(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）の排気中のＮＯｘを吸蔵して還元する触媒（１２）が配置されている排気通路（１６）のうち、前記触媒の上流側へオゾンを供給するオゾン供給装置（３０）の作動を制御するオゾン供給制御装置であって、
前記触媒に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量を算出する算出部（６１）と、
前記算出部によって算出された吸蔵量を用いて、前記オゾンの前記排気通路への供給量を制御する制御部（６２）と、を含み
前記制御部は、前記触媒における吸蔵率が所定の閾値以上であることを条件として、前記供給量が少なくなるように決定するオゾン供給制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記算出部によって算出された吸蔵量が多くなるにつれて、前記排気通路への前記供給量が多くなるように制御する請求項１に記載のオゾン供給制御装置。
【請求項３】
前記触媒の温度である触媒温度を取得する温度取得部（６３）をさらに含み、
前記制御部は、前記吸蔵量および前記触媒温度を用いて、前記排気通路への前記供給量を制御する請求項１または２に記載のオゾン供給制御装置。
【請求項４】
前記排気中の一酸化炭素の濃度を取得する濃度取得部（６４）をさらに含み、
前記制御部は、前記吸蔵量および前記濃度を用いて、前記排気通路への前記供給量を制御する請求項１〜３のいずれか１つに記載のオゾン供給制御装置。
【請求項５】
前記触媒の温度である触媒温度を取得する温度取得部（６３）と、
前記排気中の一酸化炭素の濃度を取得する濃度取得部（６４）と、
前記吸蔵量、前記触媒温度および前記濃度とに対する前記供給量の関係を示したマップが記憶されている記憶部（４１ｂ）と、をさらに含み、
前記制御部は、前記マップを用いて、前記供給量を決定する請求項１に記載のオゾン供給制御装置。
【請求項６】
前記算出部は、前記触媒の上流で取得したＮＯｘ濃度と前記触媒の下流で取得したＮＯｘ濃度とを用いて前記吸蔵量を算出する請求項１〜５のいずれか１つに記載のオゾン供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気の浄化に用いられるオゾンの供給を制御するオゾン供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気が通過する排気通路に対してオゾンを供給するオゾン供給装置が知られている。排気通路に窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵するＮＯｘ浄化触媒が設けられた構成では、排気通路にオゾンを供給して、一酸化窒素（ＮＯ）がオゾン（０３）により二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化される。これによってＮＯｘ浄化触媒での吸蔵反応が活発になり、ＮＯｘの浄化率が高められる。
【０００３】
オゾンを排気通路に供給する量は、排気の状態によって制御される。特許文献１には、排気中のＮＯの濃度であるＮＯ濃度に対するモル比率が１以上または２以上となるようにオゾンを供給している。これによってＮＯのＮＯ２化、さらにはＮＯ３化を促進し、ＮＯｘ吸蔵反応を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６３８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１に記載の技術では、ＮＯ濃度に対するモル比率が高いほどＮＯ３化が促進されるので、より高い吸蔵効果が得られるとしている。しかしながら、実際にはＮＯｘ浄化触媒におけるＮＯｘの吸蔵は、すでにＮＯｘ浄化触媒に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量によっても影響を受ける。したがってＮＯ濃度のみを考慮してオゾン供給量を決定しても、想定した効果が得られないおそれがある。またＮＯ濃度のみを考慮してオゾン供給量を決定しても、オゾン供給量が多すぎる場合には、オゾンを生成するためのエネルギが無駄になるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、オゾンの供給の過不足を少なくして、オゾンを生成するためのエネルギの無駄を抑制することができるオゾン供給制御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】
