JP6713200B2

JP6713200B2 - プラズマリアクタ用制御装置

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Publication number: JP6713200B2
Application number: JP2016036262A
Authority: JP
Inventors: 遼一島村; 下永吉　裕親; 裕親下永吉; 道岡　力; 力道岡
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2020-06-24
Anticipated expiration: 2036-02-26
Also published as: JP2017150456A

Description

本発明は、プラズマリアクタに用いられる制御装置に関する。

エンジン、とくにディーゼルエンジンから排出される排ガスには、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）およびＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）などが含まれる。

排ガスに含まれるＰＭを除去する手法として、プラズマリアクタを用いて、排ガスに含まれるＰＭを除去する手法が提案されている。プラズマリアクタは、複数の電極パネルを備えている。電極パネルは、たとえば、誘電体に電極を内蔵した構成であり、複数の電極パネルは、排ガスの流れ方向と直交する方向に間隔を空けて対向配置される。プラズマリアクタ用電源装置から電極間に電圧が印加されると、誘電体バリア放電が生じて、電極パネル間に低温プラズマ（非平衡プラズマ）が発生し、電極パネル間を流れる排ガス中のＰＭが酸化により除去される。

プラズマリアクタ用電源装置には、フライバック型昇圧トランスが備えられている。フライバック型昇圧トランスの一次コイルには、スイッチング素子が直列に接続され、その一次コイルとスイッチング素子との直列回路には、直流電源が接続されている。フライバック型昇圧トランスの二次コイルは、プラズマリアクタの電極に接続されている。

スイッチング素子がオンされると、フライバック型昇圧トランスの一次コイルに電流が流れ、一次コイルにエネルギが蓄積される。その後、スイッチング素子がオフされると、一次コイルに蓄積されたエネルギが開放されて、一次コイルに起電力が生じ、フライバック型昇圧トランスの二次コイルに巻数比に応じた二次電圧が発生する。スイッチング素子のオン／オフが繰り返されることにより、二次電圧がパルス的に発生し、パルス波状に変化する二次電圧がプラズマリアクタの電極間に印加される。

特開２００２−１２９９４９号公報

プラズマリアクタにおける放電を制御するため、制御装置により、たとえば、排ガスに含まれるＰＭの量およびプラズマリアクタの電極に印加される電圧値が取得される。そして、制御装置により、排ガスに含まれるＰＭの量に応じた目標電圧値が設定され、プラズマリアクタの電極間に印加される電圧値が目標電圧値に一致するように、スイッチング素子のオン／オフが制御される。

排ガスに含まれるＰＭの量が一定である場合、目標電圧値が一定値に設定されるので、プラズマリアクタの電極間に印加される電圧値が目標電圧値に一致した状態では、排ガスからのＰＭ除去率が一定になると考えられる。

しかしながら、プラズマリアクタにおけるＰＭ除去の際に、プラズマリアクタに流入する排ガスの温度、外気温、放電時の発熱により、プラズマリアクタの温度（リアクタ温度）が変化する。このリアクタ温度の変化により、放電開始電圧が変化するため、同じ印加電圧に対して、放電の強さが変化し、排ガスに含まれるＰＭの量が一定であっても、ＰＭ除去率が一定にならない。そのため、プラズマリアクタの電極間に印加される電圧値を排ガスに含まれるＰＭの量に応じた目標電圧値に一致させる制御では、排ガス中からＰＭを除去しきれずに、ＰＭがプラズマリアクタの下流側に排出される、いわゆるＰＭスリップを生じるおそれがある。

本発明の目的は、プラズマリアクタにおけるＰＭ除去率を一定に保つことができる、プラズマリアクタ用制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係るプラズマリアクタ用制御装置は、エンジンから排出される排ガスに含まれるＰＭを除去するためのプラズマリアクタに用いられる制御装置であって、プラズマリアクタに流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量に対応する値を取得するＰＭ量取得手段と、ＰＭ量取得手段によって取得された値に応じた目標ピーク値を設定する目標ピーク値設定手段と、プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値を取得するピーク値取得手段と、ピーク値取得手段によって取得されるピーク値が目標ピーク値設定手段によって設定される目標ピーク値に一致するように、電極に電力を供給する電源装置を制御する制御部とを含む。

