JP2010270613A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent carbon monoxide or active oxygen from being released into the atmosphere when the active oxygen is supplied into an exhaust system. <P>SOLUTION: An upstream exhaust valve 30 and a downstream exhaust valve 32 are provided in the exhaust passage 12 of an internal combustion engine 10. A DPF 14 and an ozone generator 16 are disposed in a sealable passage 12A positioned between the exhaust valves 30, 32. When PM collected by the DPF 14 is oxidized, the exhaust valves 30, 32 are closed, and ozone is supplied from the ozone generator 16 to the sealable passage 12A. Thus, it is possible to keep the gas remaining around the DPF 14 warm by the exhaust valves 30, 32 and to promote PM or CO oxidation reaction through the warm keeping effect. Then, ozone or CO remaining in the exhaust passage 12 is prevented from being released into the atmosphere by the exhaust valves 30, 32. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関に好適に用いられる排気浄化装置に関し、特に、活性酸素を利用する構成とした内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device suitably used for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust emission purification device for an internal combustion engine configured to use active oxygen.

従来技術として、例えば特許文献1(特開2007−120397号公報)に開示されているように、排気系にオゾンを供給する構成とした内燃機関の排気浄化装置が知られている。従来技術の排気浄化装置は、排気ガスを吸気系に還流させるEGR通路と、EGR通路にオゾンを供給するオゾン供給装置とを備えている。そして、従来技術では、内燃機関の停止時に、EGR通路にオゾンを供給し、排気ガス中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)が原因でEGRクーラやEGR弁に付着したデポジットを、オゾンにより酸化除去する構成としている。   As a conventional technique, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-12097), an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine configured to supply ozone to an exhaust system is known. A conventional exhaust emission control device includes an EGR passage that recirculates exhaust gas to an intake system, and an ozone supply device that supplies ozone to the EGR passage. In the prior art, when the internal combustion engine is stopped, ozone is supplied to the EGR passage, and the deposits adhered to the EGR cooler and the EGR valve due to particulate matter (PM) in the exhaust gas are oxidized by ozone. The configuration is to be removed.

特開2007−120397号公報JP 2007-120297 A

ところで、上述した従来技術では、内燃機関の停止時に排気系にオゾンを供給する構成としている。しかしながら、オゾンとPMとの反応時には、不完全な酸化反応により一酸化炭素が発生することがあり、またオゾンが余剰となる場合もある。従来技術では、これらの一酸化炭素やオゾンが排気通路から大気中に放出される虞れがあり、それを防ぐには特別な方策が必要である。   By the way, in the above-described prior art, ozone is supplied to the exhaust system when the internal combustion engine is stopped. However, during the reaction between ozone and PM, carbon monoxide may be generated due to an incomplete oxidation reaction, and ozone may be excessive. In the prior art, there is a possibility that these carbon monoxide and ozone may be released into the atmosphere from the exhaust passage, and special measures are required to prevent this.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、排気系に活性酸素を供給したときに、一酸化炭素や活性酸素が大気中に放出されるのを防止し、排気エミッションを向上させることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to release carbon monoxide and active oxygen into the atmosphere when active oxygen is supplied to the exhaust system. It is an object of the present invention to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can prevent exhaust gas and improve exhaust emission.

第1の発明は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を浄化する浄化装置と、
前記浄化装置の下流側で前記排気通路を開,閉する下流通路開閉手段と、
前記下流通路開閉手段の上流側で前記排気通路に活性酸素を供給することが可能な活性酸素供給手段と、
排気ガスが前記浄化装置を流通しないときに、前記下流通路開閉手段を閉じ、かつ前記活性酸素供給手段により前記排気通路に活性酸素を供給する浄化制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a purification device that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and purifies unpurified components in exhaust gas;
Downstream passage opening and closing means for opening and closing the exhaust passage on the downstream side of the purification device;
Active oxygen supply means capable of supplying active oxygen to the exhaust passage upstream of the downstream passage opening and closing means;
Purification control means for closing the downstream passage opening and closing means and supplying active oxygen to the exhaust passage by the active oxygen supply means when exhaust gas does not flow through the purification device;
It is characterized by providing.

第2の発明は、前記排気通路に対する活性酸素の供給位置及び前記浄化装置よりも上流側で前記排気通路を開,閉する上流通路開閉手段を備え、
前記浄化制御手段は、前記活性酸素供給手段により活性酸素を供給するときに、前記上流通路開閉手段を閉じる構成としている。
The second invention comprises an upstream passage opening and closing means for opening and closing the exhaust passage on the upstream side of the supply position of the active oxygen to the exhaust passage and the purification device,
The purification control means is configured to close the upstream passage opening / closing means when supplying active oxygen by the active oxygen supply means.

第3の発明は、前記活性酸素供給手段により前記排気通路に供給されたガスの量を取得するガス供給量取得手段と、
前記排気通路のうち前記下流通路開閉手段により閉塞される部位に対して、当該部位の容積に対応した量のガスが供給されたか否かを判定する供給量判定手段と、を備え、
前記浄化制御手段は、前記供給量判定手段の判定が成立したときに、前記活性酸素供給手段を停止し、かつ前記下流通路開閉手段を閉じる構成としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a gas supply amount acquisition means for acquiring an amount of gas supplied to the exhaust passage by the active oxygen supply means,
Supply amount determination means for determining whether or not an amount of gas corresponding to the volume of the portion of the exhaust passage that is blocked by the downstream passage opening / closing means is supplied;
The purification control unit is configured to stop the active oxygen supply unit and close the downstream passage opening / closing unit when the determination of the supply amount determination unit is established.

第4の発明は、前記活性酸素供給手段による活性酸素の供給が停止された後に、前記排気通路内のガス中に活性酸素が残留しているか否かを判定する残留判定手段と、
前記浄化制御手段による制御が終了し、かつガス中の残留活性酸素が消失したときに、前記下流通路開閉手段を開く開放制御手段と、
を備える構成としている。
4th invention, after the supply of the active oxygen by the said active oxygen supply means is stopped, the residual determination means which determines whether active oxygen remains in the gas in the said exhaust passage,
An opening control means for opening the downstream passage opening and closing means when the control by the purification control means is finished and the residual active oxygen in the gas disappears;
It is set as the structure provided with.

第5の発明は、前記浄化装置が必要とする活性酸素の要求量を算出する要求量算出手段と、
前記活性酸素供給手段による活性酸素の供給量が前記要求量よりも少ない状態で、前記排気通路内の活性酸素が消失したときに、前記下流通路開閉手段を一時的に開き、かつ前記活性酸素供給手段により活性酸素を補充する補充制御手段と、
を備える構成としている。
5th invention, the required amount calculation means which calculates the required amount of the active oxygen which the said purification apparatus requires,
When the amount of active oxygen supplied by the active oxygen supply means is smaller than the required amount, when the active oxygen in the exhaust passage disappears, the downstream passage opening / closing means is temporarily opened, and the active oxygen supply Replenishment control means for replenishing active oxygen by means;
It is set as the structure provided with.

第6の発明は、前記下流通路開閉手段の上流側で前記排気通路に設けられ、前記浄化装置から流出したガスを還流ガスとして前記浄化装置の上流側に還流させる還流通路と、
前記還流ガスの流れを形成することが可能な送気手段と、を備え、
前記浄化制御手段は、前記活性酸素供給手段により前記排気通路に活性酸素を供給した後に、前記活性酸素供給手段を停止して前記送気手段を作動させる構成としている。
A sixth invention is provided in the exhaust passage on the upstream side of the downstream passage opening and closing means, and a reflux passage for refluxing the gas flowing out from the purification device to the upstream side of the purification device as a reflux gas;
An air supply means capable of forming a flow of the reflux gas,
The purification control means is configured to stop the active oxygen supply means and operate the air supply means after supplying active oxygen to the exhaust passage by the active oxygen supply means.

第7の発明は、前記排気通路内のガスを外部に放出するために、前記下流通路開閉手段の上流側で前記排気通路に接続された放出通路と、
前記放出通路に設けられ、少なくともガス中の活性酸素と一酸化炭素とを浄化する放出ガス浄化触媒と、
前記浄化制御手段による制御が終了したときに、前記排気通路内のガスを前記放出通路から外部に放出するガス放出手段と、
を備える構成としている。
A seventh invention is a discharge passage connected to the exhaust passage on the upstream side of the downstream passage opening and closing means for discharging the gas in the exhaust passage to the outside,
A release gas purification catalyst that is provided in the discharge passage and purifies at least active oxygen and carbon monoxide in the gas;
A gas releasing means for releasing the gas in the exhaust passage from the discharge passage to the outside when the control by the purification control means is completed;
It is set as the structure provided with.

第8の発明は、前記下流通路開閉手段の上流側に位置して前記浄化装置から流通したガスが流れる通路に設けられ、少なくともガス中の活性酸素と一酸化炭素とを浄化する補助触媒を備える構成としている。   An eighth aspect of the invention is provided with an auxiliary catalyst that is disposed on the upstream side of the downstream passage opening and closing means and that is provided in a passage through which the gas circulated from the purification device flows and purifies at least active oxygen and carbon monoxide in the gas. It is configured.

第9の発明は、前記下流通路開閉手段の上流側に位置して活性酸素が流通する通路に設けられ、活性酸素の活性度を高めることが可能な活性触媒を備える構成としている。   A ninth aspect of the invention is configured to include an active catalyst that is provided in a passage that is located upstream of the downstream passage opening / closing means and through which active oxygen flows, and that can increase the activity of the active oxygen.

第10の発明によると、前記活性酸素供給手段は、
活性酸素の供給対象となる通路内に設けられ、放電より活性酸素を発生させることが可能な放電部と、
活性酸素の原料となる空気を前記通路内に供給する空気供給部と、
を備える構成としている。
According to a tenth invention, the active oxygen supply means comprises:
A discharge unit that is provided in a passage to be supplied with active oxygen and capable of generating active oxygen from discharge;
An air supply section for supplying air as a raw material of active oxygen into the passage;
It is set as the structure provided with.

第1の発明によれば、浄化制御手段は、排気通路のうち下流通路開閉手段により閉塞される部位に活性酸素を供給することができる。従って、下流通路開閉手段により浄化装置の周囲に滞留するガスを保温することができ、この保温効果により浄化装置に残存する未浄化成分と活性酸素との酸化反応を促進することができる。この結果、不完全な酸化反応により生成されるCOの量と、未反応で残留する活性酸素の量とを減少させることができる。しかも、残留活性酸素やCOが大気中に放出されるのを下流通路開閉手段により確実に防止することができる。よって、排気浄化性能の高い装置を実現することができ、排気エミッションを向上させることができる。   According to the first invention, the purification control means can supply active oxygen to a portion of the exhaust passage that is closed by the downstream passage opening / closing means. Therefore, the gas staying around the purification device can be kept warm by the downstream passage opening / closing means, and the oxidation reaction between the unpurified components remaining in the purification device and the active oxygen can be promoted by this heat retention effect. As a result, the amount of CO produced by the incomplete oxidation reaction and the amount of unreacted residual active oxygen can be reduced. In addition, the release of residual active oxygen and CO into the atmosphere can be reliably prevented by the downstream passage opening / closing means. Therefore, an apparatus with high exhaust purification performance can be realized, and exhaust emission can be improved.

第2の発明によれば、排気通路のうち活性酸素を供給する部位を、上流側と下流側で確実に閉塞することができる。このため、例えば内燃機関の停止時に排気通路の上流側が吸気系に連通した状態となる場合でも、活性酸素が吸気系に侵入するのを確実に防止することができる。また、2つの通路開閉手段により閉塞される排気通路の容積を必要最小限に設定することができるので、この小さな容積内に活性酸素を集中させて浄化処理を効率よく行うことができる。   According to the second aspect of the present invention, the site for supplying active oxygen in the exhaust passage can be reliably closed on the upstream side and the downstream side. Therefore, for example, even when the upstream side of the exhaust passage communicates with the intake system when the internal combustion engine is stopped, it is possible to reliably prevent active oxygen from entering the intake system. Further, since the volume of the exhaust passage blocked by the two passage opening / closing means can be set to the minimum necessary, the purification process can be performed efficiently by concentrating active oxygen in this small volume.

