WO2017110357A1 - 放電制御装置、ガス供給装置及び放電制御方法 - Google Patents

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祐季 樽澤
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a discharge control device, a gas supply device, and a discharge control method.
  • Patent Document 1 a supply pipe is connected to an exhaust passage through which exhaust from an internal combustion engine passes, and an ozone generation unit that generates ozone by discharge from an electrode is provided in the supply pipe as a gas reformer.
  • the current flowing through the electrode as the voltage is applied is detected by the current detection circuit, and whether or not the discharge from the electrode has occurred is determined based on the detected current value.
  • the determination accuracy as to whether or not a discharge from the electrode has occurred is likely to decrease.
  • the configuration in which the current detection circuit is provided in the power supply circuit for applying a voltage to the electrode noise generated in the power supply circuit is easily included in the detection value of the current detection circuit, and discharge from the electrode has occurred. It becomes difficult to determine whether or not. In this case, there is a possibility that the applied voltage to the electrode is too small to cause a discharge, or the applied voltage is too large to reduce the power efficiency even during the discharge.
  • An object of the present disclosure is to provide a discharge control device, a gas supply device, and a discharge control method that improve power efficiency while reliably reforming a gas.
  • a discharge control device is a discharge control device that performs operation control of a gas reforming device that reforms a gas by discharging from an electrode, and controls a temperature of a gas flowing out from the gas reforming device.
  • a temperature acquisition unit that acquires as a gas temperature
  • a voltage setting unit that variably sets a search voltage applied to the electrode to search for a voltage that causes discharge from the electrode, and a setting that increases the search voltage by the voltage setting unit
  • a temperature determination unit that determines whether or not the increase amount of the gas temperature with respect to the predetermined increase amount of the search voltage is larger than a predetermined determination value.
  • the inventors have found that when a discharge from the electrode occurs, an electron avalanche is generated in the electric field, so that the temperature of the gas around the electrode is likely to rise. According to this knowledge, the amount of increase in the temperature of the gas flowing out from the gas reformer differs depending on whether or not the discharge from the electrode is occurring.
  • the search voltage applied to the electrode increases, it is determined whether or not the increase amount of the gas temperature is larger than the determination value.
  • a voltage whose amount is larger than the determination value can be acquired as a discharge start voltage indicating the start of discharge.
  • the discharge start voltage can be searched with high precision even if the discharge pressure varies depending on, for example, the gas pressure around the electrode, the individual difference of the gas reformer, or the aging deterioration. For this reason, when gas reforming is performed by a gas reforming device for the purpose of after-treatment of exhaust gas, the fact that gas reforming is not performed despite the application of a discharge start voltage to the electrode, It can be avoided that the power consumption accompanying the voltage application to is excessively large. Therefore, it is possible to improve the power efficiency while reliably reforming the gas.
  • a gas supply apparatus includes a gas reformer that generates ozone by reforming a gas by discharging from an electrode, and an internal combustion passage that extends from the internal combustion engine.
  • An ozone passage for supplying the ozone generated by the internal combustion passage to the internal combustion passage, and a temperature sensor for detecting the temperature of the gas flowing out from the gas reformer.
  • the temperature of the gas flowing out from the gas reformer is detected by the temperature sensor, when the voltage applied to the electrode is increased, the amount of increase in the temperature of the gas is acquired. Can do. For this reason, there can exist an effect similar to the said 1st aspect.
  • a discharge control method is a discharge control method for controlling the operation of a gas reformer that reforms a gas by discharging from an electrode, and the temperature of gas flowing out from the gas reformer is controlled. If the search voltage applied to the electrode is variably set and the search voltage is set to increase by the variable setting process in order to obtain the gas temperature and search for the voltage at which the discharge from the electrode occurs, the search voltage It is determined whether the gas temperature increase amount with respect to the predetermined increase amount is larger than a predetermined determination value.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a combustion system in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between gas temperature and ozone concentration
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the internal pressure of the discharge reactor and the spark voltage
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the discharge reactor
  • FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the ozone management process.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the search process.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the search voltage and gas temperature and temperature change when no discharge occurs at the initial voltage
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a combustion system in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between gas temperature and ozone concentration
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the internal pressure of the discharge reactor and the spark voltage
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the discharge reactor
  • FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the ozone
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the search voltage and the gas temperature and temperature change when a discharge occurs at the initial voltage.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of search processing in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a search voltage, a gas temperature, and a temperature change when a discharge occurs when the search voltage is smaller than an upper limit value.
  • the combustion system shown in FIG. 1 includes an engine 10, an LNT 12, and a DPF 13.
  • the combustion system is mounted on a vehicle, and this vehicle runs using the output of the engine 10 as a drive source.
  • the engine 10 is a compression self-ignition type diesel engine, and light oil that is a hydrocarbon compound is used as a fuel for combustion.
  • An intake passage for supplying air to the engine 10 and an exhaust passage 16 for discharging exhaust from the engine 10 are connected to the engine 10.
  • the exhaust passage 16 is connected to the exhaust side of the engine 10 via an exhaust manifold.
  • the engine 10 corresponds to an internal combustion engine.
  • LNT (Lean NOx Traps) 12 is a NOx occlusion reduction type catalyst that purifies NOx (nitrogen oxide), and is provided in the exhaust passage 16.
  • a DPF (Diesel Particulate Filter) 13 is a particulate collection device that collects particulates contained in the exhaust, and is disposed on the downstream side of the LNT 12. The fine particles collected by the DPF 13 contain particulate matter PM (Particulate Matter).
  • Exhaust gas flowing through the exhaust passage 16 is discharged from the exhaust outlet 16a after passing through both the LNT 12 and the DPF 13.
  • the LNT 12 and the DPF 13 constitute an exhaust purification device.
  • the combustion system has an ozone supply device 30 that supplies ozone O 3 to the upstream side of the LNT 12 in the exhaust passage 16. If the ozone is supplied to the exhaust passage 16 from the ozone supply device 30, the proportion of NO 2 by NO in the exhaust by ozone is oxidized to NO 2 is increased, as a result, improved NOx storage modulus at LNT12 To do.
  • the ozone supply device 30 can shift between a supply state in which ozone is supplied to the exhaust passage 16 and a stop state in which ozone is not supplied.
  • the combustion system has a supercharger (not shown).
  • the supercharger includes an exhaust turbine, a rotating shaft, and a compressor.
  • the exhaust turbine is disposed in the exhaust passage 16 of the engine and is rotated by the kinetic energy of the exhaust.
  • the rotating shaft couples the impellers of the exhaust turbine and the compressor to transmit the rotational force of the exhaust turbine to the compressor.
  • the compressor is disposed in the intake passage and compresses intake air to supercharge the engine 10.
  • the ozone supply device 30 includes an ozone passage 31 connected to the exhaust passage 16, a discharge reactor 32 that generates ozone by generating discharge with respect to a gas such as air, and an air pump 33 that sends gas to the discharge reactor 32. And an exhaust cutoff valve 34 that shuts off the backflow of exhaust gas in the ozone passage 31.
  • the exhaust passage 16 corresponds to an internal combustion passage to which ozone is supplied from the ozone passage 31.
  • the ozone supply device 30 includes a pressure sensor 35 that detects the internal pressure of the ozone passage 31 as a gas pressure, a flow rate sensor 36 that detects a gas flow rate in the ozone passage 31, and temperature sensors 37a and 37b that detect the temperature of the gas. And a humidity sensor 38 for detecting the humidity of the gas and an ozone sensor 39 for detecting ozone.
  • a downstream temperature sensor 37 a provided on the downstream side of the discharge reactor 32 detects the temperature of the gas flowing out from the discharge reactor 32, and an upstream temperature sensor 37 b provided on the upstream side of the discharge reactor 32 is a gas flowing into the discharge reactor 32. Detect the temperature.
  • an air pump 33 is provided at the upstream end thereof, and a discharge reactor 32 is provided between the air pump 33 and the exhaust passage 16.
  • the air pump 33 is a centrifugal air pump and is configured by housing an impeller driven by an electric motor in a case.
  • the air pump 33 has a suction port 33a for sucking air, and the suction port 33a is formed in the case.
  • the air pump 33 is a blowing unit that shifts to a blowing state, and can change the blowing amount.
  • the suction port 33 a of the air pump 33 forms the upstream end of the ozone passage 31.
  • the discharge reactor 32 is a gas reformer that reforms gas by generating discharge, and can also be called an ozone generator or an ozonizer.
  • the discharge reactor 32 of the present embodiment generates ozone from oxygen in the air sent from the air pump 33.
  • the ozone supply device 30 corresponds to a gas supply device that supplies the gas reformed in the discharge reactor 32 to the exhaust passage 16.
  • the discharge reactor 32 includes a housing 42 that forms a flow passage 42a therein, and a plurality of electrodes 41 are disposed in the flow passage 42a. These electrodes 41 have a flat plate shape arranged so as to face each other in parallel, and electrodes 41 to which a high voltage is applied and electrodes 41 having a ground voltage are alternately arranged. Each electrode 41 extends from the upstream side of the discharge reactor 32 toward the downstream side.
  • the gas blown by the air pump 33 flows into the housing 42 of the discharge reactor 32. This gas flows into the flow passage 42 a in the housing 42 and flows through the interelectrode passage 41 a that is a passage between the electrodes 41.
  • the inventors have found that when the discharge from the electrode 41 occurs, the temperature of the gas around the electrode 41 is likely to rise due to the occurrence of an electron avalanche in the electric field. According to this knowledge, the amount of increase in the temperature of the gas flowing out from the gas reforming apparatus differs depending on whether or not the discharge from the electrode 41 has occurred.
  • the inventors have found that when the discharge is started in the discharge reactor 32, the temperature of the gas rises sharply in a short time. For example, as shown in FIG. 2, when a voltage high enough to generate discharge is applied to the electrode 41 at timing ta, the inflow gas temperature, which is the temperature of the gas flowing into the discharge reactor 32, is before and after timing ta. There is no big change. Even in this case, the outflow gas temperature, which is the temperature of the gas flowing out from the discharge reactor 32, rapidly increases from the timing ta. And in the period when discharge has occurred, the outflow gas temperature is continuously higher than the inflow gas temperature.
  • the oxygen molecule is only one type of gas molecule contained in the gas, and there are many gas molecules in the discharge reactor 32 that are not decomposed even when electrons collide when an electron avalanche occurs. . Gas molecules that do not decompose when electrons collide oscillate with the collision of electrons and generate heat. When electric discharge is started with the occurrence of an avalanche, the gas temperature rises in a short time because a large number of gas molecules that generate heat exist with the occurrence of an electron avalanche.
  • the ease of occurrence of discharge changes according to the internal pressure.
  • Paschen's law as shown in FIG. 3, the relationship between the spark voltage, which is the voltage at which discharge occurs, and the gas pressure is shown by a curve, and when the value on the horizontal axis increases from Xa to Xb, The axis value also increases from Ya to Yb.
  • the value on the horizontal axis is the product of the separation distance between the opposing electrodes 41 and the internal pressure. If the separation distance is constant, the spark pressure increases as the internal pressure increases. In other words, the discharge tends to occur at a low voltage as the internal pressure decreases.
  • the internal pressure of the discharge reactor 32 is substantially the same as the gas pressure detected by the pressure sensor 35.
  • the separation distance corresponds to the gap length in FIG. 3
  • the internal pressure corresponds to the atmospheric pressure in FIG.
  • the electrode 41 includes a base material 44, an electrode wire 45, and a dielectric film 46 described below.
  • the base material 44 has a plate shape made of a dielectric.
  • An electrode wire 45 is provided on the base material 44, and a dielectric film 46 covering the electrode wire 45 is provided on the base material 44. That is, the entire surface of the substrate 44 is covered with the dielectric film 46 so as to enclose the printed electrode wire 45.
  • electrode lines 45 are printed on both surfaces of the substrate 44 except for the electrodes located at both ends.
  • the electrode wire 45 has a linear shape extending meandering along the surface of the base material 44 so as to be distributed over the entire surface of the base material 44.
  • FIG. 4 showing the cross section of the electrode 41 it seems that a plurality of electrode lines 45 are arranged on the same base material 44, but the electrode lines 45 have a shape extending in a branched manner in FIG.
  • the plurality of electrode lines 45 expressed are connected to each other in a plan view.
  • the electrode lines 45 and the dielectric film 46 are provided on one surface of the substrate 44 for the electrodes located at both ends.
  • the cross-sectional area of the electrode wire 45 is schematically exaggerated, so that a space is present between the dielectric film 46 and the base material 44.
  • a space is present between the dielectric film 46 and the base material 44.
  • the dielectric film 46 is in close contact with the base material 44 in a state of including the electrode wire 45.
  • the electrode 41 positioned at the bottom and the electrode 41 positioned above the two are the application electrodes described above.
  • the electrode 41 located at the top and the electrode 41 located two positions below are the above-described ground electrodes.
  • a pulse voltage is applied to the two electrode lines 45 included in the application electrode.
  • the two electrode lines 45 included in the ground electrode are both grounded. That is, the two electrode lines 45 provided in the same electrode 41 have the same potential. Electrons emitted from the electrode wire 45 of the ground electrode move toward the application electrode through the interelectrode passage 41a. The electrons moving in this way collide with oxygen molecules present in the interelectrode passage 41a, thereby generating ozone.
  • the intensity distribution of the electric field generated in the interelectrode passage 41a becomes uniform.
  • the electric field generated in the interelectrode passage 41 a is concentrated on the electrode wire 45.
  • a discharge seed discharge
  • the interelectrode passage 41a can also be referred to as a discharge space in which discharge from the electrode 41 occurs.
  • the dielectric film 46 covering the electrode wire 45 since the dielectric film 46 covering the electrode wire 45 is provided, creeping discharge occurs in which electrons moved toward the application electrode move along the surface of the dielectric film 46 of the application electrode. Then, since the opportunity for the discharged electrons to come into contact with the oxygen present in the interelectrode passage 41a increases, the rate at which ozone is generated from oxygen is improved.
