(57)【要約】【課題】運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させ得る排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排気ガス浄化装置は、ＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置の作動を終了する制御手段とを備えている。【選択図】図１
2014137052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン又はガソリンエンジン用の排気ガス浄化装置であって、
ＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒と、
上記ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置と、
上記ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段と、
上記ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量が該ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに上記放電装置の作動を開始させ、該ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに上記放電装置の作動を終了する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
ディーゼルエンジン用の排気ガス浄化装置であって、
上記活性酸素消費手段が、パティキュレート物質を上記ＮＯｘ吸着材の周囲で捕集するフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
上記活性酸素消費手段が、炭化水素を含む燃料を上記ＮＯｘ吸着材の周囲に供給する燃料噴射装置であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
上記ＮＯｘ浄化触媒が、金属酸化物と、該金属酸化物に担持された、貴金属とアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類元素からなる群より選ばれる少なくとも１種のＮＯｘ吸着材とを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項５】
上記フィルタが、コージェライト、炭化ケイ素、ムライト及びチタン酸アルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種からなるフィルタであることを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項６】
上記制御手段が、上記放電装置の作動を開始させる直前に、上記燃料噴射装置の作動を開始させることを特徴とする請求項３に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項７】
上記貴金属が、白金、パラジウム及びロジウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項４に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項８】
上記金属酸化物が、多孔質金属酸化物であることを特徴とする請求項４に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項９】
上記多孔質金属酸化物が、多孔質アルミナであることを特徴とする請求項８に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項１０】
上記制御手段が、上記ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量を推定する手段として、エンジンの回転数とＮＯｘ排出量との関係データ及び該ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量データを記憶した演算制御装置を備え、
上記演算制御装置が、上記エンジンの実回転数と、上記エンジンの回転数とＮＯｘ排出量との関係データに基づいて流入ＮＯｘ量を算出し、積算した積算流入ＮＯｘ量が該ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに、上記放電装置の作動を開始させる
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つ項に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項１１】
上記制御手段が、上記ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量を推定する手段として、ＮＯｘセンサと、該ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量データを記憶した演算制御装置を備え、
上記演算制御装置が、上記ＮＯｘセンサによって検出されたＮＯｘ濃度より演算された流入ＮＯｘ量から演算された積算流入ＮＯｘ量が該ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに、上記放電装置の作動を開始させる