第3の発明によれば、供給量判定手段は、排気通路のうち下流通路開閉手段により閉塞される部位に対して、当該部位の容積に対応した量のガスが供給されたか否かを判定することができる。これにより、活性酸素の供給時には、前記容積に対応した量のガスが供給されるまで下流通路開閉手段を開いておくことができる。従って、閉塞された空間内に活性酸素を無理に押込む必要がないので、活性酸素の供給動作をスムーズに行うことができる。そして、活性酸素が下流通路開閉手段の位置に到達するタイミングに合わせて、下流通路開閉手段を閉じることができ、排気通路の下流側を適切なタイミングで閉塞することができる。   According to the third invention, the supply amount determination means determines whether or not an amount of gas corresponding to the volume of the part is supplied to the part of the exhaust passage that is closed by the downstream passage opening / closing means. be able to. Thereby, at the time of supply of active oxygen, the downstream passage opening / closing means can be opened until an amount of gas corresponding to the volume is supplied. Therefore, there is no need to force active oxygen into the closed space, and the active oxygen supply operation can be performed smoothly. The downstream passage opening / closing means can be closed in accordance with the timing when the active oxygen reaches the position of the downstream passage opening / closing means, and the downstream side of the exhaust passage can be closed at an appropriate timing.

第4の発明によれば、開放制御手段は、排気通路内に残留する活性酸素が消失したときに、下流通路開閉手段を開くことができる。従って、活性酸素による酸化反応を十分に進行させることができる。そして、残留活性酸素等が大気中に排出されるのを確実に防止することができる。   According to the fourth invention, the opening control means can open the downstream passage opening / closing means when the active oxygen remaining in the exhaust passage disappears. Therefore, the oxidation reaction with active oxygen can be sufficiently advanced. And it can prevent reliably that residual active oxygen etc. are discharged | emitted in air | atmosphere.

第5の発明によれば、補充制御手段は、活性酸素の供給量が要求量よりも少ない状態で、排気通路内の活性酸素が消失したときに、下流通路開閉手段を一時的に開いて活性酸素を補充することができる。従って、排気通路の容積等に応じた量の活性酸素を無理なく供給しつつ、その供給量が必要量に達するまで補充動作を繰返すことができる。これにより、必要最低限の活性酸素を的確に供給することができ、活性酸素の過不足が生じたり、活性酸素の過剰生成により無駄な電力が消費されるのを確実に防止することができる。そして、浄化装置に多量の未浄化成分が残存している場合でも、この未浄化成分を複数回に分けて着実に浄化することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the replenishment control means temporarily opens the downstream passage opening / closing means and activates when the active oxygen in the exhaust passage disappears in a state where the supply amount of active oxygen is less than the required amount. Can be supplemented with oxygen. Therefore, the replenishment operation can be repeated until the supply amount reaches the required amount while the active oxygen in an amount corresponding to the volume of the exhaust passage is supplied without difficulty. As a result, the minimum necessary amount of active oxygen can be accurately supplied, and it is possible to reliably prevent excess or deficiency of active oxygen or wasteful power consumption due to excessive generation of active oxygen. Even when a large amount of unpurified component remains in the purifier, the unpurified component can be steadily purified by dividing it into a plurality of times.

第6の発明によれば、排気通路に供給した活性酸素を、還流ガスとして浄化装置の下流側から上流側に還流させることができる。これにより、排気通路内で浄化装置から離れた位置に滞留していた活性酸素等を含めて、供給された活性酸素の大部分を浄化装置に繰返し流通させることができる。従って、活性酸素を最大限有効に活用することができ、未浄化成分の酸化率を確実に高めることができる。   According to the sixth aspect of the invention, the active oxygen supplied to the exhaust passage can be recirculated from the downstream side to the upstream side of the purification device as a recirculation gas. As a result, most of the supplied active oxygen can be repeatedly circulated through the purifier, including the active oxygen that has remained in the exhaust passage at a position away from the purifier. Therefore, active oxygen can be utilized effectively to the maximum, and the oxidation rate of unpurified components can be reliably increased.

第7の発明によれば、浄化装置の未浄化成分を処理した後には、排気通路内のガスを放出ガス浄化触媒により浄化しつつ、このガスを放出通路から外部に放出することができる。従って、ガス中に残留した活性酸素等が消失するまで待機しなくてもよいので、制御の迅速化を図ることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, after the unpurified components of the purification device are processed, the gas in the exhaust passage can be purified by the release gas purification catalyst, and the gas can be discharged to the outside from the discharge passage. Therefore, since it is not necessary to wait until the active oxygen remaining in the gas disappears, it is possible to speed up the control.

第8の発明によれば、未浄化成分の量に応じて活性酸素の供給量を設定したとしても、未浄化成分の不完全な酸化反応によりCOが生じた場合には、このCOが生じた分だけ活性酸素が余ることになる。この場合、補助触媒は、COと活性酸素とを反応させることができ、これらの成分を同時に分解して除去することができる。従って、残留活性酸素やCOが大気中に放出されるのを、より確実に抑制することができる。   According to the eighth invention, even if the supply amount of active oxygen is set according to the amount of the unpurified component, this CO is generated when CO is generated due to the incomplete oxidation reaction of the unpurified component. There will be more active oxygen than that. In this case, the auxiliary catalyst can react CO and active oxygen, and can simultaneously decompose and remove these components. Therefore, it can suppress more reliably that residual active oxygen and CO are discharge | released in air | atmosphere.

第9の発明によれば、低温状態でも、活性触媒により活性酸素の活性度を高めることができる。これにより、未浄化成分の酸化を効率よく行うことができる。   According to the ninth aspect, the activity of active oxygen can be increased by the active catalyst even in a low temperature state. Thereby, oxidation of an unpurified component can be performed efficiently.

第10の発明によれば、活性酸素供給手段の放電部は、排気通路内に活性酸素を直接生成することができる。これにより、例えば外部で生成した活性酸素を排気通路内に供給する場合と比較して、活性酸素が生成してから未浄化成分と反応するまでの時間を短くすることができる。従って、供給途中の分解等による活性酸素の損失を最小限に抑制し、活性酸素及びその生成電力を有効に活用することができる。また、放電部を排気通路に組込むことにより、システム全体の部品点数を削減し、その小型軽量化を図ることができる。   According to the tenth aspect, the discharge part of the active oxygen supply means can directly generate active oxygen in the exhaust passage. Thereby, compared with the case where the active oxygen produced | generated outside, for example is supplied in an exhaust passage, the time until it reacts with an unpurified component after active oxygen production | generation can be shortened. Therefore, the loss of active oxygen due to decomposition or the like during supply can be suppressed to the minimum, and active oxygen and its generated power can be effectively utilized. Further, by incorporating the discharge part into the exhaust passage, the number of parts of the entire system can be reduced, and the size and weight can be reduced.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. PMの酸化処理において、PM減少量およびCO生成量が触媒温度に応じて変化する状態を示す特性線図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a state in which the PM reduction amount and the CO generation amount change according to the catalyst temperature in the oxidation treatment of PM. オゾンの分解率と温度との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the decomposition rate of ozone and temperature. 本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。In Embodiment 1 of this invention, it is a flowchart which shows the control performed by ECU. 本発明の実施の形態1において、変形例のシステム構成を説明するための全体構成図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of a modification. 本発明の実施の形態2のシステム構成を説明するための全体構成図である。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。In Embodiment 2 of this invention, it is a flowchart which shows the control performed by ECU. 本発明の実施の形態3のシステム構成を説明するための全体構成図である。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4のシステム構成を説明するための全体構成図である。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5のシステム構成を説明するための全体構成図である。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6のシステム構成を説明するための全体構成図である。It is a whole block diagram for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 6 of this invention. 実施の形態6のシステムと循環型システムのそれぞれについて、PM酸化量とCO排出量とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows PM oxidation amount and CO discharge | emission amount about each of the system of Embodiment 6, and a circulation type system. 本発明の作用効果を検証するために使用した実験設備の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the experimental equipment used in order to verify the effect of this invention. 本発明の実施の形態1乃至4について、各実施の形態の作用効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect of each embodiment about Embodiment 1 thru | or 4 of this invention.

実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図5を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、例えばディーゼルエンジンからなる内燃機関10を備えており、その排気通路12には、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)14と、オゾン生成器16とが設けられている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes an internal combustion engine 10 made of, for example, a diesel engine, and a DPF (diesel particulate filter) 14 and an ozone generator 16 are provided in the exhaust passage 12 thereof.

DPF14は、排気ガス中の未浄化成分であるPMを捕集し、これを酸化処理により浄化するもので、本実施の形態の浄化装置を構成している。オゾン生成器16は、後述のECU40から入力される制御信号に応じて、活性酸素の一つであるオゾンをDPF14の上流側に供給するものであり、活性酸素供給手段を構成している。オゾン生成器16としては、例えば高電圧を印加可能な放電管内に、原料となる乾燥した空気または酸素を流しつつオゾンを発生させる形態や、他の任意の形式のものを用いることができる。   The DPF 14 collects PM, which is an unpurified component in the exhaust gas, and purifies it by oxidation treatment, and constitutes the purification device of the present embodiment. The ozone generator 16 supplies ozone, which is one of active oxygen, to the upstream side of the DPF 14 in accordance with a control signal input from the ECU 40 described later, and constitutes active oxygen supply means. As the ozone generator 16, for example, a form in which ozone is generated while flowing dry air or oxygen as a raw material in a discharge tube to which a high voltage can be applied, or any other type can be used.

また、オゾン生成器16は、オゾンの原料となる空気を取込む空気取込通路18と、生成したオゾンを排気通路12に供給するオゾン供給通路20とを備えている。空気取込通路18には、空気を吸込むためのエアポンプ22と、吸込んだ空気の量を検出する空気量センサ24と、エアフィルタ26とが設けられている。ここで、空気量センサ24は、オゾン生成器16により排気通路12に供給されたガスの量を取得するガス供給量取得手段を構成している。   The ozone generator 16 includes an air intake passage 18 that takes in air that is a raw material of ozone, and an ozone supply passage 20 that supplies the generated ozone to the exhaust passage 12. The air intake passage 18 is provided with an air pump 22 for sucking air, an air amount sensor 24 for detecting the amount of sucked air, and an air filter 26. Here, the air amount sensor 24 constitutes a gas supply amount acquisition means for acquiring the amount of gas supplied to the exhaust passage 12 by the ozone generator 16.

一方、オゾン供給通路20は、後述する上流排気弁30と下流排気弁32との間となり、かつDPF14の上流側となる位置で排気通路12に接続されている。なお、本実施の形態では、オゾン供給通路20(オゾンの供給位置)をDPF14の上流側に配置したが、本発明はこれに限らず、オゾンの供給位置は、排気弁30,32の間であれば、DPF14の下流側に配置してもよい。オゾン供給通路20には、排気通路12からオゾン生成器16側にガスが流入するのを防止する遮断弁28が設けられている。この遮断弁28は、機械構造的に逆流を防止する逆止弁等により構成してもよく、またECU40により開,閉制御される電磁駆動式の開閉弁等により構成してもよい。   On the other hand, the ozone supply passage 20 is connected to the exhaust passage 12 at a position between an upstream exhaust valve 30 and a downstream exhaust valve 32 described later and on the upstream side of the DPF 14. In the present embodiment, the ozone supply passage 20 (ozone supply position) is arranged on the upstream side of the DPF 14. However, the present invention is not limited to this, and the ozone supply position is between the exhaust valves 30 and 32. If present, it may be arranged downstream of the DPF 14. The ozone supply passage 20 is provided with a shutoff valve 28 for preventing gas from flowing from the exhaust passage 12 to the ozone generator 16 side. The shut-off valve 28 may be configured by a check valve or the like that prevents backflow in terms of mechanical structure, or may be configured by an electromagnetically driven on-off valve that is controlled to be opened and closed by the ECU 40.

また、排気通路12には、DPF14及びオゾン供給通路20の上流側で排気通路12を開,閉する上流通路開閉手段としての上流排気弁30と、DPF14の下流側で排気通路12を開,閉する下流通路開閉手段としての下流排気弁32とが設けられている。これらの排気弁30,32は、電磁駆動式の開閉弁等により構成され、ECU40により開,閉制御される。そして、排気通路12のうち排気弁30,32の間に位置する部位は、2つの排気弁30,32が閉弁したときに密閉される密閉可能通路12Aとなっている。この密閉可能通路12Aには、DPF14とオゾン供給通路20とが配置されている。   Further, the exhaust passage 12 includes an upstream exhaust valve 30 as an upstream passage opening / closing means for opening and closing the exhaust passage 12 on the upstream side of the DPF 14 and the ozone supply passage 20, and an exhaust passage 12 on the downstream side of the DPF 14, A downstream exhaust valve 32 as a downstream passage opening / closing means for closing is provided. These exhaust valves 30 and 32 are constituted by electromagnetically driven on-off valves or the like, and are opened and closed by the ECU 40. A portion of the exhaust passage 12 located between the exhaust valves 30 and 32 is a sealable passage 12A that is sealed when the two exhaust valves 30 and 32 are closed. The DPF 14 and the ozone supply passage 20 are disposed in the sealable passage 12A.

