(57)【要約】【課題】この発明は、冷間始動時のような低温状態でも、排気ガス中のＣＯを確実に低減し、排気エミッションを向上させることを目的とする。【解決手段】排気通路１４には、排気ガスの流れ方向の上流側から下流側に向けて前段触媒１６、ＣＯ吸着材１８及びＡｇ触媒２０を順次配置する。また、Ａｇ触媒２０にオゾンを供給するオゾン発生器２２を設ける。そして、ある程度の低温領域では、Ａｇ触媒２０とオゾンにより排気ガス中のＣＯを浄化する。また、オゾンを使用してもＣＯ浄化率が低下する極端な低温領域では、排気ガス中のＣＯをＣＯ吸着材１８により吸着する。吸着されたＣＯは、吸着材１８の温度がある程度上昇したときに、吸着材１８から脱離し、Ａｇ触媒２０とオゾンにより浄化される。これにより、極端な低温を含む広い温度領域において、排気ガス中のＣＯを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスが流通する排気通路に設けられ、排気ガス中の一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着材と、
前記ＣＯ吸着材に対して排気ガスの流れ方向の下流側に配置され、活性酸素により酸化された状態で触媒活性温度以下のときに酸素が遊離可能となるメイン触媒と、
前記メイン触媒に活性酸素を供給する触媒用活性酸素供給手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記メイン触媒は、少なくともＡｇまたはＡｕを触媒成分として含む構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記ＣＯ吸着材の温度を検出する吸着材温度検出手段と、
前記ＣＯ吸着材から一酸化炭素が脱離する脱離温度よりも前記ＣＯ吸着材の温度が高いときに、前記触媒用活性酸素供給手段により前記メイン触媒に活性酸素を供給する脱離対応制御手段と、
を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記ＣＯ吸着材に吸着された一酸化炭素の吸着量を取得する吸着量取得手段と、
前記吸着量取得手段により取得した吸着量が前記ＣＯ吸着材の飽和吸着量に対応する飽和判定値よりも大きいときに、前記触媒用活性酸素供給手段により前記メイン触媒に活性酸素を供給する飽和対応制御手段と、
を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記ＣＯ吸着材に流入する排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出するＣＯセンサを備え、
前記吸着量取得手段は、前記ＣＯセンサの検出値を用いて前記一酸化炭素の吸着量を算出する構成としてなる請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記排気通路内の環境に応じて変化するパラメータを検出する検出手段と、
前記パラメータと排気ガス中の一酸化炭素濃度との関係をデータ化したＣＯ濃度特性データと、を備え、
前記吸着量取得手段は、前記パラメータの検出値と前記ＣＯ濃度特性データとを用いて前記一酸化炭素の吸着量を算出する構成としてなる請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記パラメータは、少なくとも内燃機関の運転状態に応じて変化する制御パラメータを含んでなる請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記ＣＯ吸着材の上流側で排気ガス中に活性酸素を供給する吸着材用活性酸素供給手段を備えてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
排気ガス中の炭化水素量または当該炭化水素量と関連するパラメータを取得する取得手段と、
前記炭化水素量と前記パラメータのうち少なくとも一方の取得値に応じて前記吸着材用活性酸素供給手段を制御し、前記ＣＯ吸着材の上流側に対する活性酸素の供給状態を変化させるＨＣ対応制御手段と、
を備えてなる請求項８に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記排気通路に設けられ、少なくとも排気ガス中の炭化水素を浄化する補助触媒と、
前記補助触媒の温度を前記パラメータとして検出する触媒温度検出手段と、を備え、
前記ＨＣ対応制御手段は、前記補助触媒の温度が当該触媒の活性化温度よりも低いときに、前記ＣＯ吸着材の上流側に活性酸素を供給する構成としてなる請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
前記補助触媒は前記ＣＯ吸着材の上流側に配置し、前記吸着材用活性酸素供給手段は前記補助触媒と前記ＣＯ吸着材との間に活性酸素を供給する構成としてなる請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
前記補助触媒の下流側における排気ガス中のＨＣ濃度を取得するＨＣ濃度取得手段を備え、
前記ＨＣ対応制御手段は、前記ＨＣ濃度取得手段により取得したＨＣ濃度に応じて前記ＣＯ吸着材の上流側に供給する活性酸素の供給量を制御する構成としてなる請求項１０または１１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】
前記ＨＣ濃度取得手段は、排気空燃比と、前記補助触媒の温度と、前記補助触媒のＨＣ浄化率とを用いて前記ＨＣ濃度を算出する構成としてなる請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１４】
排気ガスの空燃比を前記パラメータとして取得する空燃比取得手段を備え、
前記ＨＣ対応制御手段は、排気ガスの空燃比がリッチ状態となったときに、前記ＣＯ吸着材の上流側に活性酸素を供給する構成としてなる請求項９乃至１３のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１５】
前記排気通路に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を浄化する補助触媒を備えてなる請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１６】
