JP2021169386A - オゾン生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載可能なシステム体格で、速やかに必要量のオゾンを生成可能なオゾン生成装置を提供する。【解決手段】オゾン生成装置１０は、内燃機関４０の排気管４３に接続され、前記内燃機関からの排気を浄化する排気浄化触媒４６，４７の上流にオゾンを供給し、原料ガスを乾燥して乾燥原料ガスを生成する乾燥機構１１，１２と、前記乾燥原料ガスを保持空間に密閉して保持する保持機構１３と、前記乾燥原料ガスから前記オゾンを生成する生成機構１４と、前記乾燥機構と、前記保持機構と、前記生成機構のうち、少なくとも１つ機構を停止するとともに、少なくとも１つを動作させるように制御する制御部１５と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の排気系に供給するオゾンや活性酸素種を生成するオゾン生成装置に関する。

特許文献１に記載されているとおり、オゾンや活性酸素種を生成するオゾン生成装置が知られている。特許文献１に記載のオゾン生成装置では、オゾンを生成する反応器内に湿気がある場合、放電により生成するオゾン量が低下するという知見に基づいて、乾燥したガスを反応器に供給する。

特許第５８１１７４９号公報

内燃機関の排気系にオゾンを供給する場合、オゾン生成装置には、速やかに必要量のオゾンを供給することと、車両に搭載可能な程度まで小型化されたシステム体格であることとを両立させることが求められる。特許文献１に記載のオゾン生成装置は、起動後、速やかに必要量のオゾンを生成させるために、反応器に供給するガスを乾燥する手段として、中空糸膜ユニットで構成される乾燥手段と、シリカゲルを含む乾燥剤で構成される乾燥手段とを備える。この２つの乾燥手段を備えることにより、オゾン生成装置は大型化し、車両への搭載は困難となる。

上記に鑑み、本発明は、車載可能なシステム体格で、速やかに必要量のオゾンを生成可能なオゾン生成装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関の排気管に接続され、前記内燃機関からの排気を浄化する排気浄化触媒の上流にオゾンを供給するオゾン生成装置を提供する。このオゾン生成装置は、原料ガスを乾燥して乾燥原料ガスを生成する乾燥機構と、前記乾燥原料ガスを保持空間に密閉して保持する保持機構と、前記乾燥原料ガスから前記オゾンを生成する生成機構と、前記乾燥機構と、前記保持機構と、前記生成機構のうち、少なくとも１つ機構を停止するとともに、少なくとも１つを動作させるように制御する制御部と、を備える。

上記のオゾン生成装置によれば、乾燥機構により乾燥された乾燥原料ガスを保持機構に保持することができる。このため、オゾンを生成する際に、保持機構に保持された、十分に乾燥された乾燥原料ガスを、十分な量だけ、生成機構に供給することができる。制御部は、乾燥機構と、保持機構と、生成機構のうち、少なくとも１つ機構を停止するとともに、少なくとも１つを動作させるように制御することにより、乾燥原料ガスからのオゾンの生成と、乾燥原料ガスの確保とを実現できる。このため、乾燥機構の乾燥原料ガスの生成能力が大きくなくても、速やかに必要量の乾燥原料ガスを生成機構において利用可能に構成することができ、速やかに必要量のオゾンを生成するように構成することができる。その結果、乾燥機構を小さくして、オゾン生成装置全体を、車載可能なシステム体格まで小型化することができる。

第１実施形態に係るオゾン生成装置を含む排気浄化システムを示す図。 第１実施形態に係るオゾン生成装置の駆動制御処理のフローチャート。 第１実施形態に係るオゾン生成装置の概略図。 第１実施形態に係るオゾン生成装置の制御モード毎の制御の概要を示す表。 第２実施形態に係るオゾン生成装置の概略図。 第３実施形態に係るオゾン生成装置の概略図。 第４実施形態に係るオゾン生成装置の概略図。 第４実施形態に係るオゾン生成装置の制御モード毎の制御の概要を示す表。 第４実施形態に係るオゾン生成装置の駆動制御処理のフローチャート。 第５実施形態に係るオゾン生成装置の概略図。 第５実施形態に係るオゾン生成装置の制御モード毎の制御の概要を示す表。 第５実施形態に係るオゾン生成装置の駆動制御処理のフローチャート。

（第１実施形態）
図１に示す排気浄化システムは、車両に搭載され、内燃機関４０から排出される排気を第１触媒層４６および第２触媒層４７により浄化可能な装置として構成されている。図１に示すように、オゾン生成装置１０は、第１触媒層４６の上流にオゾンを供給するために、排気浄化システムに搭載されている。

内燃機関４０は、ディーゼルエンジンであり、吸気管４２から吸入した空気は、圧縮されて燃料噴射弁から内燃機関４０の燃焼室内に吸入され、この燃焼室内において、燃料噴射弁から噴射された燃料とともに燃焼に供される。内燃機関４０からの排気は、排気管４３から排出され、第１触媒層４６および第２触媒層４７により浄化された後、車両の外部に排出される。

排気管４３と第１触媒層４６との間に、第１ＮＯｘセンサ１４１および圧力センサ１４２が、この順序で設けられている。第１ＮＯｘセンサ１４１および圧力センサ１４２により、内燃機関４０から排気管４３に排出された排気中のＮＯｘ量と、排気の温度とを検出できる。第１触媒層４６と第２触媒層４７との間に温度センサ１４４が設けられている。温度センサ１４４により、第１触媒層４６の出口かつ第２触媒層４７の入口における排気の温度を検出できる。第２触媒層４７の下流側に第２ＮＯｘセンサ１４５が設けられており、第２ＮＯｘセンサ１４５により、第２触媒層４７の出口の排気中のＮＯｘ量を検出できる。第１触媒層４６に触媒温度センサ１４３が設けられており、触媒温度センサ１４３により第１触媒層４６の温度を検出できる。第２触媒層４７に差圧センサ１４６が設けられており、差圧センサ１４６により第２触媒層４７の入口と出口との差圧を検出できる。

オゾン生成装置１０は、空気を原料ガスとして用い、空気中の酸素からオゾンや活性酸素種を生成する。オゾン生成装置１０は、排気管４３に接続され、排気管４３内に生成したオゾンを供給する。すなわち、オゾン生成装置１０は、第１触媒層４６の上流側の排気管４３内に、オゾンを供給することができる。

オゾン生成装置１０は、空気の流れ方向の上流側から順に、エアコンプレッサ１１と、乾燥器１２と、エアタンク１３と、オゾン生成器１４と、オゾン生成ＥＣＵ１５と、を備える。乾燥器１２の下流側かつエアタンク１３の上流側に逆止弁１１０が設けられている。エアタンク１３の下流側かつオゾン生成器１４の上流側にエアタンク弁１１１が設けられている。乾燥器１２と逆止弁１１０との間に湿度センサ１２０が設けられており、湿度センサ１２０により乾燥器１２の出口における空気の湿度を検出できる。エアタンク１３とエアタンク弁１１１との間に流量センサ１２２が設けられており、流量センサ１２２によりエアタンク１３からオゾン生成器１４側に流れる空気の流量を検出できる。

