(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）の排気通路（１０ｅｘ）に配置され、排気を浄化する触媒を備えた燃焼システムに設けられ、前記排気通路のうち前記触媒の上流側へオゾンを供給して排気中の所定成分を酸化させるオゾン供給装置において、
空気中に放電する電極（３１）を有し、前記放電によりオゾンを生成するオゾナイザ（３０）と、
前記オゾナイザにより生成されたオゾンを前記排気通路へ供給する供給通路（２６ａ）を形成する供給管（２６）と、
前記供給通路へオゾンを送風するエアポンプ（３０ｐ）と、
前記供給管に設けられ、通電に生じる電磁力で開閉作動することで前記供給通路を開閉する電磁式の開閉弁（２６ｖ１）と、
前記開閉弁の作動を制御する第１制御手段（４１ａ）と、
所定時間後における前記排気通路の圧力が、所定圧より高い高圧状態になるか否かを予測する予測手段（Ｓ２２、Ｓ１００）と、
前記エアポンプによるオゾンの送風量を取得する送風量取得手段（Ｓ３１）と、
を備え、
前記第１制御手段は、前記予測手段により前記高圧状態になると予測され、かつ、前記送風量取得手段により取得された送風量が予め設定された流量閾値よりも少ない場合に、前記開閉弁を閉弁作動させることを特徴とするオゾン供給装置。
【請求項２】
内燃機関（１０）の排気通路（１０ｅｘ）に配置され、排気を浄化する触媒を備えた燃焼システムに設けられ、前記排気通路のうち前記触媒の上流側へオゾンを供給して排気中の所定成分を酸化させるオゾン供給装置において、
空気中に放電する電極（３１）を有し、前記放電によりオゾンを生成するオゾナイザ（３０）と、
前記オゾナイザにより生成されたオゾンを前記排気通路へ供給する供給通路（２６ａ）を形成する供給管（２６）と、
前記供給管に設けられ、通電に生じる電磁力で開閉作動することで前記供給通路を開閉する電磁式の開閉弁（２６ｖ１）と、
前記開閉弁の作動を制御する第１制御手段（４１ａ）と、
所定時間後における前記排気通路の圧力が、所定圧より高い高圧状態になるか否かを予測する予測手段（Ｓ２２、Ｓ１００）と、
を備え、
前記第１制御手段は、前記予測手段により前記高圧状態になると予測され、かつ、前記排気通路の圧力が排気圧閾値より高い場合に、前記開閉弁を閉弁作動させることを特徴とするオゾン供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路のうち触媒の上流側へオゾンを供給して、排気中の所定成分を酸化させるオゾン供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を吸蔵して浄化する触媒を備えた燃焼システムが知られている。このようなＮＯｘ吸蔵の反応は、ＮＯ（一酸化窒素）に比べてＮＯ２（二酸化窒素）の方が活発である。そのため、特許文献１、２に記載の如く、オゾン供給装置により排気通路へオゾンを供給してＮＯをＮＯ２に酸化させれば、吸蔵効率を向上できる。また、排気中のＣＯやＨＣを酸化して浄化する触媒を備えた燃焼システムにおいても、排気通路へオゾンを供給すれば、酸化触媒の酸化機能を高めることができ、有用である。
【０００３】
なお、上記オゾン供給装置は、電極から空気中に放電することで、空気中の酸素からオゾンを生成するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６３８８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１６３８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者らが、オゾン供給装置を実際に排気通路に接続して各種試験を実施してみたところ、「排気圧力が高い場合に排気がオゾン供給装置へ流れ込み、電極に煤が付着して放電の妨げになる」といった問題があることを見出した。
【０００６】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、排気が流れ込んで電極に異物が付着することの抑制を図ったオゾン供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示される第１の発明は、内燃機関（１０）の排気通路（１０ｅｘ）に配置され、排気を浄化する触媒を備えた燃焼システムに設けられ、排気通路のうち触媒の上流側へオゾンを供給して排気中の所定成分を酸化させるオゾン供給装置において、空気中に放電する電極（３１）を有し、放電によりオゾンを生成するオゾナイザ（３０）と、オゾナイザにより生成されたオゾンを排気通路へ供給する供給通路（２６ａ）を形成する供給管（２６）と、供給通路へオゾンを送風するエアポンプ（３０ｐ）と、供給管に設けられ、通電に生じる電磁力で開閉作動することで供給通路を開閉する電磁式の開閉弁（２６ｖ１）と、開閉弁の作動を制御する第１制御手段（４１ａ）と、所定時間後における排気通路の圧力が、所定圧より高い高圧状態になるか否かを予測する予測手段（Ｓ２２、Ｓ１００）と、エアポンプによるオゾンの送風量を取得する送風量取得手段（Ｓ３１）と、を備え、第１制御手段は、予測手段により高圧状態になると予測され、かつ、送風量取得手段により取得された送風量が予め設定された流量閾値よりも少ない場合に、開閉弁を閉弁作動させることを特徴とする。
開示される第２の発明は、内燃機関（１０）の排気通路（１０ｅｘ）に配置され、排気を浄化する触媒を備えた燃焼システムに設けられ、排気通路のうち触媒の上流側へオゾンを供給して排気中の所定成分を酸化させるオゾン供給装置において、空気中に放電する電極（３１）を有し、放電によりオゾンを生成するオゾナイザ（３０）と、オゾナイザにより生成されたオゾンを排気通路へ供給する供給通路（２６ａ）を形成する供給管（２６）と、供給管に設けられ、通電に生じる電磁力で開閉作動することで供給通路を開閉する電磁式の開閉弁（２６ｖ１）と、開閉弁の作動を制御する第１制御手段（４１ａ）と、所定時間後における排気通路の圧力が、所定圧より高い高圧状態になるか否かを予測する予測手段（Ｓ２２、Ｓ１００）と、を備え、第１制御手段は、予測手段により高圧状態になると予測され、かつ、排気通路の圧力が排気圧閾値より高い場合に、開閉弁を閉弁作動させることを特徴とする。
【０００９】
上記第１の発明および第２の発明によれば、排気圧力が高い場合に開閉弁を閉弁させることで、排気が供給通路を逆流してオゾン供給装置へ流れ込むことを抑制できる。よって、排気に含まれる煤等の異物が電極に付着することを抑制でき、異物付着により放電が妨げられることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るオゾン供給装置としての機能を有する還元剤供給装置、およびこの装置が適用される燃焼システムを示す模式図。
