(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒と、
この排気ガス浄化触媒の上流の排気通路に活性酸素成分を供給可能な活性酸素成分供給手段とを有する排気ガス浄化装置であって、
排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、
エンジンの始動後に、前記排気ガス温度検出手段で検出される排気ガスの温度が前記排気ガス浄化触媒の活性化温度以下のとき、前記活性酸素成分供給手段を作動させる活性酸素成分供給制御手段と、
エンジンの始動後に、空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように制御する空燃比制御手段と、
この空燃比制御手段による制御によって空燃比が理論空燃比よりもリーン側にあるときは、リッチ側にあるときに比べて、前記活性酸素成分供給制御手段による活性酸素成分の供給量を減量する活性酸素成分供給量調整手段とが備えられていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒と、
この排気ガス浄化触媒の上流の排気通路に活性酸素成分を供給可能な活性酸素成分供給手段とを有する排気ガス浄化装置であって、
排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、
エンジンの始動後に、前記排気ガス温度検出手段で検出される排気ガスの温度が前記排気ガス浄化触媒の活性化温度以下のとき、前記活性酸素成分供給手段を作動させる活性酸素成分供給制御手段と、
エンジンの始動後に、前記排気ガス温度検出手段で検出される排気ガスの温度が前記排気ガス浄化触媒の活性化温度よりも低い所定温度を超えるまでは、空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように制御し、前記排気ガスの温度が前記所定温度を超えた後は、空燃比が理論空燃比よりも所定量リッチ側の空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように制御する空燃比制御手段と、
この空燃比制御手段による制御によって空燃比が理論空燃比よりもリーン側にあるときは、リッチ側にあるときに比べて、前記活性酸素成分供給制御手段による活性酸素成分の供給量を減量する活性酸素成分供給量調整手段とが備えられ、  前記活性酸素成分供給量調整手段は、前記排気ガスの温度が前記所定温度を超えた後は、超えるまでに比べて、空燃比がリーン側にあるときの活性酸素成分の供給量を増量することを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記活性酸素成分供給量調整手段は、前記排気ガスの温度が前記所定温度を超えた後は、超えるまでに比べて、空燃比がリッチ側にあるときの活性酸素成分の供給量も増量することを特徴とする排気ガス浄化装置。
【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、特に、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒の上流に活性酸素成分を供給するように構成された排気ガス浄化装置に関し、排気エミッションの向上を図る技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガソリン等の化石燃料をエネルギ源とする自動車等の車両においては、エンジン始動直後の数１０秒間は、排気ガス温度が比較的低く、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒における白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）等の触媒金属が活性化していないために、未燃排気ガス成分である炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の浄化が困難であることが知られている。これを改善する方法の１つとして、従来、触媒をエキゾーストマニホルドの直下に配設した「直キャタ」と称されるマニホルド触媒が広く採用されている。しかし、この方法は、触媒温度が活性化温度に上昇するまでの時間の短縮化を図るものであり、問題の根本的な解決策とはなっていない。
【０００３】
そこで、ゼオライトをはじめとする炭化水素吸着材をマニホルド触媒の材料として用いることが行われている。すなわち、エンジン始動後、排気ガス温度が比較的低いときは、エンジンから排出された未燃炭化水素を炭化水素吸着材の細孔内に吸着し、排気ガス温度が約２００℃まで上昇したときには、炭化水素吸着材に吸着していた未燃炭化水素を放出して、約２００℃である程度活性化した触媒金属と反応させるのである。しかし、ゼオライトをはじめとするアルミノシリケート系の多孔質材は、高温化で結晶構造が崩れ易いという性質があるので、この方法は、時間の経過と共に触媒の浄化性能が次第に低下するという問題がある。