【０００７】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
本発明は、触媒（１２）に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量を算出する算出部（６１）と、算出部によって算出された吸蔵量を用いて、オゾンの排気通路への供給量を制御する制御部（６２）と、を含み、制御部は、触媒における吸蔵率が所定の閾値以上であることを条件として、供給量が少なくなるように決定するオゾン供給制御装置である。
【０００９】
このような本発明に従えば、吸蔵量を用いてオゾンの排気通路への供給量を制御している。必要なオゾンの供給量は、触媒に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量によって変化する。そこで算出部でＮＯｘの吸蔵量を算出し、吸蔵量を用いて供給量の多寡を判断している。したがってオゾンの供給の過不足を少なくすることができる。これによってオゾンを生成しすぎて、オゾンが無駄になることを抑制することができる。またオゾンの生成が少なすぎて、オゾンが不足して浄化能力が低下することを抑制することができる。したがってオゾンの過多状態を防ぐことができるため、オゾン生成に消費するエネルギの無駄を抑制することができる。
【００１０】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、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一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における燃焼システムの構成を示す図。
【図２】ＥＣＵの機能ブロックを示す図。
【図３】算出部の処理を示すフローチャート。
【図４】制御部の処理を示すフローチャート。
【図５】オゾン供給量が変化した場合のＮＯｘ吸蔵率の変化を示すグラフ。
【図６】ＣＯ濃度が変化した場合のＮＯｘ吸蔵率の変化を示すグラフ。
【図７】触媒温度が変化した場合のＮＯｘ吸蔵率の変化を示すグラフ。
【図８】オゾン供給量の決定ラインを求めるためのグラフ。
【図９】オゾン供給量を算出するためのマップ。
【図１０】第２実施形態における燃焼システムの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分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、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図９を用いて説明する。図１に示す燃焼システム１００は、エンジン１０、過給機１１、ＮＯｘ浄化触媒１２および微粒子捕集装置（以下、ＤＰＦ）１３を備えている。燃焼システム１００は車両に搭載されたものであり、この車両は、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には、このエンジン１０に空気を供給する吸気通路１５と、エンジン１０からの排気を放出する排気通路１６とが接続されている。エンジン１０は、内燃機関に相当する。
【００１４】
過給機１１は、排気タービン１１ａ、回転軸１１ｂおよびコンプレッサ１１ｃを備える。排気タービン１１ａは、エンジン１０の排気通路１６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、排気タービン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、排気タービン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、吸気通路１５に配置されており、吸気を圧縮してエンジン１０に過給する。
【００１５】
吸気通路１５においてコンプレッサ１１ｃの下流側には、このコンプレッサ１１ｃで圧縮された吸気を冷却する冷却器としてのインタークーラ２１が設けられている。吸気通路１５は、吸気マニホールド２２を介してエンジン１０の吸気側に接続されている。インタークーラ２１により冷却された圧縮吸気は、スロットルバルブ２３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。吸気通路１５の上流端には、エンジン１０に吸入される空気の浄化を行うエアクリーナ２４が設けられている。
【００１６】