【図２】図１に示す還元剤供給装置に係る、制御の処理手順を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態において、開閉弁を制御する割込み処理の手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２実施形態において、開閉弁を制御する割込み処理の手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第３実施形態において、開閉弁を制御する割込み処理の手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第４実施形態において、開閉弁を制御する割込み処理の手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第５実施形態において、開閉弁を制御する割込み処理の手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の第６実施形態において、開閉弁を制御する割込み処理の手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の第７実施形態に係るオゾン供給装置を示す模式図。
【図１０】本発明の第８実施形態に係るオゾン供給装置を示す模式図。
【図１１】第８実施形態において、開放弁を制御する割込み処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】本発明の第９実施形態において、開放弁を制御する割込み処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】本発明の第１０実施形態に係るオゾン供給装置を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示す燃焼システムは、以下に詳述するエンジン１０（内燃機関）、過給機１１、ＮＯｘ浄化装置１２、微粒子捕集装置（ＤＰＦ１３）、および還元剤添加装置を備える。燃焼システムは車両に搭載されたものであり、当該車両は、エンジン１０の出力を駆動源として走行する。エンジン１０は、圧縮自着火式のディーゼルエンジンであり、燃焼に用いる燃料には、炭化水素化合物である軽油を用いている。エンジン１０は、基本的にはリーン状態で燃焼させるように作動する。つまり、燃焼室に噴射された燃料と燃焼室に吸入される空気との比率である空燃比が、空気過剰に設定された状態で燃焼（リーン燃焼）させている。
【００１３】
過給機１１は、タービン１１ａ、回転軸１１ｂおよびコンプレッサ１１ｃを備える。タービン１１ａは、エンジン１０の排気通路１０ｅｘに配置され、排気の運動エネルギにより回転する。回転軸１１ｂは、タービン１１ａおよびコンプレッサ１１ｃの各インペラを結合することで、タービン１１ａの回転力をコンプレッサ１１ｃに伝達する。コンプレッサ１１ｃは、エンジン１０の吸気通路１０ｉｎに配置され、吸気を圧縮してエンジン１０へ過給する。
【００１４】
吸気通路１０ｉｎのうちコンプレッサ１１ｃの下流側には、コンプレッサ１１ｃで圧縮された吸気（加圧空気）を冷却する冷却器（図示せず）が配置されている。冷却器により冷却された圧縮吸気は、スロットルバルブ（図示せず）により流量調整され、エンジン１０が有する複数の燃焼室へ分配される。排気通路１０ｅｘのうちタービン１１ａの下流側にはＮＯｘ浄化装置１２が配置され、さらにその下流側にはＤＰＦ１３（Diesel Particulate Filter）が配置されている。ＤＰＦ１３は、排気に含まれている微粒子を捕集する。
【００１５】
排気通路１０ｅｘのうちＮＯｘ浄化装置１２の上流側には、還元剤添加装置の接続管２３が接続されている。この接続管２３から排気通路１０ｅｘへ、還元剤添加装置により生成された改質燃料が還元剤として添加される。改質燃料とは、還元剤として用いる炭化水素化合物（燃料）を部分的に酸化して、アルデヒド等の部分酸化炭化水素に改質したものである。また、還元剤添加装置は、接続管２３から排気通路１０ｅｘへオゾンを供給する機能を有しており、オゾン供給装置を提供する。
【００１６】
ＮＯｘ浄化装置１２は、ハウジング内にハニカム状の担体を収容して構成される。担体の表面にはコーティング材が設けられており、そのコーティング材には還元触媒が担持されている。ＮＯｘ浄化装置１２は、排気中のＮＯｘを還元触媒上で改質燃料と反応させてＮ２に還元することで、排気に含まれているＮＯｘを浄化する。なお、排気中にはＮＯｘの他にＯ２（酸素）も含まれているが、改質燃料はＯ２存在下においてＮＯｘと選択的に反応する。
【００１７】
還元触媒には、ＮＯｘを吸着する機能を有したものが用いられている。詳細には、還元反応が可能となる活性化温度よりも触媒温度が低い場合に、還元触媒は排気中のＮＯｘを吸着する機能を発揮する。例えば、担体に担持された銀アルミナによる還元触媒により、ＮＯｘ吸着機能を有したＮＯｘ浄化装置１２が提供される。詳細には、担体表面にコーティングされたアルミナに、還元触媒としての銀を担持させた構造である。吸着されていたＮＯｘは、触媒温度が活性化温度以上の場合には、還元触媒から脱離する。そして、脱離したＮＯｘは改質燃料により還元されて浄化される。さらに、この還元触媒は、ＮＯｘ吸着機能に加えて活性酸素を吸着する機能をも有している。
【００１８】
次に、改質燃料を生成して接続管２３から排気通路１０ｅｘへ添加する還元剤添加装置について説明する。還元剤添加装置は、以下に詳述する反応容器２０、ヒータ２１、噴射弁２２、オゾナイザ３０、エアポンプ３０ｐ、接続管２３、供給管２６、開閉弁２６ｖ１および電子制御装置（ＥＣＵ４０）を備える。
【００１９】
オゾナイザ３０は、内部に流通路３２ａを形成するハウジング３２を備え、流通路３２ａには複数の電極３１が配置されている。これらの電極３１は、互いに平行に対向するように配置された平板形状であり、高電圧が印加される電極と接地電圧の電極とが交互に配置されている。電極３１への電圧印加は、ＥＣＵ４０が備えるマイクロコンピュータ（マイコン４１）により制御される。
【００２０】
オゾナイザ３０のハウジング３２には、エアポンプ３０ｐにより送風された空気が流入する。エアポンプ３０ｐは、遠心式のエアポンプであり、電動モータにより駆動されるインペラをケース内に収容して構成される。この電動モータはマイコン４１により制御される。例えば、デューティ制御により供給電力量を制御することで、エアポンプ３０ｐによる送風量を制御する。エアポンプ３０ｐは、ケースに形成された吸入口３０ｉｎから大気を吸入して加圧し、オゾナイザ３０へ送風する。オゾナイザ３０へ送風された空気は、ハウジング３２内の流通路３２ａに流入し、電極３１間の通路である電極間通路３１ａを流通する。
【００２１】