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つ項に記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス浄化装置に関する。更に詳細には、本発明は、ＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段と、放電装置を制御する制御手段とを備えた排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマエネルギを利用してディーゼルエンジンから排出される排気ガスに含まれるＮＯｘをＮＯｘ分解触媒の助けで分解させ、また、排気ガスに含まれるパティキュレート物質をフィルタで捕集して反応消滅させる排気ガス浄化装置が提案されている（特許文献１参照。）。この排気ガス浄化装置は、エンジンからの排気ガスが排出される排気管に組み込まれたケーシング、ケーシング内に配置された排気ガスに含まれるパティキュレート物質を捕集するフィルタ、排気ガスに含まれるＮＯｘを分解させるため担持体を構成するフィルタに付着されたＮＯｘ分解触媒、フィルタの両面にそれぞれ配置された電気的に互いに絶縁して互いに隔置された一対の電極、及び電極間に高周波の直流電流を高電圧で断続的に印加して電極間にプラズマを発生させるプラズマ発生装置を具備するものである。そして、この排気ガス浄化装置は、プラズマによってフィルタに捕集されたパティキュレート物質を反応消滅させると共にＮＯｘを分解させるものである。また、この排気ガス浄化装置は、フィルタ内のパティキュレート物質の堆積に伴う圧力変動を検知し、あるタイミングでプラズマを発生させることにより、パティキュレート物質やＨＣの酸化を促進させて消滅させると共に、ＮＯｘをＮ２とＯ２に分解させ、排気ガスを浄化している。更に、この排気ガス浄化装置においては、プラズマを発生させない間は、ＮＯｘ分解触媒によってＮＯｘの浄化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９５６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された排気ガス浄化装置にあっては、プラズマを発生させている間は、ある程度のＮＯｘ浄化性能が得られるものの、プラズマにより生成した酸化活性の高い活性酸素種がＮＯｘ浄化を阻害するという新たな技術知見を得た。また、上記特許文献１に記載された排気ガス浄化装置にあっては、プラズマを発生させていない間は、ＮＯｘの浄化がＮＯｘ分解触媒の性能に依存することになる。そのため、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能が十分でないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させ得る排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。そして、その結果、ＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒と、該ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置と、該ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段と、該ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量が該ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに該放電装置の作動を開始させ、該ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに該放電装置の作動を終了する制御手段とを備えた構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジン用の排気ガス浄化装置であって、ＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置の作動を終了する制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置の作動を終了する制御手段とを備えた構成とした。そのため、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させ得る排気ガス浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、第１の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。
【図３】図３は、第２の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図４】図４は、第３の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図５】図５は、第３の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。
【図６】図６は、第４の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図７】図７は、第４の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。
【図８】図８は、第５の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図９】図９は、第５の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。
【図１０】図１０は、第６の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図１１】図１１は、第６の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。
【図１２】図１２は、第７の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。
【図１３】図１３は、第７の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一形態に係る排気ガス浄化装置について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
（第１の形態）
