JP4877142B2

JP4877142B2 - 排気ガス浄化装置

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Publication number: JP4877142B2
Application number: JP2007206252A
Authority: JP
Inventors: 久也川端; 真明赤峰; 雅彦重津
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2027-08-08
Also published as: JP2009041422A

Description

本発明は、排気ガス浄化装置、特に、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒の上流に活性酸素を供給するように構成された排気ガス浄化装置に関し、排気エミッションの向上を図る技術分野に属する。

一般に、ガソリン等の化石燃料をエネルギ源とする自動車等の車両においては、エンジン始動直後の数１０秒間は、排気ガス温度が比較的低く、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒における白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）等の触媒金属が活性化していないために、未燃排気ガス成分である炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の浄化が困難であることが知られている。これを改善する方法の１つとして、従来、触媒をエキゾーストマニホルドの直下に配設した「直キャタ」と称されるマニホルド触媒が広く採用されている。しかし、この方法は、触媒温度が活性化温度に上昇するまでの時間の短縮化を図るものであり、問題の根本的な解決策とはなっていない。

そこで、ゼオライトをはじめとする炭化水素吸着材をマニホルド触媒の材料として用いることが行われている。すなわち、エンジン始動後、排気ガス温度が比較的低いときは、エンジンから排出された未燃炭化水素を炭化水素吸着材の細孔内に吸着し、排気ガス温度が約２００℃まで上昇したときには、炭化水素吸着材に吸着していた未燃炭化水素を放出して、約２００℃である程度活性化した触媒金属と反応させるのである。しかし、ゼオライトをはじめとするアルミノシリケート系の多孔質材は、高温化で結晶構造が崩れ易いという性質があるので、この方法は、時間の経過と共に触媒の浄化性能が次第に低下するという問題がある。

この問題に対処するために、ゼオライト等の炭化水素吸着材を用いずに、オゾン（Ｏ_３）等の活性酸素を用いて、未燃排気ガス成分を酸化浄化する方法が提案されている。例えば特許文献１には、空気に高電圧を作用させることにより、活性酸素であるオゾンを発生させ、このオゾンを排気通路の触媒よりも上流に供給して、排気ガス中に含まれるＨＣの一部をＣＯに転化し、このＣＯを後段の触媒でさらにＣＯ_２まで酸化する技術が開示されている。

ここで、一般に、オゾン等の活性酸素は酸化力が強く、かつ室温程度の比較的低い温度では生成してから分解するまでの寿命が比較的長いので、エンジンの始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度に到達するまでの間、活性酸素を触媒よりも上流の排気通路に供給することは、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分を酸化浄化する有効な方法であると考えられる。

特開２００５−２０７３１６（段落００４６〜００５０）

前述のように、エンジンの始動後、排気ガス温度が触媒活性化温度に到達するまでの間、オゾン等の活性酸素を触媒の上流に供給することは、未燃排気ガス成分を酸化浄化する有効な方法であると考えられるが、活性酸素は、生成してから分解するまでの寿命が有限であるため、例えば、低回転時や低負荷時等、排気ガスの流量が相対的に少なく、したがって、触媒上流の排気通路を流れる排気ガスの流速が相対的に遅いときは、触媒上流の排気通路に供給された活性酸素が排気ガス流にのって触媒に到達するまでに比較的長い時間がかかり、その結果、活性酸素が触媒に到達するまでに分解してしまって、活性酸素と触媒との協働により排気ガスを効率よく浄化することが困難になるという不具合が生じる。

本発明は、エンジンの始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度以下のとき、活性酸素を触媒の上流の排気通路に供給するように構成された排気ガス浄化装置における前記のような不具合に対処するもので、触媒上流の排気通路を流れる排気ガスの流速が相対的に遅いときに、活性酸素が触媒に到達するまでに分解してしまうという問題を抑制することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明では次のような手段を用いる。

すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒と、この排気ガス浄化触媒の上流の排気通路に活性酸素を供給可能な活性酸素供給手段とを有する排気ガス浄化装置であって、排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、エンジンの始動後に、前記排気ガス温度検出手段で検出される排気ガスの温度が前記排気ガス浄化触媒の活性化温度以下のとき、前記活性酸素供給手段を作動させる活性酸素供給制御手段と、前記排気ガス浄化触媒の上流の排気通路を流れる排気ガスの流速を検出する排気ガス流速検出手段と、前記活性酸素供給制御手段による活性酸素供給手段の作動時に、前記排気ガス流速検出手段で検出される排気ガスの流速が所定値以下のとき、前記排気ガス浄化触媒の上流の排気通路を流れる排気ガスの流速を増大する排気ガス流速増大手段とが備えられていることを特徴とする。

