廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法

專利名稱：廢氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種用于凈化廢氣排放物的內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中的廢氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為一種用于凈化來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放物的技術(shù)，傳統(tǒng)上建議使用一種由交流電壓作用在電極(等離子反應(yīng)器)之間產(chǎn)生等離子體的廢氣凈化系統(tǒng)。例如，在日本專利申請(qǐng)公開號(hào)7-293223(1995)中公開的一種系統(tǒng)，它有一個(gè)布置在從發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái)的廢氣排放流路中的反電極，和一個(gè)布置在反電極上流的放電電極。在日本專利申請(qǐng)公開號(hào)7-265652(1995)中公開的另一個(gè)系統(tǒng)包括一種蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件，用作布置在從發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái)的廢氣排放流路中的反電極和布置為貫穿蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件單元的放電電極。
在這些系統(tǒng)中，當(dāng)高電壓被作用在放電電極和反電極之間，因此產(chǎn)生的等離子能量使得包含在廢氣排放物中的HC，CO，NOx和其他物質(zhì)為自由狀態(tài)(自由基)。然后，這些物質(zhì)通過(guò)與廢氣排放物中包含的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被凈化。
在這個(gè)系統(tǒng)中，由放電電極充電的微粒物質(zhì)，或PM，被吸引和附著到相反極性的反電極上。PM可以密集的附著在反電極的一些局部區(qū)域，而在其他區(qū)域則稀疏分布。如果這種情況發(fā)生，在一個(gè)狹窄區(qū)域上密集分布的PM趨于不完全燃燒。那么，剩下未燃燒的殘余灰燼使廢氣排放流動(dòng)通道的截面面積(一個(gè)開口面積)減少。這導(dǎo)致了壓力損失的增加和排氣通路的堵塞，因此使系統(tǒng)的凈化性能下降。
因此，本發(fā)明的目的是提供用于抑制PM在反電極上不穩(wěn)定，或部分密集和部分稀疏的附著的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了完成前述的目的，本發(fā)明提供了一種廢氣凈化系統(tǒng)，包括一個(gè)布置在從發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái)的廢氣排放流動(dòng)通道中的蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件；一個(gè)從蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件上游側(cè)沿著它的軸向延伸的中心電極，它被施加與蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件電極相反的電極的電壓；和一個(gè)或多個(gè)子電極，用于控制中心電極和蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的電場(chǎng)。
子電極優(yōu)選布置在中心電極和蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間。
任意數(shù)量的子電極可以被提供。毫無(wú)疑問(wèn)優(yōu)選采用多個(gè)子電極。甚至更加優(yōu)選的是，兩個(gè)子電極互相之間布置成相隔180°，或者四個(gè)子電極互相之間布置成相隔90°。
如果使用多個(gè)子電極，則優(yōu)選的是，還設(shè)有電源電路，用于將交流電流作用到一對(duì)相互反向的子電極。
如果系統(tǒng)設(shè)有將周期變化的電流作用到子電極上的電源電路，那么優(yōu)選的是，來(lái)自電源電路的電流輸出的頻率隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)而變化。更加優(yōu)選的是，頻率被控制為以這種方式變化，即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，頻率也越高。
參考附圖，通過(guò)本發(fā)明的具體實(shí)施例在下文中描述，本發(fā)明上述和其它目的，效果，特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清楚。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是一個(gè)示意性框圖，表示了本發(fā)明廢氣凈化系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)施例。
圖2是一個(gè)曲線圖，表示了從掃描電源電路到子電極之間電壓輸出的鋸齒波。
圖3是一個(gè)曲線圖，表示了從掃描電源電路到子電極之間電壓輸出的脈沖波。
圖4是一個(gè)曲線圖，表示了從掃描電源電路到子電極之間電壓輸出的正弦波。
圖5是一個(gè)曲線圖，表示了一個(gè)從掃描電源電路到子電極之間電壓輸出的鋸齒波的例子，在鋸齒波上疊加一個(gè)脈沖波。
圖6是一個(gè)示意的框圖，表示了本發(fā)明廢氣凈化系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)施例。
圖7是一個(gè)曲線圖，表示了本發(fā)明廢氣凈化系統(tǒng)的第三個(gè)實(shí)施例中從電源電路輸出的電壓波形。