さらに、本実施の形態のシステムは、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサにより構成されたセンサ系統と、内燃機関10の運転状態を制御するためのECU(Electronic Control Unit)40とを備えている。センサ系統には、前述した空気量センサ24と、DPF14の温度(床温)を検出する温度センサ34とが含まれている。また、センサ系統には、例えば吸入空気量を検出するエアフロメータ、内燃機関の出力回転数(機関回転数)を検出するための回転センサ、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ等が含まれており、これらのセンサはECU40の入力側に接続されている。   Furthermore, the system of the present embodiment includes a sensor system composed of various sensors necessary for controlling the vehicle and the internal combustion engine, and an ECU (Electronic Control Unit) 40 for controlling the operating state of the internal combustion engine 10. I have. The sensor system includes the air amount sensor 24 described above and a temperature sensor 34 that detects the temperature (floor temperature) of the DPF 14. The sensor system includes, for example, an air flow meter for detecting the intake air amount, a rotation sensor for detecting the output rotation speed (engine rotation speed) of the internal combustion engine, a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature of the internal combustion engine, and an exhaust air-fuel ratio. An air-fuel ratio sensor or the like that detects the above is included, and these sensors are connected to the input side of the ECU 40.

一方、ECU40の出力側には、各種のアクチュエータが接続されている。このアクチュエータには、各気筒に設けられた燃料噴射弁や点火プラグの他に、オゾン生成器16、エアポンプ22、排気弁30,32等が含まれている。そして、ECU40は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動する。具体的には、センサ系統の出力に基いて、各気筒に対する燃料の噴射量及び噴射時期、点火時期等が設定され、これらの設定内容に応じてアクチュエータが駆動される。また、ECU40は、以下に述べるPM酸化制御を実行するように構成されている。   On the other hand, various actuators are connected to the output side of the ECU 40. The actuator includes an ozone generator 16, an air pump 22, exhaust valves 30 and 32, etc., in addition to a fuel injection valve and a spark plug provided in each cylinder. Then, the ECU 40 drives each actuator while detecting the operation state of the internal combustion engine by the sensor system. Specifically, based on the output of the sensor system, the fuel injection amount, injection timing, ignition timing, etc. for each cylinder are set, and the actuator is driven in accordance with these settings. The ECU 40 is configured to execute PM oxidation control described below.

(PM酸化制御)
PM酸化制御は、オゾンの酸化力を利用してDPF14に捕集されたPMを酸化し、DPF14を再生させるもので、例えば内燃機関の停止時のように、DPF14に排気ガスを流通していないときに実行される。この制御の前提条件としては、DPF14の温度がオゾンの熱分解温度(例えば、300℃程度)以下であることが必要である。従来技術においても、オゾンによるPMの酸化処理は知られているが、単に排気通路12にオゾンを供給するだけでは、PMの酸化時に発生する一酸化炭素や余剰なオゾンが大気中に放出される虞れがある。このため、本実施の形態では、排気弁30,32を閉弁した状態で、密閉可能通路12A内にオゾンを供給する。そして、PMの酸化が完了し、かつ密閉可能通路12A内のオゾンが消失した時点で、排気弁30,32を開弁する構成としている。
(PM oxidation control)
PM oxidation control uses the oxidizing power of ozone to oxidize the PM collected in the DPF 14 and regenerate the DPF 14. For example, exhaust gas is not circulated through the DPF 14 when the internal combustion engine is stopped. When executed. As a precondition for this control, the temperature of the DPF 14 needs to be equal to or lower than the thermal decomposition temperature of ozone (for example, about 300 ° C.). Even in the prior art, the oxidation treatment of PM with ozone is known, but simply supplying ozone to the exhaust passage 12 releases carbon monoxide and excess ozone generated during oxidation of PM into the atmosphere. There is a fear. For this reason, in this embodiment, ozone is supplied into the sealable passage 12A with the exhaust valves 30 and 32 closed. The exhaust valves 30 and 32 are opened when the oxidation of PM is completed and the ozone in the sealable passage 12A disappears.

より詳しく述べると、PM酸化制御では、まず、上流排気弁30を閉弁した状態で、オゾン生成器16(及びエアポンプ22)を作動させることにより、生成したオゾンを含むガスを排気通路12(密閉可能通路12A)に供給する。このとき、下流排気弁32は、まだ開弁状態に保持されているので、オゾンを含むガスを密閉可能通路12A内にスムーズに送り込むことができる。   More specifically, in the PM oxidation control, first, the ozone generator 16 (and the air pump 22) is operated with the upstream exhaust valve 30 closed, whereby the gas containing the generated ozone is discharged into the exhaust passage 12 (sealed). To the possible passage 12A). At this time, since the downstream exhaust valve 32 is still held open, a gas containing ozone can be smoothly fed into the sealable passage 12A.

また、ECU40は、上述の供給動作と並行して、排気通路12内に供給したガスの供給量を空気量センサ24により検出する。そして、ガスの供給量がECU40に予め記憶された密閉可能通路12Aの容積と等しくなった時点(即ち、排気通路12に送り込んだオゾンが下流排気弁32の位置に到達した時点)で、オゾン生成器16を停止し、下流排気弁32を閉弁する。この結果、オゾンは、2つの排気弁30,32により密閉可能通路12A内に閉じ込められた状態となる。従って、オゾンをDPF14の周囲に集中的に滞留させ、最小限のオゾンによりDPF14内のPMを効率よく酸化することができる。   In addition, the ECU 40 detects the supply amount of the gas supplied into the exhaust passage 12 by the air amount sensor 24 in parallel with the above-described supply operation. When the gas supply amount becomes equal to the volume of the sealable passage 12A stored in advance in the ECU 40 (that is, when the ozone sent into the exhaust passage 12 reaches the position of the downstream exhaust valve 32), ozone generation is performed. The vessel 16 is stopped and the downstream exhaust valve 32 is closed. As a result, ozone is confined in the sealable passage 12A by the two exhaust valves 30 and 32. Therefore, ozone can be concentrated around the DPF 14 and the PM in the DPF 14 can be efficiently oxidized with the minimum amount of ozone.

ここで、図2は、PMの酸化処理において、PM減少量およびCO生成量が触媒温度に応じて変化する状態を示す特性線図である。この図において、PM減少量とは、DPFに捕集されたPMがオゾンとの反応により減少した量である。また、生成CO/CO2比とは、PMとオゾンとの反応により生じる一酸化炭素と二酸化炭素の生成量の比率を表している。図2に示すように、PM減少量は、例えば200℃程度をピークとして高温側で減少傾向となる。また、COの生成量は、例えば300℃の高温において極端に増大する傾向がある。 Here, FIG. 2 is a characteristic diagram showing a state in which the PM reduction amount and the CO generation amount change according to the catalyst temperature in the PM oxidation treatment. In this figure, the amount of PM reduction is the amount by which PM trapped in the DPF is reduced due to the reaction with ozone. The produced CO / CO 2 ratio represents the ratio of the amount of carbon monoxide and carbon dioxide produced by the reaction between PM and ozone. As shown in FIG. 2, the PM reduction amount tends to decrease on the high temperature side, for example, with a peak at about 200 ° C. In addition, the amount of CO generated tends to increase extremely at a high temperature of 300 ° C., for example.

従って、本実施の形態では、温度センサ34により検出したDPF14(または排気ガス)の温度が300℃以下であるときに、PM酸化制御を実行する構成としている。この構成によれば、DPF内のPMをオゾンにより効率よく減少させつつ、COの生成量を抑制することができる。しかも、上記温度条件を満たすことにより、前述したようにオゾンの熱分解を抑制し、オゾンを有効に活用することができる。   Therefore, in this embodiment, the PM oxidation control is executed when the temperature of the DPF 14 (or exhaust gas) detected by the temperature sensor 34 is 300 ° C. or lower. According to this configuration, the amount of CO produced can be suppressed while efficiently reducing the PM in the DPF with ozone. Moreover, by satisfying the above temperature condition, it is possible to suppress the thermal decomposition of ozone as described above and to effectively use ozone.

また、PM酸化制御の開始後には、オゾンの熱分解特性に基いて、密閉可能通路12A内にオゾンが残留しているか否かを判定する。この判定は、DPF14の温度と、密閉可能通路12A内にオゾンを供給してからの経過時間とに基いて行われる。図3は、オゾンの分解率と温度との関係を示す特性線図である。この図は、オゾンを供給してから一定の時間が経過した後におけるオゾンの分解率を表している。オゾンは不安定な化合物であるため、温度に応じた分解速度をもって熱分解する。   Further, after the start of the PM oxidation control, it is determined whether ozone remains in the sealable passage 12A based on the thermal decomposition characteristics of ozone. This determination is made based on the temperature of the DPF 14 and the elapsed time since ozone was supplied into the sealable passage 12A. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between ozone decomposition rate and temperature. This figure shows the decomposition rate of ozone after a certain time has elapsed since ozone was supplied. Since ozone is an unstable compound, it is thermally decomposed at a decomposition rate corresponding to the temperature.

ECU40には、図3の特性データに対して、更にオゾン供給後の経過時間をパラメータとして加えた2次元マップデータが予め記憶されている。即ち、ECU40は、経過時間と温度とに基いて前記2次元マップデータを参照することにより、その時点におけるオゾンの分解率を取得し、オゾンの残留量を算出することができる。そして、ECU40は、DPFの再生処理が完了したとしても、密閉可能通路12A内のオゾンが消失したと判定されるまで、排気弁30,32を閉弁状態に保持する。これにより、PMとオゾンとの反応、およびPMの酸化により生じたCOとオゾンとの反応をそれぞれ十分に進行させることができ、その後に排気弁30,32を開弁させることができる。従って、PM酸化制御により生じたCOや残留オゾンが大気中に排出されるのを確実に防止することができる。   The ECU 40 stores in advance two-dimensional map data in which the elapsed time after ozone supply is added as a parameter to the characteristic data of FIG. That is, the ECU 40 refers to the two-dimensional map data based on the elapsed time and temperature, thereby obtaining the ozone decomposition rate at that time and calculating the residual amount of ozone. Then, even if the DPF regeneration process is completed, the ECU 40 holds the exhaust valves 30 and 32 in the closed state until it is determined that the ozone in the sealable passage 12A has disappeared. As a result, the reaction between PM and ozone and the reaction between CO and ozone generated by the oxidation of PM can be sufficiently advanced, and then the exhaust valves 30 and 32 can be opened. Therefore, it is possible to reliably prevent CO and residual ozone generated by PM oxidation control from being discharged into the atmosphere.

一方、密閉可能通路12A内のオゾンが消失したときには、今回供給したオゾンによるPMの酸化が終了したものと判断し、次に、DPFの再生処理が完了したか否かを判定する。即ち、DPF14に捕集されていたPMの捕集量に対して、今回供給したオゾンの供給量が不足している場合には、密閉可能通路12A内のオゾンが消失しても、まだDPF内にPMが残留している。この場合には、DPFの再生処理が完了していないと判定され、オゾンの補充動作(即ち、下流排気弁32を一時的に開弁し、密閉可能通路12A内にオゾンを供給する動作)が実行される。一方、今回供給したオゾンの供給量(2回目以降の補充動作では、それまでに供給したオゾンの総供給量)がPMの捕集量以上となった場合には、DPF14の再生処理が完了したと判定し、PM酸化制御を終了する。   On the other hand, when the ozone in the sealable passage 12A disappears, it is determined that the oxidation of PM by the ozone supplied this time has been completed, and then it is determined whether the DPF regeneration process has been completed. That is, when the supply amount of ozone supplied this time is insufficient with respect to the collection amount of PM collected in the DPF 14, even if the ozone in the sealable passage 12A disappears, it is still in the DPF. PM remains. In this case, it is determined that the DPF regeneration process has not been completed, and an ozone replenishment operation (that is, an operation of temporarily opening the downstream exhaust valve 32 and supplying ozone into the sealable passage 12A) is performed. Executed. On the other hand, when the supply amount of ozone supplied this time (in the second and subsequent replenishment operations, the total supply amount of ozone supplied so far) is equal to or greater than the amount of collected PM, the regeneration process of the DPF 14 is completed. And the PM oxidation control is terminated.

上述の判定処理において、PMの捕集量は、例えばDPF14の上流側の排気圧と下流側の排気圧との圧力差に基いて算出することができる。即ち、ECU40には、PMの捕集量が増えるにつれて大きくなる前記圧力差の特性データが予め記憶されている。このため、ECU40は、圧力センサ等を用いて前記圧力差を検出することにより、PMの捕集量を算出することができる。また、PM中の炭素とオゾンとは、下記(1)または(2)式に示すように反応することが知られている。   In the determination process described above, the amount of PM trapped can be calculated based on, for example, the pressure difference between the exhaust pressure upstream of the DPF 14 and the exhaust pressure downstream. That is, the ECU 40 stores in advance the pressure difference characteristic data that increases as the amount of collected PM increases. Therefore, the ECU 40 can calculate the amount of collected PM by detecting the pressure difference using a pressure sensor or the like. Further, it is known that carbon and ozone in PM react as shown in the following formula (1) or (2).