【０００４】
この問題に対処するために、ゼオライト等の炭化水素吸着材を用いずに、オゾン（Ｏ３）等の活性酸素成分を用いて、未燃排気ガス成分を酸化浄化する方法が提案されている。例えば特許文献１には、空気に高電圧を作用させることにより、活性酸素成分であるオゾンを発生させ、このオゾンを排気通路の触媒よりも上流に供給して、排気ガス中に含まれるＨＣの一部をＣＯに転化し、このＣＯを後段の触媒でさらにＣＯ２まで酸化する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２にも、活性酸素成分の発生供給手段が開示されている。すなわち、特許文献２には、エンジンの排気管に配設したＮＯｘ吸蔵還元触媒の上流側に放電手段と水素供給手段とを設け、放電手段で発生させた酸素ラジカルやオゾンによりＮＯを吸蔵し易いＮＯ２に酸化してＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵させ、このＮＯｘ吸蔵還元触媒から放出されるＮＯ２を水素供給手段で排気管に供給された水素により還元浄化するように構成された排気浄化装置が開示されている。
【０００６】
ここで、一般に、オゾン等の活性酸素成分は酸化力が強く、かつ室温程度の比較的低い温度では生成してから分解するまでの寿命が比較的長いので、エンジンの始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度に到達するまでの間、活性酸素成分を触媒よりも上流の排気通路に供給することは、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分を酸化浄化する有効な方法であると考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２０７３１６（段落００４６〜００５０）
【特許文献２】特開２００５−３４４６８８（段落０００５〜０００７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に浄化することが可能な三元触媒は、その浄化ウインドウが理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）近傍の狭い範囲に限られているから、エンジンの排気通路に三元触媒が配設されている場合は、この三元触媒よりも上流の排気通路に、排気通路を流れる排気ガス中の残存酸素濃度から空燃比が理論空燃比よりもリッチ側にあるかリーン側にあるかを検出する空燃比センサを配設して、エンジン始動後は、この空燃比センサからの信号に基き燃料噴射量を増減する空燃比制御を行うことが通例である。そして、この空燃比制御の結果、空燃比は、理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに周期的に振れることとなる。
【０００９】
このような状況下で、前述したように、エンジン始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度よりも低い間、オゾン等の活性酸素成分を三元触媒よりも上流の排気通路に供給していると、次のような不具合が発生する。すなわち、現状用いられている活性酸素成分供給手段は、空気中の酸素を原料にして活性酸素成分を生成するので、どうしても活性酸素成分を排気通路に供給するときに酸素も一緒に供給することとなり、また酸素と活性酸素とを厳密に分離することが困難なので、活性酸素成分の供給に伴い排気ガス中の酸素濃度が増加するのである。
【００１０】
そして、活性酸素成分の寿命を考慮して活性酸素成分の供給ポイントが触媒の直上流に配置されているから、空燃比制御用の空燃比センサの配設位置が活性酸素成分の供給ポイントよりも上流になり、その結果、空燃比センサの信号に基いて空燃比制御を正常に行っていても、三元触媒に流れ込む排気ガスの空燃比が全体にリーン側に偏ることとなる。したがって、特に、空燃比制御によって空燃比が理論空燃比よりもリーン側に制御されているときに、三元触媒の周辺では排気ガス中の酸素濃度が過剰となって、これにより、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分は有効に酸化浄化されるが、ＮＯｘの浄化性能が低下するという不具合が発生するのである。
【００１１】
本発明は、エンジンの始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度以下のとき、活性酸素成分を触媒の上流の排気通路に供給するように構成された排気ガス浄化装置における前記のような不具合に対処するもので、前記活性酸素成分の供給と空燃比制御とが同時並行したときに発生するＮＯｘの浄化性能低下の問題を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明では次のような手段を用いる。
【００１３】
