(57)【要約】【課題】この発明は、システム全体の消費電力を抑制しながら、活性酸素を利用して排気ガス中の一酸化炭素を効率よく浄化することを目的とする。【解決手段】内燃機関１０は、少なくともＡｇを触媒成分として含むＡｇ触媒１６と、Ａｇ触媒１６にオゾンを供給するオゾン発生器１８と、排気ガス中のＣＯ濃度を検出するＣＯセンサ２２とを備える。ＥＣＵ３０は、ＣＯセンサ２２によりＣＯを検出したときに、オゾン発生器１８によりＡｇ触媒１６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。これにより、排気ガス中にＣＯが含まれるときには、Ａｇ触媒１６とオゾンによりＣＯを効率よく浄化することができる。また、排気ガス中にＣＯが含まれないときには、余分なオゾンが供給されるのを防止することができ、システムの消費電力を節約することができる。【選択図】図１
2010031831.tif 000002
【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、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触媒と、
前記触媒に活性酸素を供給する活性酸素供給手段と、
排気ガス中に含まれる一酸化炭素量を取得するＣＯ量取得手段と、
前記活性酸素供給手段により前記触媒に供給する活性酸素量を、排ガス中の一酸化炭素量に応じて制御する供給制御手段と、
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量取得手段は、前記触媒に流入する排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出する上流側ＣＯセンサである請求項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量取得手段は、内燃機関の運転状態に基づいて排気ガス中の一酸化炭素濃度を推定するために、少なくとも前記運転状態と一酸化炭素濃度との関係をデータ化したＣＯ濃度特性データである請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記ＣＯ量取得手段は、前記触媒から流出した排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出する下流側ＣＯセンサである請求項１乃至４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６】
前記供給制御手段は、排気ガス中に一酸化炭素が含まれているときに、前記活性酸素供給手段により前記触媒に前記活性酸素を供給し、排気ガス中に一酸化炭素が含まれていないときには、前記活性酸素の供給を停止する構成としてなる請求項１乃至５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７】
前記供給制御手段は、排気ガス中に一酸化炭素が含まれているときに、前記触媒に対する前記活性酸素の供給量を増量し、排気ガス中に一酸化炭素が含まれていないときには、前記活性酸素の供給量を減量する構成としてなる請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記触媒の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記供給制御手段は、前記触媒の温度と排気ガス中の一酸化炭素量とに応じて前記触媒に対する前記活性酸素の供給量を設定する構成としてなる請求項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】
前記触媒に流入する一酸化炭素量と、当該一酸化炭素量に適合する活性酸素の供給量との比率を基準比率として取得する基準比率取得手段と、
前記触媒に前記活性酸素を供給するときに、前記触媒に流入する排気ガス中の一酸化炭素量と前記活性酸素の実供給量との比率である実供給比率を算出する実供給比率算出手段と、を備え、
前記供給制御手段は、前記実供給比率が前記基準比率と等しくなるように、前記活性酸素の供給量を制御する構成としてなる請求項１乃至４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１０】
前記触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記基準比率が前記触媒の温度に応じて変化するときの温度特性をデータ化した基準比率データと、を備え、
前記基準比率取得手段は、前記触媒の温度と前記基準比率データとに基づいて当該温度に対応した基準比率である温度別基準比率を算出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】
前記供給制御手段は、前記実供給比率が前記温度別基準比率よりも小さいときに前記活性酸素の供給量を増量し、前記実供給比率が前記温度別基準比率よりも大きいときに前記活性酸素の供給量を減量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】
前記触媒をメイン触媒として当該メイン触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を浄化する上流触媒を備え、
前記供給制御手段は、前記上流触媒から前記メイン触媒に流入する一酸化炭素量を前記ＣＯ量取得手段により取得し、当該一酸化炭素量と現時点での活性酸素量により酸化可能な一酸化炭素量との大小関係に応じて、前記触媒に供給する活性酸素量を増減させる構成としてなる請求項１乃至１１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１３】
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１２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、銀（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一酸化炭素（ＣＯ）の浄化を促進することができる。
【０００３】
従来技術では、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）の下流側にＡｇ触媒を配置し、オゾンはＤＰＦに供給する。これにより、オゾンの供給時には、ＤＰＦに捕捉された排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）をオゾンにより燃焼させ、その後にＡｇ触媒を用いて排気ガスを浄化する構成としている。
【０００４】
【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】
【０００５】
ところで、上述した従来技術では、ＤＰＦでＰＭが燃焼したときに生じるＣＯを、下流側のＡｇ触媒により浄化する構成としている。排気エミッション等を考慮すれば、Ａｇ触媒のＣＯ浄化率は高いほど好ましい。この場合、例えばオゾン等の活性酸素をＡｇ触媒に作用させれば、触媒のＣＯ浄化率を高めることが可能となる。