排気通路１６は、排気マニホールド２５を介してエンジン１０の排気側に接続されている。ＮＯｘ浄化触媒１２は、排気通路１６において排気タービン１１ａの下流側に配置されている。ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）１３は、ＮＯｘ浄化触媒１２の更に下流側に配置されており、排気に含まれている粒子状物質ＰＭ（Particulate Matter）を捕集する捕集装置である。排気通路１６を流れる排気は、ＮＯｘ浄化触媒１２およびＤＰＦ１３の両方を通過した後に、排気出口１６ａから放出される。燃焼システム１００においては、ＮＯｘ浄化触媒１２およびＤＰＦ１３が排気浄化装置を構成している。なお、ＰＭは個体や液体の微粒子であり、固体の微粒子は、例えば煤としてのｓｏｏｔであり、液体の微粒子は、例えば液化ＨＣなどの未燃ＨＣである。
【００１７】
ＮＯｘ浄化触媒１２は、排気中の窒素酸化物ＮＯｘを吸蔵する吸蔵触媒や、ＮＯｘを窒素に還元する還元触媒などを有している。吸蔵触媒は、ＮＯｘを吸蔵する吸蔵力を有しており、吸蔵触媒においては、ＮＯに対する吸蔵力に比べてＮＯ２に対する吸蔵力の方が非常に大きくなっている。ＮＯｘ浄化触媒１２が触媒に相当する。
【００１８】
燃焼システム１００は、排気通路１６においてＮＯｘ浄化触媒１２の上流側にオゾンを供給するオゾン供給装置３０を有している。オゾン供給装置３０から排気通路１６にオゾンが供給された場合、オゾンによりＮＯがＮＯ２に酸化される。これによって排気中のＮＯ２の割合が増加し、その結果、ＮＯｘ浄化触媒１２でのＮＯｘの吸蔵率が向上する。オゾン供給装置３０は、排気通路１６にオゾンを供給する供給状態と、オゾンを供給しない停止状態とに切替可能になっている。
【００１９】
オゾン供給装置３０は、排気通路１６に接続されたオゾン通路３１と、オゾンを生成するオゾン生成部３２と、空気を送るエアポンプ３３と、排気の逆流を遮断する排気遮断弁３４と、各種センサを有している。オゾン通路３１においては、その上流端にエアポンプ３３が設けられており、エアポンプ３３と排気通路１６との間にオゾン生成部３２が設けられている。オゾン通路３１は、複数の配管が接続されることなどにより形成されている。
【００２０】
エアポンプ３３は、オゾン通路３１を通じてオゾン生成部３２に空気を送る。エアポンプ３３は、遠心式のエアポンプ３３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。エアポンプ３３は、大気を吸入する吸入口３３ａを有しており、この吸入口３３ａはケースに形成されている。エアポンプ３３の吸入口３３ａがオゾン通路３１の上流端を形成している。
【００２１】
オゾン生成部３２は、その内部に流通路を形成するハウジングを備え、流通路には複数の電極が配置されている。これらの電極は、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。オゾン生成部３２のハウジングには、エアポンプ３３により送風された空気が流入する。この空気は、ハウジング内の流通路に流入し、電極間の通路である電極間通路を流通する。
【００２２】
オゾン生成部３２の電極が通電されると、電極から放出された電子が、電極間通路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、オゾン生成部３２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、オゾン生成部３２への通電時には、オゾン生成部３２から排気通路１６に向けて流れる空気にオゾンが含まれる。オゾン生成部３２においては、電極への通電量が大きいほどオゾンの発生率が大きくなる。オゾン生成部３２はオゾナイザと称することもできる。
【００２３】
排気遮断弁３４は、電磁駆動式の開閉弁であり、オゾン通路３１においてオゾン生成部３２と排気通路１６との間に設けられている。この場合、排気遮断弁３４は、オゾン通路３１の下流端から上流側に離間した位置に配置されている。排気遮断弁３４は、通気を可能にする開状態と、通気を遮断する閉状態とを切替可能になっている。
【００２４】
オゾン供給装置３０は、センサとしてオゾン通路３１の内部圧力をガス圧力として検出する圧力センサ３５と、エアポンプ３３からオゾン通路３１に送られる空気の流量をガス流量として検出する流量センサ３６とを有している。圧力センサ３５は、オゾン通路３１においてオゾン生成部３２と排気遮断弁３４との間に設けられている。具体的には、圧力センサ３５は、オゾン生成部３２寄りの位置に配置されている。この場合、圧力センサ３５の検出結果に、排気遮断弁３４の開閉に伴う圧力変化が反映されやすくなっている。
【００２５】