C+O3 → CO+1/2O2 ・・・(1)
C+2O3 → CO2+2O2 ・・・(2)
C + O 3 → CO + 1 / 2O 2 (1)
C + 2O 3 → CO 2 + 2O 2 (2)

従って、ECU40は、上記(1),(2)式により得られるPMとオゾンとの反応量の比率と、前述したPMの捕集量とに基いて、DPF14の再生処理を完了するのに必要とされるオゾンの量(オゾンの要求量)を算出する。そして、今回までに供給したオゾンの総供給量が前記要求量に達したときに、DPF14の再生処理が完了したと判定するように構成されている。なお、オゾンの供給量は、既知である空気中の酸素濃度と、エアポンプ22により供給したガス量(空気量)とに基いて算出することができる。   Therefore, the ECU 40 is necessary to complete the regeneration process of the DPF 14 based on the ratio of the reaction amount between PM and ozone obtained by the above equations (1) and (2) and the amount of collected PM described above. The amount of ozone (required amount of ozone) is calculated. Then, when the total supply amount of ozone supplied so far reaches the required amount, it is determined that the regeneration process of the DPF 14 is completed. The supply amount of ozone can be calculated based on the known oxygen concentration in the air and the gas amount (air amount) supplied by the air pump 22.

[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
図4は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。この図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行される。図4に示すルーチンでは、まず、ステップ100において、DPF14内を流れる排気ガスの流れが無いか(本実施の形態では、内燃機関の停止時であるか)否かを判定する。なお、本発明において、PM酸化制御の実行タイミングは、内燃機関の停止時に限定されるものではない。この点については、後述の図5に示す変形例により詳細に説明する。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
FIG. 4 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is repeatedly executed during operation of the internal combustion engine. In the routine shown in FIG. 4, first, in step 100, it is determined whether there is no flow of exhaust gas flowing in the DPF 14 (in the present embodiment, whether the internal combustion engine is stopped) or not. In the present invention, the execution timing of PM oxidation control is not limited to when the internal combustion engine is stopped. This point will be described in detail with reference to a modification shown in FIG.

ステップ100の判定成立時には、例えばDPF14によるPMの捕集状態や前回の再生処理を実行してからの経過時間等に基いて、DPF14の再生処理が必要であるか否かを判定する(ステップ102)。この判定成立時には、前述したように、DPF14に捕集されたPMの捕集量を算出し、この捕集量等に対応するオゾンの要求量を算出する(ステップ104,106)。また、ステップ100,102の何れかで判定が不成立のときには、PM酸化制御を実行せずにリターンする。   When the determination in step 100 is established, it is determined whether or not the regeneration process of the DPF 14 is necessary based on, for example, the PM collection state by the DPF 14 or the elapsed time since the previous regeneration process was executed (step 102). ). When this determination is established, the amount of PM collected in the DPF 14 is calculated as described above, and the required amount of ozone corresponding to this amount of collection is calculated (steps 104 and 106). Further, when the determination is not established in any of steps 100 and 102, the process returns without executing the PM oxidation control.

次に、DPF14(または排気ガス)の温度が300℃以下であるか否かを判定する(ステップ108)。この判定成立時には、上流排気弁30を閉弁し、オゾン生成器16及びエアポンプ22を作動させる(ステップ110,112)。これにより、オゾン生成器16から密閉可能通路12A内にオゾンを含むガスが供給される。このとき、ECU40は、ガスの供給量(エアポンプ22の吐出ガス量)が予め記憶された密閉可能通路12Aの容積と等しくなったか否かを判定しつつ、この判定が成立するまで待機する(ステップ114)。   Next, it is determined whether or not the temperature of the DPF 14 (or exhaust gas) is 300 ° C. or less (step 108). When this determination is established, the upstream exhaust valve 30 is closed, and the ozone generator 16 and the air pump 22 are operated (steps 110 and 112). Thereby, the gas containing ozone is supplied from the ozone generator 16 into the sealable passage 12A. At this time, the ECU 40 waits until this determination is satisfied while determining whether or not the gas supply amount (discharged gas amount of the air pump 22) is equal to the previously stored volume of the sealable passage 12A (step). 114).

そして、ステップ114の判定成立時には、オゾン生成器16及びエアポンプ22を停止することにより、密閉可能通路12Aに対するオゾンの供給を停止し、下流排気弁32を閉弁する(ステップ116)。これにより、密閉可能通路12Aが2つの排気弁30,32により密閉された状態となり、その内部でPMとオゾンとの反応が進行するので、ECU40は、前述したように、PMの酸化(オゾンの分解)が終了したか否かを判定しつつ、この判定が成立するまで待機する(ステップ118)。   When the determination in step 114 is established, the ozone generator 16 and the air pump 22 are stopped to stop the supply of ozone to the sealable passage 12A, and the downstream exhaust valve 32 is closed (step 116). As a result, the sealable passage 12A is sealed by the two exhaust valves 30 and 32, and the reaction between PM and ozone proceeds in the interior, so that the ECU 40 oxidizes the PM (the ozone While determining whether or not (decomposition) has ended, the process waits until this determination is satisfied (step 118).

次に、ステップ118の判定成立時には、DPF14の再生処理が完了したか否かを判定する(ステップ120)。即ち、ステップ120では、オゾン生成器16によるオゾンの供給量が、ステップ106で算出したオゾンの必要量に達したか否かを判定する。そして、この判定成立時には、PMの酸化処理が完了し、かつ密閉可能通路12A内にオゾンが残留していないので、2つの排気弁30,32を開弁し、PM酸化制御を終了する(ステップ122)。   Next, when the determination in step 118 is established, it is determined whether or not the regeneration process of the DPF 14 is completed (step 120). That is, in step 120, it is determined whether or not the amount of ozone supplied by the ozone generator 16 has reached the required amount of ozone calculated in step 106. When this determination is established, the PM oxidation process is completed and no ozone remains in the sealable passage 12A. Therefore, the two exhaust valves 30 and 32 are opened, and the PM oxidation control is finished (step). 122).

また、ステップ120の判定が不成立のときには、DPF14に対するオゾンの供給量が足りないので、密閉可能通路12A内にオゾンを補充するために、下流排気弁32を開弁する(ステップ124)。そして、オゾンの総供給量が前記必要量に達するまで、ステップ112〜120の処理を繰返し実行する。   Further, when the determination in step 120 is not satisfied, the supply amount of ozone to the DPF 14 is insufficient, so the downstream exhaust valve 32 is opened to replenish ozone in the sealable passage 12A (step 124). And the process of steps 112-120 is repeatedly performed until the total supply amount of ozone reaches the said required amount.

以上詳述した通り、本実施の形態によれば、PM酸化制御を行うときには、排気弁30,32により密閉される密閉可能通路12Aにオゾンを供給することができる。従って、排気弁30,32によりDPF14の周囲に滞留するガスを保温することができ、この保温効果によりPMの酸化反応を促進することができる。この結果、不完全な酸化反応により生成されるCOの量と、未反応で残留するオゾンの量とを減少させることができる。しかも、残留オゾンやCOが大気中に放出されるのを排気弁30,32により確実に防止することができる。よって、排気浄化性能の高い装置を実現することができ、排気エミッションを向上させることができる。   As described above in detail, according to the present embodiment, when PM oxidation control is performed, ozone can be supplied to the sealable passage 12A sealed by the exhaust valves 30 and 32. Therefore, the gas staying around the DPF 14 can be kept warm by the exhaust valves 30 and 32, and the oxidation reaction of PM can be promoted by this heat keeping effect. As a result, the amount of CO produced by the incomplete oxidation reaction and the amount of ozone remaining unreacted can be reduced. In addition, the exhaust valves 30 and 32 can reliably prevent residual ozone and CO from being released into the atmosphere. Therefore, an apparatus with high exhaust purification performance can be realized, and exhaust emission can be improved.

また、上記効果は下流排気弁32だけでも十分に得られるが、2つの排気弁30,32を用いることにより更に顕著な効果を得ることができる。具体的に述べると、内燃機関10の構造によっては、機関停止時に排気通路12の上流側が吸気系に連通した状態となる場合がある。しかし、上流排気弁30を設けることにより、密閉可能通路12Aを上流側と下流側で確実に閉塞することができ、残留オゾン等が吸気系に侵入するのを確実に防止することができる。また、2つの排気弁30,32により密閉可能通路12Aの容積を必要最小限に設定することができるので、この小さな容積内にオゾンを集中させてPMの酸化を効率よく行うことができる。   Further, the above effect can be sufficiently obtained by using only the downstream exhaust valve 32, but a more remarkable effect can be obtained by using the two exhaust valves 30 and 32. More specifically, depending on the structure of the internal combustion engine 10, the upstream side of the exhaust passage 12 may be in communication with the intake system when the engine is stopped. However, by providing the upstream exhaust valve 30, the sealable passage 12A can be reliably closed on the upstream side and the downstream side, and the residual ozone or the like can be reliably prevented from entering the intake system. Further, since the volume of the sealable passage 12A can be set to the minimum necessary by the two exhaust valves 30 and 32, it is possible to efficiently oxidize PM by concentrating ozone in the small volume.

また、本実施の形態では、オゾン生成器16から密閉可能通路12Aの容積に対応する量のガスが供給された時点で、下流排気弁32を閉弁する構成としている。これにより、オゾンの供給時には、密閉された空間内にオゾンを無理に押込む必要がないので、供給動作をスムーズに行うことができる。そして、オゾンが下流排気弁32の位置に到達するタイミングに合わせて、下流排気弁32を確実に閉弁させることができ、密閉可能通路12を適切なタイミングで閉塞することができる。   In the present embodiment, the downstream exhaust valve 32 is closed when an amount of gas corresponding to the volume of the sealable passage 12A is supplied from the ozone generator 16. Thereby, when supplying ozone, it is not necessary to force ozone into the sealed space, so that the supplying operation can be performed smoothly. Then, the downstream exhaust valve 32 can be reliably closed at the timing when ozone reaches the position of the downstream exhaust valve 32, and the sealable passage 12 can be closed at an appropriate timing.

さらに、本実施の形態では、オゾンの供給量が要求量よりも少ない状態で、密閉可能通路12A内のオゾンが消失したときに、下流排気弁32を一時的に開いてオゾンを補充することができる。従って、密閉可能通路12Aの容積に応じた量のオゾンを無理なく供給しつつ、オゾンの供給量が必要量に達するまで補充動作を繰返すことができる。これにより、PMの捕集量等に対応して必要最低限のオゾンを的確に供給することができ、オゾンの過不足が生じたり、オゾンの過剰生成により無駄な電力が消費されるのを確実に防止することができる。そして、DPF14に多量のPMが捕集されていた場合でも、このPMを複数回に分けて着実に酸化することができる。   Furthermore, in the present embodiment, when ozone in the sealable passage 12A disappears in a state where the supply amount of ozone is less than the required amount, the downstream exhaust valve 32 may be temporarily opened to replenish ozone. it can. Therefore, the replenishment operation can be repeated until the amount of ozone supplied reaches a required amount while the amount of ozone corresponding to the volume of the sealable passage 12A is reasonably supplied. As a result, it is possible to accurately supply the minimum amount of ozone corresponding to the amount of collected PM, etc., and it is ensured that excess or shortage of ozone will occur or wasteful power will be consumed due to excessive generation of ozone. Can be prevented. And even when a large amount of PM is collected in the DPF 14, this PM can be oxidized steadily in a plurality of times.

なお、本実施の形態では、内燃機関の停止時にPM酸化制御を行う構成としたが、本発明は、例えば図5に示すように、内燃機関の運転中にPM酸化制御を行う構成にも適用されるものである。ここで、図5は、本発明の実施の形態1において、変形例のシステム構成を説明するための全体構成図である。この変形例において、排気通路12には、DPF14と下流排気弁32とをバイパスするバイパス通路36が設けられている。バイパス通路36の上流側は、例えば上流排気弁30′を介して排気通路12に接続されている。上流排気弁30′は、例えば電磁駆動式の三方弁等により構成され、排気ガスの流路を、密閉可能通路12Aとバイパス通路36との間で切換えることができる。この変形例によれば、内燃機関の運転中でも、排気ガスをバイパス通路36に流通させつつ、下流排気弁32を閉弁してPM酸化制御を行うことができる。   In the present embodiment, the PM oxidation control is performed when the internal combustion engine is stopped. However, the present invention is also applied to a configuration in which the PM oxidation control is performed during the operation of the internal combustion engine, for example, as shown in FIG. It is what is done. Here, FIG. 5 is an overall configuration diagram for describing a system configuration of a modified example in the first embodiment of the present invention. In this modification, the exhaust passage 12 is provided with a bypass passage 36 that bypasses the DPF 14 and the downstream exhaust valve 32. The upstream side of the bypass passage 36 is connected to the exhaust passage 12 via, for example, an upstream exhaust valve 30 '. The upstream exhaust valve 30 ′ is configured by, for example, an electromagnetically driven three-way valve or the like, and the exhaust gas flow path can be switched between the sealable passage 12 </ b> A and the bypass passage 36. According to this modification, PM oxidation control can be performed by closing the downstream exhaust valve 32 and allowing the exhaust gas to flow through the bypass passage 36 even during operation of the internal combustion engine.