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒と、この排気ガス浄化触媒の上流の排気通路に活性酸素成分を供給可能な活性酸素成分供給手段とを有する排気ガス浄化装置であって、排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、エンジンの始動後に、前記排気ガス温度検出手段で検出される排気ガスの温度が前記排気ガス浄化触媒の活性化温度以下のとき、前記活性酸素成分供給手段を作動させる活性酸素成分供給制御手段と、エンジンの始動後に、空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように制御する空燃比制御手段と、この空燃比制御手段による制御によって空燃比が理論空燃比よりもリーン側にあるときは、リッチ側にあるときに比べて、前記活性酸素成分供給制御手段による活性酸素成分の供給量を減量する活性酸素成分供給量調整手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１４】
次に、本願の請求項２に記載の発明は、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒と、この排気ガス浄化触媒の上流の排気通路に活性酸素成分を供給可能な活性酸素成分供給手段とを有する排気ガス浄化装置であって、排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、エンジンの始動後に、前記排気ガス温度検出手段で検出される排気ガスの温度が前記排気ガス浄化触媒の活性化温度以下のとき、前記活性酸素成分供給手段を作動させる活性酸素成分供給制御手段と、エンジンの始動後に、前記排気ガス温度検出手段で検出される排気ガスの温度が前記排気ガス浄化触媒の活性化温度よりも低い所定温度を超えるまでは、空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように制御し、前記排気ガスの温度が前記所定温度を超えた後は、空燃比が理論空燃比よりも所定量リッチ側の空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように制御する空燃比制御手段と、この空燃比制御手段による制御によって空燃比が理論空燃比よりもリーン側にあるときは、リッチ側にあるときに比べて、前記活性酸素成分供給制御手段による活性酸素成分の供給量を減量する活性酸素成分供給量調整手段とが備えられ、前記活性酸素成分供給量調整手段は、前記排気ガスの温度が前記所定温度を超えた後は、超えるまでに比べて、空燃比がリーン側にあるときの活性酸素成分の供給量を増量することを特徴とする。
【００１５】
なお、前記請求項１及び２に記載される「活性酸素成分の供給量を減量する」には、活性酸素成分の供給量をゼロとする、つまり活性酸素成分の供給を停止することも含まれる。
【００１６】
同じく、前記請求項１及び２に記載される「排気ガス温度検出手段」は、例えば、排気通路に配設されて排気ガスの温度を直接検出するものでもよく、あるいは、負荷や回転数等のエンジンの運転状態から排気ガスの温度を間接的に検出するものでもよい。
【００１７】
次に、本願の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の排気ガス浄化装置であって、前記活性酸素成分供給量調整手段は、前記排気ガスの温度が前記所定温度を超えた後は、超えるまでに比べて、空燃比がリッチ側にあるときの活性酸素成分の供給量も増量することを特徴とする。
【００１８】
なお、前記請求項２及び３に記載される「所定温度」は、例えば、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒の温度上昇曲線が急増に転じる温度（時間当たりの温度上昇率が急増に転じる温度）等である。
【発明の効果】
【００１９】
まず、請求項１に記載の発明によれば、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒の上流に活性酸素成分を供給可能に構成された排気ガス浄化装置において、エンジンの始動後に、空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行い、同じくエンジンの始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度以下のとき、前記活性酸素成分の供給を行うから、エンジン始動後で排気ガス温度が触媒活性化温度よりも低い間は、空燃比制御と活性酸素成分の供給とが同時に実行されることとなる。
【００２０】
そして、その場合に、空燃比制御によって空燃比が理論空燃比よりもリーン側に制御されているときは、リッチ側に制御されているときに比べて、活性酸素成分の供給量を減量する（前述したように、ゼロを含む）ようにしたから、特に、空燃比制御によって空燃比がリーン側にあるときに、活性酸素成分だけでなく酸素の供給量も減量され、これにより、排気ガス浄化触媒に流れ込む排気ガス中の酸素濃度がリーン時に過剰になることが防がれて、ＮＯｘの浄化性能低下の問題が有効に抑制されることとなる。