オゾナイザ３０は、供給管２６を介して反応容器２０に接続される。供給管２６には、電磁駆動式の開閉弁２６ｖ１が取り付けられている。開閉弁２６ｖ１は反応容器２０の上流側に位置する。開閉弁２６ｖ１の開閉駆動はマイコン４１により制御される。詳細には、開閉弁２６ｖ１の弁体は全開位置と全閉位置とに切り替え制御され、供給管２６の内部通路（供給通路２６ａ）を開閉する。したがって、エアポンプ３０ｐを駆動させて開閉弁２６ｖ１を開弁作動させると、電極間通路３１ａを流通した空気は、供給管２６、反応容器２０および接続管２３を順に流通して排気通路１０ｅｘへ流入することとなる。なお、開閉弁２６ｖ１の作動を制御している時のマイコン４１は、第１制御手段４１ａに相当する。
【００２２】
反応容器２０には、ヒータ２１および噴射弁２２が取り付けられており、反応容器２０の内部には、流入口２０ｉｎおよび流出口２０ｏｕｔと連通する反応室２０ａが形成されている。ヒータ２１は、通電により発熱する発熱部を有し、発熱部への通電はマイコン４１により制御される。具体的には、発熱部への電力供給量をマイコン４１がデューティ制御することにより、発熱量が制御される。発熱部は反応室２０ａに配置され、噴射弁２２から反応室２０ａへ噴射された燃料を加熱する。反応室２０ａの温度は反応室温度センサ２７により検出される。反応室温度センサ２７は、検出した温度の情報（反応室温度Ｔｈ）をＥＣＵ４０へ出力する。
【００２３】
噴射弁２２は、噴孔が形成されたボデー、電気アクチュエータおよび弁体を有する。電気アクチュエータを通電オンさせると、弁体が開弁作動して噴孔から反応室２０ａへ燃料が噴射され、通電オフさせると弁体が閉弁作動して燃料噴射が停止される。マイコン４１は、電気アクチュエータへの通電を制御することで、反応室２０ａへの単位時間当たりの燃料噴射量を制御する。図示しない燃料タンク内の液体燃料は、図示しない燃料ポンプにより噴射弁２２へ供給される。燃料タンク内の燃料は、先述した燃焼用の燃料としても用いられており、エンジン１０の燃焼に用いる燃料と、還元剤として用いる燃料は共用される。
【００２４】
噴射弁２２から反応室２０ａへ噴射された燃料は、発熱部に衝突し、加熱されて気化する。気化した燃料は、流入口２０ｉｎから反応室２０ａへ流入した空気と混合される。その結果、空気中の酸素により気体燃料が部分的に酸化され、アルデヒド等の部分酸化炭化水素に改質される。このように改質された気体燃料（改質燃料）は、接続管２３を通じて排気通路１０ｅｘに流入する。
【００２５】
さて、オゾナイザ３０の電極３１へ通電すると、電極３１から放出された電子が、電極間通路３１ａの空気中に含まれる酸素分子に衝突する。すると、酸素分子からオゾンが生成される。つまり、オゾナイザ３０は、放電により酸素分子をプラズマ状態にしてオゾンを生成する。したがって、オゾナイザ３０への通電時には、供給管２６を流通する空気にオゾンが含まれる。
【００２６】
反応室２０ａでは以下に詳述する冷炎反応が生じている。この冷炎反応は、流入口２０ｉｎから流入する空気中の酸素により気体燃料が部分的に酸化される反応である。このように部分的に酸化された燃料（改質燃料）の具体例として、燃料（炭化水素化合物）の一部がアルデヒド基（ＣＨＯ）に酸化された状態の部分酸化物（例えばアルデヒド）が挙げられる。
【００２７】
ＥＣＵ４０が備えるマイコン４１は、プログラムを記憶する記憶装置と、記憶されたプログラムにしたがって演算処理を実行する中央演算処理装置と、を備える。ＥＣＵ４０は、単位時間当りのエンジン回転数およびエンジン負荷等の各種検出値に基づき、エンジン１０の作動を制御する。
【００２８】
エンジン回転数は、エンジン１０の出力軸近傍に取り付けられたクランク角センサ１４により検出される。エンジン負荷を表わす物理量としては、吸気圧、吸気量、アクセルペダル踏込量等が挙げられる。吸気圧は、吸気通路１０ｉｎのうちコンプレッサ１１ｃの下流側部分に取り付けられた吸気圧センサ１５により検出される。吸気量は、吸気通路１０ｉｎのうちコンプレッサ１１ｃの上流側部分に取り付けられたエアフロメータ１６により検出される。アクセルペダル踏込量は、アクセルペダルに取り付けられたアクセルセンサ１７により検出される。
【００２９】
さらにＥＣＵ４０は、エンジン回転数やエンジン負荷等のエンジン１０の作動状態の検出値に加え、反応室温度センサ２７、触媒温度センサ４２、排気温度センサ４３、排気圧センサ４４および空気量センサ４５により検出された物理量を取得する。そして、これらの物理量に基づき、還元剤添加装置の作動を制御する。なお、触媒温度センサ４２は、ＮＯｘ浄化装置１２に取り付けられ、還元触媒の雰囲気温度（触媒温度）を検出する。排気温度センサ４３は、排気通路１０ｅｘに取り付けられて排気温度を検出する。排気圧センサ４４は、排気通路１０ｅｘに取り付けられて排気圧力を検出する。排気温度センサ４３および排気圧センサ４４は、排気通路１０ｅｘのうちＮＯｘ浄化装置１２の上流側、かつタービン１１ａの下流側に取り付けられている。空気量センサ４５は、供給管２６のうちオゾナイザ３０の上流側かつエアポンプ３０ｐの下流側に取り付けられており、エアポンプ３０ｐから吐出される空気量を検出する。
【００３０】
概略、ＥＣＵ４０は以下のように還元剤添加装置の作動を制御する。すなわち、反応室温度Ｔｈに基づき、排気通路１０ｅｘへ還元剤を供給する還元剤供給制御とオゾンを供給するオゾン供給制御とを切り替える。また、還元剤添加制御を実施するにあたり、反応室温度Ｔｈに基づき、強酸化制御、弱酸化制御および酸化停止制御を切り替える。
【００３１】
具体的には、図２に示す手順のプログラムをマイコン４１が所定周期で繰り返し実行することで、還元剤添加装置の作動を制御する。先ず、図２のステップＳ１０において、エンジン１０が運転中であるか否かを判定する。運転中でないと判定された場合、浄化対象となるＮＯｘが排気通路１０ｅｘに存在しないとみなし、ステップＳ１９において還元剤添加装置の作動を停止させる全停止制御を実施する。全停止制御は、オゾンおよび還元剤のいずれについても排気通路１０ｅｘへの供給を停止させる制御である。つまり、エアポンプ３０ｐ、オゾナイザ３０、ヒータ２１、噴射弁２２を全て停止させ、開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。
【００３２】
一方、ステップＳ１０によりエンジン１０が運転中であると判定された場合、ステップＳ１１において、触媒温度が所定温度Ｔ１より高温であるか否かを判定する。所定温度Ｔ１より低温であると判定された場合、続くステップＳ１２において、触媒温度が第２所定温度Ｔ２より高温であるか否かを判定する。第２所定温度より低温であると判定された場合、続くステップＳ１３において、触媒温度が第３所定温度Ｔ３より高温であるか否かを判定する。第３所定温度より低温であると判定された場合、続くステップＳ１４において、触媒温度が第４所定温度Ｔ４（所定温度）より高温であるか否かを判定する。
【００３３】