【０００６】
しかしながら、オゾンの発生には電力が必要となる。このため、単にオゾンをＡｇ触媒に供給するだけの構成では、システムの消費電力が増大し、燃費性能や運転効率が低下する。一方、Ａｇ触媒にオゾンを供給する前提で設計されたシステムにおいて、オゾンの供給量が不足すると、触媒で浄化しきれないＣＯが排気ガスとして放出されることがあり、排気エミッションが悪化する。このため、従来技術では、Ａｇ触媒にオゾンを供給する場合に、システムの運転効率と排気エミッションを両立するのが難しいという問題がある。
【０００７】
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、システムの消費電力を抑制しながら、活性酸素を利用して排気ガス中のＣＯを効率よく浄化することができ、運転効率と排気エミッションを両立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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、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触媒と、
前記触媒に活性酸素を供給する活性酸素供給手段と、
排気ガス中に含まれる一酸化炭素量を取得するＣＯ量取得手段と、
前記活性酸素供給手段により前記触媒に供給する活性酸素量を、排ガス中の一酸化炭素量に応じて制御する供給制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明によると、前記第１の発明において、
前記触媒は、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。
【００１０】
第３の発明によると、前記第１または第２の発明において、
前記ＣＯ量取得手段は、前記触媒に流入する排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出する上流側ＣＯセンサである構成としている。
【００１１】
第４の発明によると、前記第１または第２の発明において、
前記ＣＯ量取得手段は、内燃機関の運転状態に基づいて排気ガス中の一酸化炭素濃度を推定するために、少なくとも前記運転状態と一酸化炭素濃度との関係をデータ化したＣＯ濃度特性データである構成としている。
【００１２】
第５の発明によると、前記第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記ＣＯ量取得手段は、前記触媒から流出した排気ガス中の一酸化炭素濃度を検出する下流側ＣＯセンサである構成としている。
【００１３】
第６の発明によると、前記第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記供給制御手段は、排気ガス中に一酸化炭素が含まれているときに、前記活性酸素供給手段により前記触媒に前記活性酸素を供給し、排気ガス中に一酸化炭素が含まれていないときには、前記活性酸素の供給を停止する構成としている。
【００１４】
第７の発明によると、前記第５の発明において、
前記供給制御手段は、排気ガス中に一酸化炭素が含まれているときに、前記触媒に対する前記活性酸素の供給量を増量し、排気ガス中に一酸化炭素が含まれていないときには、前記活性酸素の供給量を減量する構成としている。
【００１５】
第８の発明は、前記第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記触媒の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記供給制御手段は、前記触媒の温度と排気ガス中の一酸化炭素量とに応じて前記触媒に対する前記活性酸素の供給量を設定する構成としている。
【００１６】
第９の発明は、前記第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記触媒に流入する一酸化炭素量と、当該一酸化炭素量に適合する活性酸素の供給量との比率を基準比率として取得する基準比率取得手段と、
前記触媒に前記活性酸素を供給するときに、前記触媒に流入する排気ガス中の一酸化炭素量と前記活性酸素の実供給量との比率である実供給比率を算出する実供給比率算出手段と、を備え、
前記供給制御手段は、前記実供給比率が前記基準比率と等しくなるように、前記活性酸素の供給量を制御する構成としている。
【００１７】
第１０の発明は、前記第９の発明において、
前記触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記基準比率が前記触媒の温度に応じて変化するときの温度特性をデータ化した基準比率データと、を備え、
前記基準比率取得手段は、前記触媒の温度と前記基準比率データとに基づいて当該温度に対応した基準比率である温度別基準比率を算出する構成としている。
【００１８】
第１１の発明によると、前記第１０の発明において、
前記供給制御手段は、前記実供給比率が前記温度別基準比率よりも小さいときに前記活性酸素の供給量を増量し、前記実供給比率が前記温度別基準比率よりも大きいときに前記活性酸素の供給量を減量する構成としている。
【００１９】
第１２の発明によると、前記第１乃至第１１の発明の何れかにおいて、
前記触媒をメイン触媒として当該メイン触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を浄化する上流触媒を備え、
前記供給制御手段は、前記上流触媒から前記メイン触媒に流入する一酸化炭素量を前記ＣＯ量取得手段により取得し、当該一酸化炭素量と現時点での活性酸素量により酸化可能な一酸化炭素量との大小関係に応じて、前記触媒に供給する活性酸素量を増減させる構成としている。
【００２０】
第１３の発明によると、前記第１乃至第１２の発明の何れかにおいて、
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いる。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、供給制御手段は、排ガス中のＣＯ量に応じて触媒への活性酸素の供給量を制御することができる。これにより、排気ガス中にＣＯが含まれていときには、触媒に余分な活性酸素を供給しなくてもよいから、活性酸素供給手段の消費電力を節約することができる。また、排気ガス中にＣＯが含まれているときには、これに対応して触媒に活性酸素を供給することができ、ＣＯを効率よく浄化することができる。従って、内燃機関の燃費性能や運転効率を改善しつつ、排気エミッションも向上させることができる。
【００２２】
第２の発明によれば、前記触媒として、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。
【００２３】
第３の発明によれば、上流側ＣＯセンサは、触媒に流入する排気ガス中のＣＯ濃度（ＣＯ量）を検出することができる。これにより、排気ガスが触媒に流入する前にＣＯの有無や濃度を検出することができる。従って、排気ガス中にＣＯが出現したときには、この排気ガスが触媒に流入する前に、活性酸素供給手段を速やかに作動させることができる。この結果、ＣＯが出現してから活性酸素の供給が開始されるまでのタイムラグを短くすることができ、このタイムラグの間にＣＯが触媒の下流側に漏れ出るのを抑制することができる。