次に、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、前記活性酸素供給手段が活性酸素を供給する部位よりも上流の排気通路に空気を供給可能な空気供給手段が備えられ、前記排気ガス流速増大手段は、前記空気供給手段を作動させることにより、排気ガスの流速を増大することを特徴とする。

次に、本願の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、前記活性酸素供給手段は、空気を排気通路の側に向けて送る空気送り部と、この空気送り部で送られた空気を原料にして活性酸素を生成する活性酸素生成部とを有し、前記排気ガス流速増大手段は、前記空気送り部の空気送り量を増大させることにより、排気ガスの流速を増大することを特徴とする。

次に、本願の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の排気ガス浄化装置であって、前記空気送り部の空気送り量が増大されたとき、前記活性酸素生成部の活性酸素生成率を増大させる活性酸素生成率増大手段が備えられていることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒の上流に活性酸素を供給可能な活性酸素供給手段が設けられた排気ガス浄化装置において、エンジンの始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度以下のときは、前記活性酸素供給手段を作動させて、活性酸素を触媒の上流に供給するようにしたから、エンジンの始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度に到達するまでの間、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分が活性酸素と触媒との協働によって有効に酸化浄化され、排気ガス浄化率が向上することとなる。

すなわち、より詳しくは、排気ガス温度が触媒活性化温度に到達するまでの間、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分の一部と活性酸素の一部とが触媒よりも上流の排気通路内で接触し、続いて、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分の残部と活性酸素の残部とが触媒に流入した際に触媒層中の触媒粒子間を拡散する過程で接触し、さらにその活性酸素の残部のうちの一部は触媒金属を部分酸化しＨＣやＣＯの酸化に寄与するのである。

そして、そのうえで、排気ガス浄化触媒の上流の排気通路を流れる排気ガスの流速が所定値以下のときは、前記排気ガス浄化触媒の上流の排気通路を流れる排気ガスの流速を増大するようにしたから、触媒上流の排気通路に供給された活性酸素が比較的短時間のうちに触媒に到達することとなり、その結果、活性酸素が触媒に到達するまでに分解してしまって活性酸素と触媒との協働により排気ガスを効率よく浄化することが困難になる、という不具合が抑制されることとなる。

その場合に、請求項２に記載の発明によれば、活性酸素供給手段が活性酸素を供給する部位よりも上流の排気通路に空気を供給することによって排気ガスの流速を増大するようにしたから、簡単かつ低コストな方法で確実に排気ガスの流速を増大することが可能となる。

一方、請求項３に記載の発明によれば、活性酸素供給手段が、空気を排気通路の側に向けて送る空気送り部と、この空気送り部で送られた空気を原料にして活性酸素を生成する活性酸素生成部とを有するものである場合に、前記空気送り部の空気送り量を増大させることによって排気ガスの流速を増大するようにしたから、空気を排気通路に供給するための手段を別途設ける必要がなくなる。

その場合に、請求項４に記載の発明によれば、前記空気送り部の空気送り量が増大されたとき、前記活性酸素生成部の活性酸素生成率を増大させるようにしたから、排気通路に供給される活性酸素の量が多くなり、未燃排気ガス成分の浄化率がより一層向上することとなる。以下、発明の最良の実施形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る排気ガス浄化装置１０の制御システムを含んだ全体構成図である。エンジン１は吸気通路２及び排気通路３を有し、吸気通路２に、吸入空気量を検出するエアフローメータ５と、吸入空気の温度を検出する吸入空気温度センサ６とが配設され、排気通路３に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒金属、及びこれらの触媒金属を担持する酸化物担体としての活性アルミナやセリウム（Ｃｅ）系複合酸化物（酸素吸蔵材）等を含んだ構成の三元触媒１１が排気ガス浄化触媒として配設されている。