  • the reactor power supply unit 48 includes a power supply unit 48a such as a battery mounted on the vehicle, and a transformer unit 48b that converts the voltage of the power supply unit 48a.
  • the power supply unit 48a is connected to the electrode wire 45 via the transformer unit 48b. It is connected to the.
  • the transformer 48b can step up or step down the low voltage power supplied from the power source 48a. For example, the voltage of 12V can be boosted to 15 kV, and the boosting width can be changed from 100V to 500V.
  • the reactor power supply unit 48 has a pulse circuit that generates a pulse voltage from the DC voltage of the power supply unit 48a.
  • the pulse circuit is provided between the power supply unit 48a and the transformer unit 48b, and the transformer unit 48b transforms the pulse voltage.
  • a current corresponding to the pulse voltage flows between the application electrode and the ground electrode. This current includes a lot of noise by repeatedly increasing and decreasing in a short time due to the movement of electric charge due to discharge.
  • the reactor power supply unit 48 has a switch unit that can stop the power supply from the power supply unit 48a to the electrode 41.
  • the switch part can be switched between an energized state and a cut-off state. When the switch part is in the energized state, a voltage is applied to the electrode 41, and when the switch part is in a cut-off state, no voltage is applied to the electrode 41. .
  • the reactor power supply unit 48 may include an AC circuit that generates an AC voltage from the DC voltage of the power supply unit 48a.
  • the AC circuit is provided between the power supply unit 48a and the transformer unit 48b, and the transformer unit 48b transforms the AC voltage.
  • these voltages may be burst voltages.
  • the electrode 41 the base material 44, the electrode wire 45, and the dielectric film 46 are all formed of a dielectric material such as ceramic, and low temperature plasma is generated by discharge using a pulse voltage.
  • the discharge reactor 32 even if low temperature plasma is generated, the gas does not become higher than, for example, 200 degrees, and it is difficult for the generated ozone to be decomposed by the high temperature gas.
  • a direct current voltage must be used instead of a pulse voltage in order to generate a discharge, and thermal plasma is generated in the discharge by the direct current voltage.
  • thermal plasma is generated in the discharge by the direct current voltage.
  • the exhaust cutoff valve 34 is a mechanical or electromagnetically driven on / off valve, and is provided between the discharge reactor 32 and the exhaust passage 16 in the ozone passage 31.
  • the exhaust cutoff valve 34 can be shifted between an open state that allows ventilation and a closed state that blocks ventilation, and the closed state corresponds to the cutoff state.
  • the passage flow rate of the ozone passage 31 is adjusted according to the opening degree of the exhaust cutoff valve 34.
  • the passage flow rate of the ozone passage 31 is maximized when the exhaust cutoff valve 34 is fully open.
  • the exhaust cutoff valve 34 corresponds to an exhaust cutoff unit.
  • the pressure sensor 35 is provided between the discharge reactor 32 and the exhaust cutoff valve 34 in the ozone passage 31. Specifically, the pressure sensor 35 is disposed at a position near the discharge reactor 32. In this case, the pressure change accompanying the opening / closing of the exhaust cutoff valve 34 is easily reflected in the detection result of the pressure sensor 35.
  • the pressure sensor 35 corresponds to a pressure detection unit.
  • the flow sensor 36 is provided between the air pump 33 and the discharge reactor 32 and can detect the amount of gas discharged from the air pump 33. Specifically, the flow sensor 36 is arranged at a position near the air pump 33. In this case, the detection result of the flow sensor 36 tends to reflect the change in the gas flow rate associated with the driving and stopping of the air pump 33.
  • the flow rate sensor 36 corresponds to a flow rate detection unit.
  • the downstream temperature sensor 37 a is provided at a position near the discharge reactor 32 between the discharge reactor 32 and the exhaust cutoff valve 34.
  • the downstream temperature sensor 37a is electrically insulated from the discharge reactor 32 and the power supply unit 48a.
  • the downstream temperature sensor 37a is attached to the ozone passage 31 and the housing 42 via an insulator such as a synthetic resin material.
  • the downstream temperature sensor 37a is electrically isolated by being insulated from the interelectrode passage 41a of the discharge reactor 32. For this reason, the downstream temperature sensor 37a detects the temperature of the gas flowing out from the discharge reactor 32 in a state in which the downstream temperature sensor 37a is not easily affected by the temperature of the piping forming the ozone passage 31, the housing 42, and the electrode 41.
  • the upstream temperature sensor 37 b is provided at a position near the discharge reactor 32 between the discharge reactor 32 and the air pump 33.
  • the humidity sensor 38 is disposed between the discharge reactor 32 and the humidity sensor 38 and detects the humidity of the gas flowing into the discharge reactor 32.
  • the ozone sensor 39 is provided between the exhaust shut-off valve 34 and the exhaust passage 16 in the ozone passage 31, and is disposed near the exhaust passage 16.
  • a mixer 16 b is provided between the ozone passage 31 and the LNT 12.
  • the mixer 16b is a mixing unit that mixes the ozone supplied from the ozone passage 31 and the exhaust gas, and oxidation of NOx in the exhaust gas by ozone is promoted on the downstream side of the mixer 16b.
  • the combustion system has an ECU 60 as a control device.
  • the ECU 60 includes a processor 61a, a RAM 41b, a memory 61c, and an interface (I / F) 41d for inputting and outputting information.
  • the memory 61c is a rewritable nonvolatile storage medium and corresponds to a storage unit.
  • the ECU 60 controls the injection amount and injection pressure of the fuel injection valve, the supercharging pressure of the supercharger, and the intake air amount to the engine 10 based on the accelerator opening, the engine load, the engine speed, and the like.
  • an accelerator opening sensor 66 is connected to the ECU 60.
  • the accelerator opening sensor 66 is provided in an accelerator pedal operated by a driver, and can detect an operation amount of the accelerator pedal as an accelerator opening.
  • the accelerator opening is one of the operation parameters acquired based on the operation amount of the accelerator pedal, and the ECU 60 performs output control of the engine 10 based on the operation parameters.
  • a pressure sensor 35 Connected to the ECU 60 are a pressure sensor 35, a flow sensor 36, a downstream temperature sensor 37a, a humidity sensor 38, an ozone sensor 39, an exhaust temperature sensor 51, an exhaust pressure sensor 52, a NOx sensor 53, a PM sensor 54, and an A / F sensor 55.
  • the sensors 51 to 55 are provided in the exhaust passage 16.
  • the exhaust temperature sensor 51 is disposed on the upstream side and the downstream side of the LNT 12, and the A / F sensor 55 is disposed on the upstream side of the LNT 12.
  • the exhaust pressure sensor 52 is provided for the DPF 13 and detects a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the DPF 13 in the exhaust passage 16.
  • the exhaust pressure sensor 52 can detect the internal pressure of the exhaust passage 16 as the exhaust pressure.
  • illustration of electrical connection lines between the sensors 51 to 55 and the ECU 60 is omitted.
  • the ECU 60 is connected with an air pump 33, an exhaust cutoff valve 34, and a reactor power supply unit 48 as actuators.
  • the ECU 60 controls the operation of these actuators by outputting a command signal.
  • the amount of ozone generated and the rate of generation by the discharge reactor 32 are adjusted by controlling the state of voltage application to the electrode 41.
  • the air pump 33 adjusts the amount of air blown by the air pump by controlling the amount of power supplied to the air pump 33 by duty control.
  • the exhaust cutoff valve 34 adjusts the gas flow rate and gas pressure in the ozone passage 31 by increasing or decreasing the opening degree of the exhaust cutoff valve 34.
  • the ECU 60 executes the control program stored in the memory 61c by the processor 61a, thereby constructing the NOx oxidation unit 71, the DPF regeneration unit 72, the collection regeneration unit 63, and the concentration change unit 64 shown in FIG. 4 as functional blocks. To do.
  • the ECU 60 includes a NOx oxidation unit 71 that promotes oxidation of NOx in the exhaust gas, and a DPF regeneration unit 72 that performs DPF regeneration to remove PM collected by the DPF 13.
  • the DPF regeneration unit 72 promotes PM combustion in the DPF 13 by performing a process of increasing the exhaust temperature. Examples of the process for increasing the exhaust temperature include a process for increasing the fuel injection amount in the engine 10 and a process for shifting the ozone supply device 30 to the supply state and supplying ozone to the DPF 13.
  • the NOx oxidation unit 71 performs a process of shifting the ozone supply device 30 to the supply state.
  • the ECU 60 also includes a discharge search unit 73 that searches for a discharge start voltage Vdis at which discharge starts in the discharge reactor 32, and a voltage setting unit 74 that can variably set the voltage applied to the electrode 41. Yes.
  • the discharge search unit 73 stores the discharge start voltage Vdis in the memory 61c as the discharge start voltage Vdis, which is as small as possible, among the voltages at which the electrode 41 generates discharge. In the memory 61c, the discharge start voltage Vdis is stored in correspondence with the gas pressure.
  • the voltage setting unit 74 can increase or decrease the voltage applied to the electrode 41 by controlling the operation of the transformer 48b.
  • the voltage setting unit 74 can also stop the application of voltage to the electrode 41 by controlling the operation of the reactor power supply unit 48.
  • the ECU 60 performs an ozone management process for managing the ozone generation of the ozone supply device 30.
  • the ozone management process will be described with reference to FIG.
  • This ozone management process is repeatedly executed at a predetermined cycle during the operation period of the engine 10.
  • the ECU 60 has a function of executing the ozone management process by the processor 61 a, and this function corresponds to the discharge search unit 73.
  • the ECU 60 corresponds to a discharge control device, and the procedure of ozone management processing corresponds to a discharge control method.
  • the operation of the air pump 33 is started, or the air pump 33 is driven, and then, in 103, the exhaust cutoff valve 34 is shifted to an open state.
  • the output of the air pump 33 is set to the maximum, and the exhaust cutoff valve 34 is set to a fully open state.
  • the discharge start voltage Vdis stored in the memory 61 c is read, and this discharge start voltage Vdis is used as a generated voltage V for generating ozone in the discharge reactor 32.
  • the voltage setting unit 74 is set so that the applied voltage to the electrode 41 becomes the generated voltage V.
  • the gas pressure is acquired based on the detection signal of the pressure sensor 35, and the discharge start voltage Vdis corresponding to the gas pressure is read from the memory 61c.
  • the generated voltage V is applied to the electrode 41 by operating the reactor power supply unit 48.
  • the ozone concentration of the gas flowing into the exhaust passage 16 from the ozone passage 31 is calculated based on the detection signal of the ozone sensor 39, and it is determined whether or not the ozone concentration is smaller than a reference value.
  • the ozone concentration is smaller than the reference value, it is determined that ozone is insufficient due to the fact that no discharge is generated in the discharge reactor 32, and the process proceeds to 107.
  • the determination process of 106 is performed after waiting for the time required for the gas flowing out from the discharge reactor 32 to reach the ozone sensor 39.
  • the generated voltage V is increased in order to generate a discharge in the discharge reactor 32.
  • the generated voltage V is increased by the increase value Va by controlling the operation of the transformer 48b.
  • the voltage setting unit 74 performs voltage setting so that the voltage applied to the electrode 41 becomes a new generated voltage V.
  • discharge is more likely to occur in the discharge reactor 32 as much as the generated voltage V increases.
  • the process returns to 106, and it is determined again whether ozone is insufficient. In this case, 106 and 107 are repeated until discharge occurs in the discharge reactor 32.
  • the determination processing of 106 is performed.
  • the routine proceeds to 108, where it is determined whether the engine 10 is idling based on the engine speed, the target injection amount, the detection signal of the accelerator opening sensor 66, and the like. To do.
  • the exhaust pressure is acquired based on the detection signal of the exhaust pressure sensor 52, and it is determined whether or not the exhaust pressure is smaller than a predetermined reference value.
  • a predetermined reference value it is determined as YES when the exhaust pressure is smaller than the reference value for a predetermined time.
  • the reference value is set to a value of the exhaust pressure such that the exhaust does not flow backward from the exhaust passage 16 to the ozone passage 31 when the output of the air pump 33 is maximized.
  • the operation of the air pump 33 is started or the air pump 33 is driven, and then, in 202, the exhaust cutoff valve 34 is shifted to an open state.
  • the gas pressure is acquired based on the detection signal of the pressure sensor 35, and in 204, the temperature of the gas flowing out from the discharge reactor 32 is acquired as the gas temperature T based on the detection signal of the downstream temperature sensor 37a. .
  • the gas temperature T acquired in 204 is the temperature of the gas flowing out from the discharge reactor 32 when no voltage is applied to the electrode 41.
  • the temperature of the gas flowing out from the gas reformer is detected by the temperature sensor 37a, when the voltage applied to the electrode 41 is increased, the amount of increase in the gas temperature can be acquired.
  • the process of obtaining 203 and 204 is performed after waiting until the air blow by the air pump 33 is stabilized.
  • the gas pressure and the gas temperature T are acquired a plurality of times in these 203 and 204. For this reason, the acquisition accuracy of the gas pressure and the gas temperature T before the discharge is started is enhanced.
  • an air volume as small as possible is calculated based on the exhaust pressure within a range in which the backflow of the exhaust gas from the exhaust passage 16 to the ozone passage 31 does not occur, and the output is set so as to become this air volume.
  • the search process is repeatedly performed, and the opening degree of the exhaust cutoff valve 34 is set so that the gas pressure becomes a value different from the previous search process.
  • a plurality of discharge start voltages Vd is corresponding to different gas pressures are stored in the memory 61c.
  • a search voltage Vs for searching for the discharge start voltage Vdis is set to a predetermined initial voltage Vbase, and in 206, an increase amount when the search voltage Vs is increased is set as an additional value Vadd.