エアコンプレッサ１１は、配管６１および電磁弁１３４を介して、車両吸気系５０の得たエアクリーナ５１と接続されている。車両の外部からの空気は、空気吸入管６０からエアクリーナ５１に流入し、スロットルバルブ４４側の吸気管４５と、電磁弁１３４側の吸気管６２とに分配される。エアコンプレッサ１１の上流側が車両吸気系５０に接続していることにより、内燃機関４０側と、オゾン生成装置１０側とで、エアクリーナ５１を共有することができる。電磁弁１３４が開状態でエアコンプレッサ１１を駆動することにより、エアクリーナ５１を通過した空気は、電磁弁１３４および配管６１を通過してエアコンプレッサ１１に流入する。エアコンプレッサ１１は、乾燥器１２に空気を圧送する。乾燥器１２は、原料ガスを乾燥する機能を有する材料が収容されており、乾燥器１２を通過することにより、原料ガス中の湿度が低下する。乾燥器１２に収容する材料としては、中空糸膜等の分離膜や、シリカゲル等の乾燥剤を好適に用いることができる。

オゾン生成器１４は、ハウジング内に配置された複数の電極板と、電極板に電圧印加する電圧印加手段とを備えている。エアコンプレッサ１１から供給された空気が複数の電極板によって隔てらえた流路を通過する際に、電圧印加手段によって複数の電極板間に高電圧が印加されて放電が起こると、電極板間の流路を流通する空気からオゾンや活性酸素種が生成される。

オゾン生成器１４は、配管により、電磁弁１１２を介して排気管４３に接続されている。オゾン生成器１４と電磁弁１１２との間に温度センサ１２３および圧力センサ１２４が設けられている。温度センサ１２３および圧力センサ１２４により、オゾン生成器１４から排気管４３に供給される気体（オゾン、空気等を含む）の温度および圧力を検出できる。オゾン生成器１４は、第１触媒層４６の上流側、かつ、第１ＮＯｘセンサ１４１および圧力センサ１４２の下流側となる位置において、排気管４３に接続されている。電磁弁１１２は、排気管４３に対してオゾンを供給する場合には開放され、オゾンを供給しない場合には閉鎖される。

第１触媒層４６は、ＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒を触媒として含む触媒層である。本実施形態では、第１触媒層４６は、ＮＯｘ浄化触媒として選択還元（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：ＳＣＲ）触媒を含む触媒層であるが、リーンノックストラップ（Ｌｅａｎ ＮＯｘ Ｔｒａｐ：ＬＮＴ）触媒等のＮＯｘを浄化する浄化触媒を用いることもできる。ＮＯｘ浄化触媒において、ＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化反応の触媒活性は、触媒温度等に依存する。例えば、ＮＯｘ浄化触媒の温度が活性温度に達していない場合には、ＮＯｘ浄化反応の触媒活性が十分に高くない場合には、ＮＯｘ浄化率が低くなることが懸念される。このような場合に、ＮＯｘ浄化触媒に対してオゾンを供給すると、ＮＯｘ浄化触媒に吸着するＮＯｘ量を向上させる効果などが得られることにより、ＮＯｘ浄化率を向上させることができる。

第２触媒層４７は、主として排気中のＮＯｘ以外の成分を浄化する機能を有する非ＮＯｘ浄化触媒を触媒として含む触媒層である。例えば、排気中の未反応燃料や粒子成分を浄化する機能を有する触媒を第２触媒層４７に用いることができる。本実施形態では、第２触媒層４７は、ディーゼル微粒子捕集フィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ；ＤＰＦ）であるが、ディーゼル酸化触媒（Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ：ＤＯＣ）等の排気中の未反応燃料や粒子成分を浄化する機能を有する触媒を用いることもできる。

湿度センサ１２０、圧力センサ１２１、流量センサ１２２、温度センサ１２３、圧力センサ１２４、圧力センサ１４２からの検出信号は、オゾン生成ＥＣＵ１５に出力される。第１ＮＯｘセンサ１４１、触媒温度センサ１４３、温度センサ１４４、第２ＮＯｘセンサ１４５、差圧センサ１４６からの検出信号は、エンジンＥＣＵ４１に出力される。

オゾン生成ＥＣＵ１５およびエンジンＥＣＵ４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータを主体として構成された電子制御ユニットである。オゾン生成ＥＣＵ１５は、前述した各種センサの検出信号に基づいて、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、オゾン生成装置１０を制御する機能を有する。より具体的には、オゾン生成ＥＣＵ１５は、エアコンプレッサ１１、オゾン生成器１４、エアタンク弁１１１を制御する。エンジンＥＣＵ４１は、前述した各種センサの検出信号に基づいて、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、内燃機関４０の燃焼状態や第１触媒層４６および第２触媒層４７の温度等を制御する機能を有する。直流電源６３は、オゾン生成ＥＣＵ１５、エンジンＥＣＵ４１、およびオゾン生成器１４に電力を供給する。

オゾン生成装置１０は、原料ガスとして空気を用い、オゾンを生成する。エアコンプレッサ１１および乾燥器１２は、原料ガスを乾燥して乾燥原料ガスを生成する乾燥機構として機能する。乾燥器１２は、原料ガスを乾燥する分離膜を含み、エアコンプレッサ１１は、乾燥器１２に収容される分離膜に原料ガスを送気する送気機として機能する。逆止弁１１０，エアタンク弁１１１およびエアタンク１３は、乾燥原料ガスを保持空間に密閉して保持する保持機構として機能する。保持空間は、例えば、密閉可能な容器または管路により囲われた空間として構成され、本実施形態では、エアタンク１３の内部が保持空間となる。オゾン生成器１４は、乾燥原料ガスからオゾンを生成する生成機構として機能する。

オゾン生成ＥＣＵ１５は、乾燥機構と、保持機構と、生成機構のうち、少なくとも１つの機構を停止するとともに、少なくとも１つの機構を動作させるように制御する制御部としての機能を有する。より具体的には、オゾン生成ＥＣＵ１５は、稼働モードと、充填モードと、保持モードとを選択的に実行可能に構成されている。稼働モードでは、保持機構を停止して乾燥原料ガスの密閉を解除するとともに、生成機構を動作させて乾燥原料ガスからオゾンを生成する。充填モードでは、乾燥機構を動作させるとともに、保持機構を停止して乾燥機構からの乾燥原料ガスを保持空間に導入する。保持モードでは、乾燥機構および生成機構を停止するとともに、保持機構を動作させて保持空間を密閉する。