所定温度Ｔ１および第２所定温度Ｔ２は、第３所定温度Ｔ３より高温に設定されている。所定温度Ｔ１は、第２所定温度Ｔ２より高温に設定されている。例えば、第３所定温度Ｔ３が２００℃である場合、第２所定温度Ｔ２を３５０℃、所定温度Ｔ１を４００℃に設定する。ここで、還元触媒の第３所定温度Ｔ３とは、還元触媒上でＮＯｘを還元浄化できる最低温度（活性化温度）のことである。第４所定温度Ｔ４とは、触媒に活性酸素を吸着できる最低温度のことであり、第３所定温度よりも低温に設定されている。
【００３４】
ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４の判定により、触媒温度が第４所定温度Ｔ４より低温と判定された場合、ステップＳ１９にて先述した全停止制御を実施する。触媒温度が第４所定温度Ｔ４より高温、かつ第３所定温度Ｔ３より低温と判定された場合、ステップＳ１５にてオゾン供給制御を実施する。触媒温度が第３所定温度Ｔ３より高温、かつ第２所定温度Ｔ２より低温と判定された場合、ステップＳ１６にて強酸化制御を実施する。触媒温度が第２所定温度Ｔ２より高温、かつ所定温度Ｔ１より低温と判定された場合、ステップＳ１７にて弱酸化制御を実施する。触媒温度が所定温度Ｔ１より高温と判定された場合、ステップＳ１８にて酸化停止制御を実施する。
【００３５】
さて、噴射した燃料と供給される空気の比率である当量比、および噴射された燃料の雰囲気温度を所定範囲に調整すると、噴射された燃料は、熱炎反応に達することなく冷炎反応する。熱炎反応とは、燃料が完全燃焼して二酸化炭素および水が生成される反応である。冷炎反応とは、空気中の酸素により燃料が部分的に酸化される反応である。このように部分的に酸化された燃料（改質燃料）の具体例として、燃料（炭化水素化合物）の一部がアルデヒド基（ＣＨＯ）に酸化された状態の部分酸化物（例えばアルデヒド）が挙げられる。この知見に基づいて、ステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８に係る強酸化制御、弱酸化制御、酸化停止制御では、改質燃料が触媒に供給されるように、当量比および雰囲気温度を調整している。
【００３６】
ステップＳ１６に係る強酸化制御では、オゾナイザ３０で生成されたオゾン、空気中の酸素、およびヒータ２１により気化された燃料が混合され、オゾンが存在する環境下で燃料が冷炎反応して部分酸化される。
【００３７】
具体的には、反応室温度センサ２７による検出値（反応室温度Ｔｈ）が、予め設定しておいた目標温度Ｔｔｒｇと一致するよう、ヒータ２１をフィードバック制御する。目標温度Ｔｔｒｇは、熱炎反応に達することなく冷炎反応させる雰囲気温度（例えば３７０℃）となるように設定されている。
【００３８】
さらに、上記強酸化制御では、ＮＯｘ浄化装置１２へ流入したＮＯｘの全てを還元するにあたり、過不足なくＮＯｘ浄化装置１２へ供給するための還元剤添加量を、目標燃料量Ｆｔｒｇとして算出する。例えば、単位時間当たりにＮＯｘ浄化装置１２へ流入するＮＯｘ流入量および触媒温度に基づき、目標燃料量Ｆｔｒｇを設定する。ＮＯｘ流入量は、エンジン１０の運転状態に基づき推定される。ＮＯｘ流入量が多いほど、目標燃料量Ｆｔｒｇを増大させる。また、触媒温度に応じて還元触媒上でＮＯｘが還元される量（還元力）が異なってくるので、触媒温度による還元力の違いに応じて目標燃料量Ｆｔｒｇを設定する。そして、算出した目標燃料量Ｆｔｒｇに基づき、噴射弁２２の作動を制御して燃料噴射を実施する。
【００３９】
さらに、上記強酸化制御では、反応室温度Ｔｈに基づき、冷炎反応を生じさせるように目標当量比φｔｒｇを算出する。そして、目標当量比φｔｒｇおよび目標燃料量Ｆｔｒｇに基づき目標空気量Ａｔｒｇを算出し、この目標空気量Ａｔｒｇに基づき、エアポンプ３０ｐの作動を制御する。上述のごとく反応室温度Ｔｈおよび当量比を制御することで、冷炎反応を生じさせて改質燃料が生成される。
【００４０】
さらに、上記強酸化制御では、開閉弁２６ｖ１を開弁制御するとともに、反応容器２０内での燃料の濃度に応じて、オゾナイザ３０への供給電力を制御する。詳細には、目標燃料量Ｆｔｒｇに基づき目標オゾン量Ｏｔｒｇを算出する。具体的には、気化室２５ａにおけるオゾン濃度の燃料濃度に対する比率が所定値（例えば０．２）となるように、目標オゾン量Ｏｔｒｇを算出する。例えば、所定時間（例えば０．０２秒）内に冷炎反応を完了させるよう、上記比率を設定する。また、還元触媒が低温であるほど目標オゾン量Ｏｔｒｇを増加させるように設定する。
【００４１】
そして、目標空気量Ａｔｒｇおよび目標オゾン量Ｏｔｒｇに基づき、オゾナイザ３０への目標通電量Ｐｔｒｇを算出する。具体的には、目標空気量Ａｔｒｇが多いほど、電極間通路３１ａでの空気の滞留時間が短くなるので、目標通電量Ｐｔｒｇを大きくする。また、目標オゾン量Ｏｔｒｇが多いほど、目標通電量Ｐｔｒｇを大きくする。次に、目標通電量Ｐｔｒｇに基づき、オゾナイザ３０への通電量を制御する。具体的には、目標通電量Ｐｔｒｇが大きいほど、オゾナイザ３０への通電デューティ比を増大させる。或いは、今回の通電終了から次回の通電開始までのインターバルを短くする。
【００４２】
このような処理を実行することにより、オゾンが生成され、そのオゾンが反応容器２０内に供給されるので、冷炎反応の開始時期の早期化と冷炎反応時間の短縮化が図られる。よって、反応容器２０内での燃料の滞留時間が短くなるように反応容器２０を小型化しても、上記滞留時間内に冷炎反応が完了するようにできる。よって、反応容器２０の小型化を図ることができる。
【００４３】
このように、ステップＳ１６の強酸化制御によれば、オゾンが存在する環境下で燃料が部分酸化される。これに対し、ステップＳ１７による弱酸化制御では、オゾナイザ３０を停止させてオゾン生成を停止させることで、オゾンが存在しない環境下で燃料が部分酸化される。つまり、ヒータ制御、燃料噴射制御、エアポンプ制御および開弁制御を実施する。但し、放電制御を実施せず、オゾナイザ３０への通電を停止させてオゾン生成を停止させる。
【００４４】
ステップＳ１７の弱酸化制御によれば、ヒータ制御による加熱を実施して部分酸化させている。これに対し、ステップＳ１８による酸化停止制御では、オゾナイザ３０およびヒータ２１を停止させて、オゾン生成と燃料加熱を停止させる。これにより、酸素やオゾンによる酸化が為されることなく部分酸化していない燃料が、排気通路１０ｅｘへ添加され、排気通路１０ｅｘまたはＮＯｘ浄化装置１２の内部で高温の排気に晒されて部分酸化する。
【００４５】
ステップＳ１８による酸化停止制御では、燃料噴射制御、エアポンプ制御および開弁制御を実施する。但し、放電制御を実施せず、オゾナイザ３０への通電を停止させてオゾン生成を停止させ、かつ、ヒータ制御を実施せず、ヒータ２１への通電を停止させて燃料の加熱を停止させる。
【００４６】