  • the voltage setting unit 74 performs voltage setting so that the voltage applied to the electrode 41 becomes the search voltage Vs.
  • the additional value Vadd is a predetermined increase amount.
  • initial voltage Vbase and additional value Vadd are set based on the gas temperature, gas pressure, etc. of the ozone passage 31.
  • the initial voltage Vbase is set to 8 kV, for example, and the additional value Vadd is set to 0.5 kV, for example.
  • the discharge start voltage Vdis searched in the previous search process may be set as the initial voltage Vbase.
  • a counter n indicating the number of searches is set to zero.
  • the application of the search voltage Vs to the electrode 41 is started by operating the reactor power supply unit 48.
  • the gas temperature T is acquired based on the detection signal of the downstream temperature sensor 37a.
  • the gas temperature T acquired at 208 is the temperature of the gas flowing out from the discharge reactor 32 when a voltage is applied to the electrode 41.
  • a value obtained by subtracting the gas temperature T acquired in 204 from the gas temperature T acquired in 209 is calculated as the change temperature ⁇ T.
  • the change temperature ⁇ T corresponds to the amount of increase.
  • the determination value A is set based on the gas flow rate, gas pressure, and the like of the ozone passage 31 using data obtained by tests, simulations, and the like.
  • the determination value A is set to a smaller value as the gas flow rate is larger, and the determination value A is set to a smaller value as the gas pressure is smaller.
  • the determination process 211 is performed after waiting for the time required for the gas flowing out from the discharge reactor 32 to reach the downstream temperature sensor 37a as a standby time.
  • the gas temperature T and the change temperature ⁇ T are acquired a plurality of times during the standby time. For this reason, the acquisition accuracy of the gas temperature T and the change temperature ⁇ T after the application of the search voltage Vs is started is improved.
  • the process proceeds to 212 and the counter n is incremented.
  • the search voltage Vs is increased using the initial voltage Vbase, the additional value Vadd, and the counter n. Specifically, a value obtained by adding the product of the additional value Vadd and the counter n to the initial voltage Vbase is calculated, and this calculated value is set as the search voltage Vs.
  • the voltage setting unit 74 performs voltage setting so that the voltage applied to the electrode 41 becomes the new search voltage Vs.
  • steps 209 to 211 are performed again.
  • the search voltage Vs is increased stepwise with the amount to be increased as the additional value Vadd.
  • a value obtained by subtracting the gas temperature T acquired in the previous process 210 from the gas temperature T acquired in the current process 210 is calculated as the change temperature ⁇ T.
  • the determination process 211 is performed after waiting for the standby time. In 210, the gas temperature T and the change temperature ⁇ T are acquired a plurality of times.
  • the change temperature ⁇ T does not become larger than the determination value A.
  • the search voltage Vs is increased by the additional value Vadd until the change temperature ⁇ T becomes larger than the determination value A.
  • the gas temperature T starts to rise at the timing tb that is set to such a large value that the search voltage Vs is discharged, and the change temperature ⁇ T becomes larger than the determination value A.
  • the search voltage Vs is not changed and is held for the holding time Th.
  • the discharge occurs at the initial voltage Vbase, the discharge may occur at an applied voltage lower than the initial voltage Vbase. Therefore, at 216, the power supply from the reactor power supply unit 48 is stopped to stop the voltage application to the electrode 41, and at 217, the search voltage Vs is set to a voltage smaller than the initial voltage Vbase.
  • the search voltage Vs is decreased by the reduction value Vcut from the initial voltage Vbase.
  • the voltage setting unit 74 performs voltage setting so that the voltage applied to the electrode 41 becomes the new search voltage Vs.
  • the reduction value Vcut is set based on the ozone temperature, gas pressure, etc. of the ozone passage 31 as in the case of the initial voltage Vbase and the additional value Vadd. In the present embodiment, the reduction value Vcut is set to 1.5 kV, which is larger than the additional value Vadd, for example.
  • processes 208 to 215 are performed.
  • the time required for the gas temperature T that has risen due to the start of discharge at the initial voltage Vbase to decrease and stabilize is set as a standby time, and then the voltage of 208 is set.
  • An application process is performed.
  • the ECU 60 has a function of executing the processes 203, 204, 208, 209, 211, 215, and 216, and the function of executing the process of 203 corresponds to the pressure acquisition unit.
  • the function of executing the processes 204 and 209 corresponds to the temperature acquisition unit
  • the function of executing the process of 208 corresponds to the application execution unit
  • the function of executing the process 211 corresponds to the temperature determination unit.
  • the function for executing the process 215 corresponds to the storage execution unit
  • the function for executing the process 216 corresponds to the initial stop unit.
  • the discharge is started by applying the initial voltage Vbase to the electrode 41 as the search voltage Vs as shown in FIG.
  • the gas temperature T starts to rise and the change temperature ⁇ T becomes larger than the determination value A.
  • the search voltage Vs is secured for the holding time Th, and thereafter, the application of the search voltage Vs to the electrode 41 is stopped for the stop time Toff.
  • This stop time Toff has a length corresponding to the standby time secured before the voltage application process 208 is performed after 216,217.
  • FIG. 8 illustrates an example in which discharge is started after the search voltage Vs is increased in a plurality of stages in the re-search of the discharge start voltage Vdis.
  • the gas temperature T starts to rise at the timing td set to a value large enough to cause the discharge of the search voltage Vs, and the change temperature ⁇ T becomes larger than the determination value A.
  • the inventors maintain the discharge even when the search voltage Vs is reduced beyond the voltage at which the discharge starts as the search voltage Vs increases. I got the knowledge that. That is, the inventors have found that hysteresis occurs in the relationship between the voltage applied to the electrode 41 and the discharge. For this reason, in the method of reducing the search voltage Vs, even if the voltage at which the discharge ends can be acquired, the discharge may not start when the voltage is applied to the electrode 41 as the generated voltage V.
  • the discharge start voltage is determined by the search voltage Vs.
  • a search for Vdis is performed.
  • the discharge generation voltage differs due to gas pressure, gas flow rate, individual differences of the discharge reactor 32, aging deterioration of the discharge reactor 32, etc.
  • the voltage can be obtained with high accuracy as the discharge start voltage Vdis. . Therefore, when ozone is generated by the discharge reactor 32 for the purpose of oxidation of NOx in the exhaust passage 16 or the like, the discharge does not start even though the discharge start voltage Vdis is applied to the electrode as the generated voltage V.
  • the search voltage Vs applied to the electrode 41 As the search voltage Vs applied to the electrode 41 is increased, it is determined whether or not the increase amount of the gas temperature T is larger than the determination value A. Therefore, the increase amount of the gas temperature T becomes larger than the determination value A. Can be obtained as a discharge start voltage Vdis indicating the start of discharge.
  • the discharge start voltage Vdis can be searched with high precision even if the ease of occurrence of discharge differs due to, for example, the gas pressure around the electrode 41no, individual differences in the gas reforming apparatus, aging deterioration, or the like. For this reason, when gas reforming is performed by a gas reforming apparatus for the purpose of exhaust aftertreatment or the like, gas reforming is not performed even though the discharge start voltage Vdis is applied to the electrode 41. It can be avoided that the power consumption accompanying the voltage application to the electrode 41 is excessively large. Therefore, it is possible to improve the power efficiency while reliably reforming the gas.
  • the LNT 12 is mounted on the vehicle as a post-processing device.
  • the diesel engine after-treatment device includes urea SCR (Selective Catalytic Reduction)
  • the gasoline engine after-treatment device includes a three-way catalyst.
  • the exhaust temperature plays an important role in purifying NOx, and the NOx purification catalyst is less likely to have a high activity if the exhaust gas does not reach a certain temperature. Performance is hard to be demonstrated. For this reason, it is an important issue to prevent the exhaust gas temperature from becoming low for future NOx purification.
  • the NOx purification catalyst is not highly active, which is why it is difficult to oxidize NO necessary in the process of NOx purification by the NOx purification catalyst, and the exhaust temperature is low.
  • Technology that oxidizes NO in a state becomes an important technology.
  • the discharge reactor 32 generates ozone from oxygen molecules, and can generate ozone using air as a raw material. Further, ozone is a useful technique as a countermeasure against a low exhaust temperature because it can directly react with NO and oxidize NO even at low temperatures.
  • the generated voltage V can be made as small as possible by searching for the discharge start voltage Vdis, it is possible to suppress an increase in the size of the discharge reactor 32 and the reactor power supply unit 48. This is because the larger the voltage applied to the electrode 41, the larger the insulation structure applied to the discharge reactor 32 and the reactor power supply section 48, and the larger the transformer section 48b for generating a high voltage. . Furthermore, since the voltage required for discharge varies depending on the gas temperature, gas pressure, gas composition, and variations in the discharge reactor 32 and the reactor power supply unit 48, a higher voltage is set to ensure discharge. For this reason, the insulation requirement with respect to the discharge reactor 32 and the reactor electric power feeding part 48 becomes high, and these discharge reactor 32 and the reactor electric power feeding part 48 will enlarge.
  • the search voltage Vs when searching for the discharge start voltage Vdis, the search voltage Vs is increased stepwise, so that the search voltage Vs can be held for the holding time Th. For this reason, it can be avoided that the search voltage Vs is increased at a timing before the occurrence of the discharge is reflected in the change temperature ⁇ T, even though the discharge starts to occur at the current search voltage Vs. .
  • the smallest possible voltage among the voltages capable of generating discharge is searched for as the discharge start voltage Vdis, so that it is possible to reduce power consumption relative to the amount of ozone generated.
  • the search time can be shortened compared to a configuration in which the search voltage Vs is started from “0”. Further, in the configuration in which the search voltage Vs is increased stepwise as in the present embodiment, the search accuracy is improved as the additional value Vadd is decreased, but the search time is increased as the additional value Vadd is decreased. On the other hand, by setting the initial voltage Vbase as high as possible, the search accuracy can be improved and the search time can be prevented from being prolonged.
  • the search voltage Vs when discharge is generated by applying the initial voltage Vbase to the electrode 41 as the search voltage Vs, the search voltage Vs is decreased after the application of the search voltage Vs to the electrode 41 is temporarily stopped. In this state, the application of the search voltage Vs to the electrode 41 is resumed. For this reason, for example, unlike the case where the search voltage Vs is decreased without stopping the application of the search voltage Vs to the electrode 41, the hysteresis generated in the relationship between the discharge and the voltage can be ignored. Therefore, it can suppress that the search precision of the discharge start voltage Vdis falls with the reduction
  • the discharge start voltage Vdis searched for by the search process is stored in the memory 61c in correspondence with the gas pressure. For this reason, even if the voltage at which discharge starts changes according to the gas pressure, by selecting the discharge start voltage Vdis according to the gas pressure as the generated voltage V, oxidation of NOx in the exhaust passage 16 and the like are performed. The target ozone generation can be performed reliably.
  • the search process of 110 is performed, so that the output of the air pump 33 can be suppressed as small as possible.
  • the gas pressure in the ozone passage 31 decreases as the output of the air pump 33 decreases.
  • the high voltage applied to the electrode 41 from the reactor power supply section 48 can be reduced. As a result, it is possible to reduce power consumption and increase safety when generating high voltage in the reactor power supply unit 48.
  • the search process 110 is performed when the engine 10 is in the idling state, the search accuracy of the discharge start voltage Vdis can be increased. This is because when the engine 10 is in the idling state, the change in the gas pressure in the ozone passage 31 is small and the gas temperature T is difficult to change due to the small change in the exhaust pressure.
  • the search voltage Vs is increased step by step when searching for the discharge start voltage Vdis.
  • the search voltage Vs is continuously increased.
  • the search process will be described with reference to FIGS. 9 and 10 with a focus on differences from the first embodiment.
  • a preparation process for searching for the discharge start voltage Vdis is performed.
  • the same processing as 201 to 205 in the first embodiment is performed.
  • the gas supplied from the air pump 33 flows through the ozone passage 31 at a stage before the processing of 302 is performed.
  • the search voltage Vs is set to the initial voltage Vbase.
  • the increase amount per unit time is set as the increase rate B when the search voltage Vs is continuously increased.
  • the increase rate B is set based on the current gas temperature T, gas pressure, gas flow rate, etc. of the ozone passage 31. For example, as the gas flow rate increases, the amount of increase in the gas temperature T accompanying the occurrence of discharge decreases, and the determination accuracy when determining the occurrence of discharge using the change temperature ⁇ T tends to decrease. For this reason, the increase rate B is set to be smaller as the gas flow rate is larger and the determination accuracy of occurrence of discharge is less likely to decrease. Further, a value obtained by dividing the additional value Vadd in the first embodiment by the holding time Th may be set as the increase rate B.
  • the application of the search voltage Vs to the electrode 41 is started in the same manner as 208 in the first embodiment.
  • the search voltage Vs starts increasing at an increase rate B.
  • the same processing as in 209 to 211 in the first embodiment is performed. If the change temperature ⁇ T is larger than the determination value A in 307, the process proceeds to 308.
  • the search voltage Vs at the excess timing when the change temperature ⁇ T becomes larger than the determination value A is acquired.
  • the search voltage Vs at the excess timing is calculated based on the elapsed time from the application start of the search voltage Vs to the excess timing, the search voltage Vs, and the increase rate B.
  • the search voltage Vs acquired in 308 is set as the discharge start voltage Vdis.
  • the process proceeds to 310, and it is determined whether or not the search voltage Vs is greater than a predetermined upper limit value Vmax.
  • the upper limit value Vmax is a value obtained by a test or the like, and if the discharge reactor 32 is operating normally, the probability of occurrence of discharge is a very high value.
  • the processes of 305 to 307 are performed assuming that the search voltage Vs is allowed to increase.
  • the search voltage Vs is larger than the upper limit value Vmax, it is determined that an abnormality has occurred in the discharge reactor 32 and the process proceeds to 311.
