어기(43)에 의해 제어되는 것에 의해서 플라즈마 발생장치(13)에 공급된다.

배기가스 양 또는 유해성분의 상태 즉, 배기가스에 함유된 유해성분의 종류나 양은 엔진의 운전상태에 따라서 각각 변화한다. 즉, 엔진의 운전상태에 의해 유해성분인 질소산화물(NO_x), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 황산화물(SO_x), 염화수소(H₂S), 암모니아(NH₃), 질소탄화물, 황탄화물 등의 유해성분의 종류나 양이 각각 변화한다. 그리고, 플라즈마 발생장치(13)에서 유해가스를 분해하기 위해 필요한 소비에너지는 유해성분의 종류나 양에 의해 다르다.

여기서, 본 실시예에선 ECU(31)에는 플라즈마 발생장치(13)에 공급하는 전력을 제어하는 공급전력 제어수단(32)이 설치되어 있다. 이 공급전력 제어수단(32)에는 배기가스상태 검지수단(51)이 구비되어 있다. 또한, 이 공급전력 제어수단(32)에는 배기가스상태 검지수단(51)의 검지상태에 의거하여 플라즈마 발생장치(13)에 의해서 유해성분을 소정의 기준 이하까지 정화시키기 위해서 필요한 전력인 소비에너지를 각 유해성분 마다 구하는 기능이 구비되어 있다. 그리고, 유해성분에 대응하여 구해진 각 소비에너지중에 최대의 소비에너지에 필요한 전력을 구하고, 최대의 소비에너지에 필요한 전력이 플라즈마 발생장치(13)에 공급되도록 전압제어기(43)에 지령을 출력하는 기능이 구비되어 있다.

도 2에 의거하여 ECU(31)에 있어서의 공급전력 제어수단(32)의 블록 구성을 설명한다.

공급전력 제어수단(32)에는 배기가스상태 검지수단(51)이 구비되어 있다. 배기가스상태 검지수단(51)에는 부하(Pe), 엔진 회전속도(Ne), 차속 및 흡기온도 등의 정보가 입력된다. 배기가스상태 검지수단(51)에는 이들 정보로부터 얻어진 운전상태에 의거하여 유해성분의 상태량을 판단한다. 그리고, 배기가스상태 검지수단(51)은 운전상태에 의거하여 유해성분의 상태량을 추정하는 맵으로 하여 운전상태에 따라서 설정된 양 또는 농도를 기억하는 배기가스 중에 함유된 2종류의 유해성분(A, B)의 맵을 갖는다. 예를 들면, 유해성분을 추정하는 맵으로서 도시하지 않은 맵 A(NO_x), 맵 B(THC)을 갖는 것에 의해, 운전상태에 의거한 유해성분(A, B)의 양을 각각 검출할 수가 있다. 배기가스상태 검지수단(51)에서 검출된 유해성분(A, B)의 정보는 필요 소비에너지 연산수단(52)에 입력된다.

또한, 검출하는 복수의 유해성분의 종류는 적어도 2 종류 이상이면 좋고, 유해성분의 검출은 상술한 2 종류뿐만 아니라, 예를 들면 CO, SO_x, H₂S, NH₃, N₂O 등을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 배기가스상태의 검지로서, 배기가스 센서를 사용하여 배기가스중의 유해성분의 종류나 양을 실측 또는 추측하는 것도 가능하다. 플라즈마 발생장치(13)를 위한 제어용 파라메터로서는 유해성분의 종류나 양의 순시값을 적용하거나, 어떤 소정기간(예를 들면, 주행거리 또는 소정 연료 소비 기간)의 검출 합계값 또는 평균 검출 값을 적용하는 것도 가능하다.