【００２４】
第４の発明によれば、少なくとも内燃機関の運転状態を表すパラメータと、ＣＯ濃度特性データとに基づいて、触媒に流入するＣＯ量を推定的に取得することができる。そして、取得したＣＯ量に基づいて活性酸素の供給量を制御することができる。これにより、ＣＯセンサ等を使用しなくても、活性酸素の供給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。
【００２５】
第５の発明によれば、下流側ＣＯセンサは、触媒から流出した排気ガス中のＣＯ濃度を検出することができる。この場合、触媒の下流側でＣＯ濃度を検出することにより、触媒に対する活性酸素の供給量の過不足状態を容易に把握することができる。このため、活性酸素の過不足状態に応じて供給量を適切に増量または減量することができる。即ち、触媒に流入する排気ガス中のＣＯ量に対して、活性酸素の供給量が適正な比率となるように、供給量をフィードバック制御することができる。従って、活性酸素の供給量をより的確に定めることができる。
【００２６】
第６の発明によれば、触媒には、必要なときにだけ活性酸素を供給することができる。これにより、余分な活性酸素を供給しなくてもよいから、その分だけ活性酸素供給手段の消費電力を節約することができる。
【００２７】
第７の発明によれば、供給制御手段は、排気ガス中に含まれるＣＯの有無に応じて活性酸素の供給量を増量または減量させることができる。これにより、制御の１サイクル毎に活性酸素の供給量を段階的にきめ細かく変化させることができ、供給量を高い精度で制御することができる。
【００２８】
第８の発明によれば、供給制御手段は、触媒の温度と排気ガス中のＣＯ量とに応じて活性酸素の供給量を制御することができる。即ち、活性酸素の供給量には、浄化すべきＣＯ量だけでなく、触媒の触媒活性も反映させることができる。これにより、排気ガス中のＣＯ量や触媒温度が変化しても、ＣＯの流入量に対して常に過不足のない量の活性酸素を安定的に供給することができる。従って、排気ガス中のＣＯ量と触媒温度とに応じて活性酸素の供給量を最適化することができる。
【００２９】
第９の発明によれば、基準比率取得手段は、触媒に流入するＣＯ量に対して最適な活性酸素の量を、基準比率として取得することができる。また、実供給比率算出手段によれば、ＣＯに対する活性酸素の実際の供給比率である実供給比率を算出することができる。これにより、供給制御手段は、基準比率と実供給比率とを比較するだけで、ＣＯに対する活性酸素の過不足状態を正確かつ容易に判定することができ、その判定結果に応じて活性酸素の供給量を的確に増減させることができる。つまり、実供給比率が基準比率と等しくなるように、活性酸素の供給量をフィードバック制御することができ、活性酸素の供給量を最適化することができる。従って、活性酸素の供給量を最低限に抑えつつ、ＣＯ浄化率を最大限に高めることができる。
【００３０】
第１０の発明によれば、基準比率取得手段は、基準比率の温度特性をデータ化した基準比率データを用いることができる。これにより、任意の温度における基準比率を、基準比率データから正確かつ容易に取得することができる。従って、活性酸素の過不足状態の判定精度を高めることができる。
【００３１】
第１１の発明によれば、供給制御手段は、実供給比率と温度別基準比率との大小関係に応じて活性酸素の供給量を増量または減量させることができる。これにより、制御の１サイクル毎に活性酸素の供給量を段階的にきめ細かく変化させることができ、供給量を高い精度で制御することができる。
【００３２】
第１２の発明によれば、低温運転時において、上流触媒での不完全燃焼によりＣＯが発生した場合でも、この余分に発生したＣＯをメイン触媒と活性酸素により効率よく浄化することができる。従って、低温領域では、ＣＯと共にＨＣの浄化率を向上させることができ、排気エミッションを向上させることができる。また、メイン触媒には、必要なときにだけ活性酸素を供給することができ、余分なオゾンを供給しなくてもよいから、活性酸素を節約することができる。
【００３３】
第１３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１２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】
【００３４】
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、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。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により構成された内燃機関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。そして、内燃機関１０は、吸入空気と噴射燃料とを筒内で燃焼させ、排気通路１４から排気ガスを排出する。
【００３５】
排気通路１４には、少なくともＡｇを触媒成分として含むメイン触媒としてのＡｇ触媒１６が配置されている。Ａｇ触媒１６の具体例としては、アルミナに銀を担持させたものや、セリア−ジルコニア複合酸化物（Ｃｅ−Ｚｒ）からなる担体にＡｇ等の貴金属を担持させたＡｇ／Ｃｅ−Ｚｒ複合酸化物を挙げることができる。そして、Ａｇ触媒１６は、後述のようにオゾンと反応することにより、比較的低い温度から排気ガス中のＣＯを効率よく浄化する。
【００３６】
なお、本実施の形態では、触媒の一例としてＡｇ触媒１６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。
【００３７】
また、Ａｇ触媒１６には、活性酸素供給手段としてのオゾン発生器１８が設けられている。オゾン発生器１８は、Ａｇ触媒１６の上流側に配置されたオゾン供給口２０を備えており、このオゾン供給口２０からＡｇ触媒１６にオゾン（Ｏ３）を供給する。この場合、オゾンの供給量は、後述のＥＣＵ３０により制御可能となっている。
【００３８】
また、オゾン発生器１８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。
【００３９】
さらに、本実施の形態のシステムは、上流側ＣＯセンサ２２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。上流側ＣＯセンサ２２は、本実施の形態のＣＯ量取得手段を構成しており、Ａｇ触媒１６の上流側で排気通路１４に設けられている。そして、上流側ＣＯセンサ２２は、Ａｇ触媒１６に流入する排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、ＥＣＵ３０に検出信号を出力する。
【００４０】