流量センサ３６は、オゾン通路３１においてエアポンプ３３とオゾン生成部３２との間に設けられており、エアポンプ３３からの空気の吐出量を検出可能になっている。具体的には、流量センサ３６は、エアポンプ３３寄りの位置に配置されている。この場合、流量センサ３６の検出結果に、エアポンプ３３の駆動および停止に伴う空気の流量変化が反映されやすくなっている。
【００２６】
次に、燃焼システム１００の電気的な構成について説明する。図１に示すように、燃焼システム１００は、制御装置としての電子制御装置（Electronic Control Unit：略称ＥＣＵ）４０を有している。ＥＣＵ４０は、プロセッサ４１ａ、メモリ４１ｂおよび情報の入出力を行うインターフェース４１ｃを有している。メモリ４１ｂは、記憶部であって、コンピュータによって読み取り可能なプログラムおよびデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。メモリ４１ｂは、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって実現される。
【００２７】
ＥＣＵ４０には、エンジン回転センサ４２、吸気圧センサ４３、エアフロメータ４４、アクセル開度センサ４５およびスロットル開度センサ４６が接続されている。エンジン回転数は、エンジン１０の出力軸１０ａの近傍に取り付けられたエンジン回転センサ４２により検出される。エンジン負荷を表す物理量としては、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１５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４３により検出される。吸気量は、吸気通路１５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４４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開度センサ４５により検出される。スロットルバルブ２３の開度は、スロットルバルブ２３に取り付けられたスロットル開度センサ４６により検出される。
【００２８】
また、ＥＣＵ４０には、排気温度センサ５１、排気圧センサ５２、触媒温度センサ５３、圧力センサ３５、流量センサ３６およびＮＯｘセンサ５４が接続されている。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、センサ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、オゾン供給装置３０の作動を制御する。したがってＥＣＵ４０は、オゾン供給制御装置として機能する。
【００２９】
排気温度センサ５１は、排気通路１６に取り付けられて排気温度を検出する。排気圧センサ５２は、排気通路１６に取り付けられて排気圧力を検出する。排気温度センサ５１および排気圧センサ５２は、排気通路１６においてＮＯｘ浄化触媒１２と排気タービン１１ａとの間に配置されている。
【００３０】
触媒温度センサ５３は、排気通路１６においてＮＯｘ浄化触媒１２とＤＰＦ１３との間に設けられており、ＮＯｘ浄化触媒１２を通過した排気の温度を検出することでＮＯｘ浄化触媒１２の内部温度を検出する。触媒温度センサ５３は、ＮＯｘ浄化触媒１２に取り付けられていてもよい。ＮＯｘセンサ５４は、触媒温度センサ５３と同様に、排気通路１６においてＮＯｘ浄化触媒１２とＤＰＦ１３との間に設けられており、ＮＯｘ浄化触媒１２を通過した排気のＮＯｘ濃度を検出する。
【００３１】
ＥＣＵ４０は、メモリ４１ｂに記憶された制御プログラムをプロセッサ４１ａにより実行することで、図２に示す制御部６２、算出部６１、温度取得部６３および濃度取得部６４を機能ブロックとして構築する。
【００３２】
制御部６２は、オゾンの供給量を制御する。ＥＣＵ４０には、図１に示すように、オゾン生成部３２、エアポンプ３３および排気遮断弁３４がアクチュエータとして接続されている。制御部６２は、指令信号を出力することでこれらアクチュエータの動作制御を行う。制御部６２は、オゾン生成部３２については、電極への電圧印加を制御することでオゾン生成部３２によるオゾンの生成量を調整する。また制御部６２は、エアポンプ３３については、デューティ制御によりエアポンプ３３への供給電力量を制御することでエアポンプ３３による送風量を調整する。このように制御部６２は、オゾン生成部３２およびエアポンプ３３を制御して、オゾンを排気通路１６に供給する供給量を制御する。
【００３３】