この構成によれば、プラズマリアクタに流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量に対応する値が取得され、その取得された値に応じた目標ピーク値が設定される。一方で、プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値が取得される。そして、その取得されたピーク値が目標ピーク値に一致するように、プラズマリアクタの電極への電力の供給が制御される。

プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値が一定であれば、プラズマリアクタの温度にかかわらず、プラズマリアクタの電極間で生じる放電の強さが一定に保たれる。したがって、プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値をプラズマリアクタに流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量に応じた目標ピーク値に一致させる制御により、プラズマリアクタに流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量に応じた強さの放電をプラズマリアクタの電極間に生じさせることができ、ＰＭ除去率を一定に保つことができる。

本発明の他の局面に係るプラズマリアクタ用制御装置は、プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値を取得するピーク値取得手段と、ピーク値取得手段によって取得されるピーク値が目標ピーク値に一致するように、電極に電力を供給する電源装置を制御する制御部と、電極に印加される電流の値を所定期間にわたって積算する電流積算手段と、電流積算手段による電流積算値からプラズマリアクタの温度を推定するリアクタ温度推定手段とを含む。

この構成によれば、プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値が目標ピーク値に一致するように、プラズマリアクタの電極への電力の供給が制御される。そのため、プラズマリアクタに流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量に応じた目標ピーク値が設定されることにより、ＰＭ量に応じた強さの放電をプラズマリアクタの電極間に生じさせることができ、ＰＭ除去率を一定に保つことができる。

プラズマリアクタの温度が高いほど、プラズマリアクタの電極間における放電が生じやすいので、その電極に流れる電流値が大きくなる。そのため、プラズマリアクタの温度が高い時と低い時とを比較すると、プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値が同じであっても、その電流の積算値に差が生じる（プラズマリアクタの温度が高い時の電流積算値が低い時の電流積算値よりも大きくなる）。よって、電流積算値とプラズマリアクタの温度との関係に基づいて、電流積算値からプラズマリアクタの温度を推定することができる。

本発明のさらに他の局面に係るプラズマリアクタ用制御装置は、フライバック型昇圧トランスを備える電源装置から電力が供給されるプラズマリアクタに用いられる制御装置であって、プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値を取得するピーク値取得手段と、ピーク値取得手段によって取得されるピーク値が目標ピーク値に一致するように、電極に電力を供給する電源装置を制御する制御部と、電極に印加される電流の値を所定期間にわたって積算する電流積算手段と、フライバック型昇圧トランスへの一次電圧の印加時間を取得する印加時間取得手段と、電流積算手段による電流積算値および印加時間取得手段によって取得される印加時間に基づいて、プラズマリアクタに付着しているＰＭ量を推定するＰＭ付着量推定手段とを含む。

プラズマリアクタの電極に流れる電流は、電極間における放電の状態によって変化する。電極間における放電の状態は、プラズマリアクタ（誘電体に電極を内蔵した構成の電極パネル）に付着しているＰＭ量（ＰＭ付着量）によって変化する。具体的には、プラズマリアクタにおけるＰＭ付着量が増えると、特定の箇所での放電が強くなったり、沿面放電が生じたりする。つまり、電流が流れやすい状態となるため、プラズマリアクタにおけるＰＭ付着量が多いほど、プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値が一定である場合、フライバック型昇圧トランスに印加される一次電圧の印加時間が短くなる。よって、一次電圧の印加時間とプラズマリアクタにおけるＰＭ付着量との関係に基づいて、一次電圧の印加時間からＰＭ付着量を推定することができる。