また、上述したセンサ系統には、上流側ＣＯセンサ２２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、排気ガスの空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ、内燃機関の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、燃料噴射弁や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。
【００４１】
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。また、ＥＣＵ３０は、内燃機関の運転制御と並行してオゾン発生器１８の作動状態を制御し、以下に述べるオゾン供給制御を実施する。
【００４２】
（上流検出型のオゾン供給制御）
図２は、Ａｇ触媒を含む複数種類の触媒のＣＯ浄化率と温度との関係を示す特性線図である。この図２に示すように、Ｐｔ，Ｐｄ等の金属を含む触媒は、低温時にＣＯを効率よく浄化することができない。これに対し、Ａｇ触媒は、図２中の上側に示す特性線のように、オゾンが共存する状態において、低温から高いＣＯ浄化能力を発揮することができる。この現象は、触媒中の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、これらの酸化剤がＣＯをＣＯ2に酸化すると考えられる。
【００４３】
しかしながら、オゾンの発生には電力が必要となるため、単にオゾンをＡｇ触媒に供給するだけの構成では、システムの消費電力が増大し、燃費性能等の悪化を招く。そこで、本実施の形態では、上流検出型のオゾン供給制御を行うことにより、Ａｇ触媒１６に流入する排気ガス中のＣＯ量に応じてオゾンの供給量を制御する。なお、本発明では、「ＣＯ量」に相当するパラメータとして、「ＣＯ濃度」と「ＣＯ流量」の何れを用いる構成としてもよい。この場合、「ＣＯ流量」は、センサにより検出したＣＯ濃度と、エアフロメータにより検出した吸入空気量（≒排気ガスの流量）等により求めることができる。
【００４４】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図３は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ３０により実行される上流検出型のオゾン供給制御のフロチャートである。なお、図３に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行される。上流検出型のオゾン供給制御では、まず、上流側ＣＯセンサ２２により排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、排気ガス中にＣＯが含まれているか否かを判定する（ステップ１００）。
【００４５】
ステップ１００の判定が成立したときには、Ａｇ触媒１６のＣＯ浄化率を高める必要があるから、オゾン発生器１８によりＡｇ触媒１６にオゾンを供給する（ステップ１０２）。また、ステップ１００の条件が不成立のときには、排気ガス中にＣＯが含まれていないので、Ａｇ触媒１６に対するオゾンの供給を停止する（ステップ１０４）。
【００４６】
上記構成によれば、排気ガス中にＣＯが含まれていないときには、オゾン発生器１８を停止状態に保持することができる。これにより、Ａｇ触媒１６には、必要なときにだけオゾンを供給することができる。即ち、余分なオゾンを供給しなくてもよいから、その分だけオゾン発生器１８の消費電力を節約することができる。また、排気ガス中にＣＯが含まれているときには、これに対応してＡｇ触媒１６にオゾンを供給することができ、ＣＯを効率よく浄化することができる。従って、本実施の形態によれば、内燃機関の燃費性能や運転効率を改善しつつ、排気エミッションも向上させることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、排気ガスがＡｇ触媒１６に流入する前にＣＯの有無や濃度を検出することができる。これにより、排気ガス中にＣＯが出現したときには、この排気ガスがＡｇ触媒１６に流入する前に、オゾン発生器１８を速やかに作動させることができる。従って、ＣＯが出現してからオゾンの供給が開始されるまでのタイムラグを短くすることができ、このタイムラグの間にＣＯがＡｇ触媒１６の下流側に漏れ出るのを抑制することができる。
【００４８】
しかも、本実施の形態の構成は、例えば三元触媒等からなる浄化機器をＡｇ触媒１６の上流側に配置した場合に、顕著な効果を発揮することができる。即ち、浄化機器が活性化した状態では、排気ガス中のＣＯを浄化機器により浄化することができるので、Ａｇ触媒の位置にはＣＯが殆ど到達しない。この状態では、オゾン発生器１８を停止状態に保持することができる。また、内燃機関の冷間始動時等のように、浄化機器が活性化していない状態では、浄化機器を通り抜けてきたＣＯをＡｇ触媒１６とオゾンにより効率よく浄化することができ、始動時の排気エミッションを確実に改善することができる。
【００４９】
上記浄化機器がＣＯ吸着材である場合にも、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。即ち、ＣＯ吸着材からＣＯを脱離させるときにのみ、Ａｇ触媒１６にオゾンを供給すればよい。また、上記浄化機器がディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）である場合も同様に、ＤＰＦに溜まった粒子状物質（ＰＭ）を燃焼させることによりＣＯが発生するときにのみ、Ａｇ触媒１６にオゾンを供給すればよい。
【００５０】
実施の形態２．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２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１とほぼ同様の構成および制御（図１，図３）を採用しているものの、上流側ＣＯセンサ２２は廃止している。
【００５１】
［実施の形態２の特徴］
図４は、本発明の実施の形態２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４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。このＣＯ濃度特性データは、本実施の形態のＣＯ量取得手段であり、ＥＣＵ３０に予め記憶されている。
【００５２】
上記構成によれば、オゾン供給制御では、Ａ／Ｆセンサ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、Ａｇ触媒１６に流入するＣＯ濃度を推定的に取得することができる。そして、このように取得したＣＯ濃度を用いて、実施の形態１（図３）のステップ１００と同様の判定処理を行うことができる。従って、ＣＯセンサ等を使用しなくても、オゾン供給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を推定するための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。
【００５３】
実施の形態３．
次に、図５乃至図７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１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。