  • the application of the search voltage Vs to the electrode 41 is stopped as in the case of 216 in the first embodiment, assuming that the increase in the search voltage Vs is not allowed.
  • a notification process is performed.
  • a process for causing the display device of the instrument panel to display that an abnormality has occurred in the discharge reactor 32 and a process for outputting a notification sound from the speaker are performed.
  • the discharge occurs when the search voltage Vs is smaller than the upper limit value Vmax.
  • the gas temperature T starts to rise at the timing te when the search voltage Vs reaches a value large enough to cause discharge, and the change temperature ⁇ T becomes larger than the determination value A.
  • the search voltage Vs is continuously increased when searching for the discharge start voltage Vdis, the search voltage Vs at which discharge has started can be detected with high accuracy. For this reason, the search voltage Vs as small as possible can be acquired as the discharge start voltage Vdis. Therefore, when the gas is reformed in the discharge reactor 32, the power consumption with respect to the amount of ozone generated can be reduced.
  • the downstream temperature sensor 47 a may be provided inside the discharge reactor 32 as long as it is electrically insulated from the discharge reactor 32.
  • the flow passage 42a of the housing 42 is disposed at a position that is not the interelectrode passage 41a. That is, the discharge reactor 32 is disposed at a position other than the discharge space. Thereby, the structure which the downstream temperature sensor 47a was electrically isolated from discharge space is realizable.
  • the discharge reactor 32 may have only one pair of electrodes 41 instead of a plurality of pairs of electrodes 41.
  • the electrode 41 is not formed by a combination of a plurality of members such as the base material 44, the electrode wire 45, and the dielectric film 46, but one electrode 41 may be formed by one plate material.
  • the voltage application to the electrode 41 may be stopped every time the search voltage Vs is increased in the search process of the first embodiment. Even in this case, it is possible to search for the discharge start voltage Vdis.
  • the initial voltage Vbase, the additional value Vadd, the reduction value Vcut, the increase value Va, and the upper limit value Vmax may be predetermined values. That is, it is good also as a structure which these values do not change according to the gas pressure of the ozone channel
  • the additional value Vadd is not set to the same value without being changed until the discharge start voltage Vdis is searched, but may be changed and set to a different value until the discharge start voltage Vdis is searched. .
  • the initial voltage Vbase may be set to “0” in the search process of the second embodiment. Even in this case, the search for the discharge start voltage Vdis can be performed by continuously increasing the search voltage Vs at the increase rate B.
  • the pressure sensor 35 of the ozone passage 31 may be provided upstream of the discharge reactor 32 instead of being provided downstream of the discharge reactor 32, and may be provided inside the discharge reactor 32. It may be done. In any case, the pressure of the gas flowing out from the discharge reactor 32 can be calculated or estimated based on the detection result of the pressure sensor 35.
  • the search process may be performed if the change mode of the exhaust pressure is stable.
  • the search process may be performed when the operation of the engine 10 is stopped, such as an idling stop state.
  • the air pump 33 and moving the exhaust shut-off valve 34 to the open state it is possible to acquire the change mode of the gas temperature T by the downstream temperature sensor 37a, so that the discharge is performed based on the change temperature ⁇ T. Can be detected.
  • an additional value Vadd that increases the search voltage Vs and a search voltage Vs that serves as a reference for determining whether or not the change temperature ⁇ T is greater than the determination value A.
  • the amount of increase may be different. For example, each time the search voltage Vs is increased stepwise, the temperature determination whether the change temperature ⁇ T is larger than the determination value A is not performed, but after the search voltage Vs is increased stepwise a plurality of times. The temperature is determined.
  • the function provided by the processor 61a of the ECU 60 can be provided by hardware and software different from those described above, or a combination thereof.
  • a control circuit such as a control circuit of the vehicle control ECU may execute part or all of the ozone management process and the search process.
  • each function may be provided by hardware and software different from those described above, or a combination thereof.
  • various non-transitional tangible storage media such as a flash memory and a hard disk can be adopted as the memory 61c for storing a program executed by the processor 61a.
  • the ozone passage 31 may be connected to an intake passage for intake of air into the engine 10.
  • ozone generated in the discharge reactor 32 is supplied to the intake passage, so that the ignitability of fuel in the engine 10 is easily improved.
  • the intake passage corresponds to the internal combustion passage.
  • the engine 10 included in the combustion system may be a gasoline engine instead of a diesel engine as long as it is an internal combustion engine.
  • the combustion system including the discharge reactor 32 is not limited to an on-board internal combustion engine, and may include an internal combustion engine mounted on a ship, a railway vehicle, an aircraft, or the like. Moreover, you may have the internal combustion engine for electric power generation.
  • the discharge reactor 32 may not be included in the combustion system having the engine 10, but may be included in, for example, a medical device for supplying laughing gas. This is because nitrous oxide N 2 O is generated in addition to ozone as the gas is reformed in the discharge reactor 32 as described above.

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Abstract

放電制御装置は、電極（４１）からの放電によりガスの改質を行うガス改質装置（３２）の動作制御を行う放電制御装置（６０）であって、ガス改質装置から流れ出るガスの温度をガス温度（Ｔ）として取得する温度取得部（２０４，２０９，３０１，３０５）と、電極からの放電が生じる電圧を探索するべく、電極に印加される探索電圧（Ｖｓ）を可変設定する電圧設定部（７４）と、電圧設定部により探索電圧が増加するように設定された場合に、探索電圧の所定の増加量（Ｖａｄｄ）に対するガス温度の上昇量（ΔＴ）があらかじめ定められた判定値（Ａ）より大きいか否かを判定する温度判定部（２１１，３０７）と、を備えている。

Description

放電制御装置、ガス供給装置及び放電制御方法 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年１２月２２日に出願された日本特許出願番号２０１５－２５０２９３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、放電制御装置、ガス供給装置及び放電制御方法に関する。