【００２１】
次に、請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１と同様の構成の排気ガス浄化装置において、エンジンの始動後に、排気ガス温度が触媒活性化温度よりも低い所定温度（前述したように、排気通路上の触媒の温度上昇曲線が急増に転じる温度等）を超えるまでは、空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行い、排気ガス温度が前記所定温度を超えた後は、空燃比が理論空燃比よりも所定量リッチ側の空燃比を挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行うから、排気ガス温度が前記所定温度を超えた後は、排気ガス中の酸素濃度が総じて減少し、排気ガス中のＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分の濃度が総じて増加することとなる。
【００２２】
そして、その場合に、排気ガス温度が前記所定温度を超えた後は、超えるまでに比べて、空燃比がリーン側にあるときの活性酸素成分の供給量を増量するようにしたから、総じて増加したＨＣやＣＯに対応して酸化剤としての活性酸素成分がリーン時に増加し、その結果、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分の酸化反応がリーン時に触媒内で大量に起こって、触媒の昇温性が高まることとなる。これにより、触媒温度が活性化温度に上昇するまでの時間が短縮化し、浄化性能の改善が図られることとなる。
【００２３】
しかも、もともと活性酸素成分の供給量が減量されているリーン時に活性酸素成分の供給量を増量するようにしたから、活性酸素成分供給手段に過度の負担を強いることなく活性酸素成分の供給量を容易に増量することが可能となる。
【００２４】
そして、請求項３に記載の発明によれば、排気ガス温度が前記所定温度を超えた後は、超えるまでに比べて、空燃比がリッチ側にあるときの活性酸素成分の供給量も増量するようにしたから、総じて増加したＨＣやＣＯに対応して酸化剤としての活性酸素成分がリーン時だけでなくリッチ時にも増加し、その結果、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分の酸化反応がリーン時及びリッチ時に触媒内でより大量に起こって、触媒の昇温性がさらに高まることとなる。これにより、触媒温度が活性化温度に上昇するまでの時間がさらに短縮化し、浄化性能のさらなる改善が図られることとなる。以下、発明の最良の実施形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の最良の実施形態に係る排気ガス浄化装置１０の制御システムを含んだ全体構成図である。エンジン１は吸気通路２及び排気通路３を有し、吸気通路２に、吸入空気量を制御するスロットル弁４が配設され、排気通路３に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒金属を含んだ三元触媒１１が排気ガス浄化触媒として配設されている。
【００２６】
三元触媒１１よりも上流の排気通路２に、活性酸素成分供給手段が配設されている。すなわち、三元触媒１１の直上流に活性酸素供給通路１２が合流し、この活性酸素供給通路１２上に、空気供給ポンプ１３と、オゾン（Ｏ３）等の活性酸素成分を生成するための活性酸素生成装置１４とが配設されている。この活性酸素生成装置１４は、例えば、空気供給ポンプ１３で導入された空気を無声放電させることによりオゾンを発生させるものである。
【００２７】
さらに、排気通路３には、活性酸素供給通路１２の合流点（活性酸素成分の供給ポイント）よりも上流に、排気通路３を流れる排気ガス中の残存酸素濃度から空燃比が理論空燃比よりもリッチ側にあるかリーン側にあるかを検出する空燃比センサ（Ｏ２センサ）１５と、排気通路３を流れる排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ１６とが配設されている。なお、三元触媒１１の温度は、この排気ガス温度センサ１６で検出される排気ガス温度に略呼応している。
【００２８】
この排気ガス浄化装置１０のコントロールユニット２０は、前記スロットル弁４からの開度信号と、前記空燃比センサ１５からの空燃比信号と、前記排気ガス温度センサ１６からの温度信号とを入力し、その入力結果に基いて、エンジン１に対する空燃比制御と、空気供給ポンプ１３及び活性酸素生成装置１４に対する活性酸素供給制御とを実行する。
【００２９】