前記活性酸素供給手段は、前記活性酸素としてオゾンを供給する構成としてなる請求項１乃至１５のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に好適に用いられる排気浄化装置に関し、特に、活性酸素を利用する構成とした内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００７−１５２３３６号公報）に開示されているように、Ａｇを触媒成分として含むＡｇ触媒の直前にオゾンを添加する構成とした内燃機関の排気浄化装置が知られている。この排気浄化装置によれば、オゾンによりＡｇ触媒の酸化能力を高め、排気ガス中に含まれるＣＯの浄化を促進することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５２３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では、Ａｇ触媒にオゾンを供給し、排気ガス中のＣＯを浄化する構成としている。Ａｇ触媒は、オゾンとの共存状態において、１００℃程度の低温からＣＯを浄化することができる。しかしながら、例えば１００℃よりも低い温度領域においては、Ａｇ触媒の活性が更に低下するため、オゾンを供給したとしても、ＣＯ浄化率を高めるのは難しい。
【０００５】
このため、従来技術では、Ａｇ触媒にオゾンを供給するシステムであっても、例えば冷間始動時などに排気ガス中のＣＯを十分に浄化することができず、排気エミッションが悪化し易いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、冷間始動時のような低温状態でも、排気ガス中のＣＯを確実に低減させることができ、排気エミッションを向上させることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の排気ガスが流通する排気通路に設けられ、排気ガス中の一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着材と、
前記ＣＯ吸着材に対して排気ガスの流れ方向の下流側に配置され、活性酸素により酸化された状態で触媒活性温度以下のときに酸素が遊離可能となるメイン触媒と、
前記メイン触媒に活性酸素を供給する触媒用活性酸素供給手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明によると、第１の発明において、
前記メイン触媒は、少なくともＡｇまたはＡｕを触媒成分として含む構成としている。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記ＣＯ吸着材の温度を検出する吸着材温度検出手段と、
前記ＣＯ吸着材から一酸化炭素が脱離する脱離温度よりも前記ＣＯ吸着材の温度が高いときに、前記触媒用活性酸素供給手段により前記メイン触媒に活性酸素を供給する脱離対応制御手段と、
を備える構成としている。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記ＣＯ吸着材に吸着された一酸化炭素の吸着量を取得する吸着量取得手段と、
前記吸着量取得手段により取得した吸着量が前記ＣＯ吸着材の飽和吸着量に対応する飽和判定値よりも大きいときに、前記触媒用活性酸素供給手段により前記メイン触媒に活性酸素を供給する飽和対応制御手段と、
を備える構成としている。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、
前記ＣＯ吸着材に流入する排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出するＣＯセンサを備え、
前記吸着量取得手段は、前記ＣＯセンサの検出値を用いて前記一酸化炭素の吸着量を算出する構成としている。
【００１２】
第６の発明は、第４の発明において、
前記排気通路内の環境に応じて変化するパラメータを検出する検出手段と、
前記パラメータと排気ガス中の一酸化炭素濃度との関係をデータ化したＣＯ濃度特性データと、を備え、
前記吸着量取得手段は、前記パラメータの検出値と前記ＣＯ濃度特性データとを用いて前記一酸化炭素の吸着量を算出する構成としている。
【００１３】
第７の発明によると、第６の発明において、
前記パラメータは、少なくとも内燃機関の運転状態に応じて変化する制御パラメータを含んでなる構成としている。
【００１４】
第８の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記ＣＯ吸着材の上流側で排気ガス中に活性酸素を供給する吸着材用活性酸素供給手段を備える構成としている。
【００１５】
第９の発明は、第８の発明において、
排気ガス中の炭化水素量または当該炭化水素量と関連するパラメータを取得する取得手段と、
前記炭化水素量と前記パラメータのうち少なくとも一方の取得値に応じて前記吸着材用活性酸素供給手段を制御し、前記ＣＯ吸着材の上流側に対する活性酸素の供給状態を変化させるＨＣ対応制御手段と、
を備える構成としている。
【００１６】
第１０の発明は、第９の発明において、
前記排気通路に設けられ、少なくとも排気ガス中の炭化水素を浄化する補助触媒と、
前記補助触媒の温度を前記パラメータとして検出する触媒温度検出手段と、を備え、
前記ＨＣ対応制御手段は、前記補助触媒の温度が当該触媒の活性化温度よりも低いときに、前記ＣＯ吸着材の上流側に活性酸素を供給する構成としている。
【００１７】
第１１の発明によると、第１０の発明において、
前記補助触媒は前記ＣＯ吸着材の上流側に配置し、前記吸着材用活性酸素供給手段は前記補助触媒と前記ＣＯ吸着材との間に活性酸素を供給する構成としている。
【００１８】
第１２の発明は、第１０または第１１の発明において、
前記補助触媒の下流側における排気ガス中のＨＣ濃度を取得するＨＣ濃度取得手段を備え、
前記ＨＣ対応制御手段は、前記ＨＣ濃度取得手段により取得したＨＣ濃度に応じて前記ＣＯ吸着材の上流側に供給する活性酸素の供給量を制御する構成としている。
【００１９】
第１３の発明によると、第１２の発明において、
前記ＨＣ濃度取得手段は、排気空燃比と、前記補助触媒の温度と、前記補助触媒のＨＣ浄化率とを用いて前記ＨＣ濃度を算出する構成としている。
【００２０】
第１４の発明は、第９乃至第１３の発明の何れかにおいて、
排気ガスの空燃比を前記パラメータとして取得する空燃比取得手段を備え、
前記ＨＣ対応制御手段は、排気ガスの空燃比がリッチ状態となったときに、前記ＣＯ吸着材の上流側に活性酸素を供給する構成としている。
【００２１】
第１５の発明は、第１乃至第９の発明の何れかにおいて、
前記排気通路に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を浄化する補助触媒を備える構成としている。
【００２２】
第１６の発明によると、第１乃至第１５の発明の何れかにおいて、
前記活性酸素供給装置は、前記活性酸素としてオゾンを供給する構成としている。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明によれば、内燃機関がある程度の低温状態でも、メイン触媒と活性酸素により排気ガス中のＣＯを効率よく浄化することができる。また、活性酸素を使用してもメイン触媒のＣＯ浄化率が低下する極端な低温領域では、ＣＯ吸着材により排気ガス中のＣＯを吸着することができる。これにより、例えば冷間始動時のように、メイン触媒の活性が低下した状態でも、この活性低下をＣＯ吸着材により補うことができる。