図２のステップＳ１９に係るオゾン供給制御では、概略、ヒータ２１への通電を停止させるとともに、噴射弁２２への通電を停止させて燃料噴射を停止させた状態で、オゾナイザ３０でオゾンを生成する。そして、開閉弁２６ｖ１を開弁作動させた状態でエアポンプ３０ｐを作動させることで、生成したオゾンを、供給管２６および接続管２３を通じて排気通路１０ｅｘへ供給する。これにより、ＮＯｘ浄化装置１２の還元触媒が活性化していない場合において、排気中のＮＯがオゾンによりＮＯ２に酸化されて、還元触媒へのＮＯｘ吸着量が増大する。
【００４７】
オゾン供給制御では、ＥＣＵ４０はエンジン１０の運転状態を取得する。運転状態には、エンジン負荷、エンジン回転数および排気温度Ｔｅｘが含まれる。ＥＣＵ４０は、運転状態に基づき、単位時間当たりの排気量および排気中のＮＯ濃度を算出し、これらの値から、単位時間あたりにＮＯｘ浄化装置１２へ流入するＮＯ量を推定する。このようにして推定されたＮＯ量に基づき、ＥＣＵ４０は、排気中のＮＯ（所定成分）を酸化させるのに必要なオゾン量を目標オゾン量Ｏｔｒｇとして算出する。そして、目標オゾン量Ｏｔｒｇ（必要量）のオゾンを供給するように、オゾナイザ３０への供給電力およびエアポンプ３０ｐによる送風量を制御する。
【００４８】
なお、本実施形態に反してオゾン供給制御時にヒータ２１への通電を実施すると、オゾンは加熱されて崩壊する。また、燃料噴射を実施するとオゾンは燃料と反応してしまう。これらの点を鑑みた本実施形態では、ヒータ２１による加熱を停止させ、かつ、燃料噴射を停止させているので、オゾンが燃料と反応することや加熱崩壊を回避できる。よって、生成したオゾンがそのまま排気通路１０ｅｘへ添加されることとなる。
【００４９】
図３は、エンジン１０の運転時にマイコン４１により所定周期で繰返し実行される処理であって、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁させるための処理である。図３の処理は、図２の処理よりも優先して実施される割込み処理である。例えば、図２のステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８の処理によれば、開閉弁２６ｖ１は開弁作動するように制御される。但し、図３の処理により開閉弁２６ｖ１の閉弁制御が実施されると、図２の処理による開弁制御よりも優先して、図３の処理による閉弁制御が実施される。
【００５０】
先ず、図３のステップＳ２０ではエンジン負荷を取得し、続くステップＳ２１ではエンジン回転数を取得する。続くステップＳ２２では所定時間後の排気圧（排気圧到達値）を予測する。例えば、ステップＳ２０、Ｓ２１で取得したエンジン負荷およびエンジン回転数の値が急上昇している場合には、排気圧到達値も急上昇している蓋然性が高い。そこで、エンジン負荷およびエンジン回転数の変化の度合いに基づき、排気圧到達値を予測する。
【００５１】
続くステップＳ１００では、ステップＳ２２で予測した排気圧予測値が所定圧よりも高いか否かを判定する。この判定に用いられる所定圧はエアポンプ限界圧に設定されている。エアポンプ限界圧とは、エアポンプ３０ｐを最大出力で作動させた場合におけるエアポンプ３０ｐの空気吐出圧のことである。排気圧予測値＞エアポンプ限界圧と判定された場合、所定時間後に排気圧がエアポンプ限界圧よりも高い高圧状態になるとみなし、続くステップＳ２００にて、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させる。排気圧予測値＞エアポンプ限界圧と判定されなかった場合、開閉弁２６ｖ１の強制閉弁を実施することなくステップＳ２０に戻る。このようにステップＳ２２、Ｓ１００の処理を実行するマイコン４１は、所定時間後に排気圧が高圧状態になるか否かを予測する予測手段を提供する。
【００５２】
開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させた場合には、ステップＳ１９による全停止制御を実施する。但し、エアポンプ３０ｐの作動停止については、開閉弁２６ｖ１の閉弁作動を開始してから所定時間が経過するまではエアポンプ３０ｐの作動を継続させ、所定時間が経過した後にエアポンプ３０ｐの作動を停止させる。
【００５３】
以上により、本実施形態によれば、電極３１からの放電によりオゾンを生成するオゾナイザ３０と、オゾナイザ３０により生成されたオゾンを排気通路１０ｅｘへ供給する供給管２６と、供給管２６による供給通路２６ａを開閉する開閉弁２６ｖ１と、を備える。そのため、排気圧力が高い場合に開閉弁２６ｖ１を閉弁させることで、排気が供給通路２６ａを逆流して電極間通路３１ａへ流れ込むことを抑制できる。よって、排気に含まれる煤等の異物が電極３１に付着することを抑制でき、異物付着により放電が妨げられることを抑制できる。
【００５４】
さらに本実施形態では、開閉弁２６ｖ１は、通電に生じる電磁力で開閉作動する電磁式であり、第１制御手段４１ａにより開閉弁２６ｖ１の作動が制御される。そのため、任意のタイミングで開閉弁２６ｖ１を開弁または閉弁させることができるので、供給通路２６ａへの排気流入防止と、供給通路２６ａからのオゾン供給とを、好適なタイミングで切り替えることが可能になる。
【００５５】
さらに本実施形態では、所定時間後における排気通路の圧力（排気圧到達値）が、所定圧（エアポンプ限界圧）よりも高い高圧状態になるか否かを予測する予測手段を備える。第１制御手段４１ａは、高圧状態になると予測された場合に開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。これによれば、高圧状態になる前に、開閉弁２６ｖ１の閉弁作動が開始される。よって、本実施形態に反して高圧状態が検出されたタイミングで開閉弁２６ｖ１の閉弁作動を開始した場合に比べて、排気が逆流するおそれをより一層抑制できる。
【００５６】
さらに本実施形態によれば、開閉弁２６ｖ１を反応室２０ａの上流側に設けている。そのため、反応室２０ａへ噴射された燃料が供給管２６を逆流してオゾナイザ３０へ流入することも、開閉弁２６ｖ１の閉弁により抑制できる。よって、還元剤としての燃料が電極３１に付着して放電が妨げられることをも抑制できる。
【００５７】
さらに本実施形態によれば、還元触媒は少なくとも銀を含む物質である。具体的には、担体にコーティングされたアルミナ上に銀触媒が担持されている。このように銀触媒を採用することで、例えば白金触媒を採用した場合に比べて図３の部分酸化反応が生じやすくなる。よって、銀触媒を採用する本実施形態によれば、白金触媒を採用した場合に比べてＮＯｘ浄化率を向上できる。特に、触媒温度Ｔｃａｔが活性化している温度領域のうち、低温の領域において、ＮＯｘ浄化率向上の効果が顕著に発揮されるようになる。
【００５８】