図２に、オゾン生成ＥＣＵ１５が実行するオゾン生成装置１０の駆動制御処理のフローチャートを示す。図２に示す処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、第１触媒層４６の温度Ｔが所定の温度閾値Ｔｃより低いか否か、および、内燃機関４０がエンジンオンの状態にあるか否かについて判断する。第１触媒層４６の温度Ｔとしては、触媒温度センサ１４３の検出値を用いることができる。また、温度閾値Ｔｃとしては、第１触媒層４６に含まれるＮＯｘ浄化触媒の活性温度を用いることができる。Ｔ＜Ｔｃかつエンジンオンである場合には、ステップＳ１０１について肯定判定を行い、ステップＳ１０２に進み、稼働モードの実行を決定する。Ｔ≧Ｔｃである場合、もしくは、エンジンオフである場合には、ステップＳ１０１について否定判定を行い、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０２〜Ｓ１０７に示す各処理は、稼働モードに係る処理である。ステップＳ１０２において、稼働モードの実行を決定した後、ステップＳ１０３に進み、エアタンク弁１１１を開状態に制御する。エアタンク弁１１１が閉状態の場合には開状態に切り替え、開状態の場合にはその状態を維持する。続いて、ステップＳ１０４に進み、オゾン生成器１４をオン状態に制御する。オゾン生成器１４がオフ状態の場合にはオン状態に切り替え、オン状態の場合にはその状態を維持する。その後、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、エアタンク内の圧力Ｐが、所定の圧力閾値Ｐ１未満であるか否かを判定する。Ｐ＜Ｐ１である場合には、ステップＳ１０６に進み、エアコンプレッサ１１をオン状態に制御する。エアコンプレッサ１１がオフ状態の場合にはオン状態に切り替え、オン状態の場合にはその状態を維持する。これによって、エアタンク１３に乾燥原料ガスを送りながら、エアタンク１３からオゾン生成器１４への乾燥原料ガスの供給を実行できる。Ｐ≧Ｐ１である場合には、ステップＳ１０７に進み、エアコンプレッサ１１をオフ状態に制御する。エアコンプレッサ１１がオン状態の場合にはオフ状態に切り替え、オフ状態の場合にはその状態を維持する。これによって、オゾン生成器１４に対して、専ら、エアタンク内に保持されていた乾燥原料ガスが供給される。ステップＳ１０５〜Ｓ１０７に示すように、エアタンク内に保持されている乾燥原料ガスの量に応じて、オゾン生成器１４への乾燥原料ガスの供給時にエアタンク１３への乾燥原料ガスの補充を実行する否かを切換えることができる。ステップＳ１０６，Ｓ１０７の後、図２に示す処理を終了する。

ステップＳ１１０では、エアタンク内の圧力Ｐが、所定の圧力閾値Ｐｔ未満であるか否かを判定する。圧力閾値Ｐｔは、例えば、乾燥器１２への原料ガスの供給を開始してから、乾燥器１２の乾燥能力が安定化するまでに、オゾン生成器１４に供給すべき原料ガス量に基づいて設定することができる。Ｐ＜Ｐｔである場合には、ステップＳ１１１に進み、充填モードの実行を決定する。Ｐ≧Ｐｔである場合には、ステップＳ１２１に進み、保持モードの実行を決定する。

ステップＳ１１１〜Ｓ１１６に示す各処理は、充填モードに係る処理である。ステップＳ１１１において、充填モードの実行を決定した後、ステップＳ１１２に進み、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。オゾン生成器１４がオン状態の場合にはオフ状態に切り替え、オフ状態の場合にはその状態を維持する。その後、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、乾燥器１２を通過後の原料ガスの湿度Ｈが所定の湿度閾値Ｈ１未満であるか否かを判定する。湿度閾値Ｈ１としては、例えば、オゾン生成器１４における放電により十分なオゾン量を生成可能な湿度に設定できる。Ｈ＜Ｈ１である場合には、ステップＳ１１４に進み、エアタンク弁１１１を閉状態に制御する。エアタンク弁１１１が開状態の場合には閉状態に切り替え、閉状態の場合にはその状態を維持する。Ｈ≧Ｈ１である場合には、ステップＳ１１４に進み、エアタンク弁１１１を開状態に制御する。エアタンク弁１１１が閉状態の場合には開状態に切り替え、開状態の場合にはその状態を維持する。ステップＳ１１４，Ｓ１１５の後、ステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１１６では、エアコンプレッサ１１をオン状態に制御する。エアコンプレッサ１１がオフ状態の場合にはオン状態に切り替え、オン状態の場合にはその状態を維持する。ステップＳ１１３〜Ｓ１１６に示すように、乾燥器１２からエアタンク１３へ供給される原料ガスの湿度Ｈが高い場合（具体的にはＨ≧Ｈ１である場合）には、エアタンク弁１１１は開状態のままでエアコンプレッサ１１をオン状態とする。これによって、湿度Ｈが高い場合には、エアタンク１３を通過するため、エアタンク１３への充填は行われない。そして、湿度Ｈが十分に低下した場合（具体的にはＨ＜Ｈ１を満たす場合）には、エアタンク弁１１１を閉状態に制御してエアコンプレッサ１１をオン状態とする。これによって、十分に低湿な乾燥原料ガスをエアタンク１３に充填できる。ステップＳ１１６の後、図２に示す処理を終了する。

ステップＳ１２１〜Ｓ１２４に示す各処理は、保持モードに係る処理である。ステップＳ１２１において、保持モードの実行を決定した後、ステップＳ１２２に進み、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。オゾン生成器１４がオン状態の場合にはオフ状態に切り替え、オフ状態の場合にはその状態を維持する。続いて、ステップＳ１２３では、エアタンク弁１１１を閉状態に制御する。エアタンク弁１１１が開状態の場合には閉状態に切り替え、閉状態の場合にはその状態を維持する。続いて、ステップＳ１２４では、エアコンプレッサ１１をオフ状態に制御する。エアコンプレッサ１１がオン状態の場合にはオフ状態に切り替え、オフ状態の場合にはその状態を維持する。ステップＳ１２２〜ステップＳ１２４に示す処理により、エアタンク１３が密閉状態となり、エアタンク内に原料ガスが保持される。ステップＳ１２４の後、図２に示す処理を終了する。

図１に示すオゾン生成装置１０の概略図を、図３に示す。また、図２に示す稼働モード、充填モード、および保持モードにおける制御の概要を図４に示す。

図２〜４に示すように、稼働モードでは、エアタンク弁１１１が開状態に制御されるとともに、オゾン生成器１４がオン状態に制御され、エアタンク１３からの乾燥原料ガスがオゾン生成器１４に供給されて、オゾンを生成できる。また、エアコンプレッサ１１は、エアタンク１３内の乾燥原料ガスの量に応じてオン状態とオフ状態とに切換えられ、必要に応じて乾燥器１２側からエアタンク１３に乾燥原料ガスを供給できる。稼働モードでは、エアタンク弁１１１によるエアタンク１３の密閉を解除して保持機構を停止するとともに、生成機構として機能するオゾン生成器１４を動作させる。乾燥機構として機能するエアコンプレッサ１１および乾燥器１２は、エアタンク１３内の乾燥原料ガス量が少ない場合には動作させ、多い場合には停止する。

