DE102017100734A1

DE102017100734A1 - Ozonzufuhrsteuervorrichtung und Ozonzufuhrsystem

Info

Publication number: DE102017100734A1
Application number: DE102017100734.2A
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Ota
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2017-08-17
Also published as: JP2017141754A; JP6610318B2

Abstract

Ein Ozonisator (30) weist eine Elektrode (31) zum Entladen, zum Erzeugen von Ozon auf. Ein Gebläse (50) bläst das erzeugte Ozon in einen Abgasdurchgang (10ex) oder einen Zuluftdurchgang (10in). Eine Ozonzufuhrsteuereinheit (S41a) führt das Ozon durch Betreiben des Ozonisators (30) und des Gebläses (50) in den Abgasdurchgang (10ex) oder den Zuluftdurchgang (10in) zu. Eine Temperaturermittlungseinheit (S23) ermittelt, ob ein Niedrigtemperaturzustand vorliegt, bei dem eine Temperatur des Ozonisators (30) niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur. Eine Stoppsteuereinheit (S2) stoppt den Betrieb des Ozonisators (30), wenn die Zufuhr des Ozons gestoppt wird, und setzt den Betrieb des Gebläses (50) fort, bis die Temperaturermittlungseinheit (S23) ermittelt, dass der Niedrigtemperaturzustand vorliegt, und stoppt daraufhin den Betrieb des Gebläses (50).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ozonzufuhrsteuervorrichtung, die zum Steuern einer Ozonzufuhrvorrichtung zum Zuführen von Ozon in einen Gasdurchgang oder zum Zuführen von Ozon in einen Zuluftdurchgang ausgestaltet ist. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Ozonzufuhrsystem.
HINTERGRUND
Im Stand der Technik umfasst eine bekannte Ozonzufuhrvorrichtung einen Ozonisator, der so ausgestaltet ist, dass er Ozon durch Bewirken eines Zwischenelektrodenentladens erzeugt, und dass er das erzeugte Ozon in einen Abgasdurchgang oder einen Zuluftdurchgang eines Internverbrennungsmotors zuführt. Die Ozonzufuhr in den Abgasdurchgang kann basierend auf der Oxidation von Stickstoffmonoxid, das in dem Abgas enthalten ist, zum Stickstoffdioxid, das aus der Zufuhr des Ozons während der NOx-Adsorption an einem Adsorbens einer NOx-Herausreinigungsvorrichtung resultiert, zu einer Steigerung der NOx-Adsorptionsmenge führen. Die Ozonzufuhr in den Zuluftdurchgang kann eine Verbesserung der Zündbarkeit eines Luft-Treibstoff-Gemisches in einem Brennraum bewirken (siehe Patentliteratur 1).
Die entladungsbasierte Ozonerzeugung führt zu einer Steigerung der Elektrodentemperatur und einer Steigerung der Ozonisator-Temperatur. Als Konsequenz steigt die für das Entladen erforderliche Menge elektrischer Leistung und somit muss der Ozonisator gekühlt werden. Es kann eine Bedingung angenommen werden, bei der ein Betrieb des Ozonisators innerhalb einer kurzen Zeitspanne nachdem der Betrieb des Ozonisators gestoppt wurde, wieder aufgenommen wird. Insbesondere in einem Fall, in dem der Betrieb in einem Hochtemperaturstand initiiert werden muss, wobei eine Abnahme der Temperatur des Ozonisators unbedeutend ist, was zu erheblichen Bedenken bezüglich einer Zunahme der Temperatur des Ozonisators führt.
(Patentliteratur 1)

Veröffentlichungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2012-193620

ZUSAMMENFASSUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Ozonzufuhrsteuervorrichtung und ein Ozonzufuhrsystem bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Zunahme der Ozonisator-Temperatur zu verhindern.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Ozonzufuhrsteuervorrichtung für eine Ozonzufuhrvorrichtung. Die Ozonzufuhrvorrichtung umfasst einen Ozonisator mit einer Elektrode, die zum Erzeugen Ozon durch ein Entladen ausgestaltet ist. Die Ozonzufuhrvorrichtung umfasst ferner ein Gebläse, das dazu ausgestaltet ist, das von dem Ozonisator erzeugte Ozon in einen Abgasdurchgang oder einen Zuluftdurchgang eines internen Verbrennungsmotors zu blasen. Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung umfasst eine Ozonzufuhrsteuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, durch Betreiben des Ozonisators und des Gebläses das Ozon in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang zuzuführen. Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung umfasst ferner eine Temperaturermittlungseinheit, die dazu ausgestaltet ist, zu ermitteln, ob oder ob nicht gerade ein Niedrigtemperaturzustand vorliegt, wobei der Niedrigtemperaturzustand ein Zustand ist, in dem eine Temperatur des Ozonisators niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur. Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung umfasst ferner eine Stopp-Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Ozonisators zu stoppen, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit gestoppt wird, so dass der Betrieb des Gebläses fortgesetzt wird, bis die Temperaturermittlungseinheit ermittelt, dass der Niedrigtemperaturzustand gerade vorliegt und nachfolgend der Betrieb des Gebläses gestoppt wird. Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Ozonzufuhrsteuereinrichtung für eine Ozonzufuhrvorrichtung. Die Ozonzufuhrvorrichtung umfasst einen Ozonisator mit einer Elektrode, der dazu ausgestaltet ist, Ozon durch ein Entladen zu erzeugen. Die Ozonzufuhrvorrichtung umfasst ferner ein Gebläse, das dazu ausgestaltet ist, das durch den Ozonisator erzeugte Ozon in einen Abgasdurchgang oder einen Zuluftdurchgang eine Internverbrennungsmotors zu blasen. Die Ozonzufuhrvorrichtung umfasst ferner eine BlasRohrleitung, die einen Ozon-Blas-Durchgang zum Blasen des Ozons in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang bildet. Die Ozonzufuhrvorrichtung umfasst ferner ein Atmosphärisch-Offen-Ventil, das dazu ausgestaltet ist, ein Umschalten zwischen einem Atmosphärisch-Offenzustand, bei dem der Ozon-Blas-Durchgang gegenüber einer Atmosphäre offen ist und einem Nicht-Offen-Zustand durchzuführen, bei dem der Ozon-BlasDurchgang nicht gegenüber der Atmosphäre offen ist. Die Ozonzufuhrvorrichtung umfasst ferner ein Verbindungsabschaltventil, das dazu ausgestaltet ist, ein Umschalten zwischen einem Verbindungszustand, bei dem der Ozon-Blas-Durchgang mit dem Abgasdurchgang oder dem Zuluftdurchgang in Verbindung steht und einem Verbindungsabschaltzustand durchzuführen, bei dem die Verbindung abgeschaltet ist. Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung umfasst eine Ozonzufuhrsteuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, durch Betreiben des Ozonisators und des Gebläses das Ozon in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang zuzuführen. Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung umfasst ferner eine Ventilsteuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Atmosphärisch-Offen-Ventils und des Verbindungsabschaltventils zu steuern. Die Ozonzufuhrsteuereinheit umfasst ferner eine Stopp-Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Ozonisators zu stoppen, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit gestoppt wird, so dass der Betrieb des Gebläses fortgesetzt wird, bis eine Temperatur des Ozonisators unter eine vorbestimmte Temperatur fällt, und dass nachfolgend der Betrieb des Gebläses gestoppt wird. Die Ventilsteuereinheit ist dazu ausgestaltet, das Verbindungsabschaltventil so zu betreiben, dass der Verbindungszustand herbeigeführt wird, und das Atmosphärisch-Offen-Ventil zu betreiben, dass der Nicht-Offen-Zustand herbeigeführt wird, wenn das Ozon durch die Ozonzufuhrsteuereinheit zugeführt wird. Die Ventilsteuereinheit ist so ausgestaltet, dass sie das Verbindungsabschaltventil so betreibt, dass der Verbindungsabschaltzustand herbeigeführt wird und das Atmosphärisch-Offen-Ventil so betreibt, dass der Atmosphärisch-Offenzustand herbeigeführt wird, wenn die Stopp-Steuereinheit bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses fortgesetzt wird. Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Ozonzufuhrsystem einen eine Elektrode umfassenden Ozonisators, der dazu ausgestaltet ist, Ozon durch ein Entladen zu erzeugen. Das Ozonzufuhrsystem umfasst ferner ein Gebläse, das dazu ausgestaltet ist, das durch den Ozonisator erzeugte Ozon in einen Abgasdurchgang oder einen Zuluftdurchgang eines Internverbrennungsmotors zu blasen. Das Ozonzufuhrsystem umfasst ferner eine Blasrohrleitung, die einen Ozon-Blas-Durchgang für das Blasen des Ozons in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang bildet. Das Ozonzufuhrsystem umfasst ferner ein Atmosphärisch-Offen-Ventil, das dazu ausgestaltet ist, ein Umschalten zwischen einem Atmosphärisch-Offenzustand, bei dem der Ozon-Blas-Durchgang gegen bei einer Atmosphäre offen ist und einen Nicht-Offen-Zustand, bei dem der Ozon-BlasDurchgang gegenüber der Atmosphäre nicht offen ist, durchzuführen. Das Ozonzuführsystem umfasst ferner ein Verbindungsabschaltventil, das dazu ausgestaltet ist, ein Umschalten zwischen einem Verbindungszustand, bei dem der Ozon-Blas-Durchgang mit dem Abgasdurchgang oder dem Zuluftdurchgang in Verbindung steh und einem Verbindungsabschaltzustand durchzuführen, bei dem die Verbindung abgeschaltet ist. Das Ozonzufuhrsystem umfasst ferner eine Ozonzufuhrsteuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, durch Betreiben des Ozonisators und des Gebläses das Ozon in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang zuzuführen. Das Ozonzufuhrsystem umfasst ferner eine Ventilsteuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Atmosphärisch-Offen-Ventils und des Verbindungsabschaltventils durchzuführen. Das Ozonzufuhrsystem umfasst ferner eine Stopp-Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Betrieb des Ozonisators zu stoppen, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit gestoppt wird, so dass der Betrieb des Gebläses fortgesetzt wird, bis eine Temperatur des Ozonisators unter eine vorbestimmte Temperatur fällt und anschließend der Betrieb des Gebläses gestoppt wird. Die Ventilsteuereinheit ist dazu ausgestaltet, das Verbindungsabschaltventil so zu betreiben, dass der Verbindungszustand herbeigeführt wird, und das Atmosphärisch-Offen-Ventil so betrieben wird, dass der Nicht-Offen-Zustand herbeigeführt wird, wenn das Ozon durch die Ozonzufuhrsteuereinheit zugeführt wird. Die Ventilsteuereinheit ist so ausgestaltet, dass sie das Verbindungsabschaltventil so betreibt, dass der Verbindungsabschaltzustand herbeigeführt wird und das Atmosphärisch-Offen-Ventil so zu betreiben, dass der Offen-Zustand herbeigeführt wird, wenn die Stopp-Steuereinheit bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses fortgesetzt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die zuvor genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die mit Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erfolgt, hervortreten. In den Figuren ist:
1 ein schematisches Diagramm, das eine Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung darstellt, die eine Ozonzufuhrvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und eine Ozonzufuhrsteuervorrichtung aufweist, die zum Steuern der Ozonzufuhrvorrichtung ausgestaltet ist;
2 eine Ansicht, die einen Ozonisator darstellt, der in 1 abgebildet ist, wenn er entlang eines Pfeils II in 1 betrachtet wird;
3 eine Seitenansicht, die den in 1 abgebildeten Ozonisator bei Betrachtung von der stromaufwärtigen Seite darstellt;
4 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zum Steuern eines Betriebs der in 1 abgebildeten Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung abbildet;
5 ein Flussdiagramm, das eine Verfahrensprozedur zum Steuern eines Betriebs der in 1 abgebildeten Ozonzufuhrvorrichtung abbildet;
6 ein schematisches Diagramm, das ein Ozonzufuhrsystem nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung abbildet;
7 ein Flussdiagramm, das eine Verfahrensprozedur zum Steuern eines Betriebs einer in 6 abgebildeten Ozonzufuhrvorrichtung abbildet;
8 ein schematisches Diagramm, das ein Ozonzufuhrsystem nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung abbildet;
9 ein schematisches Diagramm, das ein Ozonzufuhrsystem nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung abbildet;
10 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zum Steuern eines Betriebs einer Ozonzufuhrvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung abbildet;
11 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zum Steuern eines Betriebs einer Ozonzufuhrvorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
12 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zum Steuern eines Betriebs einer Ozonzufuhrvorrichtung nach einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden mehrere Formen zum Ausführen der Offenbarung mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen werden die gleichen Referenzzeichen verwendet um auf die gleichen und bereits beschriebenen Teile Bezug zu nehmen und eine Beschreibung derselben wird in einigen Fällen ausgelassen. Wenn eine teilweise Beschreibung bezüglich der Ausgestaltung irgendeiner der Ausführungsformen bereitgestellt ist, können die anderen bereits beschriebenen Ausführungsformen für die Anwendung herangezogen werden, was den Rest der Teile der Ausgestaltung betrifft.
(Erste Ausführungsform)
Ein in 1 abgebildetes Verbrennungssystem ist mit einem Internverbrennungsmotor (nachfolgend als ein Motor bezeichnet) 10, ein Lader 11, einer NOx-Herausreinigungsvorrichtung 12, einer Feinpartikel sammelnden Vorrichtung (nachfolgend als DPF 13 bezeichnet) und einer Reduktionsmittelzusatzvorrichtung versehen, die im Detail später beschrieben wird. Das Verbrennungssystem ist in einem Fahrzeug montiert und das Fahrzeug bewegt sich durch Verwenden einer Leistungsabgabe des Motors 10 als einer Antriebsquelle fort. Der Motor 10 ist ein Kompressionsselbstzündungstypdieselmotor und verwendet Leichtöl, das eine Kohlenwasserstoffverbindung ist, als Treibstoff für die Verbrennung. Im Allgemeinen wird der Motor 10 so betrieben, dass die Verbrennung in einem Magerzustand durchgeführt wird.
In anderen Worten wird die Verbrennung in einem Zustand durchgeführt, in dem ein Luftüberschuss-Luft-Treibstoff-Verhältnis festgelegt ist (d.h., Magerverbrennung). Das Luft-Treibstoff-Verhältnis ist ein Verhältnis zwischen dem Treibstoff, der in einen Brennraum eingespritzt wird und Luft, die in den Brennraum gesaugt wird.
Der Lader 11 ist mit einer Turbine 11a, einer Rotationswelle 11b und einem Kompressor 11c versehen. Die Turbine 11a ist in einem Abgasdurchgang 10ex des Motors 10 angeordnet und wird durch die kinetische Energie des Abgases in Rotation versetzt. Die Rotationswelle 11b überträgt die Rotationskraft der Turbine 11a durch Koppeln eines Impellers der Turbine 11a mit einem Impeller des Kompressors 11c auf den Kompressor. Der Kompressor 11c ist in einem Zuluftdurchgang 10in des Motors 10 angeordnet, so dass er ein Überladen des Motors 10 durch Komprimieren der Zuluft durchführt.
Ein Kühler (nicht dargestellt), der die durch den Kompressor 11c komprimierte Zuluft (d.h., die unter Druck stehende Luft) kühlt, ist in dem Zuluftdurchgang 10in an der stromabwärtigen Seite des Kompressors 11c angeordnet. Ein Drosselventil (nicht dargestellt) führt eine Strömungsartenanpassung der durch den Kühler gekühlten Zuluft durch und diese Luft wird anschließend in mehrere Brennräume des Motors 10 verteilt. Die NOx-Herausreinigungsvorrichtung 12 ist an einer Seite des Abgasdurchgangs 10ex Stromabwärtsturbine 11a angeordnet und der DPF 13 ist an der Stromabseite der NOx-Herausreinigungsvorrichtung 12 angeordnet. Der DPF 13 fängt in dem Abgas enthaltene feine Partikel ab.