　従来より、電極からの放電によりガスを改質するガス改質装置が知られている。例えば特許文献１では、内燃機関からの排気が通る排気通路に供給管が接続されており、電極からの放電によりオゾンを生成するオゾン生成部がガス改質装置として供給管に設けられている。この構成では、電圧の印加に伴って電極に流れる電流が電流検出回路により検出され、電極からの放電が発生したか否かの判定が電流の検出値に基づいて行われる。
特開２０１５－１８３６８２号公報
　しかしながら、例えばノイズ等により電流の検出精度が低下した場合、電極からの放電が発生したか否かの判定精度も低下しやすくなってしまう。特に、電極に電圧を印加するための電源回路内に電流検出回路が設けられた構成では、電源回路にて発生したノイズが電流検出回路の検出値に含まれやすく、電極からの放電が発生したか否かを判定することが困難になってしまう。この場合、電極への印加電圧が小さ過ぎて放電が生じないことや、印加電圧が大き過ぎて放電に際しても電力効率が低下するおそれがある。
　本開示の目的は、ガスの改質を確実に行いつつ、電力効率の向上を図った放電制御装置、ガス供給装置及び放電制御方法を提供することにある。
　本開示の第１の態様による放電制御装置は、電極からの放電によりガスの改質を行うガス改質装置の動作制御を行う放電制御装置であって、ガス改質装置から流れ出るガスの温度をガス温度として取得する温度取得部と、電極からの放電が生じる電圧を探索するべく、電極に印加される探索電圧を可変設定する電圧設定部と、電圧設定部により探索電圧が増加するように設定された場合に、探索電圧の所定の増加量に対するガス温度の上昇量があらかじめ定められた判定値より大きいか否かを判定する温度判定部と、を備えている。
　発明者らは、電極からの放電が発生する場合、電界の中で電子雪崩が発生することで電極周辺のガスの温度が上昇しやすい、という知見を得た。この知見によれば、電極からの放電が発生している場合と発生していない場合とで、ガス改質装置から流れ出るガスの温度の上昇量が異なる。
　これに対して、第１の態様によれば、電極に印加される探索電圧の増加に伴って、ガス温度の上昇量が判定値より大きいか否かの判定が行われるため、ガス温度の上昇量が判定値より大きくなった電圧を放電の開始を示す放電開始電圧として取得することができる。この場合、例えば電極周辺のガス圧力やガス改質装置の個体差、経年劣化等により放電の発生しやすさが異なっていたとしても、放電開始電圧を精度良く探索することができる。このため、排気の後処理等を目的としてガス改質装置によりガスの改質を行う場合に、電極に放電開始電圧を印加したにもかかわらずガスの改質が行われないということや、電極への電圧印加に伴う電力消費量が過剰に大きいということを回避できる。したがって、ガスの改質を確実に行いつつ、電力効率の向上を図ることができる。
　本開示の第２の態様によるガス供給装置は、電極からの放電によりガスの改質を行うことでオゾンを生成するガス改質装置と、内燃機関から延びる内燃通路に接続され、ガス改質装置により生成されたオゾンを内燃通路に供給するオゾン通路と、ガス改質装置から流れ出るガスの温度を検出する温度センサと、を備えている。
　第２の態様によれば、ガス改質装置から流れ出るガスの温度が温度センサにより検出されるため、電極に印加される電圧を増加させた場合に、このガスの温度の上昇量を取得することができる。このため、上記第１の態様と同様の効果を奏することができる。
　本開示の第３の態様による放電制御方法は、電極からの放電によりガスの改質を行うガス改質装置の動作制御を行う放電制御方法であって、ガス改質装置から流れ出るガスの温度をガス温度として取得し、電極からの放電が生じる電圧を探索するべく、電極に印加される探索電圧を可変設定し、可変設定行程により探索電圧が増加するように設定された場合に、探索電圧の所定の増加量に対するガス温度の上昇量があらかじめ定められた判定値より大きいか否かを判定する。
　第３の態様によれば、上記第１の態様と同様の効果を奏する。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態における燃焼システムの構成を示す図であり、 図２は、ガス温度とオゾン濃度との関係を示す図であり、 図３は、放電リアクタの内部圧力と火花電圧との関係を示す図であり、 図４は、放電リアクタの構成を示す図であり、 図５は、オゾン管理処理の手順を示すフローチャートであり、 図６は、探索処理の手順を示すフローチャートであり、 図７は、初期電圧で放電が発生しなかった場合の探索電圧とガス温度及び温度変化との関係を示す図であり、 図８は、初期電圧で放電が発生した場合の探索電圧とガス温度及び温度変化との関係を示す図であり、 図９は、第２実施形態における探索処理の手順を示すフローチャートであり、 図１０は、探索電圧が上限値より小さい値で放電が発生した場合の探索電圧とガス温度及び温度変化との関係を示す図。
　以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
　（第１実施形態）
　図１に示す燃焼システムは、エンジン１０、ＬＮＴ１２、ＤＰＦ１３を備えている。燃焼システムは車両に搭載されたものであり、この車両は、エンジン１０の出力を駆動源として走行する。エンジン１０は、圧縮自着火式のディーゼルエンジンであり、燃焼に用いる燃料には、炭化水素化合物である軽油を用いている。エンジン１０には、このエンジン１０に空気を供給する吸気通路と、エンジン１０からの排気を放出する排気通路１６とが接続されている。排気通路１６は、排気マニホールドを介してエンジン１０の排気側に接続されている。なお、エンジン１０が内燃機関に相当する。
　ＬＮＴ（Ｌｅａｎ　ＮＯｘ　Ｔｒａｐｓ）１２は、ＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するＮＯｘ吸蔵還元型触媒であり、排気通路１６に設けられている。ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）１３は、排気に含まれた微粒子を捕集する微粒子捕集装置であり、ＬＮＴ１２の下流側に配置されている。ＤＰＦ１３にて捕集される微粒子には、粒子状物質ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ）が含まれている。排気通路１６を流れる排気は、ＬＮＴ１２及びＤＰＦ１３の両方を通過した後に、排気出口１６ａから放出される。なお、ＬＮＴ１２及びＤＰＦ１３が排気浄化装置を構成している。
　燃焼システムは、排気通路１６においてＬＮＴ１２の上流側にオゾンＯ３を供給するオゾン供給装置３０を有している。オゾン供給装置３０から排気通路１６にオゾンが供給された場合、オゾンにより排気中のＮＯがＮＯ２に酸化されることでＮＯ２の割合が増加し、その結果、ＬＮＴ１２でのＮＯｘ吸蔵率が向上する。オゾン供給装置３０は、排気通路１６にオゾンを供給する供給状態と、オゾンを供給しない停止状態とに移行可能になっている。
　また、燃焼システムは、図示しない過給機を有している。過給機は、排気タービン、回転軸及びコンプレッサを備える。排気タービンは、エンジンの排気通路１６に配置され、排気の運動エネルギにより回転する。回転軸は、排気タービン及びコンプレッサの各インペラを結合することで、排気タービンの回転力をコンプレッサに伝達する。コンプレッサは、吸気通路に配置されており、吸気を圧縮してエンジン１０に過給する。
　オゾン供給装置３０は、排気通路１６に接続されたオゾン通路３１と、空気等のガスに対して放電を発生させることでオゾンを生成する放電リアクタ３２と、放電リアクタ３２にガスを送るエアポンプ３３と、オゾン通路３１における排気の逆流を遮断する排気遮断弁３４とを有している。なお、排気通路１６が、オゾン通路３１からオゾンが供給される内燃通路に相当する。
　また、オゾン供給装置３０は、オゾン通路３１の内部圧力をガス圧力として検出する圧力センサ３５と、オゾン通路３１のガス流量を検出する流量センサ３６と、ガスの温度を検出する温度センサ３７ａ，３７ｂと、ガスの湿度を検出する湿度センサ３８と、オゾンを検出するオゾンセンサ３９とを有している。放電リアクタ３２の下流側に設けられた下流温度センサ３７ａは、放電リアクタ３２から流れ出るガスの温度を検出し、放電リアクタ３２の上流側に設けられた上流温度センサ３７ｂは、放電リアクタ３２に流れ込むガスの温度を検出する。
　オゾン通路３１においては、その上流端にエアポンプ３３が設けられており、エアポンプ３３と排気通路１６との間に放電リアクタ３２が設けられている。エアポンプ３３は、遠心式のエアポンプであり、電動モータにより駆動されるインペラをケース内に収容して構成される。エアポンプ３３は、大気を吸入する吸入口３３ａを有しており、この吸入口３３ａはケースに形成されている。エアポンプ３３は、送風状態に移行する送風部であり、送風量を変化させることが可能になっている。なお、エアポンプ３３の吸入口３３ａがオゾン通路３１の上流端を形成している。
　放電リアクタ３２は、放電を発生させることでガスの改質を行うガス改質装置であり、オゾン生成部やオゾナイザと称することもできる。本実施形態の放電リアクタ３２は、エアポンプ３３から送られた空気中の酸素からオゾンを生成する。この場合、オゾン供給装置３０は、放電リアクタ３２にて改質されたガスを排気通路１６に供給するガス供給装置に相当する。
　放電リアクタ３２は、その内部に流通路４２ａを形成するハウジング４２を備え、流通路４２ａには複数の電極４１が配置されている。これらの電極４１は、互いに平行に対向するように配置された平板形状であり、高電圧が印加される電極４１と接地電圧の電極４１とが交互に配置されている。各電極４１は、放電リアクタ３２の上流側から下流側に向けて延びている。放電リアクタ３２のハウジング４２には、エアポンプ３３により送風されたガスが流入する。このガスは、ハウジング４２内の流通路４２ａに流入し、電極４１間の通路である電極間通路４１ａを流通する。
　放電リアクタ３２の電極４１に電圧が印加されると、電極４１から放出された電子が、電極間通路４１ａのガスに含まれる酸素分子に衝突し、酸素分子から２個の酸素原子が発生する。そして、この酸素原子が他の酸素分子と結合することでオゾンＯ３が生成される。ここで、電子が酸素分子に衝突した場合、２個の酸素原子が発生するとともに２個の電子が放出され、これら電子が更に別の酸素分子に衝突する。電極４１への印加電圧が十分に大きい場合、放電リアクタ３２においては、電子雪崩が発生することで加速度的に電子数が増加して放電が開始され、その放電に伴って生成されたオゾンが放電リアクタ３２から流れ出ることになる。
　発明者らは、電極４１からの放電が発生する場合、電界の中で電子雪崩が発生することで電極４１の周辺のガスの温度が上昇しやすい、という知見を得た。この知見によれば、電極４１からの放電が発生している場合と発生していない場合とで、ガス改質装置から流れ出るガスの温度の上昇量が異なる。
　つまり、発明者らは、放電リアクタ３２において放電が開始された場合にはガスの温度が短時間で急峻に上昇する、という知見を得た。例えば、図２に示すように、放電が発生するほどに高い電圧がタイミングｔａにて電極４１に印加された場合、放電リアクタ３２に流入するガスの温度である流入ガス温度がタイミングｔａの前後で大きな変化がない。この場合でも、放電リアクタ３２から流出するガスの温度である流出ガス温度はタイミングｔａから急激に上昇している。そして、放電が発生している期間においては、流出ガス温度が流入ガス温度より継続して高くなっている。また、電極４１への電圧印加が開始されてから微小時間だけ経過した後には、放電の開始に伴ってオゾンが生成されることで、オゾン濃度が急激に高くなっている。オゾン濃度が高い状態は、放電が発生している期間において継続される。
　ここで、酸素分子は、ガスに含まれた気体分子の一種類に過ぎず、放電リアクタ３２においては、電子雪崩が発生している場合に電子が衝突しても分解しない気体分子が多数存在する。電子が衝突しても分解しない気体分子は、電子の衝突に伴って振動し、熱を発生する。電子雪崩の発生に伴って放電が開始された場合、熱を発生する気体分子が電子雪崩の発生に伴って多数存在していることで、ガスの温度が短時間で上昇することになる。
　なお、電極４１から放電された電子が窒素分子に衝突した場合、窒素分子から２個の窒素原子が発生する。そして、この窒素原子が酸素分子と結合することでＮＯ２が生成される。すなわち、ＮＯｘが生成される。また、酸素分子が分解することで発生した酸素原子が窒素分子と結合することで、亜酸化窒素Ｎ２Ｏが笑気ガスとして生成される。放電が開始された場合、Ｎ２Ｏが生成される量は、オゾンが生成される量の１／２００程度である。
　放電リアクタ３２においては、放電の発生しやすさが内部圧力に応じて変化する。パッシェンの法則によれば、図３に示すように、放電が発生する電圧である火花電圧と気体圧力との関係が曲線で示され、横軸の値がＸａからＸｂに増加した場合に、縦軸の値もＹａからＹｂに増加する。ここで、横軸の値は、対向する電極４１の間の離間距離と内部圧力との積であり、離間距離が一定であれば、内部圧力が増加することで火花電圧も大きくなる。換言すれば、内部圧力が低下することで低い電圧で放電が発生しやすくなる。なお、放電リアクタ３２の内部圧力は、圧力センサ３５により検出されるガス圧力とほぼ同じになっている。本実施形態では、離間距離は、図３のギャップ長に相当し、内部圧力は、図３の気圧に相当する。
　図４に示すように、電極４１は、以下に説明する基材４４、電極線４５および誘電体膜４６を有して構成されている。基材４４は、誘電体で形成された板状である。基材４４には電極線４５が設けられ、さらに、電極線４５を覆う誘電体膜４６が基材４４に設けられている。つまり、基材４４表面の全体は、印刷された電極線４５を内包するように誘電体膜４６により覆われている。
　具体的には、図４に示す複数の電極４１のうち、両端に位置する電極以外については、基材４４の両面に電極線４５が印刷されている。電極線４５は、基材４４表面の全体に分布するように、基材４４表面に沿って蛇行して延びる線状である。電極４１の断面を表した図４では、同一の基材４４上に複数の電極線４５が配置されているように見えるが、電極線４５は複数に分岐して延びる形状であり、図４で表現される上記複数の電極線４５は、平面視においては互いに繋がっている。図４に示す複数の電極４１のうち、両端に位置する電極については、基材４４の片面に電極線４５および誘電体膜４６が設けられている。
　なお、図４では、電極線４５の断面積を模式的に誇張して表現しているため、誘電体膜４６と基材４４の間に空間が存在するように図示されている。しかし、実際にはこのような空間は存在しておらず、誘電体膜４６は、電極線４５を内包した状態で基材４４に密着している。
　図４に示す４つの電極４１のうち、一番下に位置する電極４１およびその２つ上に位置する電極４１は、先述した印加電極である。また、一番上に位置する電極４１およびその２つ下に位置する電極４１は、先述した接地電極である。印加電極が有する２つの電極線４５にはパルス電圧が印加される。接地電極が有する２つの電極線４５はいずれも接地されている。つまり、同一の電極４１内に設けられた２つの電極線４５は同電位となっている。接地電極の電極線４５から放出された電子が、電極間通路４１ａを通じて印加電極へ向けて移動する。このように移動する電子が電極間通路４１ａに存在する酸素分子に衝突することにより、オゾンが生成される。