また、充填モードでは、オゾン生成器１４がオフ状態に制御されるとともに、エアコンプレッサ１１はオン状態に制御され、原料ガスの湿度Ｈが十分に低くなった場合にエアタンク弁１１１が閉状態に制御されて、乾燥器１２からの乾燥原料ガスをエアタンク１３に充填できる。充填モードでは、生成機構として機能するオゾン生成器１４を停止し、逆止弁１１０によるエアタンク１３の密閉を解除して保持機構を停止するとともに、乾燥機構として機能するエアコンプレッサ１１および乾燥器１２とを動作させる。

また、保持モードでは、オゾン生成器１４およびエアコンプレッサ１１をオフ状態に制御するとともに、エアタンク弁１１１を閉状態に制御することにより、エアタンク１３を密閉状態にして、エアタンク内に充填された乾燥原料ガスを保持できる。保持モードでは、生成機構として機能するオゾン生成器１４と、乾燥機構として機能するエアコンプレッサ１１および乾燥器１２とを停止するとともに、逆止弁１１０およびエアタンク弁１１１によるエアタンク１３を密閉して保持機構を動作させる。

図２〜４に示すように、稼働モードは、第１触媒層４６へのオゾン供給の要求があった場合に選択される。具体的には、エンジンオンの状態、すなわち、内燃機関４０から排気が排出されているが、第１触媒層４６の温度が十分高くないため、第１触媒層４６にオゾンを供給する必要がある場合に選択される。

稼働モードの実行中に、オゾン供給の要求が無くなった場合、すなわち、ステップＳ１０１において否定判定された場合には、ステップＳ１１０に進む。稼働モード中にエアタンク１３内の乾燥原料ガスは減少しているため、ステップＳ１１０において肯定判定されて、稼働モードから充填モードに切り替わる。

充填モードの実行により、エアタンク１３に十分な量の乾燥原料ガスが充填されると、ステップＳ１１０において否定判定され、充填モードから保持モードに切り替わる。保持モードでは、エアタンク１３内に乾燥原料ガスが保持されて減少しないため、保持モードから充填モードに切り替わることは実質的に無く、次にオゾン要求が発生するまで、保持モードが継続する。保持モードの実行中に、オゾン供給の要求が発生すると、ステップＳ１０１において肯定判定され、稼働モードに切り替わる。このため、稼働モードでは、エアタンク弁１１１が開状態に制御されて、充填モードにより充填され、保持モードに保持されたエアタンク１３内の乾燥原料ガスをオゾン生成器１４において利用できる。

上記のとおり、オゾン生成ＥＣＵ１５は、乾燥機構として機能するエアコンプレッサ１１および乾燥器１２と、保持機構として機能する逆止弁１１０，エアタンク弁１１１およびエアタンク１３と、生成機構として機能するオゾン生成器１４のうち、少なくとも１つの機構を停止するとともに、少なくとも１つの機構を動作させるように制御する。オゾン生成ＥＣＵ１５は、保持機構を停止してエアタンク１３内における乾燥原料ガスの密閉を解除するとともに、生成機構を動作させて乾燥原料ガスからオゾンを生成する稼働モードと、乾燥機構を動作させるとともに、保持機構を停止して乾燥機構からの乾燥原料ガスをエアタンク１３に導入する充填モードと、乾燥機構および生成機構を停止するとともに、保持機構を動作させてエアタンク１３を密閉する保持モードとを、所定の条件に基づいて選択的に実行できる。

より具体的には、オゾン生成ＥＣＵ１５は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２〜Ｓ１０７に示すように、排気浄化触媒の温度情報が、排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値未満であることを示す状態である場合に、排気浄化触媒へのオゾン供給の要求があったと判断して稼働モードを実行する。排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値未満であり、触媒活性が十分に高くない場合に、オゾンを供給する稼働モードを実行できる。そして、オゾン生成ＥＣＵ１５は、ステップＳ１１０，Ｓ１１１〜Ｓ１１６に示すように、エアタンク１３内の圧力情報が、エアタンク１３内の圧力が所定の圧力閾値未満であることを示す状態である場合に、充填モードを実行する。また、オゾン生成ＥＣＵ１５は、ステップＳ１１０，Ｓ１２１〜Ｓ１２４に示すように、エアタンク１３内の圧力情報が、エアタンク１３内の圧力が所定の圧力閾値以上であることを示す状態である場合に、保持モードを実行する。エアタンク１３内の圧力情報を参照することにより、エアタンク１３内の乾燥原料ガスの充填量が十分ではないと判断される場合には充填モードを選択し、エアタンク１３内の乾燥原料ガスの充填量が十分であると判断される場合には保持モードを選択することができる。

上記のように、オゾン生成装置１０によれば、ステップＳ１０１，Ｓ１１０に示すような所定の条件に基づいて各モードを選択的に実行することにより、乾燥原料ガスからのオゾンの生成と、乾燥原料ガスの確保とを実現できる。このため、乾燥機構の乾燥原料ガスの生成能力が大きくなくても、速やかに必要量の乾燥原料ガスを生成機構において利用可能に構成することができ、速やかに必要量のオゾンを生成するように構成することができる。その結果、乾燥機構を小さくして、オゾン生成装置１０を全体として車載可能なシステム体格まで小型化することができる。

なお、ステップＳ１０１では、触媒温度センサ１４３の検出値を第１触媒層４６の温度Ｔとして用い、温度閾値Ｔｃと比較したが、これに限定されない。ステップＳ１０１は、第１触媒層４６の温度情報が、第１触媒層４６の温度Ｔが所定の温度閾値Ｔｃ未満であることを示す状態である場合に、第１触媒層４６へのオゾン供給の要求があったと判断して稼働モードを選択するように構成されていればよい。なお、温度情報とは、第１触媒層４６の温度Ｔおよびこれに関連する他のパラメータを意味し、例えば、第１触媒層４６の昇温開始時からの経過時間、内燃機関４０の暖機の完了、内燃機関４０の冷却戻り水の水温、内燃機関４０の始動時からの燃料消費量、経過時間、走行距離等を挙げることができる。

また、ステップＳ１１０では、圧力センサ１２１の検出値をエアタンク１３内の圧力Ｐとして用い、圧力閾値Ｐｔと比較したが、これに限定されない。ステップＳ１１０は、エアタンク１３内の圧力情報が、エアタンク１３内の圧力Ｐが所定の圧力閾値Ｐｔ未満であることを示す状態であるか否かに基づいて、充填モードまたは保持モードを選択するように構成されていればよい。なお、圧力情報とは、エアタンク１３内の圧力Ｐおよびこれに関連する他のパラメータを意味し、例えば、稼働モードおよび充填モードの実行時間の累計や、流量センサ１２２の検出値等を挙げることができる。

また、ステップＳ１１３では、湿度センサ１２０の検出値を原料ガスの湿度Ｈとして用い、湿度閾値Ｈ１と比較したが、これに限定されない。ステップＳ１１３は、乾燥器１２からの原料ガスの湿度情報が、乾燥器１２からの原料ガスの湿度Ｈが所定の湿度閾値Ｈ１未満であることを示す状態である場合に、エアタンク弁１１１を閉状態に制御するように構成されていればよい。なお、湿度情報とは、乾燥器１２からの原料ガスの湿度およびこれに関連する他のパラメータを意味し、例えば、乾燥器１２に原料ガスの送気を開始してからの経過時間等を挙げることができる。