さらに本実施形態では、ヒータ２１により所定温度以上に加熱された還元剤を、空気中に含まれる酸素により部分的に酸化させて改質する。これによれば、燃料が部分酸化することを容易に実現でき、還元剤の改質を容易に実現できる。また、ヒータ２１で燃料を加熱することにより、炭素数の少ない炭化水素化合物に燃料を分解させるクラッキングが生じるようになる。そして、クラッキングにより炭素数が少なくなった炭化水素は沸点が低くなるので、気化した燃料が液体に戻ることが抑制される。
【００５９】
さらに本実施形態では、強酸化制御により冷炎反応を生じさせる時に、オゾナイザ３０により生成されたオゾンを供給する。そのため、冷炎反応の開始時期の早期化と、冷炎反応時間の短縮化を図ることができる。よって、反応室２０ａでの燃料の滞留時間が短くなるように反応容器２０を小型化しても、上記滞留時間内に冷炎反応が完了するようにできる。よって、反応容器２０の小型化を図ることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に係る図３の処理を、図４に示す処理に変更している。図４の処理は、図３と同様にして、エンジン１０の運転時にマイコン４１により所定周期で繰返し実行される処理であり、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁させるための処理である。
【００６１】
先ず、図４のステップＳ３０では、図２の制御で用いる目標空気量Ａｔｒｇを要求空気流量として取得する。続くステップＳ３１では、空気量センサ４５により検出された実空気量を取得する。このようにステップＳ３１の処理を実行するマイコン４１は、エアポンプ３０ｐによるオゾンの送風量を取得する送風量取得手段を提供する。なお、供給通路２６ａ内の圧力と送風量とは相関が高いので、上記圧力を圧力センサ検出し、該検出結果に基づき実空気量を推定してもよい。
【００６２】
続くステップＳ１１０では、要求空気流量に対する実空気量の不足分（流量偏差）を算出し、この不足分が、予め設定された流量偏差閾値よりも大きいか否かを判定する。流量偏差＞流量偏差閾値と判定された場合、排気圧が供給通路２６ａに逆流している、または逆流する可能性が高い状態にあるとみなし、続くステップＳ２００にて、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させる。流量偏差＞流量偏差閾値と判定されなかった場合、開閉弁２６ｖ１の強制閉弁を実施することなくステップＳ３０に戻る。
【００６３】
以上により、本実施形態によれば、第１制御手段４１ａは、実空気量と要求空気流量との比較に基づき開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。具体的には、流量偏差＞流量偏差閾値と判定された場合、排気圧が供給通路２６ａに逆流している、または逆流する可能性が高い状態にあるとみなし、開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。そのため、排気が供給通路２６ａを逆流して電極間通路３１ａへ流れ込むことを抑制でき、電極３１への異物付着により放電が妨げられることを抑制できる。
【００６４】
（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態に係る図４の処理を、図５に示す処理に変更している。図５の処理は、図３と同様にして、エンジン１０の運転時にマイコン４１により所定周期で繰返し実行される処理であり、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁させるための処理である。
【００６５】
先ず、図５のステップＳ３１では、図４と同様にして、空気量センサ４５により検出された実空気量を取得する。続くステップＳ１２０では、取得した実空気量が、予め設定された流量閾値よりも大きいか否かを判定する。実空気量＜流量閾値と判定された場合、排気が供給通路２６ａに逆流している、または逆流する可能性が高い状態にあるとみなし、続くステップＳ２００にて、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させる。実空気量＜流量閾値と判定されなかった場合、開閉弁２６ｖ１の強制閉弁を実施することなくステップＳ３１に戻る。
【００６６】
以上により、本実施形態によれば、第１制御手段４１ａは、実空気量に基づき開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。具体的には、実空気量＜流量閾値と判定された場合、排気が供給通路２６ａに逆流している、または逆流する可能性が高い状態にあるとみなし、開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。そのため、排気が供給通路２６ａを逆流して電極間通路３１ａへ流れ込むことを抑制でき、電極３１への異物付着により放電が妨げられることを抑制できる。
【００６７】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に係る図３の処理を、図６に示す処理に変更している。図６の処理は、図３と同様にして、エンジン１０の運転時にマイコン４１により所定周期で繰返し実行される処理であり、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁させるための処理である。
【００６８】
先ず、図６のステップＳ４０では、排気圧センサ４４により検出された排気圧を取得する。続くステップＳ１３０では、取得した排気圧が、予め設定された排気圧閾値（所定値）よりも大きいか否かを判定する。排気圧＞排気圧閾値と判定された場合、排気圧が供給通路２６ａに逆流している、または逆流する可能性が高い状態にあるとみなし、続くステップＳ２００にて、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させる。排気圧＞排気圧閾値と判定されなかった場合、開閉弁２６ｖ１の強制閉弁を実施することなくステップＳ４０に戻る。
【００６９】
以上により、本実施形態によれば、第１制御手段４１ａは、実際の排気圧に基づき開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。具体的には、排気圧＞排気圧閾値と判定された場合、排気圧が供給通路２６ａに逆流している、または逆流する可能性が高い状態にあるとみなし、開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。そのため、排気が供給通路２６ａを逆流して電極間通路３１ａへ流れ込むことを抑制でき、電極３１への異物付着により放電が妨げられることを抑制できる。
【００７０】
（第５実施形態）