温度取得部６３は、触媒温度センサ５３から取得した検出情報を用いて、触媒温度を算出する。濃度取得部６４は、エンジン運転状態に基づいて排気中の一酸化炭素濃度であるＣＯ濃度を推定する。算出部６１は、ＮＯｘ浄化触媒１２に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量を算出する。
【００３４】
次に、算出部６１の処理の詳細について、図３を用いて説明する。ＥＣＵ４０は、図３に示す手順のプログラムをプロセッサ４１ａが所定周期で繰り返し実行する。ステップＳ１１では、ＮＯｘ浄化触媒１２の上流側のＮＯｘ濃度を取得し、ステップＳ１２に移る。上流側のＮＯｘ濃度の取得方法の一例としては、エンジン１０の運転状態に応じた推定が挙げられる。例えば、エンジン負荷、エンジン回転数、ＥＧＲ率、過給圧等のエンジン運転状態の値に対するＮＯｘ濃度を、予め試験して取得しておき、その試験結果をマップ化して記憶させておく。そして、実際に検出されたエンジン運転状態の値に基づき、上記マップを参照してＮＯｘ濃度を算出する。
【００３５】
ステップＳ１２では、ＮＯｘ浄化触媒１２の下流側のＮＯｘ濃度を取得し、ステップＳ１３に移る。下流側のＮＯｘ濃度は、ＮＯｘセンサ５４によって取得された検出情報を用いて決定する。
【００３６】
ステップＳ１３では、ＮＯｘ浄化触媒１２における今回の吸蔵量を算出し、ステップＳ１４に移る。今回の瞬時の吸蔵量は、ステップＳ１２における上流側のＮＯｘ濃度と、ステップＳ１３の下流側のＮＯｘ濃度との差分を用いて、ＮＯｘ吸蔵量が算出される。
【００３７】
ステップ４では、前回の積算吸蔵量に対してステップＳ１３で求めた今回の瞬時の吸蔵量を加算し、最新の積算吸蔵量を求め、本フローを終了する。このような図３の算出部６１の処理によって、現在、ＮＯｘ浄化触媒１２における吸蔵量を算出することができる。算出部６１が算出した情報は、メモリ４１ｂに記憶されている。
【００３８】
次に、制御部６２の処理の詳細について、図４を用いて説明する。ＥＣＵ４０は、図４に示す手順のプログラムをマイコンが所定周期で繰り返し実行する。ステップＳ２１では、ＮＯｘ吸蔵量をメモリ４１ｂから取得し、ステップＳ２２に移る。メモリ４１ｂから読み出すＮＯｘ吸蔵量は、最新の積算したＮＯｘ吸蔵量である。
【００３９】
ステップＳ２２では、触媒温度センサ５３から触媒温度を取得し、ステップＳ２３に移る。ステップＳ２３では、ＣＯ濃度を取得し、ステップＳ２４に移る。ＣＯ濃度の取得方法の一例としては、エンジン１０の運転状態に応じた推定が挙げられる。例えば、エンジン負荷、エンジン回転数、ＥＧＲ率、過給圧等のエンジン運転状態の値に対するＣＯ濃度を、予め試験して取得しておき、その試験結果をマップ化して記憶させておく。そして実際に検出されたエンジン運転状態の値に基づき、上記マップを参照してＣＯ濃度を算出する。
【００４０】
ステップＳ２４では、ステップＳ２１で取得した吸蔵量を判断条件として、オゾン供給量を算出し、本フローを終了する。ステップＳ２４では、具体的には、ＮＯｘ吸蔵量、触媒温度およびＣＯ濃度の値に基づき、必要となるオゾン供給量を、排気中のＮＯに対するモル比率として算出する。オゾン供給量は、たとえば３つの情報を入力に持つマップによって算出される。
【００４１】
次に、図４のステップＳ２４におけるオゾン供給量の算出に関して説明する。図５では、三つのモル比の波形を示している。図５に示すように、ＮＯｘ浄化触媒１２におけるＮＯｘ吸蔵量が増えるに従い、高いＮＯｘ吸蔵率を得るのに必要なオゾン供給量が大きくなる。したがって単にＮＯｘに対するモル比でオゾン供給量を決めるのではなく、ＮＯｘ浄化触媒１２のＮＯｘ吸蔵量を推定し、それに応じてオゾン供給量を決定することが求められる。
【００４２】
換言すると、実際にオゾン供給による効果が大きく現れるのは、ある程度ＮＯｘ浄化触媒１２にＮＯｘが吸蔵した状態であり、ＮＯｘの脱離や還元が実施された直後のＮＯｘ浄化触媒１２がクリーンな状態では、オゾン供給の効果はそれほど大きくない。クリーンなＮＯｘ浄化触媒１２であると、ＮＯの状態でも吸蔵しやすいからである。そこで、オゾン供給量の算出にＮＯｘ浄化触媒１２へのＮＯｘ吸蔵量というパラメータを加え、吸蔵量が多くなるにつれて、排気通路１６へのオゾン供給量を多くなるように制御する。これによって既に多く吸蔵量しているＮＯｘ浄化触媒１２であっても、オゾンによってＮＯｘ浄化触媒１２上で吸蔵する金属がかわったり、同じ金属でもオゾンによって吸蔵しやすくなるからである。
【００４３】