필요 소비에너지 연산수단(52)(전력상황 연산수단)에는 플라즈마 발생장치(13)에서의 유해성분(A, B)의 분해 양과 소비에너지와의 관계(도 3 참조) 및 지역 등에 의해 규제되는 유해성분의 배출 허용량의 정보가 미리 기억되어 있다. 필요 소비에너지 연산수단(52)에서는 플라즈마 발생장치(13)에서 유해성분(A, B)을 각각 분해하기 위해 필요한 소비에너지가 개별적으로 연산된다. 즉, 현재의 배기가스에 있어서의 유해성분(A, B)의 각각의 양을 플라즈마 발생장치(13)에 의해 배출 허용량(소정의 기준값) 이하로 분해할 수 있는 소비에너지{A},{B}가 각각 연산된다.

소비에너지{A},{B}의 연산순서는 초기에 유해성분(A, B)의 필요 분해량(△A, △B)이 연산되고, 연산된 필요 분해량(△A, △B)을 사용하여, 도 3의 그래프에 의해 구해진다.

그리고 필요 분해량(△A, △B)은 각각 1-(소정값/배출량)으로서 연산된다. 또한, 필요 분해량(△A, △B)은 각각 소정값/배출량 또는 배출량-소정값으로 연산해도 좋다.

이 경우의 소정값은 운전조건(부하(Pe), 엔진 회전속도(Ne), 차속, 유해 배기가스값, 배기 A/F, 수온 및 흡기온도 등)의 맵으로서 미리 기억되어 있다.

필요 소비에너지 연산수단(52)에서 연산된 소비에너지{A}, {B}는 최대값 식별수단(53)에 입력된다. 그리고, 최대값 식별수단(53)에서는 소비에너지의 최대값{max}이 식별된다. 최대값 식별수단(53)에서 식별된 소비에너지의 최대값{max}은 공급전력값 연산수단(54)에 입력된다. 그리고, 공급전력값 연산수단(54)에서는 소비에너지의 최대값{max}에 의해 필요한 공급전력값이 연산된다. 공급전력값 연산수단(54)은 또한 연산된 필요한 공급전력값이 플라즈마 발생장치(13)에 공급되도록 전압제어기(43)에 제어 지령을 출력한다.

공급전력값 연산수단(54)에 있어서의 전압제어기(43)를 거친 플라즈마 발생장치(13)에서의 소비에너지의 최대값{max}에 의거한 공급전력의 제어방법은 스위칭에 의한 온·오프 제어나 응답 지연을 고려하여 비교예·적분·미분 제어중 적어도 하나를 사용한 제어가 실시된다. 또한, 플라즈마에 의한 배기가스 성분 정화의 모델을 사용하여 비교를 행하는 제어를 사용하는 것도 가능하며, 또한 이들 모든 제어를 조합하여도 좋다.

상술한 플라즈마 배기가스 처리장치의 작용을 도 4에 의거하여 설명한다.

스텝 S1에 있어서 배기가스상태 검지수단(51)에서 각종 센서 값이 판독되고, 스텝 S2에 있어서 2종류의 유해성분(A, B)의 맵으로부터 유해성분(A, B)의 양이 검출된다. 유해성분(A, B)의 양이 검출되면, 스텝 S3에 있어서 필요 소비에너지 연산수단(52)에서 소비에너지{A},{B}가 각각 연산된다. 다음에, 스텝 S4에 있어서 최대값 식별수단(53)에서 소비에너지{A}, {B} 중의 최대 소비에너지{max}가 식별된다. 공급전력값 연산수단(54)에서는 스텝 S5로 도시한 바와 같이 식별된 소비에너지의 최대값{max}에서 필요한 전력 값이 연산됨과 동시에, 스텝 S6으로 도시한 바와 같이 연산된 전력 값이 플라즈마 발생장치(13)에 공급되도록 전압제어기(43)에 대해 제어 지령을 출력한다.