さらに、オゾン生成ＥＣＵ１５は、ステップＳ１１３〜Ｓ１１５に示すように、充填モードにおいて、乾燥器１２の出口側での原料ガスの湿度情報に基づいてエアタンク１３を密閉する。より具体的には、乾燥器１２の出口側での原料ガスの湿度Ｈが所定の湿度閾値Ｈ１未満である場合に、エアタンク弁１１１を閉状態に制御する。このため、エアタンク１３内に適切に乾燥された乾燥原料ガスを充填することができる。

（第２実施形態）
図５に、第２実施形態に係るオゾン生成装置１０ａの概略図を示す。オゾン生成装置１０ａでは、エアコンプレッサ１１に替えて、乾燥器１２の下流側に配置された吸引機１１ａが備えられている点において、図１，３に示すオゾン生成装置１０と相違している。オゾン生成装置１０ａにおいても、吸引機１１ａをエアコンプレッサ１１と同様にオン／オフ制御することにより、オゾン生成装置１０と同様に、図２，４に示すような稼働モードと、充填モードと、保持モードとを選択的に実行できる。このため、第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図６に、第３実施形態に係るオゾン生成装置１０ｂの概略図を示す。オゾン生成装置１０ｂでは、密閉可能な容器であるエアタンク１３に替えて、密閉可能な管路１３ｂを備える点において、図１，３に示すオゾン生成装置１０と相違している。オゾン生成装置１０ｂにおいても、オゾン生成装置１０と同様に、図２，４に示すような稼働モードと、充填モードと、保持モードとを選択的に実行できるため、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第４実施形態）
図７に、第４実施形態に係るオゾン生成装置１０ｃの概略図を示す。オゾン生成装置１０ｃでは、開閉弁であるエアタンク弁１１１に替えて、三方弁であるエアタンク弁１１１ｃを備える点において、図１，３に示すオゾン生成装置１０と相違している。エアタンク弁１１１ｃは、その上流側に配置された上流側管路２０１と、下流側に配置された下流側管路２０３と、エアタンク１３ｃに接続するエアタンク管路２０２との間に配置されている。エアタンク弁１１１ｃは、エアタンク管路２０２の接続先を、上流側管路２０１と、下流側管路２０３とのいずれかに切換えることができる。上流側管路２０１は、逆止弁１１０を介して乾燥器１２に接続されており、下流側管路２０３は、オゾン生成器１４に接続されているため、エアタンク弁１１１ｃは、エアタンク１３ｃの接続先を、乾燥器１２側（上流側）と、オゾン生成器１４側（下流側）とのいずれかに切換えることができる。

図８に、第４実施形態において制御部として機能するオゾン生成ＥＣＵ１５が実行する制御の概要を示す。オゾン生成装置１０ｃにおいては、オゾン生成ＥＣＵ１５は、稼働モードでは、エアコンプレッサ１１をオフ状態に制御し、エアタンク弁１１１ｃを下流側に接続し、オゾン生成器１４をオン状態に制御する。乾燥機構を停止し、保持機構を生成機能側において停止するとともに、生成機構を動作させることにより、エアタンク１３からの乾燥原料ガスがオゾン生成器１４に供給されて、オゾンを生成できる。

また、オゾン生成ＥＣＵ１５は、充填モードでは、エアコンプレッサ１１をオン状態に制御し、エアタンク弁１１１ｃを上流側に接続し、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。生成機構を停止し、保持機構を乾燥機構側において停止するとともに、乾燥機構を動作させることにより、乾燥器１２からの乾燥原料ガスをエアタンク１３に充填できる。

また、オゾン生成ＥＣＵ１５は、保持モードでは、エアコンプレッサ１１をオフ状態に制御し、エアタンク弁１１１ｃを上流側に接続し、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。エアコンプレッサ１１がオフ状態であるため、逆止弁１１０は閉状態となる。生成機構および乾燥機構を停止するとともに、保持機構を動作させることにより、ことにより、エアタンク１３を密閉状態にして、エアタンク内に充填された乾燥原料ガスを保持できる。

図９に、オゾン生成ＥＣＵ１５が実行するオゾン生成装置１０ｃの駆動制御処理のフローチャートを示す。図９に示す処理は、所定の周期で繰り返し実行される。モードの選択を行うステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２１０，Ｓ２１１，Ｓ２２１の処理は、図２に示すステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１２１と同様であるため、説明を省略する。

図９のステップＳ２０２〜Ｓ２０６に示す各処理は、稼働モードに係る処理である。ステップＳ２０２において、稼働モードの実行を決定した後、ステップＳ２０３に進み、エアタンク弁１１１ｃを下流側に接続するように制御する。エアタンク弁１１１ｃが下流側に接続していない場合には接続を下流側に切り替え、下流側に接続している場合にはその状態を維持する。続いて、ステップＳ２０４に進み、ステップＳ１０４と同様に、オゾン生成器１４をオン状態に制御する。その後、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、ステップＳ１０７と同様に、エアコンプレッサ１１をオフ状態に制御し、その後、処理を終了する。

図９のステップＳ２１２〜Ｓ２１６に示す各処理は、充填モードに係る処理である。ステップＳ２１１において、充填モードの実行を決定した後、ステップＳ２１２に進み、ステップＳ１１２と同様に、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。その後、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４では、エアタンク弁１１１ｃを上流側に接続するように制御する。エアタンク弁１１１ｃが上流側に接続していない場合には接続を上流側に切り替え、上流側に接続している場合にはその状態を維持する。続いて、ステップＳ２１６に進み、ステップＳ１１６と同様に、エアコンプレッサ１１をオン状態に制御し、その後、処理を終了する。

図９のステップＳ２２１〜Ｓ２２４に示す各処理は、保持モードに係る処理である。ステップＳ２２１において、保持モードの実行を決定した後、ステップＳ２２２に進み、ステップＳ１２２と同様に、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。続いて、ステップＳ２２３では、ステップＳ２１４と同様に、エアタンク弁１１１ｃを上流側に接続するように制御する。続いて、ステップＳ２２４では、ステップＳ１２４と同様に、エアコンプレッサ１１をオフ状態に制御し、その後、処理を終了する。

図７〜９に示すように、エアタンク弁１１１ｃとして三方弁を備えるオゾン生成装置１０ｃにおいても、エアタンク弁１１１として開閉弁を備えるオゾン生成装置１０と同様に、図８に示すような稼働モードと、充填モードと、保持モードとを選択的に実行できる。このため、車載可能なシステム体格で、速やかに必要量のオゾンを生成できる。