また、図5に示す変形例において、排気ガス中のPMがバイパス通路36を通って大気中に放出されるのを防ぐために、バイパス通路36にDPFを設けてもよい。さらに、バイパス通路36のDPFのPMを酸化除去するために、このDPFに対してもオゾンを供給するようにしてもよい。そして、この場合には、下流排気弁32を上流排気弁30′と同様の電磁駆動式の三方弁とし、バイパス通路36の下流部をこの下流排気弁に接続する構成としてもよい。この構成によれば、それぞれ電磁駆動式の三方弁により構成された上流排気弁30′と下流排気弁とを切換えることにより、密閉可能通路12Aとバイパス通路36のうち何れか一方の通路を交互に密閉通路とし、この密閉通路内でオゾンによりPMを酸化除去することができる。   Further, in the modification shown in FIG. 5, a DPF may be provided in the bypass passage 36 in order to prevent PM in the exhaust gas from being released into the atmosphere through the bypass passage 36. Further, ozone may be supplied to this DPF in order to oxidize and remove PM of the DPF in the bypass passage 36. In this case, the downstream exhaust valve 32 may be an electromagnetically driven three-way valve similar to the upstream exhaust valve 30 ′, and the downstream portion of the bypass passage 36 may be connected to the downstream exhaust valve. According to this configuration, by switching between the upstream exhaust valve 30 ′ and the downstream exhaust valve each configured by an electromagnetically driven three-way valve, either one of the sealable passage 12 </ b> A and the bypass passage 36 is alternately arranged. A sealed passage is formed, and PM can be oxidized and removed by ozone in the sealed passage.

実施の形態2.
次に、図6及び図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、DPFの下流側から上流側にガスを還流させるための還流通路を備えており、この点を含めて実施の形態1と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment includes a reflux passage for refluxing gas from the downstream side to the upstream side of the DPF, and the configuration is different from that of the first embodiment including this point. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態2の特徴]
図6は、本発明の実施の形態2のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態1の構成に加えて、還流通路50、還流ポンプ52、遮断弁54等を備えている。還流通路50は、密閉可能通路12A内でDPF14の下流側から上流側にガスを還流させるための通路であり、下流排気弁32の上流側となる位置で排気通路12に対してDPF14と並列に接続されている。
[Features of Embodiment 2]
FIG. 6 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the second embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a reflux passage 50, a reflux pump 52, a shutoff valve 54, and the like in addition to the configuration of the first embodiment. The recirculation passage 50 is a passage for recirculating gas from the downstream side to the upstream side of the DPF 14 in the sealable passage 12A, and is parallel to the DPF 14 with respect to the exhaust passage 12 at a position upstream of the downstream exhaust valve 32. It is connected.

より詳しく述べると、還流通路50の一端側は、上流排気弁30とDPF14との間に接続されており、還流通路50の他端側は、DPF14と下流排気弁32との間に接続されている。また、還流通路50には、実施の形態1と同様のオゾン生成器16が設けられており、オゾン供給通路20は還流通路50の一部を構成している。しかし、本実施の形態において、オゾン生成器16は、オゾン供給通路20にオゾンを供給する機能と、オゾンの供給停止時に還流通路50を流れるガスをそのまま通過させる機能とを備えている。   More specifically, one end side of the recirculation passage 50 is connected between the upstream exhaust valve 30 and the DPF 14, and the other end side of the recirculation passage 50 is connected between the DPF 14 and the downstream exhaust valve 32. Yes. The reflux passage 50 is provided with the same ozone generator 16 as in the first embodiment, and the ozone supply passage 20 constitutes a part of the reflux passage 50. However, in the present embodiment, the ozone generator 16 has a function of supplying ozone to the ozone supply passage 20 and a function of passing the gas flowing through the reflux passage 50 as it is when the supply of ozone is stopped.

還流ポンプ52は、例えばポンプ、ファン等の送気手段により構成され、還流通路50に設けられている。そして、還流ポンプ52は、ECU40から入力される制御信号に応じて作動し、排気通路12(密閉可能通路12A)と還流通路50との間に還流ガスの流れを形成するものである。一方、遮断弁54は、ECU40により駆動される電磁駆動式の開閉弁等により構成され、還流通路50の他端側(遮断弁28と反対側の端部)に設けられている。遮断弁54は、内燃機関の運転中に閉弁状態に保持され、排気ガスが還流通路50に流入するのを防止するものである。   The reflux pump 52 is configured by an air supply unit such as a pump and a fan, and is provided in the reflux passage 50. The recirculation pump 52 operates in response to a control signal input from the ECU 40, and forms a recirculation gas flow between the exhaust passage 12 (sealable passage 12 </ b> A) and the recirculation passage 50. On the other hand, the shut-off valve 54 is configured by an electromagnetically driven on-off valve or the like driven by the ECU 40, and is provided on the other end side (the end opposite to the shut-off valve 28) of the reflux passage 50. The shut-off valve 54 is held in a closed state during operation of the internal combustion engine, and prevents exhaust gas from flowing into the recirculation passage 50.

(PM酸化制御)
本実施の形態では、実施の形態1とほぼ同様の手順によりPM酸化制御を実行する。しかし、密閉可能通路12Aにオゾンを供給した後には、遮断弁54を開弁し、還流ポンプ52を作動させる。これにより、密閉可能通路12A内のガスは、還流通路50と密閉可能通路12Aとからなる環状の流路に沿って流通し、DPF14の下流側から上流側に還流されるようになる。この還流動作は、PMの酸化が終了するまで継続される。これにより、オゾンを有効に活用しつつ、還流ガス中の残留オゾンやCOを確実に浄化することができる。
(PM oxidation control)
In the present embodiment, the PM oxidation control is executed according to substantially the same procedure as in the first embodiment. However, after supplying ozone to the sealable passage 12A, the shutoff valve 54 is opened and the reflux pump 52 is operated. As a result, the gas in the sealable passage 12A flows along the annular flow path composed of the reflux passage 50 and the sealable passage 12A, and is refluxed from the downstream side of the DPF 14 to the upstream side. This reflux operation is continued until PM oxidation is completed. Thereby, residual ozone and CO in the reflux gas can be reliably purified while effectively using ozone.

[実施の形態2を実現するための具体的な処理]
図7は、本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御を示すフロチャートである。この図に示すルーチンは、実施の形態1のルーチン(図4)にステップ130,132を追加したものである。従って、以下の説明では、実施の形態1と同一の処理についての説明を省略するものとする。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 2]
FIG. 7 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the second embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is obtained by adding steps 130 and 132 to the routine (FIG. 4) of the first embodiment. Therefore, in the following description, the description of the same processing as that of the first embodiment is omitted.

図7に示すルーチンでは、まず、ステップ100〜116の処理を行うことにより、密閉可能通路12Aに適切な量のオゾンを供給し、下流排気弁32を閉弁する。そして、ステップ130では、還流ポンプ52を作動させると共に、遮断弁54を開弁する。なお、もう一つの遮断弁28は、還流方向のガスの流れを許す逆止弁により構成されているが、この遮断弁28として電磁駆動式の開閉弁等を用いる場合には、ステップ130において2つの遮断弁28,54を開弁させればよい。そして、PMの酸化終了時には、還流ポンプ52を停止し、遮断弁54を閉弁する(ステップ132)。   In the routine shown in FIG. 7, first, by performing the processing of steps 100 to 116, an appropriate amount of ozone is supplied to the sealable passage 12 </ b> A, and the downstream exhaust valve 32 is closed. In step 130, the reflux pump 52 is operated and the shutoff valve 54 is opened. The other shut-off valve 28 is constituted by a check valve that allows the flow of gas in the recirculation direction. However, when an electromagnetically driven on-off valve or the like is used as the shut-off valve 28, 2 in step 130 is used. The two shutoff valves 28 and 54 may be opened. At the end of PM oxidation, the reflux pump 52 is stopped and the shutoff valve 54 is closed (step 132).

このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態によれば、PM酸化制御中には、密閉可能通路12Aに供給したオゾンを、還流ガスとしてDPF14の下流側から上流側に還流させることができる。これにより、DPF14から離れた位置に滞留していたオゾン等を含めて、供給されたオゾンの大部分をDPF14に繰返し流通させることができる。従って、オゾンを最大限有効に活用することができ、PMを効率よく酸化することができる。   In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the first embodiment. In particular, according to the present embodiment, during the PM oxidation control, ozone supplied to the sealable passage 12A can be recirculated from the downstream side to the upstream side of the DPF 14 as a reflux gas. As a result, most of the supplied ozone can be repeatedly circulated through the DPF 14, including ozone and the like remaining at a position away from the DPF 14. Therefore, ozone can be utilized to the maximum extent and PM can be oxidized efficiently.

また、還流通路50を流れるガスは、オゾンの生成時に発熱したオゾン生成器16(放電管)の内部を通過することになる。従って、還流ガス中に残留オゾンやCOが含まれていても、放電管内の高温雰囲気によりオゾンの熱分解やCOの酸化反応を促進することができ、これらの成分が大気中に放出されるのを確実に抑制することができる。   In addition, the gas flowing through the reflux passage 50 passes through the inside of the ozone generator 16 (discharge tube) that generates heat when ozone is generated. Therefore, even if the reflux gas contains residual ozone or CO, the high temperature atmosphere in the discharge tube can accelerate the thermal decomposition of ozone and the oxidation reaction of CO, and these components are released into the atmosphere. Can be reliably suppressed.

実施の形態3.
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、少なくとも活性酸素と一酸化炭素とを浄化するための補助触媒を備えており、この点を特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment includes an auxiliary catalyst for purifying at least active oxygen and carbon monoxide, and is characterized by this point. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態3の特徴]
図8は、本発明の実施の形態3のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、前記実施の形態2と同様の還流通路50、還流ポンプ52および遮断弁54を備えており、実施の形態2と同様の手順によりPM酸化制御を実行する構成としている。また、還流通路50には、補助触媒としての酸化触媒56が設けられている。酸化触媒56は、還流ガスの流れ方向を基準としてDPF14の下流側となり、かつオゾン生成器16の上流側となる位置に配置されている。酸化触媒56は、例えば銀を触媒成分として含むAg触媒や、γアルミナにPt等の金属を担持した触媒等により構成されており、オゾンの存在下でCOを効率よく酸化することが可能となっている。
[Features of Embodiment 3]
FIG. 8 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the third embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a reflux passage 50, a reflux pump 52, and a shutoff valve 54 similar to those of the second embodiment, and is configured to execute PM oxidation control by the same procedure as that of the second embodiment. . The reflux passage 50 is provided with an oxidation catalyst 56 as an auxiliary catalyst. The oxidation catalyst 56 is disposed at a position downstream of the DPF 14 and upstream of the ozone generator 16 with respect to the flow direction of the reflux gas. The oxidation catalyst 56 is composed of, for example, an Ag catalyst containing silver as a catalyst component, a catalyst in which a metal such as Pt is supported on γ-alumina, and the like, and can efficiently oxidize CO in the presence of ozone. ing.

このように構成される本実施の形態でも、実施の形態2とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態によれば、PM酸化制御中には、酸化触媒56によりガス中のオゾンとCOとを同時に除去することができる。即ち、PM酸化制御では、PMの捕集量に対応した量のオゾンを供給するが、PMの不完全な酸化反応によりCOが生じた場合には、このCOが生じた分だけオゾンが余ることになる。この場合、酸化触媒56は、ガス中のCOとオゾンとを反応させることができ、これらの成分を同時に分解し、ガス中から除去することができる。従って、残留オゾンやCOが大気中に放出されるのを、より確実に抑制することができる。   In this embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the second embodiment. In particular, according to the present embodiment, ozone and CO in the gas can be simultaneously removed by the oxidation catalyst 56 during PM oxidation control. That is, in PM oxidation control, an amount of ozone corresponding to the amount of PM collected is supplied, but if CO is generated due to incomplete oxidation of PM, ozone is left by the amount generated by this CO. become. In this case, the oxidation catalyst 56 can react CO and ozone in the gas, and can simultaneously decompose and remove these components from the gas. Therefore, it can suppress more reliably that residual ozone and CO are discharge | released in air | atmosphere.