【００２４】
そして、メイン触媒の温度がある程度上昇した後には、活性化したメイン触媒と活性酸素により、元々存在するＣＯだけでなく、吸着材から脱離したＣＯも効率よく浄化することができる。このため、極端な低温を含む広い温度領域において、排気ガス中のＣＯを確実に低減することができ、排気エミッションを安定的に向上させることができる。
【００２５】
第２の発明によれば、メイン触媒として、銀Ａｇ及び／又は金Ａｕを含む触媒を用いることができる。これらの触媒成分は、活性酸素の存在下で酸化されつつ、触媒活性温度以下のときに酸素を遊離させることができる。そして、遊離した酸素を排気ガス中の未浄化成分（ＣＯ等）と反応させることができる。これにより、低温でも未浄化成分を効率よく酸化し、排気ガスの浄化を行うことができる。
【００２６】
第３の発明によれば、脱離対応制御手段は、ＣＯ吸着材においてＣＯの脱離が生じるときにのみ、触媒用活性酸素供給手段を作動させることができる。また、ＣＯが脱離しない低温時には、触媒用活性酸素供給手段を停止させておくことができ、無駄な活性酸素の生成を防止することができる。従って、触媒用活性酸素供給手段の消費電力を低減し、省エネルギ化を図ることができる。
【００２７】
第４の発明によれば、吸着量取得手段は、ＣＯ吸着材に吸着された一酸化炭素の吸着量を取得することができる。飽和対応制御手段は、一酸化炭素の吸着量が飽和判定値を超えたときに、メイン触媒に活性酸素を供給することができる。これにより、排気ガス中のＣＯ量がＣＯ吸着材の吸着能力を超えた場合には、メイン触媒のＣＯ浄化能力を活性酸素により向上させることができる。この結果、飽和状態となったＣＯ吸着材からＣＯが流出した場合でも、メイン触媒と活性酸素によるＣＯ浄化能力を利用して、吸着材を通り抜けたＣＯを確実に浄化することができる。従って、何らかの理由により排気ガス中の一酸化炭素濃度が高い状態が継続した場合でも、排気エミッションを良好に保持することができ、システムの信頼性を向上させることができる。
【００２８】
第５の発明によれば、吸着量取得手段は、ＣＯセンサにより排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出することができる。これにより、例えば内燃機関の吸入空気量（≒排気ガスの流量）と、一酸化炭素濃度とを用いることにより、ＣＯ吸着材に吸着された一酸化炭素の吸着量を算出することができる。
【００２９】
第６の発明によれば、吸着量取得手段は、検出手段により検出したパラメータと、ＣＯ濃度特性データとを用いて、排気ガス中の一酸化炭素濃度を推定的に取得することができる。そして、この一酸化炭素濃度を用いて、前記第５の発明と同様の方法により一酸化炭素の吸着量を算出することができる。従って、ＣＯセンサ等を使用しなくても、飽和対応制御手段を作動させることができ、システムの構造を簡略化することができる。
【００３０】
この場合、排気ガス中の一酸化炭素濃度は、排気通路内の環境に応じて変化する。排気通路内の環境とは、内燃機関の運転状態だけでなく、例えばＣＯ吸着材の上流側に配置された他の浄化機器（三元触媒、ＮＯｘ吸蔵・還元触媒等）が一酸化炭素濃度に与える影響などである。一酸化炭素濃度を求めるためのパラメータとして、このような排気通路内の環境が反映されるものを用いることにより、各種の環境において排気ガス中の一酸化炭素濃度を正確に求めることができる。
【００３１】
第７の発明によれば、排気系統に配置された浄化機器等が一酸化炭素濃度に与える影響を考慮する必要がない場合には、内燃機関の運転状態に応じて変化する制御パラメータ（例えば燃料噴射量、排気空燃比等）と、ＣＯ濃度特性データとを用いて排気ガス中の一酸化炭素濃度を算出することができる。
【００３２】
第８の発明によれば、吸着材用活性酸素供給手段は、ＣＯ吸着材の上流側で排気ガス中に活性酸素を供給することができる。これにより、室温程度の極端な低温でも、活性酸素の強力な酸化力を利用して排気ガス中のＨＣを効率よく浄化することができる。また、この浄化時に生じたＣＯは、ＣＯ吸着材により吸着することができる。そして、吸着したＣＯは、元々存在するＣＯと一緒にメイン触媒上で浄化することができる。従って、排気ガス中のＣＯだけでなく、ＨＣも低温から浄化することができ、排気浄化装置の性能を大幅に向上させることができる。
【００３３】
第９の発明によれば、排気ガス中の炭化水素量（ＨＣ量）が低いとき、または他のパラメータから炭化水素量が低いと推定されるときには、活性酸素の供給を停止させることができ、無駄な活性酸素の生成を防止することができる。また、排気ガス中のＨＣ量が高くなったときには、ＣＯ吸着材の上流側に活性酸素を速やかに供給することができる。従って、活性酸素の供給，停止を適切なタイミングで行うことができ、吸着材用活性酸素供給手段を効率よく運転しつつ、排気エミッションを向上させることができる。
【００３４】
第１０の発明によれば、補助触媒は、活性化した状態において、少なくとも排気ガス中のＨＣを浄化することができる。しかし、補助触媒の温度が活性化温度よりも低いときには、そのＨＣ浄化能力が低下しているために、触媒下流側のＨＣ量が増大すると判定することができる。そして、この場合には、ＨＣ対応制御手段によりＣＯ吸着材の上流側に活性酸素を供給することができる。従って、活性酸素の供給，停止を適切なタイミングで行うことができる。
【００３５】
第１１の発明によれば、補助触媒が十分に活性化していないときには、補助触媒を通過したＨＣをＣＯ吸着材の手前側で分解することができる。この場合、補助触媒で浄化できなかったＨＣに応じて適量の活性酸素を供給すればよいから、活性酸素の供給量を最低限に抑えることができる。
【００３６】
第１２の発明によれば、ＨＣ濃度取得手段により排気ガス中のＨＣ濃度を取得することができるから、ＨＣ対応制御手段は、ＣＯ吸着材の上流側に供給する活性酸素の供給量をＨＣ濃度に応じて適切に制御することができる。即ち、排気ガス中のＨＣ濃度が高いときには、ＣＯ吸着材の上流側に活性酸素を速やかに供給したり、その供給量を増大させることができる。また、ＨＣ濃度が低いときには、活性酸素の供給を停止または減少させることができる。
【００３７】
第１３の発明によれば、ＨＣ濃度取得手段は、例えば排気空燃比と排気ガス中のＨＣ濃度との関係を示すマップデータを用いることにより、排気空燃比からＨＣ濃度を求めることができる。また、例えば補助触媒の温度と、当該触媒のＨＣ浄化率との関係を示すマップデータを用いることにより、触媒温度からＨＣ浄化率を求めることができる。これらのＨＣ濃度とＨＣ浄化率とを乗算することにより、ＣＯ吸着材の上流側における排気ガス中のＨＣ濃度を取得することができる。これにより、ＨＣ濃度センサ等を用いなくても、排気ガス中のＨＣ濃度に応じてＣＯ吸着材に対する活性酸素の供給量を適切に制御することができる。