　ここで、本実施形態に反し、電極線４５に換えて板状の電極を用いた場合には、電極間通路４１ａに生じる電界の強度分布は均一になる。これに対し本実施形態では、線状の電極線４５を採用するので、電極間通路４１ａに生じる電界は電極線４５の部分に集中する。電極間通路４１ａでは、このように電界が集中した部分を起点に放電（種放電）が生じ、その種放電に誘発されて、電解集中していない部分での放電が生じやすくなる。よって、電極線４５への印加電圧を高くすることなく、電極間通路４１ａでの放電を安定して生じさせることができる。この場合、電極間通路４１ａを、電極４１からの放電が発生する放電空間と称することもできる。
　さらに本実施形態では、電極線４５を覆う誘電体膜４６を備えるので、印加電極へ向けて移動した電子は、印加電極の誘電体膜４６の表面に沿って移動するといった、沿面放電が生じる。すると、放電された電子が、電極間通路４１ａに存在する酸素に接触する機会が増大するので、酸素からオゾンが生成される割合が向上する。
　図４に示すように、接地電極が有する電極線４５はグランドに接続され、印加電極が有する電極線４５はリアクタ給電部４８に接続されている。リアクタ給電部４８は、車両に搭載されたバッテリ等の電源部４８ａと、電源部４８ａの電圧を変換する変圧部４８ｂとを有しており、電源部４８ａが変圧部４８ｂを介して電極線４５に接続されている。変圧部４８ｂは、電源部４８ａから供給される低圧電力を段階的に昇圧又は降圧することが可能になっている。例えば、１２Ｖの電圧を１５ｋＶまで昇圧することが可能であり、その昇圧幅を１００Ｖ～５００Ｖまで変更可能になっている。
　リアクタ給電部４８は、電源部４８ａの直流電圧からパルス電圧を生成するパルス回路を有している。パルス回路は、電源部４８ａと変圧部４８ｂとの間に設けられており、変圧部４８ｂはパルス電圧の変圧を行う。パルス電圧が電極４１に印加されることで放電が開始された場合、そのパルス電圧に応じた電流が印加電極と接地電極との間を流れる。この電流は、放電による電荷の動きに起因して短時間で増減を繰り返すことで、多くのノイズを含むことになる。
　また、リアクタ給電部４８は、電源部４８ａから電極４１への電力供給を停止させることが可能なスイッチ部を有している。スイッチ部は通電状態と遮断状態とに移行可能になっており、スイッチ部が通電状態にある場合に電極４１に電圧が印加され、スイッチ部が遮断状態にある場合に電極４１に電圧が印加されない。
　なお、リアクタ給電部４８は、電源部４８ａの直流電圧から交流電圧を生成する交流回路を有していてもよい。この場合、交流回路は、電源部４８ａと変圧部４８ｂとの間に設けられており、変圧部４８ｂは交流電圧の変圧を行う。また、リアクタ給電部４８において、パルス電圧や交流電圧のいずれが生成される場合でも、これら電圧がバースト電圧とされていてもよい。
　ここで、電極４１においては、基材４４、電極線４５及び誘電体膜４６がいずれもセラミック等の誘電体により形成されており、パルス電圧を用いた放電により低温プラズマが発生することになる。放電リアクタ３２においては、低温プラズマが発生してもガスが例えば２００度より高温にならず、生成されたオゾンが高温のガスにより分解されるということが生じにくくなっている。
　これに対して、例えば電極４１が金属材料により形成された構成では、放電を発生させるためにパルス電圧ではなく直流電圧を使用せざるを得ず、直流電圧による放電では熱プラズマが発生することになる。放電リアクタ３２においては、熱プラズマが発生することで、オゾンが分解されるほどにガスの温度が上昇する。このため、放電に伴ってオゾンが生成されたとしても、そのオゾンが熱で分解されてしまう。
　図１に戻り、排気遮断弁３４は、機械式や電磁駆動式の開閉弁であり、オゾン通路３１において放電リアクタ３２と排気通路１６との間に設けられている。排気遮断弁３４は、通気を可能にする開状態と、通気を遮断する閉状態とに移行可能になっており、閉状態が遮断状態に相当する。排気遮断弁３４が開状態にある場合、オゾン通路３１の通路流量は排気遮断弁３４の開度に応じて調整される。オゾン通路３１の通路流量は、排気遮断弁３４が全開状態にある場合に最大になる。なお、排気遮断弁３４が排気遮断部に相当する。
　圧力センサ３５は、オゾン通路３１において放電リアクタ３２と排気遮断弁３４との間に設けられている。具体的には、圧力センサ３５は、放電リアクタ３２寄りの位置に配置されている。この場合、圧力センサ３５の検出結果に、排気遮断弁３４の開閉に伴う圧力変化が反映されやすくなっている。なお、圧力センサ３５が圧力検出部に相当する。
　流量センサ３６は、エアポンプ３３と放電リアクタ３２との間に設けられており、エアポンプ３３からのガスの吐出量を検出可能になっている。具体的には、流量センサ３６は、エアポンプ３３寄りの位置に配置されている。この場合、流量センサ３６の検出結果に、エアポンプ３３の駆動及び停止に伴うガスの流量変化が反映されやすくなっている。なお、流量センサ３６が流量検出部に相当する。
　下流温度センサ３７ａは、放電リアクタ３２と排気遮断弁３４との間において、放電リアクタ３２寄りの位置に設けられている。下流温度センサ３７ａは、放電リアクタ３２及び電源部４８ａに対して電気的に絶縁された状態になっている。例えば、下流温度センサ３７ａは、合成樹脂材料等の絶縁体を介してオゾン通路３１やハウジング４２に取り付けられている。また、下流温度センサ３７ａは、放電リアクタ３２の電極間通路４１ａに対して絶縁されることで電気的に隔離された状態になっている。このため、下流温度センサ３７ａは、オゾン通路３１を形成する配管やハウジング４２、電極４１の温度から影響を受けにくい状態で、放電リアクタ３２から流れ出たガスの温度を検出することになる。
　上流温度センサ３７ｂは、放電リアクタ３２とエアポンプ３３との間において、放電リアクタ３２寄りの位置に設けられている。湿度センサ３８は、放電リアクタ３２と湿度センサ３８との間に配置されており、放電リアクタ３２に流れ込むガスの湿度を検出する。オゾンセンサ３９は、オゾン通路３１において排気遮断弁３４と排気通路１６との間に設けられており、排気通路１６寄りの位置に配置されている。
　排気通路１６において、オゾン通路３１とＬＮＴ１２との間にはミキサー１６ｂが設けられている。ミキサー１６ｂは、オゾン通路３１から供給されたオゾンと排気とを混合させる混合部であり、ミキサー１６ｂの下流側においては、オゾンによる排気中のＮＯｘの酸化が促進される。
　燃焼システムの電気的な構成について説明する。燃焼システムは、制御装置としてのＥＣＵ６０を有している。ＥＣＵ６０は、プロセッサ６１ａ、ＲＡＭ４１ｂ、メモリ６１ｃ及び情報の入出力を行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）４１ｄを有している。メモリ６１ｃは、書き換え可能な不揮発性の記憶媒体であり、記憶部に相当する。
　ＥＣＵ６０は、アクセル開度やエンジン負荷、エンジン回転速度等に基づき、燃料噴射弁の噴射量や噴射圧力、過給機の過給圧力、エンジン１０への吸気量の制御を行う。ここで、ＥＣＵ６０にはアクセル開度センサ６６が接続されている。アクセル開度センサ６６は、運転者により操作されるアクセルペダルに設けられており、アクセルペダルの操作量をアクセル開度として検出可能になっている。この場合、アクセル開度は、アクセルペダルの操作量に基づいて取得される操作パラメータの１つであり、ＥＣＵ６０は、操作パラメータに基づいてエンジン１０の出力制御を行う。
　ＥＣＵ６０には、圧力センサ３５、流量センサ３６、下流温度センサ３７ａ、湿度センサ３８、オゾンセンサ３９、排気温度センサ５１、排気圧センサ５２、ＮＯｘセンサ５３、ＰＭセンサ５４、Ａ／Ｆセンサ５５が接続されている。センサ５１～５５は排気通路１６に設けられている。排気温度センサ５１は、ＬＮＴ１２の上流側及び下流側のそれぞれに配置され、Ａ／Ｆセンサ５５は、ＬＮＴ１２の上流側に配置されている。排気圧センサ５２は、ＤＰＦ１３に対して設けられ、排気通路１６においてＤＰＦ１３の上流側と下流側との圧力差を検出する。また、排気圧センサ５２は、排気通路１６の内部圧力を排気圧力として検出可能になっている。なお、図１においては、センサ５１～５５とＥＣＵ６０との電気的な接続線の図示を省略している。
　ＥＣＵ６０には、エアポンプ３３、排気遮断弁３４及びリアクタ給電部４８がアクチュエータとして接続されている。ＥＣＵ６０は、指令信号を出力することでこれらアクチュエータの動作制御を行う。例えば、リアクタ給電部４８については、電極４１への電圧印加の状態を制御することで、放電リアクタ３２によるオゾンの生成量や生成率を調整する。また、エアポンプ３３については、デューティ制御によりエアポンプ３３への供給電力量を制御することでエアポンプによる送風量を調整する。さらに、排気遮断弁３４については、排気遮断弁３４の開度を増減することでオゾン通路３１のガス流量やガス圧力を調整する。
　ＥＣＵ６０は、メモリ６１ｃに記憶された制御プログラムをプロセッサ６１ａにより実行することで、図４に示すＮＯｘ酸化部７１、ＤＰＦ再生部７２、捕集再生部６３及び濃度変更部６４を、機能ブロックとして構築する。
　ＥＣＵ６０は、排気中のＮＯｘの酸化を促進させるＮＯｘ酸化部７１と、ＤＰＦ１３が捕集したＰＭを除去するべくＤＰＦ再生を行うＤＰＦ再生部７２とを有している。ＤＰＦ再生部７２は、排気温度を上昇させる処理を行うことでＤＰＦ１３でのＰＭの燃焼を促進する。排気温度を上昇させる処理としては、エンジン１０での燃料噴射量を増加させる処理や、オゾン供給装置３０を供給状態に移行させてオゾンをＤＰＦ１３に供給する処理などが挙げられる。ＮＯｘ酸化部７１は、オゾン供給装置３０を供給状態に移行させる処理を行う。
　また、ＥＣＵ６０は、放電リアクタ３２において放電が開始される放電開始電圧Ｖｄｉｓを探索する放電探索部７３と、電極４１への印加電圧を可変設定することが可能な電圧設定部７４とを有している。放電探索部７３は、電極４１により放電が発生する電圧のうち極力小さい電圧を放電開始電圧Ｖｄｉｓとして、この放電開始電圧Ｖｄｉｓをメモリ６１ｃに記憶する。メモリ６１ｃにおいては、放電開始電圧Ｖｄｉｓがガス圧力に対応させて記憶されている。電圧設定部７４は、変圧部４８ｂの動作制御を行うことで、電極４１への印加電圧を増減させることが可能になっている。また、電圧設定部７４は、リアクタ給電部４８の動作制御を行うことで、電極４１への電圧の印加を停止させることも可能になっている。
　ＥＣＵ６０は、オゾン供給装置３０のオゾン生成を管理するオゾン管理処理を行う。ここでは、オゾン管理処理について図５を参照しつつ説明する。このオゾン管理処理は、エンジン１０の運転期間中に所定周期で繰り返し実行される。なお、ＥＣＵ６０は、オゾン管理処理をプロセッサ６１ａにより実行する機能を有しており、この機能が放電探索部７３に相当する。また、ＥＣＵ６０が放電制御装置に相当し、オゾン管理処理の手順が放電制御方法に相当する。
　図５において、１０１では、排気通路１６にオゾンを供給するか否かを判定する。すなわち、オゾン供給装置３０を供給状態に移行させるか否かを判定する。ここでは、ＬＮＴ１２にＮＯｘ吸着を行わせる必要があるか否かを判定し、ＮＯｘ吸着を行わせる必要がある場合に、オゾンの供給を行うとして１０２に進む。なお、ＬＮＴ１２にＮＯｘ吸着を行わせる場合としては、排気温度が所定温度より高い場合などが挙げられる。
　１０２では、エアポンプ３３の運転を開始し、あるいは、エアポンプ３３を駆動し、その後、１０３にて、排気遮断弁３４を開状態に移行させる。この場合、エアポンプ３３の出力を最大に設定し、排気遮断弁３４を全開状態に設定する。１０４では、メモリ６１ｃに記憶されている放電開始電圧Ｖｄｉｓを読み込み、この放電開始電圧Ｖｄｉｓを、放電リアクタ３２にてオゾンを生成させるための生成電圧Ｖとする。この場合、電極４１への印加電圧が生成電圧Ｖになるように電圧設定部７４に電圧設定を行わせる。また、１０４では、圧力センサ３５の検出信号に基づいてガス圧力を取得し、このガス圧力に対応した放電開始電圧Ｖｄｉｓをメモリ６１ｃから読み込む。
　１０５では、リアクタ給電部４８を動作させることで電極４１に生成電圧Ｖを印加する。１０６では、放電リアクタ３２よりも下流においてオゾン通路３１を流れるオゾンが不足しているか否かを判定する。ここでは、オゾン通路３１から排気通路１６に流れ込むガスのオゾン濃度をオゾンセンサ３９の検出信号に基づいて算出し、オゾン濃度が基準値より小さいか否かを判定する。オゾン濃度が基準値より小さい場合、放電リアクタ３２において放電が発生していないことに起因してオゾンが不足しているとして、１０７に進む。なお、１０５にて電極４１への電圧印加を開始した後、放電リアクタ３２から流れ出たガスがオゾンセンサ３９に到達するのに要する時間だけ待機してから１０６の判定処理を行う。
　１０７では、放電リアクタ３２において放電を発生させるべく、生成電圧Ｖを増加させる。ここでは、変圧部４８ｂの動作制御を行うことで生成電圧Ｖを上昇値Ｖａだけ増加させる。この場合、電極４１への印加電圧が新たな生成電圧Ｖになるように電圧設定部７４に電圧設定を行わせる。これにより、生成電圧Ｖが増加した分だけ放電リアクタ３２において放電が発生しやすくなる。生成電圧Ｖを増加させた後、１０６に戻り、オゾンが不足しているか否かの判定を再び行う。この場合、放電リアクタ３２において放電が発生するまで１０６，１０７を繰り返し行うことになる。なお、１０５と同様に、１０７の処理を行った後、放電リアクタ３２から流れ出たガスがオゾンセンサ３９に到達するのに要する時間だけ待機してから１０６の判定処理を行う。
　１０１にて排気通路１６にオゾンを供給しない場合、１０８に進み、エンジン回転速度や目標噴射量、アクセル開度センサ６６の検出信号等に基づいて、エンジン１０がアイドリング状態にあるか否かを判定する。１０９では、排気圧センサ５２の検出信号に基づいて排気圧力を取得し、この排気圧力があらかじめ定められた基準値より小さいか否かを判定する。ここでは、排気圧力が基準値より小さい状態が所定時間だけ継続している場合に、ＹＥＳ判定とする。ＹＥＳ判定される場合としては、車両が速度変化の少ない状態で低速走行や高速走行をしている場合が挙げられる。基準値は、例えば、エアポンプ３３の出力が最大になっている場合に排気通路１６からオゾン通路３１に排気が逆流しない程度の排気圧力の値に設定されている。
　１０８，１０９のうち一方がＹＥＳ判定の場合、１１０に進み、放電開始電圧Ｖｄｉｓを探索する探索処理を行う。探索処理については、図６を参照しつつ説明する。
　図６において、２０１では、エアポンプ３３の運転を開始し、あるいは、エアポンプ３３を駆動し、その後、２０２にて、排気遮断弁３４を開状態に移行させる。そして、２０３では、圧力センサ３５の検出信号に基づいてガス圧力を取得し、２０４では、下流温度センサ３７ａの検出信号に基づいて、放電リアクタ３２から流出するガスの温度をガス温度Ｔとして取得する。この２０４にて取得したガス温度Ｔは、電極４１に電圧が印加されていない場合に放電リアクタ３２から流出するガスの温度である。
　ガス改質装置から流れ出るガスの温度が温度センサ３７ａにより検出されるため、電極４１に印加される電圧を増加させた場合に、このガスの温度の上昇量を取得することができる。