Eine Verbindungsrohrleitung 23 der Reduktionsmittelzusatzvorrichtung ist an der Stromaufseite der NOx-Herausreinigungsvorrichtung 12 mit dem Abgasdurchgang 10ex verbunden. Ein durch die Reduktionsmittelzusatzvorrichtung erzeugter reformierter Treibstoff wird als ein Reduktionsmittel von der Verbindungsrohrleitung in den Abgasdurchgang 10ex zugesetzt. Der reformierte Treibstoff ist ein Treibstoff, der dadurch erhalten wird, dass die Kohlenwasserstoffverbindung (der Treibstoff), die als das Reduktionsmittel verwendet wird, teilweise oxidiert und zu einem teilweise oxidierten Kohlenwasserstoff, wie einem Aldehyd reformiert wird. Die Reduktionsmittelzusatzvorrichtung tritt auch in Funktion zum Zuführen aus der Verbindungsrohrleitung 23 in den Abgasdurchgang 10ex und bildet eine Ozonzufuhrvorrichtung.
Ein wabenförmiger Träger, der an einem Gehäuse untergebraucht ist, bildet die NOx-Herausreinigungsvorrichtung 12. Ein Beschichtungsmaterial ist an einer Oberfläche des Trägers angeordnet und ein Katalysator wird durch das Beschichtungsmaterial geträgert. Dadurch, dass bewirkt wird, dass NOx in dem Abgas an dem Katalysator mit dem reformierten Treibstoff reagiert und zu N₂ reduziert wird, entfernt die NOx-Herausreinigungsvorrichtung 12 NOx aus dem Abgas. Nicht nur NOx, sondern auch O₂ (Sauerstoff) ist in dem Abgas enthalten und der reformierte Treibstoff reagiert in Gegenwart des O₂ selektiv mit NOx.
Ein Katalysator, der eine NOx-Adsorptionswirkung aufweist, wird als der Katalysator verwendet. Im Speziellen bietet der Katalysator seine Wirkung zum Adsorbieren von NOx in dem Abgas, wenn eine Katalysatortemperatur Tcat niedriger ist als eine Aktivierungstemperatur, bei der eine Reduktionsreaktion möglich wird. Eine Reduktionskatalysatorkomponente, wie Platin und Silber und eine Adsorptionskomponente, wie Barium, werden durch den Träger geträgert und der Katalysator wird durch diese Komponenten, welche NOx in dem Abgas reduzieren, bereitgestellt. Durch die Adsorptionskomponente des Katalysators adsorbierte NOx werden von dem Katalysator desorbiert, wenn die Katalysatortemperatur Tcat gleich wie oder höher als die Aktivierungstemperatur ist. Desorbierte NOx werden dadurch entfernt, dass sie an der Reduktionskatalysatorkomponente durch den reformierten Treibstoff reduziert werden.
Im Folgenden wird die Reduktionsmittelzusatzvorrichtung beschrieben. Die Reduktionsmittelzusatzvorrichtung erzeugt den reformierten Treibstoff oder das Ozon und setzt den reformierten Treibstoff oder das Ozon durch die Verbindungsrohrleitung 23 in den Abgasdurchgang 10ex zu. Die Reduktionsmittelzusatzvorrichtung ist mit einem Reaktionsgefäß 20, einer Heizung 21, einem Einspritzventil 22, einem Ozonisator 30, einem Gebläse 50, der Verbindungsrohrleitung 23, einer Blasrohrleitung 26, einem Öffnungs- und Schließventil 26v und einer elektronischen Steuervorrichtung (nachfolgend als eine ECU bezeichnet) 40 versehen, die im Folgenden im Detail beschrieben wird. Steuerobjekte der ECU 40 umfassen die Ozonzufuhrvorrichtung und die ECU 40 entspricht einer Ozonzufuhrsteuervorrichtung. Ein Ozonzufuhrsystem ist mit zumindest dem Ozonisator 30, dem Gebläse 50, der Blasrohrleitung 26 und der ECU 40 versehen.
Der Ozonisator 30 weist Elektroden 31, die durch Entladen das Ozon erzeugen, einen Stromquellenschaltkreis, der eine hohe Spannung erzeugt, und die hohe Spannung an die Elektroden 31 anlegt, und ein die Elektroden aufnehmendes Gehäuse 32 auf, das in seinem inneren Bereich den Stromquellenschaltkreis und die Elektroden 21 aufnimmt. Ein Strömungsdurchgang 32a ist in dem inneren Bereich des die Elektroden aufnehmenden Gehäuses 32 gebildet und die mehreren Elektroden 31 sind in dem Strömungsdurchgang 32a angeordnet. Diese Elektroden 31 weisen eine flache Plattenform auf, und sind so angeordnet, dass sie parallel zueinander einander zugewandt sind. Die Elektrode, an der die hohe Spannung anliegt, und die Massenspannungselektrode sind abwechselnd angeordnet.
Der Stromquellenschaltkreis weist einen Erhöhungsschaltkreis 33 und einen Schalt-Schaltkreis 34 auf, die in 2 und 3 abgebildet sind. Der Erhöhungsschaltkreis 33 erhöht eine Spannung der elektrischen Leistung, die von einer in dem Fahrzeug montierten Batterie zugeführt wird. Der Schalt-Schaltkreis 34 legt die erhöhte Spannung in einem vorbestimmten Zyklus an die Elektroden 31 an. Der Erhöhungsschaltkreis 33 und der Schalt-Schaltkreis 34 werden durch einen Mikrocomputer (nachfolgend als ein Mikrocomputer bezeichnet) 41 der ECU 40 gesteuert. In der gegenwärtigen Ausgestaltung wird eine erwünschte Spannung in einem erwünschten Zyklus an die Elektroden 31 angelegt. Der innere Bereich des die Elektroden aufnehmenden Gehäuses 32 ist durch eine Unterteilungswand 32c in den Strömungsdurchgang 32a und einer schaltkreisaufnehmenden Kammer 32b unterteilt. Durch das Gebläse 50 eingeblasene Luft strömt in den Strömungsdurchgang 32a.
Wenn mit der an den Elektroden 31 anliegenden Spannung das Entladen zwischen den Elektroden 31 auftritt, verändern sich durch einen Zwischenelektrodendurchgang 31a strömende Sauerstoffmoleküle zu dem Ozon. In anderen Worten, wird das Ozon, das eine hochaktive Substanz ist, zwischen den jeweiligen Elektroden 31 in einem Zustand erzeugt, in dem das Gebläse 50 betrieben wird, und die Spannung an den Elektroden 31 anliegt, das erzeugte Ozon strömt, aus dem aufgrund des Blasdrucks des Gebläses 50 aus dem Zwischenelektrodendurchgang 31a und dem Strömungsdurchgang 32a.
Das Gebläse 50 weist eine Struktur auf, die Luft dadurch bläst, dass bewirkt wird, dass ein in einem Gebläsegehäuse aufgenommener Lüfter durch einen Elektromotor so betrieben wird, dass er rotiert. Die von dem Gebläse 50 ausgeblasene Luft wird dem Ozonisator 30 zugeführt und dem inneren Bereich des die Elektroden aufnehmenden Gehäuses 32 zugeführt, d.h., dem Strömungsdurchgang 32a, wo die Elektroden 31 angeordnet sind. Die Blasrate bzw. Durchflussrate des Gebläses 50 wird durch den Mikrocomputer 41 gesteuert, der die Energieversorgung des Elektromotors steuert. Die Blasrate wird z.B. dadurch gesteuert, dass der Mikrocomputer 41 eine Leistungssteuerung an der Menge der Zufuhr elektrischer Leistung des Elektromotors durchführt.
Der Ozonisator 30 ist über die Blasleitung 26 mit dem Reaktionsgefäß 20 verbunden. Das elektromagnetisch betriebene Öffnungs- und Schließventil 26v ist an der Blasleitung 26 befestigt. Das Öffnungs- und Schließventil 26v ist an der Stromaufseite des Reaktionsgefäßes 20 angeordnet. Das Betreiben zum Öffnen und Schließen des Öffnungs- und Schließventils 26v wird durch den Mikrocomputer 41 gesteuert. Im Besonderen wird die Blasleitung 26 durch einen Ventilkörper des Öffnungs- und Schließventils 26v geöffnet und geschlossen, der zwischen einer Vollständig-Geöffnet-Position und einer Vollständig-Geschlossen-Position schaltgesteuert wird.
Dementsprechend strömt, sobald das Öffnungs- und Schließventil 26v einen Ventilöffnungsablauf unterworfen wird, dadurch dass das Gebläse 50 betrieben wird, die Luft, die das aus dem Ozonisator 30 ausströmende Ozon enthält, nachdem sie in dieser Reihenfolge durch die Blasrohrleitung 26 das Reaktionsgefäß 20 und die Verbindungsrohrleitung 23 geströmt ist, in den Abgasdurchgang 10ex. Zusätzlich kann eine Umkehrströmung des Abgases durch die Blasleitung 26 und in den Ozonisator 30 dadurch verhindert werden, dass das Öffnungs- und Schließventil 26v im Falle eines hohen Abgasdrucks geschlossen ist. Dementsprechend kann ein Anhaften in dem Abgas enthaltenen fremden Materials wie Ruß an die Elektroden 31 verhindert werden und ein auf Fremdmaterialanhaftung zurückzuführendes behindertes Entladen kann verhindert werden.
Die Heizung 21 und das Einspritzventil 22 sind an dem Reaktionsgefäß 20 befestigt und eine Reaktionskammer 20a, die mit einer Stromöffnung 20in und eine Ausstromöffnung 20out in Verbindung steht, ist in dem Reaktionsgefäß 20 gebildet. Die Heizung 21 weist eine Wärmeerzeugungseinheit auf, die Wärme erzeugt, wenn sie mit Energie versorgt wird und die Energieversorgung der Wärmeerzeugungseinheit wird durch die Mikrocomputer 41 gesteuert. Im Speziellen wird die Wärmeerzeugungsmenge dadurch kontrolliert, dass der Mikrocomputer 42 eine Leistungssteuerung der Menge elektrischer Leistungszufuhr zu der Wärmeerzeugungseinheit durchführt. Die Wärmeerzeugungseinheit ist in der Reaktionskammer 20a angeordnet, um den Treibstoff zu erwärmen, der von dem Einspritzventil 22 in die Reaktionskammer 22a eingespritzt wird. Die Temperatur der Reaktionskammer 22a wird durch einen Reaktionskammertemperatursensor 27 erfasst. Der Reaktionskammertemperatursensor 27 gibt die erfasste Reaktionskammertemperatur TH an die ECU 40 aus.
Das Einspritzventil 22 weist einen Körper, wo ein Einspritzloch gebildet ist, einen elektrischen Aktuator und einen Ventilkörper auf. Der Ventilkörper wird einen Ventilöffnungsablauf unterworfen und der Treibstoff wird von dem Einspritzloch in die Reaktionskammer 20a eingespritzt, sobald der elektrische Aktuator mit Energie versorgt wird. Andernfalls wird der Ventilkörper einem Ventilschließablauf unterworfen und die Treibstoffeinspritzung wird gestoppt, sobald der elektrische Aktuator nicht mit Energie versorgt wird. Der Mikrocomputer 41 steuert die Treibstoffeinspritzmenge in die Reaktionskammer 20a pro Zeiteinheit durch Steuern der Energieversorgung des elektrischen Aktuators. Ein flüssiger Treibstoff in einem Treibstofftank (nicht dargestellt) wird dem Einspritzventil 22 durch eine Treibstoffpumpe (nicht dargestellt) zugeführt. Der Treibstoff in dem Treibstofftank wird auch als Treibstoff für die vorgeschriebene Verbrennung verwendet und es tritt ein Teilen auf zwischen dem Treibstoff, der für die Verbrennung in dem Motor 10 verwendet wird und dem Treibstoff, der als das Reduktionsmittel verwendet wird.
Der von dem Einspritzventil 22 in die Reaktionskammer 20a eingespritzte Treibstoff kollidiert mit der Heizung 21 bzw. trifft auf diese auf. Somit wird der kollidierende Treibstoff erwärmt und verdampft. Der verdampfte Treibstoff wird mit der Luft vermischt, die von der Einstromöffnung 20in in die Reaktionskammer 20a geströmt ist. Als ein Ergebnis wird aufgrund des Sauerstoffs in der Luft der Gastreibstoff teilweise oxidiert und zu dem teilweise oxidierten Kohlenwasserstoff wie einem Aldehyd reformiert. Der wie zuvor beschriebene reformierte Gastreibstoff (d.h. der reformierte Treibstoff) strömt durch die Verbindungsvorleitung 23 in den Abgasdurchgang 10ex.
Eine Kaltflammenreaktion, die im Detail später beschrieben wird, tritt in der Reaktionskammer 20a auf. Die Kaltflammenreaktion ist eine Reaktion, bei welcher der Gastreibstoff durch den Sauerstoff in der Luft, die von der Einstromöffnung 20in einströmt, teilweise oxidiert wird. Bestimmte Beispiele des teilweise oxidierten Treibstoffes (d.h. des reformierten Treibstoffes) umfassen ein teilweises Oxid (wie ein Aldehyd) in einen Zustand, in dem etwas des Treibstoffes (der Kohlenwasserstoffverbindung) zu einer Aldehydgruppe (d.h., CHO) oxidiert wurde. Zusätzlich wird die Reaktion, in welcher der Treibstoff teilweise oxidiert wird, zunehmend begünstigt, wenn die Menge des Ozons steigt, das in der Luft enthalten ist, welche der Reaktionskammer 20a zugeführt wird. In anderen Worten nimmt die Menge des Treibstoffes ab, der aus der Reaktionskammer 20a ausströmt und teilweise oxidiert worden zu sein (d.h. ein nichtreformierter Treibstoff).
Der Mikrocomputer 41 der ECU 40 ist mit einer Speichervorrichtung, in der ein Programm gespeichert ist und einem Prozessor als einer zentralen Datenverarbeitungseinheit versehen, die eine arithmetische Datenverarbeitung entsprechend des gespeicherten Programms durchführt. Die ECU 40 steuert einen Betrieb des Motors 10 basierend auf verschiedenen Erfassungswerten wie einer Motorgeschwindigkeit und eine Motorlast pro Zeiteinheit.
Die Motorgeschwindigkeit wird durch ein Kurbelwinkelsensor 14 erfasst, der in der Nähe einer Ausgangswelle des Motors 10 befestigt ist. Physikalische Größen, welche die Motorlast widerspiegelnd umfassen, einen Zuluftdruck, eine Zuluftmenge und ein Beschleunigungspedalherabdrückungsausmaß. Der Zuluftdruck wird durch einen Zuluftdrucksensor 15 erfasst, der an einem Teil des Zuluftdurchgangs 10in an der Stromabseite des Kompressors 11c befestigt ist. Die Zuluftmenge wird durch ein Luftströmungsmeter 16 erfasst, das an einem Teil des Zuluftdurchgangs 10 an der Stromaufseite des Kompressors 11c befestigt ist. Das Beschleunigungspedalherabdrückungsausmaß wird durch einen Beschleunigersensor 17 erfasst, der an einem Beschleunigungspedal befestigt ist.