本実施形態において、空燃比制御は、およそ図２に示すフローチャートに従って行われる。すなわち、コントロールユニット２０は、各種信号を読み込んだうえで、ステップＳ１で、排気ガス温度Ｔが所定温度ＴＣ以下か否かを判定する。この所定温度ＴＣは、エンジン１の排気通路３に配設された三元触媒１１の温度上昇曲線が急増に転じる温度（時間当たりの温度上昇率が急増に転じる温度：例えば１００℃）である（図４の時刻ｔ１参照）。
【００３０】
その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ２で、空燃比が理論空燃比Ａを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行う。より具体的には、空燃比センサ１５からの出力信号に基き、フィードバック制御や学習制御を介して、エンジン１での燃料噴射量を増減し、空燃比が理論空燃比Ａを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行う。
【００３１】
一方、ステップＳ１でＮＯのときは、ステップＳ３で、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨ以下か否かを判定する。この触媒活性化温度ＴＨは、三元触媒１１が活性化して排気ガス浄化率が５０％となるときの温度（ライトオフ温度：例えば２００℃）である（図４の時刻ｔ２参照）。
【００３２】
その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ４で、空燃比が所定空燃比Ｂを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行う。この所定空燃比Ｂは、理論空燃比Ａよりも所定量リッチ側の空燃比である（図４参照）。より具体的には、空燃比センサ１５からの出力信号に基き、フィードバック制御や学習制御を介して、エンジン１での燃料噴射量を増減し、かつその場合に、総じて燃料噴射量を増加させることにより（空燃比をリッチ側にずらすことにより）、空燃比が所定空燃比Ｂを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行う。
【００３３】
一方、ステップＳ３でＮＯのときは、ステップＳ５で、前記ステップＳ２と同様、空燃比が理論空燃比Ａを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行う。
【００３４】
本実施形態において、活性酸素供給制御は、およそ図３に示すフローチャートに従って行われる。すなわち、コントロールユニット２０は、各種信号を読み込んだうえで、ステップＳ１１で、冷間始動であることを確認した後、ステップＳ１２で、排気ガス温度Ｔが前記所定温度ＴＣ以下か否かを判定する（図４の時刻ｔ１参照）。
【００３５】
その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ１３で、空燃比が１４．７以下か否か、つまり空燃比が理論空燃比Ａよりもリッチ側か否かを判定する。その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ１４で、排気通路３へのオゾン供給量を第１供給量ＯＳ１に設定してオゾンの生成及び供給を実行し、ＮＯのときは、ステップＳ１５で、排気通路３へのオゾン供給量を第２供給量ＯＳ２に設定してオゾンの生成及び供給を実行する。ここで、第２供給量ＯＳ２は、第１供給量ＯＳ１よりも少ない量である。
【００３６】
一方、ステップＳ１２でＮＯのときは、ステップＳ１６で、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨ以下か否かを判定する（図４の時刻ｔ２参照）。
【００３７】
その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ１７で、空燃比が１４．７以下か否か、つまり空燃比が理論空燃比Ａよりもリッチ側か否かを判定する。その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ１８で、排気通路３へのオゾン供給量を第３供給量ＯＳ３に設定してオゾンの生成及び供給を実行し、ＮＯのときは、ステップＳ１９で、排気通路３へのオゾン供給量を第４供給量ＯＳ４に設定してオゾンの生成及び供給を実行する。ここで、第４供給量ＯＳ４は、第３供給量ＯＳ３よりも少ない量である。また、第３供給量ＯＳ３は、第１供給量ＯＳ１よりも多い量であり、第４供給量ＯＳ４は、第２供給量ＯＳ２よりも多い量である。さらに、第４供給量ＯＳ４は、第１供給量ＯＳ１よりも少ない量である。
【００３８】
一方、ステップＳ１６でＮＯのときは、エンドとなる。すなわち、排気通路３への活性酸素の供給が終了する（図４の時刻ｔ２）。
【００３９】
以上のような制御の結果、図４に示すように、排気ガス温度、活性酸素供給量及び空燃比が時間の経過に連れて変化することとなる。なお、三元触媒１１の温度は、図４の排気ガス温度に略呼応して変化する。
【００４０】