圖8是一個(gè)曲線圖，表示了本發(fā)明廢氣凈化系統(tǒng)的第三個(gè)實(shí)施例中典型的頻率設(shè)置。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將會(huì)參照附圖進(jìn)行描述。圖1表示了本發(fā)明廢氣凈化系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)施例。廢氣凈化系統(tǒng)1被建立在未示出的內(nèi)燃機(jī)的廢氣路徑中，用于凈化從發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中排出的廢氣排放物。
如圖1所示，廢氣凈化系統(tǒng)包括一個(gè)金屬制成的、大致為圓柱形狀的凈化容器10。凈化容器10的上游端通過(guò)排氣管L1連接到圖上未示出的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管上。凈化容器10的下游端通過(guò)排氣管L2連接到催化器機(jī)構(gòu)和未示出的消聲器上，從而和外部環(huán)境相通。從發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中排出的廢氣排放物沿箭頭所示方向通過(guò)排氣管L1進(jìn)入凈化容器10的內(nèi)部。在凈化容器10的內(nèi)部被凈化的廢氣排放物通過(guò)排氣管L2被排出到外部環(huán)境中去。
大致為圓柱結(jié)構(gòu)的蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20布置在凈化容器10的內(nèi)部。蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20是廣為人知的由硅碳化物的多孔燒結(jié)體組成的蜂巢過(guò)濾器。許多單元20a，每個(gè)都有大致方形的截面，它們?nèi)佳刂涑步Y(jié)構(gòu)構(gòu)件20軸線方向均勻形成。每個(gè)單元20a通過(guò)薄的單元壁互相隔開。每個(gè)單元20a在它的前端部分和后端部分是開口的，從而使蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20的上游側(cè)和凈化容器10內(nèi)部的下游側(cè)相通。氧化催化劑被支持在單元壁的表面上。氧化催化劑由鉑族元素(例如Pt或者類似的元素)，包括釩，銅，錳和鋁的金屬元素，和金屬氧化物及類似元素組成。
圓柱形的外部電極30固定到蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20的外圍表面。小直徑，棒狀的中心電極40被布置在蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20的上游側(cè)，以至于它被布置在蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20的軸線方向的中心軸線上。許多用于加強(qiáng)電子放電的針狀突起(未示出)可以被提供在中心電極40的下游側(cè)端部。
用于電場(chǎng)控制的子電極130a和130b彼此相對(duì)且互相平行的被提供在中心電極40的下游端和蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20的上游端。子電極130a和130b控制在中心電極40和外電極30之間的電場(chǎng)，因此控制PM附著在蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20上的區(qū)域。
吸引電源電路150被連接到中心電極40和外電極30上。掃描電源電路151被連接到子電極130a和130b上。每個(gè)電源電路150和151包括一個(gè)反相電路，一個(gè)變壓器，整流二極管，一個(gè)開關(guān)電路和類似電路。另外，每個(gè)電源電路150和151被連接到直流電源或者汽車電池51，和用于控制使用廢氣凈化系統(tǒng)1的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(下文中寫作發(fā)動(dòng)機(jī)ECU)70。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70包括一個(gè)CPU，ROMs，RAMs，I/O端口和存儲(chǔ)設(shè)備，未示出。一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器71，一個(gè)節(jié)氣門位置傳感器72，和一個(gè)A/F(空氣燃料比)傳感器73被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70的I/O端口上作為檢測(cè)機(jī)構(gòu)。被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70的I/O端口上的檢測(cè)機(jī)構(gòu)還包括空氣流量計(jì)74、一個(gè)設(shè)在進(jìn)氣側(cè)的進(jìn)氣壓力傳感器75和設(shè)在排氣側(cè)的氧傳感器76。基于這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU70計(jì)算相關(guān)值以完成后面描述的處理。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70根據(jù)預(yù)先設(shè)置的控制程序進(jìn)行計(jì)算。另外發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70基于那些由傳感器71到76和類似傳感器提供的指示發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的信號(hào)產(chǎn)生出不同類型的信號(hào)。