【００３８】
第１４の発明によれば、例えば排気空燃比が過剰なリッチ状態であるときには、排気空燃比が補助触媒のＨＣ浄化ウィンドウを外れているために浄化率が低下し、触媒下流側のＨＣ濃度が高くなると判定することができる。従って、この判定結果に応じて活性酸素の供給，停止を適切なタイミングで行うことができる。
【００３９】
第１５の発明によれば、例えばメイン触媒のＣＯ浄化率が低下する高温度領域では、補助触媒を活性化させることができ、補助触媒によりＣＯを効率よく浄化することができる。従って、補助触媒、ＣＯ吸着材およびメイン触媒は、ＣＯ浄化率が低下する温度領域を互いに補完することができ、広い温度領域でＣＯ浄化率を高めることができる。
【００４０】
第１６の発明によれば、活性酸素としてオゾンを用いることにより、上記第１乃至第１５の発明の効果をより顕著に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図３を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１は、実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。図１に示すように、本実施の形態のシステムは、例えばディーゼルエンジンからなる内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、気筒内に吸入空気を吸込む吸気通路１２と、気筒から排出された排気ガスが流れる排気通路１４とを備えている。
【００４２】
排気通路１４には、本実施の形態の補助触媒を構成する前段触媒１６と、ＣＯ吸着材１８と、Ａｇ触媒２０とが設けられている。前段触媒１６は、例えば三元触媒、ＮＯｘ吸蔵・還元触媒等により構成されている。三元触媒は、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の金属をセラミックス材料に担持させた一般的に公知な触媒である。そして、前段触媒１６は、３００℃以上の高い温度で活性化する。活性化した前段触媒１６は、排気空燃比が理論空燃比に近い状態において、排気ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素（ＮＯｘ）等の未浄化成分を浄化することができる。
【００４３】
ＣＯ吸着材１８は、例えばＡｇ−ＺＳＭ５、Ｃｕ−ＺＳＭ５等のように、イオン交換したゼオライトにより構成されており、前段触媒１６に対して排気ガスの流れ方向の下流側に配置されている。そして、ＣＯ吸着材１８は、例えば室温から１００℃程度までの極端な低温領域において、排気ガス中のＣＯを吸着する。吸着されたＣＯは、ＣＯ吸着材１８が所定の脱離温度よりも高温となったときに、ＣＯ吸着材１８から脱離する。
【００４４】
この場合、Ａｇ−ＺＳＭ５、Ｃｕ−ＺＳＭ５等の脱離温度は、ゼオライトを構成する珪素とアルミニウムの比率等に応じて変化する。本実施の形態に示す一例において、Ａｇ−ＺＳＭ５の脱離温度は１４５℃程度に設定されており、Ｃｕ−ＺＳＭ５の脱離温度は１５０℃程度に設定されている。なお、本明細書において、「吸着」という用語には、「吸蔵」、「吸収」、「保持」等に類似するすべての概念が含まれるものとする。
【００４５】
一方、Ａｇ触媒２０は、ＣＯ吸着材１８の下流側に配置されている。Ａｇ触媒２０は、少なくとも銀（Ａｇ）を触媒成分として含む触媒の総称であり、本実施の形態では、その一例として、アルミナに銀を担持させたものを用いている。そして、Ａｇ触媒２０は、例えば１００℃以上の温度領域において、オゾンと反応することにより、ＣＯ吸着材１８から脱離したＣＯを効率よく浄化することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、メイン触媒の一例としてＡｇ触媒２０を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、例えばＡｕ（金）を触媒成分として含むＡｕ触媒を用いてもよい。また、本発明の触媒は、活性酸素の存在下で酸化されつつ、触媒活性温度以下のときに酸素を遊離させることが可能であれば、Ａｇ，Ａｕ以外の触媒成分を含むものでもよい。
【００４７】
また、本実施の形態のシステムは、触媒用活性酸素供給手段としてのオゾン発生器２２を備えている。オゾン発生器２２は、Ａｇ触媒２０の上流側に配置されたオゾン供給口２４を備えており、このオゾン供給口２４からＡｇ触媒２０にオゾン（Ｏ３）を供給するものである。また、オゾン発生器２２としては、高電圧を印加可能な放電管内に、原料となる乾燥した空気または酸素を流しつつオゾンを発生させる形態や、他の任意の形式のものを用いることができる。この場合、原料となる乾燥した空気または酸素は、排気通路１４の外部から取込まれる外気等の気体である。
【００４８】
さらに、本実施の形態のシステムは、Ａ／Ｆセンサ２６と吸着材温度センサ２８を含むセンサ系統と、内燃機関１０を運転制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)３０とを備えている。Ａ／Ｆセンサ２６は、前段触媒１６の上流側で排気通路１４に設けられており、この位置で排気ガスの空燃比（排気空燃比）を検出する。また、吸着材温度センサ２８は、本実施の形態の温度検出手段を構成しており、ＣＯ吸着材１８の温度を検出する。
【００４９】
センサ系統には、上記センサ２６，２８以外にも、内燃機関１０のクランク角を検出するクランク角センサ、吸入空気量を検出するエアフロメータ、冷却水の温度を検出する水温センサ等が含まれている。一方、内燃機関１０は、燃料噴射弁、点火プラグ等を含む各種のアクチュエータを備えている。
【００５０】
そして、ＥＣＵ３０は、センサ系統により内燃機関の運転状態を検出しつつ、各アクチュエータを制御する。この制御には、Ａ／Ｆセンサ２６により検出される排気空燃比が理論空燃比となるように、燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御が含まれている。また、ＥＣＵ３０は、上記運転制御と並行してオゾン発生器２２の作動状態を制御することにより、後述の脱離対応制御を実施する。
【００５１】
［実施の形態１の特徴］
本実施の形態では、Ａｇ触媒２０にオゾンを供給することにより、排気ガス中のＣＯを浄化する構成としている。Ａｇ触媒２０とオゾンが共存する状態では、触媒のＣＯ酸化活性が低温から発現する。図２は、Ａｇ触媒の温度とＣＯ浄化率との関係を示している。
【００５２】
この図に示すように、Ａｇ触媒２０は、オゾンが共存していると、例えば１００〜２５０℃程度の比較的低温な領域において、排気ガス中のＣＯを効率よく浄化することができる。この現象は、触媒２０中のＡｇがオゾンと反応することにより、強力な酸化剤であるＡｇ2ＯまたはＡｇＯに変化し、これらの酸化剤によりＣＯがＣＯ2に酸化されるものと考えられる。従って、Ａｇ触媒２０によれば、前段触媒１６が不活性状態となる低温領域でも、高いＣＯ浄化率を得ることができる。