まず、第１の形態に係る排気ガス浄化装置について詳細に説明する。図１は、第１の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、本形態の排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエンジン及びガソリンエンジンのいずれか一方のエンジン１００の排気ガス流路１００ａに配設されたＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒１０と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置２０と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段３０と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置２０の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置２０の作動を終了する制御手段４０とを備える。なお、本形態においては、制御手段４０が放電装置２０自体に組み込まれている。
【００１２】
本発明において、「飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前」とは、飽和ＮＯｘ吸着量に達する前であって、後述する制御フローの制御速度に応じて適宜決定されるものである。例えば、飽和ＮＯｘ吸着量の９５％程度と定義してもよいし、さらにＮＯｘの排出をより確実に防止する観点からはその割合を低く設定して早期に制御フローを開始するため、例えば、飽和ＮＯｘ吸着量の５０％％程度と定義してもよい。また、本発明において、「ＮＯｘが浄化された直後」とは、ＮＯｘ吸着材の吸着サイトがほとんど空いた後であって、後述する制御フローの制御速度に応じて適宜決定されるものである。例えば、飽和ＮＯｘ吸着量の５％程度と定義してもよいし、さらにＮＯｘの排出をより確実に防止する観点からは、いっそう小さい値に設定してもよい。
【００１３】
本発明者らは、プラズマ放電を用いてＮＯｘ浄化を行う場合に、雰囲気中の活性酸素種の量が少ないほど、ＮＯｘ浄化効率が向上することを見出した。現時点においては、以下のようなメカニズムにより、その効果が得られていると考えている。
【００１４】
まず、排気ガス中のＮＯｘ種は放電によって窒素ラジカル（Ｎ＊）等へ変換される。一方で、排気ガス中には、酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）等の種々の成分が含まれており、これらの成分を含む排気ガス中でプラズマ放電を行うと、酸素ラジカル（Ｏ＊）やヒドロキシルラジカル（ＯＨ＊）といった非常に酸化活性の高い活性酸素種が生成される。そして、活性酸素種と窒素ラジカルとが反応してしまうと、再びＮＯｘ種へと戻ってしまう。そこで、雰囲気中の活性酸素種の量を少なくすることによって、活性酸素種と窒素ラジカルとの反応が起こりにくくなり、ＮＯｘの浄化が阻害されず、ＮＯｘ浄化効率が向上することとなる。
【００１５】
但し、上記のメカニズムはあくまでも推測に基づくものである。従って、上記のメカニズム以外のメカニズムにより上述のような効果が得られていたとしても、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００１６】
本形態の排気ガス浄化装置においては、上述のように、ＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒を備え、放電装置によってプラズマを発生させていない間、つまり、ＮＯｘ吸着材のＮＯｘ吸着量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断されるまでの間は、ＮＯｘ吸着材にＮＯｘを吸着させておくことによって、ＮＯｘの排出を抑制する。そして、本形態の排気ガス浄化装置においては、活性酸素消費手段を更に備えることによって、放電装置によってプラズマを発生させている間は、雰囲気中の活性酸素種を消費して、ＮＯｘ浄化効率を向上させながら、ＮＯｘ吸着材のＮＯｘ吸着サイトを空ける。これにより、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【００１７】
また、ＮＯｘ浄化触媒としては、ＮＯｘ浄化性能を向上させることができるという観点から、金属酸化物と、金属酸化物に担持された、貴金属とアルカリ金属、アルカリ土類金属若しくは希土類元素又はこれらの任意の組み合わせる係る混合物を含むＮＯｘ吸着材とを含むことが好ましい。典型的には、リーンＮＯｘトラップ触媒を適用することが好ましい。なお、本発明において、「ＮＯｘ浄化触媒」とは、ＮＯｘ吸着材のみから構成されるものも含む意味に解釈しなければならない。
【００１８】
更に、貴金属としては、ＮＯｘをＮＯｘ吸着材に吸着させるために酸化するための機能、吸着されたＮＯｘをＮＯｘ吸着材から脱離するための機能、脱離させたＮＯｘを浄化するための機能を有し、ＮＯｘ浄化性能を向上させることができるという観点から、白金、パラジウム若しくはロジウム又はこれらの任意の組み合わせに係る混合物を含むことが好ましい。
【００１９】
更にまた、金属酸化物としては、貴金属やＮＯｘ吸着材を高分散状態で担持させて、ＮＯｘ浄化性能を向上させることができるという観点から、多孔質金属酸化物であることが好ましい。多孔質金属酸化物の好適例としては、耐久性に優れるという観点から、多孔質アルミナを挙げることができる。
【００２０】
図２は、第１の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。図２に示すように、ステップ１（以下「Ｓ１」のように略記する。以下同様。）において、放電装置自体に組み込まれた制御手段が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であるか否かを判断する。例えば、ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量が一定である場合には、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材におけるＮＯｘの吸着量が飽和ＮＯｘ吸着量となる時間と、実際の流入時間との関係に基づいて判断することができる。Ｓ１において、制御手段が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断した場合には、Ｓ２に進む。Ｓ２においては、制御手段が放電装置の作動を開始し、ＮＯｘ吸着材にプラズマを放電し、Ｓ３に進む。Ｓ３において、放電装置自体に組み込まれた制御手段がＮＯｘが浄化された直後であるか否かを判断する。