特別的，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)(門脈沖)，用于驅(qū)動(dòng)電源電路150和151的反相電路。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70也產(chǎn)生電壓指示信號(hào)，用于指示從電源電路150和151輸出的電壓值。當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)和電壓指示信號(hào)由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU70提供時(shí)，下列操作在電源電路150和151完成。特別的，來(lái)自直流電源51的直流電壓通過(guò)反相電路被轉(zhuǎn)換成相關(guān)的交流電壓。交流電壓然后通過(guò)變壓器升壓，并且，如果必要，通過(guò)二極管整流。因此所需電壓的輸出被產(chǎn)生，在后文中描述。
廢氣凈化系統(tǒng)的操作將會(huì)在下面被描述。當(dāng)使用者打開點(diǎn)火開關(guān)啟動(dòng)汽車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)和一個(gè)電壓指示信號(hào)，從而操作電源電路150和151。
吸引電源電路150產(chǎn)生一個(gè)用于中心電極40和蜂窩結(jié)構(gòu)單元20的預(yù)先設(shè)定值的直流電流的輸出。掃描電源電路151產(chǎn)生一個(gè)在子電極130a和130b之間正負(fù)交替、周期波形的高電壓電流的輸出。由電源電路150和151產(chǎn)生的輸出電流的電壓可以是如圖2所示的鋸齒波形，如圖3所示的脈沖波形，或者由圖4所示的正弦波形。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的廢氣凈化系統(tǒng)中，當(dāng)預(yù)先設(shè)置電壓值的直流電流從吸引電源電路150作用在中心電極40和外電極30上時(shí)，廢氣排放物中包含的PM由于來(lái)自中心電極40的放電而被充電。PM然后被吸引到和中心電極40具有不同極性的蜂窩結(jié)構(gòu)單元20上。另一方面，當(dāng)掃描電源電路151將在0V附近的正方向和負(fù)方向周期性變化的電流作用到子電極130a和130b上時(shí)，子電極130a和130b的操作控制PM的移動(dòng)路徑。特別的，PM然后在子電極130a側(cè)和子電極130b側(cè)之間交替反射。因此，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，PM能夠均勻地附著和固定在蜂窩結(jié)構(gòu)單元20的更廣泛的區(qū)域內(nèi)，覆蓋區(qū)域直到外圍部分，而不會(huì)允許PM緊密的附著在接近蜂窩結(jié)構(gòu)單元20的軸的區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，抑制或補(bǔ)償不均勻的分布，即PM部分密集和部分稀疏的附著，因此可以稀疏(不密集)地使PM分布到更加廣泛的區(qū)域。因此，通過(guò)避免沉積在某個(gè)局部區(qū)域PM量的飽和，可能抑制它的處理性能的下降。由于同樣的原因，能防止單元20a被堵塞。這使好的處理性能得到長(zhǎng)時(shí)間維持。
廢氣排放物中的HC，CO，NOx和其它物質(zhì)通過(guò)放電產(chǎn)生的等離子體被制成自由基，進(jìn)入了一種容易反應(yīng)的狀態(tài)。分布在由于暴露在廢氣排放物中而具有很高溫度的蜂窩結(jié)構(gòu)單元20上的PM，由于在中心電極40和外電極30之間放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱而被燃燒。另外，PM通過(guò)支持在蜂窩結(jié)構(gòu)單元20上的氧化催化劑的作用變成無(wú)害物。
短時(shí)間的高電壓脈沖信號(hào)可以被疊加在通過(guò)掃描電源電路151作用在子電極130a和130b的交流電流上。特別的，參考圖5，由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70控制的短時(shí)間Δt的高電壓脈沖可以被疊加在0V附近正方向和負(fù)方向周期變化的電壓上，Δt的時(shí)間太短了以至于這個(gè)脈沖不能完全影響PM的移動(dòng)路徑。這樣甚至進(jìn)一步促進(jìn)了制造可用物質(zhì)自由基而不需要很大能量的消耗。此外，這種高壓脈沖信號(hào)可以被疊加在吸引電源電路150的直流電流輸出上。
現(xiàn)將描述本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的廢氣凈化系統(tǒng)。上述的第一優(yōu)選實(shí)施例使用一對(duì)子電極130a和130b。然而，可以理解，用于本發(fā)明的電場(chǎng)控制的許多子電極數(shù)目并不限制為一對(duì)。而是，可以提供僅僅一個(gè)或者所需數(shù)目的子電極。在第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)將在下文中被描述，兩對(duì)子電極被提供。
參考圖6，本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的廢氣凈化系統(tǒng)101被構(gòu)建如下，除了第一優(yōu)選實(shí)施例系統(tǒng)中包括的零件，還包括子電極130c和130d。從蜂窩結(jié)構(gòu)單元20的視角看，連接子電極130c和130d中心的軸被制成垂直于連接子電極130a和130b中心的軸。另外，具有結(jié)構(gòu)類似于掃描電源電路151的掃描電源電路152被用來(lái)控制子電極130c和130d。