本実施形態では、図７に示すように、第１実施形態に係る図３の処理と、第３実施形態に係る図５の処理とを組み合わせている。すなわち、ステップＳ２０、Ｓ２１、Ｓ２２において、エンジン負荷およびエンジン回転数を取得し、取得した値の変化の度合いに基づき排気圧到達値を予測する。その後、ステップＳ３１にて空気量センサ４５による実空気量を取得する。
【００７１】
そして、ステップＳ１００にて排気圧予測値＞エアポンプ限界圧と判定され、かつ、ステップＳ１２０にて実空気量＜流量閾値と判定された場合に、ステップＳ２００にて、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させる。排気圧予測値＞エアポンプ限界圧と判定されなかった場合、または実空気量＜流量閾値と判定されなかった場合には、開閉弁２６ｖ１の強制閉弁を実施することなくステップＳ２０に戻る。
【００７２】
以上により、本実施形態によれば、第１制御手段４１ａは、エアポンプ３０ｐから吐出される空気量および排気圧予測値に基づき開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。具体的には、排気圧予測値＞エアポンプ限界圧と判定され、かつ、実空気量＜流量閾値と判定された場合に、所定時間後に排気圧がエアポンプ限界圧よりも高い高圧状態になるとみなし、開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。そのため、空気量を加味せずに排気圧予測値に基づき閉弁作動させる場合や、排気圧予測値を加味せずに空気量に基づき閉弁作動させる場合に比べて、逆流の予測または検出の精度を向上できる。
【００７３】
（第６実施形態）
本実施形態では、図８に示すように、第１実施形態に係る図３の処理と、第４実施形態に係る図６の処理とを組み合わせている。すなわち、ステップＳ２０、Ｓ２１、Ｓ２２において、エンジン負荷およびエンジン回転数を取得し、取得した値の変化の度合いに基づき排気圧到達値を予測する。その後、ステップＳ４０にて排気圧センサ４４により検出された排気圧を取得する。
【００７４】
そして、ステップＳ１００にて排気圧予測値＞エアポンプ限界圧と判定され、かつ、ステップＳ１３０にて排気圧＞排気圧閾値と判定された場合に、ステップＳ２００にて、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させる。排気圧予測値＞エアポンプ限界圧と判定されなかった場合、または排気圧＞排気圧閾値と判定されなかった場合には、開閉弁２６ｖ１の強制閉弁を実施することなくステップＳ２０に戻る。
【００７５】
以上により、本実施形態によれば、第１制御手段４１ａは、現時点における排気圧および排気圧予測値に基づき開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。具体的には、排気圧予測値＞エアポンプ限界圧と判定され、かつ、排気圧＞排気圧閾値と判定された場合に、所定時間後に排気圧がエアポンプ限界圧よりも高い高圧状態になるとみなし、開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。そのため、排気圧を加味せずに排気圧予測値に基づき閉弁作動させる場合や、排気圧予測値を加味せずに排気圧に基づき閉弁作動させる場合に比べて、逆流の予測または検出の精度を向上できる。
【００７６】
（第７実施形態）
上記第１実施形態では、オゾンを供給する機能を有した還元剤添加装置が、本発明に係るオゾン供給装置を提供している。これに対し本実施形態では、図１に示す反応容器２０、ヒータ２１および噴射弁２２を廃止した装置であって、図９に示すオゾン供給装置を提供している。このオゾン供給装置は、オゾナイザ３０、エアポンプ３０ｐ、供給管２６、接続管２３、開閉弁２６ｖ１およびＥＣＵ４０を備える。
【００７７】
また、図１に示すＮＯｘ浄化装置１２は、Ｏ２存在下において還元剤をＮＯｘと選択的に反応させる還元触媒を採用している。これに対し、本実施形態に係るＮＯｘ浄化装置は、Ｏ２存在下であるリーン環境でＮＯｘを吸蔵し、リッチ環境で還元剤をＮＯｘと反応させる還元触媒を採用している。このようにリーン燃焼時にＮＯｘを捕捉する触媒の具体例としては、担体に担持された白金とバリウムによる吸蔵還元触媒が挙げられる。
【００７８】
また、本実施形態による制御では、図２に示す処理内容を次のように変更している。すなわち、図２に示すステップＳ１１、Ｓ１２の判定を廃止するとともに、ステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８による還元剤供給の制御を廃止する。なお、ステップＳ１３にて触媒温度がＴ３より大きいと判定された場合には、ステップＳ１９の全停止制御を実施する。
【００７９】
そして、図３の処理については、本実施形態においても上記第１実施形態と同様に実施する。つまり、排気圧到達値がエアポンプ限界圧よりも高い高圧状態になった場合に、開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させる。そのため、排気の供給通路２６ａへの逆流を抑制できる。
【００８０】
（第８実施形態）
図１０に示すように、本実施形態にかかるオゾン供給装置は、開閉弁２６ｖ１に加えて開放弁２６ｖ２を備えている。開放弁２６ｖ２は、供給管２６のうち開閉弁２６ｖ１の上流側に設けられ、供給通路２６ａを連通状態と開放状態とに切り替える。開放状態では、供給通路２６ａ内の気体を大気に開放する。連通状態では、上記開放をさせることなく供給通路２６ａ内の気体を流通させる。開放弁２６ｖ２は電磁駆動式であり、マイコン４１により制御される。なお、開放弁２６ｖ２の作動を制御している時のマイコン４１は、第２制御手段４１ｂに相当する。
【００８１】
本実施形態では、上記第７実施形態と同様の処理によりオゾン供給装置の作動を制御する。すなわち、ＮＯ量に応じたオゾン量を供給するようにオゾナイザ３０およびエアポンプ３０ｐの作動を制御するとともに、オゾン供給時には開閉弁２６ｖ１を開弁作動させる。そして、排気の逆流が懸念される場合には、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させる。
【００８２】
さらに本実施形態では、図１１に示す処理をマイコン４１が所定周期で繰り返し実行する。先ず、図１１のステップＳ５０では、開閉弁２６ｖ１の強制的な閉弁作動が要求されているか否かを判定する。閉弁要求があると判定された場合、ステップＳ５１に進み、開閉弁２６ｖ１の閉弁作動開始から所定時間が経過したか否かを判定する。
【００８３】
所定時間が経過したと判定された場合には、開閉弁２６ｖ１が閉弁作動を完了したとみなし、次のステップＳ３００にて開放弁２６ｖ２を開放状態に作動（開放作動）させて、連通状態から開放状態に切り替える。一方、ステップＳ５０にて閉弁要求がないと判定された場合、或いはステップＳ５１にて所定期間が経過したと判定されなかった場合、ステップＳ３１０にて開放弁２６ｖ２を連通状態に作動（連通作動）させて、連通状態を継続させる。