（第５実施形態）
図１０に、第５実施形態に係るオゾン生成装置１０ｄの概略図を示す。オゾン生成装置１０ｄでは、三方弁３０１を介して乾燥器１２とオゾン生成器１４とを接続する管路３０３と、逆止弁１１０ｄを介して、管路３０３における三方弁３０１の下流側とエアタンク１３ｄとを接続する管路３０２と、管路３０２との接続部よりもさらに下流側において管路３０３に接続するとともに、開閉弁であるエアタンク弁１１１ｄを介してエアタンク１３ｄに接続する管路３０４とを備える点において、図１，３に示すオゾン生成装置１０と相違している。三方弁３０１は、乾燥器１２の接続先を、パージ管路３００側（放出側）と、エアタンク１３ｄおよびオゾン生成器１４の配置された側（下流側）とのいずれかに切換えることができる。

図１１に、第５実施形態において制御部として機能するオゾン生成ＥＣＵ１５が実行する制御の概要を示す。オゾン生成装置１０ｄにおいては、オゾン生成ＥＣＵ１５は、初期稼働モードでは、エアコンプレッサ１１をオフ状態に制御し、三方弁３０１を放出側に接続し、エアタンク弁１１１ｄを開状態に制御し、オゾン生成器１４をオン状態に制御する。稼働＋充填モードでは、エアコンプレッサ１１をオン状態に制御し、三方弁３０１を下流側に接続し、エアタンク弁１１１ｄを閉状態に制御し、オゾン生成器１４をオン状態に制御する。充填モードでは、エアコンプレッサ１１をオン状態に制御し、三方弁３０１を下流側に接続し、エアタンク弁１１１ｄを閉状態に制御し、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。保持モードでは、エアコンプレッサ１１をオフ状態に制御し、三方弁３０１を放出側に接続し、エアタンク弁１１１ｄを閉状態に制御し、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。

図１２に、オゾン生成ＥＣＵ１５が実行するオゾン生成装置１０ｄの駆動制御処理のフローチャートを示す。図１２に示す処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ３０１では、ステップＳ１０１と同様に、第１触媒層４６の温度Ｔが所定の温度閾値Ｔｃより低いか否か、および、内燃機関４０がエンジンオンの状態にあるか否かについて判断する。Ｔ＜Ｔｃかつエンジンオンである場合には、ステップＳ３０１について肯定判定を行い、ステップＳ３０２に進む。Ｔ≧Ｔｃである場合、もしくは、エンジンオフである場合には、ステップＳ３０１について否定判定を行い、ステップＳ３１１に進む。

ステップＳ３０２では、内燃機関４０の始動時から、所定時間が経過しているか否かを判定する。所定時間としては、例えば、乾燥器１２への原料ガスの供給を開始してから、乾燥器１２の乾燥能力が安定化するまでに要する時間を設定することができる。所定時間が経過している場合には、ステップＳ３０３に進み、稼働／充填モードの実行を決定する。所定時間が経過していない場合には、ステップＳ３０７に進み、初期稼働モードの実行を決定する。

図１２のステップＳ３０７〜Ｓ３１０に示す各処理は、初期稼働モードに係る処理である。ステップＳ３０７において、初期稼働モードの実行を決定した後、ステップＳ３０８に進み、三方弁３０１を放出側に接続するとともに、エアタンク弁１１１ｄを開状態に制御する。三方弁３０１が放出側に接続していない場合には接続を放出側に切り替え、放出側に接続している場合にはその状態を維持する。エアタンク弁１１１ｄが閉状態の場合には開状態に切り替え、開状態の場合にはその状態を維持する。続くステップＳ３０９，Ｓ３１０に示す処理は、図９のステップＳ２０４，Ｓ２０６に示す処理と同様であるため、説明を省略する。

乾燥器１２の乾燥能力が安定化するまでに要する所定時間を経過していない場合には、乾燥器１２を通過した原料ガスは、乾燥原料ガスとして十分な程度に乾燥されていないことが懸念される。このため、初期稼働モードが実行されて、乾燥器１２を通過した原料ガスは、三方弁３０１を経由して放出される。また、エアタンク弁１１１ｄが開状態に制御されるため、オゾン生成器１４に対しては、エアタンク弁１１１ｄ内に保持されていた乾燥原料ガスを供給できる。

図１２のステップＳ３０２〜Ｓ３０６に示す各処理は、稼働／充填モードに係る処理である。ステップＳ３０３において、稼働／充填モードの実行を決定した後、ステップＳ３０４に進み、三方弁３０１を下流側に接続するとともに、エアタンク弁１１１ｄを閉状態に制御する。三方弁３０１が下流側に接続していない場合には接続を下流側に切り替え、下流側に接続している場合にはその状態を維持する。エアタンク弁１１１ｄが開状態の場合には閉状態に切り替え、閉状態の場合にはその状態を維持する。続くステップＳ３０５，Ｓ３０６に示す処理は、図９のステップＳ２０４，Ｓ２０６に示す処理と同様であるため、説明を省略する。

乾燥器１２の乾燥能力が安定化するまでに要する所定時間を経過した場合には、乾燥器１２を通過した原料ガスは、十分に乾燥されており、乾燥原料ガスとして利用できる。このため、稼働／充填モードが実行されて、乾燥器１２を通過した後の乾燥原料ガスは、三方弁３０１により下流側に流入する。乾燥原料ガスは、三方弁３０１から、その下流側に配置された管路３０２および管路３０３に流入する。管路３０２に流入した乾燥原料ガスは、逆止弁１１０ｄを通過して、エアタンク１３ｄに流入する。エアタンク弁１１１ｄは閉状態に制御されているため、エアタンク弁１１１ｄ内に乾燥原料ガスを充填できる。また、管路３０３に流入した乾燥原料ガスは、さらに下流側に配置されたオゾン生成器１４に供給される。

ステップＳ３１１〜Ｓ３１６に示す各処理は、充填モードに係る処理である。ステップＳ３１２において、充填モードの実行を決定した後、ステップＳ３１３に進み、図９のステップＳ２１２に示す処理と同様に、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。その後、ステップＳ３１４に進む。ステップＳ３１４では、三方弁３０１を下流側に接続するとともに、エアタンク弁１１１ｄを閉状態に制御する。三方弁３０１が下流側に接続していない場合には接続を下流側に切り替え、下流側に接続している場合にはその状態を維持する。エアタンク弁１１１ｄが開状態の場合には閉状態に切り替え、閉状態の場合にはその状態を維持する。続くステップＳ３１６に示す処理は、図９のステップＳ２１６に示す処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ３２１〜Ｓ３２４に示す各処理は、保持モードに係る処理である。ステップＳ３２１において、保持モードの実行を決定した後、ステップＳ３２２に進み、図９のステップＳ２２２に示す処理と同様に、オゾン生成器１４をオフ状態に制御する。その後、ステップＳ３２４に進む。ステップＳ３２４では、三方弁３０１を放出側に接続するとともに、エアタンク弁１１１ｄを閉状態に制御する。三方弁３０１が放出側に接続していない場合には接続を放出側に切り替え、放出側に接続している場合にはその状態を維持する。エアタンク弁１１１ｄが開状態の場合には閉状態に切り替え、閉状態の場合にはその状態を維持する。続くステップＳ３２４に示す処理は、図９のステップＳ２２４に示す処理と同様であるため、説明を省略する。