図４において、符号アで示した排気ガス温度の変化（実線）は、前記図２の空燃比制御及び図３の活性酸素供給制御を行ったときのものである。これに対し、符号イで示した排気ガス温度の変化（鎖線）は、空燃比が理論空燃比Ａを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるようにする空燃比制御のみ行い（つまり空燃比が所定空燃比Ｂを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるようにする空燃比制御を行わず）、かつ、活性酸素供給量を固定した活性酸素供給制御を行ったときのものである。
【００４１】
実線アは、鎖線イに比べて、触媒温度Ｔが活性化温度ＴＨに上昇するまでの時間が短縮化している。つまり、実線アと鎖線イとでは、時刻ｔ１までの排気ガスの温度（三元触媒１１の温度）の変化は同じであるが、実線アでは、相対的に早い時刻ｔ２に温度が活性化温度ＴＨまで上昇しているのに対し、鎖線イでは、それよりも遅い時刻に温度が活性化温度ＴＨまで上昇しているのである。
【００４２】
また、符号ウで示した活性酸素供給量の変化（実線）は、前記図３の活性酸素供給制御を行ったときのものである。この場合、活性酸素の供給は、前記時刻ｔ２に終了する。これに対し、符号エで示した活性酸素供給量の変化（鎖線）は、活性酸素供給量を固定（第１供給量ＯＳ１に固定）したときのものである。この場合、活性酸素の供給は、前記時刻ｔ２よりも遅い時刻に終了する。
【００４３】
そして、符号オで示した空燃比の変化（点線）は、前記図２の空燃比制御を行ったときのエンジン１におけるものである。つまり、時刻ｔ１までは、空燃比が理論空燃比Ａを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御が行われ、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、空燃比が所定空燃比Ｂを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御が行われ、そして、時刻ｔ２以降は、再び空燃比が理論空燃比Ａを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御が行われるのである。
【００４４】
これに対し、符号カで示した空燃比の変化（実線）は、前記図３の活性酸素供給制御を行ったときの三元触媒１１におけるものである。また、符号キで示した空燃比の変化（鎖線）は、活性酸素供給量を固定（第１供給量ＯＳ１に固定）したときの三元触媒１１におけるものである。実線カは、鎖線キに比べて、触媒１１における空燃比が全体にリッチ側に移動している。つまり、鎖線キでは、活性酸素供給量を第１供給量ＯＳ１に固定しているのに対し、実線カでは、活性酸素供給量をリーン時に第２供給量ＯＳ２や第４供給量ＯＳ４に減量することによって、三元触媒１１に流れ込む排気ガス中の酸素濃度が過剰になることが防がれているのである。
【００４５】
このように、本実施形態に係る排気ガス浄化装置１０は、エンジン１の排気通路３に配設された三元触媒１１の上流に、空気供給ポンプ１３及び活性酸素生成装置１４により活性酸素成分を供給可能に構成されものである。そして、エンジン１の始動後に、空燃比が理論空燃比Ａを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行い（Ｓ２）、同じくエンジン１の始動後に、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨ以下のとき（Ｓ１２でＹＥＳ、Ｓ１６でＹＥＳ）、活性酸素成分の供給を行うから（Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１８，Ｓ１９）、エンジン１の始動後で排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨよりも低い間は（時刻ｔ２までは）、空燃比制御と活性酸素成分の供給とが同時に実行されることとなる。
【００４６】
そして、その場合に、空燃比制御によって空燃比が理論空燃比Ａよりもリーン側に制御されているときは（Ｓ１３でＮＯ、Ｓ１７でＮＯ）、リッチ側に制御されているときに比べて（Ｓ１３でＹＥＳ、Ｓ１７でＹＥＳ）、活性酸素成分の供給量を減量する（ＯＳ２＜ＯＳ１、ＯＳ４＜ＯＳ３）ようにしたから、特に、空燃比制御によって空燃比がリーン側にあるときに、活性酸素成分だけでなく酸素の供給量も減量され、これにより、三元触媒１１に流れ込む排気ガス中の酸素濃度がリーン時に過剰になることが防がれて、ＮＯｘの浄化性能低下の問題が有効に抑制されることとなる。
【００４７】