エンジン１には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ７が設けられている。

三元触媒１１よりも上流の排気通路３に、活性酸素供給手段としてオゾン供給装置１２が配設されている。すなわち、三元触媒１１の直上流にオゾン供給通路４が合流し、このオゾン供給通路４上に、該通路４を介して空気を排気通路３の側に向けて送るための空気供給ポンプ１３と、このポンプ１３で送られた空気を原料にして活性酸素としてオゾン（Ｏ_３）を生成するためのオゾン生成装置（オゾナイザ）１４とが配設されている。このオゾン生成装置１４は、例えば、空気を無声放電させることによりオゾンを発生させるものである。

さらに、排気通路３には、オゾン供給通路４の合流点（オゾン供給装置１２がオゾンを供給する部位）よりも上流に、排気通路３を流れる排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ１５と、排気通路３に空気を供給する空気供給装置１６とが配設されている。

ここで、空気供給装置１６の空気供給口は排気通路３の下流を向いている。これにより、空気供給装置１６から排気通路３に供給された空気は、確実に、三元触媒１１の上流の排気通路３を流れる排気ガスの流速を増大させるように作用する。

この排気ガス浄化装置１０のコントロールユニット２０は、前記エアフローメータ５からの吸入空気量信号と、前記吸入空気温度センサ６からの吸入空気温度信号と、前記エンジン回転数センサ７からのエンジン回転数信号と、前記排気ガス温度センサ１５からの排気ガス温度信号とを入力し、その入力結果に基いて、エンジン１に対する燃料噴射制御と、オゾン供給装置１２（すなわち空気供給ポンプ１３及びオゾン生成装置１４）に対するオゾン供給制御と、空気供給装置１６に対する空気供給制御（すなわち排気ガス流速増大制御）とを実行する。

図２は、この第１の実施形態に係るコントロールユニット２０がエンジン１の始動直後に行う具体的制御動作の１例を示すフローチャートである。すなわち、コントロールユニット２０は、ステップＳ１１で、冷間始動であることを確認した後、ステップＳ１２で、各種状態量を読み込む。この状態量には、吸入空気量、吸入空気温度、エンジン回転数、燃料噴射量、排気ガス温度等が含まれる。

次いで、ステップＳ１３で、オゾン供給装置１２を作動させる。つまり、三元触媒１１よりも上流の排気通路３にオゾンを供給するのである。

次いで、ステップＳ１４で、次式（１）に従い、スペースベロシティ（ＳＶ：空間速度）を演算する。
ＳＶ＝（Ａ＋Ｂ）／触媒担体の容積 ……（１）

ここで、式（１）中、Ａは、エアフローメータ５で検出される単位時間当たりの吸入空気量体積（Ｖ）と、吸入空気温度センサ６で検出される温度（Ｔ１）と、排気ガス温度センサ１５で検出される温度（Ｔ２）とを次式（２）に代入して得られる値である。
Ａ＝Ｖ・（Ｔ２＋２７３）／（Ｔ１＋２７３） ……（２）

また、式（１）中、Ｂは、エンジン燃焼室に噴射される燃料が、燃焼によって、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの各ガス成分になったと仮定した場合の燃焼のモル計算で算出される単位時間当たりの排気ガス体積を、排気ガス温度センサ１５で検出される温度下に換算した値である。

スペースベロシティは、一般に、排気ガス浄化触媒が排気ガスを処理する速度の指標であって、要するに、排気ガス浄化触媒が単位時間当たり（例えば１時間当たり）に処理できる排気ガスの体積を排気ガス浄化触媒の体積で割った値である。したがって、図１から明らかなように、スペースベロシティが大きいほど、オゾン供給装置１２の作動によってオゾン供給通路４から排気通路３に供給されたオゾンが排気ガス流にのってより短時間で三元触媒１１に到達し、寿命内で分解せずに済んだオゾンと三元触媒１１との協働により排気ガス浄化率が確実に向上することとなる。

次いで、ステップＳ１５で、スペースベロシティ（ＳＶ）が所定値以下か否かを判定する。その結果、スペースベロシティ（ＳＶ）が、例えば低負荷低回転等により、所定値以下のときは、ステップＳ１６で、空気供給装置１６を作動させる。つまり、三元触媒１１の上流の排気通路３に空気を供給するのである。これにより、前述したように、空気供給装置１６から排気通路３に供給された空気によって、三元触媒１１の上流の排気通路３を流れる排気ガスの流速が増大することとなる。