あるＮＯｘ吸蔵量において、オゾンの必要量が一意に決まるわけではなく、その際の触媒温度や、排気ガス中に共存するＣＯ濃度によって、同じＮＯｘ吸蔵量においてもオゾンの必要量が変化する。具体的には、図６に示すように、同じモル比であっても、ＣＯ濃度が多くなるにつれて、ＮＯｘ吸蔵率が低くなる。また図７に示すように、同じモル比であっても、触媒温度が高くなるにつれて、ＮＯｘ吸蔵率が低くなる。
【００４４】
またモル比を高くすると、ＮＯｘ吸蔵率の低下は小さくなる傾向になる。これらを考慮すると、より多くのオゾンを供給すれば、ＮＯｘ吸蔵量などの影響を受けずに、高い吸蔵性能が得られることになるが、オゾンを多量に供給すると、余ったオゾンが大気に放出される懸念がある。そこで条件に応じて、所望のＮＯｘ吸蔵性能が得られる最低限のオゾン供給量で制御する。換言すると、ＮＯｘ浄化触媒１２における吸蔵率が所定の閾値以上であることを条件として、オゾン供給量が少なくなるように決定する。
【００４５】
図８では、触媒温度が１５０℃のときの、ＮＯｘモル比とＣＯ濃度毎のＮＯｘ吸蔵率を示している。ＮＯｘ吸蔵率が０．８を超えて、オゾンの大気放出の回避を考慮すると、破線で示す決定ラインを決定することができる。たとえばＣＯ濃度が２００ｐｐｍの場合には、モル比が約２．５となるように、オゾン供給量が決定される。このような決定ラインの情報がマップとして、メモリ４１ｂに記憶されている。
【００４６】
換言すると、オゾン供給量は、ＮＯｘ浄化触媒１２に既に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量と、触媒温度と、ＣＯ濃度を入力とする定数マップによって算出する。具体的には、ＮＯｘ浄化触媒１２におけるＮＯｘ吸蔵量をいくつかの水準で分け、その水準ごとに、触媒温度およびＣＯ濃度を軸に持つ定数マップを作成する。図９では、一例として、ＮＯｘ吸蔵量が１．０ｇ／Ｌにおけるマップを示しているが、このようなマップが複数のＮＯｘ吸蔵量毎にメモリ４１ｂに記憶されている。最終的にはＮＯｘ吸蔵量水準間での補間によってオゾン供給量をＮＯモル比率として求める。また、定数値としては、確実にＮＯｘ吸蔵性能を得られる範囲の中で、下限のオゾン供給量となるように設定する。
【００４７】
以上説明したように本実施形態では、ＮＯｘ浄化触媒１２におけるＮＯｘの吸蔵量を用いてオゾンの排気通路１６への供給量を制御している。必要なオゾンの供給量は、触媒に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量によって変化する。そこで算出部６１でＮＯｘの吸蔵量を算出し、吸蔵量を判断条件として、供給量の多寡を判断している。したがってオゾンの供給の過不足を少なくすることができる。これによってオゾンを生成しすぎて、オゾンが無駄になることを抑制することができる。またオゾンの生成が少なすぎて、オゾンが不足して浄化能力が低下することを抑制することができる。したがってオゾンを生成しすぎることを抑制できるので、オゾン生成に消費するエネルギの無駄を抑制することができる。
【００４８】
また本実施形態では、算出部６１によって算出された吸蔵量が多くなるにつれて、排気通路１６への供給量を多くなるように制御する。吸蔵量が少ない場合には、オゾン供給量が少なくても、ＮＯｘをＮＯｘ浄化触媒１２にて吸蔵することができるが、吸蔵量が多くなるとオゾンによってＮＯｘを酸化しないと吸蔵率が低下するからである。これによって吸蔵率を向上することができる。したがってＮＯｘ浄化触媒１２が吸蔵量が少ないクリーンな状態での余分な電力消費および発熱を抑制しつつ、かつ吸蔵が進みＮＯｘ浄化触媒１２の吸蔵性能が低下しても、より確実なＮＯｘの吸蔵を実現することができる。
【００４９】
さらに本実施形態では、吸蔵量および触媒温度を用いて、排気通路１６への供給量を制御する。触媒温度は、図６で示したようにＮＯｘ浄化触媒１２における吸蔵率に影響を与える因子である。このような因子を考慮しつつ、オゾン供給量を決定するので、ＮＯｘを酸化して、よりの確実に吸蔵することができる。
【００５０】
また本実施形態では、吸蔵量およびＣＯ濃度を用いて、排気通路１６への供給量を制御する。ＣＯ濃度は、図７で示したようにＮＯｘ浄化触媒１２における吸蔵率に影響を与える因子である。触媒温度と同様に、このような因子を考慮しつつ、オゾン供給量を決定するので、ＮＯｘを酸化して、よりの確実に吸蔵することができる。
【００５１】
また本実施形態では、触媒における吸蔵率が所定の閾値以上であることを条件として、供給量が少なくなるように決定している。換言すると、ＮＯｘ吸蔵量に応じたオゾン供給において、ある一定以上のＮＯｘ吸蔵率が得られる範囲の下限を狙ってオゾン供給量を決定する。これによってオゾンを供給しすぎて、オゾンの大気放出を防ぐことができる。