［実施の形態３の特徴］
図５は、本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための全体構成図である。図３に示すように、本実施の形態のシステムは、実施の形態１とほぼ同様に構成されている。しかし、本実施の形態では、上流側ＣＯセンサ２２に代わるＣＯ量取得手段として、下流側ＣＯセンサ４０を用いており、この点で実施の形態１と異なるものである。
【００５４】
下流側ＣＯセンサ４０は、Ａｇ触媒１６の下流側で排気通路１４に設けられている。そして、下流側ＣＯセンサ４０は、Ａｇ触媒１６から流出した排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、ＥＣＵ３０に検出信号を出力する。ＥＣＵ３０は、この検出信号に基づいて下流検出型のオゾン供給制御を実施する。
【００５５】
（下流検出型のオゾン供給制御）
図６は、Ａｇ触媒により一定量のＣＯを浄化するときに必要となるオゾンの量と、触媒温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、Ａｇ触媒と協働して一定量のＣＯを浄化するのに必要なオゾンの量は、温度環境に応じて変化する。この変化は、オゾンの熱分解特性や、オゾンに依存しないＡｇ自体の触媒活性の出現などに起因するものである。
【００５６】
このため、ＣＯの浄化処理を行うときには、浄化すべきＣＯ量が一定でも、温度によってはオゾンの供給量に過不足が生じ易い。そこで、本実施の形態では、下流側ＣＯセンサ４０により、Ａｇ触媒１６から流出したＣＯの濃度、即ち、Ａｇ触媒１６により浄化しきれなかったＣＯ量を検出し、その検出結果に応じてオゾンの供給量を制御する。
【００５７】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
図７は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ３０により実行される下流検出型のオゾン供給制御のフロチャートである。なお、図７に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行される。下流検出型のオゾン供給制御では、まず、下流側ＣＯセンサ４０により排気ガス中のＣＯ濃度を検出し、Ａｇ触媒１６から流出した排気ガス（流出ガス）中にＣＯが含まれているか否かを判定する（ステップ２００）。
【００５８】
ステップ２００の判定が成立したときには、Ａｇ触媒１６で浄化しきれなかったＣＯがＡｇ触媒１６の下流側に流出したと考えられる。即ち、Ａｇ触媒１６に流入する排気ガス（流入ガス）中のＣＯ量に対して、オゾンの供給量が不足していると判断することができる。そこで、この場合には、オゾン発生器１８により、Ａｇ触媒１６に対するオゾンの供給量を増大させる（ステップ２０２）。なお、判定時にオゾンが供給されていない場合には、判定が成立した時点でオゾンの供給を開始する。
【００５９】
一方、ステップ２００の判定が不成立のときには、流出ガス中にＣＯが存在しないから、流入ガス中のＣＯ量に対するオゾンの供給量は、少なくとも適量であるか、または余剰となっている可能性がある。そこで、この場合には、Ａｇ触媒１６に対するオゾンの供給量を増大させる（ステップ２０４）。なお、判定時にオゾンの供給量がほぼ最小量まで減量されている場合には、判定が不成立となった時点でオゾンの供給を停止する。
【００６０】
上述したステップ２００〜２０４の演算処理は繰返し実行される。このため、複数サイクルにわたってＣＯが継続的に検出された場合には、１サイクル毎にオゾンの供給量が段階的に増量される。この増量動作はＣＯが検出されなくなるまで継続される。一方、ＣＯの非検出状態が継続した場合も同様に、１サイクル毎にオゾンの供給量が段階的に減量され、この減量動作はＣＯが検出されるまで継続される。
【００６１】
上記構成によれば、Ａｇ触媒１６の下流側でＣＯ濃度を検出することにより、Ａｇ触媒１６に対するオゾンの供給量の過不足状態を容易に把握することができる。これにより、オゾンの過不足状態に応じて供給量を適切に増量または減量することができる。しかも、制御の１サイクル毎にオゾンの供給量を増量または減量させるようにしたので、供給量を段階的にきめ細かく変化させることができ、供給量を高い精度で制御することができる。
【００６２】
従って、流入ガス中のＣＯ量に対するオゾンの供給量が適正な比率となるように、供給量をフィードバック制御することができる。ここで、適正な比率とは、図６に示す特性線と、現在の温度環境とによって定まるものである。このように、本実施の形態によれば、実施の形態１の作用効果に加えて、オゾンの供給量をより的確に定めることができる。
【００６３】
実施の形態４．
次に、図８乃至図１４を参照して、本発明の実施の形態４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１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。
［実施の形態４の特徴］
図８は、本発明の実施の形態４のシステム構成を説明するための全体構成図である。図８に示すように、本実施の形態のシステムは、実施の形態１とほぼ同様に構成されている。しかし、本実施の形態では、Ａｇ触媒１６の温度（床温）を検出する温度検出手段としての温度センサ５０を用いており、この点で実施の形態１と異なるものである。
【００６４】
前記実施の形態２で述べたように、一定量のＣＯを浄化するのに必要なオゾンの量は、Ａｇ触媒の温度に応じて変化する。そこで、本実施の形態では、排気ガス中のＣＯ量だけでなく、Ａｇ触媒の温度によってもオゾンの供給量を可変とする温度検出型のオゾン供給制御を実施する。
【００６５】
（温度検出型のオゾン供給制御）
このオゾン供給制御では、まず、Ａｇ触媒１６に流入する排気ガス中のＣＯ量と、Ａｇ触媒１６に供給されるオゾンの実際の供給量（実供給量）との比率である実供給比率Ｒを算出する。そして、この実供給比率Ｒを、触媒温度が反映された温度別の基準比率Ｘと比較することにより、オゾン供給量の過不足状態を判定し、判定結果に応じて実供給量を増減させる。ここで、基準比率Ｘとは、Ａｇ触媒１６に流入するＣＯ量と、当該ＣＯ量に適合するオゾン供給量との比率として定義される。また、「ＣＯ量に適合するオゾンの供給量」とは、流入ガス中のＣＯを過不足なく酸化することが可能なオゾン量のことである。
【００６６】
図９は、オゾン供給量の判定基準となる基準比率Ｘと、触媒温度との関係を示す基準比率データの特性線図である。この基準比率データは、マップデータや関数式等としてＥＣＵ３０に予め記憶されている。ＥＣＵ３０は、基準比率データを用いることにより、Ａｇ触媒１６の温度に応じて最適な基準比率Ｘを算出することができる。以下、基準比率Ｘの温度特性の求め方について説明する。
【００６７】
（基準比率Ｘの設定方法）
【００６８】
まず、図１０は、Ａｇ触媒を各種の環境に置いた場合のラマンスペクトルを示す特性線図である。この図において、Ａｇ触媒（Ａｇ １０wt%／Ａｌ２Ｏ３）がオゾンと共存する状態では、上から２本目の特性線に示すように、ラマンスペクトルの波形にＡｇＯ、Ａｇ２Ｏによるピークが出現する。従って、Ｏ３が共存する状態において、Ａｇ触媒によるＣＯの酸化反応は、次のメカニズムにより進行すると推定される。