상술한 플라즈마 배기가스 처리장치에서는 통내분사엔진(1)으로부터의 배기가스에 함유되는 2종류의 유해성분의 배출상황을 운전상태에 따라서 검출하고, 플라즈마 발생장치(13)에 의해 2종류의 유해성분을 소정의 기준 이하까지 정화시키기 위해 필요한 소비에너지를 각 유해성분 마다 구하며, 각 소비에너지중에 최대값의 소비에너지에 대응하는 전력이 플라즈마 발생장치(13)에 전력을 공급시키는 바와 같이 전압제어기(43)에 제어 지령을 출력하므로, 운전상태에 따라서 2종류의 유해성분을 필요 최소한의 소비전력에 의해 제거할 수가 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 배기가스의 배출 상태에 구속되지 않고 연비의 악화를 억제하여 적어도 2종류의 유해성분을 효율 좋게 정화하는 것이 가능하게 된다.

상기 실시예에서는 플라즈마 배기가스 처리장치를 적용하는 기관으로서 연소실내에 연료를 직접 분사하도록 한 불꽃 점화식 기관을 예로하여 설명하였지만, 디젤기관이나 흡기관에 연료를 분사하여 혼합기를 연소실에 도입하는 불꽃점화식 엔진에 적용하는 것도 가능하다. 또한, 상기 실시예에서는 배기가스성분의 양에 의거하여 소비에너지를 연산하던가 또는 배기가스 성분의 농도에 의거하여 소비에너지를 연산하는 것도 가능하다. 또한, 상기 실시예에서는 2종류의 유해성분을 소정의 기준값까지 정화시키기 위해 2종류의 유해성분에 대한 각 소비에너지 중에 큰쪽의 소비에너지에 대응하는 전력이 플라즈마 발생장치에 공급되던가, 기준값의 설정, 유해성분의 종류나 수 등에 따라서 플라즈마 발생장치에 공급하는 전력은 구해진 유해성분에 대한 각 소비에너지로부터 적정, 선택 또는 연산하여도 좋다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 내연기관의 배기통로에 설치된 단일의 플라즈마 발생장치(13), 상기 플라즈마 발생장치(13)는 전력이 공급되는 것에 의해 플라즈마를 발생하여 배기가스에 함유되는 NOx와, THC, CO₂, SOx, H₂S, NH₃, N₂O 중의 적어도 하나의 정화를 행하고,

   상기 플라즈마 발생장치(13)에 공급하는 전력을 제어하는 공급전력 제어수단(32)을 포함하는 플라즈마 배기가스 처리장치에 있어서,

   상기 공급전력 제어수단(32)은 상기 내연기관으로부터 배출되는 배기가스 성분의 양 또는 농도를 각각 검출 또는 추정하는 배기가스상태 검지수단(51)을 갖고,

   상기 공급전력 제어수단(32)은 상기 배기가스상태 검지수단(51)에 의해 검지된 상기 배기가스 성분을 각각 정화시키기 위해 필요한 전력 상황을 구함과 동시에, 상기 전력 상황에 의거하여 상기 플라즈마 발생장치(13)에 공급하는 전력을 설정하며,

   상기 공급전력 제어수단(32)은 상기 복수의 배기가스 성분 마다 구한 전력 상황중의 최대의 전력 상황에 따라 전력을 상기 플라즈마 발생장치에 공급하고,

   상기 배기가스상태 검지수단(51)은 상기 내연기관의 운전상태에 따라 미리 구한 복수의 배기가스 성분의 양 또는 농도를 기억하는 복수의 배기가스맵을 갖는 플라즈마 배기가스 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 공급전력 제어수단(32)은 상기 배기가스상태 검지수단(51)에 의해 검지된 상기 복수의 배기가스 성분 마다 상기 플라즈마 발생장치(13)에 의해 각각 소정의 기준 이하까지 정화시키기 위해 필요한 전력 상황을 구하는 전력상황 연산수단(52)을 갖고,

   상기 공급전력 제어수단(32)은 상기 전력상황 연산수단(52)에 의해 상기 복수의 배기가스 성분 마다 구해진 각 전력상황중에, 최대의 전력상황에 따른 전력을 플라즈마 발생장치(13)에 공급하는 플라즈마 배기가스 처리장치.
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