　なお、エアポンプ３３の運転を開始し、排気遮断弁３４を開状態に移行させた後、エアポンプ３３による送風が安定するまで待機してから２０３，２０４の取得処理を行う。また、送風が安定した後、これら２０３，２０４では、ガス圧力及びガス温度Ｔの取得を複数回行う。このため、放電が開始される前のガス圧力やガス温度Ｔの取得精度が高められる。
　ここで、エアポンプ３３については、排気通路１６からオゾン通路３１への排気の逆流が発生しない範囲で極力小さい風量を排気圧力に基づいて算出し、この風量になるように出力を設定する。ここで、探索処理は繰り返し行われるものであり、ガス圧力が前回の探索処理とは異なる値になるように排気遮断弁３４の開度を設定する。これにより、メモリ６１ｃには、異なるガス圧力に対応する放電開始電圧Ｖｄｉｓが複数記憶されていくことになる。
　２０５では、放電開始電圧Ｖｄｉｓを探索するための探索電圧Ｖｓを、あらかじめ定められた初期電圧Ｖｂａｓｅに設定し、２０６では、探索電圧Ｖｓを増加させる場合の増加量を追加値Ｖａｄｄとして設定する。この２０５では、電極４１への印加電圧が探索電圧Ｖｓになるように電圧設定部７４に電圧設定を行わせる。本実施形態では、追加値Ｖａｄｄは、所定の増加量である。
　これら初期電圧Ｖｂａｓｅ及び追加値Ｖａｄｄについては、オゾン通路３１のガス温度やガス圧力などに基づいて設定する。ここで、放電リアクタ３２の内部においては、ガスの温度が高いほど放電に必要な電圧が小さくなりやすく、ガスの圧力が小さいほど放電に必要な電圧が小さくなりやすい。したがって、例えば、ガス温度が高いほど初期電圧Ｖｂａｓｅや追加値Ｖａｄｄを小さい値に設定し、ガス圧力が小さいほど初期電圧Ｖｂａｓｅや追加値Ｖａｄｄを小さい値に設定する。本実施形態では、初期電圧Ｖｂａｓｅを例えば８ｋＶに設定し、追加値Ｖａｄｄを例えば０．５ｋＶに設定する。なお、前回の探索処理において探索された放電開始電圧Ｖｄｉｓを初期電圧Ｖｂａｓｅとして設定してもよい。
　２０７では、探索の回数を示すカウンタｎを０に設定する。２０８では、リアクタ給電部４８を動作させることで電極４１への探索電圧Ｖｓの印加を開始する。
　２０９では、下流温度センサ３７ａの検出信号に基づいてガス温度Ｔを取得する。この２０８にて取得したガス温度Ｔは、電極４１に電圧が印加されている場合に放電リアクタ３２から流出するガスの温度である。２１０では、２０９にて取得したガス温度Ｔから、２０４にて取得したガス温度Ｔを引いた値を、変化温度ΔＴとして算出する。なお、変化温度ΔＴが上昇量に相当する。
　２１１では、変化温度ΔＴが放電開始を示す判定値Ａよりも大きいか否かを判定する。ここでは、判定値Ａを、試験やシミュレーション等により得られたデータを用いて、オゾン通路３１のガス流量やガス圧力などに基づいて設定する。ここで、放電開始に伴ってガス温度Ｔが上昇したとしても、ガス流量が大きいほどその上昇量は小さくなりやすい。また、ガス圧力が小さいほど電子が分子に衝突する確率が低下することに起因して、放電開始に伴うガス温度Ｔの上昇量は小さくなりやすい。したがって、例えば、ガス流量が大きいほど判定値Ａを小さい値に設定し、ガス圧力が小さいほど判定値Ａを小さい値に設定する。
　なお、２０８にて探索電圧Ｖｓの印加を開始した後、放電リアクタ３２から流れ出たガスが下流温度センサ３７ａに到達するのに要する時間を待機時間として待機してから２１１の判定処理を行う。この場合、２０９，２１０では、待機時間においてガス温度Ｔ及び変化温度ΔＴの取得を複数回ずつ行う。このため、探索電圧Ｖｓの印加が開始された後のガス温度Ｔや変化温度ΔＴの取得精度が高められる。
　変化温度ΔＴが判定値Ａより大きくない場合、２１２に進み、カウンタｎをインクリメントする。２１３では、初期電圧Ｖｂａｓｅ、追加値Ｖａｄｄ及びカウンタｎを用いて探索電圧Ｖｓを増加させる。具体的には、追加値Ｖａｄｄとカウンタｎとの積を初期電圧Ｖｂａｓｅに加えた値を算出し、この算出値を探索電圧Ｖｓとして設定する。この場合、電極４１への印加電圧が新たな探索電圧Ｖｓになるように電圧設定部７４に電圧設定を行わせる。
　２１３の処理後、２０９～２１１の処理を再び行う。この場合、２１１にて変化温度ΔＴが判定値Ａより大きいと判定されるまで、増加させる量を追加値Ｖａｄｄとして探索電圧Ｖｓを段階的に増加させることになる。
　なお、２１３の処理の後に行う２１１においては、今回の２１０の処理にて取得したガス温度Ｔから、前回の２１０の処理にて取得したガス温度Ｔを引いた値を、変化温度ΔＴとして算出する。また、２１３にて探索電圧Ｖｓを増加させた後、２０８にて探索電圧Ｖｓの印加を開始した後と同様に、待機時間だけ待機してから２１１の判定処理を行い、この待機時間において２０９，２１０にてガス温度Ｔ及び変化温度ΔＴの取得を複数回ずつ行う。
　２１１にて変化温度ΔＴが判定値Ａより大きい場合、放電リアクタ３２にて放電が開始されたとして、２１４に進む。２１４では、カウンタｎについてｎ＝０であるか否かを判定する。ｎ＝０でない場合、２１５に進み、現在の探索電圧Ｖｓを放電開始電圧Ｖｄｉｓとして、２０３にて取得したガス圧力と、２０４にて取得した放電未発生のガス温度とに対応付けて、メモリ６１ｃに記憶する。また、２１５では、リアクタ給電部４８を動作させることで電極４１への探索電圧Ｖｓの印加を停止する。
　ここで、ｎ＝０でない場合は、図７に示すように、初期電圧Ｖｂａｓｅが探索電圧Ｖｓとして電極４１に印加されても変化温度ΔＴが判定値Ａより大きくならなかった場合である。この場合、タイミングｔａにて電極４１への電圧印加が開始された後、変化温度ΔＴが判定値Ａより大きくなるまで探索電圧Ｖｓが追加値Ｖａｄｄずつ増加される。そして、探索電圧Ｖｓが放電が発生するほどに大きな値に設定されたタイミングｔｂにてガス温度Ｔが上昇し始め、変化温度ΔＴが判定値Ａより大きくなる。また、２１１の判定処理が行われる前に待機時間が確保されることで、探索電圧Ｖｓが変更されずに保持時間Ｔｈだけ保持される。
　図６の説明に戻り、２１４にて、カウンタｎについてｎ＝０であると判定された場合、初期電圧Ｖｂａｓｅで放電が発生したとして、２１６に進む。初期電圧Ｖｂａｓｅで放電が発生した場合、初期電圧Ｖｂａｓｅよりも小さい印加電圧で放電が発生する可能性があることになる。そこで、２１６にて、リアクタ給電部４８からの給電を停止させることで電極４１への電圧印加を停止させ、２１７にて、探索電圧Ｖｓを初期電圧Ｖｂａｓｅより小さい電圧に設定する。ここでは、探索電圧Ｖｓを初期電圧Ｖｂａｓｅよりも削減値Ｖｃｕｔだけ減少させる。この場合、電極４１への印加電圧が新たな探索電圧Ｖｓになるように電圧設定部７４に電圧設定を行わせる。削減値Ｖｃｕｔについては、初期電圧Ｖｂａｓｅや追加値Ｖａｄｄと同様に、オゾン通路３１のオゾン温度やガス圧力などに基づいて設定する。本実施形態では、削減値Ｖｃｕｔを例えば追加値Ｖａｄｄよりも大きい１．５ｋＶに設定する。
　２１７の後、２０８～２１５の処理を行う。ここで、２１６にて電圧印加を停止した後、初期電圧Ｖｂａｓｅで放電が開始されたことで上昇したガス温度Ｔが低下して安定するのに要する時間を待機時間として待機してから２０８の電圧印加処理を行う。このように、ガス温度Ｔが安定するまで待機することで、再び放電が開始された場合のガス温度Ｔの変化が明確になりやすい。この結果、態様が探索電圧Ｖｓを減少させて放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索を再度行う場合でも、その探索精度が低下しにくい。
　なお、ＥＣＵ６０は、２０３，２０４，２０８，２０９，２１１，２１５，２１６の処理を実行する機能を有しており、２０３の処理を実行する機能が圧力取得部に相当する。２０４，２０９の処理を実行する機能が温度取得部に相当し、２０８の処理を実行する機能が印加実行部に相当し、２１１の処理を実行する機能が温度判定部に相当する。２１５の処理を実行する機能が記憶実行部に相当し、２１６の処理を実行する機能が初期停止部に相当する。
　ここで、２１４にてｎ＝０であると判定された場合は、図８に示すように、初期電圧Ｖｂａｓｅが探索電圧Ｖｓとして電極４１に印加されることで放電が開始した場合である。この場合、電極４１への探索電圧Ｖｓの印加が開始されたタイミングｔａにおいて、ガス温度Ｔが上昇し始め、変化温度ΔＴが判定値Ａより大きくなる。そして、この探索電圧Ｖｓが保持時間Ｔｈだけ確保され、その後、電極４１への探索電圧Ｖｓの印加が停止時間Ｔｏｆｆだけ停止される。この停止時間Ｔｏｆｆは、２１６，２１７の後に２０８の電圧印加処理が行われる前に確保された待機時間に応じた長さになっている。
　探索電圧Ｖｓの印加停止から停止時間Ｔｏｆｆが経過したタイミングｔｃにおいて、初期電圧Ｖｂａｓｅより削減値Ｖｃｕｔだけ小さい探索電圧Ｖｓが電極４１に印加される。これにより、放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索が再び開始される。図８には、放電開始電圧Ｖｄｉｓの再検索において、探索電圧Ｖｓを複数段階で増加させた後に放電が開始した例を図示している。この場合、探索電圧Ｖｓが放電が発生するほどに大きな値に設定されたタイミングｔｄにてガス温度Ｔが上昇し始め、変化温度ΔＴが判定値Ａより大きくなる。
　ここで、初期電圧Ｖｂａｓｅが探索電圧Ｖｓとして電極４１に印加されることで放電が発生した場合、電極４１への電圧印加を停止させるのではなく、電極４１への電圧印加を継続しつつ、探索電圧Ｖｓを段階的に減少させる方法が考えられる。これに対して、発明者らは、探索電圧Ｖｓを減少させた場合には、探索電圧Ｖｓの増加に伴って放電が開始する電圧を超えて探索電圧Ｖｓが小さくなった状態でも放電が維持される、という知見を得た。すなわち、電極４１への印加電圧と放電との関係にヒステリシスが生じるという知見を得た。このため、探索電圧Ｖｓを減少させる方法では、仮に放電が終了する電圧を取得することができたとしても、その電圧を生成電圧Ｖとして電極４１に印加した場合に放電が開始されないおそれがある。
　ここまで説明した第１実施形態の作用効果を以下に説明する。
　第１実施形態によれば、探索電圧Ｖｓの増加に応じたガス温度Ｔの変化温度ΔＴが判定値Ａより大きいか否かの判定が２１１にて行われることで、探索電圧Ｖｓにより放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索が行われる。この場合、ガス圧力やガス流量、放電リアクタ３２の個体差、放電リアクタ３２の経年劣化等により放電の発生電圧が異なっていたとしても、その電圧を放電開始電圧Ｖｄｉｓとして精度良く取得することができる。このため、排気通路１６でのＮＯｘの酸化等を目的として放電リアクタ３２によりオゾンを発生させる場合に、放電開始電圧Ｖｄｉｓを生成電圧Ｖとして電極に印加したにもかかわらず放電が開始せずにオゾンが生成されないということを抑制できる。また、この場合、生成電圧Ｖが過剰に高いことでオゾンの生成量に対する消費電力が大きく、電力を浪費してしまうことを抑制できる。以上により、放電リアクタ３２に流入したガスの改質を確実に行いつつ、電力効率の向上を図ることができる。
　電極４１に印加される探索電圧Ｖｓの増加に伴って、ガス温度Ｔの上昇量が判定値Ａより大きいか否かの判定が行われるため、ガス温度Ｔの上昇量が判定値Ａより大きくなった電圧を放電の開始を示す放電開始電圧Ｖｄｉｓとして取得することができる。この場合、例えば電極４１no周辺のガス圧力やガス改質装置の個体差、経年劣化等により放電の発生しやすさが異なっていたとしても、放電開始電圧Ｖｄｉｓを精度良く探索することができる。このため、排気の後処理等を目的としてガス改質装置によりガスの改質を行う場合に、電極４１に放電開始電圧Ｖｄｉｓを印加したにもかかわらずガスの改質が行われないということや、電極４１への電圧印加に伴う電力消費量が過剰に大きいということを回避できる。したがって、ガスの改質を確実に行いつつ、電力効率の向上を図ることができる。
　なお、エンジン１０の排気中のＮＯｘは排気規制対象になっており、年々厳しくなることが予想される。この対策として本実施形態では後処理装置としてＬＮＴ１２が車両に搭載されている。ここで、ディーゼルエンジンの後処理装置としてはＬＮＴ１２の他にも尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）があり、ガソリンエンジンの後処理装置としては３元触媒がある。これら後処理装置においては、ＮＯｘを浄化する上で排気温度が重要な役割を担っており、排気がある程度の温度に達していないとＮＯｘ浄化触媒の活性が高くなりにくい等の理由によりＮＯｘの浄化性能が発揮されにくい。このため、将来のＮＯｘ浄化にとって排気温度が低い状態への対策が重要な課題である。
　この課題を更に分析すると、ＮＯｘ浄化触媒の活性が高くなっていないことで、ＮＯｘ浄化触媒によるＮＯｘ浄化の過程で必要なＮＯの酸化が行われにくいことが原因になっており、排気温度が低い状態でＮＯを酸化させる技術が重要な技術になる。放電リアクタ３２は、酸素分子からオゾンを生成するものであり、空気を原料としてオゾンを生成することができる。また、オゾンは低温でもＮＯに直接反応してそのＮＯを酸化させることができるため、排気温度が低い状態への対策として有用な技術である。
　また、上述したように、放電開始電圧Ｖｄｉｓを探索することで生成電圧Ｖを極力小さい値にすることが可能であるため、放電リアクタ３２やリアクタ給電部４８の大型化を抑制することができる。これは、電極４１への印加電圧が大きいほど放電リアクタ３２やリアクタ給電部４８に付与する絶縁構造が大型化したり、高電圧を生成するために変圧部４８ｂが大型化したりしやすくなるためである。さらに、放電に必要な電圧はガス温度やガス圧力、ガスの組成、放電リアクタ３２、リアクタ給電部４８のばらつきによっても変わるため、確実に放電させるにはより高い電圧を設定することになる。このため、放電リアクタ３２やリアクタ給電部４８に対する絶縁性の要求が高くなり、これら放電リアクタ３２やリアクタ給電部４８が大型化することになる。
　第１実施形態によれば、放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索に際して、探索電圧Ｖｓが段階的に増加されるため、その探索電圧Ｖｓを保持時間Ｔｈだけ保持することが可能になる。このため、現在の探索電圧Ｖｓで放電が発生し始めたにもかかわらず、その放電の発生が変化温度ΔＴに反映される前のタイミングで探索電圧Ｖｓが増加されてしまう、ということを回避できる。この場合、放電を発生させることが可能な電圧のうち極力小さい電圧を放電開始電圧Ｖｄｉｓとして探索されることになるため、オゾンの生成量に対する消費電力を低減することができる。
　第１実施形態によれば、放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索に際して初期電圧Ｖｂａｓｅから開始されるため、例えば探索電圧Ｖｓが「０」から開始される構成に比べて、探索時間を短縮できる。また、本実施形態のように探索電圧Ｖｓが段階的に増加される構成では、追加値Ｖａｄｄを小さくするほど探索精度が向上するが、追加値Ｖａｄｄを小さくするほど探索時間が長くなってしまう。これに対して、初期電圧Ｖｂａｓｅが極力高い電圧に設定されることで、探索精度を向上させつつ、探索時間の長期化を抑制することができる。