【００６９】
図１１は、Ａｇ触媒とオゾンによるＣＯの酸化メカニズムを示す説明図である。図１１(ａ)，(ｂ)に示すように、Ａｇは、まずＯ３とｘ：１の割合で反応することにより、強力な酸化剤であるＡｇＯ、Ａｇ２Ｏに変化する。そして、これらの酸化剤は、図１１(ｃ)に示すように、ＣＯと１：１の割合で反応することにより、ＣＯをＣＯ２に変化させる。これらの反応は、下記（１）,（２）式のように示される。従って、Ｏ３は、ＣＯと１：１の割合で反応、消費されると考えられる。
【００７０】
ｘＡｇ＋Ｏ３→ＡｇｘＯ＋Ｏ２  ・・・（１）
ＡｇｘＯ＋ＣＯ→ＡｇＯ＋ＣＯ２  ・・・（２）
【００７１】
図１２は、ＡｇとＯ３によるＣＯの酸化メカニズムにおいて、Ａｇ、Ｏ３及びＣＯの反応率と、温度との関係を示す特性線図である。この図において、Ａ（上側の実線）は、ＡｇとＯ３により実現される全体のＣＯ浄化率を示している。また、Ｙ（点線）はＡｇと反応するＯ３の反応率を示し、Ｚ（点線）はＡｇのみで実現されるＣＯ浄化率を示している。図１２から判るように、ＡｇとＯ３との反応率Ｙは、比較的低温において高い値を保持するが、３００℃付近に近づくにつれて急激に減少する。この現象は、Ｏ３の熱分解温度が３００℃付近であることに起因している。また、Ａｇの触媒活性は温度と共に上昇するので、ＡｇだけのＣＯ浄化率Ｚは、高温になるにつれて高い値となる。
【００７２】
次に、これらのパラメータＡ，Ｙ，Ｚと、前述した実供給比率Ｒとの関係について述べる。まず、Ａｇ触媒１６に供給されるオゾンの供給量をＱoとし、Ａｇ触媒１６へのＣＯの流入量をＱcとすれば、実供給比率Ｒは、下記（３）式のようになる。
【００７３】
Ｒ＝Ｑo／Ｑc  ・・・（３）
【００７４】
また、オゾンの供給量ＱoのうちＣＯとの反応に寄与する量は、（Ｑo＊Ｙ）となる。このため、ＣＯとＯ３とは等量で反応することを考慮すれば、ＣＯの流入量Ｑcのうちオゾンと反応して浄化されるＣＯの比率は、（Ｑo＊Ｙ／Ｑc）と表すことができる。そして、この比率（Ｑo＊Ｙ／Ｑc）にＡｇだけのＣＯ浄化率Ｚを加算すれば、下記（４）式に示すように、全体のＣＯ浄化率Ａを求めることができる。さらに、前記（３）式を（４）式に代入すれば、下記（５）式を得ることができる。
【００７５】
Ｑo＊Ｙ／Ｑc＋Ｚ＝Ａ  ・・・（４）
【００７６】
Ｒ＊Ｙ＋Ｚ＝Ａ        ・・・（５）
【００７７】
一方、基準比率Ｘは実供給比率Ｒの最適値であるから、基準比率Ｘは、前記（３）式において全体のＣＯ浄化率Ａが１００％となる比率値である、と定義することができる。この条件を（５）式に代入すれば、下記（６）式を得ることができる。さらに、（６）式を変形して（７）式を得ることができる。
【００７８】
Ｘ＊Ｙ＋Ｚ＝１００      ・・・（６）
【００７９】
Ｘ＝（１００−Ｚ）／Ｙ  ・・・（７）
【００８０】
前記（７）の式において、ＡｇだけのＣＯ浄化率Ｚは、実験等により計測することができる。また、ＡｇとＯ３との反応率Ｙは、実験等により得られる図１３のデータから取得することができる。図１３は、オゾンの分解率の温度特性がＡｇ触媒の有無に応じて変化する状態を示す特性線図である。この図に示すように、Ａｇが存在する場合のオゾンの分解率は、Ａｇが存在しない場合の分解率よりも高くなる。これらの分解率の差は、Ａｇと反応するオゾンの割合、即ち、ＡｇとＯ３との反応率Ｙに相当するものである。従って、前記（７）式中のＹとＺを定めることができるので、図９に示す基準比率データを得ることができる。
【００８１】
［実施の形態４を実現するための具体的な処理］
図１４は、本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される温度検出型のオゾン供給制御のフロチャートである。なお、図１４に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行される。
【００８２】
温度検出型のオゾン供給制御では、まず、上流側ＣＯセンサ２２により排気ガス中のＣＯ濃度を検出し（ステップ３００）、また温度センサ５０により触媒温度Ｔを検出する（ステップ３０２）。この場合、ＣＯ濃度は、排気ガスの流量（≒吸入空気量）に応じて流量に換算することができる。
【００８３】
そして、ステップ３０４では、触媒温度Ｔが３５０℃以上であるか否かを判定する。ここで、３５０℃とは、オゾンの熱分解温度（３００〜３５０℃）の一例であり、３００℃でもよい。この判定が成立したときには、オゾンを供給しても熱分解してしまうので、後述のステップ３１４に移る。また、ステップ３０４の判定が不成立のときには、ステップ３０６に移る。
【００８４】
次に、Ａｇ触媒１６に現在供給している実際のオゾン供給量と、ステップ３００で求めたＣＯ量とを用いて、実供給比率Ｒを算出する（ステップ３０６）。また、Ａｇ触媒１６の検出温度を用いて、図９の基準比率データから触媒温度に応じた温度別の基準比率Ｘを算出する（ステップ３０８）。そして、実供給比率Ｒが基準比率Ｘ以下であるか否かを判定する（ステップ３１０）。
【００８５】
ステップ３１０の判定処理が成立したときには、現在のＣＯ量に対してオゾンが供給不足であると判断することができる。そこで、この場合には、オゾン発生器１８により、Ａｇ触媒１６に対するオゾンの供給量を増大させる（ステップ３１２）。なお、判定時にオゾンが供給されていない場合には、判定が成立した時点でオゾンの供給を開始する。
【００８６】
一方、ステップ３１０の判定が不成立のときには、現在のＣＯ量に対してオゾンが供給過剰であると判断することができる。そこで、この場合には、Ａｇ触媒１６に対するオゾンの供給量を減少させる（ステップ３１４）。なお、判定時にオゾンの供給量がほぼ最小量まで減量されている場合には、判定が不成立となった時点でオゾンの供給を停止する。
【００８７】
上述したステップ３００〜３１４の演算処理は繰返し実行される。このため、実供給比率Ｒが基準比率Ｘ以下となる状態が複数サイクルにわたって継続した場合には、１サイクル毎にオゾンの供給量が段階的に増量される。この増量動作は実供給比率Ｒが基準比率Ｘを超えるまで継続される。一方、実供給比率Ｒが基準比率Ｘを超えた状態が継続した場合も同様に、１サイクル毎にオゾンの供給量が段階的に減量され、この減量動作は実供給比率Ｒが基準比率Ｘ以下となるまで継続される。このように、オゾンの供給量は、実供給比率Ｒが基準比率Ｘと等しくなるように、フィードバック制御される。
【００８８】
上記構成によれば、Ａｇ触媒１６に流入するＣＯの量に対して最適なオゾン供給量を、温度別の基準比率Ｘとして取得することができる。即ち、オゾンの供給量には、浄化すべきＣＯ量だけでなく、Ａｇ触媒１６の触媒活性も反映させることができる。これにより、排気ガス中のＣＯ量や触媒温度が変化しても、ＣＯの流入量に対して常に過不足のない量のオゾンを安定的に供給することができる。従って、本実施の形態によれば、実施の形態１の作用効果に加えて、温度環境の変化にも適切に対処することができる。そして、オゾンの供給量を最低限に抑えつつ、ＣＯ浄化率を最大限に高めることができる。