また、エンジン１の始動後に、排気ガス温度Ｔが触媒活性化温度ＴＨよりも低い所定温度ＴＣを超えるまでは（Ｓ１でＹＥＳ）、空燃比が理論空燃比Ａを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行い（Ｓ２）、排気ガス温度Ｔが前記所定温度ＴＣを超えた後は（Ｓ１でＮＯ）、空燃比が理論空燃比Ａよりも所定量リッチ側の所定空燃比Ｂを挟んでリッチ側とリーン側とに振れるように空燃比制御を行うから（Ｓ４）、排気ガス温度Ｔが前記所定温度ＴＣを超えた後は（時刻ｔ１〜ｔ２）、排気ガス中の酸素濃度が総じて減少し、排気ガス中のＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分の濃度が総じて増加することとなる。
【００４８】
そして、その場合に、排気ガス温度Ｔが前記所定温度ＴＣを超えた後（Ｓ１２でＮＯ：時刻ｔ１〜ｔ２）は、超えるまで（Ｓ１２でＹＥＳ：時刻ｔ１まで）に比べて、空燃比がリーン側にあるときの活性酸素成分の供給量を増量する（Ｓ１９のＯＳ４＞Ｓ１５のＯＳ２）ようにしたから、総じて増加したＨＣやＣＯに対応して酸化剤としての活性酸素成分がリーン時に増加し、その結果、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分の酸化反応がリーン時に三元触媒１１内で大量に起こって、三元触媒１１の昇温性が高まることとなる。これにより、触媒温度Ｔが活性化温度ＴＨに上昇するまでの時間が短縮化し、浄化性能の改善が図られることとなる。
【００４９】
しかも、もともと活性酸素成分の供給量が減量（ＯＳ２＜ＯＳ１）されているリーン時に活性酸素成分の供給量を増量するようにしたから、活性酸素成分供給手段である空気供給ポンプ１３及び活性酸素生成装置１４に過度の負担を強いることなく活性酸素成分の供給量を容易に増量することが可能となる。
【００５０】
併せて、排気ガス温度Ｔが前記所定温度ＴＣを超えた後（Ｓ１２でＮＯ：時刻ｔ１〜ｔ２）は、超えるまで（Ｓ１２でＹＥＳ：時刻ｔ１まで）に比べて、空燃比がリッチ側にあるときの活性酸素成分の供給量も増量する（Ｓ１８のＯＳ３＞Ｓ１４のＯＳ１）ようにしたから、総じて増加したＨＣやＣＯに対応して酸化剤としての活性酸素成分がリーン時だけでなくリッチ時にも増加し、その結果、ＨＣやＣＯの未燃排気ガス成分の酸化反応がリーン時及びリッチ時に三元触媒１１内でより大量に起こって、三元触媒１１の昇温性がさらに高まることとなる。これにより、触媒温度Ｔが活性化温度ＴＨに上昇するまでの時間がさらに短縮化し、浄化性能のさらなる改善が図られることとなる。
【００５１】
なお、前記実施形態は、本発明の最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、さらに種々の修正や変更を施してよいことはいうまでもない。例えば、前記実施形態では、排気ガス温度は、排気通路３に配設した排気ガス温度センサ１６で直接検出していたが、これに限らず、エンジン負荷（吸入空気量あるいはスロットル弁４の開度）やエンジン回転数等のエンジン１の運転状態に基いて間接的に検出することも可能である。
【００５２】
また、前記実施形態では、排気ガス温度Ｔが所定温度ＴＣ以下である場合に、空燃比が理論空燃比Ａよりもリーン側にあるときの活性酸素成分の第２供給量ＯＳ２はゼロとしていなかったが、これに限らず、ゼロとする、つまり活性酸素成分の供給を停止することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、活性酸素成分の供給と空燃比制御とが同時並行したときに発生するＮＯｘの浄化性能低下の問題を抑制することが可能な技術であるから、排気ガス浄化装置、特に、エンジンの排気通路に配設された排気ガス浄化触媒の上流に活性酸素成分を供給するように構成された排気ガス浄化装置の技術分野において広範な産業上の利用可能性が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る排気ガス浄化装置の制御システムを含んだ全体構成図である。
【図２】前記排気ガス浄化装置のコントロールユニットが行う空燃比制御の具体的動作の１例を示すフローチャートである。
【図３】前記排気ガス浄化装置のコントロールユニットが行う活性酸素供給制御の具体的動作の１例を示すフローチャートである。
【図４】前記活性酸素供給制御の作用を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１        エンジン
３        排気通路
１０      排気ガス浄化装置
１１      排気ガス浄化触媒（三元触媒）
１２      活性酸素供給通路
１３      空気供給ポンプ（活性酸素成分供給手段）
１４      活性酸素生成装置（活性酸素成分供給手段）
１５      空燃比センサ
１６      排気ガス温度センサ（排気ガス温度検出手段）
２０      コントロールユニット（活性酸素成分供給制御手段、空燃比制御手段、活性酸素成分供給量調整手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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