在本發(fā)明的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在提供的廢氣排放物中包含的PM的移動(dòng)路徑能被控制在垂直于蜂窩結(jié)構(gòu)單元20中心軸的平面上的兩個(gè)正交軸線方向(X和Y方向)。PM的移動(dòng)路徑因此可以被控制的更加精密。特別的，掃描電源電路151和152能夠關(guān)于彼此地由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 170控制。PM沉積在蜂窩結(jié)構(gòu)單元20的前端表面的點(diǎn)因此可以被任意設(shè)置。另外，第二個(gè)實(shí)施例的設(shè)置使得PM沉積點(diǎn)逐漸移動(dòng)所通過(guò)的軌跡成為任一形狀成為可能，從蜂窩結(jié)構(gòu)單元20的軸的上部看，如圓和螺旋形。
在工作開始以后一段時(shí)間內(nèi)，通過(guò)監(jiān)視電子放電量或者放電電壓值，可以使估算PM的捕集量成為可能。PM的捕集量甚至可以在蜂窩結(jié)構(gòu)單元20給定的每個(gè)分割的區(qū)域中被估計(jì)出來(lái)。特別的，例如，蜂窩結(jié)構(gòu)單元20的整個(gè)區(qū)域可以被分成每個(gè)(或者兩個(gè)或更多個(gè))單元20a的部分。結(jié)合如電壓值、溫度和空燃比的狀態(tài)，所有這些值能夠被存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 170的預(yù)先設(shè)定的區(qū)域中，例如，基于時(shí)間長(zhǎng)度或者時(shí)間集的數(shù)目，可以作出PM捕集量的估計(jì)，在這段時(shí)間長(zhǎng)度和時(shí)間集的數(shù)目的過(guò)程中，該部分的點(diǎn)被認(rèn)為是一個(gè)PM沉積點(diǎn)(沉積目標(biāo))?；谶@些值，被捕集PM當(dāng)前的累積數(shù)目能被估計(jì)出來(lái)。PM捕集量的估計(jì)結(jié)果可以被用于，例如，當(dāng)沉積在某個(gè)區(qū)域PM的數(shù)目超出了預(yù)先設(shè)定值后減少選擇特定區(qū)域的頻率，或者增加用于某個(gè)特定區(qū)域處理容量(例如作用電壓)。
本發(fā)明的第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的廢氣凈化系統(tǒng)將會(huì)被描述。在第三個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)中，作用在子電極130a和130b上的電流的頻率會(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)而改變。第三個(gè)實(shí)施例的硬件配置和第一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)一樣。用于第三實(shí)施例系統(tǒng)的控制裝置根據(jù)下面詳細(xì)描述的第一實(shí)施例的系統(tǒng)被修改。應(yīng)該理解，雖然第三個(gè)實(shí)施例的硬件配置和第一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)一樣，但是，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)用于改變作用在子電極的電流的頻率的控制可以被應(yīng)用于和第二實(shí)施例一樣的硬件配置上。
本發(fā)明的第三實(shí)施例，作用在子電極130a和130b上的電流的頻率和來(lái)自于吸引電源電路150的每單位時(shí)間的電壓值和脈沖數(shù)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)而變化。這些控制在下文中被詳細(xì)提供。當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器71檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超出了預(yù)先設(shè)定的限值(圖7中從時(shí)間t1到時(shí)間t2的時(shí)間段)時(shí)，在子電極130a和130b上作用的電流頻率Vs，來(lái)源于吸引電源電路150的電壓值Va，和從掃描電源電路151輸出的高電壓脈沖的每個(gè)單位時(shí)間的脈沖數(shù)Vb分別被增加。
圖8是一個(gè)曲線圖，表示了一個(gè)典型設(shè)置，它代表了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和用于子電極130a和130b的應(yīng)用電流的頻率之間的關(guān)系。圖8表明，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低，應(yīng)用電流的頻率越高。然而，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而變化的應(yīng)用電流的頻率被設(shè)置成離散的，如實(shí)線所表示的設(shè)置例子f1所示。特別的，同流動(dòng)速率保持低于限值th1的時(shí)間段相比較，當(dāng)廢氣排放物超出預(yù)先設(shè)定的限制值th1時(shí)，頻率被設(shè)置成相對(duì)較大值。這些設(shè)置以限值、函數(shù)或者表格式數(shù)據(jù)的形式，優(yōu)選預(yù)先存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70的ROM的預(yù)先設(shè)置的區(qū)域內(nèi)。