図１０〜１２に示すように、オゾン生成装置１０ｄにおいては、第１触媒層４６へのオゾン供給の要求があった場合には、初期稼働モードまたは稼働／充填モードが選択される。乾燥器１２の乾燥能力が安定化するまでに要する所定時間を経過していない場合には、初期稼働モードが選択され、乾燥器１２を通過した原料ガスは放出される一方で、エアタンク１３ｄに保持されていた乾燥原料ガスを用いてオゾンを速やかに生成できる。乾燥器１２の乾燥能力が安定化するまでに要する所定時間を経過した後には、稼働／充填モードが選択され、乾燥器１２を通過した原料ガスは、オゾン生成器１４に供給されるとともに、エアタンク１３ｄに充填される。稼働／充填モードによれば、乾燥器１２を通過した後の乾燥原料ガスをオゾン生成器１４に供給することと、エアタンク１３ｄに充填することを並行して実行することができる。

オゾン生成装置１０ｄによれば、内燃機関４０の始動時に、オゾン生成装置１０ｄを始動すると、まず、初期稼働モードが実行される。その後、所定時間が経過すると、ステップＳ３０１において肯定判定されて、初期稼働モードから稼働／充填モードに切り替えることができる。その後、第１実施形態等と同様の条件により、充填モードや保持モードに切り替えることができる。

図１０〜１２に示すように、エアタンク弁１１１ｄおよび三方弁３０１を備えるオゾン生成装置１０ｄにおいても、オゾン生成装置１０等と同様に、図１１，１２に示すような稼働モードと、充填モードと、保持モードとを選択的に実行できる。このため、車載可能なシステム体格で、速やかに必要量のオゾンを生成できる。

また、オゾン生成装置１０ｄによれば、稼働モードとして、初期稼働モードと、稼働／充填モードとを含み、ステップＳ３０１に示すように、内燃機関４０の始動時からの経過時間と、所定時間との比較に基づいて、初期稼働モードと、稼働／充填モードとを選択できる。このため、乾燥器１２の乾燥能力が安定化するまでの間は、エアタンク弁１１１ｄ内に保持されていた乾燥原料ガスをオゾン生成器１４に供給して速やかに効率よるオゾンを生成できる。また、乾燥器１２の乾燥能力が安定化した後には、乾燥器１２において乾燥された乾燥原料ガスをオゾン生成器１４に供給するとともに、エアタンク１３ｄへの乾燥原料ガスを充填することができる。

上記の各実施形態によれば、下記の効果を得ることができる。

オゾン生成装置１０、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、内燃機関４０の排気管４３に接続され、内燃機関４０からの排気を浄化する排気浄化触媒を備える第１触媒層４６の上流にオゾンを供給するオゾン生成装置として機能する。オゾン生成装置１０、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、原料ガスを乾燥して乾燥原料ガスを生成する乾燥機構（例えば、エアコンプレッサ１１および乾燥器１２）と、乾燥原料ガスを保持空間に密閉して保持する保持機構（例えば、逆止弁１１０，エアタンク弁１１１およびエアタンク１３）と、乾燥原料ガスからオゾンを生成する生成機構（オゾン生成器１４）と、を備える。オゾン生成装置１０、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄによれば、乾燥機構により生成した乾燥原料ガスを保持する保持機構を備えるため、オゾン供給の要求に応じて、保持機構に保持された乾燥原料ガスを速やかに生成機構において利用可能に制御することができる。

さらにオゾン生成装置１０、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、乾燥機構と、保持機構と、生成機構のうち、少なくとも１つの機構を停止するとともに、少なくとも１つの機構を動作させるように制御するオゾン生成ＥＣＵ１５を備える。これにより、乾燥原料ガスからのオゾンの生成と、乾燥原料ガスの確保とを実現できる。このため、乾燥機構の乾燥原料ガスの生成能力が大きくなくても、速やかに必要量の乾燥原料ガスを生成機構において利用可能に構成することができ、速やかに必要量のオゾンを生成するように構成することができる。その結果、乾燥機構を小さくして、オゾン生成装置全体を、車載可能なシステム体格まで小型化することができる。

例えば、オゾン生成ＥＣＵ１５は、保持機構を停止してエアタンク１３内における乾燥原料ガスの密閉を解除するとともに、生成機構を動作させて乾燥原料ガスからオゾンを生成する稼働モードと、乾燥機構を動作させるとともに、保持機構を停止して乾燥機構からの乾燥原料ガスをエアタンク１３に導入する充填モードと、乾燥機構および生成機構を停止するとともに、保持機構を動作させてエアタンク１３を密閉する保持モードとを、所定の条件に基づいて選択的に実行可能に構成されていてもよい。

稼働モードを選択する条件について、オゾン生成ＥＣＵ１５は、排気浄化触媒へのオゾン供給の要求があった場合に、稼働モードを実行するように構成されていてもよい。さらには、オゾン生成ＥＣＵ１５は、排気浄化触媒の温度情報が、排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値未満であることを示す状態である場合に、排気浄化触媒へのオゾン供給の要求があったと判断して稼働モードを実行するように構成されていてもよい。排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値未満であり、触媒活性が十分に高くない場合に、オゾンを供給する稼働モードを実行することにより、適切なオゾン供給を実現できる。

稼働モードの選択条件を満たさなかった場合に、充填モードまたは保持モードを選択する条件について、オゾン生成ＥＣＵ１５は、保持空間内の圧力情報が、保持空間内の圧力が所定の圧力閾値未満であることを示す状態である場合に、充填モードを実行し、保持空間内の圧力情報が、保持空間内の圧力が所定の圧力閾値以上であることを示す状態である場合に、保持モードを実行するように構成されていてもよい。保持空間内に充填された乾燥原料ガスの充填量に応じて、充填モードと、保持モードとのいずれかを選択することができる。

さらに、オゾン生成ＥＣＵ１５は、充填モードにおいて、乾燥機構からの原料ガスの湿度情報に基づいて保持空間を密閉するように構成されていてもよい。適切に乾燥された乾燥原料ガスを保持空間に密閉することができる。

さらに、オゾン生成装置１０ｄのように、オゾン生成ＥＣＵ１５は、稼働モードとして、初期稼働モードと、稼働／充填モードと、を含むように構成されていてもよい。初期充填モードは、乾燥機構を停止し、保持機構を停止して乾燥原料ガスの密閉を解除するとともに、生成機構を動作させて保持機構からの乾燥原料ガスからオゾンを生成する。稼働／充填モードでは、乾燥機構を動作させ、生成機構を動作させて乾燥機構からの乾燥原料ガスからオゾンを生成するとともに、保持機構を停止して乾燥機構からの乾燥原料ガスを保持空間に導入する。