【００８９】
特に、本実施の形態では、ＣＯに対するオゾンの実供給比率Ｒを算出し、この実供給比率Ｒと基準比率Ｘとを比較している。このため、２つの比率Ｘ，Ｒを比較するだけで、オゾンの過不足状態を正確かつ容易に判定することができ、その判定結果に応じてオゾンの供給量を的確に増減させることができる。また、制御の１サイクル毎にオゾンの供給量を段階的にきめ細かく変化させることができ、供給量を高い精度で制御することができる。
【００９０】
従って、実供給比率Ｒが基準比率Ｘと等しくなるように、オゾンの供給量をフィードバック制御することができ、オゾンの供給量を最適化することができる。しかも、基準比率Ｘの温度特性をデータ化した基準比率データを用いる構成としたので、任意の温度における基準比率Ｘを正確かつ容易に取得することができ、オゾンの過不足状態の判定精度を高めることができる。
【００９１】
実施の形態５．
次に、図１５乃至図１８を参照して、本発明の実施の形態５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１，４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。
［実施の形態５の特徴］
図１５は、本発明の実施の形態５のシステム構成を説明するための全体構成図である。図１５に示すように、本実施の形態のシステムは、実施の形態１とほぼ同様に、Ａｇ触媒１６、オゾン発生器１８等を備えている。しかし、本実施の形態では、排気ガス中の未浄化成分を浄化する上流触媒６０を採用しており、この点で実施の形態１と異なるものである。
【００９２】
上流触媒６０は、例えば三元触媒のように、Ｐｄ等の貴金属を触媒成分として含む触媒により構成され、Ａｇ触媒１６の上流側で排気通路１４に設けられている。図１６は、ストイキ雰囲気下における上流触媒のＣＯ浄化特性を示す特性線図である。この特性線図では、上流触媒の一例として、セリア−ジルコニアにＰｄを担持させた触媒（Ｐｄ／ＣeＯ２−ＺrＯ２）を用いている。図１６に示すように、ＣＯ浄化率は、上流触媒６０に流入する排気ガスの温度が低くなるにつれて低下する。そして、例えば２５０℃以下の極端な低温領域では、上流触媒６０のＣＯ浄化率がマイナス値となる。ＣＯ浄化率がマイナス値になることは、上流触媒６０に流入するＣＯ量よりも当該触媒から流出するＣＯ量の方が多くなることを意味している。
【００９３】
つまり、極端な低温領域では、排気ガス中のＨＣが上流触媒６０の内部で不完全燃焼を起すようになり、この不完全燃焼により新たなＣＯが発生するという問題がある。特に、低温時には、Ａ／Ｆセンサにより排気空燃比を検出できないので、排気空燃比が理論空燃比（ストイキ）よりもリッチ側で制御されることが多い。このため、極端な低温領域では、多量のＨＣからＣＯが発生することになり、排気エミッションが悪化し易い。
【００９４】
そこで、本実施の形態では、上流触媒６０からＡｇ触媒１６に流入するＣＯ量Ｑcと、現時点でのオゾン量により酸化可能なＣＯ量Ｑxとの大小関係に応じて、Ａｇ触媒１６に供給するオゾン量を増減させる構成としている。より詳しく述べると、実際のＣＯ量Ｑcが、現時点でのオゾン量により酸化可能なＣＯ量（以下、ＣＯ基準量と称す）Ｑxよりも多いときには、オゾンの供給量を増大させる。一方、ＣＯ量ＱcがＣＯ基準量Ｑxよりも少ないときには、オゾンの供給量を減少させるものである。
【００９５】
ここで、Ａｇ触媒１６に流入するＣＯ量Ｑcは、内燃機関１０のＣＯ排出量Ｅと、上流触媒６０のＣＯ浄化率αと、ＨＣの不完全燃焼によるＣＯ生成率βとを用いて、下記（８）式により求められる。なお、α，βはそれぞれ０〜１の範囲で設定される係数である。
【００９６】
Ｑc＝Ｅ×（１−α）×β  ・・・（８）
【００９７】
上記（８）式において、内燃機関１０のＣＯ排出量Ｅは、運転状態に応じて前記実施の形態２の特性線図（図４）により求めたＣＯ濃度と、エアフロメータにより検出した吸入空気量（≒排気ガスの流量）との乗算値等として求められる。また、上流触媒６０のＣＯ浄化率αは、前記実施の形態１の特性線図（図２）と、温度とに応じて求められる。さらに、ＣＯ生成率βは、前記図１６の特性線図においてＣＯ浄化率がマイナス値となる領域の特性線と、温度とに応じて求められる。
【００９８】
このため、本実施の形態では、前記図２、図４および図１６の特性線図に対応するデータがＥＣＵ３０に予め記憶されている。これにより、ＥＣＵ３０は、内燃機関の運転状態と、温度センサ５０により検出した触媒温度（または流入ガスの温度）とに基いて、Ａｇ触媒１６に流入するＣＯ量Ｑcを算出することができる。そして、この構成によれば、ＣＯセンサ等を用いなくても、ＣＯの流入量を取得することができる。
【００９９】
一方、現時点でのオゾン量により酸化可能なＣＯ基準量Ｑxは、Ａｇ触媒１６に現在供給している実際のオゾン供給量Ｑoと、前記実施の形態４で用いた基準比率Ｘとを用いて、下記（９）式により求められる。
【０１００】
Ｑx＝Ｑo／Ｘ  ・・・（９）
【０１０１】
ここで、基準比率Ｘとは、ある温度において、単位量のＣＯを浄化することが可能なオゾン量の比率を与えるものであり、実施の形態４（図９）に示すように、温度に応じて変化する。この図９に示す特性線図は、ＥＣＵ３０に予め記憶されている。よって、ＥＣＵ３０は、実際のオゾン供給量Ｑoと、温度センサ５０により検出した温度とに基いて、現時点でのＣＯ酸化能力の上限値であるＣＯ基準量Ｑxを求めることができる。
【０１０２】
［実施の形態５を実現するための具体的な処理］
図１７は、本発明の実施の形態５において、ＥＣＵにより実行されるオゾン供給制御のフロチャートである。なお、図１７に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行される。このオゾン供給制御では、まず、前述したＣＯ量ＱcとＣＯ基準量Ｑxとをそれぞれ算出する（ステップ４００，４０２）。
【０１０３】
次に、ＣＯ量ＱcがＣＯ基準量Ｑx以上であるか否かを判定する（ステップ４０４）。この判定成立時には、Ａｇ触媒１６に流入するＣＯ量が現時点での酸化処理能力を超えているので、オゾンの供給量を増量するか、または供給を開始する（ステップ４０６）。一方、ステップ４０４の判定が不成立のときには、オゾンの供給量を減少させるか、または供給を停止する（ステップ４０８）。
【０１０４】
このように、本実施の形態によれば、前述した極端な低温領域において、上流触媒６０での不完全燃焼によりＣＯが発生した場合でも、この余分に発生したＣＯをＡｇ触媒１６とオゾンにより効率よく浄化することができる。図１８は、本発明の実施の形態５による効果を示す特性線図である。この図に示すように、本実施の形態によれば、極端な低温領域では、ＣＯと共にＨＣの浄化率を向上させることができ、低温運転時の排気エミッションを向上させることができる。
【０１０５】
また、本実施の形態では、ＣＯセンサ等を用いることなく、Ａｇ触媒１６に流入するＣＯ量を推定的に取得し、その取得結果に基いてオゾンの供給量を調整する構成としている。このため、前記実施の形態２と同様に、システムの構造を簡略化することができる。また、前記実施の形態１と同様に、Ａｇ触媒１６には、必要なときにだけオゾンを供給することができ、余分なオゾンを供給しなくてもよい。従って、オゾン発生器１８の消費電力を節約することができる。