一方、ステップＳ１５でスペースベロシティ（ＳＶ）が所定値を超えて大きいときは、排気ガスの流速を増大させることなく、ステップＳ１７に進む。

次いで、ステップＳ１７で、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨ以下か否かを判定する。その結果、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨ以下の間は、前記のステップＳ１２〜Ｓ１６を繰り返す。つまり、オゾンの供給（Ｓ１３）及び空気の供給（Ｓ１６：必要時のみ）を続行する。

そして、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨを超えて高くなった段階で、ステップＳ１８に進んでオゾンの供給を停止し、ステップＳ１９に進んで空気の供給（行っていた場合のみ）を停止して、この制御が終了する。

このように、本実施形態に係る排気ガス浄化装置１０は、エンジン１の排気通路３に配設された三元触媒１１の上流に、オゾン供給装置１２（すなわち空気供給ポンプ１３及びオゾン生成装置１４）によりオゾンを供給可能に構成されものである。そして、エンジン１の始動後に（ステップＳ１１でＹＥＳ）、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨ以下のときは（ステップＳ１７でＹＥＳ）、オゾン供給装置１２を作動させて（ステップＳ１３）、オゾンを三元触媒１１の上流に供給するようにしたから、エンジン１の始動後に、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨに到達するまでの間、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分がオゾンと三元触媒１１との協働によって有効に酸化浄化され、排気ガス浄化率が向上することとなる。

そして、そのうえで、三元触媒１１の上流の排気通路３を流れる排気ガスの流速（スペースベロシティＳＶ）が所定値以下のときは（ステップＳ１５でＹＥＳ）、三元触媒１１の上流の排気通路３を流れる排気ガスの流速を増大するようにしたから（ステップＳ１６）、オゾン供給装置１２の作動によって三元触媒１１の上流の排気通路３に供給されたオゾンが比較的短時間のうちに三元触媒１１に到達することとなり、その結果、オゾンが三元触媒１１に到達するまでに分解してしまってオゾンと三元触媒１１との協働により排気ガスを効率よく浄化することが困難になる、という不具合が抑制されることとなる。

その場合に、オゾン供給装置１２がオゾンを供給する部位（オゾン供給通路４の合流点）よりも上流の排気通路３に空気供給装置１６が空気を供給することによって排気ガスの流速を増大するようにしたから、簡単かつ低コストな方法で確実に排気ガスの流速を増大することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。ただし、前述の第１の実施形態と同じ又は類似する部分は説明を省略し、第２の実施形態の特徴部分のみ説明を加える。また、前述の第１の実施形態と同じ又は類似する構成要素には同じ符号を用いる。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る排気ガス浄化装置１０の制御システムを含んだ全体構成図である。図１と異なる点は、排気通路３に空気を供給する空気供給装置１６が配設されていない点である。

そして、この排気ガス浄化装置１０のコントロールユニット２０は、前記エアフローメータ５からの吸入空気量信号と、前記吸入空気温度センサ６からの吸入空気温度信号と、前記エンジン回転数センサ７からのエンジン回転数信号と、前記排気ガス温度センサ１５からの排気ガス温度信号とを入力し、その入力結果に基いて、エンジン１に対する燃料噴射制御と、オゾン供給装置１２（すなわち空気供給ポンプ１３及びオゾン生成装置１４）に対するオゾン供給制御と、同じくオゾン供給装置１２（すなわち空気供給ポンプ１３及びオゾン生成装置１４）に対する排気ガス流速増大制御とを実行する。

図４は、この第２の実施形態に係るコントロールユニット２０がエンジン１の始動直後に行う具体的制御動作の１例を示すフローチャートである。ステップＳ２１〜Ｓ２５及びＳ２８は、図２のステップＳ１１〜Ｓ１５及びＳ１７と同様である。

この第２の実施形態では、ステップＳ２５で、スペースベロシティ（ＳＶ）が所定値以下のときは、ステップＳ２６で、オゾン供給装置１２の空気供給ポンプ１３を増速させる。つまり、オゾン供給通路４を介して排気通路３の側に向けて送る空気の送り量を増大させるのである。これにより、オゾン供給通路４から排気通路３に供給された空気が増量して、三元触媒１１の上流の排気通路３を流れる排気ガスの流速が増大することとなる。