実施の形態4.
次に、図9を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態は、活性酸素の活性度を高めるための活性触媒を備えており、この点を特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment includes an active catalyst for increasing the activity of active oxygen, and is characterized by this point. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態4の特徴]
図9は、本発明の実施の形態4のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、前記実施の形態2と同様の還流通路50、還流ポンプ52および遮断弁54を備えている。また、還流通路50の一部を構成するオゾン供給通路20には、オゾンを活性化することが可能な活性触媒58が設けられている。
[Features of Embodiment 4]
FIG. 9 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the fourth embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a reflux passage 50, a reflux pump 52, and a shutoff valve 54 similar to those of the second embodiment. An active catalyst 58 capable of activating ozone is provided in the ozone supply passage 20 that constitutes a part of the reflux passage 50.

一般に、オゾンは、所定の活性基準温度(例えば、150℃程度)以下の低温で安定性が高くなり、PMの酸化効率が低下する傾向がある。この低温状態において、活性触媒58は、オゾンを適度に不安定化(ラジカル化)し、その酸化反応性を高めることができる。具体的に述べると、活性触媒58は、例えばPt、Pd、Rh、Ag等の貴金属、あるいはFe、Mn、Co、Zr等の遷移金属又はその酸化物、あるいは希土類元素又はその酸化物、あるいはAl、Siの酸化物を一種以上含む触媒である。   In general, ozone has a high stability at a low temperature below a predetermined activation reference temperature (for example, about 150 ° C.), and the oxidation efficiency of PM tends to decrease. In this low temperature state, the active catalyst 58 can moderately destabilize (radicalize) ozone and increase its oxidation reactivity. Specifically, the active catalyst 58 can be a noble metal such as Pt, Pd, Rh, or Ag, a transition metal such as Fe, Mn, Co, or Zr or an oxide thereof, a rare earth element or an oxide thereof, or Al. The catalyst contains at least one oxide of Si.

そして、活性触媒58は、還流ガスの流れ方向を基準としてオゾン生成器16の下流側かつDPF14の上流側となる位置、即ち、オゾン生成器16から流出したオゾンがDPF14に向けて流れる位置に配置されている。従って、オゾン生成器16により生成されたオゾンは、活性触媒58により活性化された状態で、DPF14に流入するように構成されている。   The active catalyst 58 is disposed at a position downstream of the ozone generator 16 and upstream of the DPF 14 with respect to the flow direction of the reflux gas, that is, a position where ozone flowing out from the ozone generator 16 flows toward the DPF 14. Has been. Accordingly, the ozone generated by the ozone generator 16 is configured to flow into the DPF 14 while being activated by the active catalyst 58.

一方、前述した活性基準温度よりも高温の状態では、オゾンの反応性が十分に高いので、活性触媒58を用いる必要がない。このため、還流通路50には、活性触媒58をバイパスするバイパス通路60と、還流ガスの流路を活性触媒58とバイパス通路60の何れかに切換える流路切換弁62とが設けられている。流路切換弁62は、電磁駆動式の三方弁等により構成されている。そして、ECU40は、PM酸化制御を行うときに、DPF14(または排気ガス)の温度が活性基準温度以下であるか否かを判定し、この判定結果に基いて流路切換弁62を切換制御するように構成されている。   On the other hand, when the temperature is higher than the above-described activation reference temperature, the reactivity of ozone is sufficiently high, so that it is not necessary to use the active catalyst 58. Therefore, the reflux passage 50 is provided with a bypass passage 60 that bypasses the active catalyst 58 and a flow path switching valve 62 that switches the flow path of the reflux gas to either the active catalyst 58 or the bypass passage 60. The flow path switching valve 62 is configured by an electromagnetically driven three-way valve or the like. The ECU 40 determines whether or not the temperature of the DPF 14 (or exhaust gas) is equal to or lower than the activation reference temperature when performing PM oxidation control, and switches and controls the flow path switching valve 62 based on the determination result. It is configured as follows.

また、本実施の形態では、流路切換弁62の切換制御を除いて、実施の形態2と同様の手順によりPM酸化制御を実行する構成としている。そして、上記切換制御では、活性基準温度以下の低温状態のときに、流路切換弁62により還流ガスの流路が活性触媒58側に切換えられる。これにより、オゾン生成器16から還流通路50に供給されるオゾン、及び還流通路50を流れるオゾンは、活性触媒58により活性化された状態で、DPF14に流入するようになる。一方、活性基準温度よりも高温の状態では、流路切換弁62により還流ガスの流路がバイパス通路60に切換えられる。これにより、オゾンは活性触媒58を通過せずに、バイパス通路60を介して還流されるようになる。   Further, in the present embodiment, the PM oxidation control is executed by the same procedure as in the second embodiment except for the switching control of the flow path switching valve 62. In the switching control, the flow path of the reflux gas is switched to the active catalyst 58 side by the flow path switching valve 62 when the temperature is lower than the activation reference temperature. As a result, the ozone supplied from the ozone generator 16 to the reflux passage 50 and the ozone flowing through the reflux passage 50 flow into the DPF 14 while being activated by the active catalyst 58. On the other hand, in a state higher than the activation reference temperature, the flow path of the reflux gas is switched to the bypass path 60 by the flow path switching valve 62. As a result, ozone does not pass through the active catalyst 58 but is recirculated through the bypass passage 60.

このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態2とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態によれば、活性触媒58を備える構成としたので、オゾンの活性度が低下するような低温状態でも、PMの酸化を効率よく行うことができる。また、活性触媒58が不要となる高温状態では、還流ガスをバイパス通路60に流通させることができるので、活性触媒58の熱劣化を抑制することができる。   In the present embodiment configured as described above, substantially the same operational effects as those of the second embodiment can be obtained. And especially according to this Embodiment, since it was set as the structure provided with the active catalyst 58, oxidation of PM can be performed efficiently also in the low temperature state where the activity of ozone falls. Further, in a high temperature state where the active catalyst 58 is not required, the reflux gas can be circulated through the bypass passage 60, so that thermal degradation of the active catalyst 58 can be suppressed.

実施の形態5.
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。本実施の形態は、PMの酸化時に生じたガスを外部に放出するための放出通路を備えており、この点を特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is provided with a discharge passage for discharging the gas generated during the oxidation of PM to the outside, and is characterized by this point. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態5の特徴]
図10は、本発明の実施の形態5のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、排気通路12(密閉可能通路12A)内のガスを外部に放出するための放出通路70を備えている。ここで、放出通路70は、オゾン生成器16の空気取込通路18とオゾン供給通路20とにより構成され、下流排気弁32の上流側で密閉可能通路12Aに接続されている。即ち、本実施の形態では、オゾン生成器16の空気取込通路18とオゾン供給通路20とを、放出通路70として共用化しているものである。このため、オゾン生成器16は、通常のオゾン生成機能に加えて、密閉可能通路12Aから外部に向けて放出されるガスを通過させる機能も備えている。
[Features of Embodiment 5]
FIG. 10 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the fifth embodiment of the present invention. The system according to the present embodiment includes a discharge passage 70 for discharging the gas in the exhaust passage 12 (sealable passage 12A) to the outside. Here, the discharge passage 70 is constituted by the air intake passage 18 of the ozone generator 16 and the ozone supply passage 20, and is connected to the sealable passage 12 </ b> A on the upstream side of the downstream exhaust valve 32. That is, in the present embodiment, the air intake passage 18 and the ozone supply passage 20 of the ozone generator 16 are shared as the discharge passage 70. For this reason, in addition to the normal ozone generation function, the ozone generator 16 also has a function of allowing the gas released from the sealable passage 12A to pass outside.

また、空気取込通路18に設けられたエアポンプ72は、本実施の形態のガス放出手段と、オゾン生成器16用のエアポンプとを共用化したもので、正逆回転可能な電動ポンプ等により構成されている。即ち、エアポンプ72は、正回転することによりオゾン生成器16に向けて外気を吸込む動作と、逆回転することにより密閉可能通路12A内のガスを外部に吸出す動作とを実行することができ、これらの動作はECU40から入力される制御信号に応じて切換えられる。   The air pump 72 provided in the air intake passage 18 is a combination of the gas discharge means of the present embodiment and the air pump for the ozone generator 16 and is constituted by an electric pump that can rotate forward and backward. Has been. That is, the air pump 72 can perform an operation of sucking outside air toward the ozone generator 16 by rotating forward and an operation of sucking the gas in the sealable passage 12A to the outside by rotating backward. These operations are switched according to a control signal input from the ECU 40.

さらに、放出通路70(空気取込通路18)には、放出ガス浄化触媒としての酸化触媒74が設けられている。酸化触媒74は、前記実施の形態3とほぼ同様に、少なくともガス中のオゾンとCOとを浄化するように構成されている。なお、酸化触媒74は、空気の吸込方向においてオゾン生成器16の上流側に配置されているので、オゾン生成器16により生成されたオゾンは、酸化触媒74を通過することなく、密閉可能通路12Aに供給される。従って、オゾンの供給動作が酸化触媒74により影響されるのを防止することができる。   Further, an oxidation catalyst 74 as a discharge gas purification catalyst is provided in the discharge passage 70 (air intake passage 18). The oxidation catalyst 74 is configured to purify at least ozone and CO in the gas, as in the third embodiment. Since the oxidation catalyst 74 is disposed upstream of the ozone generator 16 in the air suction direction, the ozone generated by the ozone generator 16 does not pass through the oxidation catalyst 74 and can be sealed 12A. To be supplied. Therefore, the ozone supply operation can be prevented from being affected by the oxidation catalyst 74.

また、オゾン供給通路20には、電磁駆動式の開閉弁等により構成された遮断弁76が設けられている。この遮断弁76は、オゾンの供給動作、および密閉可能通路12A内のガスの吸出し動作が実行されるときに、ECU40により開弁される。また、遮断弁76は、内燃機関の通常運転中に閉弁状態に保持され、排気ガスが放出通路70に流入するのを遮断する。   The ozone supply passage 20 is provided with a shut-off valve 76 constituted by an electromagnetically driven on-off valve or the like. The shutoff valve 76 is opened by the ECU 40 when the ozone supply operation and the gas suction operation in the sealable passage 12A are executed. The shutoff valve 76 is held in a closed state during normal operation of the internal combustion engine, and shuts off exhaust gas from flowing into the discharge passage 70.

本実施の形態では、実施の形態1とほぼ同様の手順によりPM酸化制御を実行するが、DPF14の再生完了時には、密閉可能通路12A内に滞留するガスの吸出し動作を行う構成としている。具体的に述べると、この吸出し動作では、下流排気弁32を開弁し、エアポンプ72を逆回転させる。これにより、密閉可能通路12A内のガスは放出通路70から大気中に放出され、密閉可能通路12A内には、下流排気弁32を介して空気が導入される。このとき、放出ガス中の残留オゾンやCOは酸化触媒74により浄化されるので、これらの成分が大気中に放出されるのを抑制することができる。   In the present embodiment, the PM oxidation control is executed in substantially the same procedure as in the first embodiment. However, when the regeneration of the DPF 14 is completed, the operation of sucking out the gas staying in the sealable passage 12A is performed. More specifically, in this suction operation, the downstream exhaust valve 32 is opened and the air pump 72 is rotated in the reverse direction. As a result, the gas in the sealable passage 12A is released into the atmosphere from the discharge passage 70, and air is introduced into the sealable passage 12A via the downstream exhaust valve 32. At this time, residual ozone and CO in the released gas are purified by the oxidation catalyst 74, so that these components can be prevented from being released into the atmosphere.

また、吸出し動作の継続時間は、エアポンプ72の流量と密閉可能通路12Aの容積とに基いて、少なくとも密閉可能通路12A内のガスを入れ替えることが可能な時間長となるように予め設定されている。そして、この継続時間が経過するか、またはオゾンセンサ、COセンサ等により密閉可能通路12A内に残留オゾンやCOが存在しないことを確認したときには、エアポンプ72を停止する。   Further, the duration of the suction operation is set in advance so as to be at least a time length during which the gas in the sealable passage 12A can be replaced based on the flow rate of the air pump 72 and the volume of the sealable passage 12A. . And when this continuation time passes or it is confirmed by ozone sensor, CO sensor, etc. that residual ozone and CO do not exist in the sealable passage 12A, the air pump 72 is stopped.