本発明によれば、プラズマリアクタの温度にかかわらず、ＰＭ除去率を一定に保つことができる。

プラズマリアクタの構成を図解的に示す断面図である。プラズマリアクタ用電源装置の構成を示す回路図である。本発明の第１実施形態に係るプラズマリアクタ用制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。プラズマリアクタの放電電極に流れる電流（印加電流）の波形を示す図である。ＰＭ流入量、リアクタ温度、電流ピーク値およびＰＭ除去率の関係を示す図（その１）である。ＰＭ流入量、リアクタ温度、電流ピーク値およびＰＭ除去率の関係を示す図（その２）である。本発明の第２実施形態に係るプラズマリアクタ用制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。プラズマリアクタの放電電極に印加される印加電圧、印加電流および電流積算値の時間変化を示す図である。リアクタ温度、電流ピーク値、電流積算値および印加電圧の関係を示す図である。本発明の第３実施形態に係るプラズマリアクタ用制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。プラズマリアクタにおけるＰＭ付着量が多い時と少ない時における一次電圧、印加電流および電流積算値の時間変化を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜プラズマリアクタ＞
図１は、プラズマリアクタ１の構成を図解的に示す断面図である。

プラズマリアクタ１は、たとえば、車両のエンジン（図示せず）から排出される排ガスに含まれるＰＭを除去するために、エキゾーストパイプなどの排気管２の途中部に介装される。

プラズマリアクタ１には、放電電極３，４が備えられている。放電電極３，４は、それぞれ排ガスの流れに沿う方向に延び、互いに間隔を空けて平行をなして交互に配置されている。放電電極３，４の材料としては、タングステンを例示することができる。また、放電電極３，４は、たとえば、それぞれ四角板状の誘電体５に内蔵されることにより、誘電体５とともに電極パネル６を構成している。電極パネル６間には、排ガスが流通可能な間隔が空けられている。誘電体５の材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）を例示することができる。

放電電極３，４間には、プラズマリアクタ用電源装置７から出力されるパルス波状の高電圧が印加される。プラズマリアクタ用電源装置７の出力電圧が放電電極３，４間に印加されることにより、電極パネル６間に誘電体バリア放電が生じ、その誘電体バリア放電によるプラズマが発生する。プラズマの発生により、電極パネル６間を流通する排ガスに含まれるＰＭが酸化（燃焼）されて除去される。

＜プラズマリアクタ用電源装置＞
図２は、プラズマリアクタ用電源装置７の構成を示す回路図である。

プラズマリアクタ用電源装置７は、フライバックコンバータの構成を有している。すなわち、プラズマリアクタ用電源装置７は、昇圧トランス（フライバック型昇圧トランス）１１および通電制御用スイッチング素子１２を備えている。また、プラズマリアクタ用電源装置７は、ゲートドライブ回路１３を備えている。

昇圧トランス１１は、一次コイル２１および二次コイル２２を有している。一次コイル２１の一端は、配線２３に接続されている。配線２３には、ヒューズ２４を介して、バッテリ２５のプラス端子が接続されている。バッテリ２５は、たとえば、１２Ｖの直流電圧を出力する車載バッテリである。一次コイル２１の他端は、通電制御用スイッチング素子１２を介して、グランドに接続（接地）されている。二次コイル２２の一端および他端は、それぞれプラズマリアクタ１の放電電極３，４に接続されている。

通電制御用スイッチング素子１２は、たとえば、エンハンスメント型のｎＭＯＳＦＥＴであり、そのドレインが昇圧トランス１１の一次コイル２１の他端に接続され、ソースがグランドに接続されている。

ゲートドライブ回路１３は、通電制御用スイッチング素子１２をオン／オフするための信号（ゲート信号）を出力する回路である。

＜プラズマリアクタ用制御装置＞
プラズマリアクタ用電源装置７からプラズマリアクタ１に供給される電力を制御するため、プラズマリアクタ用制御装置３１がプラズマリアクタ用電源装置７に接続されている。