例えば、ＮＯｘ吸着材へのプラズマ放電の電圧が一定である場合には、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材からＮＯｘが浄化される時間と、実際の放電時間との関係に基づいて判断することができる。Ｓ３において、制御手段がＮＯｘが浄化された直後であると判断した場合には、Ｓ４に進む。Ｓ４においては、制御手段が放電装置の作動を終了する。なお、Ｓ１において、制御手段が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断しない場合には、Ｓ５に進む。Ｓ５においては特に制御を行うことなく、Ｓ１に戻る。また、Ｓ３において、制御手段がＮＯｘが浄化された直後であると判断しない場合には、Ｓ６に進む。Ｓ６においては、特に制御を行うことなく、Ｓ３に戻る。エンジンの運転中に、このような制御フローを繰り返すことによって、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【００２１】
（第２の形態）
次に、第２の形態に係る排気ガス浄化装置について詳細に説明する。また、上述の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図３は、第２の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。図３に示すように、本形態の排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエンジン１００’の排気ガス流路１００ａに配設されたＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒１０と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置２０と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段の一例であるディーゼルパティキュレート物質をＮＯｘ吸着材の周囲で捕集するフィルタ３１と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置２０の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置２０の作動を終了する制御手段４０とを備える。なお、本形態においても、制御手段４０が放電装置２０自体に組み込まれている。また、フィルタの典型例としては、従来公知のディーゼルパティキュレートフィルタを挙げることができる。更に、本形態におけるＮＯｘ浄化触媒は、フィルタのディーゼルパティキュレート物質を捕集する部位に担持されている。
【００２３】
本形態の排気ガス浄化装置においては、放電装置によってプラズマを発生させる際に、雰囲気中の活性酸素種をフィルタに捕集されたパティキュレート物質と反応させることによって消費させることにより、活性酸素種と窒素ラジカルとの反応が起こりにくくなり、ＮＯｘの浄化が阻害されず、ＮＯｘ浄化効率が向上することとなる。
【００２４】
また、フィルタは、コージェライト、炭化ケイ素、ムライト若しくはチタン酸アルミニウム又はこれらの任意の組み合わせに係る材料からなるフィルタであることが好ましい。このようなフィルタは一般的に使用されているものであり、プラズマ放電に対しても耐久性が有り、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能の向上させることができる。
【００２５】
なお、本形態の排気ガス浄化装置においても、上述した第１の形態の排気ガス浄化装置の制御フローと同様の制御フローを行えばよい。
【００２６】
（第３の形態）
次に、第３の形態に係る排気ガス浄化装置について詳細に説明する。また、上述の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
図４は、第３の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。図４に示すように、本形態の排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエンジン及びガソリンエンジンのいずれか一方のエンジン１００の排気ガス流路１００ａに配設されたＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒１０と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置２０と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段の一例である炭化水素を含む燃料を上記ＮＯｘ吸着材の周囲に供給する燃料噴射装置である３２と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置２０の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置２０の作動を終了する制御手段４０とを備える。なお、本形態においては、制御手段４０が放電装置２０自体及び燃料噴射装置３２自体に組み込まれている。
【００２８】
本形態の排気ガス浄化装置においては、放電装置によってプラズマを発生させる際に、雰囲気中の活性酸素種を燃料噴射装置により噴射された炭化水素と反応させることによって消費させることにより、活性酸素種と窒素ラジカルとの反応が起こりにくくなり、ＮＯｘの浄化が阻害されず、ＮＯｘ浄化効率が向上することとなる。
【００２９】