　第１実施形態によれば、初期電圧Ｖｂａｓｅを探索電圧Ｖｓとして電極４１に印加することで放電が発生した場合、電極４１への探索電圧Ｖｓの印加が一旦停止された後に、探索電圧Ｖｓを減少させた状態で電極４１への探索電圧Ｖｓの印加が再開される。このため、例えば電極４１への探索電圧Ｖｓの印加が停止されずに探索電圧Ｖｓを減少させた場合とは異なり、放電と電圧との関係に生じるヒステリシスを無視することができる。したがって、探索電圧Ｖｓの減少に伴って放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索精度が低下するということを抑制できる。
　第１実施形態によれば、探索処理により探索された放電開始電圧Ｖｄｉｓがガス圧力に対応させてメモリ６１ｃに記憶されている。このため、放電が開始される電圧がガス圧力に応じて変化するとしても、そのガス圧力に応じた放電開始電圧Ｖｄｉｓを生成電圧Ｖとして選択することで、排気通路１６でのＮＯｘの酸化等を目的としたオゾン生成を確実に実施できる。
　第１実施形態によれば、排気圧力が基準値より小さい場合に１１０の探索処理が行われるため、エアポンプ３３の出力を極力小さく抑えることができる。排気がオゾン通路３１を逆流しない程度に排気圧力が低い場合には、エアポンプ３３の出力が小さいほどオゾン通路３１のガス圧力が小さくなる。この場合、放電リアクタ３２にて放電が発生する電圧が小さくなりやすいため、リアクタ給電部４８から電極４１に印加する高電圧の低減化を図ることができる。これにより、電力消費量を抑えることや、リアクタ給電部４８での高電圧生成に際して安全性を高めることが可能になる。
　第１実施形態によれば、エンジン１０がアイドリング状態にある場合に１１０の探索処理が行われるため、放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索精度を高めることができる。これは、エンジン１０がアイドリング状態にある場合には排気圧力の変化が小さいことに起因して、オゾン通路３１のガス流量の変化が小さく、ガス温度Ｔが変化しにくい状態にあるためである。
　（第２実施形態）
　上記第１実施形態では、放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索に際して探索電圧Ｖｓが段階的に増加されていたが、第２実施形態では、探索電圧Ｖｓが連続的に増加される。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に、探索処理について図９、図１０を参照しつつ説明する。
　図９において、３０１では、放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索を行うための準備処理を行う。ここでは、上記第１実施形態の２０１～２０５と同じ処理を行う。このため、３０２の処理を行う前の段階で、エアポンプ３３から供給されたガスがオゾン通路３１を流れている。また、探索電圧Ｖｓが初期電圧Ｖｂａｓｅに設定されている。
　３０２では、探索電圧Ｖｓを連続的に増加させる場合について、単位時間当たりの増加量を増加率Ｂとして設定する。増加率Ｂについては、現在のオゾン通路３１のガス温度Ｔやガス圧力、ガス流量などに基づいて設定する。例えば、ガス流量が大きいほど放電発生に伴うガス温度Ｔの上昇量が小さくなり、変化温度ΔＴを用いて放電発生の判定を行う際の判定精度が低下しやすい。このため、放電発生の判定精度が低下しにくくガス流量が大きいほど増加率Ｂを小さく設定する。また、第１実施形態での追加値Ｖａｄｄを保持時間Ｔｈで除した値を増加率Ｂとして設定してもよい。
　３０３では、上記第１実施形態の２０８と同様に、電極４１への探索電圧Ｖｓの印加を開始する。３０４では、増加率Ｂで探索電圧Ｖｓの増加を開始する。３０５～３０７では、上記第１実施形態の２０９～２１１と同じ処理を行う。そして、３０７において、変化温度ΔＴが判定値Ａより大きい場合、３０８に進む。
　３０８では、変化温度ΔＴが判定値Ａより大きくなった超過タイミングでの探索電圧Ｖｓを取得する。ここでは、探索電圧Ｖｓの印加開始から超過タイミングまでの経過時間と探索電圧Ｖｓと増加率Ｂとに基づいて、超過タイミングでの探索電圧Ｖｓを算出する。３０９では、３０８にて取得した探索電圧Ｖｓを放電開始電圧Ｖｄｉｓとして設定する。
　３０７にてガス温度Ｔが判定値Ａより大きくない場合、３１０に進み、探索電圧Ｖｓがあらかじめ定められた上限値Ｖｍａｘより大きいか否かを判定する。上限値Ｖｍａｘは、試験等により得られる値であり、放電リアクタ３２が正常に動作している状態であれば放電が発生する確率が非常に高い値になっている。探索電圧Ｖｓが上限値Ｖｍａｘより大きくない場合には、探索電圧Ｖｓの増加を許容するとして３０５～３０７の処理を行う。一方、探索電圧Ｖｓが上限値Ｖｍａｘより大きい場合には、放電リアクタ３２に異常が発生しているとして、３１１に進む。
　３１１では、探索電圧Ｖｓの増加を許容しないとして、上記第１実施形態の２１６と同様に、電極４１への探索電圧Ｖｓの印加を停止させる。３１２では、報知処理を行う。この報知処理では、放電リアクタ３２に異常が発生している旨を示す表示をインストルメントパネルの表示装置に行わせる処理や、報知音をスピーカから出力させる処理を行う。
　ここで、３０７にて変化温度ΔＴが判定値Ａより大きいと判定された場合は、図１０に示すように、探索電圧Ｖｓが上限値Ｖｍａｘよりも小さい値で放電が発生した場合である。この場合、探索電圧Ｖｓが放電が発生するほどに大きな値に達したタイミングｔｅにてガス温度Ｔが上昇し始め、変化温度ΔＴが判定値Ａより大きくなる。
　第２実施形態によれば、放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索に際して、探索電圧Ｖｓが連続的に増加されるため、放電が開始した探索電圧Ｖｓを精度良く検出することができる。このため、極力小さい探索電圧Ｖｓを放電開始電圧Ｖｄｉｓとして取得することができる。したがって、放電リアクタ３２にてガスの改質を行う際にオゾンの生成量に対する消費電力を低減することができる。
　（他の実施形態）
　以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
　変形例１として、下流温度センサ４７ａは、放電リアクタ３２に対して電気的に絶縁されていれば、放電リアクタ３２の内部に設けられていてもよい。例えば、ハウジング４２の流通路４２ａにおいて電極間通路４１ａではない位置に配置されている。すなわち、放電リアクタ３２の内部において放電空間ではない位置に配置されている。これにより、下流温度センサ４７ａが放電空間から電気的に隔離された構成を実現できる。
　変形例２として、放電リアクタ３２が一対の電極４１を複数組有しているのではなく、一対の電極４１を１組だけ有していてもよい。また、電極４１は、基材４４や電極線４５、誘電体膜４６という複数の部材の組み合わせにより形成されているのではなく、１つの板材により１つの電極４１が形成されていてもよい。
　変形例３として、第１実施形態の探索処理において、探索電圧Ｖｓを増加させるたびに電極４１への電圧印加を停止してもよい。この場合でも、放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索を行うことは可能である。
　変形例４として、初期電圧Ｖｂａｓｅや追加値Ｖａｄｄ、削減値Ｖｃｕｔ、上昇値Ｖａ、上限値Ｖｍａｘは、あらかじめ定められた値とされていてもよい。すなわち、これら値がオゾン通路３１のガス圧力やガス流量等に応じて変更されない構成としてもよい。また、追加値Ｖａｄｄは、放電開始電圧Ｖｄｉｓが探索されるまで変更されずに同じ値に設定されるのではなく、放電開始電圧Ｖｄｉｓが探索されるまで変更されて異なる値に設定されてもよい。
　変形例５として、上記第２実施形態の探索処理において、初期電圧Ｖｂａｓｅが「０」に設定されていてもよい。この場合でも、探索電圧Ｖｓを増加率Ｂで連続的に増加させることで放電開始電圧Ｖｄｉｓの探索を行うことができる。
　変形例６として、オゾン通路３１の圧力センサ３５は、放電リアクタ３２の下流側に設けられているのではなく、放電リアクタ３２の上流側に設けられていてもよく、放電リアクタ３２の内部に設けられていてもよい。いずれの場合でも、圧力センサ３５の検出結果に基づいて、放電リアクタ３２から流れ出るガスの圧力を算出することや推定することが可能である。
　変形例７として、１０９にて排気圧力が基準値より小さくない場合でも、排気圧力の変化態様が安定していれば探索処理を行ってもよい。
　変形例８として、アイドリングストップ状態などエンジン１０の運転が停止した状態にある場合に探索処理を行ってもよい。この場合、エアポンプ３３を駆動させ且つ排気遮断弁３４を開状態に移行させることで、ガス温度Ｔの変化態様を下流温度センサ３７ａにより取得することが可能になるため、変化温度ΔＴに基づいて放電の開始を検出することができる。
　変形例９として、上記第１実施形態の探索処理において、探索電圧Ｖｓを増加させる追加値Ｖａｄｄと、変化温度ΔＴが判定値Ａより大きいか否かの判定を行うための基準とする探索電圧Ｖｓの増加量とが異なっていてもよい。例えば、探索電圧Ｖｓを段階的に増加させるたびに変化温度ΔＴが判定値Ａより大きいか否かの温度判定が行われるのではなく、探索電圧Ｖｓの段階的な増加が複数回行われた後に温度判定が行われる構成とする。
　変形例１０として、ＥＣＵ６０のプロセッサ６１ａにより提供されていた機能は、上述のものとは異なるハードウェア及びソフトウェア、或いはこれらの組み合わせによって提供可能である。例えば、ＥＣＵ６０が省略された車両においては、車両制御ＥＣＵの制御回路等の制御回路が、オゾン管理処理や探索処理の一部又は全部を実行してもよい。さらに、上述のものとは異なるハードウェア及びソフトウェア、或いはこれらの組み合わせによって、各機能が提供されてもよい。また、プロセッサ６１ａにて実行されるプログラムを記憶するメモリ６１ｃとしては、フラッシュメモリ及びハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体が採用可能である。
　変形例１１として、オゾン通路３１は、エンジン１０への吸気を行う吸気通路に接続されていてもよい。この構成では、放電リアクタ３２にて生成されたオゾンが吸気通路に供給されることで、エンジン１０での燃料の着火性が向上しやすくなる。この場合、吸気通路が内燃通路に相当する。
　変形例１２として、燃焼システムが有するエンジン１０は、内燃機関であれば、ディーゼルエンジンではなく、ガソリンエンジンであってもよい。
　変形例１３として、放電リアクタ３２を含んで構成された燃焼システムは、車載された内燃機関に限らず、船舶や鉄道車両、航空機等に搭載された内燃機関を有していてもよい。また、発電用の内燃機関を有していてもよい。
　変形例１４として、放電リアクタ３２は、エンジン１０を有する燃焼システムに含まれるのではなく、例えば笑気ガスを供給するための医療用装置に含まれていてもよい。これは、上述したように、放電リアクタ３２でのガスの改質に伴ってオゾンに加えて亜酸化窒素Ｎ２Ｏが生成されるためである。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
 

 

Claims (10)

  1. 　電極（４１）からの放電によりガスの改質を行うガス改質装置（３２）の動作制御を行う放電制御装置（６０）であって、
    　前記ガス改質装置から流れ出るガスの温度をガス温度（Ｔ）として取得する温度取得部（２０４，２０９，３０１，３０５）と、
    　前記電極からの放電が生じる電圧を探索するべく、前記電極に印加される探索電圧（Ｖｓ）を可変設定する電圧設定部（７４）と、
    　前記電圧設定部により前記探索電圧が増加するように設定された場合に、前記探索電圧の所定の増加量（Ｖａｄｄ）に対する前記ガス温度の上昇量（ΔＴ）があらかじめ定められた判定値（Ａ）より大きいか否かを判定する温度判定部（２１１，３０７）と、
    を備えている放電制御装置。
  2. 　前記電圧設定部は、前記探索電圧を所定の増加量（Ｖａｄｄ）で段階的に増加させるものである請求項１に記載の放電制御装置。
  3. 　前記電圧設定部は、前記探索電圧を連続的に増加させるものである請求項１に記載の放電制御装置。
  4. 　前記電圧設定部は、前記電極への電圧の印加を開始する場合に、前記探索電圧をあらかじめ定められた初期電圧（Ｖｂａｓｅ）に設定するものであり、
    　前記温度判定部は、前記電極への電圧の印加が前記初期電圧にて開始された場合に、前記ガス温度の上昇量が前記判定値より大きいか否かを判定するものである請求項１～３のいずれか１つに記載の放電制御装置。
  5. 　前記ガス温度の上昇量が前記判定値より大きいと前記温度判定部により判定された場合に、前記電極への前記初期電圧の印加を停止する初期停止部（２１６）を備え、
    　前記電圧設定部は、前記初期停止部により前記初期電圧の印加が停止された後に、前記電極への電圧の印加を再開する場合に、前記初期電圧を所定値だけ小さい電圧に更新するものである請求項４に記載の放電制御装置。
  6. 　前記ガス改質装置から流れ出るガスの圧力をガス圧力として取得する圧力取得部（２０３，３０１）と、
    　前記圧力取得部により取得された前記ガス圧力と、前記ガス温度の上昇量が前記判定値より大きくなった場合の前記探索電圧である放電開始電圧（Ｖｄｉｓ）とを対応付けて記憶部（６１ｃ）に記憶させる記憶実行部（２１５，３０９）と、
    を備えている請求項１～５のいずれか１つに記載の放電制御装置。
  7. 　前記ガス改質装置は、内燃機関（１０）からの排気が通る排気通路（１６）に改質後のガスを供給するものであり、
    　前記排気通路の内部圧力である排気圧力があらかじめ定められた基準値より小さい場合に前記電極への前記探索電圧の印加を開始する印加実行部（２０８，３０３）を備えている請求項１～６のいずれか１つに記載の放電制御装置。
  8. 　前記印加実行部は、前記内燃機関がアイドリング状態にある場合に、前記排気圧力が安定した状態にあるとして、前記電極への前記探索電圧の印加を開始するものである請求項７に記載の放電制御装置。
  9. 　電極（４１）からの放電によりガスの改質を行うことでオゾンを生成するガス改質装置（３２）と、
    　内燃機関（１０）から延びる内燃通路（１６）に接続され、前記ガス改質装置により生成されたオゾンを前記内燃通路に供給するオゾン通路（３１）と、
    　前記ガス改質装置から流れ出るガスの温度を検出する温度センサ（３７ａ）と、
    を備えているガス供給装置。
  10. 　電極（４１）からの放電によりガスの改質を行うガス改質装置（３２）の動作制御を行う放電制御方法であって、
    　前記ガス改質装置から流れ出るガスの温度をガス温度（Ｔ）として取得し（２０４，２０９，３０１，３０５）、
    　前記電極からの放電が生じる電圧を探索するべく、前記電極に印加される探索電圧（Ｖｓ）を可変設定し（７４）、
    　前記探索電圧が増加するように設定された場合に、前記探索電圧の所定の増加量（Ｖａｄｄ）に対する前記ガス温度の上昇量（ΔＴ）があらかじめ定められた判定値（Ａ）より大きいか否かを判定する（２１１，３０７）放電制御方法。

     
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