次いで、ステップＳ２７で、オゾン供給装置１２のオゾン生成装置１４におけるオゾン生成率を増大させる。つまり、空気供給ポンプ１３による空気送り量の増大に歩調を合わせて、オゾン生成装置１４によるオゾン生成率を増大させるのである。これは、例えば、空気を無声放電させるときの印加電圧を上げることで達成することができる。

そして、この第２の実施形態では、ステップＳ２８で、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨを超えて高くなった段階で、ステップＳ２９に進んでオゾン供給装置１２（すなわち空気供給ポンプ１３及びオゾン生成装置１４）を停止する。つまり、排気通路３へのオゾンの供給、排気ガス流速の増大（行っていた場合のみ）及びオゾン生成率の増大（行っていた場合のみ）を停止して、この制御が終了する。

このように、第２の実施形態においては、オゾン供給装置１２が、空気を排気通路３の側に向けて送る空気供給ポンプ１３と、この空気供給ポンプ１３で送られた空気を原料にしてオゾンを生成するオゾン生成装置１４とを有するものである場合に、空気供給ポンプ１３の空気送り量を増大させることによって（ステップＳ２６）、排気ガスの流速を増大するようにしたから、空気を排気通路３に供給するための手段（例えば第１実施形態の空気供給装置１６等）を別途設ける必要がなくなる。

そして、空気供給ポンプ１３の空気送り量が増大されたとき、オゾン生成装置１４のオゾン生成率を増大させるようにしたから（ステップＳ２７）、排気通路３に供給されるオゾンの量が多くなり、未燃排気ガス成分の浄化率がより一層向上することとなる。

図５は、排気ガスの流速を変化させて行った排気ガス浄化率の実験結果を示すグラフである。

すなわち、ガソリンエンジンに汎用される排気ガス浄化触媒に排気ガスの模擬ガスを流通させて排気ガス浄化性能試験を行った。使用した触媒は、触媒貴金属の合計量が７．０ｇ／Ｌで、その内訳は、Ｐｔ：Ｐｄ：Ｒｈが質量比で１：３０：２であった。また、Ｐｄ担持用Ａｌ_２Ｏ_３が１００ｇ／Ｌ、Ｒｈ担持用ＯＳＣ材（セリアを含む酸素吸蔵材）が７０ｇ／Ｌ、Ｐｔ担持用Ａｌ_２Ｏ_３が６０ｇ／Ｌであった。

使用した模擬ガスの組成は、プロピレン（Ｃ_３Ｈ_６）を７００ｐｐｍＣ、オゾン（Ｏ_３）を０．３ｖｏｌ％、酸素（Ｏ_２）を０．７ｖｏｌ％、残りを窒素とした。

模擬ガスの流量は、実験例Ａの場合、空気供給を行うことにより、２０Ｌ／分（スペースベロシティＳＶに換算すると４８，０００／ｈ相当）、実験例Ｂの場合、同じく空気供給を行うことにより、１５Ｌ／分（スペースベロシティＳＶに換算すると３６，０００／ｈ相当）、実験例Ｃの場合、空気供給を行わずに、１０Ｌ／分（スペースベロシティＳＶに換算すると２４，０００／ｈ相当）とした。

模擬ガスの温度は、７０℃からスタートして（冷間始動）、１０℃／分で昇温させた。

結果を図５に示す。図５において、縦軸は、触媒通過後の模擬ガス中のプロピレン濃度である。これから明らかなように、模擬ガスの流速が低いほど排気ガス浄化率が低くなっているのがわかる。つまり、空気供給を行うことにより、模擬ガスの流量ないしスペースベロシティＳＶを増大させた実験例Ａ，Ｂでは、模擬ガス温度ひいては触媒温度の上昇に伴い、排気ガス浄化率が順調に高まっていき、最も模擬ガスの流速が高い実験例Ａでは、模擬ガス温度が約１７０℃になった段階で排気ガス浄化率が略１００％に達し、その次に模擬ガスの流速が高い実験例Ｂでは、模擬ガス温度が約１８０℃になった段階で排気ガス浄化率が略１００％に達した。これらと対照的に、空気供給を行わず、最も模擬ガスの流速が低い実験例Ｃでは、模擬ガス温度が約１４０℃付近までは、浄化率が上昇していたが、それ以降は逆に浄化率が低下していき、浄化率が１００％に達することはなかった。これは、オゾンの寿命が、周辺温度が触媒活性化温度に近づいた約１４０〜１５０℃以上になると、急激に短くなり、オゾンと触媒との協働による排気ガス浄化効率が急激に低下するためと考えられる。