図５は、第３の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。図５に示すように、Ｓ１１において、放電装置及び燃料噴射装置自体に組み込まれた制御手段が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であるか否かを判断する。例えば、ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量が一定である場合には、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材におけるＮＯｘの吸着量が飽和ＮＯｘ吸着量となる時間と、実際の流入時間との関係に基づいて判断することができる。Ｓ１１において、制御手段が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断した場合には、Ｓ１２に進む。Ｓ１２においては、燃料噴射装置の作動を開始し、Ｓ１３に進む。放電装置を作動させている間は、活性酸素種が生成され続けるため、放電装置が作動している間は常に炭化水素がＮＯｘ吸着材の周囲に供給されることが好ましい。そのため、制御手段が、放電装置の作動を開始させる直前に、燃料噴射装置の作動を開始させることが好ましい。Ｓ１２においては、例えば、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材の周囲に発生する活性酸素種を消費し得る量の炭化水素を含む燃料を噴射するように設定しておけばよい。Ｓ１３においては、制御手段が放電装置の作動を開始し、ＮＯｘ吸着材にプラズマを放電し、Ｓ１４に進む。Ｓ１４において、放電装置及び燃料噴射装置自体に組み込まれた制御手段がＮＯｘが浄化された直後であるか否かを判断する。例えば、ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量が一定である場合には、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材における飽和ＮＯｘからＮＯｘが浄化される時間と、実際の放電時間との関係に基づいて判断することができる。Ｓ１４において、制御手段がＮＯｘが浄化された直後であると判断した場合には、Ｓ１５に進む。Ｓ１５においては、制御手段が燃料噴射装置の作動を終了すると共に、放電装置の作動も終了する。なお、Ｓ１１において、制御手段が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断しない場合には、Ｓ１６に進む。Ｓ１６においては特に制御を行うことなく、Ｓ１１に戻る。また、Ｓ１４において、制御手段がＮＯｘが浄化された直後であると判断しない場合には、Ｓ１７に進む。Ｓ１７においては、特に制御を行うことなく、Ｓ１４に戻る。エンジンの運転中に、このような制御フローを繰り返すことによって、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【００３０】
（第４の形態）
次に、第４の形態に係る排気ガス浄化装置について詳細に説明する。また、上述の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図６は、第４の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。図６に示すように、本形態の排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエンジン１００’の排気ガス流路１００ａに配設されたＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒１０と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置２０と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段の一例であるディーゼルパティキュレート物質をＮＯｘ吸着材の周囲で捕集するフィルタ３１と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置２０の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置２０の作動を終了する制御手段４０とを備える。本形態においては、制御手段４０が、ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量を推定する手段として、エンジンの回転数とＮＯｘ排出量との関係データ及びＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量データを記憶した演算制御装置４１を有する。そして、演算制御装置４１が、エンジンコントロールユニット１０１から得られたエンジンの実回転数と、エンジンの回転数とＮＯｘ排出量との関係データに基づいて流入ＮＯｘ量を算出し、演算した積算流入ＮＯｘ量が該ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに、制御手段４０が放電装置２０の作動を開始させる。
【００３２】
本形態の排気ガス浄化装置においては、放電装置によってプラズマを発生させる際に、雰囲気中の活性酸素種をフィルタに捕集されたパティキュレート物質と反応させることによって消費させることにより、活性酸素種と窒素ラジカルとの反応が起こりにくくなり、ＮＯｘの浄化が阻害されず、ＮＯｘ浄化効率が向上することとなる。その際、流入したＮＯｘ量をより精度よく検知するため、演算制御装置にエンジン回転数とＮＯｘ量との関係から得られたマップを予め記憶させておき、このマップに基づき、エンジンコントロールユニットから送られてくるエンジン回転数の信号より流入ＮＯｘ量を算出させ、演算した積算流入ＮＯｘ量が、演算制御装置に予め記憶させておいたＮＯｘ吸着材における飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前か否かを演算制御装置に判断させる。
【００３３】
図７は、第４の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。図７に示すように、Ｓ２１において、エンジンコントロールユニットよりエンジンの回転数を取得し、Ｓ２２に進む。Ｓ２２において、積算流入ＮＯｘ量を演算し、Ｓ２３に進む。Ｓ２３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であるか否かを判断する。Ｓ２３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断した場合には、Ｓ２４に進む。Ｓ２４においては、制御手段が放電装置の作動を開始し、ＮＯｘ吸着材にプラズマを放電し、Ｓ２５に進む。Ｓ２５において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であるか否かを判断する。