【００５３】
しかし、オゾンが共存したとしても、室温から１００℃程度までの極端な低温領域では、Ａｇ触媒２０のＣＯ浄化率が低下する。このため、本実施の形態では、Ａｇ触媒２０の上流側にＣＯ吸着材１８を配置する構成としている。この構成によれば、オゾンを使用してもＡｇ触媒２０のＣＯ浄化率が低下する極端な低温領域では、ＣＯ吸着材１８により排気ガス中のＣＯを吸着することができる。
【００５４】
（脱離対応制御）
また、機関の暖機が進むことにより、ＣＯ吸着材１８の温度が前述の脱離温度に達すると、ＣＯ吸着材１８に吸着されていたＣＯは脱離し、排気ガス中に放出されるようになる。このため、本実施の形態では、以下に述べる脱離対応制御を実施することにより、ＣＯの脱離が生じる温度領域ではＡｇ触媒２０にオゾンを供給する。
【００５５】
図３は、ＥＣＵ３０により実行される脱離対応制御のフローチャートを示している。脱離対応制御では、まず、吸着材温度センサ２８によりＣＯ吸着材１８の温度を検出する（ステップ１００）。そして、ＣＯ吸着材１８の温度が脱離温度よりも高いか否かを判定する（ステップ１０２）。この脱離温度は、前述したように、ＣＯ吸着材１８の種類に応じて定まるものであり、ＥＣＵ３０に予め記憶されている。
【００５６】
上記判定が成立したときには、脱離温度よりも高温となった吸着材１８からＣＯが脱離し、このＣＯは排気ガスと共にＡｇ触媒２０に向けて流通する。そこで、この場合には、オゾン発生器２２を作動させることにより、Ａｇ触媒２０にオゾンを供給する（ステップ１０４）。この結果、Ａｇ触媒２０は、オゾンと反応しつつ、脱離したＣＯを効率よく浄化することができる。
【００５７】
また、上記判定が不成立のときには、ＣＯの脱離が生じないので、オゾン発生器２２を停止状態に保持し、Ａｇ触媒２０にオゾンを供給しない（ステップ１０６）。このように、ＣＯの脱離が生じるときにのみ、オゾン発生器２２を作動させることができる。また、ＣＯが脱離しない低温時には、オゾン発生器２２を停止させておくことができ、無駄なオゾンの生成を防止することができる。従って、オゾン発生器２２の消費電力を低減し、省エネルギ化を図ることができる。
【００５８】
以上詳述した通り、本実施の形態では、例えば冷間始動時のようにＡｇ触媒２０の活性が低下した状態でも、この活性低下をＣＯ吸着材１８により補うことができる。そして、Ａｇ触媒２０の温度がある程度上昇した後には、活性化したＡｇ触媒２０とオゾンにより、元々存在するＣＯだけでなく、吸着材１８から脱離したＣＯも効率よく浄化することができる。このため、極端な低温を含む広い温度領域において、排気ガス中のＣＯを確実に低減することができ、排気エミッションを安定的に向上させることができる。
【００５９】
一方、図２に示すように、Ａｇ触媒２０の温度が３００℃程度になると、ＣＯ浄化率は低下する。この場合、浄化率低下の一因は、高温になるにつれてオゾンの熱分解率が高くなるためと考えられる。そこで、本実施の形態では、三元触媒等からなる前段触媒１６を併用する構成としている。
【００６０】
この構成によれば、Ａｇ触媒２０のＣＯ浄化率が低下する高温度領域では、前段触媒１６が活性化するので、前段触媒１６によりＣＯを効率よく浄化することができる。従って、前段触媒１６、ＣＯ吸着材１８及びＡｇ触媒２０は、ＣＯ浄化率が低下する温度領域を互いに補完することができ、広い温度領域でＣＯ浄化率を高めることができる。
【００６１】
実施の形態２．
次に、図４乃至図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６２】
［実施の形態２の特徴］
図４は、本実施の形態によるシステム構成を示す全体構成図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態１とほぼ同様に、オゾン発生器４０を備えている。しかし、オゾン発生器４０は、２つのオゾン供給口４２，４４を備えている点で、実施の形態１と構成が異なっている。
【００６３】
ここで、吸着材用オゾン供給口４２は、前段触媒１６とＣＯ吸着材１８との間で排気通路１４に設けられており、ＣＯ吸着材１８の上流側で排気ガス中にオゾンを供給する。また、触媒用オゾン供給口４４は、実施の形態１におけるオゾン供給口２４と同様に構成されている。これらのオゾン供給口４２，４４は、ＥＣＵ３０からオゾン発生器４０に入力される制御信号に応じて、それぞれ異なるタイミングでオゾンを供給することが可能となっている。即ち、オゾン発生器４０は、本実施の形態における触媒用活性酸素供給手段と吸着材用活性酸素供給手段を兼用している。
【００６４】
また、本実施の形態のシステムは、触媒温度検出手段としての触媒温度センサ４６と、ＨＣ濃度取得手段としてのＨＣ濃度センサ４８とを備えている。触媒温度センサ４６は、前段触媒１６の温度（床温）を検出するものである。また、ＨＣ濃度センサ４８は、ＣＯ吸着材１８の上流側で排気通路１４に設けられている。そして、ＨＣ濃度センサ４８は、前段触媒１６の下流側で排気ガス中に含まれるＨＣの濃度を検出する。
【００６５】
（ＨＣ対応制御）
本実施の形態では、オゾンの酸化力を利用して、排気ガス中のＣＯだけでなく、ＨＣも分解する。図５は、ＨＣをオゾンにより分解したときに生じる生成物を示している。この図に示すように、オゾンは強力な酸化力を有しているため、室温程度の極端な低温でもＨＣを分解することができる。ＨＣの分解により生じた生成物中には、ＣＯ、ＣＯ2等が含まれており、生成したＣＯの濃度は、図５に示す実験例において、１０〜２０％程度となっている。
【００６６】
そこで、ＥＣＵ３０は、後述の制御開始条件が成立したときに、ＨＣ対応制御を実施する。このＨＣ対応制御では、オゾン発生器４０を作動させることにより、吸着材用オゾン供給口４２からＣＯ吸着材１８の上流側にオゾンを供給する。これにより、ＣＯ吸着材１８の上流側では、排気ガス中のＨＣがオゾンにより分解され、その一部がＣＯとなる。このＣＯは、実施の形態１の場合と同様に、吸着材１８に一旦吸着された後に、Ａｇ触媒２０とオゾンにより浄化される。
【００６７】
ここで、ＨＣ対応制御の制御開始条件は、排気ガス中のＨＣ濃度が通常よりも高い状態であるか、またはＨＣ濃度が通常よりも高くなると予測される状態に対応して予め設定されている。制御開始条件の具体例を挙げれば、（１）排気ガス中のＨＣ濃度が許容限度を超えたとき、（２）前段触媒１６の温度が当該触媒の活性化温度よりも低いとき、（３）排気空燃比が過度のリッチ状態であるとき、などである。
【００６８】
この場合、前記条件（１）における許容限度は、排気エミッション等の制約により定められている。また、条件（２）は、前段触媒１６が不活性であるために排気ガス中のＨＣ濃度が上昇し易くなる状態を検出する。さらに、三元触媒である前段触媒１６は、排気空燃比が過度のリッチ状態となった場合に、ＨＣの浄化能力が低下する。条件（３）は、この浄化能力の低下によりＨＣ濃度が上昇し易くなる状態を検出するものである。