通常來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，廢氣排放物的流動(dòng)速率(容積/時(shí)間)和放出的有害物質(zhì)的數(shù)量越大。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)暫時(shí)處于高轉(zhuǎn)速的這段時(shí)間太短以至于這段時(shí)間只有電流作用在子電極130a和130b上時(shí)間的大約一半。如果應(yīng)用電流的頻率和在通常情況下應(yīng)用電流頻率一樣，則PM就有可能密集的沉積在蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20的某些位置區(qū)域。因此，如果作用在子電極130a和130b上的電流的頻率在這種情況下被設(shè)置到增加水平，則PM在直徑方向上的不均勻沉積可以被避免。另外，優(yōu)選的，作用在子電極130a和130b上的電流的周期被設(shè)置成小于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變得更高并暫時(shí)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的參考值的這段時(shí)間(例如，最短1秒)。
優(yōu)選的是，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于一定限值同時(shí)包含在廢氣排放物中有害物質(zhì)的數(shù)量很大時(shí)，那么增加每單元時(shí)間內(nèi)作用在子電極130a和130b之間的脈沖數(shù)目。這種措施將抑制蜂窩結(jié)構(gòu)單元20上的PM的沉積。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高同時(shí)廢氣排放物流動(dòng)速率大，那么廢氣排放物的流動(dòng)速度也將高。在這種狀態(tài)下，如果由吸引電源電路150作用的電流的電壓在通常時(shí)間內(nèi)保持相同，那么附著在蜂窩結(jié)構(gòu)單元20的單元20a上的PM由于增加的流動(dòng)阻力而可能被清除，同時(shí)可能向下游流動(dòng)未被處理。在這種情況下，如果由吸引電源電路150作用的電流的電壓像第三實(shí)施例體現(xiàn)的那樣被增加，那么可能抑制PM從蜂窩結(jié)構(gòu)單元20上被清除。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)速度和子電極130a和130b上的應(yīng)用電流的頻率被設(shè)置成離散的，如圖8中設(shè)置例子f1所示。不使用這種離散設(shè)置，應(yīng)用電流的頻率可以被設(shè)置成隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而逐漸的增加，或者大致連續(xù)的，如圖8中設(shè)置的例子f2中的鏈線所示。
在第三個(gè)實(shí)施例中的廢氣凈化系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速被用作一個(gè)代表發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的物理量。然而，其他物理量可以被用作根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的檢測(cè)。這種物理量包括，例如由節(jié)氣門位置傳感器72檢測(cè)的節(jié)氣門位置，由A/F傳感器73檢測(cè)的A/F比，由空氣流量計(jì)74檢測(cè)的進(jìn)氣量，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的工作位置，在這個(gè)控制獨(dú)立提供的燃油噴射控制過(guò)程中由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70設(shè)置的燃油噴射量，由進(jìn)氣壓力傳感器75檢測(cè)的進(jìn)氣壓力，由氧傳感器76檢測(cè)的氧氣濃度，由未示出的加速傳感器檢測(cè)出的加速踏板操作量，由未示出的廢氣溫度傳感器檢測(cè)的廢氣溫度，由未示出的外部空氣溫度傳感器檢測(cè)的外部空氣溫度，以及被未示出的點(diǎn)火開關(guān)和軟件定時(shí)器檢測(cè)的、在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的流逝時(shí)間。因此就有可能使用任意種類的物理量或參數(shù)的當(dāng)前值和目標(biāo)值，這些值和廢氣排放物流動(dòng)速率或者每單位時(shí)間內(nèi)處理的物質(zhì)量有關(guān)，可以用于估算。
應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行不同的改變和修改。例如，雖然在前述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，子電極130a，130b，130c和130d是平行的扁平形狀，但是任何其他形狀也可以用于子電極。而且，雖然幾個(gè)不同種類的電源電路150，151和152分別被提供在本發(fā)明的每個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，但其他電路設(shè)置也可以被使用；例如，如果需要，這種電源電路中的一些能夠被整合在一起，同時(shí)使用一個(gè)開關(guān)電路為供電電源選擇合適的目標(biāo)。
在前面所述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 70和170被用來(lái)提供關(guān)于本發(fā)明的控制。然而，一種不同的方法也有可能實(shí)現(xiàn)，在這種方法里獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的處理系統(tǒng)能夠被用來(lái)提供關(guān)于本發(fā)明的控制，同時(shí)一些或所有的控制參數(shù)可以作為源于外部例如發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的信息被獲得。