さらには、オゾン生成ＥＣＵ１５は、オゾン生成装置１０ｄの始動時に初期稼働モードを実行し、始動時から所定期間経過後に、初期稼働モードから稼働／充填モードに切り替えるように構成されていてもよい。乾燥器１２の乾燥能力が安定化するまでの間は、エアタンク弁１１１ｄ内に保持されていた乾燥原料ガスをオゾン生成器１４に供給して速やかに効率よるオゾンを生成できる。また、乾燥器１２の乾燥能力が安定化した後には、乾燥器１２において乾燥された乾燥原料ガスをオゾン生成器１４に供給するとともに、エアタンク１３ｄへの乾燥原料ガスを充填することができる。また、オゾン生成ＥＣＵ１５は、稼働／充填モードの実行中に、排気浄化触媒の温度情報が、排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値以上であることを示す状態となった場合に、充填モードに切り替えるように構成されていてもよい。稼働／充填モードの実行中に、排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値以上となり、触媒活性が十分に高くなった場合には、充填モードに移行することにより保持空間に乾燥原料ガスを充填して、次回の始動時に備えることができる。

なお、乾燥機構は、原料ガスを乾燥する分離膜と、分離膜に原料ガスを送気または吸気する送／吸気機（例えば、エアコンプレッサ１１または吸引機１１ａ）と、を含むように構成されていてもよい。また、保持機構において、保持空間は、密閉可能な容器（例えば、エアタンク１３）または管路（例えば、管路１３ｂ）により囲われた空間であってもよい。

また、オゾン生成装置１０、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、排気浄化触媒の温度情報が排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値未満であることを示す状態である場合には、オゾンを供給して排気浄化触媒へのＮＯｘの吸着を促進することによりＮＯｘ浄化率を確保し、排気浄化触媒の温度情報が排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値以上であることを示す状態である場合には、排気浄化触媒によるＮＯｘの浄化反応によりＮＯｘ浄化率を確保する排気浄化システムに好適に用いることができる。このような排気浄化システムでは、オゾンを供給する期間を短くするように、内燃機関４０の動作制御を実行するようにしてもよい。具体的には、燃焼状態を改善したり、ポスト噴射によって排気温度を上昇させる等により第１触媒層４６等の昇温制御を実行したりしてもよい。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０…オゾン生成装置、１２…乾燥器、１３…エアタンク、１４…オゾン生成器、１５…オゾン生成ＥＣＵ

Claims (13)

1. 内燃機関（４０）の排気管（４３）に接続され、前記内燃機関からの排気を浄化する排気浄化触媒（４６，４７）の上流にオゾンを供給するオゾン生成装置（１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）であって、
   原料ガスを乾燥して乾燥原料ガスを生成する乾燥機構（１１，１１ａ，１２）と、
   前記乾燥原料ガスを保持空間に密閉して保持する保持機構（１３，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１１０，１１０ｄ，１１１，１１１ｃ，１１１ｄ）と、
   前記乾燥原料ガスから前記オゾンを生成する生成機構（１４）と、
   前記乾燥機構と、前記保持機構と、前記生成機構のうち、少なくとも１つの機構を停止するとともに、少なくとも１つの機構を動作させるように制御する制御部（１５）と、を備えるオゾン生成装置。
2. 前記乾燥機構は、前記原料ガスを乾燥する分離膜と、前記分離膜に前記原料ガスを送気または吸気する送／吸気機（１１，１１ａ）と、を含む請求項１に記載のオゾン生成装置。
3. 前記保持空間は、密閉可能な容器または管路により囲われた空間である請求項１または２に記載のオゾン生成装置。
4. 前記制御部は、
   前記保持機構を停止して前記乾燥原料ガスの密閉を解除するとともに、前記生成機構を動作させて前記乾燥原料ガスから前記オゾンを生成する稼働モードと、
   前記乾燥機構を動作させるとともに、前記保持機構を停止して前記乾燥機構からの前記乾燥原料ガスを前記保持空間に導入する充填モードと、
   前記乾燥機構および前記生成機構を停止するとともに、前記保持機構を動作させて前記保持空間を密閉する保持モードと、
   を選択的に実行する請求項１〜３のいずれかに記載のオゾン生成装置。
5. 前記制御部は、前記排気浄化触媒へのオゾン供給の要求があった場合に、前記稼働モードを実行する請求項４に記載のオゾン生成装置。
6. 前記制御部は、前記排気浄化触媒の温度情報が、前記排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値未満であることを示す状態である場合に、前記排気浄化触媒へのオゾン供給の要求があったと判断して前記稼働モードを実行する請求項４に記載のオゾン生成装置。
7. 前記制御部は、前記排気浄化触媒の温度情報が、前記排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値以上であることを示す状態である場合に、前記排気浄化触媒へのオゾン供給の要求が無いと判断する請求項４〜６のいずれかに記載のオゾン生成装置。
8. 前記制御部は、前記保持空間内の圧力情報が、前記保持空間内の圧力が所定の圧力閾値未満であることを示す状態である場合に、前記充填モードを実行し、前記保持空間内の圧力情報が、前記保持空間内の圧力が所定の圧力閾値以上であることを示す状態である場合に、前記保持モードを実行する請求項４〜７のいずれかに記載のオゾン生成装置。
9. 前記充填モードは、前記乾燥機構からの前記原料ガスの湿度情報に基づいて前記保持空間を密閉する請求項４〜８のいずれかに記載のオゾン生成装置。
10. 前記稼働モードは、
    前記乾燥機構を停止し、前記保持機構を停止して前記乾燥原料ガスの密閉を解除するとともに、前記生成機構を動作させて前記保持機構からの前記乾燥原料ガスから前記オゾンを生成する初期稼働モードと、
    前記乾燥機構を動作させ、前記生成機構を動作させて前記乾燥機構からの前記乾燥原料ガスから前記オゾンを生成するとともに、前記保持機構を停止して前記乾燥機構からの前記乾燥原料ガスを前記保持空間に導入する稼働／充填モードと、を含む請求項４〜９のいずれかに記載のオゾン生成装置。
11. 前記制御部は、前記オゾン生成装置の始動時に初期稼働モードを実行し、前記始動時から所定期間経過後に、前記初期稼働モードから前記稼働／充填モードに切り替える請求項１０に記載のオゾン生成装置。
12. 前記制御部は、前記初期稼働モードの実行中に、前記排気浄化触媒の温度情報が、前記排気浄化触媒の温度が所定の温度閾値以上であることを示す状態となった場合に、前記充填モードに切り替える請求項１０または１１に記載のオゾン生成装置。
13. 内燃機関（４０）の排気管（４３）に接続され、前記内燃機関からの排気を浄化する排気浄化触媒（４６，４７）の上流にオゾンを供給するオゾン生成装置（１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）であって、
    原料ガスを乾燥して乾燥原料ガスを生成する乾燥機構（１１，１１ａ，１２）と、
    前記乾燥原料ガスを保持空間に密閉して保持する保持機構（１３，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１１０，１１０ｄ，１１１，１１１ｃ，１１１ｄ）と、
    前記乾燥原料ガスから前記オゾンを生成する生成機構（１４）と、を備えるオゾン生成装置。

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