【０１０６】
なお、前記実施の形態１では、図３中のステップ１００〜１０４が供給制御手段の具体例を示している。実施の形態２では、図４に示すＣＯ濃度特性データがＣＯ量取得手段の具体例を示している。また、実施の形態３では、図７中のステップ２００〜２０４が供給制御手段の具体例を示している。さらに、実施の形態４では、図１４中のステップ３１０〜３１４が供給制御手段の具体例を示している。また、ステップ３０６は実供給比率算出手段の具体例を示し、ステップ３０８は基準比率取得手段の具体例を示している。また、実施の形態５では、図１７中の４０４〜４０８が供給制御手段の具体例を示している。
【０１０７】
また、実施の形態１，２では、排気ガス中にＣＯが含まれるか否かに応じて、オゾンの供給を開始または停止させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば実施の形態３と同様に、ＣＯの検出濃度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。この場合、ＣＯ濃度が高い場合には、低濃度の場合と比較して多量のオゾンを供給する構成としてもよい。
【０１０８】
また、実施の形態１では、Ａｇ触媒１６の上流側にＣＯセンサ２２を配置し、実施の形態３では、下流側にＣＯセンサ４０を配置する構成とした。しかし、本発明は、これらの実施例を組合わせる構成としてもよい。即ち、上，下両側のＣＯセンサ２２，４０によりＣＯ濃度を検出し、これらの検出結果に基づいてオゾンの供給量を制御する構成としてもよい。
【０１０９】
また、実施の形態３では、下流側ＣＯセンサ４０だけを用いてオゾン供給制御を行う構成とした。しかし、本発明では、実施の形態３においても、ＣＯセンサ４０と一緒に温度センサ５０を使用し、ＣＯ濃度と触媒温度とに基づいてオゾン供給制御を行う構成としてもよい。
【０１１０】
また、実施の形態４では、ＣＯセンサ２２と温度センサ５０とを用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、実施の形態２，４を組合わせる構成としてもよい。即ち、ＣＯセンサ２２を用いずに、内燃機関の運転状態（Ａ／Ｆ等）や、他のパラメータ（例えば、オゾン供給口２０の上流側に他の触媒がある場合には、当該触媒の浄化率）などに応じて排気ガス中のＣＯ濃度を推定し、このＣＯ濃度と触媒温度とに基づいてオゾン供給制御を行う構成としてもよい。
【０１１１】
また、実施の形態５では、ＥＣＵ３０によりＡｇ触媒１６に流入するＣＯ量を算出し、この算出結果に応じてオゾンの供給量を制御する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば実施の形態１の上流側ＣＯセンサ２２を上流触媒６０とＡｇ触媒１６との間に配置し、そのセンサ出力に応じて実施の形態１と同様のオゾン供給制御を実施する構成としてもよい。また、実施の形態５では、例えば実施の形態３の下流側ＣＯセンサ４０を採用し、そのセンサ出力に応じて実施の形態３と同様のオゾン供給制御を実施する構成としてもよい。
【０１１２】
また、実施の形態では、Ａｇ触媒１６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）、任意の触媒を用いることができる。従って、本発明では、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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
また、実施の形態では、オゾン発生器１８を排気ガスの流路外に設け、Ａｇ触媒１６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、メイン触媒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。
【０１１５】
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】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】Ａｇ触媒を含む複数種類の触媒のＣＯ浄化率と温度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、ＥＣＵにより実行される上流検出型のオゾン供給制御のフロチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２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５】本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図６】Ａｇ触媒により一定量のＣＯを浄化するときに必要となるオゾンの量と、触媒温度との関係を示す特性線図である。
【図７】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される下流検出型のオゾン供給制御のフロチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図９】オゾン供給量の判定基準となる基準比率と、触媒温度との関係を示す基準比率データの特性線図である。
【図１０】Ａｇ触媒を各種の環境に置いた場合のラマンスペクトルを示す特性線図である。
【図１１】Ａｇ触媒とオゾンによるＣＯの酸化メカニズムを示す説明図である。
【図１２】ＡｇとＯ３によるＣＯの酸化メカニズムにおいて、Ａｇ、Ｏ３及びＣＯの反応率と、温度との関係を示す特性線図である。
【図１３】オゾンの分解率の温度特性がＡｇ触媒の有無に応じて変化する状態を示す特性線図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される温度検出型のオゾン供給制御のフロチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態５のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図１６】ストイキ雰囲気下における上流触媒のＣＯ浄化特性を示す特性線図である。
【図１７】本発明の実施の形態５において、ＥＣＵにより実行されるオゾン供給制御のフロチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態５による効果を示す特性線図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１６  Ａｇ触媒（メイン触媒）
１８  オゾン発生器（活性酸素供給手段）
２０  オゾン供給口
２２，４０  ＣＯセンサ（ＣＯ量取得手段）
３０  ＥＣＵ
５０  温度センサ（温度検出手段）
６０  上流触媒
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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