【００６９】
そして、ＥＣＵ３０は、前記条件（１）〜（３）の何れかが成立した場合に、ＣＯ吸着材１８の上流側にオゾンを供給し、それ以外の場合にはオゾンの供給を停止する。即ち、ＥＣＵ３０は、前段触媒１６の下流側におけるＨＣ濃度や、このＨＣ濃度に影響を与える触媒温度、排気空燃比等のパラメータを取得し、これらの取得値に応じてオゾンの供給量を制御するものである。
【００７０】
なお、本実施の形態では、ＨＣ濃度、触媒温度、排気空燃比等に応じてオゾンを供給状態と停止状態の２値に切換えるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばＨＣ濃度、触媒温度、排気空燃比等に応じてオゾンの供給量を連続的または段階的に変化させる構成としてもよい。
【００７１】
また、本実施の形態では、オゾンの供給量を変化させるパラメータとして、ＨＣ濃度、触媒温度および排気空燃比を用いるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、ＨＣ濃度、触媒温度および排気空燃比のうち何れか１つまたは２つのパラメータに応じてオゾンの供給量を変化させる構成としてもよい。さらに、本発明は、パラメータの種類についても、上述のＨＣ濃度、触媒温度および排気空燃比に限定するものではない。即ち、ＨＣ濃度と関連するものであれば、例えば燃料噴射量や冷却水温のような他のパラメータに応じてオゾンの供給量を変化させる構成としてもよい。
【００７２】
さらに、本実施の形態では、ＨＣ濃度センサ４８によりＨＣ濃度を取得する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば排気空燃比と、補助触媒（前段触媒１６）の温度と、補助触媒のＨＣ浄化率とを用いてＨＣ濃度を求める構成としてもよい。この構成の一例を挙げれば、まず、ＥＣＵ３０には、排気空燃比と排気ガス中のＨＣ濃度との関係を示す第１のマップデータを予め記憶させておく。また、ＥＣＵ３０には、補助触媒の温度と、当該触媒のＨＣ浄化率との関係を示す第２のマップデータも記憶させておく。これらのマップデータは、実験等により容易に求められるものである。
【００７３】
そして、ＥＣＵ３０は、排気空燃比に応じて第１のマップデータから排気ガス中のＨＣ濃度を求める。また、補助触媒の温度に応じて第２のマップデータから触媒のＨＣ浄化率を求める。これらのＨＣ濃度とＨＣ浄化率との乗算値は、補助触媒の下流側におけるＨＣ濃度となる。従って、上記算出方法をＨＣ濃度取得手段として、ＣＯ吸着材１８の上流側における排気ガス中のＨＣ濃度を取得することができる。これにより、ＨＣ濃度センサ４８を用いなくても、排気ガス中のＨＣ濃度に応じてＣＯ吸着材１８に対するオゾンの供給量を適切に制御することができる。
【００７４】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図６は、本実施の形態において実行されるＨＣ対応制御のフローチャートを示している。なお、本実施の形態では、実施の形態１によるフローチャート（図３）と並行して、図６のフロチャートを実行するものとする。
【００７５】
図６のルーチンでは、まず、ＨＣ濃度センサ４８により排気ガス中のＨＣ濃度ｄを検出する（ステップ２００）。また、触媒温度センサ４６により前段触媒１６の温度Ｔcを検出し、Ａ／Ｆセンサ２６により排気空燃比を検出する（ステップ２０２，２０４）。
【００７６】
次に、ＨＣ濃度ｄが前述の許容濃度を超えているか否かを判定する（ステップ２０６）。また、温度Ｔcが前段触媒１６の活性化温度よりも低いか否かを判定し（ステップ２０８）、更に排気空燃比が過度のリッチ状態であるか否かを判定する（ステップ２１０）。
【００７７】
そして、上記ステップ２０６〜２１０の何れかで判定が成立したときには、前段触媒１６の下流側に比較的多量のＨＣが到達している。この状態は、前段触媒１６のＨＣ浄化能力が不十分であるか、または浄化能力を超えた量のＨＣが排気ガス中に含まれていると判断される。そこで、この場合には、オゾン発生器４０を作動させ、オゾン供給口４２からＣＯ吸着材１８の上流側にオゾンを供給する（ステップ２１２）。この場合、本実施の形態では、前段触媒１６で浄化できなかったＨＣに応じて適量のオゾンを供給すればよいから、オゾンの供給量を最低限に抑えることができる。
【００７８】
また、ステップ２０６〜２１０の判定が何れも成立しないときには、排気ガス中のＨＣが前段触媒１６により十分に浄化されている。従って、この場合には、オゾン供給口４２によるオゾンの供給を停止する（ステップ２１４）。一方、オゾン供給口４４からＡｇ触媒２０に対するオゾンの供給は、実施の形態１と同様に、ＣＯ吸着材１８の温度が脱離温度よりも高くなったときに実施されるものである。
【００７９】
上述したように、本実施の形態によれば、ＣＯ吸着材１８の上流側にオゾンを供給することができる。これにより、低温であっても、オゾンの酸化力を利用して排気ガス中のＨＣを効率よく浄化することができる。この浄化時に生じたＣＯは、吸着材１８により吸着することができる。そして、吸着したＣＯは、実施の形態１と同様の脱離対応制御を行うことにより、排気ガス中に元々含まれていたＣＯと一緒にＡｇ触媒２０上で浄化することができる。従って、排気ガス中のＣＯだけでなく、ＨＣも低温から浄化することができ、排気浄化装置の性能を大幅に向上させることができる。
【００８０】
また、本実施の形態では、ＨＣ濃度、触媒温度、排気空燃比等に応じてＣＯ吸着材１８の上流側に対するオゾンの供給状態を変化させる構成としている。この場合、前段触媒１６の温度が低いときには、そのＨＣ浄化能力が低下しているために、触媒下流側のＨＣ濃度が高くなると判定することができる。また、排気空燃比が過剰なリッチ状態であるときには、排気空燃比が前段触媒１６のＨＣ浄化ウィンドウを外れているために浄化率が低下し、触媒下流側のＨＣ濃度が高くなると判定することができる。
【００８１】
そして、排気ガス中のＨＣ濃度が低いときには、オゾンの供給を停止させることができ、無駄なオゾンの生成を防止することができる。また、排気ガス中のＨＣ濃度が高くなったときには、ＣＯ吸着材１８の上流側にオゾンを速やかに供給することができる。従って、オゾンの供給，停止を適切なタイミングで行うことができ、オゾン発生器４０を効率よく運転しつつ、排気エミッションを向上させることができる。
【００８２】
実施の形態３．
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８３】
［実施の形態３の特徴］