このことから、条件に応じて、たとえ排気ガスの流速が所定値以下（実験例Ｃの場合）であっても、排気ガスの流速を常に増大するのではなく（図２のステップＳ１５，Ｓ１６及び図４のステップＳ２５，Ｓ２６参照）、排気ガス温度が所定温度（この実験例では約１４０〜１５０℃）以上に上昇するまでは、排気ガスの流速を増大せず、排気ガス温度が所定温度（同上）以上に上昇した段階で、排気ガスの流速を増大するようにしてもよい。

なお、前記実施形態は、本発明の最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、さらに種々の修正や変更を施してよいことはいうまでもない。例えば、前記実施形態では、排気ガス温度は、排気通路３に配設した排気ガス温度センサ１５で直接検出していたが、これに限らず、エンジン負荷（吸入空気量）やエンジン回転数等のエンジン１の運転状態に基いて間接的に検出することも可能である。

以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、触媒上流の排気通路を流れる排気ガスの流速が遅いときでも、活性酸素が触媒に到達するまでに分解する問題を抑制することが可能な技術であるから、排気ガス浄化装置、特に、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒の上流に活性酸素を供給可能に構成された排気ガス浄化装置の技術分野において広範な産業上の利用可能性が期待される。

本発明の第１の実施形態に係る排気ガス浄化装置の制御システムを含んだ全体構成図である。第１の実施形態に係るコントロールユニットがエンジンの始動直後に行う具体的制御動作の１例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る排気ガス浄化装置の制御システムを含んだ全体構成図である。第２の実施形態に係るコントロールユニットがエンジンの始動直後に行う具体的制御動作の１例を示すフローチャートである。排気ガスの流速を変化させて行った排気ガス浄化率の実験結果を示すグラフである。

符号の説明

１エンジン
３排気通路
１０排気ガス浄化装置
１１排気ガス浄化触媒（三元触媒）
１２オゾン供給装置（活性酸素供給手段）
１３空気供給ポンプ（空気送り部）
１４オゾン生成装置（活性酸素生成部）
１５排気ガス温度センサ（排気ガス温度検出手段）
１６空気供給装置（空気供給手段）
２０コントロールユニット（活性酸素供給制御手段、排気ガス流速検出手段、排気ガス流速増大手段、活性酸素生成率増大手段）

Claims

エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒と、
この排気ガス浄化触媒の上流の排気通路に活性酸素を供給可能な活性酸素供給手段とを有する排気ガス浄化装置であって、
排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、
エンジンの始動後に、前記排気ガス温度検出手段で検出される排気ガスの温度が前記排気ガス浄化触媒の活性化温度以下のとき、前記活性酸素供給手段を作動させる活性酸素供給制御手段と、
前記排気ガス浄化触媒の上流の排気通路を流れる排気ガスの流速を検出する排気ガス流速検出手段と、
前記活性酸素供給制御手段による活性酸素供給手段の作動時に、前記排気ガス流速検出手段で検出される排気ガスの流速が所定値以下のとき、前記排気ガス浄化触媒の上流の排気通路を流れる排気ガスの流速を増大する排気ガス流速増大手段とが備えられていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記活性酸素供給手段が活性酸素を供給する部位よりも上流の排気通路に空気を供給可能な空気供給手段が備えられ、
前記排気ガス流速増大手段は、前記空気供給手段を作動させることにより、排気ガスの流速を増大することを特徴とする排気ガス浄化装置。
請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記活性酸素供給手段は、空気を排気通路の側に向けて送る空気送り部と、この空気送り部で送られた空気を原料にして活性酸素を生成する活性酸素生成部とを有し、
前記排気ガス流速増大手段は、前記空気送り部の空気送り量を増大させることにより、排気ガスの流速を増大することを特徴とする排気ガス浄化装置。
請求項３に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記空気送り部の空気送り量が増大されたとき、前記活性酸素生成部の活性酸素生成率を増大させる活性酸素生成率増大手段が備えられていることを特徴とする排気ガス浄化装置。