例えば、ＮＯｘ吸着材へのプラズマ放電の電圧が一定である場合には、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材からＮＯｘが浄化される時間と、実際の放電時間との関係に基づいて判断することができる。また、プラズマ放電の電圧が一定でない場合には、それに応じて実際の放電時間を調整すればよく、これらの関係もマップとして演算制御装置に記憶させておくことができる。Ｓ２５において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であると判断した場合には、Ｓ２６に進む。Ｓ２６においては、制御手段が放電装置の作動を終了する。なお、Ｓ２３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断しない場合には、Ｓ２７に進む。Ｓ２７においては特に制御を行うことなく、Ｓ２３に戻る。また、Ｓ２５において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であると判断しない場合には、Ｓ２８に進む。Ｓ２８においては、特に制御を行うことなく、Ｓ２５に戻る。エンジンの運転中に、このような制御フローを繰り返すことによって、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【００３４】
（第５の形態）
次に、第５の形態に係る排気ガス浄化装置について詳細に説明する。また、上述の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図８は、第５の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。図８に示すように、本形態の排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエンジン及びガソリンエンジンのいずれか一方のエンジン１００の排気ガス流路１００ａに配設されたＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒１０と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置２０と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段の一例である炭化水素を含む燃料を上記ＮＯｘ吸着材の周囲に供給する燃料噴射装置である３２と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置２０の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置２０の作動を終了する制御手段４０とを備える。本形態においては、制御手段４０が、ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量を推定する手段として、エンジンの回転数とＮＯｘ排出量との関係データ及びＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量データを記憶した演算制御装置４１を有する。そして、演算制御装置４１が、エンジンコントロールユニット１０１から得られたエンジンの実回転数と、エンジンの回転数とＮＯｘ排出量との関係データに基づいて流入ＮＯｘ量を算出し、演算した積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに、制御手段４０が放電装置２０の作動を開始させる。
【００３６】
本形態の排気ガス浄化装置においては、放電装置によってプラズマを発生させる際に、雰囲気中の活性酸素種を燃料噴射装置により噴射された炭化水素と反応させることによって消費させることにより、活性酸素種と窒素ラジカルとの反応が起こりにくくなり、ＮＯｘの浄化が阻害されず、ＮＯｘ浄化効率が向上することとなる。その際、流入したＮＯｘ量をより精度よく検知するため、演算制御装置にエンジン回転数とＮＯｘ量との関係から得られたマップを予め記憶させておき、このマップに基づき、エンジンコントロールユニットから送られてくるエンジン回転数の信号より流入ＮＯｘ量を算出させ、演算した積算流入ＮＯｘ量が、演算制御装置に予め記憶させておいたＮＯｘ吸着材における飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前か否かを演算制御装置に判断させる。
【００３７】
図９は、第５の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。図９に示すように、Ｓ３１において、エンジンコントロールユニットよりエンジンの回転数を取得し、Ｓ３２に進む。Ｓ３２において、積算流入ＮＯｘ量を演算し、Ｓ３３に進む。Ｓ３３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であるか否かを判断する。Ｓ３３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断した場合には、Ｓ３４に進む。Ｓ３４においては、制御手段が燃料噴射装置の作動を開始し、Ｓ３５に進む。Ｓ３４においては、例えば、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材の周囲に発生する活性酸素種を消費し得る炭化水素を含む燃料を噴射するように設定しておけばよい。Ｓ３５においては、制御手段が放電装置の作動を開始し、ＮＯｘ吸着材にプラズマを放電し、Ｓ３６に進む。Ｓ３６において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であるか否かを判断する。例えば、ＮＯｘ吸着材へのプラズマ放電の電圧が一定である場合には、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材からＮＯｘが浄化される時間と、実際の放電時間との関係に基づいて判断することができる。また、プラズマ放電の電圧が一定でない場合には、それに応じて実際の放電時間を調整すればよく、これらの関係もマップとして演算制御装置に記憶させておくことができる。Ｓ３６において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であると判断した場合には、Ｓ３７に進む。Ｓ３７においては、制御手段が燃料噴射装置及び放電装置の作動を終了する。なお、Ｓ３３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断しない場合には、Ｓ３８に進む。Ｓ３８においては特に制御を行うことなく、Ｓ３３に戻る。また、Ｓ３６において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であると判断しない場合には、Ｓ３９に進む。Ｓ３９においては、特に制御を行うことなく、Ｓ３６に戻る。エンジンの運転中に、このような制御フローを繰り返すことによって、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【００３８】