本發(fā)明的前述的每個(gè)優(yōu)選實(shí)施例使用等離子反應(yīng)器，它包括圓柱狀的外電極30，該外電極30固定到蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20的外圍表面，吸引電源電路150用來(lái)給它供電。然而，不同結(jié)構(gòu)的廢氣凈化系統(tǒng)可以被任意應(yīng)用在本發(fā)明上。例如，吸引電源電路150可以被直接連接到蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20。
本發(fā)明的每一個(gè)前述的優(yōu)選實(shí)施例，蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20的每個(gè)單元20a提供蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件20上游側(cè)和下游側(cè)的連接。代替這種設(shè)置，蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以有不同的結(jié)構(gòu)；例如，這種單元中的一些的上游側(cè)的端部被堵塞同時(shí)在連接到那兒的其他單元的下游側(cè)的端部也被堵塞。在這種設(shè)置中，通過(guò)帶有開口上游端的單元流入的廢氣排放物通過(guò)多孔壁被過(guò)濾，同時(shí)，得到的過(guò)濾后的廢氣排放物從帶有開口上游端的單元被排出。在這種時(shí)間，廢氣排放物中的PM由壁捕集。另外，本發(fā)明被用于不同類型的系統(tǒng)，它通過(guò)電能的作用能夠改善廢氣排放物，而與等離子是否被使用無(wú)關(guān)。
本發(fā)明已關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例被詳細(xì)的描述，同時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員從前面描述中可以明顯的看到，在不偏離本發(fā)明最大范圍的情況下可以進(jìn)行變化和改變，因此，在明顯的權(quán)利要求中，它的目標(biāo)是在落入本發(fā)明真實(shí)精神的情況下覆蓋所有這種變化和改變。
權(quán)利要求
1.一種廢氣凈化系統(tǒng)，包括布置在從發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái)的廢氣排放流動(dòng)通道中的蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件；從蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件上游側(cè)沿著它的軸向延伸的中心電極，它被施加與蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件電極相反的電極的電壓；一個(gè)或更多的子電極，用于控制中心電極和蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的電場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的廢氣凈化系統(tǒng)，其中子電極布置在中心電極和蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所說(shuō)的一個(gè)或更多的子電極是多個(gè)子電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所說(shuō)的多個(gè)子電極是互相之間相隔180°布置的兩個(gè)子電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所說(shuō)的多個(gè)子電極是互相之間相隔90°布置的四個(gè)子電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求3中的廢氣凈化系統(tǒng)，其中還設(shè)有電源電路，用于將交流電流作用到多個(gè)子電極中的相互反向的一對(duì)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中的廢氣凈化系統(tǒng)，還包括將周期變化的電流作用到所說(shuō)的一個(gè)或更多的子電極上的電源電路，和根據(jù)所說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)改變從電源電路輸出的電流的頻率的控制裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中的廢氣凈化系統(tǒng)，其中所說(shuō)的控制裝置通過(guò)下面的方式控制頻率，即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，頻率越高。
全文摘要
廢氣凈化系統(tǒng)(1)包括一個(gè)蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件(20)和一個(gè)中心電極(40)。蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件(20)被布置在從發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái)的廢氣排放流動(dòng)通道里。中心電極(20)從蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件(20)上游側(cè)沿著它的軸向延伸。與蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件(20)電極相反的電極的電壓作用在中心電極(40)上。子電極(130a，130b)還被提供用于控制在中心電極(40)和蜂巢結(jié)構(gòu)構(gòu)件(20)之間的電場(chǎng)。
文檔編號(hào)B01D53/94GK1601060SQ20041001189
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者辻公壽 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社