【００８４】
なお、開閉弁２６ｖ１を強制的に閉弁作動させて全停止制御を実施する場合には、開閉弁２６ｖ１の閉弁作動を開始してから所定時間が経過するまではエアポンプ３０ｐの作動を継続させ、所定時間が経過した後にエアポンプ３０ｐの作動を停止させる。そして、開放弁２６ｖ２を開放作動させた時点では、未だエアポンプ３０ｐの作動が継続されているようにエアポンプ３０ｐの継続時間を設定する。
【００８５】
以上により、本実施形態によれば、供給通路２６ａ内の気体を大気に開放する開放状態、および供給通路２６ａ内の気体を連通させる連通状態に切り替える開放弁２６ｖ２と、開放弁２６ｖ２の作動を制御する第２制御手段４１ｂとを備える。そして、第１制御手段４１ａは、エアポンプ３０ｐの作動中に開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させ、第２制御手段４１ｂは、開閉弁２６ｖ１が閉弁作動した後に、開放弁２６ｖ２を連通状態から開放状態に切り替える。
【００８６】
このように、エアポンプ３０ｐの作動中に開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させるので、閉弁作動を開始してから完了するまでの間もエアポンプ３０ｐの吐出圧は低下することなく作動する。よって、供給通路２６ａへ排気が逆流することの抑制の確実性を向上できる。しかも、開閉弁２６ｖ１が閉弁作動した後に、開放弁２６ｖ２を連通状態から開放状態に切り替える。そのため、開閉弁２６ｖ１が閉弁してからエアポンプ３０ｐの吐出圧が低下するまでの期間において、開閉弁２６ｖ１の上流側かつエアポンプ３０ｐの下流側の圧力が上昇することを、開放状態にすることで回避できる。よって、上記期間に供給通路２６ａ内の圧力が上昇して供給管２６等が損傷することを回避できる。
【００８７】
（第９実施形態）
本実施形態にオゾン供給装置のハード構成は、上記第８実施形態と同じであり、開閉弁２６ｖ１に加えて開放弁２６ｖ２を備えている。そして、図１２に示す処理をマイコン４１が所定周期で繰り返し実行する。先ず、図１２のステップＳ６０では、エアポンプ３０ｐの駆動要求があるか否かを判定する。駆動要求があると判定された場合、ステップＳ６１に進み、エアポンプ３０ｐの駆動開始から所定時間が経過したか否かを判定する。
【００８８】
所定時間が経過していないと否定判定された場合には、エアポンプ３０ｐの吐出圧が十分に上昇していないとみなし、次のステップＳ３００にて開放弁２６ｖ２を開放作動させつつ、次のステップＳ４００にて開閉弁２６ｖ１の閉弁を維持させる。一方、所定時間が経過したと肯定判定された場合には、エアポンプ３０ｐの吐出圧が十分に上昇したとみなし、次のステップＳ３００にて開放弁２６ｖ２を連通作動させつつ、次のステップＳ４１０にて開閉弁２６ｖ１を開弁させる。
【００８９】
以上により、本実施形態によれば、上述した開放状態および連通状態に切り替える開放弁２６ｖ２と、開放弁２６ｖ２の作動を制御する第２制御手段４１ｂとを備える。そして、エアポンプ３０ｐの始動開始から所定時間が経過するまでは、第１制御手段４１ａは開閉弁２６ｖ１を閉弁作動させ、かつ、第２制御手段は開放弁２６ｖ２を開放状態に作動させる。一方、所定時間が経過した後は、第１制御手段４１ａは開閉弁２６ｖ１を開弁作動させ、かつ、第２制御手段４１ｂは開放弁２６ｖ２を連通状態に作動させる。
【００９０】
このように、エアポンプ３０ｐの始動直後には、開閉弁２６ｖ１を閉弁させ、かつ、開放弁２６ｖ２を開放作動させるので、排気の逆流を確実に防止しつつ、開閉弁２６ｖ１の上流側かつエアポンプ３０ｐの下流側の圧力が上昇することを回避できる。一方、エアポンプ３０ｐの始動開始から所定時間が経過すると、開閉弁２６ｖ１を開弁させ、かつ、開放弁２６ｖ２を連通作動させるので、十分に上昇した吐出圧でオゾンを排気通路１０ｅｘへ供給できる。
【００９１】
（第１０実施形態）
上記各実施形態に係る開閉弁２６ｖ１は、第１制御手段４１ａにより制御される電磁式である。これに対し、図１３に示す本実施形態の開閉弁２６０は、該開閉弁２６０の下流側圧力および上流側圧力の差圧に応じて開閉作動する機械式である。具体的には、開閉弁２６０は、供給通路２６ａを開閉する弁体２６１と、弁体２６１に対して閉弁方向に弾性力を付与する弾性部材２６２とを備える。弁体２６１の上流側の圧力が低い場合には、弾性力により弁体２６１は閉弁する。エアポンプ３０ｐの作動により弁体２６１の上流側の圧力が上昇すると、該圧力により弁体２６１は開弁する。
【００９２】
以上により、本実施形態によれば、弁体２６１の上流側と下流側との圧力差が所定値以上になると機械的に開弁し、所定値未満であれば弾性力により閉弁する。よって、マイコン４１による開閉弁２６０の制御を不要にしつつ、排気の供給通路２６ａへの逆流を抑制できる。
【００９３】
（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００９４】
上記第１実施形態では、エンジン負荷およびエンジン回転数の変化の度合いに基づき、排気圧到達値を予測する。これに対し、アクセルペダル踏込量およびエンジン回転数の変化の度合いに基づき、排気圧到達値を予測してもよい。
【００９５】
排気中のＣＯやＨＣ（所定成分）を酸化して浄化する触媒を備えた燃焼システムに、本発明に係るオゾン供給装置を適用させてもよい。この場合には、排気通路１０ｅｘへオゾンを供給することで、酸化触媒の酸化機能を高めることができ、有用である。そして、低要求時にオゾンを過剰供給して酸化触媒に吸着させておけば、高要求状態に変化した時に、吸着オゾンを酸化に寄与させることができる。
【００９６】
図１に示す実施形態では、車両に搭載された燃焼システムにオゾン供給装置を適用させている。これに対し、定置式の燃焼システムにオゾン供給装置を適用させてもよい。図１に示す実施形態では、圧縮自着火式のディーゼルエンジンにオゾン供給装置を適用させており、燃焼用の燃料として用いる軽油を還元剤として用いている。これに対し、点火着火式のガソリンエンジンにオゾン供給装置を適用させて、燃焼用の燃料として用いるガソリンを還元剤として用いてもよい。
【００９７】
ＥＣＵ４０（制御装置）が提供する手段および／または機能は、実体的な記憶媒体に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１０…内燃機関、１０ｅｘ…排気通路、２６…供給管、２６ａ…供給通路、２６ｖ１、２６０…開閉弁、３０…オゾナイザ、３１…電極。
【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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