図７は、本発明の実施の形態３によるシステム構成を示す全体構成図である。本実施の形態のシステムは、前記実施の形態１とほぼ同様の構成を採用しているものの、ＣＯセンサ６０を備えており、この点で実施の形態１と構成が異なっている。ＣＯセンサ６０は、ＣＯ吸着材１８の上流側で排気通路１４に配置されており、この位置で排気ガス中のＣＯ濃度を検出する。ＣＯセンサ６０の出力は、吸着材１８により吸着されたＣＯの吸着量Ｑaを取得するために用いられる。
【００８４】
（飽和対応制御）
図８は、ＣＯ吸着材の稼働時間とＣＯ通過率との関係を示す特性線図である。ＣＯ通過率とは、ＣＯ吸着材１８に流入したＣＯのうち、吸着されずに流出するＣＯの割合を示している。ここで、ＣＯ吸着材１８は、吸着量の限界値（吸着飽和量）を有しており、この吸着飽和量よりも多量のＣＯを吸着することはできない。また、実際の吸着量が吸着飽和量に近くなると、ＣＯ吸着材１８の吸着能力は徐々に低下する。
【００８５】
このため、吸着材１８のＣＯ通過率は、図８に示すように、ある時点までは０％であるが、その後は稼働時間が長くなるにつれて徐々に増大する。そして、例えば稼動開始から４分程度の時間が経過した時点で、実際の吸着量が吸着飽和量に達すると、ＣＯ通過率は１００％となり、殆ど全てのＣＯが吸着材１８を通り抜けるようになる。そして、吸着材１８を通過したＣＯは、Ａｇ触媒２０の位置に到達する。
【００８６】
このため、本実施の形態では、吸着材１８のＣＯ吸着量Ｑaが飽和判定値Ｑ0を超えたときに、Ａｇ触媒２０にオゾンを供給する飽和対応制御を行う構成としている。ここで、ＣＯ吸着量Ｑaの取得方法について説明すると、まず、ＥＣＵ３０は、ＣＯセンサ６０によりＣＯ濃度を検出しつつ、エアフロメータにより吸入空気量（≒排気ガスの流量）を検出する。そして、これらのＣＯ濃度と排気ガスの流量とを用いて単位時間当りのＣＯ流量を算出する。さらに、例えば一定の時間毎に算出したＣＯ流量を積算することにより、ＣＯ吸着材１８に吸着されたＣＯの総吸着量であるＣＯ吸着量Ｑaを取得する。なお、ＣＯ吸着量Ｑaの積算処理は、内燃機関の運転中に継続的に実行される。また、ＣＯ吸着量Ｑaは、吸着材１８の温度が前述したＣＯの脱離温度に達したときに、零にリセットされる。
【００８７】
一方、飽和判定値Ｑ0は、ＣＯ吸着材１８の飽和吸着量に対応する判定値であり、ＥＣＵ３０に予め記憶されている。より詳しく述べると、飽和判定値Ｑ0は、図８中の領域(Ａ)＋領域(Ｂ)において、吸着材１８に吸着されたＣＯの総量として設定される。この領域(Ａ)＋領域(Ｂ)は、吸着材１８がＣＯの吸着を開始してから飽和状態となるまでの期間に対応している。
【００８８】
さらに言えば、上記領域(Ｂ)では、吸着量が飽和状態に近づくことにより、吸着材１８の吸着性能が低下し、ＣＯ通過率が徐々に増大している。このため、飽和判定値Ｑ0は、ＣＯ通過率が０％に維持される領域(Ａ)のみで吸着されたＣＯの総量として設定するのが好ましい。このように求められる飽和判定値Ｑ0の具体例を挙げれば、例えば前述したＡｇ−ＺＳＭ５の飽和判定値Ｑ0は０．６３（ｍｍｏｌ／ｇ）程度である。また、Ｃｕ−ＺＳＭ５の飽和判定値Ｑ0は、０．６１（ｍｍｏｌ／ｇ）程度である。
【００８９】
また、ＣＯ吸着材１８の実際の吸着飽和量は、例えば連続使用による吸着材の劣化状態や、吸着材に流入するＨ２Ｏ等の吸着阻害ガス成分によって変化する。このため、飽和対応制御では、吸着材１８の劣化状態や吸着阻害ガス成分の流入状態等に応じて、飽和判定値Ｑ0を変化させる構成としてもよい。
【００９０】
上述したように、飽和対応制御によれば、吸着材１８のＣＯ吸着量Ｑaが飽和判定値Ｑ0を超えたときに、Ａｇ触媒２０にオゾンを供給することができる。これにより、排気ガス中のＣＯ量が吸着材１８の吸着能力を超えた場合には、Ａｇ触媒２０のＣＯ浄化能力をオゾンにより向上させることができる。この結果、飽和状態となった吸着材１８からＣＯが流出した場合でも、Ａｇ触媒２０とオゾンによるＣＯ浄化能力を利用して、吸着材１８を通り抜けたＣＯを確実に浄化することができる。従って、何らかの理由により排気ガス中のＣＯ濃度が高い状態が継続した場合でも、排気エミッションを良好に保持することができ、システムの信頼性を向上させることができる。
【００９１】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
図９は、本発明の実施の形態３において実行される飽和対応制御のフローチャートを示している。飽和対応制御では、まず、前述した処理により、ＣＯ吸着量Ｑaを取得する（ステップ３００）。そして、ＣＯ吸着量Ｑaが飽和判定値Ｑよりも大きいか否かを判定する（ステップ３０２）。この判定が成立したときには、オゾン発生器２２を作動させることにより、Ａｇ触媒２０にオゾンを供給する（ステップ３０４）。また、前記判定が不成立のときには、Ａｇ触媒２０へのオゾン供給を実施しない（ステップ３０６）。
【００９２】
実施の形態４．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態のシステムは、前記実施の形態３とほぼ同様の構成および制御（図７，図９）を採用しているものの、ＣＯセンサ６０は廃止している。
【００９３】
［実施の形態４の特徴］
図１０は、本発明の実施の形態４において、内燃機関の空燃比（Ａ／Ｆ）と排気ガス中のＣＯ濃度との関係を示す特性線図である。この図中の実測値（個々の点）に示すように、Ａ／ＦとＣＯ濃度との間には相関関係がある。図１０中のＣＯ濃度特性データは、両者の相関関係をデータ化したものであり、例えば任意のＡ／Ｆにおいて生じ得るＣＯ濃度のほぼ最大値を与えるように設定されている。本実施の形態において、図１０中に示すＣＯ濃度特性データは、ＥＣＵ３０に予め記憶されている。
【００９４】
これにより、ＥＣＵ３０は、Ａ／Ｆセンサ２６により検出した排気ガスの空燃比と、ＣＯ濃度特性データとに基づいて、排気ガス中のＣＯ濃度を推定的に取得することができる。この場合、空燃比は、内燃機関の運転状態に応じて変化する制御パラメータであり、Ａ／Ｆセンサ２６は、空燃比を検出する検出手段を構成している。そして、飽和対応制御では、推定的に取得したＣＯ濃度と、エアフロメータにより検出した吸入空気量とを用いて、前記第３の実施の形態と同様の方法により単位時間当りのＣＯ流量を算出し、更にＣＯ吸着量Ｑaを取得することができる。
【００９５】
従って、本実施の形態によれば、前記第３の実施の形態で用いたＣＯセンサ６０等を使用しなくても、飽和対応制御を実現することができ、システムの構造を簡略化することができる。なお、ＣＯ濃度を推定するための制御パラメータとしては、排気ガスの空燃比に加えて、吸入空気量、燃料噴射量、内燃機関の温度等を用いる構成としてもよい。
【００９６】
また、排気ガス中のＣＯ濃度は、排気通路１４内の環境に応じて変化する。排気通路内の環境とは、内燃機関の運転状態（例えば燃料噴射量、排気空燃比等）だけでなく、ＣＯ吸着材１８の上流側に配置された前段触媒１６（三元触媒、ＮＯｘ吸蔵・還元触媒等）がＣＯ濃度に与える影響も含むものである。ＣＯ濃度を求めるためのパラメータとして、このような排気通路１４内の環境が反映されるもの（具体例としては、燃料噴射量、排気空燃比等に加えて、前段触媒１６のＣＯ浄化特性など）を用いることにより、各種の環境において排気ガス中のＣＯ濃度を正確に求めることができる。