Die ECU 40 bekommt physikalische Größen, die durch die folgenden verschiedenen Sensoren erfasst werden und auch die Erfassungswerte, die im Hinblick auf die Betriebszustände des Motors 10 erfasst wurden, wie die Motorgeschwindigkeit und die Motorlast. Die ECU 40 steuert einen Betrieb, der Reduktionsmittelzusatzvorrichtung, basierend auf den physikalischen Größen. Im Speziellen werden physikalische Größen übernommen, die durch den Reaktionskammertemperatursensor 27, einen Katalysatortemperatursensor 42, einen Abgastemperatursensor 43, einen Abgasdrucksensor 44, einen Blasratensensor 45, einen Blasdrucksensor 46 und einen Ozonisatortemperatursensor 30t erfasst werden.
Der Katalysatortemperatursensor 42, der an der NOx Herausreinigungsvorrichtung 12 befestigt ist, erfasst eine Umgebungstemperatur des Katalysators (d.h. die Katalysatortemperatur Tcat).
Der Gastemperatursensor 42, der an dem Abgasdurchgang 10ex befestigt ist, erfasst eine Abgastemperatur. Der Abgasdrucksensor 44, der an dem Abgasdurchgang 10es befestigt ist, erfasst einen Abgasdruck. Der Abgastemperatursensor 43 und der Abgasdrucksensor 44 sind an dem Abgasdurchgang 10ex an der Stromaufseite der NOx Herausreinigungsvorrichtung und der Stromabseite der Turbine 11a befestigt. Der Blasratensensor 44 ist an der Blasrohrleitung 26 an der Stromaufseite des Ozonisators 30 und der Stromabseite des Gebläses 50 befestigt. Der Blasratensensor 45 erfasst die Blasrate, die das Volumen der durch das Gebläse 50 geblasenen Luft ist. Der Blasdrucksensor 45 ist an der Blasleitung 26 an der Stromaufseite des Reaktionsgefäßes 20 und der Stromabseite des Ozonisators 30 befestigt. Der Blasdrucksensor 46 erfasst den Blasdruck, welcher der Luft in der Blasrohrleitung 26 ist.
Wie in 1 bis 3 abgebildet, ist der Ozonisatortemperatursensor 33t an die Elektrode aufnehmenden Gehäuse 32 befestigt. Der Ozonisatortemperatursensor 30t erfasst die Temperatur des Ozonisators 30. Im Speziellen erfasst der Ozonisatortemperatursensor 30t die Lufttemperatur an einem Teil des Strömungsdurchgangs 32a an der Stromabseite der Elektroden 31 als eine Ozonisatortemperatur Toz.
Das Entladen an den Elektroden 31 resultiert in einer Wärmeerzeugung durch die Elektroden 31 und einem Anstieg der Temperatur. Die Elektroden 31 werden basierend auf dem Betrieb des Gebläses 50 und durch Luft, die durch den Zwischenelektrodendurchgang 31a strömt, gekühlt (luftgekühlt). Verschiedene elektronische Elemente, welche den Stromquellenschaltkreis bilden, wie der Anhebungsschaltkreis 33 und der Schaltkreis 34, erzeugen Wärme und ihre Temperaturen steigen als ein Ergebnis der Energieversorgung auch. Das die Elektrode aufnehmende Gehäuse 32 ist aus einem Material gebildet, das einen hohen Grad thermischer Leitfähigkeit aufweist (wie einem Metall). Daher wird die Wärme des Stromquellenschaltkreises auf das die Elektrode aufnehmende Gehäuse 32 übertragen und durch die Luft, die durch den Strömungsdurchgang 32a strömt, gekühlt (luftgekühlt). Zusätzlich wird die Wärme des die Elektrode aufnehmenden Gehäuses 32 durch Wärmeaustausch mit der externen Luft ausgetragen. In anderen Worten wird die Wärme der Elektroden 31 und des Stromquellschaltkreises zu der durch den Strömungsdurchgang 32a strömenden Luft und der externen Luft ausgetragen.
Im Allgemeinen steuert die ECU 40 den Betrieb der Reduktionsmittelzusatzvorrichtung auf die folgende Weise. Basierend auf der Reaktionskammertemperatur TH erfolgt ein Umschalten zwischen eine Reduktionsmittelzufuhrsteuerung und einer Ozonzufuhrsteuerung. Die Reduktionsmittelzufuhrsteuerung ist für die Reduktionsmittelzufuhr in den Abgasdurchgang 10ex. Die Ozonzufuhrsteuerung ist für die Ozonzufuhr in den Abgasdurchgang 10ex. Zusätzlich tritt ein Umschalten zwischen und von einer Intensivoxidationssteuerung, einer Schwachoxidationssteuerung und einer Oxidationsstoppsteuerung, basierend auf der Reaktionskammertemperatur TH auf, wenn die Reduktionsmittelzusatzsteuerung ausgeführt wird.
Im Speziellen wird der Betrieb der Reduktionsmittelzusatzvorrichtung durch den Mikrocomputer 41 gesteuert, der wiederholt das Programm nach der Prozedur, wie in 4 dargestellt ist, mit einem vorbestimmten Zyklus ausführt. Zuerst wird in Schritt S10 in 4 ermittelt, ob oder ob nicht der Motor 10 sich in Betrieb befindet. Wenn ermittelt wird, dass der Motor 10 sich nicht in Betrieb befindet, werden NOx als ein Herausreinigungsziel als nicht anwesend in dem Abgasdurchgang 10ex betrachtet. In diesem Fall wird anschließend in Schritt S19 die Vollstoppsteuerung durchgeführt, so dass der Betrieb der Reduktionsmittelzusatzvorrichtung stoppt. Die Vollstoppsteuerung ist eine Steuerung zum Stoppen beider, der Zufuhr des Ozons und der Zufuhr des Reduktionsmittels in den Abgasdurchgang 10ex. In anderen Worten, jeder von dem Gebläse 50, dem Ozonisator 30, der Heizung 21 und dem Einspritzventil 22 ist gestoppt und das Öffnungs- und Schließventil 26v wird so betrieben, dass es geschlossen ist.
Wenn in Schritt S10 ermittelt wird, dass der Motor 10 sich in Betrieb befindet, wird in Schritt S11 ermittelt, ob oder ob nicht die Katalysatortemperatur Tcat höher ist als eine erste vorbestimmte Temperatur T1. Wenn ermittelt wird, dass die Katalysatortemperatur Tcat niedriger ist als die erste vorbestimmte Temperatur T1 wird im folgenden Schritt S12 ermittelt, ob oder ob nicht die Katalysatortemperatur Tcat höher ist als eine zweite vorbestimmte Temperatur T2. Wenn ermittelt wird, dass die Katalysatortemperatur Tcat niedriger ist als die zweite vorbestimmte Temperatur, wird in dem folgenden Schritt S13 ermittelt, ob die Katalysatortemperatur Tcat höher ist als eine vorbestimmte Temperatur T3.
Die erste vorbestimmte Temperatur T1 und die zweite vorbestimmte Temperatur T2 sind auf Temperaturen festgelegt, die höher sind als die dritte vorbestimmte Temperatur T3. Die erste vorbestimmte Temperatur T1 ist auf eine Temperatur festgelegt, die höher ist als die zweite vorbestimmte Temperatur T2. Beispielsweise ist die zweite vorbestimmte Temperatur T2 auf 350°C festgelegt und die erste vorbestimmte Temperatur T1 ist auf 400°C festgelegt, wenn die dritte vorbestimmte Temperatur T3 200°C beträgt. Die dritte vorbestimmte Temperatur T3 ist eine Minimumtemperatur, bei der NOx an dem Katalysator reduziert und entfernt werden kann (d.h. die Aktivierungstemperatur).
Wenn als ein Ergebnis der Ermittlungen in den Schritten S11, S12 und S13 ermittelt wird, dass die Katalysatortemperatur Tcat niedriger ist als die dritte vorbestimmte Temperatur T3, wird in Schritt S15 die Ozonzufuhrsteuerung ausgeführt. Wenn ermittelt wird, dass die Katalysatortemperatur Tcat höher ist als die dritte vorbestimmte Temperatur T3 und niedriger als die vorbestimmte Temperatur T2 wird in Schritt S16 die Intensivoxidationssteuerung ausgeführt. Wenn ermittelt wird, dass die Katalysatortemperatur höher ist als die zweite vorbestimmte Temperatur T2 und niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur T1 wird in Schritt S17 die Schwachoxidationssteuerung ausgeführt. Wenn ermittelt wird, dass die Katalysatortemperatur Tcat höher ist als die vorbestimmte Temperatur T1 wird in Schritt S18 die Oxidationsstoppsteuerung durchgeführt.
Der eingespritzte Treibstoff wird der Kaltflammenreaktion unterworfen ohne eine Heissflammenreaktion zu erreichen, sobald ein Äquivalenzverhältnis und einer Umgebungstemperatur des eingespritzten Treibstoffes in die vorbestimmten Bereiche angepasst wurden. Das Äquivalenzverhältnis ist ein Verhältnis zwischen dem eingespritzten Treibstoff und der zugeführten Luft. Die Heissflammenreaktion ist eine Reaktion, bei der Kohlenstoffdioxid und Wasser als ein Ergebnis einer vollständigen Treibstoffverbrennung erzeugt werden. Die Kaltflammenreaktion ist eine Reaktion, in welcher der Treibstoff teilweise durch den Sauerstoff in der Luft oxidiert wird. Bestimmte Beispiele des reformierten Treibstoffes, der wie zuvor beschrieben, ein teilweise oxidierter Treibstoff ist, umfassen ein teilweises Oxid (wie ein Aldehyd) in einem Zustand, in dem etwas des Treibstoffes, der eine Kohlenwasserstoffverbindung ist, zu einer Aldehydgruppe (d.h. CHO) oxidiert wurde. Während der Intensivoxidationssteuerung, während der Schwachoxidationssteuerung und während der Oxidationsstoppsteuerung, die mit den Schritten S16, S17 und S18 in Zusammenhang stehen, werden das Äquivalenzverhältnis und die Umgebungstemperatur, basierend auf diesem Wissen, angepasst, so dass der reformierte Treibstoffkatalysator zugeführt wird.
Während der Intensivoxidationssteuerung gemäß Schritt S16 werden das durch den Ozonisators erzeugte Ozon, der Sauerstoff in der Luft und der durch die Heizung verdampfte Treibstoff 21 vermischt und der Treibstoff wird durch die Kaltflammenreaktion in einer Umgebung, in der Ozon vorliegt, teilweise oxidiert.
Im Speziellen wird die Heizung einer Rückkopplungssteuerung für die Reaktionskammertemperatur TH unterworfen, die ein Erfassungswert ist, der durch den Reaktionskammertemperatursensor 27 erfasst wird, so dass sie gleich wird wie eine Zieltemperatur Ttrg, die vorab festgelegt wurde. Die Zieltemperatur Ttrg wird als eine Umgebungstemperatur festgelegt, bei der die Kaltflammenreaktion ohne ein Auftreten der Heissflammenreaktion auftritt (z.B. 370°C).
Zusätzlich wird während der Intensivoxidationssteuerung eine Reduktionsmittelzusatzmenge für die Zufuhr zu der NOx Reinigungsvorrichtung 12 ohne Überschuss oder Mangel während der vollständigen Reaktion des NOx Herausreinigungsvorrichtung 12 strömenden NOx als eine Zieltreibstoffmenge Ftrg berechnet. Zum Beispiel wird die Zieltreibstoffmenge Ftrg basierend auf der Menge der NOx die pro Zeiteinheit in die NOx Herausreinigungsvorrichtung 12 strömen und der Katalysatortemperatur Tcat festgelegt. Die NOx Einstrommenge wird basierend auf den Betriebszuständen des Motors 10 geschätzt. Die Zieltreibstoffmenge Ftrg steigt, wenn die NOx Einstrommenge steigt. Zusätzlich, da die Menge der an dem Katalysator reduzierten NOx (d.h. die Reduktionskraft) mit der Katalysatortemperatur Tcat variiert, wird die Zieltreibstoffmenge Ftrg entsprechend des Unterschieds der Reduktionskraft abhängig von der Katalysatortemperatur Tcat festgelegt. Anschließend wird die Treibstoffinjektion durchgeführt, wobei der Betrieb des Einspritzventils 22, basierend auf der berechneten Zieltreibstoffmenge Ftrg gesteuert wird.
Außerdem wird während der Intensivoxidationssteuerung ein Zieläquivalenzverhältnis basierend auf der Reaktionskammertemperatur TH ein Zieläquivalenzverhältnis ϕtrg berechnet, so dass die Kaltflammenreaktion auftritt. Daraufhin wird basierend auf dem Zieläquivalenzverhältnis ϕtrg und der Zieltreibstoffmenge Ftrg ein Zielluftvolumen berechnet (d.h. ein Zielluftvolumen Atrg). Im Speziellen wird das Zielluftvolumen Atrg so berechnet, dass ein Verhältnis zwischen der Treibstoffeinspritzmenge, die von der Zieltreibstoffmenge Trg abhängt und der Menge der Luft, die von dem Zielluftvolumen Atrg abhängt, dass das Zieläquivalenzverhältnis ϕtrg erreicht wird. Daraufhin wird der Betrieb des Gebläses basierend auf dem Zielluftvolumen Atrg gesteuert. Dadurch, dass die Reaktionskammer TH und das Äquivalenzverhältnis, wie zuvor beschrieben, gesteuert werden, die Kaltflammenreaktion auf und der reformierte Treibstoff wird erzeugt.
Außerdem wird während der Intensivoxidationssteuerung das Öffnungs- und Schließventil 26v einer Ventilöffnungssteuerung unterworfen und die dem Ozonisator 30 zugeführte elektrische Leistung wird entsprechend der Konzentration des Treibstoffes in dem Reaktionsgefäß 20 gesteuert. Im Speziellen wird eine Zielozonmenge Otrg basierend auf der Zieltreibstoffmenge Ftrg berechnet. Im Speziellen wird die Zielozonmenge Otrg so berechnet, dass das Ozonkonzentrations- zum Treibstoffkonzentrationsverhältnis der Reaktionskammer 20a einen vorbestimmten Wert (wie 0,2) erreicht. Beispielsweise wird das Verhältnis so festgelegt, dass die Kaltflammenreaktion innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (wie 0,02 Sekunden) vollständig abläuft. Zusätzlich wird das Festlegen so durchgeführt, dass die Zielozonmenge Otrg zunimmt, wenn die Temperatur des Katalysators abnimmt.
Daraufhin wird basierend auf dem Zielluftvolumen Atrg und der Zielozonmenge Otrg eine Zielenergieversorgungsmenge Ptrg für den Ozonisator 30 berechnet. Im Speziellen wird, wenn das Zielluftvolumen Atrg zunimmt, die Zielenergieversorgungsmenge Ptrg gesteigert, da die Verweildauer Luft in dem Zwischenelektrodendurchgang 31a abnimmt. Zusätzlich wird die Zielenergieversorgungsmenge Ptrg gesteigert, wenn die Zielozonmenge Ptrg zunimmt. Daraufhin wird die Menge der Energieversorgung des Ozonisators 30 basierend auf der Zielenergieversorgungsmenge Ptrg gesteuert. Im Speziellen wird ein Energieversorgungsanteilsverhältnis des Ozonisators 30 gesteigert, wenn die Zielenergieversorgungsmenge Ptrg zunimmt. Als Alternative wird ein Intervall zwischen einer gegenwärtigen Energieversorgungsbeendung und dem folgenden Energieversorgungsbeginn verkürzt.
Als ein Ergebnis der zuvor beschriebenen Ausführung der Datenverarbeitung wird das Ozon erzeugt und in das Reaktionsgefäß 20 zugeführt und somit kann die Kaltflammenreaktion früh initiiert werden und die Dauer der Kaltflammenreaktion kann verkürzt werden. Dementsprechend kann sogar, wenn das Reaktionsgefäß 20 in der Größe verringert ist, so dass die Verweilzeit des Treibstoffes in dem Reaktionsgefäß 20 verkürzt ist, die Kaltflammenreaktion innerhalb dieser Verweilzeit vollständig ablaufen. Daher kann die Größe des Reaktionsgefäßes 20 verringert werden.