（第６の形態）
次に、第６の形態に係る排気ガス浄化装置について詳細に説明する。また、上述の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図１０は、第６の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。図６に示すように、本形態の排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエンジン１００’の排気ガス流路１００ａに配設されたＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒１０と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置２０と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段の一例であるディーゼルパティキュレート物質をＮＯｘ吸着材の周囲で捕集するフィルタ３１と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置２０の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置２０の作動を終了する制御手段４０とを備える。本形態においては、制御手段４０が、ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量を推定する手段として、ＮＯｘセンサ４２と、ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量データを記憶した演算制御装置４１とを有する。そして、演算制御装置４１が、ＮＯｘセンサ４２によって検出されたＮＯｘ濃度と図示しないエアフローメータから送られる排ガス流量に基づいて、積算流入ＮＯｘ量を演算し、積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに、制御手段４０が放電装置２０の作動を開始させる。
【００４０】
本形態の排気ガス浄化装置においては、放電装置によってプラズマを発生させる際に、雰囲気中の活性酸素種をフィルタに捕集されたパティキュレート物質と反応させることによって消費させることにより、活性酸素種と窒素ラジカルとの反応が起こりにくくなり、ＮＯｘの浄化が阻害されず、ＮＯｘ浄化効率が向上することとなる。その際、流入したＮＯｘ量をより精度よく検知するため、演算制御装置にＮＯｘセンサからのＮＯｘ濃度とエアフローメータからの排ガス流量より流入ＮＯｘ量を演算させ、演算した積算流入ＮＯｘ量が、演算制御装置に予め記憶させておいたＮＯｘ吸着材における飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前か否かを演算制御装置に判断させる。
【００４１】
図１１は、第６の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。図１１に示すように、Ｓ４１において、ＮＯｘセンサよりＮＯｘ濃度を取得し、Ｓ４２に進む。Ｓ４２において、ＮＯｘ濃度と、エアフローメータから送られる排ガス流量に基づいて、積算流入ＮＯｘ量を演算し、Ｓ４３に進む。Ｓ４３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であるか否かを判断する。Ｓ４３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断した場合には、Ｓ４４に進む。Ｓ４４においては、制御手段が放電装置の作動を開始し、ＮＯｘ吸着材にプラズマを放電し、Ｓ４５に進む。Ｓ４５において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であるか否かを判断する。例えば、ＮＯｘ吸着材へのプラズマ放電の電圧が一定である場合には、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材からＮＯｘが浄化される時間と、実際の放電時間との関係に基づいて判断することができる。また、プラズマ放電の電圧が一定でない場合には、それに応じて実際の放電時間を調整すればよく、これらの関係もマップとして演算制御装置に記憶させておくことができる。Ｓ４５において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であると判断した場合には、Ｓ４６に進む。Ｓ４６においては、制御手段が放電装置の作動を終了する。なお、Ｓ４３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断しない場合には、Ｓ４７に進む。Ｓ４７においては特に制御を行うことなく、Ｓ４３に戻る。また、Ｓ４５において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であると判断しない場合には、Ｓ４８に進む。Ｓ４８においては、特に制御を行うことなく、Ｓ４５に戻る。エンジンの運転中に、このような制御フローを繰り返すことによって、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【００４２】
（第７の形態）