【００９７】
なお、前記実施の形態１では、図３中に示すステップ１００〜１０６が脱離対応制御手段の具体例を示している。また、実施の形態２では、図６中に示すステップ２００〜２０４が取得手段の具体例を示し、ステップ２０６〜２１２はＨＣ対応制御手段の具体例を示している。さらに、実施の形態３では、図９中のステップ３００が吸着量取得手段の具体例を示し、ステップ３０２〜３０６が飽和対応制御手段の具体例を示している。
【００９８】
また、前記実施の形態２では、２つのオゾン供給口４２，４４を有するオゾン発生器４０を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば実施の形態１と同様のオゾン発生器２２を２台用意し、これらのオゾン発生器をＣＯ吸着材１８の上流側とＡｇ触媒２０の上流側にそれぞれ配置する構成としてもよい。
【００９９】
また、実施の形態２では、ＨＣ濃度センサ４８によりＨＣの濃度を検出する構成を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばＥＣＵ３０により、内燃機関の運転状態に応じて排気ガス中のＨＣ濃度を推定する構成としてもよい。
【０１００】
さらに、本発明では、図１１に示す変形例のように、実施の形態２，３を組合わせる構成としてもよい。この変形例では、脱離対応制御により吸着材１８の温度に応じてＡｇ触媒２０にオゾンを供給すると共に、飽和対応制御により吸着材１８のＣＯ吸着量Ｑaに応じてＡｇ触媒２０にオゾンを供給する。また、これらの制御と並行して、ＨＣ対応制御により必要に応じてＣＯ吸着材１８の上流側にオゾンを供給する構成となっている。これと同様に、本発明では、実施の形態１，３の組合わせ、実施の形態１，４の組合わせ、および実施の形態２，４の組合わせを実現する構成としてもよい。
【０１０１】
一方、実施の形態では、補助触媒として、三元触媒からなる前段触媒１６を例に挙げて説明した。しかし、本発明の補助触媒はこれに限らず、例えばＮＯｘ触媒を用いてもよく、さらに他の触媒を用いる構成としてもよい。
【０１０２】
また、本発明は、補助触媒の位置についても、実施の形態に限定するものでない。即ち、補助触媒は、ＣＯ吸着材１８とＡｇ触媒２０との間に配置してもよく、またＡｇ触媒２０の下流側に配置する構成としてもよい。そして、補助触媒をＡｇ触媒２０の上流側または下流側に配置する場合には、補助触媒とＡｇ触媒２０とを一体化してもよい。さらに、本発明は、必ずしも補助触媒を必要とするものではなく、補助触媒を搭載しないシステムにも広く適用することができる。
【０１０３】
また、実施の形態では、Ａｇ触媒２０を用いる構成としたが、本発明の触媒は、Ａｇ触媒に限定されるものではない。より詳しく述べると、本発明では、少なくともオゾンにより酸化された状態で、触媒活性温度以下のときに酸素を遊離させることが可能であれば（つまり、酸化された状態から酸素が遊離して元の状態に戻り易い材料であれば）、任意の触媒をメイン触媒として用いることができる。従って、本発明のメイン触媒としては、例えばＡｕを触媒成分として含むＡｕ触媒を用いてもよく、更にはＣｕ、Ｐｔ、Ｒｈ等の金属成分、金属錯体、有機触媒等を触媒成分として含む各種の触媒を広く用いることができる。
【０１０４】
また、実施の形態では、排気ガス中に添加する活性酸素として、オゾンを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、オゾンに代えて、他の種類の活性酸素（例えば、Ｏ-，Ｏ2-，Ｏ2-，Ｏ3-，Ｏn-等で表される酸素マイナスイオン）を排気ガス中に添加するようにしてもよい。
【０１０５】
また、実施の形態では、オゾン発生器２２，４０を排気ガスの流路外に設け、ＣＯ吸着材１８とＡｇ触媒２０とからなる２つの浄化機器とは別個に配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、オゾン発生器を排気ガスの流路中に配置したり、浄化機器の内部に配置する構成としてもよい。そして、このような配置を採用した場合には、例えば排気ガスの流路中や浄化機器の内部で高電圧放電等によりプラズマを発生させ、これにより活性酸素（オゾン等）を生成する構成としてもよい。
【０１０６】
さらに、実施の形態では、ディーゼルエンジンからなる内燃機関１０に適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばガソリンエンジン等を含めて各種の内燃機関に広く適用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態１によるシステム構成を示す全体構成図である。
【図２】Ａｇ触媒の温度とＣＯ浄化率との関係を示す特性線図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行される脱離対応制御のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２によるシステム構成を示す全体構成図である。
【図５】ＨＣをオゾンにより分解したときに生じる生成物を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２において実行されるＨＣ対応制御のフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態３によるシステム構成を示す全体構成図である。
【図８】ＣＯ吸着材の稼働時間とＣＯ通過率との関係を示す特性線図である。
【図９】本発明の実施の形態３において実行される飽和対応制御のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態４において、内燃機関の空燃比と排気ガス中のＣＯ濃度との関係を示す特性線図である。
【図１１】本発明の変形例によるシステム構成を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１６  前段触媒（補助触媒）
１８  ＣＯ吸着材
２０  Ａｇ触媒（メイン触媒）
２２，４０  オゾン発生器（活性酸素供給手段）
２４，４２，４４  オゾン供給口
２６  Ａ／Ｆセンサ
２８  吸着材温度センサ（吸着材温度検出手段）
３０  ＥＣＵ
４６  触媒温度センサ（触媒温度検出手段）
４８  ＨＣ濃度センサ（ＨＣ濃度取得手段）
６０  ＣＯセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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