Gemäß der zuvor beschriebenen Intensivoxidationssteuerung in Schritt S18 wird der Treibstoff in der Umgebung, in der Ozon vorliegt, teilweise oxidiert. Gemäß der Schwachoxidationssteuerung in Schritt S17 entgegen wird die Ozonerzeugung durch Stoppen des Ozonisators 30 gestoppt und somit wird der Treibstoff in einer Umgebung, in der kein Ozon vorliegt, teilweise oxidiert. In anderen Worten werden die Heizungssteuerung, die Treibstoffeinspritzsteuerung, die Gebläsesteuerung und die Ventilöffnungssteuerung ausgeführt. Die Ozonerzeugung wird ohne ein Ausführen einer Entladungssteuerung unter Stoppen der Energieversorgung des Ozonisators 30 gestoppt.
Gemäß der Schwachoxidationssteuerung in Schritt S17 wird teilweise Oxidation durch ein Erwärmen basierend auf der ausgeführten Heizungssteuerung ausgeführt. Während der Oxidationsstoppsteuerung gemäß Schritt S18 hingegen werden die Ozonerzeugung und das Treibstofferwärmen durch Stoppen des Ozonisators 30 und der Heizung 20 gestoppt. Als ein Ergebnis wird der Treibstoff nicht der teilweisen Oxidation unterworfen, d.h. der nicht der Sauerstoff basierten Oxidation und der Ozon basierten Oxidation unterworfene Treibstoff wird in den Abgasdurchgang 10ex zugesetzt. Der Treibstoff wird dem Hochtemperaturabgas in dem Abgasdurchgang 10ex oder von der NOx Herausreinigungsvorrichtung 12 ausgesetzt und teilweise oxidiert.
Die Treibstoffeinspritzsteuerung, die Gebläsesteuerung und die Ventilöffnungssteuerung werden während der Oxidationsstoppsteuerung gemäß Schritt S18 ausgeführt. Die Ozonerzeugung wird durch Stoppen der Energieversorgung des Ozonisators 30 ohne Ausführen der Entladungssteuerung gestoppt. Das Erwärmen des Treibstoffes wird durch Stoppen der Energieversorgung der Heizung 21 ohne Ausführen der Heizungssteuerung gestoppt.
Im Allgemeinen wird während der Ozonsteuerung gemäß Schritt S15, die in 4 abgebildet ist, die Energieversorgung der Heizung 21 gestoppt und das Ozon wird durch den Ozonisator 30 in einem Zustand erzeugt, in dem die Treibstoffeinspritzung durch Stoppen der Energieversorgung des Einspritzventils 22 gestoppt ist. Daraufhin wird das erzeugte Ozon durch die Blasrohrleitung 26 und die Verbindungsrohrleitung 23 dadurch, dass das Gebläse 50 in einem Zustand betrieben wird, in dem das Öffnungs- und Schließventil 26v offen ist, in den Abgasdurchgang 10x zugeführt. Wenn der Katalysator der NOx Herausreinigungsvorrichtung 12 inaktiv ist, wird NO in dem Abgas durch das Ozon zu NO₂ oxidiert und die NOx-Adsorptionsmenge durch den Katalysator steigt als Ergebnis.
Der Mikrocomputer 41 ist während der Ausführung der Datenverarbeitung des Schrittes S15 wie zuvor beschrieben wurde äquivalent zu einer NOx Oxidationssteuereinheit, die das Ozon in den Abgasdurchgang 10ex zuführt und das NO in dem Abgas oxidiert, wenn die Katalysatortemperatur Tcat niedriger ist als die Aktivierungstemperatur. Die Reduktion mit der Zusatzvorrichtung ist während der zuvor beschriebenen Ozonzufuhr äquivalent zu der Ozonzufuhrvorrichtung, die Ozon in den Abgasdurchgang 10ex zuführt. Die ECU 40 ist während der Steuerung der Menge der Ozonzufuhr in den Abgasdurchgang 10ex basierend auf der Steuerung des Ozonzufuhrvorrichtungsbetriebs äquivalent zu der Ozonzufuhrsteuervorrichtung.
Während der Ozonzufuhrsteuerung erhält die ECU 40 die Betriebszustände des Motors 10. Die Betriebszustände umfassen die Motorlast, die Motorgeschwindigkeit und eine Abgastemperatur Tex. Die ECU 40 berechnet die Menge des Abgases pro Zeiteinheit und die NO-Konzentration in dem Abgas basierend auf den Betriebszuständen. Die ECU 40 schätzt anhand dieser Werte die Menge der NOx, die pro Zeiteinheit in die NOx Herausreinigungsvorrichtung 12 strömen. Basierend auf dieser Weise geschätzte Menge des NO berechnet die ECU 40 als die Zielozonmenge Otrg die Menge des Ozons, die für die Oxidation des NO in dem Abgas erforderlich ist. Daraufhin werden die dem Ozonisator zugeführte elektrische Leistung und die Blasrate des Gebläses 50 so gesteuert, dass das Ozonäquivalent zu der Zielozonmenge Otrg erzeugt und zugeführt werden kann.
Das Ozon wird erwärmt und zerfällt, wenn die Heizung 21 während der Ozonzufuhrsteuerung konträr zu der gegenwärtigen Ausführungsform mit Energie versorgt wird. Zusätzlich reagiert das Ozon mit dem Treibstoff sobald die Treibstoffeinspritzung ausgeführt wird. Angesichts dieser Fakten wird während der Ozonzufuhrsteuerung die Treibstoffeinspritzung gestoppt und das Erwärmen durch die Heizung 21 wird gestoppt. Auf diese Weise können eine Ozontreibstoffreaktion und ein Erwärmungszerfall vermieden werden und das erzeugte Ozon wird wie es ist in den Abgasdurchgang 10ex zugesetzt.
Der Mikrocomputer 41 wirkt während der Ausführung der Ozonzufuhr gemäß der Schritte S15 und S18, die in 4 abgebildet sind, als eine Ozonzufuhrsteuereinheit 41a (siehe 1), die durch Betreiben des Ozonisators 30 und des Gebläses 50 das Ozon in den Abgasdurchgang 10ex zuführt. Wenn die Intensivoxidationssteuerung gemäß Schritt S16 ausgeführt wird, wird die Menge des Ozons, die für die Kaltflammenreaktion des Treibstoffäquivalents zu der Zieltreibstoffmenge Ftrg erforderlich ist als eine erforderliche Ozonmenge bezeichnet. Wenn die Ozonzufuhrsteuerung gemäß Schritt S15 ausgeführt wird, wird die Menge des Ozons, die für die Oxidation des NO in dem Abgas erforderlich ist, als die erforderliche Ozonmenge bezeichnet.
Der in 5 dargestellte Ozonzufuhrstoppablauf bzw. das in 5 dargestellte Verfahren eines Stopps der Ozonzufuhr ist eine Datenverarbeitung, die in einem vorbestimmten Zyklus durch die Mikrocomputer 41 wiederholt ausgeführt wird. Während des Ozonzufuhrstoppablaufs wird zuerst in Schritt S20 ermittelt, ob angefordert wurde, dass die Ozonzufuhr durch die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a gestoppt wird oder nicht. Zum Beispiel wird eine Ozonzufuhrstoppaufforderung vorgenommen, wenn die Intensivoxidationssteuerung gemäß Schritt S16 zu der Schwachoxidationssteuerung gemäß S17 umgeschaltet wurde. Das Umschalten wird zu einem Zeitpunkt vorgenommen, wenn die Katalysatortemperatur Tcat die zweite vorbestimmte Temperatur T2 nach einem Ansteigen als einem Ergebnis des Verstreichens von Zeit seit dem Starten des Motors 10 erreicht.
Wenn in Schritt S20 in 5 ermittelt wird, dass die Ozonzufuhrstoppaufforderung vorgenommen wurde, wird durch Stoppen der Energieversorgung der Elektrode 31 der Betrieb des Ozonisators 30 in dem folgenden Schritt 21 gestoppt. In dem folgenden Schritt S22 wird die Ozonisatortemperatur Toz basierend auf einer Erfassungssignalausgabe von dem Ozonisatortemperatursensor 30t erhalten. In dem folgenden Schritt S23 wird ermittelt, ob die in Schritt S22 erhaltene Ozonisatortemperatur Toz niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur. Die vorbestimmte Temperatur, die in dieser Ermittlung verwendet wird, wird auf eine Temperatur (100°C) niedriger als die Aktivierungstemperatur T3 festgelegt und wird im Folgenden als eine vierte vorbestimmte Temperatur T4 bezeichnet.
Wenn ermittelt wird, dass die Ozonisatortemperatur Toz nicht niedriger ist als die vierte vorbestimmte Temperatur T4, kehrt die Datenverarbeitung zum Schritt S22 zurück und die Datenverarbeitung der Schritte S22 und S23 wird wiederholt ausgeführt. Wenn ermittelt wird, dass die Ozonisatortemperatur Toz niedriger ist als die vierte vorbestimmte Temperatur T4 wird der Ozonisator 30 als in einem Niedrigtemperaturzustand befindlich betrachtet, die Datenverarbeitung geht zum Schritt S24 über und durch Stoppen der Energieversorgung des Gebläses 50 wird das Blasen gestoppt. In dem folgenden Schritt S25 wird das Öffnen und Schließventil 26v geschlossen. Daraufhin wird ein Umkehrstrom des Abgases aus dem Abgasdurchgang 10ex in die Blasrohrleitung 26 nachdem das Blasen durch das Gebläse 50 gestoppt wurde unterbunden.
Der Mikrocomputer 41 ist während der Ausführung der Datenverarbeitung gemäß Schritt S23 äquivalent zu einer Temperaturermittlungseinheit, die ermittelt, ob der Niedrigtemperaturzustand, in dem die Ozonisatortemperatur Toz niedriger ist als die vorbestimmte Temperatur gerade vorliegt oder nicht. Der Mikrocomputer 41 ist während der Ausführung der Datenverarbeitung gemäß der Schritte S22, S23 und S24 äquivalent zu einer Stoppsteuereinheit S2. Die Stoppsteuereinheit S2 stoppt den Betrieb S50 nach dem Fortführen des Betriebes des Gebläses S50 der Niedrigtemperaturzustand auftritt, nachdem der Ozonisator 30 gestoppt wurde und die Ozonzufuhr zu stoppen.
Wie zuvor beschrieben, steigt die Ozonisatortemperatur Toz aufgrund der Wärmeerzeugung in den Elektroden 31 und dem Stromquellenschaltkreis, wenn der Ozonisator 30 betrieben wird. Dementsprechend ist es sehr wahrscheinlich, dass die Ozonisatortemperatur Toz während der Ozonzufuhr durch die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a ansteigt. Wenn die Ozonisatortemperatur beispielsweise zu einem Zeitpunkt, zu dem die Ozonzufuhrstoppaufforderung vorgenommen wurde, auf eine Temperatur gestiegen ist, die gleich ist wie die vierte vorbestimmte Temperatur T4 oder höher, wird die Datenverarbeitung der Schritte S22 und S24, die in 5 abgebildet ist, wiederholt und der Betrieb des Gebläses 50 dauert an. In anderen Worten wird das Blasen fortgesetzt bis die Ozonisatortemperatur Toz auf die vierte vorbestimmte Temperatur T4 abnimmt, nachdem sie in einem Zustand gefallen ist, in dem die Elektroden 31 und der Stromquellenschaltkreis dadurch, dass der Ozonisator 30 gestoppt ist, keine Wärme erzeugen, dieses kontinuierliche Blasen bewirkt, dass der Ozonisator 30 gekühlt wird (d.h. Luftkühlung).
Die Blasrate des Gebläses 50 während dieser Zeitspanne, in der das Blasen andauert, wird zum Beispiel auf eine Maximalmenge an Luft festgelegt, wie das Gebläse 50 zu Blasen in der Lage ist. Als Alternative wird das Festlegen so ausgeführt, dass das Luftvolumen zu dem Zeitpunkt, zu dem der Ozonisator 30 gemäß Schritt S21 gestoppt wird, beschreibt, wie es ist.
Wie zuvor beschrieben ist die gegenwärtige Ausführungsform mit der Ozonzufuhrsteuereinheit 41a, der Temperaturermittlungseinheit gemäß Schritt S23 und der Stoppsteuereinheit S2 versehen. Der Betrieb des Ozonisators wird gestoppt, wenn die Ozonzufuhr durch die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a gestoppt wird. Im gegenwärtigen Zündstand wird dem Gebläse 50 gestattet mit dem Betrieb fortzufahren bis der Niedrigtemperaturzustand auftritt und daraufhin wird der Betrieb des Gebläses 50 gestoppt. Dementsprechend wird der als Ergebnis der Ozonerzeugung einem Anstieg der Temperatur unterworfene Ozonisator 30 durch den andauernden Betrieb des Gebläses 50 bis zum Erreichen des Niedrigtemperaturzustandes nach dem Stoppen des Betriebes des Ozonisators 30 gekühlt. Somit kann eine Zunahme der Temperatur des Ozonisators 30 verhindert werden.
Die Menge elektrischer Leistung, die für das Entladen erforderlich ist, steigt und die Verbrauchsmenge elektrischer Leistung steigt, wenn die Temperatur der Elektroden 31 steigt. Dementsprechend ist es wünschensweit, dass die Temperatur der Elektroden 31 soweit möglich auf ihrem niedrigsten Niveau gehalten wird. In der gegenwärtigen Ausführungsform hingegen wird die Luftkühlung ausgeführt und die Temperatur wird, wie zuvor beschrieben, verringert nachdem der Ozonisator 30 gestoppt wird. Auf diese Weise kann der Betrieb des Ozonisators 30 in einen Zustand wieder aufgenommen werden, indem die Temperatur der Elektroden 31 zu einem Zeitpunkt, zu dem der Betrieb des Ozonisators 30 das nächste Mal begonnen wird, auf ihrem niedrigstmöglichen Niveau behalten wird. Dementsprechend kann die Menge der elektrischen Leistung, die durch den Ozonisator verbraucht wird, verringert werden.
Wenn eine ausreichend lange Zeitspanne zwischen dem Stoppen und dem Wieder-In-Betriebnehmen des Ozonerzeuger 30 auftritt, kann vorhergesehen werden, dass eine natürliche Hitzeaustragung auftritt und die Temperatur der Elektroden 31 fällt und eine Außenlufttemperatur sogar in der Abwesenheit des Blasens durch das Gebläse 50 erreicht. Im Falle einer kurzen Zeitspanne zwischen dem Stoppen und dem Wieder-In-Betriebnehmen des Ozonisators 30 jedoch könnte die Abwesenheit der Luftkühlung nach der gegenwärtigen Ausführungsform dazu führen, dass die Elektroden 31 zu einem Zeitpunkt, wenn der Betrieb des Ozonisators wieder aufgenommen wird bei einer hohen Temperatur verbleiben. Dementsprechend wäre die Wirkung des Luftkühlens gemäß der gegenwärtigen Ausführungsform wahrnehmbar, wenn die Zeitspanne kurz ist.