プラズマリアクタ用制御装置３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを含む構成であり、車両に搭載された複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）のうちの１つであってもよいし、ＥＣＵの１つに組み込まれていてもよい。プラズマリアクタ用制御装置３１には、電流センサ３２が接続されている。電流センサ３２は、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される印加電流、つまりプラズマリアクタ用電源装置７から出力される印加電流を検出し、その電流値に応じた信号を出力する。

プラズマリアクタ用制御装置３１は、ゲートドライブ回路１３を制御し、ゲートドライブ回路１３からの信号の出力／停止を切り替える。すなわち、プラズマリアクタ用制御装置３１からゲートドライブ回路１３にオン指示信号が入力されると、ゲートドライブ回路１３から信号が出力され、その信号が通電制御用スイッチング素子１２に入力されることにより、通電制御用スイッチング素子１２がオンになる。プラズマリアクタ用制御装置３１からゲートドライブ回路１３にオフ指示信号が入力されると、ゲートドライブ回路１３からの信号の出力が停止され、通電制御用スイッチング素子１２のゲートへの信号の入力がなくなることにより、通電制御用スイッチング素子１２がオフになる。

通電制御用スイッチング素子１２がオンになると、昇圧トランス１１の一次コイル２１にバッテリ２５の電圧が一次電圧として印加され、一次コイル２１にエネルギが蓄積される。その後、通電制御用スイッチング素子１２がオフになると、一次コイル２１に蓄積されたエネルギが開放されて、一次コイル２１に起電力が生じ、昇圧トランス１１の二次コイル２２に巻数比に応じた二次電圧が発生する。通電制御用スイッチング素子１２のオン／オフが繰り返されることにより、二次電圧がパルス的に発生し、パルス波状に変化する二次電圧がプラズマリアクタ１の放電電極３，４間に印加される。

＜第１実施形態＞
図３は、本発明の第１実施形態に係るプラズマリアクタ用制御装置３１の機能的な構成を示すブロック図である。図４は、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に流れる電流（印加電流）の波形を示す図である。図５Ａおよび図５Ｂは、プラズマリアクタ１に流入する排ガスに含まれるＰＭ量（ＰＭ流入量）、プラズマリアクタ１の温度（リアクタ温度）、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電流のピーク値（電流ピーク値）およびＰＭ除去率の関係を示す図である。

プラズマリアクタ用制御装置３１は、図３に示されるように、ピーク検出部４１、目標ピーク値設定部４２、減算部４３および信号出力部４４を備えている。

ピーク検出部４１は、たとえば、電流センサ３２によって検出される印加電流の電流値の高周波成分を通過させるハイパスフィルタ回路と、このハイパスフィルタ回路の出力を増幅してその極性を反転する反転増幅器と、反転増幅器の出力の最大値（ピーク値）を保持して出力するピークホールド・リセット回路とを含むアナログ回路で構成することができる。ピークホールド・リセット回路は、一般的なピークホールド回路とリセット回路とを組み合わせたものである。リセット回路は、ピークホールド回路のホールドコンデンサと並列に設けられるリセットスイッチをオン／オフする回路である。

なお、リセット回路には、プラズマリアクタ用制御装置３１からゲートドライブ回路１３（図２参照）へのオン指示信号が出力される度に、そのオン指示信号の出力からオフ指示信号の出力までの期間内に、リセット信号が入力される。これにより、ピーク検出部４１は、プラズマリアクタ用電源装置７からパルス波状の二次電圧が１パルス出力される度に、図４に示されるように、印加電流値が正の値をとる期間におけるピーク値を出力する。

目標ピーク値設定部４２は、プラズマリアクタ１の放電電極３，４間に印加される印加電流の目標ピーク値を設定する。具体的には、目標ピーク値設定部４２は、エンジン（図示せず）から排出される排ガスの空燃比を取得し、空燃比から排ガスの単位体積に含まれるＰＭ量を求める。プラズマリアクタ用制御装置３１の不揮発性メモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリまたはＥＥＰＲＯＭなど）には、ＰＭ量と目標ピーク値との関係が２次元マップの形態で記憶されている。目標ピーク値設定部４２は、その関係に基づいて、その求めたＰＭ量に応じた目標ピーク値を設定する。