次に、第７の形態に係る排気ガス浄化装置について詳細に説明する。また、上述の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図１２は、第７の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す概略図である。図１２に示すように、本形態の排気ガス浄化装置１は、ディーゼルエンジン及びガソリンエンジンのいずれか一方のエンジン１００の排気ガス流路１００ａに配設されたＮＯｘ吸着材を有するＮＯｘ浄化触媒１０と、ＮＯｘ吸着材に放電を行う放電装置２０と、ＮＯｘ吸着材の周囲の雰囲気における活性酸素を消費する活性酸素消費手段の一例である炭化水素を含む燃料を上記ＮＯｘ吸着材の周囲に供給する燃料噴射装置である３２と、ＮＯｘ吸着材への積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに放電装置２０の作動を開始させ、ＮＯｘ吸着材に吸着されたＮＯｘが浄化された直後と判断したときに放電装置２０の作動を終了する制御手段４０とを備える。本形態においては、制御手段４０が、ＮＯｘ吸着材への流入ＮＯｘ量を推定する手段として、ＮＯｘセンサ４２と、ＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量データを記憶した演算制御装置４１とを有する。そして、演算制御装置４１が、ＮＯｘセンサ４２によって検出された流入ＮＯｘ量から積算した積算流入ＮＯｘ量がＮＯｘ吸着材の飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前と判断したときに、制御手段４０が放電装置２０の作動を開始させる。
【００４４】
本形態の排気ガス浄化装置においては、放電装置によってプラズマを発生させる際に、雰囲気中の活性酸素種を燃料噴射装置により噴射された炭化水素と反応させることによって消費させることにより、活性酸素種と窒素ラジカルとの反応が起こりにくくなり、ＮＯｘの浄化が阻害されず、ＮＯｘ浄化効率が向上することとなる。その際、流入したＮＯｘ量をより精度よく検知するため、演算処理装置にＮＯｘセンサからのＮＯｘ濃度とエアフローメータからの排ガス流量より流入ＮＯｘ量を演算させ、演算した積算流入ＮＯｘ量が、演算制御装置に予め記憶させておいたＮＯｘ吸着材における飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前か否かを演算制御装置に判断させる。
【００４５】
図１３は、第７の形態の排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。図１３に示すように、Ｓ５１において、ＮＯｘセンサよりＮＯｘ濃度を取得し、Ｓ５２に進む。Ｓ５２において、ＮＯｘ濃度と、エアフローメータから送られる排ガス流量に基づいて、積算流入ＮＯｘ量を演算し、Ｓ５３に進む。Ｓ５３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であるか否かを判断する。Ｓ５３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断した場合には、Ｓ５４に進む。Ｓ５４においては、制御手段が燃料噴射装置の作動を開始し、Ｓ５５に進む。Ｓ５４においては、例えば、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材の周囲に発生する活性酸素種を消費し得る炭化水素を含む燃料を噴射するように設定しておけばよい。Ｓ５５においては、制御手段が放電装置の作動を開始し、ＮＯｘ吸着材にプラズマを放電し、Ｓ５６に進む。Ｓ５６において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であるか否かを判断する。例えば、ＮＯｘ吸着材へのプラズマ放電の電圧が一定である場合には、予備試験などにより予め計測されるＮＯｘ吸着材からＮＯｘが浄化される時間と、実際の放電時間との関係に基づいて判断することができる。また、プラズマ放電の電圧が一定でない場合には、それに応じて実際の放電時間を調整すればよく、これらの関係もマップとして演算制御装置に記憶させておくことができる。Ｓ５６において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であると判断した場合には、Ｓ５７に進む。Ｓ５７においては、制御手段が燃料噴射装置及び放電装置の作動を終了する。なお、Ｓ５３において、演算制御装置が積算流入ＮＯｘ量が飽和ＮＯｘ吸着量に達する直前であると判断しない場合には、Ｓ５８に進む。Ｓ５８においては特に制御を行うことなく、Ｓ５３に戻る。また、Ｓ５６において、演算制御装置がＮＯｘが浄化された直後であると判断しない場合には、Ｓ５９に進む。Ｓ５９においては、特に制御を行うことなく、Ｓ５６に戻る。エンジンの運転中に、このような制御フローを繰り返すことによって、運転時全体としてのＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【００４６】
以上、本発明を若干の実施形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【００４７】
例えば、上述した各実施形態に記載した構成は、各実施形態毎に限定されるものではなく、例えば活性酸素消費手段は、例示したディーゼルパティキュレート物質を捕集するフィルタと燃料噴射装置とを組み合わせることができる。これにより、ディーゼルパティキュレート物質が捕集されていない場合でもＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  排気ガス浄化装置
１０  ＮＯｘ浄化触媒
２０  放電装置
３０  活性酸素消費手段
３１  フィルタ
３２  燃料噴射装置
４０  制御手段
４１  演算制御装置
４２  ＮＯｘセンサ
１００  エンジン
１００’  ディーゼルエンジン
１００ａ  排気ガス流路
１０１  エンジンコントロールユニット      
【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】
2014137052.tif 000009
【図８】
2014137052.tif 000010
【図９】
2014137052.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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