Nach der gegenwärtigen Ausführungsform wird das durch den Ozonisator 30 erzeugte Ozon zugeführt, wenn die Kaltflammenreaktion als ein Ergebnis der Intensivoxidationssteuerung auftritt, sobald die Katalysatortemperatur nach einem Ansteigen die Aktivierungstemperatur erreicht hat. Dementsprechend kann die Kaltflammenreaktion früh initiiert werden und die Dauer der Kaltflammenreaktion kann verkürzt werden. Dementsprechend kann sogar, wenn das Reaktionsgefäß 20 in der Größe reduziert ist, so dass die Verweildauer des Treibstoffes in der Reaktionskammer 20a verkürzt ist, die Kaltflammenreaktion innerhalb dieser Verweildauer vollständig ablaufen. Daher kann das Reaktionsgefäß 20 in der Größe reduziert werden.
(Zweite Ausführungsform)
In der ersten zuvor beschrieben Ausführungsform wird die Reduktionsgemäße Zusatzvorrichtung als die Ozonzusatzvorrichtung und die Reduktionsmittelzusatzvorrichtung ist das Steuerziel der Ozonzufuhrsteuervorrichtung (d.h. der ECU 40). In der gegenwärtigen Ausführungsform hingegen, sind das Reaktionsgefäß 20, die Heizung 21 und das Einspritzventil 22, wie in 1 dargestellt, weggelassen und die Ozonzufuhrvorrichtung, die in 6 abgebildet ist, ist das Steuerziel einer ECU 40. Diese Ozonzufuhrvorrichtung ist mit einem Ozonisator 30, einem Gebläse 50, einer Blasrohrleitung 26, einer Verbindungsrohrleitung 23 und einem Öffnungs- und Schließventil 260v versehen.
Das Öffnungs- und Schließventil 260v nach der gegenwärtigen Ausführungsform, das in 6 abgebildet ist, ist ein 3-Wege-Ventil, das in der Lage ist, sowohl ein Umschalten zwischen einem Öffnen/Nichtöffnen gegenüber der Atmosphäre als auch ein Umschalten zwischen dem Öffnen und Schließen der Blasrohrleitung 26 auszuführen. Das Öffnungs- und Schließventil 26v, das in 1 abgebildet ist, ist hingegen ein 2-Wege-Ventil, das ein Umschalten zwischen dem Öffnen und Schließen der Blasrohrleitung 26 ausführt. In anderen Worten wird das Öffnungs- und Schließventil 260v als ein Atmosphärisch-Offen-Ventil, das ein Umschalten zwischen einem Atmosphärisch-Offenzustand und einem Nicht-Offenzustand ausführt. Der Atmosphärisch-Offenzustand ist ein Zustand, in dem ein durch die Blasrohrleitung 26 gebildeter Ozonblasdurchgang 26a gegenüber der Atmosphäre offen ist. Der Nicht-Offenzustand ist ein Zustand, in dem ein durch die Blasrohrleitung 26 gebildeter Ozonblasdurchgang 26a gegenüber der Atmosphäre nicht-offen ist. Das Öffnungs- und Schließventil 260v wirkt auch als ein Verbindungsabschaltventil, das ein Umschalten zwischen einem Verbindungszustand und einem Verbindungsabschaltzustand ausführt. Der Verbindungszustand ist ein Zustand, in dem der Ozonblasdurchgang 26a mit einem Abgasdurchgang 10ex in Verbindung steht. Der Verbindungsabschaltzustand ist ein Zustand, in dem die Verbindung abgeschaltet ist. Genauer gesagt, ist das Öffnungs- und Schließventil 260v so ausgestaltet, dass der Verbindungsabschaltzustand im Fall des Atmosphärisch-Offenzustand erzielt wird und der Verbindungszustand in dem Nicht-Offen-Zustand erzielt wird.
Die NOx Herausreinigungsvorrichtung 12, die in 1 dargestellt ist, nimmt einen Katalysator auf, der bewirkt, dass das Reduktionsmittel in Gegenwart von O₂ selektiv mit NOx reagiert. Eine NOx Herausreinigungsvorrichtung 12a nach der gegenwärtigen Ausführungsform hingegen, nimmt einen Katalysator auf, der NOx in einer Magerumgebung speichert, in der O₂ vorliegt und bewirkt, dass das Reduktionsmittel in einer Fett-Umgebung mit NOx reagiert.
Bezüglich des Steuerns nach der gegenwärtigen Ausführungsform wird die Offenbarung der Abläufe, die in 4 abgebildet ist, wie folgt modifiziert. Die Ermittlungen gemäß der Schritte S11 und S12, die in 4 abgebildet sind, werden weggelassen und die Reduktionsmittelzufuhrsteuerung gemäß der Schritte S16, S17 und S18 wird weggelassen. Die Vollstoppsteuerung gemäß Schritt S19 wird ausgeführt, wenn ein Schritt S13 ermittelt wird, dass die Katalysatortemperatur Tcat höher ist als die dritte vorbestimmte Temperatur T3. Daraufhin wird der Betrieb des Motors 10 so gesteuert, dass ein Zeitpunkt zu dem die NOx Adsorptionsmenge durch den Katalysator einen Schwellenwert erreicht hat, eine ausreichende Menge verbrannten Treibstoffes in dem Abgas umfasst ist. Der unverbrannte Treibstoff reagiert mit NOx an dem Katalysator als ein Reduktionsmittel und reduziert und entfernt NOx.
In der gegenwärtigen Ausführungsform nimmt die in 7 dargestellte Datenverarbeitung den Platz der Datenverarbeitung in 5 nach der ersten Ausführungsform ein. Während des Ozonzufuhrstoppablaufs, der in 7 dargestellt ist, wird ein Schritt S20 ermittelt, ob angefordert wurde, dass die Ozonzufuhr durch eine Ozonzufuhrsteuereinheit 41a gestoppt wird oder nicht. Eine Ozonzufuhrstoppaufforderung wird zum Beispiel vorgenommen, wenn die Ozonzufuhrsteuerung gemäß Schritt S15 in 4 zu einem Zeitpunkt beendet wird, wenn die Katalysatortemperatur Tcat nach einem Ansteigen als Ergebnis des Verstreichens von Zeit ab dem Start des Motors 10 in die dritte vorbestimmte Temperatur erreicht. In einem Fall, in dem der Ozonisator in Schritt S21 gestoppt wird und in Schritt S20 ermittelt wird, dass die Ozonzufuhrstoppaufforderung vorliegt, wird das Öffnungs- und Schließventil 260v im folgenden Schritt S21a so gesteuert, dass der Atmosphärisch-Offenzustand und der Verbindungsabschaltzustand erzielt werden. Wenn das Gebläse 50 sich in einem der Schritte S15, S16, S17 und S18 in 4 in Betrieb befindet, wird das Öffnungs- und Schließventil 260v so gesteuert, dass der Nicht-Offenzustand und der Verbindungszustand erzielt werden. Dementsprechend wird in Schritt S21a eine Ventilkörperposition des Öffnungs- und Schließventils 260v von dem Nicht-Offenzustand zu dem Atmosphärisch-Offenzustand umgeschaltet. Als ein Ergebnis liegt der Atmosphärisch-Offenzustand während einer Zeitspanne vor, in der das Gebläse 50 weiter betrieben wird, nachdem der Ozonisator 30 gestoppt wurde und somit wird die geblasene Luft, die für die Luftkühlung des Ozonisators 30 verwendet wird in die Atmosphäre freigesetzt ohne in den Abgasdurchgang 10ex geblasen zu werden. In Kürze ist der Mikrocomputer 41 während der Ausführung der Datenverarbeitung gemäß Schritt S21a äquivalent zu einer Ventilsteuereinheit, welche dem Trieb des Öffnungs- und Schließventils 260v steuert, das als das Atmosphärisch-Offenventil und das Verbindungsabschaltventil wirkt. Die Ventilsteuereinheit betreibt das Öffnungs- und Schließventil 260v so, dass der Nicht-Offenzustand und der Verbindungszustand erzielt werden, wenn Ozon durch die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a zugeführt wird. Die Ventilsteuereinheit betreibt das Öffnungs- und Schließventil 260v so, dass der Atmosphärisch-Offenzustand und der Verbindungsabschaltzustand erzielt werden, wenn dem Gebläse 50 durch eine Stoppsteuereinheit S2 gestattet wird mit dem Betrieb fortzufahren.
Ein Ozonzufuhrsystem gemäß der gegenwärtigen Ausführungsform ist mit dem Ozonisator 30, dem Gebläse 50, der Blasrohrleitung 26, der ECU 40 und dergleichen zusammen mit dem Öffnungs- und Schließventil 260v versehen, das als das Atmosphärisch-Offenventil und das Verbindungsabschaltventil wirkt. Das Ozonzufuhrsystem ist auch mit zumindest der Ozonzufuhrsteuereinheit 41a, die in 6 abgebildet ist, der Ventilsteuereinheit gemäß Schritt 21a und der Stoppsteuereinheit gemäß Schritt S2 versehen. In der gegenwärtigen Ausführungsform ist das Öffnungs- und Schließventil 260v, das als das Atmosphärisch-Offenventil und das Verbindungsabschaltventil wirkt, wie zuvor beschrieben, bereitgestellt und das Öffnungs- und Schließventil 260v wird so getrieben, dass der Atmosphärisch-Offenzustand und der Verbindungsabschaltzustand erzielt werden, wenn dem Gebläse durch die Stoppsteuereinheit S2 gestattet wird, mit dem Betrieb fortzufahren. Dementsprechend ist die Verbindung zwischen dem Ozonblasdurchgang 26a und dem Abgasdurchgang 10ex während des fortgeführten Betriebs abgeschaltet und somit wird der Atmosphärisch-Offenzustand erzielt, wobei Bedenken bezüglich eines Rückstroms des Abgases in den Ozongasgasdurchgang 26a nicht zum Tragen kommen. Dementsprechend kann die Luftkühlung des Ozonisators 30 dadurch realisiert werden, dass in dem Atmosphärisch-Offenzustand geblasen wird und ohne, dass das Luftvolumen des Gebläses 50 in einem ausreichenden Ausmaß für die Rückstromveränderung gesteigert werden muss und somit kann eine Last des Gebläses 50 verringert werden und die Menge der elektrischen Leistung, die durch das Gebläse 50 verbraucht wird, kann verringert werden.
(Ditte Ausführungsform)
Nach der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform kann das Umschalten zwischen dem Atmosphärisch-Offenzustand und dem Nichtoffenzustand durch die Verwendung des 3-Wege-Öffnungs- und Schließventils 260v erreicht werden. In der gegenwärtigen Ausführungsform hingegen sind ein Öffnungs- und Schließventil 26v, das ein 2-Wegeventil ist, ähnlich wie das in 1 abgebildete, ein Öffnungs- und Schließventil 26v, das ein 2-Wegeventil ist, ähnlich wie das in 1 Abgebildete und ein Atmosphärisch-Offenventil 261v, das an der Stromaufseite des Öffnungs- und Schließventils 26v angeordnet ist, bereitgestellt wie in 8 abgebildet. Das Öffnungs- und Schließventil 26v wirkt als das Verbindungsabschaltventil, welches das Umschalten zwischen den Verbindungszustand und dem Verbindungsabschaltzustand ausführt, wobei der Verbindungszustand ein Zustand ist, in dem ein Ozonblasdurchgang 26a mit einem Abgasdurchgang 10ex in Verbindung steht und der Verbindungsabschaltzustand ein Zustand ist, in dem die Verbindung abgeschaltet ist. Das Atmosphärisch-Offenventil 261v führt das Umschalten zwischen dem Atmosphärisch-Offenzustand und dem Nicht-Offenzustand aus. Der Atmosphärisch-Offenzustand ist ein Zustand, in dem der Ozonblasdurchgang 26a gegenüber der Atmosphäre offen ist und der Nicht-Offenzustand ist ein Zustand, in dem der Ozonblasdurchgang 26a gegenüber der Atmosphäre nicht offen ist.
Bezüglich des Mikrocomputers 41 nach der gegenwärtigen Ausführungsform wird die Steuerung gemäß des in 7 abgebildeten Schritt S21a wie folgt modifiziert. Wenn das Ausführen des fortlaufenden Betriebes eines Gebläses 50 durch eine Stoppsteuereinheit S2 gestattet wird, wird das Atmosphärisch-Offenventil 261v so getrieben, dass der Atmosphärisch-Offenzustand erzielt wird und das Öffnungs- und Schließventil 62v wird so getrieben, dass der Verbindungsabschaltzustand erzielt wird, wenn das Ozon durch eine Ozonzufuhrsteuereinheit 40a zugeführt wird, wird das Atmosphärisch-Offenventil 261v so betrieben, dass der Nicht-Offenzustand erzielt wird und der Betrieb des Öffnungs- und Schließventils 26v wird so gesteuert, dass der Verbindungszustand erzielt wird.
Nach der gegenwärtigen Ausführungsform wird das Erzielen des Atmosphärisch-Offenzustandes und des Verbindungsabschaltzustandes während einer Zeitspanne, in der dem Gebläse 50 durch die Stoppsteuereinheit S2 gestattet wird, den fortlaufenden Betrieb auszuführen durch zwei Ventile realisiert. Eines ist das Öffnungs- und Schließventil 26v und das andere ist wie zuvor beschrieben das Atmosphärisch-Offenventil 261v. Dementsprechend kann ein 2-Wege-Ventil für jedes von dem Öffnungs- und Schließventil 26v und dem Atmosphärisch-Offenventil 261v verwendet werden. Daher kann der Atmosphärisch-Offenzustand für die Verringerung des Verbrauchs elektrischer Leistung mittels Ventilen realisiert werden, die weniger kostspielig sind als das 3-Wege-Ventil, das gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
(Vierte Ausführungsform)
Wie in 9 abgebildet, ist die gegenwärtige Ausführungsform so ausgestaltet, dass ein Blasen von einem Gebläse 50 sowohl in einen Strömungsdurchgang 32a in einem Ozonisator 30, wo die Elektroden 31 angeordnet sind, als auch in eine einen Schaltkreis aufnehmende Kammer 32b erfolgen kann, wo der Stromquellenschaltkreis wie ein Erhöhungsschaltkreis 33 und ein Schaltkreis 34 angeordnet sind.
Im Speziellen ist ein Abzweigungsdurchgang 26d bereitgestellt, der von einem Durchgang für das Blasen von dem Gebläse 50 zu dem Strömungsdurchgang 32a abzweigt und das Stromabende des Abzweigungsdurchgangs 26d ist mit der den Schaltkreis aufnehmenden Kammer 32b verbunden. Ein Abzweigungsöffnungs- und Schließventil 262v, das den Abzweigungsdurchgang 26d öffnet und schließt, ist an dem Abzweigungsdurchgang 26d angeordnet. Eine atmosphärisch offene Öffnung 32d, welche die den Schaltkreis aufnehmende Kammer 32d gegenüber der Atmosphäre öffnet, ist an dem die Elektrode aufnehmenden Gehäuse 32 gebildet. Wenn das Abzweigungsöffnungs- und Schließventil 262v offen ist, strömt etwas der von dem Gebläse 50 geblasenen Luft in die den Schaltkreis aufnehmende Kammer 32b und strömt aus der atmosphärisch offenen Öffnung 32d aus.
In anderen Worten wird die gegenwärtige Ausführungsform dadurch erzielt, dass die in 8 abgebildete dritte Ausführungsform so modifiziert wird, dass der Abzweigungsdurchgang 26d angeordnet ist, und das atmosphärische Offenventil 262v, das in 8 dargestellt ist, durch das Abzweigungsöffnungs- und Schließventil 262v ersetzt wird. Wenn durch eine Stoppsteuereinheit S2 gestattet wird, dass der fortgeführte Betrieb des Gebläses 50 ausgeführt wird, öffnet ein Mikrocomputer 41 nach der gegenwärtigen Ausführungsform das Abzweigungsöffnungs- und Schließventil 262v, so dass der Atmosphärische-Offenzustand erzielt wird. Zusätzlich betreibt der Mikrocomputer 41 ein Öffnungs- und Schließventil 26v, so dass der Verbindungsabschaltzustand erzielt wird. Im Fall der Ozonzufuhr durch eine Ozonzufuhrsteuereinheit 41a wird das atmosphärisch offene Ventil 261v geschlossen, so dass der Nicht-offen-Zustand erzielt wird, und der Betrieb des Öffnungs- und Schließventils 26v wird so gesteuert, dass der Verbindungszustand erzielt wird.