減算部４３は、目標ピーク値設定部４２により設定される目標ピーク値からピーク検出部４１によって検出されるピーク値を減算する。

信号出力部４４は、減算部４３により演算された減算値が０に近づくように、ゲートドライブ回路１３へのオン指示信号およびオフ指示信号の入力を制御し、通電制御用スイッチング素子１２のオン／オフを制御する。

＜作用効果＞
以上のように、プラズマリアクタ１に流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量（ＰＭ流入量）に対応する値が取得され、その取得された値に応じた目標ピーク値が設定される。一方で、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電流のピーク値が取得される。そして、その取得されたピーク値が目標ピーク値に一致するように、プラズマリアクタ１の放電電極３，４への電力の供給が制御される。

プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電流のピーク値が一定であれば、プラズマリアクタ１の温度にかかわらず、プラズマリアクタ１の放電電極３，４間（電極パネル６間）で生じる放電の強さが一定に保たれる。したがって、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電流のピーク値をプラズマリアクタ１に流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量に応じた目標ピーク値に一致させる制御により、プラズマリアクタ１に流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量に応じた強さの放電をプラズマリアクタ１の放電電極３，４間に生じさせることができ、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、プラズマリアクタ１の温度（リアクタ温度）にかかわらず、ＰＭ除去率を一定に保つことができる。

＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係るプラズマリアクタ用制御装置３１の機能的な構成を示すブロック図である。図７は、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電圧（印加電圧）、電流（印加電流）および電流積算値の時間変化を示す図である。図８は、プラズマリアクタ１の温度（リアクタ温度）、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電流のピーク値（電流ピーク値）、電流積算値およびプラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電圧（印加電圧）の関係を示す図である。

なお、図６において、図３に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号が付された部分の説明を省略する。

図６に示される構成では、図３に示される構成に追加して、電流積算部５１およびリアクタ温度推定部５２が備えられている。

電流積算部５１は、たとえば、電流センサ３２によって検出される印加電流の電流値を時間積分する積分回路と、この積分回路の出力を増幅してその極性を反転する反転増幅器と、反転増幅器の出力の最大値を保持して出力するピークホールド・リセット回路とを含むアナログ回路で構成されている。ピークホールド・リセット回路は、一般的なピークホールド回路とリセット回路とを組み合わせたものである。リセット回路は、ピークホールド回路のホールドコンデンサと並列に設けられるリセットスイッチをオン／オフする回路である。

なお、リセット回路には、プラズマリアクタ用制御装置３１からゲートドライブ回路１３（図２参照）へのオン指示信号が出力される度に、そのオン指示信号の出力からオフ指示信号の出力までの期間内に、リセット信号が入力される。これにより、電流積算部５１は、プラズマリアクタ用電源装置７からパルス波状の二次電圧が１パルス出力される度に、印加電流値が正の値をとる期間の電流積算値を出力する。

リアクタ温度推定部５２には、電流積算部５１から電流積算値が入力される。プラズマリアクタ用制御装置３１の不揮発性メモリには、電流積算値とリアクタ温度との関係が２次元マップの形態で記憶されている。リアクタ温度推定部５２は、その関係に基づいて、電流積算部５１から入力される電流積算値に対応するリアクタ温度を取得し、当該リアクタ温度をプラズマリアクタ１の温度として推定する。