なお、上記吸出し動作は、例えば実施の形態1と同様の残留オゾン判定処理(図4中のステップ118)によりオゾンが検出されたときに実行し、それ以外の場合には実行しない構成としてもよい。また、上記吸出し動作は、内燃機関の再始動時に実行する構成としてもよい。即ち、例えば内燃機関の停止時にPM酸化制御を実行した場合には、密閉可能通路12A内に残留オゾンやCOが存在している可能性がある。このため、内燃機関の再始動時(再始動の直前)には、例えばオゾンセンサ、COセンサ等によりこれらの成分が検出されたときに、上記吸出し動作を実行する構成としてもよい。   The above suction operation may be performed when ozone is detected by the residual ozone determination process (step 118 in FIG. 4) similar to that in the first embodiment, for example, and may not be performed in other cases. . The suction operation may be performed when the internal combustion engine is restarted. That is, for example, when PM oxidation control is executed when the internal combustion engine is stopped, residual ozone or CO may exist in the sealable passage 12A. For this reason, when the internal combustion engine is restarted (immediately before restart), for example, the above-described suction operation may be performed when these components are detected by an ozone sensor, a CO sensor, or the like.

このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態によれば、残留オゾンが消失するまで待機しなくても、密閉可能通路12A内のガスを浄化しつつ速やかに放出することができ、制御の迅速化を図ることができる。また、本実施の形態では、オゾン生成器16の空気取込通路18とオゾン供給通路20とを放出通路70として共用化する構成としたので、専用の放出通路やガス放出用のポンプ等を設置する必要がなくなり、システムの小型化および簡略化を図ることができる。   In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the first embodiment. And especially according to this Embodiment, even if it does not wait until residual ozone lose | disappears, it can discharge | release quickly, purifying the gas in 12 A of sealable paths, and can aim at speeding-up of control. it can. In the present embodiment, since the air intake passage 18 and the ozone supply passage 20 of the ozone generator 16 are shared as the discharge passage 70, a dedicated discharge passage, a gas discharge pump, and the like are installed. Therefore, the system can be reduced in size and simplified.

なお、本発明は、上述した実施の形態5の構成に限定されるものではなく、放出通路70は、必ずしも空気取込通路18やオゾン供給通路20と共用化する必要はない。即ち、本発明では、例えば空気取込通路18やオゾン供給通路20とは別に、専用の放出通路を密閉可能通路12Aに接続し、この放出通路に、ポンプ等のガス放出手段と、放出ガス浄化触媒とを設ける構成としてもよい。   The present invention is not limited to the configuration of the fifth embodiment described above, and the discharge passage 70 does not necessarily need to be shared with the air intake passage 18 and the ozone supply passage 20. That is, in the present invention, for example, a dedicated discharge passage is connected to the sealable passage 12A separately from the air intake passage 18 and the ozone supply passage 20, and a gas discharge means such as a pump and a discharge gas purification device are connected to the discharge passage. It is good also as a structure which provides a catalyst.

実施の形態6.
次に、図11及び図12を参照して、本発明の実施の形態6について説明する。本実施の形態は、活性酸素供給手段の放電部をガスの通路に設ける構成としており、この点を特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 6 FIG.
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that the discharge portion of the active oxygen supply means is provided in the gas passage, and this is a feature. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

[実施の形態6の特徴]
図11は、本発明の実施の形態6のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態1と同様の機能を有する活性酸素供給手段としてのオゾン生成器80を備えている。そして、オゾン生成器80は、電源から給電されることにより高電圧パルスを発生する電源回路82と、前記高電圧パルスが供給されることにより放電する放電部84と、この放電部84にオゾンの原料となる空気を供給する空気供給部86とを備えている。
[Features of Embodiment 6]
FIG. 11 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the sixth embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes an ozone generator 80 as an active oxygen supply unit having the same function as that of the first embodiment. The ozone generator 80 includes a power supply circuit 82 that generates a high voltage pulse when power is supplied from a power supply, a discharge unit 84 that discharges when the high voltage pulse is supplied, and ozone discharges to the discharge unit 84. And an air supply unit 86 for supplying air as a raw material.

ここで、放電部84は、DPF14の上流側で排気通路12(密閉可能通路12A)内に設けられた2つの電極を備えている。これらの電極間には、電源回路82から高電圧パルスが印加されることにより放電が生じ、空気(酸素)の存在下では、この放電により密閉可能通路12A内にオゾンが発生する。また、空気供給部86は、前記実施の形態1と同様のエアポンプを備えており、このエアポンプの吐出口は、放電部84の上流側で密閉可能通路12Aに接続されている。そして、空気供給部86は、オゾンの原料となる空気を密閉可能通路12A内に供給するように構成されている。また、本実施の形態では、実施の形態1とほぼ同様の手順によりPM酸化制御を実行する。   Here, the discharge unit 84 includes two electrodes provided in the exhaust passage 12 (the sealable passage 12A) on the upstream side of the DPF 14. A discharge is generated between these electrodes by applying a high voltage pulse from the power supply circuit 82. In the presence of air (oxygen), ozone is generated in the sealable passage 12A by this discharge. The air supply unit 86 includes an air pump similar to that of the first embodiment, and the discharge port of the air pump is connected to the sealable passage 12A on the upstream side of the discharge unit 84. And the air supply part 86 is comprised so that the air used as the raw material of ozone may be supplied in 12A of sealable paths. Further, in the present embodiment, PM oxidation control is executed by substantially the same procedure as in the first embodiment.

このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態によれば、放電部84により密閉可能通路12A内にオゾンを直接生成することができる。これにより、例えば外部で生成したオゾンを密閉可能通路12A内に供給する場合と比較して、オゾンが生成してからPMと反応するまでの時間を短くすることができる。従って、供給途中の分解等によるオゾンの損失を最小限に抑制し、オゾン及びその生成電力を有効に活用することができる。   In the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the first embodiment. In particular, according to the present embodiment, ozone can be directly generated in the sealable passage 12 </ b> A by the discharge portion 84. Thereby, compared with the case where ozone generated outside, for example, is supplied into the sealable passage 12A, the time from when ozone is generated until it reacts with PM can be shortened. Therefore, the loss of ozone due to decomposition or the like during supply can be suppressed to the minimum, and ozone and its generated power can be used effectively.

図12は、実施の形態6のシステムと循環型システムのそれぞれについて、PM酸化量とCO排出量とを示す説明図である。この図において、「循環型」とは、還流通路50を備えた実施の形態2のシステム構成を示している。また、図12に示すデータは、本願発明者の実験により得られたものである。図12に示すように、本実施の形態の構成でも、実施の形態2とほぼ同程度のPM酸化能力とCO浄化能力を発揮することができる。従って、本実施の形態によれば、還流通路等を使用しない簡単な構造でも、放電部84を排気通路12に組込むことにより、高い排気浄化性能を実現することができる。これにより、配管部品等の部品点数を削減し、システム全体の小型軽量化を図ることができる。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing the PM oxidation amount and the CO emission amount for each of the system of the sixth embodiment and the circulation type system. In this figure, “circulation type” indicates the system configuration of the second embodiment provided with the reflux passage 50. Further, the data shown in FIG. 12 is obtained by the experiment of the present inventor. As shown in FIG. 12, the configuration of the present embodiment can also exhibit the PM oxidation capability and the CO purification capability that are almost the same as those of the second embodiment. Therefore, according to the present embodiment, even with a simple structure that does not use a recirculation passage or the like, high exhaust purification performance can be realized by incorporating the discharge portion 84 into the exhaust passage 12. Thereby, the number of parts, such as piping parts, can be reduced and the whole system can be reduced in size and weight.

(実験による検証)
次に、図13及び図14を参照しつつ、前述した実施の形態1乃至4の作用効果について説明する。まず、図13は、本発明の作用効果を検証するために使用した実験設備の一例を示す説明図である。この実験設備は、排気通路12(密閉可能通路12A)に相当する円筒形の容器内にDPFを含む評価サンプルを収容したもので、この容器中には、オゾンを含むガスを流通させることが可能となっている。また、容器の両端側は、排気弁30,32に相当する遮蔽板により密閉されている。
(Verification by experiment)
Next, the effects of the first to fourth embodiments will be described with reference to FIGS. 13 and 14. First, FIG. 13 is explanatory drawing which shows an example of the experimental equipment used in order to verify the effect of this invention. In this experimental facility, an evaluation sample containing DPF is accommodated in a cylindrical container corresponding to the exhaust passage 12 (sealable passage 12A), and gas containing ozone can be circulated in the container. It has become. Further, both end sides of the container are sealed with shielding plates corresponding to the exhaust valves 30 and 32.

容器内に収容する評価サンプルとしては、例えばγアルミナに1wt%のPtを担持したスラリーを容積35ccのDPFに対して50g/L相当の割合でコートしたものを使用し、このDPFに0.3gのPMを付着させる構成とした。そして、実施の形態1に対応する実験では、この容器中にオゾンを含むガスを滞留させた後に、PMの酸化量やCOの生成量を測定する構成とした。また、実施の形態2,3に対応する実験では、図13に示すように、オゾンを含むガスを容器の下流側から上流側に還流させたり、ガスの還流経路上に補助触媒のサンプルを配置する構成とした。なお、補助触媒のサンプルとしては、γアルミナにPt等の金属を担持したものを使用している。また、個々の実験は、DPFを200℃程度に暖めた状態で実施した。   As an evaluation sample to be accommodated in a container, for example, a slurry in which 1 wt% Pt is supported on γ alumina is coated at a rate equivalent to 50 g / L with respect to a 35 cc DPF, and 0.3 g is applied to this DPF. The PM was attached. In the experiment corresponding to the first embodiment, after the ozone-containing gas is retained in the container, the oxidation amount of PM and the generation amount of CO are measured. Further, in the experiment corresponding to the second and third embodiments, as shown in FIG. 13, the gas containing ozone is recirculated from the downstream side to the upstream side of the container, or the auxiliary catalyst sample is arranged on the gas recirculation path. The configuration is as follows. As a sample of the auxiliary catalyst, a material in which a metal such as Pt is supported on γ alumina is used. Moreover, each experiment was implemented in the state which warmed DPF to about 200 degreeC.

上記実験により得られたデータを図14に示す。図14は、本発明の実施の形態1乃至4について、各実施の形態の作用効果を示す説明図である。この図において、「密閉型」とは、実施の形態1に対応する実験データを示している。また、「循環型」は実施の形態2、「循環型+補助触媒」は実施の形態3にそれぞれ対応している。また、「比較例」は、従来技術に相当するものであり、排気弁30,32を設置しない場合(前述の遮蔽板が存在しない場合)の実験データである。図14から判るように、実施の形態1乃至4によれば、従来技術と比較してPMの酸化量を確実に増大させることができ、排気エミッションを向上させることができる。また、補助触媒を用いた場合には、COの排出量を抑制することができる。   Data obtained by the above experiment is shown in FIG. FIG. 14 is an explanatory diagram showing the effects of the respective embodiments of the first to fourth embodiments of the present invention. In this figure, “sealed type” indicates experimental data corresponding to the first embodiment. Further, “circulation type” corresponds to the second embodiment, and “circulation type + auxiliary catalyst” corresponds to the third embodiment. The “comparative example” corresponds to the prior art, and is experimental data when the exhaust valves 30 and 32 are not installed (when the above-described shielding plate is not present). As can be seen from FIG. 14, according to the first to fourth embodiments, the amount of PM oxidation can be reliably increased as compared with the prior art, and the exhaust emission can be improved. Moreover, when an auxiliary catalyst is used, the amount of CO emission can be suppressed.

なお、前記実施の形態では、図4、図7中のステップ112,116,130が浄化制御手段の具体例を示している。また、ステップ114は供給量判定手段の具体例、ステップ118は残留判定手段の具体例、ステップ122は開放制御手段の具体例をそれぞれ示している。さらに、ステップ106は要求量算出手段の具体例、ステップ112,124は補充制御手段の具体例をそれぞれ示している。   In the above embodiment, steps 112, 116, and 130 in FIGS. 4 and 7 show specific examples of the purification control means. Step 114 shows a specific example of the supply amount determination means, step 118 shows a specific example of the residual determination means, and step 122 shows a specific example of the opening control means. Further, step 106 shows a specific example of the requested amount calculation means, and steps 112 and 124 show specific examples of the replenishment control means.

また、実施の形態では、排気通路12に上流排気弁30と下流排気弁32とを設ける構成とした。しかし、本発明は、排気弁30,32のうち少なくとも下流排気弁32を備えていればよいもので、必ずしも上流排気弁30を必要とするものではない。なお、上流排気弁30を省略した場合において、「排気通路のうち下流通路開閉手段により閉塞される部位の容積」とは、例えば排気通路のうち内燃機関の排気バルブから下流通路開閉手段(下流排気弁32)に至るまでの通路容積と考えればよい。   In the embodiment, the exhaust passage 12 is provided with the upstream exhaust valve 30 and the downstream exhaust valve 32. However, the present invention only requires at least the downstream exhaust valve 32 of the exhaust valves 30 and 32, and does not necessarily require the upstream exhaust valve 30. When the upstream exhaust valve 30 is omitted, “the volume of the portion of the exhaust passage that is blocked by the downstream passage opening / closing means” refers to, for example, the exhaust passage of the internal combustion engine from the exhaust valve of the internal combustion engine (downstream exhaust opening / closing means). The passage volume up to the valve 32) may be considered.