In der gegenwärtigen Ausführungsform ist der Stromquellenschaltkreis, der eine Wärmeerzeugungsquelle für den Ozonisator 30 ist, in einer Position angeordnet, die durch die geblasene Luft gekühlt wird, die wie zuvor beschrieben durch das Atmosphärisch-Offen-Ventil 261v gegenüber der Atmosphäre offen ist. Dementsprechend werden nicht nur die Elektroden 31, sondern auch der Stromquellenschaltkreis während der Zeitspanne luftgekühlt, indem durch die Stoppsteuereinheit S2 dem Gebläse 50 gestattet wird den fortlaufenden Betrieb auszuführen. Daher kann eine Abnahme einer Ozonisator-Temperatur Toz während der Zeitspanne begünstigt werden.
(5. Ausführungsform)
Eine ECU 40 nach der gegenwärtigen Ausführungsform ist mit einer Temperaturanstiegsermittlungseinheit versehen, die ermittelt ob gerade ein Temperatursteilanstiegszustand vorliegt oder nicht. Der Temperatursteilanstiegszustand ist ein Zustand, in dem eine Rate eines Anstiegs ΔToz einer Ozonisatortemperatur Toz zu einem Zeitpunkt, zu dem der Betrieb eines Ozonisators 30 stoppt, gleich ist wie eine vorbestimmte RateTH oder höher. Wenn durch die Temperaturanstiegsermittlungseinheit ermittelt wird, dass der Temperatursteilanstiegszustand vorliegt, wird eine vierte vorbestimmte Temperatur T4 zu einer Hochtemperaturseite verändert. Die vierte vorbestimmte Temperatur T4 wird für eine Ermittlung verwendet, ob der fortlaufende Betrieb eines Gebläses 50 durch eine Stoppsteuereinheit S2 gestattet werden soll oder nicht.
Im Speziellen nimmt in der gegenwärtigen Ausführungsform der Steuerinhalt, der in 10 abgebildet ist, den Platz des Steuerinhalts nach der ersten Ausführungsform ein, der in 5 abgebildet ist. In anderen Worten wird der Ozonisator 30 in Schritt S21, der in 10 abgebildet ist, gestoppt und daraufhin wird in Schritt S21b die zuvor beschriebe Rate des Anstiegs ΔToz erhalten. Zum Beispiel die Ozonisatortemperatur Toz vor und nach dem Stoppen des Ozonisators werden sukzessive über eine vorbestimmte Zeitspanne erhalten, und daraufhin wird das Veränderungsausmaß der Ozonisatortemperatur während einer vorbestimmten Zeitspanne einschließlich eines Moments, zu dem der Ozonisator gestoppt wird, als die Rate des Anstiegs ΔToz berechnet.
Im folgenden Schritt S21c wird ermittelt, ob die in Schritt S21b erhaltene Rate des Anstiegs ΔToz gleich ist wie die vorab festgelegte vorbestimmte Rate TH oder höher. Ein Mikrocomputer 41 ist während der Ausführung der Datenverarbeitung gemäß Schritt S21c äquivalent zu der Temperaturanstiegsermittlungseinheit. Wenn ermittelt wird, dass die Rate des Anstiegs ΔToz gleich ist wie die vorbestimmte Temperatur TH oder höher, wird der Wert der vierten vorbestimmten Temperatur T4 im folgenden Schritt S21d auf 120°C festgelegt. Wenn ermittelt wird, dass die Rate des Anstiegs ΔToz niedriger ist als die vorbestimmte Rate TH, wird der Wert der vierten vorbestimmten Temperatur im folgenden Schritt S21e auf einen Wert (wie ein 100°C) festgelegt, der niedriger ist als die in Schritt S21d festgelegte Temperatur.
Die Stoppsteuereinheit S2 gemäß der folgenden Schritte S22, S23 und S24 gestattet es dem Betrieb des Gebläses 50 in ähnlicher Weise zu dem, was in 5 abgebildet ist, anzudauern, bis der Niedrigtemperaturzustand nach dem Stoppen des Ozonisators erzielt ist, wenn die Ozonzufuhr durch die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a gestoppt wird. Die in den Schritten S21d und S21e festgelegten Werte werden als die vierte vorbestimmte Temperatur T4 verwendet, die für eine Ermittlung verwendet wird, ob der Niedrigtemperaturzustand gerade vorliegt oder nicht.
Die Rate des Anstiegs einer Katalysatortemperatur Tkat steigt mit hoher Wahrscheinlichkeit, wenn die Rate des Anstiegs ΔToz steigt. In diesem Fall ist es unwahrscheinlich, dass die Katalysatortemperatur Tkat niedriger wird als eine zweite vorbestimmte Temperatur T2 und eine dritte vorbestimmte Temperatur T3, nachdem eine Ozonzufuhrstoppaufforderung vorgenommen wurde. Dementsprechend ist es sehr wahrscheinlich, dass die Länge der Zeit zwischen der Ozonzufuhrstoppaufforderung und einer anderen Ozonanforderung steigt. Wenn die Zeitspanne zwischen dem Stoppen und einem wieder Starten des Ozonisators 30 wie zuvor beschrieben ausreichend lang ist, kann erwartet werden, dass die Ozonisatortemperatur Toz als Ergebnis natürlicher Hitzeaustragung während der langen Zeitspanne vor dem wieder Starten abnimmt, sogar wenn eine Abnahme der Ozonisatortemperatur Toz mittels der auf dem fortlaufenden Betrieb des Gebläses 50 basierenden Luftkühlung unzureichend ist.
Angesichts dieser Tatsache ist die gegenwärtige Ausführungsform mit der Temperaturanstiegsermittlungseinheit versehen, die ermittelt, ob der Temperatursteilanstiegszustand gerade vorliegt oder nicht. Der Temperatursteilanstiegszustand ist ein Zustand, in dem die Rate des Anstiegs ΔToz der Ozonisatortemperatur Toz zu dem Zeitpunkt, zu dem der Ozonisator 30 den Betrieb stoppt, gleich ist wie die vorbestimmte Rate TH oder höher. Wenn ermittelt wird, dass der Temperatursteilanstiegszustand gerade vorliegt, wird die vierte vorbestimmte Temperatur T4 zu der Hochtemperaturseite verändert. Entsprechend dieser Ausgestaltung wird die Dauer der Zeit der auf dem fortlaufenden Betrieb des Gebläses 50 basierenden Luftkühlung, der durch die Stoppsteuereinheit S2 gestattet wird, im Fall des Temperatursteilanstiegszustands verkürzt. Dementsprechend kann eine mehr als erforderliche Luftkühlung durch das Gebläse 50 verhindert werden und die Länge elektrischer Leistung, die durch das Gebläse 50 verbraucht wird, kann verringert werden.
(6. Ausführungsform)
Eine ECU 40 nach der gegenwärtigen Ausführungsform ist mit einer Luftkühlungssteuereinheit versehen. Die Luftkühlungssteuereinheit führt ein Luftkühlen eines Ozonisators 30 dadurch aus, dass ein Gebläse 50 betrieben wird, und dadurch, dass der Betrieb des Ozonisators 30 gestoppt wird, wenn während einer Zeitspanne, in der keine Ozonzufuhranforderung vorliegt, eine Ozonisatortemperatur gleich ist wie eine fünfte vorbestimmte Temperatur T5 oder höher. Die fünfte vorbestimmte Temperatur T5, die zu der zweiten Temperatur äquivalent ist, wird auf eine Temperatur niedriger als eine vierte vorbestimmte T4 festgelegt, die für eine Ermittlung verwendet wird, ob die fortlaufende Luftkühlung beendet werden soll oder nicht.
Die in 11 abgebildete Datenverarbeitung wird durch einen Mikrocomputer 41 wiederholt und in einem vorbestimmten Zyklus ausgeführt und wird sogar ausgeführt, wenn ein Motor 10 sich nicht in Betrieb befindet. Zuerst wird im in 11 abgebildeten Schritt S30 ermittelt, ob ein NOx-Ausstoß von dem Motor 10 stattfindet oder nicht. Es wird ermittelt, dass der Nox-Ausstoß nicht stattfindet, wenn zum Beispiel der Motor sich nicht in Betrieb befindet. Sogar wenn der Motor sich in Betrieb befindet, wird basierend auf einer Nicht-Verbrennung ermittelt, dass der Nox-Ausstoß nicht stattfindet, wenn keine Treibstoffeinspritzung stattfindet, wenn eine beschleunigte Fortbewegung nicht angefordert ist.
Wenn ermittelt wird, dass der Nox-Ausstoß nicht stattfindet, wird die Ozonisatortemperatur Toz in dem folgenden Schritt S31 auf ähnliche Weise zu dem, was gemäß Schritt S21 in 5 dargestellt ist, erhalten. In dem folgenden Schritt S32 wird ermittelt, ob die Ozonisatortemperatur Toz, die im Schritt S31 erhalten wurde, gleich ist wie oder höher wie die fünfte vorbestimmte Temperatur oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass die Ozonisatortemperatur Toz gleich ist wie die fünfte vorbestimmte Temperatur T5 oder höher, wird die im Folgenden beschriebene Luftkühlungssteuerung in dem folgenden Schritt S33 ausgeführt. Der Mikrocomputer 41 ist während der Ausführung der Datenverarbeitung gemäß Schritt S33 äquivalent zu der Luftkühlungssteuereinheit.
Während der Luftkühlungssteuerung wird ein Öffnungs- und Schließventil 260v so gesteuert, dass das Öffnungs- und Schließventil 260v in den Atmosphärisch-Offenzustand versetzt wird, der Betrieb des Ozonisators 30 gestoppt wird und das Gebläse 50 betrieben wird, wenn zum Beispiel die Ozonzufuhreinheit, die in 6 abgebildet ist, das Steuerziel ist. Daraufhin wird der Ozonisator 30 luftgekühlt und die Ozonisatortemperatur Toz fällt. Wenn der NOx-Ausstoß nicht stattfindet, liegt die Ozonzufuhranforderung nicht vor und somit kann das Gebläse 50 bei gestopptem Betrieb des Ozonisators 30 betrieben werden.
Wie zuvor beschrieben ist die gegenwärtige Ausführungsform mit der Luftkühlungssteuereinheit versehen. Die Luftkühlungssteuereinheit führt die Luftkühlung an dem Ozonisator 30 dadurch aus, dass das Gebläse 50 betrieben und der Betrieb des Ozonisators 30 gestoppt wird, wenn die Ozonisatortemperatur Toz während der Zeitspanne, in der die Ozonzufuhranforderung nicht vorliegt, gleich ist wie die fünfte vorbestimmte Temperatur oder höher.
Dementsprechend kann die Ozonisatortemperatur Toz vorab vor der Ozonzufuhranforderung verringert werden. Als ein Ergebnis kann ein Temperaturverringerungsausmaß, das für die zuvor beschriebene fortlaufende Luftkühlung angefordert wird, verringert werden und die für das Gebläse 50 angeforderte maximale Blasrate kann verringert werden. Daher kann die Größe des Gebläses 50 verringert werden.
(7. Ausführungsform)
Die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a nach der ersten Ausführungsform betreibt das Gebläse 50 so, dass das Zielluftvolumen Atrg erreicht wird, wobei das Zielluftvolumen Atrg basierend auf der Zielozonmenge Otrg festgelegt wird, die der erforderlichen Ozonmenge entspricht. Eine ECU 40 nach der gegenwärtigen Ausführungsform ist mit einer Luftvolumensteigerungssteuereinheit versehen, die ein Zielluftvolumen Atrg auf ein Luftvolumen festlegt, das ein Luftvolumen übersteigt, das der erforderlichen Ozonmenge entspricht, wenn eine Ozonisatortemperatur Toz gleich ist wie eine sechste vorbestimmte Temperatur T6 oder höher. Die sechste vorbestimmte Temperatur T6, die der dritten Temperatur entspricht, wird auf eine Temperatur festgelegt, die niedriger ist als die vierte vorbestimmte Temperatur T4, die für die Ermittlung verwendet wird, ob die fortlaufende Luftkühlung beendet werden soll oder nicht.
Die in 12 abgebildete Datenverarbeitung wird wiederholt und mit einem vorbestimmten Zyklus durch einen Mikrocomputer 41 ausgeführt. Zuerst wird in Schritt S40, der in 12 abgebildet ist, ermittelt, ob eine Ozonzufuhr stattfindet oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass die Ozonzufuhr stattfindet, wenn zum Beispiel der Betrieb der Ozonzufuhrsteuerung gemäß Schritt S15 in 4 und die intensiv Oxidationssteuerung gemäß Schritt S16 stattfinden.
Wenn ermittelt wird, dass die Ozonzufuhr stattfindet, wird im folgenden Schritt S41 die Ozonisatortemperatur Toz auf ähnliche Weise zu dem gemäß Schritt S22, der in 5 abgebildet ist, erhalten. In dem folgenden Schritt S42 wird ermittelt, ob die in Schritt S41 erhaltene Ozonisatortemperatur Toz gleich ist wie die sechste vorbestimmte Temperatur T6 oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass die Ozonisatortemperatur Toz gleich ist wie die sechste vorbestimmte Temperatur T6 oder höher, wird im folgenden Schritt S43 eine Luftvolumensteigerungssteuerung ausgeführt. Der Mikrocomputer 41 ist während der Ausführung der Datenverarbeitung gemäß Schritt S43 äquivalent zu der Luftvolumensteigerungssteuereinheit.
Wenn die intensive Oxidationssteuerung zum Beispiel während der Luftvolumensteigerungssteuerung ausgeführt wird, wird das Zielluftvolumen Atrg auf ein Luftvolumen festgelegt, das ein Luftvolumen übersteigt, das der Länge des Ozons entspricht, die für das Reduktionsmittel reformierend erforderlich ist (d.h., der erforderlichen Ozonmenge). Zusätzlich wird die Luftkühlung eines Ozonisators 30 in gleichem Ausmaß gesteigert wie die Steigerung des Luftvolumens. Als Alternative wird zum Beispiel während der Ausführung der Ozonzufuhrsteuerung das Zielluftvolumen Atrg auf ein Luftvolumen festgelegt, das ein Luftvolumen übersteigt, das der Menge des Ozons entspricht, die für die Oxidation des NO in dem Abgas erforderlich ist (d.h., die erforderliche Ozonmenge). Zusätzlich wird die Luftkühlung des Ozonisators 30 in gleichem Ausmaß gesteigert wie die Steigerung des Luftvolumens. Die Luftvolumensteigerungsteuerung wird nicht ausgeführt, wenn das für das Reformieren erforderliche Luftvolumen und das für die NOx-Oxidation erforderliche Luftvolumen das Maximalluftvolumen des Gebläses 50 sind.
In der gegenwärtigen Ausführungsform betreibt die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a das Gebläse 50 so, dass das Zielluftvolumen Atrg, das basierend auf der erforderlichen Ozonmenge festgelegt wurde, wie zuvor beschrieben erreicht wird. Nach der gegenwärtigen Ausführungsform ist die Luftvolumensteigerungssteuereinheit bereitgestellt, die das Zielluftvolumen Atrg auf das Luftvolumen festlegt, das das Luftvolumen übersteigt, das der erforderlichen Ozonmenge entspricht, wenn die Ozonisatortemperatur Toz höher ist als die dritte vorbestimmte Temperatur, die auf eine Temperatur festgelegt ist, die niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur.