＜作用効果＞
プラズマリアクタ１の温度が高いほど、プラズマリアクタ１の放電電極３，４間（電極パネル６間）における放電が生じやすいので、図７に示されるように、放電電極３，４に流れる電流値が大きくなる。そのため、プラズマリアクタ１の温度が高い時と低い時とを比較すると、プラズマリアクタ１の電極に印加される電流のピーク値が同じであっても、その電流の積算値に差が生じる。具体的には、図８に示されるように、プラズマリアクタ１の温度（リアクタ温度）が高いほど、電流積算部５１から出力される電流積算値が大きくなる。この電流積算値とリアクタ温度との関係がプラズマリアクタ用制御装置３１の不揮発性メモリに記憶されているので、その関係に基づいて、電流積算値からプラズマリアクタ１の温度を精度よく推定することができる。

プラズマリアクタ１の温度を推定できるので、プラズマリアクタ１の温度を利用した各種の処理が可能となる。たとえば、プラズマリアクタ１の温度が所定の異常温度以上である場合にプラズマリアクタ１が異常高温であることを警報する処理が可能となる。

また、プラズマリアクタ１の温度が高いほど、プラズマリアクタ１の放電電極３，４間における放電が生じやすいので、図８に示されるように、目標ピーク値が一定である場合、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される印加電圧が小さくなる。そのため、図６に二点鎖線で示されるように、印加電圧推定部５３を設けて、プラズマリアクタ１の温度と印加電圧との関係をプラズマリアクタ用制御装置３１の不揮発性メモリに記憶させておけば、その関係に基づいて、印加電圧推定部５３により、プラズマリアクタ１の温度から印加電圧を推定することも可能である。

その他、図６に示される構成によっても、図３に示される構成と同様の作用効果を奏することができる。

＜第３実施形態＞
図９は、本発明の第３実施形態に係るプラズマリアクタ用制御装置３１の機能的な構成を示すブロック図である。図１０は、プラズマリアクタ１（電極パネル６）におけるＰＭ付着量が多い時（ＰＭ付着時）と少ない時（通常時）とにおけるプラズマリアクタ用電源装置７の昇圧トランス１１に印加される一次電圧、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電流（印加電流）およびその電流の積算値（電流積算値）の時間変化を示す図である。

なお、図９において、図３に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号が付された部分の説明を省略する。

図９に示される構成では、図３に示される構成に追加して、電流積算部６１およびＰＭ付着量推定部６２が備えられている。

電流積算部６１は、たとえば、電流センサ３２によって検出される印加電流の電流値を時間積分する積分回路と、この積分回路の出力を増幅してその極性を反転する反転増幅器と、反転増幅器の出力の最大値を保持して出力するピークホールド・リセット回路とを含むアナログ回路で構成されている。ピークホールド・リセット回路は、一般的なピークホールド回路とリセット回路とを組み合わせたものである。リセット回路は、ピークホールド回路のホールドコンデンサと並列に設けられるリセットスイッチをオン／オフする回路である。

なお、リセット回路には、プラズマリアクタ用制御装置３１からゲートドライブ回路１３（図２参照）へのオン指示信号が出力される度に、そのオン指示信号の出力からオフ指示信号の出力までの期間内に、リセット信号が入力される。これにより、電流積算部６１は、プラズマリアクタ用電源装置７からパルス波状の二次電圧が１パルス出力される度に、印加電流値が正の値をとる期間の電流積算値を出力する。

ＰＭ付着量推定部６２には、電流積算部６１から電流積算値が入力される。また、昇圧トランス１１に対する一次電圧の印加時間も入力される。プラズマリアクタ用制御装置３１の不揮発性メモリには、電流積算値と一次電圧の印加時間とＰＭ付着量との関係が３次元マップの形態で記憶されている。ＰＭ付着量推定部６２は、その関係に基づいて、電流積算部６１から入力される電流積算値に対応するＰＭ付着量を取得し、当該ＰＭ付着量をプラズマリアクタ１に付着しているＰＭ量として推定する。