【００５２】
また本実施形態では、吸蔵量、触媒温度およびＣＯ濃度とに対する供給量の関係を示したマップがメモリ４１ｂに記憶されている。そして制御部６２は、マップを用いて供給量を決定してる。これによって供給量を決定するさいの、ＥＣＵ４０の演算負荷を低減することができる。
【００５３】
また本実施形態では、ＮＯｘ浄化触媒１２の上流で取得したＮＯｘ濃度とＮＯｘ浄化触媒１２の下流で取得したＮＯｘ濃度とを用いて算出部６１は吸蔵量を算出している。これによってＮＯｘ浄化触媒１２の上流側または下流側のいずれか一方のみで取得したＮＯｘ濃度を用いて吸蔵量を算出する場合に比べて、推定精度を向上することができる。したがってオゾンの供給量を高精度に制御することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の燃焼システム１０１に関して、図１０を用いて説明する。本実施形態では、排気通路１６において、ＮＯｘ浄化触媒１２の上流側に酸化触媒７１が配置されている点に特徴を有する。
【００５５】
酸化触媒７１は、ＣＯを酸化する機能を持つ。したがって排気中のＣＯは、酸化触媒７１を通過する際に酸化されて二酸化炭素（ＣＯ２）となる。ＣＯ２は、ＮＯｘ浄化触媒１２の吸蔵率に与える影響が少ないので、ＣＯ２の量を考慮する必要がない。またＣＯが酸化されるので、ＣＯ濃度を考慮する必要がない。これによって制御部６２によるオゾン供給量の決定の演算負荷を軽減することができる。
【００５６】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００５７】
前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００５８】
また前述の第１実施形態では、ＮＯｘ浄化触媒１２の上流側のＮＯｘ濃度は、エンジン１０の運転状態に応じて推定しているが、このような推定方法に限るものではない。たとえば触媒の上流にもＮＯｘセンサ５４を搭載し、ＮＯｘ濃度を直接検出してもよい。
【００５９】
前述の第１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制御装置を手強しているが、内燃機関であれば、ディーゼルエンジンではなく、ガソリンエンジンであってもよい。
【００６０】
前述の第１実施形態では、マップを用いてオゾン供給量を決定してるが、マップを用いる演算方法に限るものではない。所定の関数などを用いて、随時算出して、オゾン供給量を決定してもよい。
【００６１】
前述の第１実施形態では、触媒温度を用いてオゾン供給量を決定しているが、触媒温度を用いずに、オゾン供給量を決定してもよい。また触媒温度およびＣＯ濃度に関連する他のパラメータを用いて、オゾン供給量を決定してもよい。
【００６２】
前述の第１実施形態は、ＥＣＵ４０によってオゾン供給制御装置を実現しているが、このような構成に限るものではない。オゾン供給制御装置としてのＥＣＵ４０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。また、ＥＣＵ４０に替えてマイコンがオゾン供給制御装置を提供してもよいし、マイコンが有するプロセッサ４１ａがオゾン供給制御装置を提供してもよい。
【００６３】
前述の第１実施形態では、車載の内燃機関から排出される排気を浄化する構成であったが、車載の内燃機関に限らず、船舶、鉄道車両、および航空機等に搭載された内燃機関または外燃機関の排気を浄化する排気浄化システムにも適用可能である。さらに、発電用に設置された内燃機関および外燃機関の排気を浄化する排気浄化システムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０…エンジン（内燃機関）  １２…ＮＯｘ浄化触媒  １３…ＤＰＦ
１５…吸気通路  １６…排気通路  ３０…オゾン供給装置  ３１…オゾン通路
３２…オゾン生成部  ３３…エアポンプ  ３３ａ…吸入口  ３４…排気遮断弁
４０…ＥＣＵ（オゾン供給制御装置）  ４１ａ…プロセッサ
４１ｂ…メモリ（記憶部）  ４１ｃ…インターフェース  ５３…触媒温度センサ
５４…ＮＯｘセンサ  ６１…算出部  ６２…制御部
６３…温度取得部  ６４…濃度取得部  ７１…酸化触媒  １００…燃焼システム
【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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