Dementsprechend wird die Luftkühlung des Ozonisators 30 durch die Steigerung des Luftvolumens während des Betriebs des Ozonisators 30 gesteigert. Dementsprechend kann die Ozonisatortemperatur Toz zu einem Zeitpunkt, zu dem der Ozonisator 30 durch eine Stoppsteuereinheit S2 gestoppt wird, auf einem niedrigen Niveau liegen. Daher kann ein Temperaturverringerungsausmaß, das wie zuvor beschrieben an der andauernden Luftkühlung erwartet wird, verringert werden, und die Maximalblasmenge, die für das Gebläse 50 angefordert wird, kann verringert werden. Daher kann die Größe des Gebläses 50 verringert werden.
(Andere Ausführungsform)
Die Offenbarung ist in keiner Weise auf die bevorzugten Ausführungsformen der zuvor beschriebenen Offenbarung beschränkt und kann in verschiedenen modifizierten Formen implementiert werden wie im Folgenden beispielhaft dargestellt. Nicht nur eine Kombination zwischen den Teilen, für die explizit in jeder der Ausführungsformen beschrieben ist, dass sie miteinander kombiniert werden können, sondern auch teilweise Kombinationen zwischen den Ausführungsformen können ausgeführt werden, sogar ohne dass dies explizit ausgedrückt wurde, sofern die Kombination nicht in besonderer Weise gehindert ist.
In jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die Temperaturanstiegsermittlungseinheit gemäß Schritt S23 bereitgestellt und es wird ermittelt, ob der Niedrigtemperaturzustand, bei dem die Ozonisatortemperatur Toz niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, vorliegt oder nicht. Stattdessen kann die Temperaturanstiegsermittlungseinheit weggelassen werden, es kann gestattet werden, dass der Betrieb des Gebläses 50 bis zum Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne folgend auf einen Zeitpunkt, zu dem der Ozonisator gestoppt wurde, andauert und das Gebläse 50 kann beim Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne gestoppt werden. Diese vorbestimmte Zeitspanne wird auf eine Zeitspanne festgelegt, von der vorhergesagt wird, dass sie dafür erforderlich ist, dass die Ozonisatortemperatur Toz nach einem Fallen eine vorbestimmte Temperatur erreicht (wie die vierte vorbestimmte Temperatur T4).
Die in 5, 7 und 10 abgebildete Stoppsteuereinheit S2 bewirkt, dass das Gebläse 50 weiter betrieben wird, dass in Schritt S23 ermittelt wird (Temperaturanstiegsermittlungseinheit), dass die Ozonisatortemperatur nach einem Fallen auf eine vierte vorbestimmte Temperatur T4 gesunken ist. Stattdessen kann die folgende Zeitabschaltungsdatenverarbeitung der Stoppsteuereinheit S2 hinzugefügt werden. In anderen Worten wird die Ermittlungsdatenverarbeitung zum Ermitteln, ob eine vorbestimmte Zeitspanne seit dem Stoppen des Ozonisators 30 verstrichen ist oder nicht, hinzugefügt, das Gebläse 50 wird unabhängig vom Ergebnis des Ermittlungsergebnisses durch die Temperaturanstiegsermittlungseinheit gezwungen zu stoppen, wenn als ein Ergebnis des Ermittlungsablaufs ermittelt wird, dass die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Während des Ermittlungsablaufs kann die vorbestimmte Zeitspanne durch einen Zeitnehmer gemäßen werden und es kann ermittelt werden, dass die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, wenn die Anzahl von wiederholten negativen Ermittlungen in Schritt S23 eine vorbestimmte Anzahl übersteigt. Gemäß dieses Modifikationsbeispiels mit hinzugefügter Zeitabschaltungsdatenverarbeitung wird das Gebläse 50 gezwungen zu stoppen, sogar wenn in Schritt S23 aufgrund einer Fehlfunktion des Ozonisatortemperatursensors 30t oder dergleichen eine positive Ermittlung nicht vorgenommen werden kann, sofern die Bedingung des Ermittlungsablaufs erfüllt ist. Dementsprechend kann die Länge einer Zeitspanne verkürzt werden, während der eine Situation auftritt, in der das Gebläse 50 trotz einer tatsächlichen Abnahme der Ozonisatortemperatur Toz, welche die vierte vorbestimmte Temperatur T4 erreicht, mit dem Betrieb fortfährt.
In der fünften in 10 abgebildeten Ausführungsform wird die vierte vorbestimmte Temperatur, welche die vorbestimmte Temperatur ist, die für die Ermittlung in Schritt 23 verwendet wird, zu der Hochtemperaturseite verändert, wenn die Rate des Anstiegs ΔToz der Ozonisatortemperatur Toz gleich ist wie die vorbestimmte Rate TH oder höher. Stattdessen kann das Öffnungs- und Schließventil 260v einem Ventilschließablauf dadurch unterworfen werden, dass das Gebläse 50 und der Ozonisator 30 basierend auf dem durch die Stoppsteuereinheit bewirkten Verbot des fortlaufenden Betriebs des Gebläses 50 zur gleichen Zeit gestoppt werden, ein Ventilschließablauf unterworfen werden, wenn die Rate des Anstiegs ΔToz der Ozonisatortemperatur Toz gleich ist wie die vorbestimmte Rate TH oder höher.
In der siebten in 12 abgebildeten Ausführungsformen wird das Zielluftvolumen des Gebläses 50 auf ein Luftvolumen gesteigert, welches das Luftvolumen übersteigt, dass der Menge Ozon, die für das Reduktionsmittel Reformieren erforderlich ist, oder der Menge des Ozons, das für die Oxidation des No in dem Abgas erforderlich ist (das heißt, der erforderlichen Ozonmenge) während der fortgesetzten Luftkühlung durch das Gebläse 50 entspricht. Während der fortgesetzten Luftkühlung kann das Zielluftvolumen stattdessen unabhängig vom Wert der erforderlichen Ozonmenge auf das Maximalluftvolumen des Gebläses 50 festgelegt werden.
In jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird die Ozonisatortemperatur Toz durch den Ozonisatortemperatursensor 30t erfasst, der an dem die Elektrode aufnehmenden Gehäuse 32 des Ozonisators 30 befestigt ist. Ein Temperatursensor, der die Temperatur der Elektroden 31 erfasst, kann stattdessen verwendet werden.
Der Ozonisatortemperatursensor 30t kann an der Blasrohrleitung 26 an der stromabwärtigen Seite des die Elektrode aufnehmenden Gehäuses 32 befestigt sein. Dennoch ist es wünschenswert, dass der Ozonisatortemperatursensor 30t an der Blasrohrleitung 26 an der stromaufwärtigen Seite des Öffnungs- und Schließventils 26v befestigt ist.
Obgleich der Ozonisator 30 in den 1 und 8 abgebildeten Ausführungsformen an der stromabwärtigen Seite des Gebläses 50 angeordnet ist, kann der Ozonisator 30 auch an der stromaufwärtigen Seite des Gebläses 50 angeordnet sein.
Die ECU 40 (Ozonzufuhrsteuervorrichtung) nach jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen steuert die Ozonzufuhrvorrichtung, die das Ozon in den Abgasdurchgang 10ex des Motors 10 zuführt. Die ECU 40 kann auch eine Ozonzufuhrvorrichtung steuern, die Ozon in den Zuluftdurchgang 10in des Motors 10 zuführt. Eine Verbesserung der Zündfähigkeit eines Lufttreibstoffgemisches in dem Brennraum ist ein Beispiel der Nützlichkeit, die aus der Ozonzufuhr in den Zuluftdurchgang 10in resultiert.
In der in 1 abgebildeten Ausführungsform wird die Ozonzufuhrvorrichtung auf den Kompressionsselbstzündungstyp-Dieselmotor angewendet, und das als der Treibstoff für die Verbrennung verwendete Leichtöl wird als das Reduktionsmittel verwendet. Stattdessen kann die Ozonzufuhrvorrichtung auf einen Funkenzündungstyp-Benzinmotor angewendet werden, und als Treibstoff für die Verbrennung verwendetes Benzin kann als das Reduktionsmittel verwendet werden.
Mittel und/oder die Wirkung, welche die ECU 40 als die Ozonzufuhrsteuervorrichtung bietet, können durch Software, die auf einem substantiellen Speichermedium aufgezeigt ist, und einen Computer, der die Software ausführt, durch Software alleine, durch Hardware alleine oder durch eine Kombination derselben bereitgestellt werden. Wenn die Steuervorrichtung zum Beispiel durch einen Hardwareschaltkreis bereitgestellt wird, kann dieser durch einen analogen Schaltkreis oder einen digitalen Schaltkreis, der mehrere Logikschaltkreise umfasst, bereitgestellt werden. Nicht die ECU, sondern der Mikrocomputer 41 kann die Ozonzufuhrsteuervorrichtung bereitstellen und ein Prozessor des Mikrocomputers 40 kann die Ozonzufuhrsteuervorrichtung bereitstellen.
Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung gemäß einer ersten Offenbarung steuert die Ozonzufuhrvorrichtung, die mit dem Ozonisator 30 und dem Gebläse 50 versehen ist. Der Ozonisator 30 weist die Elektrode 31 auf, die durch ein Entladen Ozon erzeugt. Das Gebläse 50 bläst das durch den Ozonisator erzeugte Ozon in den Abgasdurchgang 10ex oder den Zuluftdurchgang 10in des Internverbrennungsmotors 10. Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung umfasst die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a, die Temperaturermittlungseinheit S23 und die Stoppsteuereinheit S2. Die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a führt das Ozon durch Betreiben des Ozonisators und des Gebläses in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang zu. Die Temperaturermittlungseinheit S23 ermittelt, ob ein Niedrigtemperaturzustand vorliegt oder nicht. Der Niedrigtemperaturzustand ist ein Zustand, in dem die Temperatur des Ozonisators niedriger ist als die vorbestimmte Temperatur. Die Stoppsteuereinheit S2 stoppt den Betrieb des Ozonisators, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit gestoppt wird. Die Stoppsteuereinheit S2 bewirkt ferner, dass der Betrieb des Gebläses fortgesetzt wird, bis die Temperaturermittlungseinheit ermittelt, dass der Niedrigtemperaturzustand vorliegt. Daraufhin stoppt die Stoppsteuereinheit S2 den Betrieb des Gebläses.
Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung nach einer zweiten Offenbarung steuert die Ozonzufuhrvorrichtung, die mit Ozonisator 30, dem Gebläse 50, der Blasrohrleitung 26 dem Atmosphärisch-Offen-Ventil 260v, 261v, 262v und dem Verbindungsabschaltventil 260v, 26v versehen ist. Der Ozonisator 30 weist die Elektrode 31 auf, die durch ein Entladen Ozon erzeugt. Das Gebläse 50 bläst das durch den Ozonisator erzeugte Ozon in den Abgasdurchgang 10ex oder den Zuluftdurchgang 10in des Internverbrennungsmotors 10. Die Blasrohrleitung 26 bildet den Ozonblasdurchgang 26a für das Blasen des Ozons in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang. Das Atmosphärisch-Offen-Ventil 260v, 261v, 262v führt ein Umschalten zwischen dem Atmosphärisch-Offenzustand, in dem der Ozonblasdurchgang gegenüber der Atmosphäre offen ist, und dem Nicht-Offen-Zustand, in dem der Ozonblasdurchgang gegenüber der Atmosphäre nicht offen ist, aus. Das Verbindungsabschaltventil 260v, 26v führt ein Umschalten zwischen dem Verbindungszustand, in dem der Ozonblasdurchgang mit dem Abgasdurchgang oder dem Zuluftdurchgang in Verbindung steht und dem Verbindungsabschaltzustand aus, in dem die Verbindung abgeschaltet ist. Die Ozonzufuhrsteuervorrichtung umfasst die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a, die Ventilsteuereinheit S21a und die Stoppsteuereinheit S2. Die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a führt durch Betreiben des Ozonisators und des Gebläses das Ozon in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang zu. Die Ventilsteuereinheit S21a steuert den Betrieb des Atmosphärisch-Offen-Ventils und des Verbindungsabschaltsventils. Die Stoppsteuereinheit S2 stoppt den Betrieb des Ozonisators, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit gestoppt wird. Die Stoppsteuereinheit S2 bewirkt ferner, dass der Betrieb des Gebläses andauert bis die Temperatur des Ozonisators unter die vorbestimmte Temperatur fällt. Die Stoppsteuereinheit S2 stoppt daraufhin den Betrieb des Gebläses. Die Ventilsteuereinheit betreibt das Verbindungsabschaltventil so, dass der Verbindungszustand erzielt wird und betreibt das Atmosphärisch-Offen-Ventil, so dass der Nicht-Offen-Zustand erzielt wird, wenn das Ozon durch die Ozonzufuhrsteuereinheit zugeführt wird. Die Ventilsteuereinheit betreibt das Verbindungsabschaltventil so, dass der Verbindungsabschaltzustand erzielt wird, und betreibt das Atmosphärisch-Offen-Ventil so, dass der Atmosphärisch-Offenzustand erzielt wird, wenn die Stoppsteuereinheit bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses andauert.
Das Ozonzufuhrsystem nach einer dritten Offenbarung umfasst den Ozonisator 30, das Gebläse 50, die Blasrohrleitung 26, das Atmosphärisch-Offen-Ventil 260v, 261v, 262v das Verbindungsabschaltventil 262v, 26v, die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a, die Ventilsteuereinheit S21a und die Stoppsteuereinheit S2. Der Ozonisator 30 weist die Elektrode 31 auf, die durch ein Entladen Ozon erzeugt. Das Gebläse 50 bläst das durch den Ozonisator erzeugte Ozon in den Abgasdurchgang 10ex oder den Zuluftdurchgang 10in des internen Verbrennungsmotors 10. Die Blasrohrleitung 26 bildet den Ozonblasdurchgang 26a zum Blasen des Ozons in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang. Das Atmosphärisch-Offen-Ventil 260v, 261v, 262v führt ein Umschalten zwischen dem Atmosphärisch-Offenzustand, in dem der Ozonblasdurchgang gegenüber der Atmosphäre offen ist, und dem Nicht-Offen-Zustand aus, in dem der Ozonblasdurchgang nicht gegenüber der Atmosphäre offen ist. Das Verbindungsabschaltventil 260v, 26v führt ein Umschalten zwischen dem Verbindungszustand, in dem der Ozonblasdurchgang mit dem Abgasdurchgang oder dem Zuluftdurchgang in Verbindung steht, und dem Verbindungsabschaltzustand aus, in dem die Verbindung abgeschaltet ist. Die Ozonzufuhrsteuereinheit 41a führt durch Betreiben des Ozonisators und des Gebläses das Ozon in den Abgasdurchgang oder den Zuluftdurchgang zu. Die Ventilsteuereinheit S21a steuert den Betrieb des Atmosphärisch-Offen-Ventils und des Verwendungsabschaltventils. Die Stoppsteuereinheit S2 stoppt den Betrieb des Ozonisators, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit gestoppt wird. Die Stoppsteuereinheit S2 bewirkt ferner, dass der Betrieb des Gebläses andauert, bis eine Temperatur des Ozonisators unter eine vorbestimmte Temperatur fällt. Die Stoppsteuereinheit S2 stoppt daraufhin den Betrieb des Gebläses. Die Ventilsteuereinheit betreibt das Verbindungsabschaltventil so, dass der Verbindungszustand erzielt wird, und betreibt das Atmosphärisch-Offen-Ventil so, dass der Nicht-Offen-Zustand erzielt wird, wenn das Ozon durch die Ozonzufuhrsteuereinheit zugeführt wird. Die Ventilsteuereinheit betreibt das Verbindungsabschleppventil so, dass der Verbindungsabschaltzustand erzielt wird, und betreibt das Atmosphärisch-Offen-Ventil so, dass der Atmosphärische-Offen-Zustand erzielt wird, wenn die Stoppsteuereinheit bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses andauert.