＜作用効果＞
プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される電流のピーク値を目標ピーク値に一致させる制御では、目標ピーク値が一定である場合、電流積算部５１から出力される電流積算値は、図７および図１０に示されるように、リアクタ温度が高い場合およびＰＭ付着量が増えた場合のどちらの場合でも大きくなる。ここで、プラズマリアクタ１の放電電極３，４に印加される際における、プラズマリアクタ用電源装置７の昇圧トランス１１に対する一次電圧の印加時間は、リアクタ温度が変化しても一定となる。ところが、ＰＭ付着量が多くなると、一次電圧の印加時間が短くなる。よって、電流積算値と一次電圧の印加時間とプラズマリアクタ１におけるＰＭ付着量との関係に基づいて、ＰＭ付着量を推定することができる。

プラズマリアクタ１におけるＰＭ付着量を推定できるので、そのＰＭ付着量を利用した各種の処理が可能となる。たとえば、プラズマリアクタ１におけるＰＭ付着量が所定の異常付着量以上である場合にプラズマリアクタ１におけるＰＭの付着が異常であることを警報する処理が可能となる。

その他、図９に示される構成によっても、図３に示される構成と同様の作用効果を奏することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、プラズマリアクタ１に流入する排ガスの温度および／またはプラズマリアクタ１から流出する排ガスの温度をそれぞれ検出する温度センサが設けられて、その温度センサによって検出される温度に基づいて、電流積算値から推定されるプラズマリアクタ１の温度が補正されてもよい。

また、電流積算値と一次電圧の印加時間からＰＭ付着量を推定する場合に、電流積算値をＰＭ付着の判定値として使用し、プラズマリアクタ用制御装置３１の不揮発性メモリに記憶された一次電圧の印加時間とＰＭ付着量の２次元マップの形態からＰＭ付着量を推定してもよい。

また、一次電圧の印加時間をＰＭ付着の判定値として使用し、プラズマリアクタ用制御装置３１の不揮発性メモリに記憶された電流積算値とＰＭ付着量の２次元マップの形態からＰＭ付着量を推定してもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１プラズマリアクタ
３放電電極（電極）
４放電電極（電極）
７プラズマリアクタ用電源装置（電源装置）
１１昇圧トランス（フライバック型昇圧トランス）
３１プラズマリアクタ用制御装置
３２電流センサ
４１ピーク検出部（ピーク値取得手段）
４２目標ピーク値設定部（目標ピーク値設定手段
４４信号出力部（制御部）
５１電流積算部（電流積算手段）
５２リアクタ温度推定部（リアクタ温度推定手段）
６１電流積算部（電流積算手段）
６２ＰＭ付着量推定部（ＰＭ付着量推定手段）

Claims

エンジンから排出される排ガスに含まれるＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を除去するためのプラズマリアクタに用いられる制御装置であって、
前記プラズマリアクタに流入する排ガスの単位体積中に含まれるＰＭ量に対応する値を取得するＰＭ量取得手段と、
前記ＰＭ量取得手段によって取得された値に応じた目標ピーク値を設定する目標ピーク値設定手段と、
前記プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値を取得するピーク値取得手段と、
前記ピーク値取得手段によって取得されるピーク値が前記目標ピーク値設定手段によって設定される目標ピーク値に一致するように、前記電極に電力を供給する電源装置を制御する制御部とを含む、プラズマリアクタ用制御装置。
フライバック型昇圧トランスを備える電源装置から電力が供給されるプラズマリアクタに用いられる制御装置であって、
前記プラズマリアクタの電極に印加される電流のピーク値を取得するピーク値取得手段と、
前記ピーク値取得手段によって取得されるピーク値が目標ピーク値に一致するように、前記電極に電力を供給する電源装置を制御する制御部と、
前記電極に印加される電流の値を所定期間にわたって積算する電流積算手段と、
前記フライバック型昇圧トランスへの一次電圧の印加時間を取得する印加時間取得手段と、
前記電流積算手段による電流積算値および前記印加時間取得手段によって取得される印加時間に基づいて、前記プラズマリアクタに付着しているＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）量を推定するＰＭ付着量推定手段とを含む、プラズマリアクタ用制御装置。