また、実施の形態1では、図5に示す変形例として、内燃機関の運転中にもPM酸化制御を実行することが可能な構成を例示した。本発明は、この変形例を実施の形態2乃至6に適用する構成としてもよい。これにより、実施の形態2乃至6においても、機関運転中にPM酸化制御を実行することができる。   In the first embodiment, as a modification shown in FIG. 5, a configuration capable of executing PM oxidation control even during operation of the internal combustion engine is illustrated. The present invention may be configured to apply this modification to the second to sixth embodiments. Thereby, also in Embodiment 2 thru | or 6, PM oxidation control can be performed during engine operation.

また、実施の形態3,4では、それぞれ酸化触媒56、活性触媒58を用いる構成とした。本発明では、他の実施の形態においても、これらの触媒56,58を用いることができる。即ち、例えば実施の形態1,4,5,6において、酸化触媒56を密閉可能通路12Aに設ける構成としてもよい。また、実施の形態1,3,5,6において、活性触媒58をオゾン供給通路20や密閉可能通路12Aに設ける構成としてもよい。   In the third and fourth embodiments, the oxidation catalyst 56 and the active catalyst 58 are used, respectively. In the present invention, these catalysts 56 and 58 can also be used in other embodiments. That is, for example, in Embodiments 1, 4, 5, and 6, the oxidation catalyst 56 may be provided in the sealable passage 12A. In the first, third, fifth, and sixth embodiments, the active catalyst 58 may be provided in the ozone supply passage 20 or the sealable passage 12A.

さらに、実施の形態6では、オゾン生成器80の放電部84を密閉可能通路12Aに配置する構成とした。本発明では、例えば実施の形態2,3,4,5において、放電部84を密閉可能通路12Aや還流通路50に設ける構成としてもよい。   Furthermore, in the sixth embodiment, the discharge part 84 of the ozone generator 80 is arranged in the sealable passage 12A. In the present invention, for example, in the second, third, fourth, and fifth embodiments, the discharge portion 84 may be provided in the sealable passage 12A or the reflux passage 50.

また、実施の形態では、DPF14の上流側と下流側の圧力差がPMの捕集量に応じて変化するのを利用し、前記圧力差に基づいてPMの捕集量を検出する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば内燃機関の運転状態等に応じてDPF14内に捕集されたPMの捕集量(蓄積量)を積算し、その積算値に応じてPMの捕集量を推定する構成としてもよい。   In the embodiment, a configuration is used in which the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the DPF 14 is changed according to the amount of collected PM, and the amount of collected PM is detected based on the pressure difference. . However, the present invention is not limited to this. For example, the amount of PM collected (accumulated amount) collected in the DPF 14 is integrated according to the operating state of the internal combustion engine, and the amount of PM collected according to the integrated value. It is good also as a structure which estimates quantity.

また、実施の形態では、排気ガス中に添加する活性酸素として、オゾンを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、オゾンに代えて、他の種類の活性酸素(例えば、O-,O2-,O2 -,O3 -,On -等で表される酸素マイナスイオン)を排気ガス中に添加するようにしてもよい。 In the embodiment, ozone has been described as an example of the active oxygen added to the exhaust gas. However, the present invention is not limited to this, and instead of ozone, other types of active oxygen (for example, oxygen negative ions represented by O , O 2− , O 2 , O 3 , O n −, etc.) are used. ) May be added to the exhaust gas.

また、実施の形態では、浄化装置としてDPF14を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、DPFに限定されるものではなく、排気ガス中の成分を浄化する各種の触媒や浄化機構等に対して、広く適用することができる。   In the embodiment, the DPF 14 is described as an example of the purification device. However, the present invention is not limited to the DPF, and can be widely applied to various catalysts and purification mechanisms that purify components in the exhaust gas.

さらに、実施の形態では、ディーゼルエンジンからなる内燃機関10に適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばガソリンエンジン等を含めて各種の内燃機関に広く適用し得るものである。   Furthermore, in the embodiment, the case where the present invention is applied to the internal combustion engine 10 including a diesel engine has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is widely applied to various internal combustion engines including, for example, a gasoline engine. To get.

10 内燃機関
12 排気通路
12A 密閉可能通路
14 DPF(浄化装置)
16,80 オゾン生成器(活性酸素供給手段)
18 空気取込通路
20 オゾン供給通路
22 エアポンプ
24 空気量センサ(ガス供給量取得手段)
26 エアフィルタ
28,54 遮断弁
30,30′ 上流排気弁(上流通路開閉手段)
32 下流排気弁(下流通路開閉手段)
34 温度センサ
36,60 バイパス通路
40 ECU
50 還流通路
52 還流ポンプ(送気手段)
56 酸化触媒(補助触媒)
58 活性触媒
62 流路切換弁
70 放出通路
72 エアポンプ(ガス放出手段)
74 酸化触媒(放出ガス浄化触媒)
82 電源回路
84 放電部
86 空気供給部
10 Internal combustion engine 12 Exhaust passage 12A Sealable passage 14 DPF (purification device)
16, 80 Ozone generator (active oxygen supply means)
18 Air intake passage 20 Ozone supply passage 22 Air pump 24 Air amount sensor (gas supply amount acquisition means)
26 Air filter 28, 54 Shut-off valve 30, 30 'Upstream exhaust valve (upstream passage opening / closing means)
32 Downstream exhaust valve (downstream passage opening / closing means)
34 Temperature sensor 36, 60 Bypass passage 40 ECU
50 Reflux passage 52 Reflux pump (air supply means)
56 Oxidation catalyst (auxiliary catalyst)
58 Active catalyst 62 Flow path switching valve 70 Release passage 72 Air pump (gas release means)
74 Oxidation catalyst (exhaust gas purification catalyst)
82 Power supply circuit 84 Discharge unit 86 Air supply unit

Claims (10)

内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を浄化する浄化装置と、
前記浄化装置の下流側で前記排気通路を開,閉する下流通路開閉手段と、
前記下流通路開閉手段の上流側で前記排気通路に活性酸素を供給することが可能な活性酸素供給手段と、
排気ガスが前記浄化装置を流通しないときに、前記下流通路開閉手段を閉じ、かつ前記活性酸素供給手段により前記排気通路に活性酸素を供給する浄化制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for purifying unpurified components in the exhaust gas;
Downstream passage opening and closing means for opening and closing the exhaust passage on the downstream side of the purification device;
Active oxygen supply means capable of supplying active oxygen to the exhaust passage upstream of the downstream passage opening and closing means;
Purification control means for closing the downstream passage opening and closing means and supplying active oxygen to the exhaust passage by the active oxygen supply means when exhaust gas does not flow through the purification device;
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising:
前記排気通路に対する活性酸素の供給位置及び前記浄化装置よりも上流側で前記排気通路を開,閉する上流通路開閉手段を備え、
前記浄化制御手段は、前記活性酸素供給手段により活性酸素を供給するときに、前記上流通路開閉手段を閉じる構成としてなる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
An upstream passage opening / closing means for opening and closing the exhaust passage upstream of the purification oxygen supply position and the supply position of the active oxygen to the exhaust passage;
The exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the purification control means is configured to close the upstream passage opening / closing means when the active oxygen is supplied by the active oxygen supply means.
前記活性酸素供給手段により前記排気通路に供給されたガスの量を取得するガス供給量取得手段と、
前記排気通路のうち前記下流通路開閉手段により閉塞される部位に対して、当該部位の容積に対応した量のガスが供給されたか否かを判定する供給量判定手段と、を備え、
前記浄化制御手段は、前記供給量判定手段の判定が成立したときに、前記活性酸素供給手段を停止し、かつ前記下流通路開閉手段を閉じる構成としてなる請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Gas supply amount acquisition means for acquiring the amount of gas supplied to the exhaust passage by the active oxygen supply means;
Supply amount determination means for determining whether or not an amount of gas corresponding to the volume of the portion of the exhaust passage that is blocked by the downstream passage opening / closing means is supplied;
The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the purification control means is configured to stop the active oxygen supply means and close the downstream passage opening / closing means when the determination of the supply amount determination means is established. Exhaust purification device.
前記活性酸素供給手段による活性酸素の供給が停止された後に、前記排気通路内のガス中に活性酸素が残留しているか否かを判定する残留判定手段と、
前記浄化制御手段による制御が終了し、かつガス中の残留活性酸素が消失したときに、前記下流通路開閉手段を開く開放制御手段と、
を備えてなる請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Residual determination means for determining whether or not active oxygen remains in the gas in the exhaust passage after the supply of active oxygen by the active oxygen supply means is stopped;
An opening control means for opening the downstream passage opening and closing means when the control by the purification control means is finished and the residual active oxygen in the gas disappears;
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記浄化装置が必要とする活性酸素の要求量を算出する要求量算出手段と、
前記活性酸素供給手段による活性酸素の供給量が前記要求量よりも少ない状態で、前記排気通路内の活性酸素が消失したときに、前記下流通路開閉手段を一時的に開き、かつ前記活性酸素供給手段により活性酸素を補充する補充制御手段と、
を備えてなる請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
A required amount calculating means for calculating a required amount of active oxygen required by the purification device;
When the amount of active oxygen supplied by the active oxygen supply means is smaller than the required amount, when the active oxygen in the exhaust passage disappears, the downstream passage opening / closing means is temporarily opened, and the active oxygen supply Replenishment control means for replenishing active oxygen by means;
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記下流通路開閉手段の上流側で前記排気通路に設けられ、前記浄化装置から流出したガスを還流ガスとして前記浄化装置の上流側に還流させる還流通路と、
前記還流ガスの流れを形成することが可能な送気手段と、を備え、
前記浄化制御手段は、前記活性酸素供給手段により前記排気通路に活性酸素を供給した後に、前記活性酸素供給手段を停止して前記送気手段を作動させる構成としてなる請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
A reflux passage provided in the exhaust passage on the upstream side of the downstream passage opening and closing means, and refluxing the gas flowing out from the purification device to the upstream side of the purification device as a reflux gas;
An air supply means capable of forming a flow of the reflux gas,
6. The purification control unit according to claim 1, wherein the purification control unit is configured to stop the active oxygen supply unit and operate the air supply unit after supplying active oxygen to the exhaust passage by the active oxygen supply unit. An exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記排気通路内のガスを外部に放出するために、前記下流通路開閉手段の上流側で前記排気通路に接続された放出通路と、
前記放出通路に設けられ、少なくともガス中の活性酸素と一酸化炭素とを浄化する放出ガス浄化触媒と、
前記浄化制御手段による制御が終了したときに、前記排気通路内のガスを前記放出通路から外部に放出するガス放出手段と、
を備えてなる請求項1乃至6のうち何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
A discharge passage connected to the exhaust passage on the upstream side of the downstream passage opening and closing means for discharging the gas in the exhaust passage to the outside;
A release gas purification catalyst that is provided in the discharge passage and purifies at least active oxygen and carbon monoxide in the gas;
A gas releasing means for releasing the gas in the exhaust passage from the discharge passage to the outside when the control by the purification control means is completed;
An exhaust purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
前記下流通路開閉手段の上流側に位置して前記浄化装置から流通したガスが流れる通路に設けられ、少なくともガス中の活性酸素と一酸化炭素とを浄化する補助触媒を備えてなる請求項1乃至7のうち何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。   The auxiliary catalyst for purifying at least active oxygen and carbon monoxide in the gas is provided in a passage through which the gas circulated from the purification device is located upstream of the downstream passage opening / closing means. An exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein: 前記下流通路開閉手段の上流側に位置して活性酸素が流通する通路に設けられ、活性酸素の活性度を高めることが可能な活性触媒を備えてなる請求項1乃至8のうち何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。   9. The active catalyst according to claim 1, further comprising an active catalyst provided in a passage through which the active oxygen flows and located upstream of the downstream passage opening / closing means, and capable of increasing the activity of the active oxygen. 2. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to 1. 前記活性酸素供給手段は、
活性酸素の供給対象となる通路内に設けられ、放電より活性酸素を発生させることが可能な放電部と、
活性酸素の原料となる空気を前記通路内に供給する空気供給部と、
を備えてなる請求項1乃至9のうち何れか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The active oxygen supply means includes
A discharge unit that is provided in a passage to be supplied with active oxygen and capable of generating active oxygen from discharge;
An air supply section for supplying air as a raw material of active oxygen into the passage;
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, further comprising:
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