Nach der ersten Offenbarung, der zweiten Offenbarung und der dritten Offenbarung wird der Ozonisator gestoppt, wenn die Zufuhr des Ozons gestoppt wird. Zusätzlich wird bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses andauert bis der Niedrigtemperaturzustand erreicht ist. Zusätzlich wird daraufhin das Gebläse gestoppt. Dementsprechend wird der Ozonisator, dessen Temperatur als ein Ergebnis der Ozonerzeugung angestiegen ist, nach dem Stoppen des Betriebs gekühlt, bis der Niedrigtemperaturzustand als ein Ergebnis des fortlaufenden Betriebs des Gebläses erreicht ist, und somit kann ein Anstieg der Temperatur des Ozonisators verhindert werden.
In einem Fall, in dem anders als in der zweiten Offenbarung und der dritten Offenbarung kein Atmosphärisch-Offen-Ventil bereitgestellt ist, muss das Gebläse mit einem gesteigerten Ausstoßdruck versehen sein, so dass Abgas oder Zuluft während einer Zeitspanne des andauernden Betriebs des Gebläses nicht in den Ozonblasdurchgang (zu) rückströmen. Die zweite Offenbarung und die dritte Offenbarung jedoch sind mit dem Atmosphärisch-Offen-Ventil, dem Verwendungsabschaltventil und der Ventilsteuereinheit versehen. Wenn die Stoppsteuereinheit bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses andauert, wird das Verbindungsabschaltventil so betrieben, dass der Verbindungsabschaltzustand erzielt wird und das Atmosphärisch-Offen-Ventil wird so betrieben, dass der Atmosphärisch-Offenzustand erzielt wird. Dementsprechend können Bedenken im Hinblick auf die Rückströmung während der Zeitspanne des andauernden Betriebs des Gebläses ausgeräumt werden, und somit kann der Ausstoßdruck des Gebläses verringert werden. Daher kann der Verbrauch elektrischer Leistungen durch das Gebläse während der Zeitspanne des fortlaufenden Gebläsebetriebs verringert werden. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass, während die Abläufe der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hiermit als eine bestimmte Reihenfolge der Schritte umfassend beschrieben wurden, weitere alternative Ausführungsformen, die verschiedene andere Abfolgen dieser Schritte und/oder zusätzliche Schritte umfassen, die hier nicht offenbart sind, als innerhalb der Schritte der vorliegenden Offenbarung liegend bedacht sind.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, sollte es verstanden werden, dass die Offenbarung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung ist dazu gedacht, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen mit zu umfassen. Zusätzlich zu den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, die bevorzugt sind, liegen andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element umfassen, auch innerhalb des Geistes und Umfangs der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Ozonzufuhrsteuervorrichtung für eine Ozonzufuhrvorrichtung, wobei die Ozonzufuhrvorrichtung das Folgende umfasst: einen Ozonisator (30) mit einer Elektrode (31), die zum Erzeugen von Ozon durch eine Entladung ausgestaltet ist, und ein Gebläse (50), das zum Blasen des durch den Ozonisator erzeugten Ozons in einen Abgasdurchgang (10ex) oder einen Zuluftdurchgang (10in) einer internen Verbrennungsmaschine (10) eingerichtet ist, wobei die Ozonzufuhrsteuereinheit das Folgende umfasst: eine Ozonzufuhrsteuereinheit (41a), die zum Zuführen des Ozons in den Abgasdurchgang (10ex) oder den Zuluftdurchgang (10in) durch Betreiben des Ozonisators (30) und des Gebläses (50) eingerichtet ist; eine Temperaturermittlungseinheit (S23), die eingerichtet ist, zu ermitteln, ob ein Niedrigtemperaturzustand vorliegt oder nicht, wobei der Niedrigtemperaturzustand ein Zustand ist, in dem eine Temperatur des Ozonisators (30) niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur; und eine Stoppsteuereinheit (S2), die so eingerichtet ist, dass sie den Betrieb des Ozonisators (30) stoppt, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit (41a) gestoppt wird, so dass bewirkt wird, dass der Betrieb des Gebläses (50) andauert, bis die Temperaturermittlungseinheit (S23) ermittelt, dass der Niedrigtemperaturzustand vorliegt, und daraufhin der Betrieb des Gebläses (50) gestoppt wird.
Ozonzufuhrsteuereinheit nach Anspruch 1, wobei die Ozonzufuhrvorrichtung ferner das Folgende umfasst: eine Blas-Rohrleitung (26), die einen Ozonblasdurchgang (26a) für das Blasen des Ozons in den Abgasdurchgang (10ex) oder den Zuluftdurchgang (10in) bildet, ein Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v), das zum Ausführen eines Umschaltens zwischen einem Atmosphärisch-Offen-Zustand, in welchem der Ozonblasdurchgang (26a) zu einer Atmosphäre geöffnet ist, und einem Nicht-Offen-Zustand eingerichtet ist, in welchem der Ozonblasdurchgang (26a) zu der Atmosphäre nicht geöffnet ist, und ein Verbindungsabschaltventil (260v, 26v), das zum Ausführen eines Umschaltens zwischen einem Verbindungszustand, in welchem der Ozonblasdurchgang (26a) mit dem Abgasdurchgang (10ex) oder dem Zuluftdurchgang (10in) in Verbindung steht, und einen Verbindungsabschaltzustand eingerichtet ist, in welchem die Verbindung abgeschaltet ist, wobei die Ozonzufuhrsteuervorrichtung ferner das Folgende umfasst: eine Ventilsteuereinheit (S21a), die zum Steuern des Betriebs des Atmosphärisch-Offen-Ventils (260v, 261v, 262v) und des Verbindungsabschaltventils (260v, 26v) eingerichtet ist, wobei die Ventilsteuereinheit (S21a) so eingerichtet ist, dass sie das Verbindungsabschaltventil (260v, 26v) so steuert, dass der Verbindungszustand erzielt wird, und das Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v) so steuert, dass der Nicht-Offen-Zustand erzielt wird, wenn das Ozon durch die Ozonzufuhrsteuereinheit (41a) zugeführt wird, und wobei die Ventilsteuereinheit (S21a) so eingerichtet ist, dass sie das Verbindungsabschaltventil (260v, 26v) so steuert, dass der Verbindungsabschaltzustand erzielt wird, und das Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v) so steuert, dass der Atmosphärisch Offen-Zustand erzielt wird, wenn die Stoppsteuereinheit (S2) bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses 50 fortgesetzt wird.
Ozonzufuhrsteuervorrichtung für eine Ozonzufuhrvorrichtung, wobei die Ozonzufuhrvorrichtung das Folgende umfasst: einen Ozonisator (30) mit einer Elektrode (31), die zum Erzeugen von Ozon durch eine Entladung ausgestaltet ist, ein Gebläse (50), das zum Blasen des durch den Ozonisator (30) erzeugten Ozons in einen Abgasdurchgang (10ex) oder einen Zuluftdurchgang (10in) einer internen Verbrennungsmaschine (10) eingerichtet ist, eine Blas-Rohrleitung (26), die einen Ozonblasdurchgang (26a) zum Blasen des Ozons in den Abgasdurchgang (10ex) oder den Zuluftdurchgang (10in) bildet, ein Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v), das zum Ausführen eines Umschaltens zwischen einem Atmosphärisch-Offen-Zustand, in dem der Ozonblasdurchgang (26a) zu einer Atmosphäre geöffnet ist, und einem Nicht-Offen-Zustand eingerichtet ist, in dem der Ozonblasdurchgang (26a) zu der Atmosphäre nicht geöffnet ist, und ein Verbindungsabschaltventil (260v, 26v), das zum Ausführen eines Umschaltens zwischen einem Verbindungszustand, in welchem der Ozonblasdurchgang (26a) mit dem Abgasdurchgang (10ex) oder dem Zuluftdurchgang (10in) in Verbindung steht, und einen Verbindungsabschaltzustand eingerichtet ist, in welchem die Verbindung abgeschaltet ist, wobei die Ozonzufuhrsteuervorrichtung umfasst: eine Ozonzufuhrsteuereinheit (41a), die zum Zuführen des Ozons in den Abgasdurchgang (10ex) oder den Zuluftdurchgang (10in) durch Betreiben des Ozonisators (30) und des Gebläses (50) ausgestaltet ist; eine Ventilsteuereinheit (S21a), die zum Steuern des Betrieb des Atmosphärisch-Offen-Ventils (260v, 261v, 262v) und des Verbindungsabschaltventils (260v, 26v) eingerichtet ist; und eine Stoppsteuereinheit (S2), die so eingerichtet ist, dass sie den Betrieb des Ozonisators (30) stoppt, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit (41a) gestoppt wird, so dass bewirkt wird, dass der Betrieb des Gebläses (50) andauert, bis eine Temperatur des Ozonisators (30) unter eine vorbestimmte Temperatur fällt, und daraufhin das Gebläse (50) gestoppt wird, wobei die Ventilsteuereinheit (S21a) so eingerichtet ist, dass sie das Verbindungsabschaltventil (260v, 26v) so betreibt, dass der Verbindungszustand erzielt wird und das Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v) so betreibt, dass der Nicht-Offen-Zustand erzielt wird, wenn das Ozon durch die Ozonzufuhrsteuereinheit (41a) zugeführt wird, und wobei die Ventilsteuereinheit (S21a) so eingerichtet ist, dass sie das Verbindungsabschaltventil (260v, 26v) so betreibt, dass der Verbindungsabschaltzustand erzielt wird und das Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v) so betreibt, dass der Atmosphärisch-Offen-Zustand erzielt wird, wenn die Stoppsteuereinheit (S2) bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses (50) fortgesetzt wird.
Ozonzufuhrsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: eine Temperaturanstiegsermittlungseinheit (S21c), die dazu ausgestaltet ist, zu ermitteln, ob ein Temperatursteilanstiegszustand vorliegt oder nicht, wobei der Temperatursteilanstiegszustand ein Zustand ist, in dem eine Rate des Anstiegs der Temperatur des Ozonisators (30) zu einem Zeitpunkt, wenn der Betrieb des Ozonisators (30) gestoppt ist, gleich oder größer einer vorbestimmte Rate ist, wobei die Temperaturanstiegsermittlungseinheit (S21c) so eingerichtet ist, dass sie die vorbestimmte Temperatur zu einer Hochtemperaturseite verändert, wenn die Temperaturanstiegsermittlungseinheit (S21c) ermittelt, dass der Temperatursteilanstiegszustand vorliegt.
Ozonzufuhrsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Luftkühlsteuereinheit (S33), die so eingerichtet ist, dass sie durch Stoppen des Betriebs des Ozonisators (30) und durch Betreiben des Gebläses (50) eine Luftkühlung an dem Ozonisator (30) ausführt, wenn die Temperatur des Ozonisators (30) während einer Zeitspanne, wenn keine Ozonzufuhr angefordert ist, höher ist als eine zweite Temperatur, wobei die zweite Temperatur auf eine Temperatur festgelegt ist, die niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.
Ozonzufuhrsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ozonzufuhrsteuereinheit (41a) dazu ausgestaltet ist, das Gebläse (50) so zu betreiben, dass ein Zielluftvolumen erreicht wird, das basierend auf einer erforderlichen Ozonmenge festgelegt ist, wobei die Ozonzufuhrsteuervorrichtung ferner umfasst: eine Luftvolumensteigerungssteuereinheit (S43), die so ausgestaltet ist, dass sie das Zielluftvolumen auf ein Luftvolumen festlegt, das ein Luftvolumen übersteigt, das der erforderlichen Ozonmenge entspricht, wenn die Temperatur des Ozonisators (30) höher ist als eine dritte Temperatur, die auf eine Temperatur festgelegt ist, die niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.
Ein Ozonzufuhrsteuersystem umfassend: einen Ozonisator (30), der eine Elektrode (31) umfasst, die zum Erzeugen von Ozon durch Entladung eingerichtet ist; ein Gebläse (50), das zum Blasen des durch den Ozonisator (30) erzeugten Ozons in einen Abgasdurchgang (10ex) oder einen Zuluftdurchgang (10in) einer internen Verbrennungsmaschine (10) eingerichtet ist; eine Blas-Rohrleitung (26), die einen Ozonblasdurchgang (26a) zum Blasen des Ozons in den Abgasdurchgang (10ex) oder den Zuluftdurchgang (10in) bildet; ein Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v), das zum Ausführen eines Umschaltens zwischen einem Atmosphärisch-Offen-Zustand, in welchem der Ozonblasdurchgang (26a) zu einer Atmosphäre geöffnet ist, und einen Nicht-Offen-Zustand eingerichtet ist, in welchem der Ozonblasdurchgang (26a) zu der Atmosphäre nicht geöffnet ist; ein Verbindungsabschaltventil (261v, 26v), das zum Ausführen eines Umschaltens zwischen einem Verbindungszustand, in welchem der Ozonblasdurchgang (26a) mit dem Abgasdurchgang (10ex) oder dem Zuluftdurchgang (10in) in Verbindung steht, und einen Verbindungsabschaltzustand eingerichtet, in welchem die Verbindung abgeschaltet ist; eine Ozonzufuhrsteuereinheit (41a), die zum Zuführen des Ozons in den Abgasdurchgang (10ex) oder den Zuluftdurchgang (10in) durch Betreiben des Ozonisators (30) und des Gebläses (50) eingerichtet ist; eine Ventilsteuereinheit (S21a), die zum Steuern des Betriebs des Atmosphärisch-Offen-Ventils (260v, 261v, 262v) und des Verbindungsabschaltventils (260v, 26v) eingerichtet ist; und eine Stoppsteuereinheit (S2), die so eingerichtet ist, dass sie den Betrieb des Ozonisators (30) stoppt, wenn die Zufuhr des Ozons durch die Ozonzufuhrsteuereinheit (41a) gestoppt wird, so dass bewirkt wird, dass der Betrieb des Gebläses (50) fortgesetzt wird, bis eine Temperatur des Ozonisators (30) unter eine vorbestimmte Temperatur fällt, und daraufhin der Betrieb des Gebläses (50) gestoppt wird, wobei die Ventilsteuereinheit (S21a) so eingerichtet ist, dass sie das Verbindungsabschaltventil (260v, 26v) so betreibt, dass der Verbindungszustand erzielt wird und das Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v) so betreibt, dass der Nicht-Offen-Zustand erzielt wird, wenn das Ozon durch die Ozonzufuhrsteuereinheit zugeführt wird, wobei die Ventilsteuereinheit (S21a) so eingerichtet ist, dass sie das Verbindungsabschaltventil (260v, 26v) so betreibt, dass der Verbindungsabschaltzustand erzielt wird und das Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v) so betreibt, dass der Atmosphärisch Offen-Zustand erzielt wird, wenn die Stoppsteuereinheit (S2) bewirkt, dass der Betrieb des Gebläses (50) fortgesetzt wird.
Ozonzufuhrsystem nach Anspruch 7, wobei der Ozonisator (30) einen Stromquellenschaltkreis (33, 34) zum Anlegen von Spannung an die Elektrode (31) umfasst, und wobei der Stromquellenschaltkreis an einer Position angeordnet ist, die durch geblasene Luft gekühlt wird, und die zu der Atmosphäre durch das Atmosphärisch-Offen-Ventil (260v, 261v, 262v) geöffnet angeordnet ist.